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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司

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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司，成立于2018年3月，注冊500萬，是一家從事技術(shù)設(shè)備銷售的公司。主要從事工業(yè)自動化產(chǎn)品銷售和系統(tǒng)集成的高新技術(shù)企業(yè)

長期與德國SIMATIC（西門子）.瑞士ABB.美國羅克韋爾（AB).法國施耐德.美國霍尼韋爾.美國艾默生合作。

公司有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊，銷售團(tuán)隊，公司成員150于人.為客戶提供專業(yè)的技術(shù)支持，產(chǎn)品資料，售后。

在工控領(lǐng)域，公司以精益求精的經(jīng)營理念，從產(chǎn)品、方案到，致力于塑造一個“行業(yè)專家”品牌，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

SIMOTION D4x5-2 的應(yīng)用領(lǐng)域為具有大量協(xié)調(diào)軸和循環(huán)時間較短的應(yīng)用。

典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 緊湊型多軸機(jī)器
• 機(jī)器循環(huán)段的高性能應(yīng)用程序
• 緊湊型機(jī)器
  • 包括驅(qū)動器中的全套機(jī)器控制
  • 大量的通信、HMI 和 I/O 連接
• 分布式驅(qū)動器概念
  • 具有大量協(xié)調(diào)軸的應(yīng)用
  • 使用分布式同步操作同步多個 SIMOTION D 控制單元

Design

SIMOTION D425?2 DP（左側(cè)）和插有 CBE30?2 的 SIMOTION D435?2 DP/PN（右側(cè)）

接口

顯示和診斷

• 用于顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯誤的 LED
• 3 測量接口
• 維護(hù)開關(guān)和模式選擇開關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 12 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 16 點(diǎn)數(shù)據(jù)量輸入/輸出（高速測量輸入的大值為 16，高速輸出凸輪的大值為 8）

通信

• 6 x DRIVE?CLiQ (4 × DRIVE?CLiQ 用于 D425?2)
• 2 個工業(yè)以太網(wǎng)接口（D4x5-2 DP 具有 3 個工業(yè)以太網(wǎng)接口），其中一個接口可方便地從模塊前面接觸
• 2 x PROFIBUS DP
• 1 x PROFINET IO
  （1 個接口，帶 3 個端口；僅限于 D4x5?2 DP/PN）
• 2 x USB

數(shù)據(jù)后備

• 1 個 SIMOTION CF 卡插槽

附加接口（非數(shù)據(jù)傳輸）

• 用于 24 V 電子電源的端子

選件模塊

通過 TB30 端子板，可使用 4 路數(shù)字量輸入、4 路數(shù)字量輸出、2 路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出對 SIMOTION D4x52 控制單元進(jìn)行擴(kuò)展。TB30 端子板可插入控制單元的選件插槽內(nèi)。

使用 PROFINET IO 的 CBE30-2 通信板，可以使用帶有 4 個端口的第二個 PROFINET 接口配置 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元。

第二個 PROFINET 接口的應(yīng)用：

• 2 個獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個本地網(wǎng)絡(luò)，一個上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可以加倍為 2 × 4 KB
• 可連接設(shè)備的大數(shù)目可加倍為 2 × 64
• 為了高效利用控制器能力，分離為高速和慢速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)（僅適用于 SIMOTION D435?2 DP/PN、D445?2 DP/PN 和 D455?2 DP/PN）
  • PROFINET 內(nèi)置接口：SERVO_Fast 和 IPO_Fast
  • PROFINET，通過 CBE30-2：SERVO / IPO / IPO2

注意：

CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果在沒有 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 的情況下使用 CBE30-2，則兩個 PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2。

裝配/安裝

SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過以下三種方式之一安裝在控制柜中：

• 使用隔板進(jìn)行安裝
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限 D425-2 和 D435-2）
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限外部冷卻， D445-2 和 D455-2）

對于外部風(fēng)冷，D445-2/D455-2 控制單元的散熱片安裝在控制柜外。需要使用一個密封墊（選件），以便能夠?qū)⒃摽刂茊卧獨(dú)饷苄园惭b在后部機(jī)柜板中。

SIMOTION D4x5-2 控制單元提供有預(yù)組裝的隔板。如有必要，可將這些隔板卸下。

數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D4x5-2 控制單元以一種免維護(hù)的方式性地存儲保持性過程數(shù)據(jù)（有關(guān)存儲器大小，請參見技術(shù)數(shù)據(jù)）。

通過一個 SuperCap，可對實(shí)時時鐘后備若干天。后備時間可通過安裝在雙風(fēng)扇/電池模塊中的一塊電池來延長。

SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍內(nèi)包括雙風(fēng)扇/電池模塊（含電池）。

運(yùn)行時軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序可保存在 CF 卡中。控制單元的保持性過程數(shù)據(jù)也可通過系統(tǒng)命令存儲在這個 CF 卡上（例如，在需要使用備件時）。

擴(kuò)展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVO_Fast / IPO_Fast)

除 SERVO、IPO 和 IPO2 外，SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN 控制單元還具有另外一個運(yùn)行層級（SERVO_Fast 和 IPO_Fast）。

通過這個附加的運(yùn)行層級，可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動態(tài)響應(yīng)的電動和/或液壓軸，以便能夠更加高效地利用控制器的性能。

與高速 PROFINET I/O 模塊結(jié)合使用時，也可實(shí)現(xiàn)極快速的 I/O 處理。

由于采用這種擴(kuò)展執(zhí)行系統(tǒng)，可以用需要較少資源的毫秒級循環(huán)時間對電氣定位驅(qū)動器進(jìn)行控制，同時，可以較高的動態(tài)響應(yīng)和較短的循環(huán)時間對液壓機(jī)的壓力控制軸進(jìn)行控制。

通過 SERVO_Fast 和 IPO_Fast對液壓機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制

若激活了 SERVO_Fast 和 IPO_Fast，則會進(jìn)行以下分配：

• 將 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 分配給 PROFINET。
• 將 SERVO、IPO 和 IPO2 分配給 PROFIBUS 或 SIMOTION D4x5-2/CX32-2 的集成變頻器。

如果通過 CBE30-2 提供了第二個 PROFINET 接口，則該接口也將被分配給 SERVO、IPO 和 IPO2。這種情況下，PROFINET 內(nèi)置接口將始終分配給 SERVO_Fast 和 IPO_Fast。

可連接 I/O

PROFINET IO：

• 經(jīng)過認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 I/O (SIMATIC ET 200S/SP/M/pro/eco PN)
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

PROFIBUS DP：

• 認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站
  (DP-V0, DP-V1, DP-V2)
• SIMATIC ET 200S/M/eco/pro 分布式 I/O
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

DRIVE?CLiQ

SINAMICS S120 系列模塊：

• TM15、TM17 高性能型，TM31 端子模塊
• SMC/SME傳感器模塊
• DMC20/DME20 DRIVE-CLiQ 集線器模塊

USB:

例如，通過集成 USB 接口，可連接一個 USB 記憶棒，用于項目或固件升級。

帶SINAMICS S120 驅(qū)動器驅(qū)動器模塊的擴(kuò)展

SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊（電源模塊、電機(jī)模塊等）可通過 DRIVE-CliQ 接口，連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。

通過使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器，SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運(yùn)行在 SIMOTION D4x5-2 控制單元上。

注意：

電源模塊/電機(jī)模塊隨附有用于將電源模塊/電機(jī)模塊連接到 SIMOTION D 的 DRIVE-CLiQ 電纜（標(biāo)準(zhǔn)長度）。

• 用于簡單計數(shù)任務(wù)的單通道智能計數(shù)模塊
• 用于直接連接增量式編碼器
• 具有通過2個可選擇的比較值進(jìn)行比較的功能
• 當(dāng)達(dá)到比較值時，通過集成的數(shù)字量輸出進(jìn)行輸出響應(yīng)。
• 工作模式：
  • 連續(xù)計數(shù)
  • 單次計數(shù)
  • 周期計數(shù)
• 特殊功能:
  • 計數(shù)器設(shè)置
  • 計數(shù)器鎖存

FM 350-1是智能型單通道計數(shù)模塊，用于實(shí)現(xiàn)各種基本的計數(shù)任務(wù)。它可以用在 SIMATIC S7-300 和 ET 200 M 中（以S7-300/-400為主站）。

應(yīng)用包括：

• 裝配和裝卸設(shè)備
• 塑料機(jī)械
• 機(jī)械制造
• 造紙機(jī)械
• 紡織機(jī)械
• 包裝機(jī)械

該模板提供編碼器電源。

該模塊具有如下機(jī)械特性：

• 設(shè)計緊湊;
  堅固的塑料機(jī)殼里包括：
  • 故障指示燈(GF)
  • 指示計數(shù)器的運(yùn)行（CR）和計數(shù)方向（DIR）的指示燈
  • 數(shù)字輸入和輸出模塊用的指示燈。
  • 通過前蓋保護(hù)的前連接器的插槽
  • 前蓋上的標(biāo)簽區(qū)
• 安裝方便：
  把模塊簡單地安裝在機(jī)架上并用螺絲擰緊。可給該模塊配置一個編碼元件，它給模塊地分配一個特定插槽。
• 編碼插頭（模擬量輸入用的量程模塊）用于選擇編碼器類型（5 V 或 24 V）
• 用戶友好的接線：
  通過插入式前連接器來對模板接線。第一次插入時，模塊上的編碼元件與之嚙合，這樣該連接器以后只能插入同類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。
  

組態(tài)軟件包

組態(tài)所需的組態(tài)軟件包包括：

• “使用入門”
• 手冊
• 參數(shù)賦值的屏幕格式
• 與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)功能塊

S7-400

大量功能可支持用戶對 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)功能并記錄錯誤和特定系統(tǒng)事件。
• 密碼保護(hù)。
• 模式選擇開關(guān)
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和國際標(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
• 船級社的船用認(rèn)證
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

有關(guān)詳細(xì)信息，請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。

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(diǎn)是不帶風(fēng)扇，運(yùn)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(shí)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過 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 GD 數(shù)據(jù)包，每個循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像。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 MPI 來實(shí)現(xiàn)。可使用 STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。

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。

這些包括：

• 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。

這些包括：

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

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 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(shí)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 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(shí)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 可確保精確重現(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(yùn)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(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)量的同時提高產(chǎn)量。

在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時組態(tài)，CiR）

通過 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，不會影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項包括：

• 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)試和重新裝備的時間。此外，通過該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因為不必因硬件組態(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)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

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：

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�。

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）
• 兩個子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作（發(fā)生故障時執(zhí)行無反應(yīng)的自動切換）。根據(jù)該原理，在無故障運(yùn)行期間，兩個子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時，未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)自接管過程控制。

為確保平穩(wěn)接管，必須通過中央控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會自動保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過程映像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，如定時器、計數(shù)器、位存儲器等

這意味著，這兩個設(shè)備始終保持在新狀態(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。

采用冗余 I/O 操作時，這會帶來以下結(jié)果：

• 在無故障的運(yùn)行期間，兩個模塊均處于激活狀態(tài)，例如在采用冗余輸入時，將通過兩個模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個傳感器）的信號，對結(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，由用戶程序計算的值通過兩個模塊進(jìn)行輸出。
• 發(fā)生故障時（例如，兩個輸入模塊之一出現(xiàn)故障），不再對有故障的模塊尋址，發(fā)生故障信號，僅未受影響的模塊繼續(xù)運(yùn)行。在線進(jìn)行修復(fù)之后，將再次對兩個模塊尋址。

同步

為了實(shí)現(xiàn)無反應(yīng)切換，需要對兩個子單元進(jìn)行同步。

S7-400H 遵循“時間驅(qū)動的同步”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，都會執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時：

• 直接訪問 I/O
• 中斷、報警
• 更新用戶時間
• 通過通信功能修改數(shù)據(jù)

同步是通過操作系統(tǒng)自動進(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
• 存儲器

報告每個檢測到的故障。

啟動時自檢

啟動時，每個子單元都會完整執(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循環(huán)中。每個循環(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 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，用戶必須通過 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”的第二個模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問具有低地址的模塊。第二個地址不向用戶顯示，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 之間的差別是塊庫中的兩個函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個函數(shù)塊。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫已作為標(biāo)準(zhǔn)庫集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

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

信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。

通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(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，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，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 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）來創(chuàng)建。

S7 F Systems 可選軟件包

編程安全相關(guān)的程序段時，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。

對于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來 F 庫中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡了驗收測試。無需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。

西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的大長度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測量該距離時，從網(wǎng)段的第一個節(jié)點(diǎn)開始。到網(wǎng)段的后一個節(jié)點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡(luò)的長度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個網(wǎng)段的長度。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，多可以使用9個中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長度不能超過9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個網(wǎng)段多可以連接32個設(shè)備，使用一個中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個設(shè)備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。

一個中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個節(jié)點(diǎn)，但沒有被指定站地址。