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 高可用性 CPU 可在以下環(huán)境條件下使用：
SIMATIC S7-400 具有兩種不同的通訊接口：
可為您提供下列通訊模板：
HART 模塊
有關(guān) HART 模塊的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn) "ET 200M 分布式 I/O 站"。
模擬量輸入/輸出模塊用于處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的模擬量輸入/輸出任務(wù)。模擬傳感器和執(zhí)行器可以通過(guò)這些模塊連接到自動(dòng)化系統(tǒng)。
使用模擬量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點(diǎn)：
模擬量輸入模塊具有下列機(jī)械特性：
緊湊型設(shè)計(jì)
堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：
安裝方便
模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過(guò)總線連接器連接到相鄰模塊。沒(méi)有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時(shí)，可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。
方便用戶接線
裝置單元通過(guò)前置連接器連接。當(dāng)連接模塊時(shí)，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時(shí)，對(duì)于新的同類型模塊，可原封不動(dòng)保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過(guò)程中將已接線的前連接器插入到錯(cuò)誤模塊中。
西門子CPU1511-1PN處理器
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)：
SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
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：
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型：
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) 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)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：
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：
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：
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)：
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：
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：
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：
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：
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數(shù)字量輸入/輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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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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模擬量輸入模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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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 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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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)。
容錯(cuò)通信
進(jìn)行高可用性通信時(shí)，SIMATIC 將提供以下功能：
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)：
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：
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：
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：
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)：
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：
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。
S7-400F/FH 滿足下列安全要求：
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。
全模塊化連接模塊是 SIMATIC S7-300/400 的標(biāo)準(zhǔn)連接模塊，其作用在于外圍設(shè)備方便、快捷、準(zhǔn)確地連接到 SIMATIC S7-300/400 上。
連接前連接器模塊時(shí)，請(qǐng)注意以下事項(xiàng)：
每字節(jié)的綜合電流小于4 A，
外部電源電壓的正極與該連接模塊連接， 使電源電壓通過(guò)連接電纜傳送。 考慮到連接電纜的載流能力，綜合電流不得超過(guò)4 A/byte。
當(dāng)每字節(jié)的綜合電流大于4 A時(shí)
需單獨(dú)增加電纜傳送高于4 A的綜合電流， 該增加電纜連接于前連接器的特殊連接插座上。
經(jīng)調(diào)整后的前連接器被稱為前連接器模塊，可與該模塊連接， 將其插入該模塊而不是前連接器進(jìn)行連接。 前連接器模塊有各種型號(hào)可供選擇。 SIMATIC S7-300和SIMATIC S7-400分別有數(shù)字式和模擬式兩種型號(hào)。 連接電纜插入前連接器模塊。
LOGO!使用非常簡(jiǎn)單：
LOGO!8:
LOGO! 提供大的靈活性和通用性：
LOGO! 的新改進(jìn)8
LOGO!0BA7 型號(hào)：
S7-200PLC的基本配置
語(yǔ)句表程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與梯形圖
語(yǔ)句表程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用布爾助記符來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。語(yǔ)句表程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)中的匯編語(yǔ)言非常相似，采用布爾助記符來(lái)表示操作功能。
語(yǔ)句表程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言具有下列特點(diǎn)：
(1) 采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于撐握的特點(diǎn)；
(2) 在編程器的鍵盤上采用助記符表示，具有便于操作的特點(diǎn)，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；
(3) 用編程軟件可以將語(yǔ)句表與梯形圖可以相互轉(zhuǎn)換。
例如，圖1中的梯形圖轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表程序如下：
西門子S7系統(tǒng)PLC的符號(hào)編程基礎(chǔ)介紹
一、系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)
S7的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)集成在CPU中，不能被擴(kuò)展。系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。
1．輸入過(guò)程暫存區(qū)（I）
2．輸出過(guò)程暫存區(qū)（Q）
3．位存儲(chǔ)區(qū)（M）
4．外部輸入輸出（PI/PQ）
5．計(jì)時(shí)器（T）
6．計(jì)數(shù)器（C）
7．?dāng)?shù)據(jù)塊（DB）
8．局部數(shù)據(jù)（L）
二、地址尋址
什么是地址尋址？
1.位尋址
2.字節(jié)尋址
3.字尋址
4.雙字尋址
三、符號(hào)地址尋址
1. 全局符號(hào)
在符號(hào)編輯器中定義的符號(hào)。
2. 局部符號(hào)
局部符號(hào)是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對(duì)象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時(shí)數(shù)據(jù)等，且所定義的符號(hào)只在本程序塊中有效。
注
CPU 的運(yùn)行需要使用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨(dú)訂購(gòu)。
CPU 1512SP-1 PN 適用于獨(dú)立生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中對(duì)處理性能和響應(yīng)速度具有中等要求的應(yīng)用。CPU 1512SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)洌⑶乙部赏ㄟ^(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。
作為智能設(shè)備使用時(shí)，CPU 1512SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破鳌＿@樣做有以下優(yōu)勢(shì)：
CPU 1512SP-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果其發(fā)生故障，CPU 1512SP-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。
位模塊化設(shè)計(jì)的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1512SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。
另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。
CPU 1512SP-1 PN CPU 可直接卡裝到標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上。它具有：
