通過(guò) CP 441 通信處理器，可以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的點(diǎn)到點(diǎn)連接。

• 可連接各種設(shè)備，例如：

• PC

• SIMATIC S5/S7

• 工業(yè) PC

• 其它廠商的 PLC

• 掃描儀、讀碼器、識(shí)別系統(tǒng)

• 機(jī)械手控制裝置

• 打印機(jī)

• 可變接口：
  通過(guò)可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質(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)）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

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

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通過(guò) PROFIBUS）

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設(shè)備

• PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

• 數(shù)控裝置

• 機(jī)械手控制裝置

• 工業(yè) PC

• 驅(qū)動(dòng)控制裝置

• 其它廠商的設(shè)備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 由以下組件組成：

• 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)中央控制器有 2 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 412-5H、1 個(gè) CPU 414-5H、1 個(gè) CPU 416-5H 或 1 個(gè) CPU 417-5H。

• 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。

中央功能采用冗余設(shè)計(jì)。可將 I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。

普通型 I/O（單側(cè)組態(tài)）

在單側(cè)組態(tài)中，I/O 模塊為單通道設(shè)計(jì)，并且僅由兩個(gè)中央控制器中的一個(gè)進(jìn)行尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴(kuò)展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。

如果尋址 I/O 的設(shè)備正常工作，則從一側(cè)讀取的信息始終可供兩個(gè)中央控制器使用。發(fā)生故障時(shí)，受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

使用單側(cè)組態(tài)：

• 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)必須對(duì)稱設(shè)置。

高可用性（網(wǎng)管型組態(tài)）

在網(wǎng)管型組態(tài)中，I/O 模塊為單通道設(shè)計(jì)，但由兩個(gè)中央控制器通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 尋址。在網(wǎng)管型組態(tài)中運(yùn)行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中。

通過(guò) PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊成對(duì)冗余組態(tài)。使用冗余 I/O 可以實(shí)現(xiàn)極大的可用性，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號(hào)模塊出現(xiàn)故障。

支持以下組態(tài)：

• 單側(cè) DP 從站采用冗余 I/O

• 網(wǎng)管型 DP 從站采用冗余 I/O

合適的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設(shè)計(jì)形式（例如，均為集中式或均為分布式）。對(duì)插槽沒(méi)有規(guī)定。但是，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用的模塊，請(qǐng)咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關(guān)手冊(cè)。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可以在兩種不同的組態(tài)中冗余使用：

• 網(wǎng)管型冗余組態(tài)：
  FM/CP 可以雙重連接到單獨(dú)的 ET 200M 或一個(gè)網(wǎng)管型 ET 200M。

• 雙通道冗余組態(tài)：
  可將 FM/CP 插到兩個(gè)子單元中或插到與子單元相連的擴(kuò)展單元中（參見(jiàn)單側(cè)組態(tài)）。

模塊冗余以不同的方式實(shí)現(xiàn)：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC CP 上，冗余功能通常可由用戶編程。確定活動(dòng)模塊并檢測(cè)可能的故障以啟動(dòng)切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個(gè) CPU 的程序一致。

• 操作系統(tǒng)直接支持。
  對(duì)于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)“通信"部分。

S7-400F/FH

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

單通道、單側(cè) I/O，用于 S7-400F

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 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。

• 1 條 PROFIBUS DP 總線。

• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。

• 故障安全信號(hào)模塊，采用非冗余設(shè)計(jì)。

發(fā)生故障時(shí)，I/O 不再可用。故障安全信號(hào)模塊被禁用。

單通道、網(wǎng)管型 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)需要有容錯(cuò)功能。需要下列部件：

• 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。

• 2 條 PROFIBUS DP 總線。

• 1 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2（冗余）。

• 故障安全信號(hào)模塊，采用非冗余設(shè)計(jì)。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障，控制器仍保持可用。在故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時(shí)，I/O 不再可用。故障安全信號(hào)模塊被禁用。

冗余、網(wǎng)管型 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)和 I/O 側(cè)需要容錯(cuò)功能。需要下列部件：

• 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。

• 2 條 PROFIBUS DP 總線。

• 2 個(gè) ET 200M，帶 2 個(gè) IM 153-2（冗余）。

• 故障安全信號(hào)模塊，冗余設(shè)計(jì)。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時(shí)，控制器仍保持可用。

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)備不能與故障安全模塊在同一個(gè) ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關(guān)通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過(guò) PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)專門開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe，可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無(wú)需附加的硬件組件，如專用安全總線。所需的軟件既可以作為一個(gè)操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)軟件模塊裝載到 CPU 中。

安全保護(hù)裝置的安全等級(jí)

在 ET 200M 中使用安全保護(hù)裝置具有以下優(yōu)勢(shì)：

• 可以使用銅質(zhì)總線電纜來(lái)建立 PROFIBUS DP 總線。沒(méi)有必要使用光纖電纜。

• 每個(gè) IM 153-x 都可以使用。

• 在一個(gè) ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信號(hào)模塊和 S7-300 標(biāo)準(zhǔn)模塊。

安全等級(jí)達(dá)到 SIL 2 時(shí)，無(wú)需使用安全保護(hù)裝置。

S7-400

大量功能可支持用戶對(duì) 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 服務(wù)。

• 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 認(rèn)證

• 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(jí)社的船用認(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）

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)《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 的一個(gè)突出特點(diǎn)是其無(wú)需風(fēng)扇即可穩(wěn)定運(yùn)行，支持信號(hào)模塊熱插拔。

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

• 模塊安裝十分簡(jiǎn)單。

• 背板總線集成在安裝機(jī)架中。

• 模塊更換簡(jiǎn)單，不會(huì)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(guò) 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(guò)蓋板來(lái)保護(hù)。

• 最小限度的插槽規(guī)則

通信

CPU 和通信處理器支持以下通信類型：

• 過(guò)程通信；
  通過(guò)總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對(duì) I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過(guò)程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)通信功能進(jìn)行事件驅(qū)動(dòng)型通信。

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

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過(guò)使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信"服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以通過(guò) MPI 相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（最多 16 個(gè) GD 包，GD 包的最大大小為每個(gè)循環(huán)各含 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問(wèn)另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過(guò)程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為最大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò) MPI 進(jìn)行通信。使用 STEP 7 中的 GD 表進(jìn)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(guò) C 總線通信。

通信功能

通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

• 通過(guò) MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 基本通信。

• 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S7 通信。

通過(guò)可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)包括：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通信。

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通信（通過(guò) PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開(kāi)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(guò) 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(yè)面。方便地將 S7-400 的過(guò)程變量分配給 HTML 對(duì)象。

• 使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過(guò)這些 Web 頁(yè)面監(jiān)控 S7-400。

• 通過(guò) FC 調(diào)用，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。

• 由于 TCP/IP 的 WAN 功能，支持遠(yuǎn)程編程，即使通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)（如 ISDN），也支持。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 服務(wù)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)?/p>

• 通過(guò)用戶定義的 Web 頁(yè)面顯示過(guò)程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)

Web 服務(wù)器機(jī)制中提供有數(shù)據(jù)安全機(jī)制，可以使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議。

等時(shí)同步模式

通過(guò)等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能，可通過(guò)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(hào)采集

• 信號(hào)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(lái)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。

借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號(hào)處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過(guò)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(lái)處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)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(kāi)辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實(shí)現(xiàn)最高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供優(yōu)良且恒定的質(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(guò) 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(huì)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(guò)該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的優(yōu)化），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(guò)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(hào)采集（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)可用來(lái)確定模塊的信號(hào)采集（對(duì)于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對(duì)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(guò)適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會(huì)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(wú)關(guān)。

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