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上海騰樺電氣設備有限公司

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上海騰樺電氣設備有限公司，成立于2018年3月，注冊500萬，是一家從事技術設備銷售的公司。主要從事工業(yè)自動化產品銷售和系統(tǒng)集成的高新技術企業(yè)

長期與德國SIMATIC（西門子）.瑞士ABB.美國羅克韋爾（AB).法國施耐德.美國霍尼韋爾.美國艾默生合作。

公司有專業(yè)的技術團隊，銷售團隊，公司成員150于人.為客戶提供專業(yè)的技術支持，產品資料，售后。

在工控領域，公司以精益求精的經營理念，從產品、方案到，致力于塑造一個“行業(yè)專家”品牌，以實現可持續(xù)的發(fā)展。

• 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• 可用于 S7-400H 容錯系統(tǒng)
• 可通過 F 運行版授權作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關系統(tǒng)中使用
• 帶偶集成的 PROFIBUS DP 主站和組合 MPI/PROFIBUS DP 主站接口
• 帶集成 PROFINET 接口（2 端口交換機）
• 帶兩個用于 Sync 模塊的插槽

CPU 416-5H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。它可建立故障容錯 S7-400H 系統(tǒng)。也可結合 F 運行授權一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)。

內置的 PROFIBUS-DP 接口使它能夠作為主站直接連接到 PROFIBUS-DP 現場總線。

基于帶交換機功能的內置 PROFINET 接口，提供 2 個可外部訪問的 PROFINET 端口。這樣，可實現線性或環(huán)形結構。

• CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
• 可在高可用性 S7-400H 系統(tǒng)中使用
• 可結合故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中的 F-Runtime 授權和 F 兼容 CPU 使用
• 帶有集成 PROFIBUS DP 主站接口
• 帶有 2 個用于同步模塊的插槽

CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能強大的 CPU， 可以用于實現 S7-400H 高可用性系統(tǒng)。也可結合 F 運行授權一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)。

通過內置 PROFIBUS-DP 接口，還可使它作為主站，直接連接到 PROFIBUS-DP 現場總線。

基于帶交換機功能的內置 PROFINET 接口，提供 2 個可外部訪問的 PROFINET 端口。這樣，可實現總線性或環(huán)形結構。

I/O 模塊是 SIMATIC S7-1500 與過程之間的接口：

• 數字量和模擬量模塊可精確提供每種任務所需的輸入/輸出。
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工藝模塊
  • 具有高速計數和位置檢測集成功能
  • 具有用于完成過程級別的任務且響應時間較短的集成輸入和輸出
• 用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模塊
  • 用于采用點對點連接的數據交換
  • 用于連接至 PROFIBUS
  • 用于連接到工業(yè)以太網
• 用于方便、輕松地對 S7-1500 和 ET 200MP 模塊進行接線的連接系統(tǒng)

• SIMATIC S7-1500 的 ET 200MP 數字量輸入/輸出
• 靈活地選擇控制器以滿足相應任務需要
• 用于使用附加輸入端和輸出端對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展

• 16 和 32 通道數字量輸入模塊
• 靈活地選擇控制器以滿足相應任務需要
• 用于使用附加輸入對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展
• 35 mm 寬的模塊具有參數設置和診斷功能
• 25 mm 寬的模塊可在狹小空間內使用：
  極為經濟，無參數設置或診斷功能

西門子S7-200系列PLC數字量I/O擴展模塊

常用的數字量輸入／輸出擴展模塊有三類，即輸入擴展模塊、輸出擴展模塊、輸入/輸出擴展模塊。S7-200系列PLC數字量I/O擴展模塊如表1所列。

      表1 S7-200系列PLC數字量I/O擴展模塊

S7-300PLC 6ES7368-3BB01-0AA0

6ES7194-4CA00-0AA0鏈接模塊

• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工藝模塊
• 模塊帶有時間控制控制的輸入和輸出，用于執(zhí)行響應時間為數微秒的精確開關功能
• 高速計數和位置檢測模塊帶有不同的位置傳感器
• 具有用于完成過程級別的任務且響應時間較短的集成輸入和輸出

• 2 通道高速計數器模塊
• 具有大量參數設置選項，可根據具體任務進行佳調整，降低控制負荷
• 速度和時間段測量
• 存儲和比較功能
• 連接 24 V 編碼器

特別是，計數器模塊可以檢測快速高頻信號，并將計數器讀數和當前速度返回到控制器。計數器控制可通過數字量輸入和輸出信號來確保精確的計數器結果和系統(tǒng)中的快速響應。通過大量參數設置選項，可針對手邊的任務進行佳調整，降低控制負荷。

提供有以下計數器模塊：

• TM Count 2x24V：
  快速計數器模塊，2 通道；計數功能高達 200 kHz；硬件和軟件門；連接 24 V 編碼器；每通道 3 點數字量輸入（除計數器輸入外）和 2 點數字量輸出；頻率、速度和時間段測量；存儲和比較功能；24 V 編碼器電源；等時同步模式

• 用一個螺絲安裝在 S7-1500 安裝導軌上
• 統(tǒng)一的 40 針前連接器，帶螺釘型端子（不久將提供插入式端子）
• 可連接芯線截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前連接器的預接線位置
• 前蓋帶有可擴充的電纜室，即使完全接線時也如此
• 集成式屏蔽

含在供貨范圍之內：

• 用于手工貼標簽的一個標簽條
• 一個 U 型連接器
• 印制有文字的前門
• 饋電元件、屏蔽夾和屏蔽端子

• 統(tǒng)一的顯示和診斷方式：
  • 故障（紅色 LED）和運行（綠色 LED）模塊狀態(tài)顯示
  • 邏輯“0”和邏輯“1”信號狀態(tài)的通道狀態(tài)顯示（綠色 LED）或診斷指示（紅色 LED）
  • 顯示 24 V DC 電源電壓（綠色 LED）
  • 顯示計數器的活動狀況和計數方向
• 支持的功能：
  • 加/減高速計數
  • 計數器范圍可調節(jié)至高達 +/-31 位
  • 通過集成數字量輸入和輸出獲得高速響應
  • 測量當前信號頻率
  • 增量式編碼器的位置檢測
  • 每個通道兩個比較器，用于控制數字量輸出
  • 通過數字量輸入來保存或設置計數
  • 硬件中斷，可設置參數
  • 等時同步模式
  • 通過命令和工藝對象進行用戶友好的組態(tài)
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的統(tǒng)一系統(tǒng)功能：
  • 識別和維護數據 IM0
  • 固件更新
  • 模塊正面的清晰標簽
  • 統(tǒng)一的前連接器

S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統(tǒng)構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數的分配見表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

型 號	輸入點	輸出點	可帶擴展模塊數
S7-200CPU221	6	4	—
S7-200CPU222	8	6	2個擴展模塊 78路數字量I/O點或10路模擬量I/O點
S7-200CPU224	14	10	7個擴展模塊 168路數字量I/O點或35路模擬量I/O點
S7-200CPU226	24	16	2個擴展模塊 248路數字量I/O點或35路模擬量I/O點
S7-200CPU226XM	24	16	2個擴展模塊 248路數字量I/O點或35路模擬量I/O點

2．擴展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數

類 型	型 號	輸入點	輸出點
數字量擴展模塊	EM221	8	無
	EM222	無	8
	EM223	4/8/16	4/8/16
模擬量擴展模塊	EM231	3	無
	EM232	無	2
	EM235	3	1

3．編程器

PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。

簡易型編程器是袖珍型的，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內，可直接采用梯形圖語言編程，實現在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲卡

為了程序及重要參數的安全，一般小型PLC設有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內容寫入PLC，也可將PLC內的程序及重要參數傳到外接EEPROM卡盒內作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫入器

寫入器的功能是實現PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或將PLC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設備，還可以作為控制單元對某個量的數值進行修改，或直接設置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個變量的狀態(tài)。過程參數可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時，可以進行參數設置和診斷。

6EP1 331-1SH02	單相220VAC輸入，輸出24VDC        1.3A
6EP1 331-1SH03
6EP1 331-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        2A
6EP1 331-5BA00
6EP1 332-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        3.8A
6EP1 332-2BA10	單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    2.5A
6EP1 332-2BA20
6EP1 333-2AA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC  5A  工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 333-2AA01	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC  5A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 333-2BA00	單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 333-2BA01	單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 333-2BA20
6EP1 333-3BA00	單相120VAC/220to500VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 334-2AA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 334-2AA01	單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    10A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 334-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-2BA01	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-2BA20
6EP1 334-3BA00	單相120/220VACto500VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-3BA10
6EP1 336-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A
6EP1 336-2BA10
6EP1 336-3BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A     工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 336-3BA10
6EP1 337-3BA00	單相120/230,40A
6EP1 434-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        10A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 434-2BA10
6EP1 436-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 436-2BA10
6EP1 436-3BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      新型模塊式電源
6EP1 437-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        30A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 437-2BA10	三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 437-2BA20
6EP1 437-3BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 252-0AA00	單相230VAC輸入，輸出41.5V/1.3A
6EP1 252-0AA01	單相230VAC輸入，輸出41.5V/2A
6EP1 457-3BA00	三相380VAC輸入，輸出48VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)
SITOP facets
6EP1 331-2BA10	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        0.5A
6EP1 333-1AL12	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        5A
6EP1 334-1AL12	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        10A
6ES7 307-1EA80-0AA0	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 353-2BA00	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC  設定范圍3～52DC    10A
LOGO! Power 微型電源組
6EP1 332-1SH42	單相220VAC輸入，輸出24VDC        2.5A
6EP1 332-1SH51	單相220VAC輸入，輸出24VDC        4A
SITOP 附加設備
6EP1 961-3BA10	信號模塊，輸入范圍240VAC/6A,只能和模塊式SITOP電源共用
6EP1 961-3BA00	緩沖模塊，輸入24VDC,輸出電流40A，可并聯(lián)，只能和模塊式SITOP電源共用
6EP1 961-3BA21	冗余模塊，輸入24VDC,輸出電流40A
6EP1 961-2BA00	診斷模塊，輸入24VDC,輸出電流4*10A

S7-400

大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調試和維護：

• 高速指令執(zhí)行。
• 用戶友好的參數分配
• 人機界面：
  S7-400 的操作系統(tǒng)中集成了用戶友好的 OCM 。
• 診斷功能和自檢：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)可連續(xù)檢查系統(tǒng)功能并記錄錯誤和特定系統(tǒng)事件。
• 密碼保護。
• 模式選擇開關
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內和國際標準：

• CE 標志
• UL 認證
• CSA 認證 或 cULus 認證
• FM 認證
• ATEX 認證
• C-Tick、EMC 標記，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級社的船用認證
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

有關詳細信息，請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術規(guī)格》。

設計

S7-400 系統(tǒng)可方便地構建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點是不帶風扇，運行可靠，支持信號模塊的熱插拔。

S7-400 設計簡潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝十分簡單。
• 背板總線集成在安裝機架中。
• 模塊更換簡單，不會將模塊相互混淆
• 成熟可靠的連接技術
• TOP Connect 連接方式：
  通過 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進行預接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應該嵌入到模塊內并通過蓋板來保護。
• 小限度的插槽規(guī)則

通信

CPU 和通信處理器支持以下通信類型：

• 過程通信；
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級調用過程通信
• 數據通信；
  在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間
  進行數據交換。數據通信可循環(huán)進行，或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調用。

數據通信

SIMATIC S7-400 擁有不同的數據通信機制：

• 通過全局數據通信 (GD) 實現聯(lián)網的 CPU 之間的數據包循環(huán)交換。
• 通過通信功能進行事件驅動型通信。

通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現網絡連接。

全局數據 (GD)

通過 MPI 以及“全局數據通信”，聯(lián)網的 CPU 可以相互循環(huán)交換數據（多可達 16 個 GD 數據包，每個循環(huán)的大 GD 數據包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數據/位存儲器/過程映像。若網絡上連接有 S7-300，則數據交換限制為大 22 字節(jié)。全局數據通信可通過 MPI 來實現?？墒褂?STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。

通信功能

通過系統(tǒng)內集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。

這些包括：

• 通過 MPI 和 PROFIBUS S7 進行的 S7 通信。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網進行的 S7 通信。

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設備之間的通信。

這些包括：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的 S5 兼容通信。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的標準通信（通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網進行的開放式用戶通信）。

與全局數據不同的是，必須建立通信連接才能實現通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 S7-400，可方便地將現代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實現下列功能：

• 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁面。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對象。
• 使用標準瀏覽器并通過這些 Web 頁面監(jiān)控 S7-400。
• 通過 FC 調用，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可進行遠程編程，甚至可通過電話網（如ISDN）。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 消息
• 有關工業(yè)以太網的信息
• OUC 連接診斷
• PROFINET 節(jié)點拓撲
• 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數據和用戶數據

可通過使用用戶權限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內提供安全機制。

等時同步模式

通過等時同步模式系統(tǒng)功能，可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實現：

• 分布式信號采集
• 信號傳輸
• 程序執(zhí)行

創(chuàng)建自動化解決方案，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。

借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理，S7-400 可確保精確重現定義的的過程響應時間。

提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域內的要求苛刻的任務。

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領用領域，并可實現高精度和可重現性。這意味著可在提供佳且恒定的質量的同時提高產量。

在運行模式下更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài)，CiR）

通過 SIMATIC S7-400，在工廠運轉期間可以實現硬件組態(tài)的更改，不會影響生產的進行。選項包括：

• 增加分布式 I/O 節(jié)點（PROFIBUS DP 或 PA 從站）
• 在 ET 200M I/O 系統(tǒng)中增加模塊并重新設置參數。

CiR（即運行時組態(tài)）功能可在設備運行期間實現設備擴展和轉換，從而降低設備調試和重新裝備的時間。此外，通過該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應工藝的變化（例如，工藝的），因為不必因硬件組態(tài)發(fā)生改變而將設備初始化或同步。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集（對于數字量模塊）或者模擬量處理（對于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數化和不可參數化的診斷消息：

• 可參數化的診斷消息：
  僅當通過適當參數設置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。
• 不可參數化的診斷消息：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數設置無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數設置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應。

根據模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：

數字量輸入/輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無傳感器電源	傳感器電源過載 傳感器電源對 M 短路
無外部輔助電壓	模塊無電源電壓 L+
無內部輔助電壓	模塊無電源電壓 L+ 內部模塊熔斷器有故障
熔斷器燒斷	內部模塊熔斷器有故障
模塊中的參數不正確	傳輸到模塊的參數不正確
時間看門夠脫落	定期出現高電磁干擾 模塊有故障
EPROM 故障	定期出現高電磁干擾 模塊有故障
RAM 故障	定期出現高電磁干擾 模塊有故障
硬件中斷丟失	硬件中斷到來的速度超過 CPU 的處理能力

模擬量輸入模塊
診斷消息	可能的故障原因
無外部負載電壓	模塊無負載電壓 L+
組態(tài)/參數設置錯誤	傳輸到模塊的參數不正確
共模錯誤	輸入 (M-) 和測量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過高
斷線	傳感器電路的電阻過高 模塊和傳感器之間的線路中斷 通道未切換（斷開）
低于量程下限	輸入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 傳感器極性接反； 選擇的量程不正確 其它量程： 選擇的量程不正確
高于量程上限	輸入值超出過量程值

模擬量輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無外部負載電壓	模塊無負載電壓 L+
組態(tài)/參數設置錯誤	傳輸到模塊的參數不正確
對 M 短路	輸出過載 輸出 QV 對 MANA 短路
斷線	執(zhí)行器電阻過高 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷 通道未使用（斷開）

硬件中斷

可以監(jiān)控過程信號，并且可通過過程中斷觸發(fā)對信號變化的響應。

• 數字量輸入模塊：
  根據具體參數設置，該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關過程中斷塊（例如，OB 40）。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數字化測量值與這些限值進行比較。若測量值違反其中任何一個限值，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關過程中斷塊（例如，OB 40）。若限值高于/低于過量程/欠量程值，則不進行進行比較。

S7-400H

容錯通信

進行高可用性通信時，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時，通信可通過多 4 個冗余連接繼續(xù)進行。
• 操作簡便；
  高可用性對用戶來說并不是透明的。可以并經過任何改動而采用標準通信的用戶程序。冗余功能僅在參數設置階段進行定義。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯通信。在 PC 上，需要安裝 Redconnect 程序包（參見“SIMATIC NET 通信系統(tǒng)”）。

根據具體可用性要求，可使用不同組態(tài)選項：

• 單一總線或冗余總線。
• 總線型拓撲或環(huán)型拓撲總線。

操作模式

CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能：

• 數據交換
• 故障響應（故障轉移至備用設備）
• 兩個子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作（發(fā)生故障時執(zhí)行無反應的自動切換）。根據該原理，在無故障運行期間，兩個子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時，未發(fā)生故障的設備獨自接管過程控制。

為確保平穩(wěn)接管，必須通過中央控制器鏈路實現高速、可靠的數據交換。

在故障轉移期間，設備會自動保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數據塊
• 相同的過程映像內容
• 相同的內部數據，如定時器、計數器、位存儲器等

這意味著，這兩個設備始終保持在新狀態(tài)，并且可以在出現故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制。

采用冗余 I/O 操作時，這會帶來以下結果：

• 在無故障的運行期間，兩個模塊均處于激活狀態(tài)，例如在采用冗余輸入時，將通過兩個模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個傳感器）的信號，對結果進行比較并提供給用戶以作為用于進一步處理的統(tǒng)一值。采用冗余輸出時，由用戶程序計算的值通過兩個模塊進行輸出。
• 發(fā)生故障時（例如，兩個輸入模塊之一出現故障），不再對有故障的模塊尋址，發(fā)生故障信號，僅未受影響的模塊繼續(xù)運行。在線進行修復之后，將再次對兩個模塊尋址。

同步

為了實現無反應切換，需要對兩個子單元進行同步。

S7-400H 遵循“時間驅動的同步”工作原理。

每當子單元中發(fā)生可能導致不同內部狀態(tài)的事件時，都會執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時：

• 直接訪問 I/O
• 中斷、報警
• 更新用戶時間
• 通過通信功能修改數據

同步是通過操作系統(tǒng)自動進行的，可在編程階段將其忽略。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面：

• 中央控制器的連接
• 中央處理單元
• 處理器/ASIC
• 存儲器

報告每個檢測到的故障。

啟動時自檢

啟動時，每個子單元都會完整執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)操作期間的自檢

完整的自檢分布在多個循環(huán)中。每個循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實際控制器所承受的負荷不是很大。

組態(tài)、編程

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

對 S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O 模塊的組態(tài)

硬件組態(tài)時，用戶必須通過 HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中，應訪問具有低地址的模塊。第二個地址不向用戶顯示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫中的兩個函數塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開始處和結束處調用這兩個函數塊。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫已作為標準庫集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 要求等級 AK 1 至 AK 6，根據 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 至 SIL 3，根據 IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根據 EN 954-1

操作模式

S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信號模塊中。

信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。

通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運行是否正常。此外，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

F-Runtime 許可證

必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運行 S7-400F/FH。每個 S7-400F/FH 都需要一份許可證。

編程

S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具（如 STEP 7）來創(chuàng)建。

S7 F Systems 可選軟件包

編程安全相關的程序段時，需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數和塊。

對于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調用來 F 庫中的專用函數塊并進行互連。使用 CFC 可以簡化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡了驗收測試。無需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關應用程序。