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使用通信處理機(jī)的數(shù)據(jù)通信（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）

使用CP 441通信處理機(jī)，可以建立功能強(qiáng)大的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

• 多種連接選件：例如，可以連接以下設(shè)備：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè)PC
  • 其他供應(yīng)商提供的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識(shí)別系統(tǒng)
  • 機(jī)器人控制
  • 打印機(jī)
• 可變接口：
  可更換接口模塊，據(jù)此可以使用不同的傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過(guò) CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）的數(shù)據(jù)通訊

通過(guò)CP 443-x通信處理機(jī)，可以將SIMATIC S7-400連接至PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-200 (通過(guò) PROFIBUS)
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動(dòng)控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 由以下部件組成：

• 2 個(gè)中央控制器：
  2 個(gè)單獨(dú)的 UR1/UR2 中央控制器，或一個(gè)分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個(gè)區(qū)域。
• 每個(gè)中央控制器兩個(gè)同步模塊，用于通過(guò)光纜連接兩個(gè)設(shè)備。
• 每個(gè)中央控制器 1 個(gè) CPU 412-3H、1 個(gè) CPU 414-4H 或 1 個(gè) CPU 417-4H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴(kuò)展單元和/或帶有I/O模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備。

最重要的功能始終采用冗余型設(shè)計(jì)。

I/O可以組態(tài)為常規(guī)可用性型和switched型。

在單邊組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，僅能由兩個(gè)中央控制器中的一個(gè)來(lái)尋址。單邊I/O模塊可以插接

• 一個(gè)中央控制器和/或
• 擴(kuò)展單元/分布式I/O設(shè)備

.

在I/O尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單邊讀入的信息始終可以被兩個(gè)中央控制器使用。在出現(xiàn)故障的情況下，受到影響的中央控制器的I/O模塊將會(huì)停止工作。

單邊組態(tài)用于：

• 不需要很高可用性的工廠部分。
• 連接基于用戶程序的冗余 I/O。此時(shí)，系統(tǒng)必須具有一種對(duì)稱設(shè)計(jì)。

在switched組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，但是其尋址工作是由兩個(gè)中央控制器通過(guò)冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接

• 一個(gè)ET 200M分布式I/O設(shè)備

.

至中央控制器的連接通過(guò)PROFIBUS DP實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，switched ET 200M連接至兩個(gè)子單元上。

3.1版以及更高版本的操作系統(tǒng)均支持冗余I/O。

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對(duì)配置。使用冗余I/O可以實(shí)現(xiàn)可用性的最大化，因?yàn)檫@種工作模式能夠容忍一個(gè)CPU、PROFIBUS或者信號(hào)模塊出現(xiàn)故障。

配置選項(xiàng)

可進(jìn)行下列配置：

• 針對(duì)單側(cè) DP 從站采用冗余 I/O
• 針對(duì)切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

彼此冗余的模塊的類型必須相同，且采用相同的設(shè)計(jì)（例如，均為集中式或者均為分布式）。插槽不強(qiáng)制規(guī)定。不過(guò)，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用哪些模塊，請(qǐng)咨詢用戶支持部門或者參考相關(guān)手冊(cè)。

這兩種不同的組態(tài)都可以以冗余方式使用功能模塊（FM）和通信處理機(jī)（CP）：

• 切換冗余設(shè)計(jì)：
  功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以成雙地連接至單個(gè)ET 200M或者一個(gè)switched ET 200M。
• 雙通道冗余設(shè)計(jì)：
  功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以插接兩個(gè)子單元或者子單元所連接的擴(kuò)展單元（參見(jiàn)單邊組態(tài)）。

此時(shí)可以不同方式取得模塊的冗余性：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和SIMATIC通信處理機(jī)上，總體上說(shuō)，用戶可以對(duì)其冗余功能進(jìn)行編程。識(shí)別出主動(dòng)模塊，當(dāng)檢測(cè)到可能出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)切換操作。所需要的程序與用于配有冗余FM/CP的單個(gè)CPU的程序相一致：
• 由操作系統(tǒng)直接支持。
  對(duì)于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系統(tǒng)直接支持。詳細(xì)信息，參見(jiàn)下面的“通信”。

S7-400F/FH

故障安全型S7-400F/FH自動(dòng)化系統(tǒng)可以根據(jù)需求進(jìn)行不同的組態(tài)：

工廠需要使用故障安全型控制器。無(wú)需容錯(cuò)。需要下列部件：

• 1 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 PROFIBUS DP 連接線。
• ET 200M，配有IM 153-2。
• 故障安全信號(hào)模塊，非冗余型。

在發(fā)生故障的情況下，I/O不可用。故障安全信號(hào)模塊為被動(dòng)型。

工廠需要使用故障安全型控制器。對(duì)于 CPU 需要容錯(cuò)。需要下列部件：

• 2 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 根 PROFIBUS DP 連接線。
• 1 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
• 故障安全信號(hào)模塊，非冗余型。

在CPU、IM 153-2或者PROFIBUS DP連接線出現(xiàn)故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態(tài)。在故障安全信號(hào)模塊或者ET 200M出現(xiàn)故障的情況下，I/O不再可以使用。故障安全信號(hào)模塊為被動(dòng)型。

工廠需要使用故障安全型控制器。在CPU側(cè)和I/O側(cè)，必須實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能。需要下列部件：

• 2 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 根 PROFIBUS DP 連接線。
• 2 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
• 故障安全信號(hào)模塊，冗余型。

CPU、IM 153-2或者PROFIBUS DP連接線、故障安全信號(hào)模塊或者ET 200M出現(xiàn)故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態(tài)。

在S7-400F/FH自動(dòng)化系統(tǒng)中也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模塊。這些設(shè)備不能與故障安全型模塊在同一個(gè)ET 200M中一起使用。

中央控制器和ET 200M之間與安全相關(guān)的通信和標(biāo)準(zhǔn)通信通過(guò)PROFIBUS DP實(shí)現(xiàn)。通過(guò)特別開(kāi)發(fā)的

S7-400

提供有大量功能，支持用戶的S7-400編程、調(diào)試和維護(hù)等工作：

• 高速執(zhí)行指令。
• 用戶友好的參數(shù)賦值
• 人機(jī)界面：
  S7-400的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的OCM服務(wù)。
• 診斷功能和自測(cè)試：
  CPU的智能診斷系統(tǒng)可以連續(xù)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能并記錄錯(cuò)誤和系統(tǒng)的特殊事件。
• 口令保護(hù)。
• 模式選擇開(kāi)關(guān)。
• 系統(tǒng)功能。

SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 標(biāo)識(shí)
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證 或 cULus 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• C-Tick, EMC 標(biāo)記，用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 官方級(jí)船社資格認(rèn)證
  • ABS（美國(guó)船級(jí)社）
  • BV（法國(guó)船級(jí)社）
  • DNV（挪威船級(jí)社）
  • GL（德國(guó)勞氏船級(jí)社）
  • LRS (英國(guó)勞氏船級(jí)社)
  • Class NK（日本船級(jí)社）

詳情參見(jiàn)"S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊詳情"

S7-400系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以使用模塊化設(shè)計(jì)，并可以簡(jiǎn)單地忽略插槽規(guī)則。S7-400的突出特點(diǎn)是工作穩(wěn)定可靠，無(wú)需風(fēng)扇，且其中的信號(hào)模塊支持熱插拔。

S7-400設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝非常簡(jiǎn)單。
• 背板總線集成在安裝機(jī)架中
• 配有機(jī)械部件數(shù)碼編號(hào)，模塊更換極為簡(jiǎn)便。
• 現(xiàn)場(chǎng)證明可靠的連接。
• TOP 連接：
  預(yù)裝配接線配有1至3針接口和螺釘端子或彈簧端子。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接口和接頭都應(yīng)該安裝在模塊和保護(hù)蓋板的內(nèi)部。
• 沒(méi)有槽位規(guī)則。

CPU和通信處理機(jī)支持以下通信類型：

• 過(guò)程通訊;
  對(duì)于通過(guò)總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實(shí)現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過(guò)程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過(guò)程通信
• 數(shù)據(jù)通訊;
  用于自動(dòng)化系統(tǒng)之間、或 HMI 站
  與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。 數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)動(dòng)通過(guò)塊由用戶程序發(fā)起。

數(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-400擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用全局?jǐn)?shù)據(jù)通信（GD），實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間數(shù)據(jù)包的循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與伙伴完成事件驅(qū)動(dòng)型通信。

網(wǎng)絡(luò)連接通過(guò)MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現(xiàn)。

全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)

通過(guò)MPI，使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（最多可達(dá) 16 GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)中最大 GD 數(shù)據(jù)包容量為 64 個(gè)字節(jié)）。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)，例如，某個(gè)CPU訪問(wèn)另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲(chǔ)單元和過(guò)程圖像等信息。如果網(wǎng)絡(luò)上連接有S7-300，則數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)包限于最大22個(gè)字節(jié)。只能通過(guò) MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。使用 STEP 7 中的 GD 表執(zhí)行組態(tài)。在分段 CR2 安裝架中，兩個(gè) CPU 可以通過(guò)使用 GD 的 C 總線通訊。

通訊功能

使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信
• 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（通過(guò) PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開(kāi)放式用戶通訊）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，對(duì)于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領(lǐng)域中

借助自動(dòng)化工程組態(tài)，使用S7-400，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 使用任何HTML工具，創(chuàng)建自己的Web網(wǎng)頁(yè)。方便地將S7-400的過(guò)程變量賦給HTML對(duì)象。
• 通過(guò)這些網(wǎng)頁(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器監(jiān)控S7-400。
• 通過(guò)FC調(diào)用，從S7-400的用戶程序中發(fā)送電子郵件。
• 通過(guò)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)（例如ISDN），使用TCP/IP的WAN特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。

S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此，標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-400站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報(bào)文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• OUC 連接的診斷
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
• 通過(guò)用戶指定網(wǎng)頁(yè)可顯示過(guò)程數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)

Web 服務(wù)器之中的安全機(jī)制可用，也可使用用戶權(quán)利并支持 HTTPS 協(xié)議。

使用系統(tǒng)功能“等時(shí)同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號(hào)采集、
• 信號(hào)傳輸和
• 程序執(zhí)行

等時(shí) PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期

創(chuàng)建了自動(dòng)化解決方案，可以以固定間隔時(shí)間（常量總線周期時(shí)間）捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建了前后一致的部分過(guò)程圖像。

借助常量總線周期時(shí)間和分布式I/O同步信號(hào)處理技術(shù)，S7-400確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過(guò)程響應(yīng)時(shí)間。

為等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，目前的SIMATIC S7-400開(kāi)始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得最高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

使用SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間，無(wú)需重新啟動(dòng)設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改。例如，可以實(shí)現(xiàn)以下工作：

• 添加分布式I/O節(jié)點(diǎn)（PROFIBUS DP 或者 PA從站），和
• 為 ET 200M I/O 系統(tǒng)添加模塊或者重新參數(shù)化系統(tǒng)內(nèi)的模塊。

CiR，即運(yùn)行時(shí)組態(tài)，可以在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間完成設(shè)備的擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換工作，進(jìn)一步降低了設(shè)備調(diào)試和加工重組所需要的時(shí)間。此外，該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應(yīng)加工工藝的更改（例如，加工工藝的優(yōu)化），因?yàn)闆](méi)有必要因硬件組態(tài)的更改對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新初始化或者同步等工作。

SIMATIC S7-400的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 監(jiān)視信號(hào)(診斷)
• 監(jiān)控來(lái)自過(guò)程的信號(hào)（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可以用來(lái)判斷模塊的信號(hào)采集（針對(duì)數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對(duì)模擬模塊）是否正工作于無(wú)故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報(bào)文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會(huì)發(fā)出診斷消息。
• 非參數(shù)化診斷消息：
  這些消息的發(fā)出是一個(gè)常規(guī)事件，即該過(guò)程與參數(shù)化無(wú)關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無(wú)傳感器輸入”），則模塊會(huì)發(fā)起一個(gè)診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過(guò)程之后才會(huì)產(chǎn)生中斷）。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來(lái)執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且，可以觸發(fā)針對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

根據(jù)模塊類型的不同，可以使用各種不同的診斷消息：

硬件中斷

通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且，可以觸發(fā)針對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同，針對(duì)每個(gè)通道組，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來(lái)執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。信號(hào)模塊可以緩沖一次中斷/通道。
• 模擬量輸入模塊：
  通過(guò)指定上限值和下限值的參數(shù)值，可以設(shè)定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測(cè)量值與這些極限值進(jìn)行比較。當(dāng)測(cè)量值違反了其中任何一個(gè)限定值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)硬件中斷。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來(lái)執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過(guò)量程/欠量程，則無(wú)法進(jìn)行比較。

S7-400H

帶有容錯(cuò)通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型，該通信類型具有以下特點(diǎn)：

• 可用性更高：
  發(fā)生故障時(shí)，憑借其多達(dá)4個(gè)的冗余連接，可以繼續(xù)通信。必要的切換工作對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是透明的。
• 工作簡(jiǎn)單；
  容錯(cuò)處理對(duì)于用戶也是透明的。可使用用于標(biāo)準(zhǔn)通訊的用戶程序，無(wú)需修改。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成。

容錯(cuò)通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對(duì)于 PC 來(lái)說(shuō)，需要使用 Redconnect 軟件包（參見(jiàn)“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”）。

取決于對(duì)可用性的需求，可以使用不同的組態(tài)選項(xiàng)：

• 單一總線或冗余總線。
• 線型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)淇偩€。

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 數(shù)據(jù)交換
• 故障響應(yīng)（控制轉(zhuǎn)換給備用設(shè)備）
• 兩個(gè)子設(shè)備的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H的工作符合“熱備份”模式的主動(dòng)冗余原理（支持故障發(fā)生時(shí)的無(wú)重啟自動(dòng)切換功能）。根據(jù)該原理，在無(wú)故障運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于工作狀態(tài)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，未出現(xiàn)故障的設(shè)備將獨(dú)立地接管過(guò)程控制。

為了確保平穩(wěn)的控制接管，必須通過(guò)中央控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在控制轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備自動(dòng)地使用

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過(guò)程圖像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)單元等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備的更新操作始終完全一樣，并可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制功能。

I/O 工作于冗余模式時(shí)，其結(jié)果將是：

• 在沒(méi)有故障的工作期間，兩個(gè)模塊均處于工作狀態(tài)，即，在存在冗余輸入的情況下，例如通過(guò)兩個(gè)模塊讀入的共用傳感器（也可以設(shè)置兩個(gè)傳感器）的信號(hào)，會(huì)對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較，以將一致性的值提供給用戶以進(jìn)一步處理。對(duì)于冗余輸出來(lái)說(shuō)，由用戶程序計(jì)算出的值通過(guò)兩個(gè)模塊來(lái)輸出。
• 如果出現(xiàn)了故障，例如輸入模塊中有一個(gè)或者兩個(gè)均出現(xiàn)了故障，則不再尋址故障模塊，且對(duì)故障進(jìn)行報(bào)告處理，此后，僅使用未出現(xiàn)故障的模塊繼續(xù)工作。聯(lián)機(jī)修理工作完成之后，又可以尋址兩個(gè)模塊。

對(duì)于無(wú)重啟切換，必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)子單元的同步。

S7-400H采用“事件驅(qū)動(dòng)同步”技術(shù)。

同步操作伴隨著導(dǎo)致兩個(gè)子單元內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)差異的每個(gè)事件而進(jìn)行。這些事件的發(fā)生情況例如有：

• 直接訪問(wèn) I/O
• 中斷、報(bào)警
• 更新用戶時(shí)間，或
• 使用通信功能更改數(shù)據(jù)。

同步由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，程序編制期間無(wú)需處理。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。這涉及到以下部分的檢測(cè)工作：

• 中央控制器的連接。
• CPU
• 處理器/ASIC
• 存儲(chǔ)器

每個(gè)檢測(cè)到故障都將被報(bào)告。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整地執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)工作期間的自檢

完整的自檢需要多個(gè)循環(huán)。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分的自檢，因此，施加至物理控制器上的負(fù)荷很小。

S7-400H 的編程與 S7-400 相類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

對(duì) S7-400H 進(jìn)行編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O模塊的組態(tài)

硬件組態(tài)時(shí)，用戶必須通過(guò)HW Config明確地指出彼此相互冗余的模塊。這僅需指出需要工作于冗余模式的模塊和需要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，程序編制時(shí)使用地址最低的那個(gè)模塊。第二個(gè)地址對(duì)用戶來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)，無(wú)論是冗余還是非冗余I/O，控制部分的編程工作都完全相同。與非冗余I/O唯一的差別是，冗余I/O程序有兩個(gè)塊庫(kù)中的功能塊（RED_IN 和 RED_OUT），且在用戶程序的起始和結(jié)束部分調(diào)用這兩個(gè)功能塊。

自STEP 7 V5.3起，該庫(kù)作為標(biāo)準(zhǔn)組件已經(jīng)集成在STEP 7中。

S7-400F/FH

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 安全級(jí)別為AK 1 至 AK 6，符合標(biāo)準(zhǔn)DIN V 19250/DIN V VDE 0801的要求。
• 安全需求級(jí)別為SIL 1 - SIL 3，符合標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508的要求。
• 符合安全標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1的類別1-4。

S7-400F/FH的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號(hào)模塊之內(nèi)。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出和輸入信號(hào)的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測(cè)、程序邏輯檢測(cè)和程序順序流檢測(cè)等方法，CPU可以檢測(cè)控制器是否工作正常。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì)I/O進(jìn)行檢測(cè)。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

F-Runtime 授權(quán)

F-Runtime許可證加載至CPU 417-4H之后，S7-400F/FH才能工作。每個(gè)S7-400F/FH均需要一個(gè)許可證。

S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。使用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證過(guò)的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶程序。

S7 F 系統(tǒng)選項(xiàng)軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時(shí)，選項(xiàng)軟件包“S7 F Systems”必不可少。該軟件包含有創(chuàng)建F程序所需要的全部功能和塊。PG/PC上加載了以下軟件包之后，S7 F系統(tǒng)才能運(yùn)行：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC，V5.23及以上版本
• S7-SCL，V5.1 SP 1及以上版本
• S7 H Systems V5.1（可選，用于S7-400FH）

對(duì)于含安全功能的F程序，使用CFC調(diào)用F庫(kù)中的專用功能塊，且這些專用功能塊可能彼此互相調(diào)用。使用CFC，可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作，且，可以在整個(gè)工廠范圍內(nèi)使用一致性表達(dá)，從而也簡(jiǎn)化了驗(yàn)收測(cè)試工作。無(wú)需借助額外的功具，程序員就可以完全專注于編制安全相關(guān)的應(yīng)用程序。