西门子内存卡6ES7952-1AL00-0AA0

SIMATIC S7，RAM 存储卡 针对 S7-400，长结构形式， 2 Mbyte

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(SIEMENS)上海非俗工控自动化设备有限公司（西门子分销商）

颜家钊（销售工程师）185 7050 2115 （24小时）

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西门子S7-400

产品特点

辑

S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。 [1] 

SIMATIC S7-400过程控制器性能强大的解决方案

作为SIMATIC过程控制器系列的一部分，S7- 400被设计用于制造和过程自动化领域的系统解决方案。这个过程控制器是数据密集型任务，特别是典型过程工业的理想选择。高处理速度和高确定性的响应时间能够确保对制造业高速加工的短机器循环周期。

功能

容错通讯

带有容错通信功能的SIMATIC提供了一种新的通信类型，该通信类型具有以下特点：

• 可用性更高：
  发生故障时，凭借其多达4个的冗余连接，可以继续通信。必要的切换工作对于用户来说是透明的。
• 工作简单；
  容错处理对于用户也是透明的。可使用用于标准通讯的用户程序，无需修改。冗余功能的定义仅需在参数化阶段就可以完成。

容错通讯目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。对于 PC 来说，需要使用 Redconnect 软件包（参见“SIMATIC NET 通讯系统”）。

取决于对可用性的需求，可以使用不同的组态选项：

• 单一总线或冗余总线。
• 线型拓扑和环型拓扑总线。

运行模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 数据交换
• 故障响应（控制转换给备用设备）
• 两个子设备的同步
• 自检

冗余原理

S7-400H的工作符合“热备份”模式的主动冗余原理（支持故障发生时的无重启自动切换功能）。根据该原理，在*运行期间，两个子单元都处于工作状态。当故障发生时，未出现故障的设备将独立地接管过程控制。

为了确保平稳的控制接管，必须通过央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。

在控制转移期间，设备自动地使用

• 相同的用户程序
• 相同的数据块
• 相同的过程图像内容
• 相同的数据，例如定时器、计数器、位存储单元等

这意味着，这两个设备的更新操作始终*一样，并可以在出现故障时独立地继续执行控制功能。

I/O 工作于冗余模式时，其结果将是：

• 在*的工作期间，两个模块均处于工作状态，即，在存在冗余输入的情况下，例如通过两个模块读入的共用传感器（也可以设置两个传感器）的信号，会对其结果进行比较，以将*性的值提供给用户以进一步处理。对于冗余输出来说，由用户程序计算出的值通过两个模块来输出。
• 如果出现了故障，例如输入模块有一个或者两个均出现了故障，则不再寻址故障模块，且对故障进行报告处理，此后，仅使用未出现故障的模块继续工作。联机修理工作完成之后，又可以寻址两个模块。

对于无重启切换，必须实现两个子单元的同步。

S7-400H采用“事件驱动同步”技术。

同步操作伴随着导致两个子单元内部状态出现差异的每个事件而进行。这些事件的发生情况例如有：

• 直接访问 I/O
• 断、报警
• 更新用户时间，或
• 使用通信功能更改数据。

同步由操作系统自动完成，程序编制期间无需处理。

自检

S7-400H 可执行大量自检。这涉及到以下部分的检测工作：

• 央控制器的连接。
• CPU
• 处理器/ASIC
• 存储器

每个检测到故障都将被报告。

启动时自检

启动时，每个子单元都会完整地执行全部自检功能。

循环工作期间的自检

完整的自检需要多个循环。每个循环仅执行一小部分的自检，因此，施加至物理控制器上的负荷很小。

组态、编程

S7-400H 的编程与 S7-400 相类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

对 S7-400H 进行编程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O模块的组态

硬件组态时，用户必须通过HW Config明确地指出彼此相互冗余的模块。这仅需指出需要工作于冗余模式的模块和需要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序，程序编制时使用地址zui低的那个模块。第二个地址对用户来说不可见，无论是冗余还是非冗余I/O，控制部分的编程工作都*相同。与非冗余I/O*的差别是，冗余I/O程序有两个块库的功能块（RED_IN 和 RED_OUT），且在用户程序的起始和结束部分调用这两个功能块。

自STEP 7 V5.3起，该库作为标准组件已经集成在STEP。

SIMATIC S7-400 功能强大的PLC

在制造自动化和过程自动化， 对所有、 的应用来说， SIMATIC
S7-400都是功能非常强大的PLC。S7-400 PLC分为标准型和冗余型
（可配置成故障安全型）两种。强大的系统功能和便捷的用户界面使得
SIMATIC S7-400成为各种自动化功能的技术和经济性解决方案，
S7-400广泛应用于以下领域:
钢铁工业
汽车工业
电力及能源配送
化学和石油化学工业
机械工程，包括设备制造
立体仓库
建筑业系统自动化
造纸和印刷工业
食品和饮料工业
市政工程 （例如供水排水，地铁）
水泥
玻璃陶瓷
新近推出的新一代S7-400 CPU将SIMATIC控制器硬件平台全面
推向了一个崭新的高度。新的S7-400处理速度更快，系统资源裕量
更大，通讯能力更强，性能更加可靠稳定。

S7-400是一款功能强大的PLC，它具有下列功能:

S7-400非常适用于过程控制行业需要处理大量数据的任务；快速
处理和确定的响应时间确保制造业高速运行机器周期极短。
S7-400 在协调整个工厂和通过从站控制低层通讯线路方面表现
出色；强大的通讯能力和集成接口是这种能力的保证。
各种性能的CPU （从简单到高级） 都能与S7-400配合使用，因此
S7-400的可伸缩性相当优异；I/O容量接近无限。
强大的CPU性能使S7-400可以集成新的功能， 而无需追加硬件投资，
例如，处理质量数据，用户友好的诊断，通过总线系统集成于MES
解决方案。
S7-400采用模块化结构设计，无需估计插槽规则；不论是集式
组态还是分布式组态，都有种类众多的模块可供使用。
运行过程即可对S7-400进行灵活的扩展；模块可以在带电状态下
连接或拆卸。
在CPU上存储完整的工程数据，包括符号和注释，使服务和维护
工作更加方便。
S7-400集成了安全工程和标准自动化；其冗余结构可提高工厂的可
用性。

一般特性

S7-400的*功能:
专业的高性能背板I/O并行总线和高速通讯总线，确保数据的快速
传输
大容量的CPU工作内存
支持集式和分布式信号模板的热插拔
无风扇运行
*的代码、数据内存分区机制，使程序执行效率更高
IEC标准定时器 （时基1 ms） 和计数器 （±32767）
支持过程诊断报警消息的HMI自动显示功能
可多CPU并行计算 （zui多4个 CPU并行处理复杂任务）
每个控制器zui多可带14条 PROFIBUS-DP总线 （集成接口zui多4条，
通讯处理器可带10条）
通过DP主站接口模块IM 467 可实现光纤通讯
集成的MPI接口可设定为DP主站接口，通讯速率可达12 Mbit/s
模板地址可以 B方式分配
支持PROFIBUS的等时模式和从站节点通讯
支持不停机添加、删除从站
S7-400可作为智能从站
支持DP-V1
子过程映像区可参数化
支持网络间路由编程
S7-400系统由以下组件组成:
背板
电源模板 （PS）
央处理单元 （CPU） 带有连接到分布式I/O的集成接口
信号模板 （SM） 用于数字 （DI/DO） 和模拟 （AI/AO） 输入/输出
通讯处理器 （CP） 用于总线连接和点对点连接
?功能模板 （FM） 用于需要的功能，例如计数、定位和凸轮控制

设计:
S7-400可以由任何数目的模板组成，这些模板插在一个模板基板上。
安装系统时， 没有特殊的插槽规则。 信号模板可以进行热插拔，  即它们
可以在过程运行时连接或断开 ，而不必暂停生产。由于背板没有有源
组件，所以系统作为一个整体是极为可靠的。
所有硬件设置都可以通过软件完成，使得DIP开关和跳线成为过去。
标准认证:
SIMATIC S7-400满足以下国家和标准:
DIN，EN，IEC
UL认证
CSA认证
FM class 1 div. 2; group A，B，－C和D认证
温度组T4 （<135 °C）
海事组织的证明:
- 美国船级社
- 法国船级社
- 挪威船级社
- 德国劳氏船级社
- 英国劳氏船级社
所有组件的环境温度为0 - 60 ?C
抗震
与IT世界的接口:
SIMATIC S7-400允许用户将现代IT世界集成到自动化当。 通讯处理
器 （CP443-1 IT） 具有以下功能:
用任何HTML工具创建自己的主页，S7-400的过程变量可以简单地
分配给HTML对象。
使用标准浏览器通过这些主页S7-400
以功能调用的方式从S7-400用户程序发送电子邮件。
利用TCP / IP的WAN属性通过网 （例如ISDN） 进行远程编程。

编程接口

所有CPU都带有编程和PROFIBUS-DP接口，zui多可以有125个编程
设备/或PC随时存取该接口，也可以利用该接口与其它控制器连网。
这一接口也可以用来连接zui多31个分布式PROFIBUS设备。

CPU 概述

10 个不同的 CPU，用于 S7-400
3 种 CPU 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
3 种故障安全型 CPU，用于 S7-400F/FH
具有不同的性能等级，满足不同的应用领域。

SIMATIC S7-400 提供多种 CPU，以满足不同的性能要求:

CPU 412-1，CPU 412-2 和 CPU412-2 PN:
用于等性能范围的小型设备。
CPU 414-2，CPU 414-3，CPU 414-3 PN/DP:
用于具有对编程、处理速度和通讯有额外要求的型设备。
CPU 416-2，CPU 416-3，CPU 416-3 PN/DP:
满足性能要求。
CPU 417-4 DP:
满足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动化系统，满足日益增长的安全需要。

SIMATIC S7-400H 由以下部件组成：

• 2 个央控制器：
  2 个单独的 UR1/UR2 央控制器，或一个分隔式央控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。
• 每个央控制器两个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。
• 每个央控制器 1 个 CPU 412-3H、1 个 CPU 414-4H 或 1 个 CPU 417-4H。
• 央控制器具有 S7-400 I/O 模块。
• UR1/UR2/ER1/ER2 扩展单元和/或带有I/O模块的 ET 200M 分布式 I/O 设备。

zui重要的功能始终采用冗余型设计。

I/O可以组态为常规可用性型和switched型。

常规可用I/O（单边组态）

在单边组态，I/O模块为单通道设计，仅能由两个央控制器中的一个来寻址。单边I/O模块可以插接

• 一个央控制器和/或
• 扩展单元/分布式I/O设备

.

在I/O寻址设备工作正常的情况下，从单边读入的信息始终可以被两个央控制器使用。在出现故障的情况下，受到影响的央控制器的I/O模块将会停止工作。

单边组态用于：

• 不需要很高可用性的工厂部分。
• 连接基于用户程序的冗余 I/O。此时，系统必须具有一种对称设计。

增加可用性（倒换型配置）

在switched组态，I/O模块为单通道设计，但是其寻址工作是由两个央控制器通过冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模块仅能插接

• 一个ET 200M分布式I/O设备

.

至央控制器的连接通过PROFIBUS DP实现。此时，switched ET 200M连接至两个子单元上。

I/O 的冗余性

3.1版以及更高版本的操作系统均支持冗余I/O。

冗余 I/O 模块以冗余方式成对配置。使用冗余I/O可以实现可用性的zui大化，因为这种工作模式能够容忍一个CPU、PROFIBUS或者信号模块出现故障。

配置选项

可进行下列配置：

• 针对单侧 DP 从站采用冗余 I/O
• 针对切换式 DP 从站采用冗余 I/O

适宜的 I/O 模块

彼此冗余的模块的类型必须相同，且采用相同的设计（例如，均为集式或者均为分布式）。插槽不强制规定。不过，出于可用性原因，建议在不同的站使用。关于可以使用哪些模块，请咨询用户支持部门或者参考相关手册。

FM 和 CP 的冗余

这两种不同的组态都可以以冗余方式使用功能模块（FM）和通信处理机（CP）：

• 切换冗余设计：
  功能模块（FM）/通信处理机（CP）可以成双地连接至单个ET 200M或者一个switched ET 200M。
• 双通道冗余设计：
  功能模块（FM）/通信处理机（CP）可以插接两个子单元或者子单元所连接的扩展单元（参见单边组态）。

此时可以不同方式取得模块的冗余性：

• 由用户编程：
  在功能模块和SIMATIC通信处理机上，总体上说，用户可以对其冗余功能进行编程。识别出主动模块，当检测到可能出现故障时启动切换操作。所需要的程序与用于配有冗余FM/CP的单个CPU的程序相*：
• 由操作系统直接支持。
  对于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系统直接支持。详细信息，参见下面的“通信”。

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