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SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、高端性能的功能強大的 PLC，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風(fēng)扇的設(shè)計。
• S7-400H：
  采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應(yīng)用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設(shè)計的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據(jù)具體型號，這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站?？梢詫⒍?256 個 PROFINET IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應(yīng)時間，可實現(xiàn)較短機器循環(huán)時間。
• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
• 通信處理器 (CP)，例如，用于總線連接和端到點連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務(wù)的專業(yè)模塊。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接中央控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有多 21 個擴展單元運行。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關(guān) SIMATIC S5 擴展單元中，可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。

擴展

若用戶需要在應(yīng)用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 S7-400 進行擴展：

• 多 21 個擴展單元：
  可將多 21 個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。
• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中，相關(guān)的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中（其中多 2 個帶 5-V 電源），并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口，每個接口用于連接 1 條線路?？蓪⒍?4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送 IM 的每個接口。
• 電源模塊的固定插槽：
  必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的左側(cè)。
• 通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換受限制：
  通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進行。
• 集中擴展：
  建議用于小型配置和機器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。
• 通過 EU 進行分布式擴展：
  建議在面積很大工廠內(nèi)采用，其中，多個 EU 位于各個位置?？梢允褂?S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。
• 注意 將 S5 擴展單元分布式連接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。可將以下S5 EU 連接到 S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

• ET 200 的分布式擴展：
  建議用于面積很大的工廠。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以連接含有多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上后一個節(jié)點之間的大距離：23 km（使用光纜）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它 S7-400 系統(tǒng)。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多個 CPU 中，用于經(jīng)濟實用連接分布式 I/O 系統(tǒng)（例如，ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于連接到分布式 I/O 系統(tǒng)或與其它控制器和 PC 系統(tǒng)通信。
• 通信處理器，用于連接到 PROFIBUS 總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
• 通信處理器，用于功能強大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可選），可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。

以下設(shè)備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接：

• SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
• SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
• SIMATIC C7（通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 PROFIBUS DP CP）

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)備
• 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（僅通過 CP 443-5）

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

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

它用于：

• 編程和參數(shù)設(shè)置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡(luò)拓撲
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現(xiàn)多 32 個節(jié)點的同時連接：
  • 編程器/PC
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200（作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）；
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個擴展單元連接到 C 總線。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
  • 多 32 個 MPI 節(jié)點
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbps
• 靈活的安裝選件：
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”產(chǎn)品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求。例如，任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
• DP 主站：
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機界面功能。

通過 CP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信（點到點）

通過 CP 441 通信處理器，可以實現(xiàn)功能強大的點到點連接。

• 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、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
  • 機械手控制裝置
  • 打印機
• 可變接口：
  通過可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質(zhì)進行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

通過 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 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件：

• 2 個中央控制器：
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器，或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
• 每個中央控制器有兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設(shè)備。
• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/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?？蓪?I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。

通?？捎玫?I/O（單側(cè)配置）

在單側(cè)配置中，I/O 模塊具有單通道設(shè)計，僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。

在 I/O 尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單側(cè)讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發(fā)生故障時，受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側(cè)配置用于：

• 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，必須對系統(tǒng)進行對稱設(shè)置。

高可用性（切換式配置）

在切換式配置中，I/O 模塊采用單通道設(shè)計，但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中。

通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現(xiàn)高程度的可用性，因為通過這種方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現(xiàn)故障。

可進行實現(xiàn)以下配置：

• 單側(cè) DP 從站采中采用冗余 I/O
• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設(shè)計形式（例如，均為集中式或均為分布式）。不對插槽進行規(guī)定。不過，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，請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關(guān)手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用：

• 切換式冗余配置：
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
• 雙通道冗余配置：
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中（參見單側(cè)配置）。

此時可以不同方式實現(xiàn)模塊冗余：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上，通?？捎捎脩魧θ哂喙δ苓M行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
• 由操作系統(tǒng)直接提供支持。
  對于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細信息，請參見“通信”下面的內(nèi)容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)可根據(jù)需求進行不同配置：

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。無需容錯。需要下列部件：

• 1 個 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。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設(shè)計。

發(fā)生故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

單通道、切換式 I/O，用于 S7-400FH

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

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設(shè)計。

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

冗余、切換式 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)需要容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 2 個 ET 200M，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，冗余設(shè)計。

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

在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中，也可以使用標準模塊。這些設(shè)備不能與故障安全模塊在同一個 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)通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī)PROFIsafe，可在標準數(shù)據(jù)報文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。無需附加的硬件組件，如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可作為經(jīng)過認證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點：

• 可以使用銅質(zhì)總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。
• 每個 IM 153-x 都可以使用。
• 在一個 ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊。

若需要取得安全等級 SIL 2，則無需使用隔離模塊。

CP 443-5 擴展型通訊處理器具有 SIMATIC S7-400 設(shè)計的所有優(yōu)點：

• 結(jié)構(gòu)緊湊;
  9-針 sub-D 插座，用于與 PROFIBUS DP 連接
• 單寬度模板
• 安裝簡單；
  CP 443-5 安裝在 S7-400 機架上，并經(jīng)過背板總線連接到 S7-400 的其它模塊。
• 用戶友好的接線；
  Sub-D 插座易于接觸，操作方便。
• CP 443-5 擴展型無須風(fēng)扇即可操作。
  不需要備用電池或存儲器模塊
• 可運行多 14 個 CP。

若 CP 443-5 擴展型用作 DP 主站，則中央機架中至少可設(shè)置 4 條，多可設(shè)置 10 條其他PROFIBUS-DP 鏈路。可用的 PROFIBUS DP 鏈路數(shù)取決于所用的 SIMATIC S7-400 CPU。

在使用 S7 通訊時，插槽分配規(guī)則不適用。可操作 S7 連接的數(shù)目取決于 S7-400 CPU。

在使用 SEND/RECEIVE 時，可操作模塊的數(shù)目也取決于 S7-400 CPU。

CP 443-5 擴展型可獲得大量具有 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的各種通信：

• PROFIBUS DP 主站，符合 IEC 61158/61784
• 編程器/OP 通信
• S7 通信（S7 控制器）。
• 開放式通信 (SEND/RECEIVE)
• 時間同步

用于 PROFIBUS-DP 的主站

CP443-5 擴展型作為 DP-V1 主站操作。 它可以自主處理數(shù)據(jù)傳輸，并能夠連接從站，如作為 DP 從站的 CP 342-5、ET 200 分布式 I/O 系統(tǒng)的 DP 從站等。這意味著 CP 443-5 Extended 能夠?qū)?S7-400 站連接到 PROFIBUS DP，且非常適合擴展 S7-400 CPU 的集成 DP 主站接口以建立額外的 PROFIBUS DP 線路。

作為冗余 DP 主站， CP443-5 擴展型也可以運行在 SIMATIC S7 H 系統(tǒng)中。

CP 443-5 擴展型是 DP-V1 主站，即，它也支持非循環(huán)標準（包括中斷處理）。

CP 443-5擴展型也支持SYNC（同步）和FREEZE（凍結(jié)）功能，恒定總線循環(huán)時間，從站到從站直接通訊和數(shù)據(jù)設(shè)置路由，以及正常運行過程中分布式 I/O 的組態(tài)更改。

在正常運行過程中，它還可啟用或禁止 DP 從站。例如，它可支持子程序的一步一步調(diào)試。

通過診斷中繼器，可在運行期間對線路進行診斷，從而在較早階段檢測到線路故障。 CM CP 443-5 擴展型支持通過診斷中繼器的運行（包括在診斷中繼器上激活拓撲識別）。

從用戶的觀點來看，分布式 I/Os 與集中式 I/Os 的處理方式相同，這意味著就配置和參數(shù)設(shè)置而言， CP443-5 擴展型 和 S7-400 CPU 的 DP 主站接口是沒有區(qū)別的。不論系統(tǒng)的大小是多少，CP443-5 能達到快的響應(yīng)時間。

編程器/OP 通信

編程器/OP通訊，連接到網(wǎng)絡(luò)的所有S7站都可以遠距編程。

• S7 路由選擇
  通過路由，編程器可在整個網(wǎng)絡(luò)中進行通訊。

S7 通信

S7 通信用于以下的耦合連接：

• SIMATIC S7 自動化系統(tǒng)之間的連接，
• 聯(lián)結(jié)到編程設(shè)備上（編程器/OP 通訊）
• 至 PC，
  例如，帶 SOFTNET-PB S7 的 CP5711、CP 5623 等
• 到操作員接口系統(tǒng)（OP）。

對于冗余的 S7 通信， CP_443-5 擴展型也能被用于SIMATIC-H 系統(tǒng)。

開放式通信 (SEND/RECEIVE)

借助于開放式通信，SIMATIC S7-400 可集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。

基于 PROFIBUS 的第二層（FDL）， CP443-5 擴展型提供用于程序或者現(xiàn)場通信的簡單的接口。使用這個接口，可在 SIMATIC S5，SIMATIC S7 與 PC 之間實現(xiàn)系統(tǒng)范圍的、高性能通信。它提供 SDA（PLC/PLC 連接）和 SDN（廣播與多點傳送）。

可能與下列設(shè)備通信

• SIMATIC S7
  帶有 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 擴展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有帶 PROFIBUS 接口的 S5-95U ，具有 CP 5431 FMS/DP 的 S5-115U/H，S5-135U，S5-155U/H
• SIMATIC 505 
  具有 CP 5434-FMS
• 帶 CP 5512, CP 5611 A2, CP 5621, CP 5613 A3, CP 5613 FO, CP 5614 A3, CP 5623, CP 5624的
  PC
• 還有其它有 FDL 接口的生產(chǎn)商系統(tǒng)。

功能呼叫必須與 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必須集成到 STEP7 應(yīng)用程序。

時間同步

時間同步用于設(shè)定整個工廠內(nèi)的時鐘。

CP 443-5 擴展型通信處理器能夠在 PROFIBUS 上輸送 S7-400 CPU 的時間。相反地，CP 也能夠向 S7-400 CPU 提供 PROFIBUS 上的當前時間。

CP 443-5 擴展型支持

• 使用 IM 153 時的分布式過程信號時間戳
• 時間狀態(tài)值，白天時間轉(zhuǎn)換，同步狀態(tài)

數(shù)據(jù)記錄的路由選擇

CP 443-5 擴展型支持數(shù)據(jù)記錄路由選擇功能。通過選擇這種選項，你可以 把 CP 作為數(shù)據(jù)記錄路由器用于發(fā)送路由記錄到現(xiàn)場設(shè)備（DP 從站）。使用 SIMATIC PDM，可為現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)化和診斷生成這種數(shù)據(jù)組。

應(yīng)用:
例如它可用 SIMATIC PDM（在PC上） PA 現(xiàn)場設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)、S7-400（CP 443-1，CP 443-5 擴展型 ）和 DP/PA 耦合器/鏈接參數(shù)設(shè)置和診斷成為可能。

診斷數(shù)據(jù)

通過 STEP S7，可提供豐富的診斷選項，包括：

• CP 的狀態(tài)
• 一般診斷與統(tǒng)計功能
• 連接診斷
• 總線統(tǒng)計
• 報文緩沖區(qū)
• 支持通過診斷中繼器的運行

CiR - 運行中組態(tài)

通過 CiR，可以在正常運行過程中添加或修改 I/O 設(shè)備。

• 添加 PROFIBUS DP/PA 從站
• 在模板化 DP 從站中（例如 ET 200M 和 DP/PA 鏈路）添加/刪除模板（例如 I/O 模板）。

組態(tài)

組態(tài)全功能 CP443-5 Extended 時，必須使用 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本，或者，STEP 7 Professional V12 (TIA Portal) 或更高版本。

對 CP 443-5 擴展模板的組態(tài)和編程方式與用 STEP 7 的 SIMATIC S7-400 CPU 的集成 DP 主站接口相同。

通訊處理器的組態(tài)數(shù)據(jù)總保存在 CPU 上，甚至在 PLC 發(fā)生故障之后也被保留。因此，在更換模板時無需從編程器中重新裝載組態(tài)數(shù)據(jù)。在啟動時 CPU 會將組態(tài)數(shù)據(jù)傳送到通訊處理器中。

可以對所有連接到網(wǎng)絡(luò)的 SIMATIC S7 控制器進行組態(tài)和編程。

安裝 STEP 7 后，用于使用開放式通訊（SEND/RECEIVE）的功能塊放置在 SIMATIC NET 庫內(nèi)。