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產(chǎn)品簡介

西門子6ES7451-3AL00-0AE0
SIMATIC S7-400,定位組件 FM 451，用于急速/慢速驅(qū)動(dòng),3 通道包括項(xiàng)目組態(tài)包在 CD 上

詳細(xì)介紹

西門子6ES7451-3AL00-0AE0

SIMATIC S7-400,定位組件 FM 451，用于急速/慢速驅(qū)動(dòng),3 通道包括項(xiàng)目組態(tài)包在 CD 上

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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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西門子S7-400

產(chǎn)品簡介

西門子S7-400PLC，SIMATICS7-400PLC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。
　　S7-400系列plc功能分級的CPU以及種類齊全的模板，總能為其自動(dòng)化任務(wù)找到佳的解決方案，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)和擴(kuò)展通訊能力都很簡便，組成系統(tǒng)靈活自如，用戶友好性強(qiáng)，操作簡單，免風(fēng)扇設(shè)計(jì)。隨著應(yīng)用的擴(kuò)大，系統(tǒng)擴(kuò)展無任何問題。

概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui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(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 CPU 可針對具體自動(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
*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。

容錯(cuò)通訊

帶有容錯(cuò)通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型，該通信類型具有以下特點(diǎn)：

可用性更高：
發(fā)生故障時(shí)，憑借其多達(dá)4個(gè)的冗余連接，可以繼續(xù)通信。必要的切換工作對于用戶來說是透明的。
工作簡單；
容錯(cuò)處理對于用戶也是透明的。可使用用于標(biāo)準(zhǔn)通訊的用戶程序，無需修改。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成。

容錯(cuò)通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對于 PC 來說，需要使用 Redconnect 軟件包（參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”）。

取決于對可用性的需求，可以使用不同的組態(tài)選項(xiàng)：

單一總線或冗余總線。
線型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)淇偩€。

運(yùn)行模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：

數(shù)據(jù)交換
故障響應(yīng)（控制轉(zhuǎn)換給備用設(shè)備）
兩個(gè)子設(shè)備的同步
自檢

冗余原理

S7-400H的工作符合“熱備份”模式的主動(dòng)冗余原理（支持故障發(fā)生時(shí)的無重啟自動(dòng)切換功能）。根據(jù)該原理，在*運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于工作狀態(tài)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，未出現(xiàn)故障的設(shè)備將獨(dú)立地接管過程控制。

為了確保平穩(wěn)的控制接管，必須通過*控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在控制轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備自動(dòng)地使用

相同的用戶程序
相同的數(shù)據(jù)塊
相同的過程圖像內(nèi)容
相同的數(shù)據(jù)，例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)單元等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備的更新操作始終*一樣，并可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制功能。

I/O 工作于冗余模式時(shí)，其結(jié)果將是：

在*的工作期間，兩個(gè)模塊均處于工作狀態(tài)，即，在存在冗余輸入的情況下，例如通過兩個(gè)模塊讀入的共用傳感器（也可以設(shè)置兩個(gè)傳感器）的信號，會(huì)對其結(jié)果進(jìn)行比較，以將*性的值提供給用戶以進(jìn)一步處理。對于冗余輸出來說，由用戶程序計(jì)算出的值通過兩個(gè)模塊來輸出。
如果出現(xiàn)了故障，例如輸入模塊中有一個(gè)或者兩個(gè)均出現(xiàn)了故障，則不再尋址故障模塊，且對故障進(jìn)行報(bào)告處理，此后，僅使用未出現(xiàn)故障的模塊繼續(xù)工作。聯(lián)機(jī)修理工作完成之后，又可以尋址兩個(gè)模塊。

對于無重啟切換，必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)子單元的同步。

S7-400H采用“事件驅(qū)動(dòng)同步”技術(shù)。

同步操作伴隨著導(dǎo)致兩個(gè)子單元內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)差異的每個(gè)事件而進(jìn)行。這些事件的發(fā)生情況例如有：

直接訪問 I/O
中斷、報(bào)警
更新用戶時(shí)間，或
使用通信功能更改數(shù)據(jù)。

同步由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，程序編制期間無需處理。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。這涉及到以下部分的檢測工作：

*控制器的連接。
CPU
處理器/ASIC
存儲(chǔ)器

每個(gè)檢測到故障都將被報(bào)告。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整地執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)工作期間的自檢

完整的自檢需要多個(gè)循環(huán)。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分的自檢，因此，施加至物理控制器上的負(fù)荷很小。

組態(tài)、編程

S7-400H 的編程與 S7-400 相類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

對 S7-400H 進(jìn)行編程需要使用 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HW Config明確地指出彼此相互冗余的模塊。這僅需指出需要工作于冗余模式的模塊和需要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，程序編制時(shí)使用地址zui低的那個(gè)模塊。第二個(gè)地址對用戶來說不可見，無論是冗余還是非冗余I/O，控制部分的編程工作都*相同。與非冗余I/O*的差別是，冗余I/O程序有兩個(gè)塊庫中的功能塊（RED_IN 和 RED_OUT），且在用戶程序的起始和結(jié)束部分調(diào)用這兩個(gè)功能塊。

自STEP 7 V5.3起，該庫作為標(biāo)準(zhǔn)組件已經(jīng)集成在STEP 7中。

SIMATIC S7-400 提供多種 CPU，以滿足不同的性能要求:

CPU 412-1，CPU 412-2 和 CPU412-2 PN:
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zui的性能要求。
CPU 412-3H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 414-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU414F-3 PN/DP，CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于建立故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)，滿足日益增長的安全需要。

SIMATIC S7-400H 由以下部件組成：

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)*控制器兩個(gè)同步模塊，用于通過光纜連接兩個(gè)設(shè)備。
每個(gè)*控制器 1 個(gè) CPU 412-3H、1 個(gè) CPU 414-4H 或 1 個(gè) CPU 417-4H。
*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。

zui重要的功能始終采用冗余型設(shè)計(jì)。

I/O可以組態(tài)為常規(guī)可用性型和switched型。

常規(guī)可用I/O（單邊組態(tài)）

在單邊組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，僅能由兩個(gè)*控制器中的一個(gè)來尋址。單邊I/O模塊可以插接

一個(gè)*控制器和/或
擴(kuò)展單元/分布式I/O設(shè)備

在I/O尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單邊讀入的信息始終可以被兩個(gè)*控制器使用。在出現(xiàn)故障的情況下，受到影響的*控制器的I/O模塊將會(huì)停止工作。

單邊組態(tài)用于：

不需要很高可用性的工廠部分。
連接基于用戶程序的冗余 I/O。此時(shí)，系統(tǒng)必須具有一種對稱設(shè)計(jì)。

增加可用性（倒換型配置）

在switched組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，但是其尋址工作是由兩個(gè)*控制器通過冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接

一個(gè)ET 200M分布式I/O設(shè)備

至*控制器的連接通過PROFIBUS DP實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，switched ET 200M連接至兩個(gè)子單元上。

I/O 的冗余性

3.1版以及更高版本的操作系統(tǒng)均支持冗余I/O。

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余I/O可以實(shí)現(xiàn)可用性的zui大化，因?yàn)檫@種工作模式能夠容忍一個(gè)CPU、PROFIBUS或者信號模塊出現(xiàn)故障。

配置選項(xiàng)

可進(jìn)行下列配置：

針對單側(cè) DP 從站采用冗余 I/O
針對切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

彼此冗余的模塊的類型必須相同，且采用相同的設(shè)計(jì)（例如，均為集中式或者均為分布式）。插槽不強(qiáng)制規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用哪些模塊，請咨詢用戶支持部門或者參考相關(guān)手冊。

FM 和 CP 的冗余

這兩種不同的組態(tài)都可以以冗余方式使用功能模塊（FM）和通信處理機(jī)（CP）：

切換冗余設(shè)計(jì)：
功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以成雙地連接至單個(gè)ET 200M或者一個(gè)switched ET 200M。
雙通道冗余設(shè)計(jì)：
功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以插接兩個(gè)子單元或者子單元所連接的擴(kuò)展單元（參見單邊組態(tài)）。

此時(shí)可以不同方式取得模塊的冗余性：

由用戶編程：
在功能模塊和SIMATIC通信處理機(jī)上，總體上說，用戶可以對其冗余功能進(jìn)行編程。識(shí)別出主動(dòng)模塊，當(dāng)檢測到可能出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)切換操作。所需要的程序與用于配有冗余FM/CP的單個(gè)CPU的程序相*：
由操作系統(tǒng)直接支持。
對于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系統(tǒng)直接支持。詳細(xì)信息，參見下面的“通信”。