西門子FLASH-EPROM32MB

SIMATIC S7，存儲卡 針對 S7-400，長結(jié)構(gòu)形式， 5V 閃存 EPROM，32 Kbyte

• SIMATIC S7-400

   

西門子S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。SIMATIC S7-400PLC的主要特色為：*的處理速度、強(qiáng)大的通訊性能和的CPU資源裕量。

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(SIEMENS)上海非俗工控自動(dòng)化設(shè)備有限公司（西門子分銷商）

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S7-400H冗余控制器概述
H(高可靠性)系統(tǒng)是應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中一種能夠滿足經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能的高度自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠通過將發(fā)生中斷的單元自動(dòng)切換到備用單元的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不中斷工作。S7-400H是西門子提供的冗余PLC，它通過部件的冗余實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性。作為SIMATIC S7家族的一員， S7-400H擁有SIMATIC S7所具有的*性。

1.1 S7-400H冗余系統(tǒng)典型的硬件

圖1 典型的S7-400H冗余系統(tǒng)

一個(gè)典型的冗余系統(tǒng)中包括：
(1) 1個(gè)UR2-H機(jī)架(或者2個(gè)獨(dú)立的UR1/UR2機(jī)架)
(2) 2個(gè)S7-400H CPU模塊(**)
(3) 2個(gè)PS407電源模塊(也可以選擇2×2的冗余配置)
(4) 2根同步光纖和4個(gè)同步模塊
(5) 2個(gè)相同大小的RAM存儲卡
(6) 2個(gè)CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊(如果不需要以太網(wǎng)通訊功能可以不配置)
(7) 每個(gè)電源模塊配備1-2塊后備鋰電池

1.2 組態(tài)S7-400H站的軟件
在本文示例項(xiàng)目中，組態(tài)相應(yīng)版本的S7-400H冗余控制器時(shí)，所安裝軟件環(huán)境為：
Windows XP Professional SP3，STEP 7 V5.4.4.6 (STEP 7 V5.4 SP4 Hotfix6 ) 。
對于在冗余系統(tǒng)中S7-400H冗余控制器的硬件和軟件的兼容性問題以及有關(guān)注意事項(xiàng)請參考冗余系統(tǒng)中S7-400H冗余控制器的兼容性一文

2. 在Step 7中組態(tài)S7-400H站
下面本文將以實(shí)際例子的形式來介紹S7-400H站的組態(tài)過程。

2.1硬件安裝
表2： 示例主要硬件組成

（1）安裝機(jī)架UR2-H。
（2）在機(jī)架上安裝PS407電源模塊，在電池槽內(nèi)放入2塊鋰電池，撥碼撥到2BATT。
（3）設(shè)置冗余CPU的機(jī)架號，安裝冗余CPU到機(jī)架。
CPU V3版本，通過同步子模板上的開關(guān)設(shè)置；
CPU V4以上版本，通過CPU 背板上的開關(guān)設(shè)置；
本實(shí)例中的CPU為6ES7 414-4HJ04-0AB0 機(jī)架號設(shè)置在CPU的背面，將左手邊CPU的機(jī)架號設(shè)為0（撥碼撥到下方），右手邊CPU的機(jī)架號設(shè)為1（撥碼撥到上方），CPU通電后此機(jī)架號生效。
（4）將同步子模板插到CPU前面板的兩個(gè)IF插槽中，并固定。
（5）連接同步光纜。
將兩個(gè)位于上部的同步子模板相連；
將兩個(gè)位于下部的同步子模板相連；
在打開電源或啟動(dòng)系統(tǒng)之前要確保CPU的同步光纜已經(jīng)連接，同步光纖的連接如圖2所示。

圖2 S7-400H 同步光纖的連接

（6）安裝CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡。同時(shí)利用網(wǎng)線將2個(gè)安裝好的CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡以及安裝有Step 7或者PCS 7的電腦連接到一個(gè)交換機(jī)上，完成硬件互聯(lián)。
（7）通電后CPU自檢查。
CPU*次通電時(shí)，將執(zhí)行一次RAM 檢測工作，約需10分鐘。這段時(shí)間內(nèi)CPU 不接收通過通訊接口傳來的數(shù)據(jù)，并且STOP LED 燈閃爍。如果有備用電池，再次通電時(shí)不再做此項(xiàng)檢查工作。
（8）啟動(dòng)CPU，將CPU撥碼撥到RUN狀態(tài)，此刻兩CPU保持STOP。

產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 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。

產(chǎn)品參數(shù)

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能***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)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲備。

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 CPU 可針對具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行調(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 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)（如開環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU。可以為每個(gè) CPU 分配自己的 I/O。

• 模塊化：
  通過功能強(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)場總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。

• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對 S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用高級語言（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。

產(chǎn)品介紹

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(jì)和較高擴(kuò)展能力，并具有全面的通信和網(wǎng)絡(luò)功能，可以簡便實(shí)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(dòng)化任務(wù)。

任務(wù)擴(kuò)展時(shí)，可通過附加模塊隨時(shí)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。

S7-400H

在自動(dòng)化技術(shù)的許多領(lǐng)域中，對自動(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)生故障后重啟會產(chǎn)生很高費(fèi)用的過程（通常在過程工業(yè)中）。

• 停產(chǎn)的代價(jià)十分高昂的過程。

• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）。

• 無人的應(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)，請參見在“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。它可對立即停機(jī)不會給人員或環(huán)境帶來危險(xiǎn)的過程進(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)過程會切換到安全狀態(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)過程。

通過另外使用標(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。可以使用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具對整個(gè)工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。

產(chǎn)品類型

SIMATIC S7-400 有多個(gè)型號：

• 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，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(gè)PROFIBUS DP 從站。可以將***多 256 個(gè) PROFINET IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理*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

若用戶需要在應(yīng)用中使用一個(gè)以上*控制器時(shí)，則可以對 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(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。可將***多 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 C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換受限：
  通過 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 之間的線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。

• 通過 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 之間的線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。

• 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。

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