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CPU 裝配有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間僅為 0.045μs 。
• CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 512 KB); 
  CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序
• 靈活擴(kuò)展： 
  高 131072 個(gè)數(shù)字量以及 81932 個(gè)模擬量輸入/輸出。
• MPI多點(diǎn)接口： 
  通過 MPI，可將多 32 個(gè)站連成簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 32 個(gè)連接。
• 模式選擇開關(guān)： 
  波動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖器中，用于進(jìn)行診斷。 可以對輸入數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  日期和時(shí)間附加在 CPU 的診斷消息后面
• 存儲卡: 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置的裝載存儲器。 存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲空間。 其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口： 
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程). 
  組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

• 附加模塊插槽： 
  可用IF 964-DP 接口子模板進(jìn)行連接到PROFIBUS DP主站系統(tǒng)中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）：
  • PROFINET I/O，可連接 256 個(gè) IO 設(shè)備
  • PROFINET CBA

SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關(guān)系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關(guān)鍵因素。

通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術(shù)，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會自動(dòng)檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中進(jìn)行訂購。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計(jì)：

模塊化連接

單獨(dú)插入每個(gè)組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯(cuò)誤，并將安裝費(fèi)用降到低?？上到y(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過預(yù)組裝或者可方便地進(jìn)行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。

完全模塊化連接設(shè)計(jì)（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點(diǎn)
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)色單芯線上有編號，分別連接到控制柜內(nèi)的各個(gè)元件上。單芯線上的編號與前連接器的針腳編號對應(yīng)。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因?yàn)楣潭ǜ鱾€(gè)線芯時(shí)，已在接頭上對它們進(jìn)行過檢查。

因此，無需對每個(gè)模塊多達(dá)兩倍的 46 個(gè)線芯進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)組裝。

以下標(biāo)準(zhǔn) SIPLUS S7-300 CPU 可在惡劣環(huán)境條件下使用：

• SIPLUS S7-300 CPU 314 
  適用于在程序范圍和指令處理速度方面具有額外要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 DP 
  適用于在程序范圍和 PROFIBUS DP 配置方面具有中高要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有中高要求的工廠；可通過 PROFINET 上基于組件的自動(dòng)化 (CBA) 中的分布式智能來實(shí)現(xiàn)
• SIPLUS S7-300 CPU 317-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有較高要求的裝置；可通過 PROFINET 上基于組件的自動(dòng)化 (CBA) 中的分布式智能來實(shí)現(xiàn)

標(biāo)準(zhǔn) SIPLUS S7-300 CPU 可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

• 環(huán)境溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
• 在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場合
• 安裝海拔高度增加
• 可在高 相對濕度下使用
• 符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

CPU 314 安裝有：

• 微處理器;
  處理器對每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間大約為 60 ns，每個(gè)浮點(diǎn)預(yù)算的時(shí)間為 0.59 μs。
• 擴(kuò)展存儲器;
  與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項(xiàng)目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點(diǎn)接口;
  集成的 MPI 接口多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預(yù)留一個(gè)連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個(gè)CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。

S7-400

大量功能可支持用戶對 S7-400 進(jìn)行編程、調(diào)試和維護(hù)：

• 高速指令執(zhí)行。
• 用戶友好的參數(shù)分配
• 人機(jī)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(cuò)誤和特定系統(tǒng)事件。
• 密碼保護(hù)。
• 模式選擇開關(guān)
• 系統(tǒng)功能

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

• CE 標(biāo)志
• 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，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級社的船用認(rèn)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(guān)詳細(xì)信息，請參見手冊《S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。

設(shè)計(jì)

S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點(diǎn)是不帶風(fēng)扇，運(yùn)行可靠，支持信號模塊的熱插拔。

S7-400 設(shè)計(jì)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(jī)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(shù)
• 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(jìn)行預(yù)接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應(yīng)該嵌入到模塊內(nèi)并通過蓋板來保護(hù)。
• 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(jìn)行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通信
• 數(shù)據(jù)通信；
  在自動(dòng)化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間
  進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進(jìn)行，或在發(fā)生特定事件時(shí)通過塊從用戶程序調(diào)用。

數(shù)據(jù)通信

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

• 通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通信 (GD) 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 通過通信功能進(jìn)行事件驅(qū)動(dòng)型通信。

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

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過 MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達(dá) 16 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實(shí)現(xiàn)。可使用 STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中，兩個(gè) CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。

通信功能

通過系統(tǒng)內(nèi)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(jìn)行的 S7 通信。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)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(shè)備之間的通信。

這些包括：

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

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實(shí)現(xiàn)通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 S7-400，可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動(dòng)化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過這些 Web 頁面監(jiān)控 S7-400。
• 通過 FC 調(diào)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(jìn)行遠(yuǎn)程編程，甚至可通過電話網(wǎng)（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(biāo)準(zhǔn) 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(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 消息
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• OUC 連接診斷
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?
• 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)

可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機(jī)制。

等時(shí)同步模式

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

• 分布式信號采集
• 信號傳輸
• 程序執(zhí)行

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

借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過程響應(yīng)時(shí)間。

提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實(shí)現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。

在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時(shí)組態(tài)，CiR）

通過 SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改，不會影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項(xiàng)包括：

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

CiR（即運(yùn)行時(shí)組態(tài)）功能可在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換，從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時(shí)間。此外，通過該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因?yàn)椴槐匾蛴布M態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)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(shù)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(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可參數(shù)化的診斷消息：
  僅當(dāng)通過適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。
• 不可參數(shù)化的診斷消息：
  這些消息是自動(dòng)發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。

如果某個(gè)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(gè)診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)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(wù)的處理，并處理相關(guān)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(yīng)。

根據(jù)模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：

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(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設(shè)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(gè)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(wù)的處理，并處理相關(guān)過程中斷塊（例如，OB 40）。信號模塊可以每個(gè)通道緩沖一個(gè)中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設(shè)置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進(jìn)行比較。若測量值違反其中任何一個(gè)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(wù)的處理，并處理相關(guān)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(jìn)行進(jìn)行比較。

S7-400H

容錯(cuò)通信

進(jìn)行高可用性通信時(shí)，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時(shí)，通信可通過多 4 個(gè)冗余連接繼續(xù)進(jìn)行。
• 操作簡便；
  高可用性對用戶來說并不是透明的?？梢圆⒔?jīng)過任何改動(dòng)而采用標(biāo)準(zhǔn)通信的用戶程序。冗余功能僅在參數(shù)設(shè)置階段進(jìn)行定義。

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

根據(jù)具體可用性要求，可使用不同組態(tài)選項(xiàng)：

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

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(shù)據(jù)交換
• 故障響應(yīng)（故障轉(zhuǎn)移至備用設(shè)備）
• 兩個(gè)子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動(dòng)冗余原理工作（發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行無反應(yīng)的自動(dòng)切換）。根據(jù)該原理，在無故障運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)，未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)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(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會自動(dòng)保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過程映像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲器等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新狀態(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。

采用冗余 I/O 操作時(shí)，這會帶來以下結(jié)果：

• 在無故障的運(yùn)行期間，兩個(gè)模塊均處于激活狀態(tài)，例如在采用冗余輸入時(shí)，將通過兩個(gè)模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個(gè)傳感器）的信號，對結(jié)果進(jìn)行比較并提供給用戶以作為用于進(jìn)一步處理的統(tǒng)一值。采用冗余輸出時(shí)，由用戶程序計(jì)算的值通過兩個(gè)模塊進(jìn)行輸出。
• 發(fā)生故障時(shí)（例如，兩個(gè)輸入模塊之一出現(xiàn)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(yùn)行。在線進(jìn)行修復(fù)之后，將再次對兩個(gè)模塊尋址。

同步

為了實(shí)現(xiàn)無反應(yīng)切換，需要對兩個(gè)子單元進(jìn)行同步。

S7-400H 遵循“時(shí)間驅(qū)動(dòng)的同步”工作原理。

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

• 直接訪問 I/O
• 中斷、報(bào)警
• 更新用戶時(shí)間
• 通過通信功能修改數(shù)據(jù)

同步是通過操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)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(bào)告每個(gè)檢測到的故障。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)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(gè)循環(huán)中。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實(shí)際控制器所承受的負(fù)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(shí)，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(yùn)行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問具有低地址的模塊。第二個(gè)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(gè)函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)塊。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫已作為標(biāo)準(zhǔn)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(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 至 SIL 3，根據(jù) IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根據(jù) 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(shí)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(yùn)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(yùn)行 S7-400F/FH。每個(gè) 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(guān)的程序段時(shí)，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(shù)和塊。

對于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來 F 庫中的專用函數(shù)塊并進(jìn)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(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡了驗(yàn)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(guān)應(yīng)用程序。

通過熱電偶信號板 SB 1231，可使用連接的熱電偶進(jìn)行高精度溫度記錄。另外，也可記錄低電平模擬信號 ±80 mV?？蓪犭娕夹盘柊?SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應(yīng)性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復(fù)雜的任務(wù)要求
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進(jìn)行擴(kuò)展。

SM 1231 RTD 模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導(dǎo)軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側(cè)的導(dǎo)軌上，互相連接以后再通過集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動(dòng)的場合建議采用這種安裝方式。
• 電阻傳感器：
  可使用為常用的電阻溫度監(jiān)測器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600?？梢詿o需使用放大器直接連接到模塊上，并且所有 RTD 的類型必須相同。探測器可以采用 2、3 或 4 線制連接。
• 安裝位置：
  為了實(shí)現(xiàn)大的測量和重復(fù)精度，應(yīng)將 RTD 模塊安裝在溫度變化較小的位置。
• DIP 開關(guān)：
  所需設(shè)置（如所連 RTD 的選擇）應(yīng)通過模塊上的 DIP 開關(guān)進(jìn)行。

通過 RTD 信號板 SB 1231，可使用電阻式溫度檢測器進(jìn)行高精度溫度記錄。可將 RTD 信號板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU?？蓪?RTD 信號板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應(yīng)性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復(fù)雜的任務(wù)要求
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進(jìn)行擴(kuò)展。

CPU 1512C-1 PN 是緊湊型 CPU，用于非連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。

CPU 1512C-1 PN 具有 5 點(diǎn)模擬量輸入；通過這些輸入，可以記錄壓力或溫度等模擬過程信號。其中 4 點(diǎn)個(gè)輸入可用于電流或電壓測量，1 點(diǎn)輸入可用于電阻測量。
CPU 上的集成模擬量輸出將 16 位數(shù)字值轉(zhuǎn)換為電流或電壓并輸出到過程。例如，它們適合控制比例閥。
借助于 32 點(diǎn)集成式數(shù)字量輸入，可在控制器上直接記錄來自設(shè)備的 24 V DC 信號。
32 點(diǎn)集成式數(shù)字量輸出可以切換 24 V DC 電壓，從而將內(nèi)部信號從控制器傳送到設(shè)備。
集成的計(jì)數(shù)器可記錄速度高達(dá) 100 kHz 的信號并直接在控制器中分析計(jì)數(shù)器狀態(tài)或當(dāng)前速度，無需使用附加模塊。速度可以頻率或周期的形式輸出，或以用戶歸一化速度的形式輸出。
CPU 的運(yùn)動(dòng)控制功能可將計(jì)數(shù)器用作實(shí)際位置值，將模擬量輸出用作速度設(shè)定值輸出。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

CPU 1512C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為雙端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?

CPU 1512C-1 PN 具有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲器：
  250 KB 用于程序，1 MB 用于數(shù)據(jù)
• 集成輸入/輸出；
  32 點(diǎn)數(shù)字量輸入和 32 點(diǎn)數(shù)字量輸出以及 5 點(diǎn)模擬量輸入和 2 點(diǎn)模擬量輸出（用于電流/電壓信號），并具有一個(gè)用于測量 CPU 溫度的附加輸入。
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器：
  具有數(shù)據(jù)記錄和歸檔等附加功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 顯示概覽信息，例如：集成接口的 IP 地址、站名稱、設(shè)備名稱、位置標(biāo)識符等
  • 顯示診斷信息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • 顯示顯示屏設(shè)置
  • 設(shè)置 IP 地址
  • 設(shè)置日期和時(shí)間
  • 選擇運(yùn)行模式
  • 將 CPU 復(fù)位為出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護(hù)級別。
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通過 PROFINET 連接分布式 I/O 的選件。

西門子S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊

常用的數(shù)字量輸入／輸出擴(kuò)展模塊有三類，即輸入擴(kuò)展模塊、輸出擴(kuò)展模塊、輸入/輸出擴(kuò)展模塊。S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊如表1所列。

      表1 S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊

CPU 裝配有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間僅為 0.045μs 。
• CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 512 KB); 
  CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序
• 靈活擴(kuò)展： 
  高 131072 個(gè)數(shù)字量以及 81932 個(gè)模擬量輸入/輸出。
• MPI多點(diǎn)接口： 
  通過 MPI，可將多 32 個(gè)站連成簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 32 個(gè)連接。
• 模式選擇開關(guān)： 
  波動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖器中，用于進(jìn)行診斷。 可以對輸入數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  日期和時(shí)間附加在 CPU 的診斷消息后面
• 存儲卡: 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置的裝載存儲器。 存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲空間。 其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口： 
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程). 
  組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

• 附加模塊插槽： 
  可用IF 964-DP 接口子模板進(jìn)行連接到PROFIBUS DP主站系統(tǒng)中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）：
  • PROFINET I/O，可連接 256 個(gè) IO 設(shè)備
  • PROFINET CBA