應用
SIMATIC S7-400F/FH 安全相關自動化系統(tǒng)在具有較高安全要求的工廠中使用。 它們可對立即關斷過程進行控制，因此不會對人身、環(huán)境帶來危險。 具有兩種設計形式，它們在以下方面所有不同：
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S7-400F:
帶單一 CPU（AS 單站）的安全相關自動化系統(tǒng)。 如果控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，生產過程就會切換到安全狀態(tài)并中斷。
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S7-400FH:
帶兩個冗余 CPU（AS 冗余站）的安全相關和高可用性自動化系統(tǒng)。如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，冗余控制系統(tǒng)部分將發(fā)生作用，并繼續(xù)控制生產過程。
使用附加標準模塊可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關和安全相關任務共存工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。
設計
根據要求，可實現不同設計形式。 下面以 ET 200M 分布式 I/O 為例說明了這些設計形式：
S7-400F 的單通道單側 I/O
工廠需要使用安全型控制器。無需容錯。需要下列部件：
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1 個 CPU S7‑400H，帶 F‑Runtime 許可證
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1 條 PROFIBUS DP 或 PROFINET 總線
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帶有 IM 153‑2 (PB DP) 或 IM 153‑4 (PN) 的 ET 200M
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安全相關信號模塊，非冗余設計。
在發(fā)生故障的情況下，I/O 不再可用。 安全相關信號模塊將被禁用。
單通道切換時 I/O，用于 S7-400FH
工廠需要使用安全型控制器。CPU 一端需要有容錯功能。需要下列部件：
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2 個 CPU S7‑400H，帶 F‑Runtime 許可證
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2 條 PROFIBUS DP 總線。
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1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
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安全相關信號模塊，非冗余設計。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現故障時，控制器仍然保持可用。 安全相關信號模塊或 ET 200M 站出現故障時，I/O 不在可用。 安全相關信號模塊將被禁用。
冗余切換式 I/O，用于 S7-400FH
工廠需要使用安全型控制器。CPU 側和 I/O 側需實現容錯功能。需要下列部件：
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2 個 CPU S7‑400H，帶 F‑Runtime 許可證
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2 條 PROFIBUS DP 總線。
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2 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
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冗余型安全相關信號模塊。
CPU、IM 153-2、PROFIBUS DP 總線、安全相關信號模塊或 ET 200M 站出現故障時，控制器仍然保持可用。
通信
中央控制器與 ET 200M 之間的標準通信和安全相關通信是通過 PROFIBUS DP 實現的。 專門為安全相關通信制定的 PROFIsafe 行規(guī)支持在標準數據報文中傳輸用于安全功能的用戶數據。 無需附加的硬件組件，如專用安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。
功能
S7-400F/FH 滿足下列安全要求：
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安全等級 AK 1 至 AK 6，符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
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安全等級 SIL 1 至 SIL 3，符合 IEC 61508
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安全類別 1 至 4，符合 EN 954-1
工作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并且包括在安全相關信號模塊（F 模塊）內。
信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術實現輸出和輸入信號的監(jiān)控。
借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。
若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。
F-Runtime 許可證
必須將 S7 F-Runtime 許可證加載到 CPU S7-400H 上，S7-400F/FH 才能正常運行。每個 S7-400F/FH 均需要一個許可證。
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。 使用經過時間檢驗的編程工具（如 STEP 7），可以創(chuàng)建非安全相關工廠部分的用戶程序。
S7 F Systems 可選軟件包
編制安全相關的程序段時，選項軟件包“S7 F Systems”必不可少。該軟件包含有創(chuàng)建 F 程序所需要的全部功能和塊。 必須在編程器/PC 上加載以下軟件包，S7 F Systems 才能正常運行：
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STEP 7 V5.4 SP3 HF7 或更高版本
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CFC V7.0 SP1 HF7 或更高版本
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可選： SIMATIC PCS 7 V7.0 SP3 或更高版本
對于含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調用 F 庫中的專用函數塊并進行互連。 CFC 簡化了系統(tǒng)的組態(tài)、編程和驗收測試。無需借助額外工具，程序員就可以完全專注于編制安全相關的應用程序。
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