西门子SIEMENS 上海君俞自动化科技有限公司--西门子代理商

（上海君俞自动化科技有限公司）是从事西门子工业自动化产品销售和集成的高新技术企业。在西门子工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到服务，致力于塑造一个“行业”，以实现可的发展公司主要从事工业自动化产品的集成销售和、致力于为您提供在食品、化工、水泥、电力、环保等领域的电气及自动化技术的完整解决方案，包括自动化产品及、工程项目执行及、主要控制领成技术支持，以及的售后服务、培训等。

我公司一直数力于推广西门子高性能自动化和驱动产品，所经营产品范围：LOGO通用模块、 SIMATIC S7全系列可编程控制器、PCS7控制、 WINCC组态、STEP7编程和博图；屏、工控机、网络交换机、开关电源；6RA70/80系列直流调速装置，MM4、V20、G120、G130、G150、S120等全系列变频器；V90同服产品，数控等工业自动化与驱动技术全系列产品。公司所备各类产品齐全，货量充足，常年备货量在1千万元以上，能够客户对现货的需求，保证工程进度。

公司自成立以来，始终坚持以人オ为本、诚信立业的经营原则，把与服务位的经营理念在电工电气－工控及装备行业得了同行及客户的一致认可和高度评价公司以为客户创造价值为己任，期待为您服务！

请相信上海君俞自动化科技有限公司是您忠诚的长久的合作伙伴?我们愿与广大客户携手向前，共同进步！

 概述

• 10 种不同 CPU，用于 S7-400
• 4 种 CPU，用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
• 3 个故障 CPU，可用于 S7-400F
• 具有不同的性能等级，不同的应用领域

应用

设计

功能

概述

应用

概述

应用

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范围内功能强大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到高端性能范围内要求极为苛刻的任务的解决方案。

SIMATIC S7-400 的应用领域包括：

• 汽车工业，如装配线
• 机械设备制造，包括机械设备制造
• 仓储技术
• 钢铁工业
• 楼宇
• 发电和配电
• 造纸和印刷领域
• 木材加工
• 食品和饮料领域
• 工程，如水务和污水处理
• 化工和石化领域
• 仪表和控制
• 包装机械
• 制药工业

由于具有多种性能等级的 CPU，并有具备大量用户友好的功能的广泛模块，用户可以根据具体情况执行其自动化任务。

任务扩展时，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，成本不会很高。

SIMATIC S7-400 是一种通用控制器：

• 具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有极高的工业适用性。
• 可以带电连接和断开各模块。
• 
  

S7-400H

在自动化技术的许多领域中，对自动化的可用性（从而故障性）的需求在不断。在许多领域中，设备停机会产生极高的成本。此时，只有冗余才能可用性要求。

容错型 SIMATIC S7-400H 即能这些要求。即使在一个或多个故障控制器的部件出现故障时，也能继续运行。通过以这种实现的可用性让 SIMATIC S7-400H 尤其适用于以下应用领域：

• 控制器发生故障后重启会产生很高费用的（通常在工业中）。
• 停产的代价十分高昂的。
• 涉及贵重材料的（例如在制药工业中）。
• 无人的应用
• 涉及较少人员的应用

订货数据

关于 S7-400H 组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障自动化可在要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或带来危险的进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计：

• S7-400F：
  故障自动化。在控制中发生故障的情况下，生产会切换到状态并中断。
• S7-400FH：
  故障和高可用性自动化。在控制中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产。

通过另外使用模块，可以建立一个全集成控制，可在非相关和相关任务共存的工厂中使用。可以使用相同的工具对整个工厂进行组态和编程。

设计

SIMATIC S7-400 有多个型号：

• S7-400：
  中、高端性能的功能强大的 PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。
• S7-400H：
  采用冗余设计的容错自动化，适用于故障型应用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余设计的故障自动化，也具备高可用性。

S7-400

S7-400 自动化采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

包含下列组件：

• 电源模块 (PS)：
  用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理极大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算下，多个 CPU 可以协同工作以性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。
• 用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的模块 ()
• 通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
• 功能模块 (FM)：
  用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 接口模块 (IM)：
  用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
• SIMATIC S5 模块：
  在相关 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 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。

扩展

若用户需要在应用中使用一个以控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：

• 多 21 个扩展单元：
  可将多 21 个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。
• 接口模块 (IM) 的连接：
  通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中多 2 个带 5-V 电源），并可将多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM 的每个接口。
• 电源模块的固定插槽：
  必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的左侧。
• 通过 C 总线进行的数据交换受：
  通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。
• 集中扩展：
  建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。
  • CC 和后一个 EU 之间的大线路距离：1.5 m（带 5 V 电源）、3 m（不带 5 V 电源）。
• 通过 EU 进行分布式扩展：
  建议在面积很大工厂内采用，其中，多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和后一个 EU 之间的大线路距离：对于 S7 EU，约 100 m；对于 S5 EU 约 600 m。
• 注意 将 S5 扩展单元分布式连接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。可将以下S5 EU 连接到 S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

连接类型	大（）电缆长度
本地链路，具有 5-V 电源，通过 IM 460-1 和 IM 461-1 实现	1.5 m
本地链路，无 5-V 电源，通过 IM 460-0 和 IM 461-0 实现	5 m
远程链路，通过 IM 460-3 和 IM 461-3 实现	102.25 m
远程链路，通过 IM 460-4 和 IM 461-4 实现	605 m

• ET 200 的分布式扩展：
  建议用于面积很大的工厂。通过 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以连接含有多 125 个总线节点的总线。CC 与总线上后一个节点之间的大距离：23 km（使用光缆）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项：

• 组合了多点接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同时连接编程器/PC、HMI 、S7-200 和 S7-300 以及其它 S7-400 。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多个 CPU 中，用于经济实用连接分布式 I/O （例如，ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于连接到分布式 I/O 或与其它控制器和 PC 通信。
• 通信处理器，用于连接到 PROFIBUS 总线和工业以太网。
• 通信处理器，用于功能强大的点到点连接。

通过 PROFIBUS DP 进行通信

通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可选），可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到 PROFIBUS DP。

以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接：

• 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 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）

虽然配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIBUS 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（仅通过 CP 443-5）

通过多点接口 (MPI) 实现数据通信

多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。

它用于：

• 编程和参数设置
• HMI
• 建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑
• 可选择的连接选项：
  MPI 可以实现多 32 个节点的同时连接：
  • 编程器/PC
  • HMI
  • S7-200（作为从站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 内部通信总线（C 总线）；
  通过 S7-400 的 C 总线以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以寻址带有 C 总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的模块。通过接口模块，可将多 6 个扩展单元连接到 C 总线。
• MPI 的性能数据：
  • 多 32 个 MPI 节点
  • 数据传输速率高达 12 Mbps
• 灵活的安装选件：
  使用性能可靠的组件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”产品系列中的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12 Mbps)。
  可通过组件实现佳以具体要求。例如，任意两个 MPI 节点之间多可以串入 9 个中继器以连接更大距离。
• DP 主站：
  也可将 S7-400 的 MPI 配置为 DP 主站。随后可以连接多 32 个大传输速率为 12 Mbps 的 DP 从站。从而保留编程功能和人机界面功能。

通过 CP 实现数据通信（点到点）

通过 CP 441 通信处理器，可以实现功能强大的点到点连接。

• 可连接各种设备，例如：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工业 PC
  • 其它厂商的 PLC
  • 扫描仪、条形码阅读器、识别
  • 机械手控制装置
  • 打印机
• 可变接口：
  通过可更换的接口模块，可以使用不同传输介质进行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通过 CP（PROFIBUS 或工业以太网）实现数据通信

通过 CP 443-x 通信处理器，可以将 SIMATIC S7-400 连接至 PROFIBUS 和工业以太网总线。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通过 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 编程设备
• PC
• SIMATIC HMI 人机界面
• 数控装置
• 机械手控制装置
• 工业 PC
• 驱动控制装置
• 其它厂商的设备

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下组件：

• 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。
• 每个控制器有两个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。
• 每个控制器 1 个 CPU 412-5H、1 个 CPU 414-5H、1 个 CPU 416-5H 或 1 个 CPU 417-5H。
• 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。

功能采用冗余设计。可将 I/O 组态为常规可用性型和切换型。

通常可用的 I/O（单侧配置）

在单侧配置中，I/O 模块具有单通道设计，仅由两个控制器中的一个来寻址。单侧 I/O 模块可插到控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。

在 I/O 寻址设备工作正常的情况下，从单侧读入的信息始终提供给两个控制器。发生故障时，受影响的控制器的 I/O 模块将停止工作。

单侧配置用于：

• 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，必须对进行对称设置。

高可用性（切换式配置）

在切换式配置中，I/O 模块采用单通道设计，但它们将由两个控制器通过冗余 PROFIBUS DP 来寻址。在切换式配置中运行的 I/O 模块只能插到 ET 200M 分布式 I/O 设备中。

通过 PROFIBUS DP 连接到控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模块以冗余成对配置。使用冗余 I/O 可以实现高程度的可用性，因为通过这种，可以承受 CPU、PROFIBUS 或模块出现故障。

可进行实现以下配置：

• 单侧 DP 从站采中采用冗余 I/O
• 切换式 DP 从站采用冗余 I/O

适宜的 I/O 模块

相互冗余的模块必须为同一类型和设计形式（例如，均为集中式或均为分布式）。不对插槽进行规定。不过，出于可用性原因，建议在不同的站中使用。关于可以使用的模块，请系门子客户支持部门或参阅相关手册。

FM 和 CP 冗余

功能模块 (FM) 和通信处理器 (CP) 可在两种不同配置中使用：

• 切换式冗余配置：
  可以双重连接 FM/CP 以将 ET 200M 或一个交换式 ET 200M 分离。
• 双通道冗余配置：
  可将 FM/CP 插到两个子单元中或插到与子单元相连的扩展单元中（参见单侧配置）。

此时可以不同实现模块冗余：

• 由用户编程：
  在功能模块和 SIMATIC 通信处理器上，通常可由用户对冗余功能进行编程。将会确定模块并检测可能的故障以执行切换。所需的程序与配有冗余 FM/CP 的单个 CPU 的程序一致。
• 由操作直接提供支持。
  对于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作直接支持冗余。有关详细信息，请参见“通信”下面的内容。

S7-400F/FH

故障型 S7-400F/FH 自动化可根据需求进行不同配置：

单通道、单侧 I/O，用于 S7-400F

工厂需要使用故障型控制器。无需容错。需要下列部件：

• 1 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 1 条 PROFIBUS DP 总线。
• 带有 IM 153-2 的 ET 200M。
• 故障模块，采用非冗余设计。

发生故障时，I/O 不再可用。故障模块被禁用。

单通道、切换式 I/O，用于 S7-400FH

工厂需要使用故障型控制器。CPU 侧需要有容错功能。需要下列部件：

• 2 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 2 条 PROFIBUS DP 总线。
• 1 个 ET 200M ，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
• 故障模块，采用非冗余设计。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障，控制器仍保持可用。在故障模块或 ET 200M 出现故障时，I/O 不再可用。故障模块被禁用。

冗余、切换式 I/O，用于 S7-400FH

工厂需要使用故障型控制器。CPU 侧和 I/O 侧需要容错功能。需要下列部件：

• 2 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 2 条 PROFIBUS DP 总线。
• 2 个 ET 200M，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
• 故障模块，冗余设计。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线、故障模块或 ET 200M 出现故障时，控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自动化中，也可以使用模块。这些设备不能与故障模块在同一个 ET 200M 中一起使用。

通信

控制器和 ET 200M 之间的相关通信和通信是通过 PROFIBUS DP 实现的。通过专门的 PROFIBUS 行规 PROFIsafe，可在数据报文中传输与功能相关的用户数据。无需附加的硬件组件，如总线。所需的既可以作为操作的扩展功能集成在硬件组件中，也可作为经过的块装载到 CPU 中。

带有隔离模块的等级

在 ET 200M 中隔离模块具有以下优点：

• 可以使用铜质总线电缆来建立 PROFIBUS DP 总线。没有必要使用光纤电缆。
• 每个 IM 153-x 都可以使用。
• 在一个 ET 200M 中，可以混合使用下的故障模块和 S7-300 模块。

若需要取得等级 SIL 2，则无需使用隔离模块。

功能

S7-400

大量功能可支持用户对 S7-400 进行编程、调试和：

• 高速指令执行。
• 用户友好的参数分配
• 人机界面：
  S7-400 的操作中集成了用户友好的 OCM 服务。
• 诊断功能和自检：
  CPU 的智能诊断可连续检查功能并记录错误和特定事件。
• 保护。
• 选择开关
• 功能

SIMATIC S7-400 符合以下国内和：

• CE 标志
• UL
• CSA 或 cULus
• FM
• ATEX
• C-Tick、EMC 标记，适用于澳大利亚和新西兰
• IEC 61131-2
• 船级社的船用
  • 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）

有关详细信息，请参见手册《S7-400 自动化 S7-400 模块技术规格》。

设计

S7-400 可方便地构建为模块化。S7-400 的突出特点是不带风扇，运行可靠，支持模块的热插拔。

S7-400 设计简洁，使用灵活，操作极为方便：

• 模块安装十分简单。
• 背板总线集成在安装机架中。
• 模块更换简单，不会将模块相互混淆
• 成熟可靠的连接技术
• TOP Connect 连接：
  通过 1 芯到 3 芯接头和螺钉型或弹簧型端子进行预接线。
• 规定的安装深度：
  所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。
• 小限度的插槽规则

通信

CPU 和通信处理器支持以下通信类型：

• 通信；
  通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）对 I/O 模块进行循环寻址（交换映像）。从循环执行级调用通信
• 数据通信；
  在自动化之间或 HMI 与多个自动化之间
  进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。

数据通信

SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制：

• 通过全局数据通信 (GD) 实现联网的 CPU 之间的数据包循环交换。
• 通过通信功能进件驱动型通信。

通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。

全局数据 (GD)

通过 MPI 以及“全局数据通信”服务，联网的 CPU 可以相互循环交换数据（多可达 16 个 GD 数据包，每个循环的大 GD 数据包大小为 64 字节）。例如，CPU 可以访问另一个 CPU 的数据/位存储器/映像。若网络上连接有 S7-300，则数据交换为大 22 字节。全局数据通信可通过 MPI 来实现。可使用 STEP 7 来执行组态。在分段式 CR2 安装机架中，两个 CPU 可以使用 GD 并通过 C 总线通信。

通信功能

通过内集成的块，可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。

这些服务包括：

• 通过 MPI 和 PROFIBUS S7 进行的 S7 通信。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。

通过可加载的块，可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。

这些服务包括：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通信。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的通信（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信）。

与全局数据不同的是，必须建立通信连接才能实现通信功能。

集成到 IT 中

通过 S7-400，可方便地将现代 IT 与自动化链接。使用式 CP 443-1 Advanced，可以实现下列功能：

• 使用任何 HTML 工具创建自己的 Web 页面。方便地将 S7-400 的变量分配给 HTML 对象。
• 使用浏览器并通过这些 Web 页面监控 S7-400。
• 通过 FC 调用，从S7-400 的用户程序发送电子邮件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可进行远程编程，甚至可通过网（如ISDN）。

带有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 。因此，可以使用 Web 浏览器读出 S7-400 站的信息：

• CPU 常规信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 变量状态
• 模块状态
• 消息
• 有关工业以太网的信息
• OUC 连接诊断
• PROFINET 节点拓扑
• 通过用户定义的 Web 页面显示数据和用户数据

可通过使用用户权限并支持 HTTPS 协议在 Web 内提供机制。

等时同步

通过等时同步功能，可通过连接到等时同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环，以实现：

• 分布式采集
• 传输
• 程序执行

创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来并处理输入和输出。同时创建一致的部分图像。

借助于恒定总线周期时间和分布式 I/O 同步处理，S7-400 可确确重现定义的的响应时间。

提供了大量支持等时同步功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。

在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-400 还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现高精度和可重现性。这意味着可在提供佳且恒定的的同时产量。

在运行下更改硬件组态（运行时组态，CiR）

通过 SIMATIC S7-400，在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改，不会影响生产的进行。选项包括：

• 分布式 I/O 节点（PROFIBUS DP 或 PA 从站）
• 在 ET 200M I/O 中模块并重新设置参数。

CiR（即运行时组态）功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换，从而设备调试和重新装备的时间。此外，通过该功能，还可以灵活响应工艺的变化（例如，工艺的），因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。

模块的诊断和监控

SIMATIC S7-400 的众多输入/输出模块具有智能功能：

• 监控采集（诊断）
• 监控来自的（硬件中断）

诊断

智能诊断可用来确定模块的采集（对于数字量模块）或者模拟量处理（对于模拟量模块）是否正常工作。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：

• 可参数化的诊断消息：
  仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。
• 不可参数化的诊断消息：
  这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。

如果某个诊断消息处于状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 82)。通过硬件中断可以监控，并且可以触发对变化的响应。

根据模块类型的不同，提供了各种不同诊断消息：

数字量输入/输出模块
诊断消息	可能的故障原因
无传感器电源	传感器电源过载 传感器电源对 M 短路
无外部辅助电压	模块无电源电压 L+
无内部辅助电压	模块无电源电压 L+ 内部模块熔断器有故障
熔断器烧断	内部模块熔断器有故障
模块中的参数不正确	传输到模块的参数不正确
时间看门够脱落	定期出现高电磁 模块有故障
EPROM 故障	定期出现高电磁 模块有故障
RAM 故障	定期出现高电磁 模块有故障
硬件中断丢失	硬件中断到来的速度过 CPU 的处理能力

模拟量输入模块
诊断消息	可能的故障原因
无外部负载电压	模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误	传输到模块的参数不正确
共模错误	输入 (M-) 和测量电路的参考电位 (MANA) 之间的电位差 UCM 过高
断线	传感器电路的电阻过高 模块和传感器之间的线路中断 通道未切换（断开）
低于量程下限	输入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 传感器极性接反； 选择的量程不正确 其它量程： 选择的量程不正确
高于量程上限	输入值出过量程值

模拟量输出模块
诊断消息	可能的故障原因
无外部负载电压	模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误	传输到模块的参数不正确
对 M 短路	输出过载 输出 QV 对 MANA 短路
断线	执行器电阻过高 模块和执行器之间的线路中断 通道未使用（断开）

硬件中断

可以监控，并且可通过中断触发对变化的响应。

• 数字量输入模块：
  根据具体参数设置，该模块可在状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关中断块（例如，OB 40）。模块可以每个通道缓冲一个中断。
• 模拟量输入模块：
  通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关中断块（例如，OB 40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。

S7-400H

容错通信

进行高可用性通信时，SIMATIC 将提供以下功能：

• 更高可用性：
  发生故障时，通信可通过多 4 个冗余连接继续进行。
• 操作简便；
  高可用性对用户来说并不是的。可以并经过任何改动而采用通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容错通信。在 PC 上，需要安装 Redconnect 程序包（参见“SIMATIC NET 通信”）。

根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：

• 单一总线或冗余总线。
• 总线型拓扑或环型拓扑总线。

操作

CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作可执行 S7-400H 的所有必要额外功能：

• 数据交换
• 故障响应（故障转移至备用设备）
• 两个子单元的同步
• 自检

冗余原理

S7-400H 按“热备份”下的冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管控制。

为确保平稳接管，必须通过控制器链路实现高速、可靠的数据交换。

在故障转移期间，设备会自动保留：

• 相同的用户程序
• 相同的数据块
• 相同的映像内容
• 相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等

这意味着，这两个设备始终保持在新状态，并且可以在出现故障时地继续执行控制。

采用冗余 I/O 操作时，这会带来以下结果：

• 在无故障的运行期间，两个模块均处于状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。
• 发生故障时（例如，两个输入模块出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。

同步

为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。

S7-400H 遵循“时间驱动的同步”工作原理。

每当子单元中发生可能不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：

• 直接访问 I/O
• 中断、
• 更新用户时间
• 通过通信功能修改数据

同步是通过操作自动进行的，可在编程阶段将其忽略。

自检

S7-400H 可执行大量自检。自检涉及以下方面：

• 控制器的连接
• 处理单元
• 处理器/ASIC
• 存储器

报告每个检测到的故障。

启动时自检

启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。

循环操作期间的自检

完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。

组态、编程

S7-400H 的编程与 S7-400 类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

对 S7-400H 编程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O 模块的组态

硬件组态时，用户必须通过 HW Config 相互形成冗余的模块。只需要在冗余下运行的模块以及要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，应访问具有低地址的模块。第二个地址不向用户显示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的编程完全相同。与非冗余 I/O 之间的差别是块库中的两个函数块（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用户程序的开始处和结束处调用这两个函数块。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，该库已作为库集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 下列要求：

• 要求等级 AK 1 至 AK 6，根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 要求等级 SIL 1 至 SIL 3，根据 IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根据 EN 954-1

操作

S7-400F/FH 的功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障模块中。

模块通过差异分析和注入来监控输出和输入。

通过定期自检、命令以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。

若在中诊断出故障，则将切换到状态。

F-Runtime 许可证

必须将 F-Runtime 许可证加载到 CPU 上以运行 S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 都需要一份许可证。

编程

S7-400F/FH 的编程与其它 SIMATIC S7 的编程相同。非故障工厂部分的用户程序可用成熟可靠的编程工具（如 STEP 7）来创建。

S7 F Systems 可选包

编程相关的程序段时，需要使用可选包“S7 F Systems”。该中包括创建 F 程序所需的全部函数和块。

对于包含功能的 F 程序，可使用 CFC 调用来 F 库中的函数块并进行互连。使用 CFC 可以简化工厂的组态和编程工作，由于工厂范围内具有统一的表示形式，也将简了验收。无需使用额外工具，程序员就可以完全专注于相关应用程序。

技术规范

模块是控制器与相连的接口。
大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和功能等方面有所不同。 
不过，S7-400 模块仅是可通过 PROFIBUS DP 与 S7-400 相连的模块的一部分。
集中连接的模块可在运行中连接和断开。
这使得模块的更换十分方便。
对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在腐蚀性/冷凝中。

概述

应用

设计

概述

应用

设计

功能

技术规范