s7-400h

　　采用冗余设计的容错自动化。

　　适合对故障要求很高的应用。

　　重启动费用高、昂贵的停机、极少的监控以及很少的的应用。

　　冗余的集能。

　　 i/o 的可用性：网管型 i/o 配置。

　　也可作为 i/o 使用：单边配置。

　　热后备：发生故障时，可自动切换到备用设备。

　　采用 2 个机架或一个分开的机架进行配置

　　经过冗余 profi-dp 来连接切换的 i/o。

　　s7-400f/fh

　　故障型自动化，大大了工厂生产的性

　　符合 iec 61508 sil3、din v 19250 ak6 和 en 954-1 cat.4 等要求。

　　如果需要，也可通过冗余设计而实现容错

　　相关的 i/o 不接线:

　　通过采用 profisafe 行规的 profi dp 进行通讯

　　基于带有故障模块的 s7-400h 和 et 200m

　　模块可以使用在自动化的非故障型应用

　　隔离模块，用于在一个 et 200m 的中组合使用故障型模块和模块。

　　st 70 产品样本:

　　您也可在产品目录 st 70 中找到有关 simatic s7-400 的信息：

　　s7-400

　　拥有中端到 性能的功能强大的 simatic s7-400 plc。

　　模块化、无风扇设计，高度的扩展能力，的通讯和网络能力，方便实施的分布式结构，以及用户友好的运行处理，使得simatic s7-400是中、高性能应用中特别复杂的控制任务的的解决方案。

　　simatic s7-400 的应用领域包括：

　　汽车工业(如生产线)

　　机械设备制造，包括专用机械设备制造

　　仓储技术

　　钢铁工业

　　楼宇

　　发电和配电

　　造纸和印刷工业

　　木材加工

　　食品和饮料工业

　　工程与组态，如：供水和污水处理

　　化工和石化

　　仪表和控制

　　包装机械

　　多种性能等级的 cpu，具有用户友好功能的全系列模板，可为用户定制实施自动化控制任务。

　　任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行扩展，并且成本不会太高。

　　simatic s7-400 是一个通用的控制器：

　　具有高电磁兼容性和抗震性，可限度地用于工业领域。

　　可带电连接、断开模块。

　　s7-400h

　　在自动化技术的许多领域中，有关可用性、自动化故障的要求一直在。在许多领域，设备停机可能造成极为高昂的费用。这里，只有冗余才能其可用性要求。

　　simatic s7-400h 所具有的容错性可以这些要求。即使在一个或多个故障部分控制器失灵时也能继续运行。因此实现了其可用性，这样 simatic s7-400h 及其适合用于以下应用领域：

　　控制器故障后，重新启动将会很高成本(通常在工业中)。

　　停机时间很宝贵的。

　　涉及贵重材料的(例如在制药工业中)。

　　无人的应用。

　　涉及人员的应用。

　　订货数据

　　s7-400h 部件订货数据可在“s7-400/s7-400h/s7-400f/fh”下的相应模块找到。

　　s7-400f/fh

　　simatic s7-400f/fh 故障自动化可使用在对要求较高的设备中。其可对立即停车进行控制，因此不会对人身、造成损害。s7-400f/fh 具有两种基本设计：

　　s7-400f:

　　故障自动化。如果在控制中发生故障，生产就转移到状态，并中断。

　　s7-400fh:

　　故障容错自动化。如果在控制中发生故障，冗余控制部分将发生作用，并继续控制生产。

　　使用附加模块可以创建一个全集成的控制，在非相关和相关任务共存工厂中使用。使用相同的工具对整个工厂进行组态和编程。

　　design

　　simatic s7-400有多个型号：

　　s7-400：

　　power plc，用于中、 性能应用，并采用模块化、免风扇设计。

　　s7-400h:

　　容错型自动化使用冗余设计，可以用于故障型应用。

　　s7-400f/fh:

　　故障自动化也使用冗余设计，同样具备容错能力。

　　s7-400

　　s7-400自动化采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以地组合使用。

　　一个包含下列组件：

　　电源模块(ps)：

　　用于将120/230 v ac 或 24 v dc电源连接至simatic s7-400。

　　cpu：

　　针对各种性能范围，都可以提供集成有profi dp接口的不同cpu。视型号的不同，也可以为它们配供集成式prof接口。使用profi接口，多可以连接125个profi dp从站。prof接口多可以连接256个prof io设备。simatic s7-400的所有cpu 可以处理极为大型的组态。此外，在单个控制器的多值计算下，多个cpu可以协同工作，据此，可以进一步的性能。这些cpu 处理速度极快，具备确定性的响应时间，因此，其机器周期时间极短。

　　模板(sm)，用于数字量(di/do)和模拟量(ai/ao)的输入/输出。

　　用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (cp)。

　　功能模板(fm)：

　　用于诸如计数、定位和凸轮控制等高要求任务的专家级。

　　根据要求，也可使用下列模块：

　　接口模板(im)：

　　用于连接控制器和扩展单元。simatic s7-400的控制器工作时可支持多达21个扩展单元。

　　simatic s5 模块：

　　在相关的simatic s5扩展单元中可以寻址simatic s5-115u/-135u/-155u的所有输入/输出模块。此外，在s5 eu 或者直接(借助适配器套接件)中都有可能使用simatic s5的特定ip和wf模块。

　　扩展

　　当用户需要在应用中使用一个以上的控制器时，可以对s7-400进行扩展：

　　多 21 个扩展单元：

　　控制器)上多可以连接21个扩展单元(eu)。

　　接口模块(im)的连接：

　　控制器)和扩展单元(eu)是通过发送接口模块(im)和接收接口模块(im)完成连接的。发送接口模块插在控制器)上，相应的接收接口模块则插在串行连接的扩展单元(eu)上。控制器)上多可以插接6个发送接口模块(im)(其中多有2个配5-v传输器)，扩展单元(eu)上则只能插接1个接收接口模块(im)。每个发送接口模块均有2个接口，每个接口均用于连接1条线路。发送接口模块的每个接口均可以连接至多4个扩展单元(无5-v传输器)或者至多1个扩展单元(配5-v传输器)。

　　电源模块的固定插槽：

　　在控制器)和扩展单元(eu)的左侧必须始终连接电源模块。

　　c总线受限数据交换：

　　c总线数据交换仅用于控制器)和6个扩展单元(eu)

　　(eu 1 - eu 6)之间。

　　扩展：

　　推荐用于直接安装在机床旁边的小型装置或者小型控制柜。也可以选择提供5-v电源。

　　控制器)和后一个扩展单元(eu)之间的单线距离：

　　使用5 v传输器时为1.5 m;无5-v传输器时为3 m。

　　用eu进行分布式扩展：

　　推荐用于面积较大、在同一个位置安装多个扩展单元(eu)的工厂。甚至于可以使用s7-400 eu或者simatic s5 eu。

　　控制器)和后一个扩展单元(eu)之间的单线距离：

　　对于s7 eu为100 m，对于s5 eu为600 m。

　　注意 用于s5扩展单元至某个s7-400的分布式连接：

　　im 463-2可以用于s7-400的控制器)，im 314则用于s5-eu。以下s5 eu可连接s7-400：

　　eg 183u

　　eg 185u

　　eg 186 u

　　er 701-2

　　er 701-3

　　通过eu 200实现的分布式扩展：

　　推荐用于面积极大的工厂。使用cpu的profi dp接口，单条线路可以连接多达125个总线节点。控制器与后一个节点之间的单线距离：23 km(使用光缆)。

　　接线

　　长电缆长度

　　本地链路，配有5-v传输器，通过im 460-1 和 im 461-1实现

　　1.5 m

　　本地链路，无5-v传输器，通过im 460-0 和 im 461-0实现

　　5 m

　　通过im 460-3和im 461-3进行远程链接

　　102.25 m

　　通过im 460-4和im 461-4进行远程链接

　　605 m

　　通讯

　　simatic s7-400拥有不同的通信选项：

　　组合了多点接口和dp主站，集成于所有cpu中：

　　用于同时连接pg/pc、hmi 、s7-200 和 s7-300 以及其它s7-400。

　　额外的profi dp接口，集成于多种型号的cpu中，用于成本地连接分布式i/o(例如et 200)。

　　prof cpu 上的集成式prof接口，用于连接分布式i/o或者与其它控制器和pc进行通信。

　　通信处理机，用于连接profi总线和工业以太网。

　　通信处理机，用于功能强大的点对点连接。

　　profi dp进行通讯

　　通过s7-400-cpu的集成式profi dp接口(可选)，可以连接simatic s7-400并将其作为带有profi dp接口的主站。

　　以下均可以连接为profi dp上的主站：

　　simatic s7-400 (cpu， cp 443-5)

　　simatic s7-300 (cpu， cp 342-5 dp 或 cp 343-5)

　　simatic c7(通过配有profi dp接口的c7，或者profi dp cp)

　　simatic s5-115u/h、s5-135u 和 s5-155u/h，带im 308

　　带 profi dp 接口的 s5-95u

　　带 profi dp 接口的 simatic 505

　　尽管配有step 7的pg/pc或者op是总线上的主站，但它们仅使用也部分地通过profi dp运行的pg和op功能。

　　以下设备可作为从站连接：

　　分布式 i/o 设备，例如 et 200

　　现场设备

　　simatic s7-200， s7-300

　　c7-633/p dp， c7-633 dp， c7-634/p dp， c7-634 dp， c7-626 dp

　　simatic s7-400 (只有通过 cp 443-5)

　　使用多点接口 (mpi) 进行数据通讯

　　多点接口(mpi)是集成于simatic s7-400的cpu内部的一种通信接口。

　　它用于

　　编程和参数化

　　人机界面接口，和

　　建立涉及到对等通信伙伴的简单网络拓扑

　　可选择的连接选项：

　　mpi 可以实现同时连接 32 个节点：

　　pgs/pcs

　　hmi

　　s7-200 (作为从站)

　　s7-300

　　s7-400

　　c7

　　通讯连接：

　　s7-400 cpu可以同时建立多达96个连接(取决于的cpu型号)：

　　至节点，

　　至相关c总线(内部通信总线，见后文)上的c总线节点(例如通信处理机)，

　　至通过通信处理机连接的节点，例如工业以太网节点。此外，通信处理机必须为c总线节点。

　　内部通讯总线(c-)

　　使用s7-400的c总线，通过mpi或dp接口，可以寻址配有c总线接口的通信处理机和功能模块。这可以从编程设备直接访问在 c 总线上连接的模块。通过接口模块可以将 c 总线多转到 6 个扩展单元。

　　mpi 的性能数据：

　　多 32 个 mpi 节点

　　数据传输速率高达12 mbit/s

　　灵活的安装选项：

　　可靠的组件用于建立 mpi 通讯： 不低于profi和“distributed i/o”产品系列的总线电缆、总线连接器和rs 485中继器(12 mbit/s)。

　　使用这些组件，可以根据需求实现设计的化。例如，任意两个mpi节点之间多可以开启9个中继器，以桥接更大的距离。

　　dp主站：

　　还可将 s7-400 的 mpi 作为 dp 主站组态。此后，多可以连接32个传输速率为12 mbit/s的dp从站。据此，编程功能和人机界面功能得以保留下来

　　使用通信处理机的数据通信(点对点)

　　使用cp 441通信处理机，可以建立功能强大的点对点连接。

　　多种连接选件：例如，可以连接以下设备：

　　pc

　　simatic s5/s7

　　工业pc

　　其他供应商提供的 plc

　　扫描仪、条形码阅读器、识别

　　机器人控制

　　打印机

　　可变接口：

　　可更换接口模块，据此可以使用不同的传输介质进行通信：

　　20 ma (tty)

　　rs 232c (v.24)

　　rs 422/485

　　通过 cp(profi 或工业以太网)的数据通讯

　　通过cp 443-x通信处理机，可以将simatic s7-400连接至profi和工业以太网总线。

　　例如，可以连接以下设备：

　　simatic s7-200 (通过 profi)

　　simatic s7-300

　　simatic s7-400

　　simatic s5-115u/h、s5-135u 和 s5-155u/h

　　编程器

　　pc 机

　　simatic hmi 人机界面

　　数控装置

　　机器人控制

　　工业pc

　　驱动控制器

　　其它厂商设备

　　s7-400h

　　simatic s7-400h 由以下部件组成：

　　2 个控制器：

　　2 个单独的 ur1/ur2 控制器，或一个分隔式控制器 (ur2-h) 上的 2 个区域。

　　每个控制器两个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。

　　每个控制器 1 个 cpu 412-3h、1 个 cpu 414-4h 或 1 个 cpu 417-4h。

　　控制器中具有 s7-400 i/o 模块。

　　ur1/ur2/er1/er2 扩展单元和/或带有i/o模块的 et 200m 分布式 i/o 设备。

　　重要的功能始终采用冗余型设计。

　　i/o可以组态为常规可用性型和switched型。

　　常规可用i/o(单边组态)

　　在单边组态中，i/o模块为单通道设计，仅能由两个控制器中的一个来寻址。单边i/o模块可以插接

　　一个控制器和/或

　　扩展单元/分布式i/o设备

　　.

　　在i/o寻址设备工作正常的情况下，从单边读入的信息始终可以被两个控制器使用。在出现故障的情况下，受到影响的控制器的i/o模块将会停止工作。

　　单边组态用于：

　　不需要很高可用性的工厂部分。

　　连接基于用户程序的冗余 i/o。此时，必须具有一种对称设计。

　　可用性(倒换型配置)

　　在switched组态中，i/o模块为单通道设计，但是其寻址工作是由两个控制器通过冗余profi dp完成。switched i/o模块仅能插接

　　一个et 200m分布式i/o设备

　　.

　　至控制器的连接通过profi dp实现。此时，switched et 200m连接至两个子单元上。

　　i/o 的冗余性

　　3.1版以及更高版本的操作均支持冗余i/o。

　　冗余 i/o 模块以冗余成对配置。使用冗余i/o可以实现可用性的化，因为这种工作能够容忍一个cpu、profi或者模块出现故障。

　　配置选项

　　可进行下列配置：

　　针对单侧 dp 从站采用冗余 i/o

　　针对切换式 dp 从站采用冗余 i/o

　　适宜的 i/o 模块

　　彼此冗余的模块的类型必须相同，且采用相同的设计(例如，均为集中式或者均为分布式)。插槽不强制规定。不过，出于可用性原因，建议在不同的站中使用。关于可以使用哪些模块，请用户支持部门或者参考相关手册。

　　fm 和 cp 的冗余

　　这两种不同的组态都可以以冗余使用功能模块(fm)和通信处理机(cp)：

　　切换冗余设计：

　　功能模块(fm)/通信处理机(cp)可以成双地连接至单个et 200m或者一个switched et 200m。

　　双通道冗余设计：

　　功能模块(fm)/通信处理机(cp)可以插接两个子单元或者子单元所连接的扩展单元(参见单边组态)。

　　此时可以不同取得模块的冗余性：

　　由用户编程：

　　在功能模块和simatic通信处理机上，总体上说，用户可以对其冗余功能进行编程。识别出模块，当检测到可能出现故障时启动切换操作。所需要的程序与用于配有冗余fm/cp的单个cpu的程序相一致：

　　由操作直接支持。

　　对于simatic-cp 443-1，冗余由操作直接支持。详细信息，参见下面的“通信”。

　　s7-400f/fh

　　故障型s7-400f/fh自动化可以根据需求进行不同的组态：

　　s7-400f的单通道单侧i/o

　　工厂需要使用故障型控制器。无需容错。需要下列部件：

　　1 cpu 414-4h/417-4h，含 f-runtime 许可证。

　　1 profi dp 连接线。

　　et 200m，配有im 153-2。

　　故障模块，非冗余型。

　　在发生故障的情况下，i/o不可用。故障模块为被动型。

　　单通道switched i/o，用于s7-400fh

　　工厂需要使用故障型控制器。对于 cpu 需要容错。需要下列部件：

　　2 cpu 414-4h/417-4h，含 f-runtime 许可证。

　　2 根 profi dp 连接线。

　　1 个 et 200m ，带 2 个 im 153-2 (冗余)。

　　故障模块，非冗余型。

　　在cpu、im 153-2或者profi dp连接线出现故障的情况下，控制器仍然保持可用状态。在故障模块或者et 200m出现故障的情况下，i/o不再可以使用。故障模块为被动型。

　　冗余switched i/o，用于s7-400fh

　　工厂需要使用故障型控制器。在cpu侧和i/o侧，必须实现容错功能。需要下列部件：

　　2 cpu 414-4h/417-4h，含 f-runtime 许可证。

　　2 根 profi dp 连接线。

　　2 个 et 200m ，带 2 个 im 153-2 (冗余)。

　　故障模块，冗余型。

　　cpu、im 153-2或者profi dp连接线、故障模块或者et 200m出现故障的情况下，控制器仍然保持可用状态。

　　在s7-400f/fh自动化中也可以使用模块。这些设备不能与故障型模块在同一个et 200m中一起使用。

　　通讯

　　控制器和et 200m之间与相关的通信和通信通过profi dp实现。通过特别的profisafe，可以在数据报文中传输带有功能的用户数据。无需其它硬件组件(例如专用总线)。必要的已经或者作为扩展集成在硬件组件之中，或者作为认证块重载至cpu内。

　　配有绝缘模块时的等级

　　在et 200m中使用绝缘模块具有以下优点：

　　profi dp连接线可以使用铜质总线电缆来实现。没有必要使用光纤电缆。

　　可以使用每一种im 153-x模块。

　　在一个et 200m中，可以混合使用工作于的故障模块和s7-300模块。

　　等级达到 sil 2 时无需使用隔离模块。

　　functions

　　s7-400

　　提供有大量功能，支持用户的s7-400编程、调试和等工作：

　　高速执行指令。

　　用户友好的参数赋值

　　人机界面：

　　s7-400的操作已经集成了用户友好的ocm服务。

　　诊断功能和自：

　　cpu的智能诊断可以连续地监测功能并记录错误和的特殊事件。

　　口令保护。

　　选择开关。

　　功能。

　　simatic s7-400 符合以下国内和：

　　ce 标识

　　ul 认证

　　csa 认证 或 cu 认证

　　fm 认证

　　atex 认证

　　c-tick， emc 标记，用于澳大利亚和新西兰

　　iec 61131-2

　　级船社资格认证

　　abs(美国船级社)

　　bv(法国船级社)

　　dnv(挪威船级社)

　　gl(德国劳氏船级社)

　　lrs (英国劳氏船级社)

　　class nk(船级社)

　　详情参见"s7-400 自动化 s7-400 模块详情"

　　设计

　　s7-400的实现可以使用模块化设计，并可以简单地忽略插槽规则。s7-400的突出特点是工作可靠，无需风扇，且其中的模块支持热插拔。

　　s7-400设计简洁，使用灵活，操作极为方便：

　　模块安装非常简单。

　　背板总线集成在安装机架中

　　配有机械部件数码编号，模块更换极为简便。

　　现场证明可靠的连接。

　 连接：

　　预装配接线配有1至3针接口和螺钉端子或弹簧端子。

　　规定的安装深度：

　　所有接口和接头都应该安装在模块和保护盖板的内部。

　　没有槽位规则。

　　通讯

　　cpu和通信处理机支持以下通信类型：

　　通讯

　　对于通过总线(as-接口、profi dp 或者 prof)实现循环寻址的i/o模块(互换图像)。从循环执行级调用通信

　　数据通讯

　　用于自动化之间、或 hmi 站

　　与多个自动化之间的数据交换。 数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

　　数据通讯

　　simatic s7-400拥有不同的数据通信机制：

　　使用全局数据通信(gd)，实现联网cpu之间数据包的循环交换。

　　借助通信功能，与伙伴完成事件驱动型通信。

　　网络连接通过mpi、profi或prof实现。

　　全局数据(gd)

　　通过mpi，使用“全局数据通信”服务，联网cpu彼此之间可以循环地交换数据(多可达 16 gd 数据包，每个循环中 gd 数据包容量为 64 个字节)。据此，可以实现，例如，某个cpu访问另一个cpu的数据、位存储单元和图像等信息。如果网络上连接有s7-300，则数据交换的数据包限于22个字节。只能通过 mpi 进行全局数据交换。使用 step 7 中的 gd 表执行组态。在分段 cr2 安装架中，两个 cpu 可以通过使用 gd 的 c 总线通讯。

　　通讯功能

　　使用已经集成的块，可以建立s7/c7伙伴之间的通信服务。

　　这些服务是：

　　s7的mpi 和 profi基本通信

　　通过 mpi、c 总线、profi 和 prof/工业以太网的 s7 通讯。

　　使用reloadable块，可以建立与s5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。

　　这些服务是：

　　通过 profi 和工业以太网进行的 s5 兼容通讯。

　　通过 profi 和工业以太网进行的通讯(通过 profi/工业以太网进行的开放式用户通讯)。

　　与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

　　集成到 it 领域中

　　借助自动化工程组态，使用s7-400，可以更加方便地接入现代化的信息技术。使用插件cp 443-1 advanced，可以实现以下功能：

　　使用任何html工具，创建自己的web网页。方便地将s7-400的变量赋给html对象。

　　通过这些网页使用浏览器监控s7-400。

　　通过fc调用，从s7-400的用户程序中发送电子邮件。

　　通过拨号网络(例如isdn)，使用tcp/ip的wan特性实现远程编程。

　　s7-400 prof cpu集成有web。因此，web浏览器可以读出s7-400站中的信息：

　　cpu 一般信息

　　诊断缓冲区的内容

　　变量表

　　标签状态

　　模块的状态

　　报文

　　工业以太网的相关信息

　　ouc 连接的诊断

　　prof 节点的拓扑结构

　　通过用户网页可显示数据及用户数据

　　web 之中的机制可用，也可使用用户权利并支持 https 协议。

　　等时同步

　　使用功能“等时同步”，可以同步耦合

　　分布式采集、

　　传输和

　　程序执行

　　等时 profi 和 prof的循环周期

　　创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间(常量总线周期时间)并处理输入和输出。同时创建了前后一致的部分图像。

　　借助常量总线周期时间和分布式i/o同步处理技术，s7-400确保可以地重现规定的响应时间。

　　为等时同步功能提供了极为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

　　在分布式自动化解决方案中，目前的simatic s7-400开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以的精度和可重现性。这意味着可以以的优质产品不断地扩大生产数量。

　　在运行更改硬件组态(运行时组态，cir)

　　使用simatic s7-400，在工厂运转期间，无需重新启动设备，就可以实现硬件组态的更改。例如，可以实现以下工作：

　　添加分布式i/o节点(profi dp 或者 pa从站)，和

　　为 et 200m i/o 添加模块或者重新参数化内的模块。

　　cir，即运行时组态，可以在设备运转期间完成设备的扩展和转换工作，进一步了设备调试和加工重组所需要的时间。此外，该功能还可以灵活地响应加工工艺的更改(例如，加工工艺的)，因为没有必要因硬件组态的更改对设备进行重新初始化或者同步等工作。

　　模块的诊断和

　　simatic s7-400的大量输入/输出模块都具有智能功能：

　　(诊断)

　　监控来自的(硬件中断)

　　诊断

　　智能诊断可以用来判断模块的采集(针对数字量模块)或者模拟量处理(针对模拟模块)是否正工作于无故障状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

　　可参数赋值的诊断报文：

　　仅由的设定参数启用之后才会发出诊断消息。

　　非参数化诊断消息：

　　这些消息的发出是一个常规事件，即该与参数化无关。

　　如果某个诊断消息处于状态(例如“无传感器输入”)，则模块会发起一个诊断中断(若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化之后才会产生中断)。cpu会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块(ob 82)。通过硬件中断可以监控，并且，可以触发针对变化的响应。

　　根据模块类型的不同，可以使用各种不同的诊断消息