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西門子6ES7952-1KP00-0AA0西門子6ES7952-1KP00-0AA0

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、無風(fēng)扇設(shè)計和較高擴(kuò)展能力，并具有全面的通信和網(wǎng)絡(luò)功能，可以簡便實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，用戶操作十分方便，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

• 倉儲技術(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的 CPU，并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊，用戶可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動化任務(wù)。

任務(wù)擴(kuò)展時，可通過附加模塊隨時對控制器進(jìn)行擴(kuò)展，成本不會很高。

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各模塊。

•  

• SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：S7-400 通信

• 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(jì)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(qiáng)大的點到點連接。

• 通過 PROFIBUS DP 進(jìn)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(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。

  可進(jìn)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(jìn)行規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。

  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(kuò)展單元中

• S7-400F/FH

• 故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(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(biāo)準(zhǔn)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

  *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 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe，可在標(biāo)準(zhǔn)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)過認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)模塊。

• 若需要取得安全等級 SIL 2，則無需使用隔離模塊。

  設(shè)計

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

  S7-400 設(shè)計簡潔，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；
  在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(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)動型通信。

• 通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

  通信功能

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

  這些服務(wù)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)備之間的通信服務(wù)。

  這些服務(wù)包括：

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

• 與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實現(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)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實現(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，甚至可通過網(wǎng)（如ISDN）。

• 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)點拓?fù)?/span>

• 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 服務(wù)器內(nèi)提供安全機(jī)制。

  等時同步模式

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

• 分布式信號采集

• 信號傳輸

• 程序執(zhí)行

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

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

  提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運動控制、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，并可實現(xiàn)精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。

  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：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。

• 如果某個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：

  數(shù)字量輸入/輸出模塊
  診斷消息	可能的故障原因
  無傳感器電源	傳感器電源過載 傳感器電源對 M 短路
  無外部輔助電壓	模塊無電源電壓 L+
  無內(nèi)部輔助電壓	模塊無電源電壓 L+ 內(nèi)部模塊熔斷器有故障
  熔斷器燒斷	內(nèi)部模塊熔斷器有故障
  模塊中的參數(shù)不正確	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
  時間看門夠脫落	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
  EPROM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
  RAM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
  硬件中斷丟失	硬件中斷到來的速度超過 CPU 的處理能力

   

  模擬量輸入模塊
  診斷消息	可能的故障原因
  無外部負(fù)載電壓	模塊無負(fù)載電壓 L+
  組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
  共模錯誤	輸入 (M-) 和測量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過高
  斷線	傳感器電路的電阻過高 模塊和傳感器之間的線路中斷 通道未切換（斷開）
  低于量程下限	輸入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 傳感器極性接反； 選擇的量程不正確 其它量程： 選擇的量程不正確
  高于量程上限	輸入值超出過量程值

   

  模擬量輸出模塊
  診斷消息	可能的故障原因
  無外部負(fù)載電壓	模塊無負(fù)載電壓 L+
  組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
  對 M 短路	輸出過載 輸出 QV 對 MANA 短路
  斷線	執(zhí)行器電阻過高 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷 通道未使用（斷開）

   

  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）。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷。

• 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

  容錯通信

  進(jìn)行高可用性通信時，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時，通信可通過多 4 個冗余連接繼續(xù)進(jìn)行。

• 操作簡便；
  高可用性對用戶來說并不是透明的。可以并經(jīng)過任何改動而采用標(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：

• 單一總線或冗余總線。

• 總線型拓?fù)浠颦h(huán)型拓?fù)淇偩€。

•  

• 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）。