西門(mén)子SIMATIC S7-400代理商
西門(mén)子SIMATIC S7-400代理商
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過(guò)程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái),其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。
S7-400
- 中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
- 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
- 全面的模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整
- 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),適用十分靈活
- 連接方便
- 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
- 操作方便,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,不含風(fēng)扇
- 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
- 多重計(jì)算:
多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 *控制器中同時(shí)運(yùn)行。
多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如,可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)(如開(kāi)環(huán)控制、計(jì)算或通信)進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU??梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。 - 模塊化:
通過(guò)功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口,可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如,這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場(chǎng)總線。另外,還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Intert 的連接。 - 工程組態(tài)和診斷:
結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具,可極為地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程,尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此,可以使用語(yǔ)言(如 SCL)以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。 - 西門(mén)子SIMATIC S7-400代理商
S7-400H
- 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
- 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用:
重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過(guò)程。 - 冗余設(shè)計(jì)的集中功能
- 提高 I/O 的可用性:切換式 I/O 配置
- 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O:?jiǎn)蝹?cè)配置
- 熱后備:發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
- 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式*機(jī)架的配置
- 通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFIT I/O 來(lái)連接切換式 I/O。
S7-400F/FH
編程,參數(shù)設(shè)置
S7 -400®H 象 S7 -400® 一樣編程。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用。
S7 -400®H 編程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。
S7 -400®H 選件包
基本上, S7 - 400®H 的配置與用于 S7 -400® 的程序并無(wú)不同,例如
- 建立項(xiàng)目和站
- 配置硬件和網(wǎng)絡(luò)
- 把系統(tǒng)數(shù)據(jù)裝入目標(biāo)系統(tǒng)
需要 S7 -400®H 選件包來(lái)配置與 S7 -400 結(jié)構(gòu)不同的 S7 -400®H 結(jié)構(gòu)。對(duì)于安裝,必須安裝 STEP® 7 標(biāo)準(zhǔn)包 V.5. 1 或更高的版本。
- 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng),適用于具有很高安全要求的工廠
- 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求(IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4)
- 如果需要,也可通過(guò)冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
- 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
- 通過(guò)采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
- 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
- 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
- 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。
產(chǎn)品目錄 ST 70
- 故障安全的自動(dòng)化系統(tǒng),可滿足高度安全要求
- 符合安全要求,可達(dá) SIL 3(IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn))、AK6(DIN V 19250 標(biāo)準(zhǔn)) 以及4 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(EN 954-1 標(biāo)準(zhǔn))
- 如果需要,也可通過(guò)冗余設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
- 故障安全 I/O 不增加接線:
通過(guò)采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進(jìn)行安全通訊 - 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M
- 標(biāo)準(zhǔn)模塊可應(yīng)用在自動(dòng)化系統(tǒng)的非故障安全型應(yīng)用場(chǎng)合
- 隔離模板,用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式中故障安全和標(biāo)準(zhǔn)模塊的組合使用。
應(yīng)用
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)可使用在對(duì)安全要求很高設(shè)備中。 它控制著各種過(guò)程,如果直接停機(jī),這些過(guò)程也不會(huì)對(duì)人員或環(huán)境構(gòu)成威脅。 S7–400 F/FH 有兩種基本型號(hào):
- S7-400F:
故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)。 如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯(cuò),生產(chǎn)過(guò)程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài),并中斷。 - S7-400FH:
故障安全型和故障容錯(cuò)型自動(dòng)化系統(tǒng)。 如果在某個(gè)控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯(cuò),則冗余控制機(jī)構(gòu)被激活,使得生產(chǎn)過(guò)程繼續(xù)下去。
使用其它的標(biāo)準(zhǔn)模塊,可是使其建立一個(gè)對(duì)故障安全和非故障安全都能進(jìn)行控制的全集成控制系統(tǒng)。 使用相同的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和編程。
設(shè)計(jì)
S7-400F/FH 故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行不同的組態(tài):
S7-400F的單通道單側(cè)I/O
此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 但是不一定是容錯(cuò)的。 需要下列部件:
- 1 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,帶 F 運(yùn)行*
- 1 條 PROFIBUS-DP 線路
- ET 200M ,帶 IM 153-2
- 無(wú)冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊
當(dāng)發(fā)生故障時(shí),可以訪問(wèn) I/O。 故障安全信號(hào)模塊鈍化。
單通道,S7-400FH 有可切換的 I/O
此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 對(duì)于 CPU 需要容錯(cuò)。 需要下列部件:
- 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,帶 F 運(yùn)行*
- 2 條 PROFIBUS-DP 線路
- 1 個(gè) ET 200M ,帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
- 無(wú)冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊
當(dāng)一個(gè) CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS-DP 發(fā)生故障時(shí),PLC 可繼續(xù)工作。 當(dāng)故障安全信號(hào)模塊或者 ET 200M 發(fā)生故障時(shí),I/O 不再使用。 故障安全信號(hào)模塊鈍化。
S7-400FH 有冗余切換的 I/O
此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 CPU 和 I/O 需要是容錯(cuò)的。需要下列部件:
- 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,帶 F 運(yùn)行*
- 2 條 PROFIBUS-DP 線路
- 2 個(gè) ET 200M ,帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
- 冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊
如果CPU、IM 153-2、PROFIBUS-DP、故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 發(fā)生故障,此 PLC 繼續(xù)可用。
在S7-400F/FH自動(dòng)化系統(tǒng)中也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模板。 但是不能與ET 200M一起使用。
通訊
*控制器和ET200M之間通過(guò)PROFIBUS DP進(jìn)行故障安全通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊。 經(jīng)過(guò)特殊開(kāi)發(fā),PROFISafe PROFIBUS 可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文楨中進(jìn)行安全功能的數(shù)據(jù)通訊。 需要諸如特殊安全總線的其它硬件組件。 所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的一個(gè)擴(kuò)展軟件集成在硬件組件中,也可以作為一個(gè)認(rèn)證的軟件塊裝載到CPU中。
帶隔離模板的安全等級(jí)
在ET200M中使用隔離模板具有以下優(yōu)勢(shì):
- PROFIBUS DP組態(tài)使用銅總線電纜。 不需要光纖電纜。
- 可使用任何 IM 153-X
- 在安全模式中故障安全信號(hào)模塊的混合運(yùn)行,以及在一個(gè)ET 200M中S7-300標(biāo)準(zhǔn)模塊的混合運(yùn)行
如果達(dá)到SIL2安全等級(jí),則不需要隔離模塊。
應(yīng)用
S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC。
SIMATIC S7-400 具有模塊化、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)和較高擴(kuò)展能力,并具有全面的通信和網(wǎng)絡(luò)功能,可以簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),用戶(hù)操作十分方便,因此成為中端到性能范圍內(nèi)要求極為苛刻的任務(wù)的理想解決方案。
SIMATIC S7-400 的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
- 汽車(chē)工業(yè),如裝配線
- 機(jī)械設(shè)備制造,包括機(jī)械設(shè)備制造
- 倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)
- 鋼鐵工業(yè)
- 樓宇管理系統(tǒng)
- 發(fā)電和配電
- 造紙和印刷領(lǐng)域
- 木材加工
- 食品和飲料領(lǐng)域
- 過(guò)程工程,如水務(wù)和污水處理
- 化工和石化領(lǐng)域
- 儀表和控制
- 包裝機(jī)械
- 制藥工業(yè)
由于具有多種性能等級(jí)的 CPU,并有具備大量用戶(hù)友好的功能的廣泛模塊,用戶(hù)可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動(dòng)化任務(wù)。
任務(wù)擴(kuò)展時(shí),可通過(guò)附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行擴(kuò)展,成本不會(huì)很高。
SIMATIC S7-400 是一種通用控制器:
- 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性,因此擁有*的工業(yè)適用性。
- 可以帶電連接和斷開(kāi)各模塊。
S7-400H
在自動(dòng)化技術(shù)的許多領(lǐng)域中,對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的可用性(從而故障安全性)的需求在不斷提高。在許多領(lǐng)域中,設(shè)備停機(jī)會(huì)產(chǎn)生*的成本。此時(shí),只有冗余系統(tǒng)才能滿足可用性要求。
容錯(cuò)型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個(gè)或多個(gè)故障導(dǎo)致控制器的部件出現(xiàn)故障時(shí),也能繼續(xù)運(yùn)行。通過(guò)以這種方式實(shí)現(xiàn)的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應(yīng)用領(lǐng)域:
- 控制器發(fā)生故障后重啟會(huì)產(chǎn)生很高費(fèi)用的過(guò)程(通常在過(guò)程工業(yè)中)。
- 停產(chǎn)的代價(jià)十分高昂的過(guò)程。
- 涉及貴重材料的過(guò)程(例如在制藥工業(yè)中)。
- 無(wú)人監(jiān)視的應(yīng)用
- 涉及較少維護(hù)人員的應(yīng)用
訂貨數(shù)據(jù)
關(guān)于 S7-400H 組件的訂貨數(shù)據(jù),請(qǐng)參見(jiàn)在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應(yīng)模塊。
S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)可在安全要求較高的工廠中使用。它可對(duì)立即停機(jī)不會(huì)給人員或環(huán)境帶來(lái)危險(xiǎn)的過(guò)程進(jìn)行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設(shè)計(jì):
- S7-400F:
故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,生產(chǎn)過(guò)程會(huì)切換到安全狀態(tài)并中斷。 - S7-400FH:
故障安全和高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,冗余控制部分將發(fā)揮作用,繼續(xù)控制生產(chǎn)過(guò)程。
通過(guò)另外使用標(biāo)準(zhǔn)模塊,可以建立一個(gè)全集成控制系統(tǒng),可在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠環(huán)境中使用??梢允褂孟嗤臉?biāo)準(zhǔn)工具對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。
- 10 種不同 CPU,用于 S7-400
- 4 種 CPU,用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
- 3 個(gè)故障安全 CPU,可用于 S7-400F
- 具有不同的性能等級(jí),滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用
SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級(jí)別的各種 CPU:
- CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN:
用于中等性能的小型工廠。 - CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對(duì)編程、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠。 - CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP:
在性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠。 - CPU 417-4 DP:
在性能范圍內(nèi)具有極嚴(yán)格要求的工廠。 - CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。 - CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng),適用于具有較高安全要求的工廠。
設(shè)計(jì)
所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。
前面板上有:
- LED指示燈:
用于狀態(tài)和故障指示。 - 波動(dòng)開(kāi)關(guān):
用于選擇運(yùn)行模式。 - 存儲(chǔ)器卡插槽(擴(kuò)展裝載存儲(chǔ)器)
- 組合 MPI/DP 端口。
- 內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口(非 CPU 412-1)。
- 電池插座:
用于后備電池的外部供電。
除 CPU 412-1 處理器外,所有 CPU 具有:
- PROFIBUS DP 接口:
用于連接分布式 I/O。根據(jù)組態(tài)的不同,也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。
CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINT。 每個(gè)模板有一個(gè)雙口的 PROFINE 接口。
CPU 還具有:
- PROFIBUS DP 接口模板備用插槽:
用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡(luò)。
此外,CPU 按照其性能進(jìn)行分級(jí):例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時(shí)間。
設(shè)計(jì)
SIMATIC S7-400 有多個(gè)型號(hào):
- S7-400:
中、性能的功能強(qiáng)大的 PLC,具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。 - S7-400H:
采用冗余設(shè)計(jì)的容錯(cuò)自動(dòng)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(jì)的故障安全自動(dòng)化系統(tǒng),也具備高可用性。
S7-400
S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進(jìn)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(hào),這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINT 接口。使用 PROFIBUS接口,多可以連接 125 個(gè)PROFIBUS DP 從站??梢詫⒍?256 個(gè) PROFINT IO 設(shè)備連接到 PROFINT 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外,在一個(gè)*控制器中的多重計(jì)算模式下,多個(gè) 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(shí)間,可實(shí)現(xiàn)較短機(jī)器循環(huán)時(shí)間。 - 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)
- 通信處理器 (CP),例如,用于總線連接和端到點(diǎn)連接
- 功能模塊 (FM):
用于完成計(jì)數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務(wù)的專(zhuān)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*控制器和擴(kuò)展單元。SIMATIC S7-400 的*控制器可帶有多 21 個(gè)擴(kuò)展單元運(yùn)行。 - SIMATIC S5 模塊:
在相關(guān) SIMATIC S5 擴(kuò)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(kuò)展
若用戶(hù)需要在應(yīng)用中使用一個(gè)以上*控制器時(shí),則可以對(duì) S7-400 進(jìn)行擴(kuò)展:
- 多 21 個(gè)擴(kuò)展單元:
可將多 21 個(gè)擴(kuò)展單元 (EU) 連接到*控制器 (CC)。 - 接口模塊 (IM) 的連接:
通過(guò)發(fā)送和接收 IM 來(lái)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(gè)發(fā)送 IM 插到 CC 中(其中多 2 個(gè)帶 5-V 電源),并可將多 1 個(gè) IM 插到 EU 中。每個(gè)發(fā)送 IM 均有 2 個(gè)接口,每個(gè)接口用于連接 1 條線路??蓪⒍?4 個(gè) EU(不帶 5-V 電源)或 1 個(gè) EU(帶 5-V 電源)連接到發(fā)送 IM 的每個(gè)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(guò) C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換受限制:
通過(guò) C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個(gè) EU(EU 1 至 EU 6)之間進(jìn)行。 - 集中擴(kuò)展:
建議用于小型配置和機(jī)器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。- CC 和后一個(gè) 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(guò) EU 進(jìn)行分布式擴(kuò)展:
建議在面積很大工廠內(nèi)采用,其中,多個(gè) EU 位于各個(gè)位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。 - CC 和后一個(gè) EU 之間的大線路距離:對(duì)于 S7 EU,約 100 m;對(duì)于 S5 EU 約 600 m。
- EG 183U
- EG 185U
- EG 186U
- ER 701-2
- ER 701-3
- 注意 將 S5 擴(kuò)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??蓪⒁韵耂5 EU 連接到 S7-400:
連接類(lèi)型 | 大(總)電纜長(zhǎng)度 |
本地鏈路,具有 5-V 電源,通過(guò) IM 460-1 和 IM 461-1 實(shí)現(xiàn) | 1.5 m |
本地鏈路,無(wú) 5-V 電源,通過(guò) IM 460-0 和 IM 461-0 實(shí)現(xiàn) | 5 m |
遠(yuǎn)程鏈路,通過(guò) IM 460-3 和 IM 461-3 實(shí)現(xiàn) | 102.25 m |
遠(yuǎn)程鏈路,通過(guò) IM 460-4 和 IM 461-4 實(shí)現(xiàn) | 605 m |
- ET 200 的分布式擴(kuò)展:
建議用于面積很大的工廠。通過(guò) CPU 的 PROFIBUS DP 接口,可以連接含有多 125 個(gè)總線節(jié)點(diǎn)的總線。CC 與總線上后一個(gè)節(jié)點(diǎn)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(xiàng):
- 組合了多點(diǎn)接口和 DP 主站,集成在所有CPU 中:
用于同時(shí)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(gè) CPU 中,用于經(jīng)濟(jì)實(shí)用連接分布式 I/O 系統(tǒng)(例如,ET 200)。
- PROFIN CPU 上的集成式 PROFIT 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(qiáng)大的點(diǎn)到點(diǎn)連接。
通過(guò) PROFIBUS DP 進(jìn)行過(guò)程通信
通過(guò) 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(jìn)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(guò)配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通過(guò) 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(guò)PROFIBUS DP 運(yùn)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(chǎng)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(guò) CP 443-5)
通過(guò)多點(diǎn)接口 (MPI) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信
多點(diǎn)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(duì)等通信伙伴的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
- 可選擇的連接選項(xiàng):
MPI 可以實(shí)現(xiàn)多 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的同時(shí)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(guò) 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(wèn) C 總線上連接的模塊。通過(guò)接口模塊,可將多 6 個(gè)擴(kuò)展單元連接到 C 總線。 - MPI 的性能數(shù)據(jù):
- 多 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)
- 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 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(guò)組件實(shí)現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求。例如,任意兩個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)之間多可以串入 9 個(gè)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(gè)大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機(jī)界面功能。
通過(guò) CP 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信(點(diǎn)到點(diǎn))
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、條形碼閱讀器、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 人機(jī)界面系統(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 包括以下組件:
- 2 個(gè)*控制器:
2 個(gè)單獨(dú)的 UR1/UR2 *控制器,或一個(gè)分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 個(gè)區(qū)域。 - 每個(gè)*控制器有兩個(gè)同步模塊,用于通過(guò)光纜連接兩個(gè)設(shè)備。
- 每個(gè)*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。
- *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。
*功能采用冗余設(shè)計(jì)??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(jì),僅由兩個(gè)*控制器中的一個(gè)來(lái)尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到*控制器和/或擴(kuò)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(gè)*控制器。發(fā)生故障時(shí),受影響的*控制器的 I/O 模塊將停止工作。
單側(cè)配置用于:
- 9 種標(biāo)準(zhǔn) CPU(CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP、CPU 417-4)
- 3 個(gè) CPU,適用于惡劣的環(huán)境條件
- 具有不同的性能等級(jí),滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
應(yīng)用
不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400:
- CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范圍的小型設(shè)備。 - CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對(duì)編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設(shè)備。 - CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
滿足性能要求。 - CPU 417-4 DP:
滿足的性能要求。
- 不需要很高可用性的工廠部分。
- 連接基于用戶(hù)程序的冗余I/O。此時(shí),必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)稱(chēng)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(jì),但它們將由兩個(gè)*控制器通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 來(lái)尋址。在切換式配置中運(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*控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模塊以冗余方式成對(duì)配置。使用冗余 I/O 可以實(shí)現(xiàn)高程度的可用性,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。
可進(jìn)行實(shí)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(lèi)型和設(shè)計(jì)形式(例如,均為集中式或均為分布式)。不對(duì)插槽進(jìn)行規(guī)定。不過(guò),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(xún)系門(mén)子客戶(hù)支持部門(mén)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(gè)交換式 ET 200M 分離。 - 雙通道冗余配置:
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)配置)。
此時(shí)可以不同方式實(shí)現(xiàn)模塊冗余:
- 由用戶(hù)編程:
在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上,通??捎捎脩?hù)對(duì)冗余功能進(jìn)行編程。將會(huì)確定主動(dòng)模塊并檢測(cè)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(gè) CPU 的程序一致。 - 由操作系統(tǒng)直接提供支持。
對(duì)于 SIMATIC T-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”下面的內(nèi)容。
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(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、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(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、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(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。
以下具有分級(jí)性能的 SIPLUS S7-400 標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于惡劣環(huán)境條件下的各種應(yīng)用:
- SIPLUS S7-400 CPU 412-2
適用于中端性能小型工廠的標(biāo)準(zhǔn) CPU。 - SIPLUS S7-400 CPU 414-3
適用于在程序范圍、處理速度和通信方面具有額外要求的中等規(guī)模工廠的標(biāo)準(zhǔn) CPU。 - SIPLUS S7-400 CPU 416-3
適用于具有性能要求的工廠的標(biāo)準(zhǔn) CPU。 - SIPLUS S7-400 CPU 417-4
適用于具有極嚴(yán)格性能要求的工廠的標(biāo)準(zhǔn) CPU。
SIPLUS S7-400 標(biāo)準(zhǔn) CPU 適合在以下環(huán)境條件下使用:
- 寬環(huán)境溫度范圍:-25°C 至 +60/+70 °C
- 需要較高抗化學(xué)、機(jī)械和生物負(fù)荷的性能和抗鹽霧性能的場(chǎng)合
- 安裝海拔高度增加
- 在高 100% 相對(duì)濕度下
通信
*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(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe,可在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶(hù)數(shù)據(jù)。無(wú)需附加的硬件組件,如安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中,也可作為經(jīng)過(guò)認(rèn)證的軟件塊裝載到 CPU 中。
帶有隔離模塊的安全等級(jí)
在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點(diǎn):
- 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。
若需要取得安全等級(jí) SIL 2,則無(wú)需使用隔離模塊。
功能
S7-400
大量功能可支持用戶(hù)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(hù)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(hù)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)。
- 模式選擇開(kāi)關(guān)
- 系統(tǒng)功能
SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和標(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(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》。
- 3 個(gè)故障安全 CPU(CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2、CPU 416F-3 PN/DP)
- 具有不同性能等級(jí),滿足不同的應(yīng)用要求。
應(yīng)用
不同性能范圍的故障安全型 CPU 可用于 SIMATIC S7-400:
- CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng),適用于具有較高安全要求的工廠。
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(hào)模塊的熱插拔。
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)。 - 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(lèi)型:
- 過(guò)程通信;
通過(guò)總線(AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFIT)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(hù)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 PROFIT 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)
通過(guò) MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù),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(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)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過(guò) MPI 來(lái)實(shí)現(xiàn)??墒褂?STEP 7 來(lái)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(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 通信。
- 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFIT/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(mén)子設(shè)備之間的通信服務(wù)。
- 4 種高可用 CPU(CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H、CPU 417-5H)
- 具有不同的性能等級(jí),滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
應(yīng)用
不同性能范圍的容錯(cuò) CPU 可用于 SIMATIC S7-400:
- CPU 412-5H, CPU 414-5H, CPU 416-5H 和 CPU 417-5H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
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(hù)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(hù)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(guò)電話網(wǎng)(如ISDN)。
帶有 PROFET 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
- PROFET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?/li>
- 通過(guò)用戶(hù)定義的 Web 頁(yè)面顯示過(guò)程數(shù)據(jù)和用戶(hù)數(shù)據(jù)
可通過(guò)使用用戶(hù)權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 服務(wù)器內(nèi)提供安全機(jī)制。
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 PROFIET 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)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(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)。
如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)(例如,“無(wú)傳感器輸入”),則該模塊會(huì)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(huì)觸發(fā)中斷)。CPU 將中斷用戶(hù)程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理,并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào),并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。
具有分級(jí)性能的以下 SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可用于惡劣環(huán)境條件下的各種不同應(yīng)用:
- SIPLUS S7-400 CPU 412H
- SIPLUS S7-400 CPU 414H
- SIPLUS S7-400 CPU 416H
- SIPLUS S7-400 CPU 417H
SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可在以下環(huán)境條件下使用:
- 環(huán)境溫度范圍寬:-25 °C 到 +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(chǎng)合
- 安裝海拔高
- 相對(duì)濕度 100%
根據(jù)模塊類(lèi)型的不同,提供了各種不同診斷消息:
數(shù)字量輸入/輸出模塊 | |
診斷消息 | 可能的故障原因 |
無(wú)傳感器電源 |
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無(wú)外部輔助電壓 |
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無(wú)內(nèi)部輔助電壓 |
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熔斷器燒斷 |
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模塊中的參數(shù)不正確 |
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時(shí)間看門(mén)夠脫落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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- 用于S7-400 CPU的接口模板
- 用于直接過(guò)程鏈接和總線連接
- 在 SIMATIC S7-400 上使用
應(yīng)用
可在S7-400 CPU中選擇插入通訊接口模板,以滿足以后的相關(guān)應(yīng)用。
為此,CPU 414-3、416-3 有一個(gè)空插槽,CPU 417-4 有兩個(gè)插槽。 通過(guò)插入這種接口模板,可以作為主站或從站處理其他DP網(wǎng)絡(luò),其與內(nèi)置接口具有相同的功能性。 通過(guò)DP接口可多連接125個(gè)節(jié)點(diǎn)。
通過(guò)CPU的4個(gè)接口可連接400多個(gè)PROFIBUS從站;因此一個(gè)S7-400站可以控制1600多個(gè)PROFIBUS從站。
模擬量輸入模塊 | |
診斷消息 | 可能的故障原因 |
無(wú)外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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共模錯(cuò)誤 |
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斷線 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模擬量輸出模塊 | |
診斷消息 | 可能的故障原因 |
無(wú)外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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對(duì) M 短路 |
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斷線 |
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硬件中斷
可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào),并且可通過(guò)過(guò)程中斷觸發(fā)對(duì)信號(hào)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(hào)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(hù)程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理,并處理相關(guān)過(guò)程中斷塊(例如,OB 40)。信號(hào)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(guò)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(cè)量值與這些限值進(jìn)行比較。若測(cè)量值違反其中任何一個(gè)限值,就會(huì)觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶(hù)程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理,并處理相關(guān)過(guò)程中斷塊(例如,OB 40)。若限值高于/低于過(guò)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(guò)多 4 個(gè)冗余連接繼續(xù)進(jìn)行。 - 操作簡(jiǎn)便;
高可用性對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)并不是透明的??梢圆⒔?jīng)過(guò)任何改動(dòng)而采用標(biāo)準(zhǔn)通信的用戶(hù)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(jiàn)“SIMATIC ET 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(wú)反應(yīng)的自動(dòng)切換)。根據(jù)該原理,在*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(guò)程控制。
為確保平穩(wěn)接管,必須通過(guò)*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(huì)自動(dòng)保留:
- 相同的用戶(hù)程序
- 相同的數(shù)據(jù)塊
- 相同的過(guò)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(chǔ)器等
這意味著,這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新?tīng)顟B(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(huì)帶來(lái)以下結(jié)果:
- 在*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(guò)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(hào),對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較并提供給用戶(hù)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(hù)程序計(jì)算的值通過(guò)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(duì)有故障的模塊尋址,發(fā)生故障信號(hào),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(duì)兩個(gè)模塊尋址。
同步
為了實(shí)現(xiàn)無(wú)反應(yīng)切換,需要對(duì)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(huì)執(zhí)行同步操作,例如在發(fā)生以下事件時(shí):
- 直接訪問(wèn) I/O
- 中斷、報(bào)警
- 更新用戶(hù)時(shí)間
- 通過(guò)通信功能修改數(shù)據(jù)
同步是通過(guò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的,可在編程階段將其忽略。