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6ES7405-0RA02-0AA0

書(shū)本型PM340

標(biāo)準(zhǔn) CPU

• 用于 SIMATIC S7-1500 的標(biāo)準(zhǔn) CPU：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP

• 具有不同的性能等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域
• 

  標(biāo)準(zhǔn) CPU

  功能	CPU 1511-1 PN	CPU 1513-1 PN	CPU 1515-2 PN	CPU 1516-3 PN/DP	CPU 1517-3 PN/DP	CPU 1518-4 PN/DP
  程序用工作存儲(chǔ)器，集成	150 KB	300 KB	500 KB	1 MB	2 MB	4 MB
  數(shù)據(jù)用工作存儲(chǔ)器，集成	1 MB	1.5 MB	3 MB	5 MB	8 MB	20 MB
  裝載存儲(chǔ)器	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入	通過(guò) SIMATIC 存儲(chǔ)卡插入
  顯示屏對(duì)角尺寸	3.45 cm	3.45 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm
  命令執(zhí)行時(shí)間
  位運(yùn)算	0.06 μs	0.04 μs	0.03 μs	0.01 μs	0.002 μs	0.001 μs
  字運(yùn)算	0.072 μs	0.048 μs	0.036 μs	0.012 μs	0.003 μs	0.002 μs
  定點(diǎn)運(yùn)算	0.096 μs	0.064 μs	0.048 μs	0.016 μs	0.003 μs	0.002 μs
  浮點(diǎn)運(yùn)算	0.384 μs	0.256 μs	0.192 μs	0.064 μs	0.012 μs	0.006 μs
  位存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器
  S7 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048
  IEC 計(jì)數(shù)器	無(wú)限制（僅受工作存儲(chǔ)器限制）
  IEC 定時(shí)器	無(wú)限制（僅受工作存儲(chǔ)器限制）
  位存儲(chǔ)器	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB
  I/O 地址范圍
  輸入	32 kB；（所有輸入都在過(guò)程映像中）
  輸出	32 kB；（所有輸入都在過(guò)程映像中）
  運(yùn)動(dòng)
  軸數(shù)	多 6 臺(tái)	多 6 臺(tái)	多 30 臺(tái)	多 30 臺(tái)	多 96 臺(tái)	多 128 臺(tái)
  通信
  PtP	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）
  PROFINET	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	1x PN（并通過(guò) CM）	1x PN（并通過(guò) CM）	1x PN（并通過(guò) CM）	2 x PN（并通過(guò) CM）
  PROFINET IO IRT	1 x PN IO IRT （2 端口交換機(jī)）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機(jī)）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機(jī)）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機(jī)）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機(jī)）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機(jī)）
  PROFIBUS	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	√（通過(guò) CM）	1 x DP（并通過(guò) CM）	1 x DP（并通過(guò) CM）	1 x DP（并通過(guò) CM）
  Web 器	√	√	√	√	√	√

  
  

6ES7405-0RA02-0AA0

6ES7392-1AM00-0AA0西門子PLC

SIMATIC S7-3006ES7392-1AJ00-0AA0

6ES7405-0RA02-0AA0

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 。
• 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)和國(guó)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(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) 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(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。

這些包括：

• 通過(guò) MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 通信。
• 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 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。

這些包括：

• 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 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 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(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)

可通過(guò)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(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)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），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)。

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(wú)傳感器電源	傳感器電源過(guò)載 傳感器電源對(duì) M 短路
無(wú)外部輔助電壓	模塊無(wú)電源電壓 L+
無(wú)內(nèi)部輔助電壓	模塊無(wú)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(shí)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(lái)的速度超過(guò) 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(wú)外部負(fù)載電壓	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
共模錯(cuò)誤	輸入 (M-) 和測(cè)量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過(guò)高
斷線	傳感器電路的電阻過(guò)高 模塊和傳感器之間的線路中斷 通道未切換（斷開(kāi)）
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(guò)量程值

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	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
對(duì) M 短路	輸出過(guò)載 輸出 QV 對(duì) MANA 短路
斷線	執(zhí)行器電阻過(guò)高 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷 通道未使用（斷開(kāi)）

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)用戶來(lái)說(shuō)并不是透明的。可以并經(jīng)過(guò)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(jiàn)“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(wú)反應(yīng)的自動(dòng)切換）。根據(jù)該原理，在無(wú)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(guò)程控制。

為確保平穩(wěn)接管，必須通過(guò)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(huì)自動(dòng)保留：

• 相同的用戶程序
• 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：

• 在無(wú)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(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(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。

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(chǔ)器

報(bào)告每個(gè)檢測(cè)到的故障。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)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(duì) 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(guò) 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(wèn)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(kù)中的兩個(gè)函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開(kāi)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(kù)已作為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 要求等級(jí) AK 1 至 AK 6，根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí) 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(hào)模塊中。

信號(hào)模塊通過(guò)差異分析和測(cè)試信號(hào)注入來(lái)監(jiān)控輸出和輸入信號(hào)。

通過(guò)定期自檢、命令測(cè)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(guò)狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請(qǐng)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(lái)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(duì)于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來(lái) F 庫(kù)中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡(jiǎn)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(jiǎn)了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)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。

西門子PLC高速計(jì)數(shù)器的控制字和狀態(tài)字介紹

. 控制字節(jié)

定義了計(jì)數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器均有一個(gè)控制字節(jié)，它決定了計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)允許或禁用，方向控制（僅限模式0、1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟?jì)數(shù)方向，裝入當(dāng)前值和預(yù)置值?？刂谱止?jié)每個(gè)控制位的說(shuō)明如表7所示。

2. 狀態(tài)字節(jié)

每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當(dāng)前計(jì)數(shù)方向以及當(dāng)前值是否大于或等于預(yù)置值。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如表8所示。狀態(tài)字節(jié)的0-4位不用。監(jiān)控高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)的目的是使外部事件產(chǎn)生中斷，以完成重要的操作。

表7   HSC的控制字節(jié)

HSC0	HSC1	HSC2	HSC3	HSC4	HSC5	說(shuō)明
SM37.0	SM47.0	SM57.0		SM147.0		復(fù)位有效電平控制： 0=復(fù)位信號(hào)高電平有效；1=低電平有效
	SM47.1	SM57.1				起動(dòng)有效電平控制： 0=起動(dòng)信號(hào)高電平有效；1=低電平有效
SM37.2.	SM47.2	SM57.2		SM147.2		正交計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速率選擇： 0=4×計(jì)數(shù)速率；1=1×計(jì)數(shù)速率
SM37.3	SM47.3	SM57.3	SM137.3	SM147.3	SM157.3	計(jì)數(shù)方向控制位： 0 = 減計(jì)數(shù)1 = 加計(jì)數(shù)
SM37.4	SM47.4	SM57.4	SM137.4	SM147.4	SM157.4	向HSC寫(xiě)入計(jì)數(shù)方向： 0 = 無(wú)更新1 = 更新計(jì)數(shù)方向
SM37.5	SM47.5	SM57.5	SM137.5	SM147.5	SM157.5	向HSC寫(xiě)入新預(yù)置值： 0 = 無(wú)更新1 = 更新預(yù)置值
SM37.6	SM47.6	SM57.6	SM137.6	SM147.6	SM157.6	向HSC寫(xiě)入新當(dāng)前值： 0 = 無(wú)更新1 = 更新當(dāng)前值
SM37.7	SM47.7	SM57.7	SM137.7	SM147.7	SM157.7	HSC允許： 0 = 禁用HSC  1 = 啟用HSC

 

表8  高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位

HSC0	HSC1	HSC2	HSC3	HSC4	HSC5	說(shuō)明
SM36.5	SM46.5	SM56.5	SM136.5	SM146.5	SM156.5	當(dāng)前計(jì)數(shù)方向狀態(tài)位： 0 = 減計(jì)數(shù)；1 = 加計(jì)數(shù)
SM36.6	SM46.6	SM56.6	SM136.6	SM146.6	SM156.6	當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位： 0 = 不相等；1 = 等于
SM36.7	SM46.7	SM56.7	SM136.7	SM146.7	SM156.7	當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位： 0 = 小于或等于；1 = 大于

S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展和編址

  S7-200 CPU22X 系列的每種主機(jī)所提供的本機(jī)I/O點(diǎn)的I/O地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，可以在CPU右邊連接多個(gè)擴(kuò)展模塊。如圖所示，每個(gè)擴(kuò)展模塊的組態(tài)地址編號(hào)取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。輸入與輸出模塊的地址不會(huì)沖突，模擬量控制模塊地址也不會(huì)影響數(shù)字量。

    編址方法是同樣類型輸入或輸出點(diǎn)的模塊在鏈中按所處的位置而遞增，這種遞增是按字節(jié)進(jìn)行的，如果CPU或模塊在為物理I/0點(diǎn)分配地址時(shí)未用完一個(gè)字節(jié)，那些未用的位也不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。

    例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)為：數(shù)字量輸入24點(diǎn)、數(shù)字量輸出20點(diǎn)、模擬量輸入6點(diǎn)和模擬量輸出2點(diǎn)。

本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，并且各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可能有多種，圖2所示為其中的一種模塊連接形式。表1所示為其對(duì)應(yīng)的各模塊的編址情況。

    表1  各模塊的編址

● 同類型輸入或輸出的模塊按順序進(jìn)行編制。 
● 數(shù)字量模塊總是保留以8位（1個(gè)字節(jié)）遞增的過(guò)程映象寄存器空間。如果模塊沒(méi)有給保留字節(jié)中每一位提供相應(yīng)的物理點(diǎn)，那些未用位不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。對(duì)于輸入模塊，這些保留字節(jié)中未使用的位會(huì)在每個(gè)輸入刷新周期中被清零。
● 模擬量I/O點(diǎn)總是以兩點(diǎn)遞增的方式來(lái)分配空間。如果模塊沒(méi)有給每個(gè)點(diǎn)分配相應(yīng)的物理點(diǎn)，則這些I/O點(diǎn)會(huì)消失并且不能夠分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。

數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存取的方式

1．位、字節(jié)、字和雙字

二進(jìn)制數(shù)的1位（bit）只有0和1兩種不同的取值，可用來(lái)表示開(kāi)關(guān)量（或稱數(shù)字量）的兩種不同的狀態(tài)，如觸點(diǎn)的斷開(kāi)和接通，線圈的通電和斷電等。如果該位為1，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)的編程元件的線圈“得電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，以后稱該編程元件為1狀態(tài)，或稱該編程元件ON。反之亦反。

8位二進(jìn)制數(shù)組成1個(gè)字節(jié)（Byte），其中的第0位為低位（LSB），第7位為高位（MSB）。兩個(gè)字節(jié)組成1個(gè)字（Word），兩個(gè)字組成1個(gè)雙字。

2．?dāng)?shù)據(jù)的存取方式

（1）“位”存取方式：位存儲(chǔ)單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，如I3.2，其中的區(qū)域標(biāo)識(shí)符“I”表示輸入（Input），字節(jié)地址為3，位地址為2。如圖：

這種存取方式稱為“字節(jié)·位”尋址方式。

（2）“字節(jié)”存取方式：輸入字節(jié)IB3（Byte）由I3.0~I3.7這8位組成。

（3）“字”存取方式：相鄰的兩個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字，一個(gè)字中的兩個(gè)字節(jié)的地址必須連續(xù)，且低位字節(jié)在一個(gè)字中應(yīng)該是高8位，高位字節(jié)在一個(gè)字中應(yīng)該是低8位。IW14表示由IB14和IB15組成的1個(gè)字，IW14中的I為區(qū)域標(biāo)識(shí)符，W表示字（Word），14為起始字節(jié)的地址。IW14中的IB14應(yīng)該是高8位，IB15應(yīng)該是低8位。

（4）“雙字”存取方式：相鄰的四個(gè)字節(jié)表示一個(gè)雙字，四個(gè)字節(jié)的地址必須連續(xù)。低位字節(jié)在一個(gè)雙字中應(yīng)該是高8位。ID12表示由IB12~IB15組成的雙字，I為區(qū)域標(biāo)識(shí)符，D表示存取雙字（Double Word），12為起始字節(jié)的地址。ID12中的IB12應(yīng)該是高8位，IB15應(yīng)該是低8位。

6SE6420-2UC11-2AA1	6SE6400-3CC00-4AB3
6SE6420-2UC12-5AA1
6SE6420-2UC13-7AA1	6SE6400-3CC01-0AB3
6SE6420-2UC15-5AA1
6SE6420-2UC17-5AA1
6SE6420-2UC21-1BA1	6SE6400-3CC02-6BB3
6SE6420-2UC21-5BA1
6SE6420-2UC22-2BA1
6SE6420-2UC23-0CA1	6SE6400-3CC03-5CB3
6SE6420-2UC11-2AA1	6SE6400-3CC00-3AC3
6SE6420-2UC12-5AA1
6SE6420-2UC13-7AA1	6SE6400-3CC00-5AC3
6SE6420-2UC15-5AA1
6SE6420-2UC17-5AA1
6SE6420-2UC21-1BA1	6SE6400-3CC00-8BC3
6SE6420-2UC21-5BA1	6SE6400-3CC01-4BD3 (6SE6400-3CR01-4BD3)
6SE6420-2UC22-2BA1
6SE6420-2UC23-0CA1	6SE6400-3CC01-7CC3
6SE6420-2UC24-0CA1	6SE6400-3CC03-5CD3 (6SE6400-3CR03-5CD3)
6SE6420-2UC25-5CA1
6SE6420-2UD13-7AA1	6SE6400-3CC00-2AD3 (6SE6400-3CR00-2AD3)
6SE6420-2UD15-5AA1
6SE6420-2UD17-5AA1	6SE6400-3CC00-4AD3 (6SE6400-3CR00-4AD3)
6SE6420-2UD21-1AA1
6SE6420-2UD21-5AA1	6SE6400-3CC00-6AD3 (6SE6400-3CR00-6AD3)
6SE6420-2UD22-2BA1	6SE6400-3CC01-0BD3 (6SE6400-3CR01-0BD3)
6SE6420-2UD23-0BA1
6SE6420-2UD24-0BA1	6SE6400-3CC01-4BD3 (6SE6400-3CR01-4BD3)
6SE6420-2UD25-5CA1	6SE6400-3CC02-2CD3 (6SE6400-3CR02-2CD3)
6SE6420-2UD27-5CA1
6SE6420-2UD31-1CA1	6SE6400-3CC03-5CD3 (6SE6400-3CR03-5CD3)