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SIMATIC S7-1500 是一個模塊化控制系統，適用于離散自動化領域內的各種自動化應用。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-1500 的應用領域包括：

? 特殊機械

? 紡織機械

? 包裝機械

? 通用機械工程

? 控制器制造

? 機床制造

? 安裝系統

? 電氣與電子工業及相關產業。

? 汽車

? 水/污水

? 食品與飲料

提供了具有不同性能水平的多種 CPU 以及一個包含許多便利功能的全面模塊系列。故障安全 CPU 便于在故障安全應用中使用。由于具有模塊化的設計，用戶可以僅采用其應用所需的模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-1500 具有較高的電磁兼容性、抗沖擊性及抗振性，工業強度高，可實現通用。

概述

S7-1500 自動化系統具有模塊化的結構，可包含多 32 個模塊。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。S7-1500 自動化系統支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個 DIN 導軌上（請參見手冊以了解要求）。

系統包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設備間的通信。
  SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號的 CPU：
  • 標準 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執行 C/C++ 代碼）
  • 緊湊型 CPU 不僅配備數字型和模擬型輸入輸出，還配備計數器輸入和高速輸出，將技術功能直接集成在 CPU 上。
  • 故障安全型 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執行 C/C++ 代碼）適用于在同一臺計算機上執行標準程序和安全相關的程序。
  • 配備諸如同步操作（利用位置同步規范進行同步）和凸輪系統等擴展運動控制功能的技術 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊。
• 工藝模塊用于高速計數、位置檢測或測量等功能。
• 通信模塊和通信處理器可通過通信接口將控制器進行擴展

根據具體要求，也可使用下列模塊：

• 在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。另外，60W 24/48/60 V DC HF PS 還可讓 CPU 性存儲整個工作存儲器的內容（數據）。
• 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負載電源模塊 (PM)。
• 接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

設計

簡單的設計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護。

• 集成背板總線：
  集成的背板總線；背板總線集成在模塊上。模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面?？梢怨澥“惭b時間。
• 模塊組裝在 S7-1500 安裝導軌上：
  具有各種長度，包括切割至定長的型號。由于具有集成式 DIN 導軌，可以卡裝廣泛的標準部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。
• 性能可靠，接線方便：
  • I/O 信號是通過統一的 40 針前連接器來連接的。信號模塊和前連接器之間具有機械編碼，可防止因意外的錯誤插入而對電路造成破壞。
  • For simple wiring of the front connector, it can be placed in the "prewiring position".在此位置上，插頭尚未與模塊電路接觸。此位置還可用于在運行過程中進行改動。用戶可借助于前蓋內側的一個印制電纜連接圖進行連接。
  • 前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號提供。兩個型號都可以連接線芯截面積為 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的導線。
  • 另外，數字量信號模塊可通過 TOP Connect 進行系統接線。通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現場的傳感器和執行器，并可在控制柜中進行簡便接線。
  • 對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進行屏蔽；隨模塊提供了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進行安裝。
• 設備特定標簽：
  標簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號模塊。可使用標準激光打印機來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽?？梢詮?TIA Portal 進行自動打印，而無需重新輸入符號或地址。通過這些標簽條的設計形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標簽。如果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會保留。
• 可變和可擴展的站配置：
  • 信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統可自行組態。
  • 大配置包括帶有 31 個模塊（30 個模塊 + 1 個電源）的 CPU。在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。
• 尺寸緊湊：
  SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安裝空間中。
• 移動敷設：
  SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以佳方式安裝到可用空間內。

I/O 模塊

以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

• 標準和故障安全數字量輸入模塊
• 標準和故障安全數字量輸出模塊
• 數字量輸入/輸出模塊
• 模擬量輸入模塊
• 模擬 I/O 模塊
• 模擬量輸出模塊
  • Including high-speed (HS) analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels
• 用于計數和定位的工藝模塊
• 用于點到點通信和總線連接的通信模塊

提供了各種模塊等級，可使用戶在其應用中實現佳擴展。模塊本身通過標簽進行相應標記：

• BA（基本型）：簡易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數
• ST（標準型）：具有與模塊或負載組相關的診斷的模塊，如果適用，帶有參數；模擬量模塊：準確度等級 0.3%
• HF（高性能型）：具有與通道相關的診斷和參數設置的模塊；對于模擬量模塊：準確度等級 0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高
• HS（高速型）：Modules with extremely short filter and conversion times for very fast applications; e.g. 8-channel analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels.

I/O 模塊的附件：

• 標簽紙：
  可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標簽紙，每張標簽紙帶有 10 個標簽，預穿孔，可使用標準激光打印機進行打??；可用顏色：Al 灰）
• 屏蔽連接：
  SIMATIC S7-1500 系統（模擬量模塊和工藝模塊）提供了一個簡易屏蔽連接套件，無需使用工具即可安裝。此套件包含一個 24 V DC 饋電元件、一個屏蔽夾和一個通用屏蔽端子。該屏蔽端子可用于單根細干線電纜、多根細干線電纜或一根粗干線電纜。由于對 24 V DC 電源和測量信號進行分離，并且在屏蔽和信號電纜之間具有低阻抗連接，因此可確保較高的 EMC 穩定性和抗干擾性。
• 統一的 40 針前連接器
• I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件

通信

S7-1500 具有不同的通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端口交換機），集成在 CPU 中；
  用于獲得確定的響應時間和高設備精度。
• 通信處理機，用于連接到 PROFIBUS，工業以太網和 PROFINET 總線系統。
• 用于點到點連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨的 IP 地址，例如，用于網絡分離或連接其他 PROFINET IO 設備。對于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節點。通過一個 PROFIBUS CM，可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統，可實現具有確定響應時間和高精度設備性能的分布式自動化配置。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200（通過帶有 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作為智能設備或設備連接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN
• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• ET 200 分布式 I/O 設備
• 作為直接按鍵模塊運行的人機界面設備
• 現場設備

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統。通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-1500 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）
• SIMATIC S7-300 
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400 
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶 IM 308
• SIMATIC 505

以下設備可作為普通從站或智能從站來連接：

• 分布式 I/O 設備，例如 ET 200
• 現場設備
• SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）
• SIMATIC S7-1500（只能通過 CP/CM 1542-5）

不過，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

通過以太網的數據通信

S7-1500 可通過集成 PROFINET 接口或通過通信模塊連接到工業以太網總線系統?？蛇B接以下設備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC、工業 PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
• 數控
• 機械手控制裝置
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

支持的協議：

•  TCP/IP
• ISO-on-TCP (RFC1006)
• UDP
• SNMP
• DCP
• LLDP
• HTTP
• HTTPS
• MODBUS TCP
• OPC UA

工業以太網通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口
• 支持 IPv6
• 安全性：通過硬件識別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、VPN 隧道進行訪問保護
• 通過 ISO 協議與 S5 系統通信
• FTP（客戶端/器），電子郵件，SNMPv1 / v3

通過 PROFIBUS 的數據通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統?？蛇B接以下設備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC、工業 PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
• 數控
• 機械手控制裝置
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

通過點到點通信模塊進行數據通信

通過點到點通信模塊，可實現功能強大的點到點連接。例如，可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統和其他公司的系統
• 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統
• 機械手控制裝置
• 打印機

支持的協議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設置報文格式
• 3964(R) 可提高傳輸可靠性
• Modbus RTU 主站
• Modbus RTU 從站
• USS，通過指令實現

接口性質：

• RS 232 帶輔助信號
• RS 422 用于全雙工連接
• RS 485 用于半雙工和多點連接
• 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s
• 通過 Sub D 連接器進行連接

增量式編碼器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 帶電纜和控制器、夾緊法蘭或同步法蘭。

這些編碼器每轉一圈可以發送規定數目的電脈沖，脈沖數反映了所經過的行程或者角度。

增量式編碼器的工作原理是對按照透射光原理工作的分度盤實施光電掃描。光源為一個發光二極管 (LED)。編碼器軸旋轉時所產生的明暗交替變化的調制信號被光電元件所采集。分度盤與軸連接，通過合理安排分度盤和固定式光柵上的條紋，光電元件就會發送出兩個相互呈 90 度的軌跡信號 A 和 B 以及基準信號 R。編碼器電子部件將這些信號放大，并且轉換成不同的輸出電平。

可使用以下輸出電平：

• 帶 1 V_pp 電平的模擬信號 sin/cos 
  如果是正弦信號 (sin) 的編碼器，為了獲得更好的精度，可將這些信號通過上位控制器進行插補。
• RS422 差分信號 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式編碼器 (TTL)，可以通過邊沿檢測，使精度提高四倍。
• HTL（高壓晶閘管邏輯）
  具有 HTL 接口的編碼器設計用于采用 24V 電平數字式輸入端的應用。

值編碼器頂部帶 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部帶有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值編碼器（式軸角編碼器）與增量式編碼器的掃描原理相同，但是具有更多的軌跡數目。以 13 個軌跡為例，如果是單圈編碼器，就會有 2¹³ = 8192 個步距被編碼。所用的代碼是一步代碼（格雷碼），以防掃描錯誤出現。

電機加電后，位置值立即傳輸至控制器。無需自引導。

在時間要求嚴格的應用情況下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值編碼器具有優勢。

如果是具有大量編碼器的設備，PROFIBUS DP可減少布線費用，優勢更為明顯。PROFIBUS DP 編碼器是可編程的，并且可使用節點間通訊支持等時同步模式。帶 PROFINET IO 的編碼器也可參數化，另外具有兩個端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

單圈編碼器

單圈編碼器可將一圈（360 度機械式）分解成一定的步距數目，例如 8192。每個位置均分配有一個的代碼字。在旋轉360度之后，位置值會重復。

多圈編碼器

多圈編碼器除了記錄一轉內位置之外，也記錄轉數。為此，被掃描的還有其它通過換檔齒輪與編碼器軸耦合在一起的編碼盤。 12 條附加軌跡時，意味著可以有 2 ¹² = 4096 轉數被編碼。

SIMOGEAR 同軸式減速電機

特點

• 大范圍傳動比（插裝式小齒輪）
• 極為經濟
• 高效節能（每級的效率為 98 %）
• 大功率范圍

機械構造

• 級數：2 或 3
• 安裝類型： 支腳安裝和法蘭安裝，外殼上帶有法蘭
• 軸的設計： 實心軸

典型應用

• 傳送帶
• 包裝產品的輸送
• 立式輸送機

SINAMICS DC MASTER 直流變頻器系列包括：

• 帶有控制裝置（CUD）電子裝置模塊和用于插接其它 CUD 的擴展槽（在一個可旋轉托架上），
• 帶有采用全受控三相橋接電路配置的晶閘管的電源部分（二象限驅動器B6C 或四象限驅動器:(B6) A (B6) C),
• 一部風扇（高 125A：自通風），
• 帶有集成續流電路的單象限勵磁電源部分（還可以選擇無勵磁或者帶有集成勵磁過壓保護功能的二象限勵磁）
• 電子裝置電源，
• 一個標準的 BOP20 操作面板（附件提供 AOP30 操作面板）。

AOP30 操作員面板是 SINAMICS DC MASTER 變頻器的選配輸入/輸出設備。它可以獨立訂購。該操作面板只設計用于安裝在變頻器之外（例如多 4mm 厚的機柜門上，安裝開口 141.5 × 197.5 mm）。

以下特性使它與眾不同：

• 帶背光照明的 LCD 圖形顯示屏（240 × 64 像素），可顯示純文本并通過條形圖顯示過程變量
• LED 指示燈，用于顯示運行狀態
  • RUN 綠色
  • ALARM 黃色
  • FAULT 紅色
• 可以描述故障和報警原因以及如何解決它們的幫助功能
• 帶內部電池備份供電的時間和日期記憶
• 26 鍵薄膜鍵盤
  • 驅動系統運行控制小鍵盤
  • 本地/遠程切換，用于選擇操控制位置（操作面板或客戶端線條/通訊通道帶有控制權）
  • 用于設定值或參數值輸入的數字鍵盤
  • 用于在菜單中瀏覽的功能鍵；
• RS232 和 RS485 接口
• 用于 24 V 電源的連接
• 轉換器可以使用 AOP30 進行控制，遠距離 200m。可以作為附件訂購一根帶有集成 24V 電源標準長度的線纜。
• 兩級安全策略可防止發生事故或未經授權而改變設定值。
  • 可通過控制禁止功能禁止從操作面板對驅動系統的操作，這樣一來操作面板上就只能顯示參數值和過程變量了。
  • 可以使用密碼防止未授權人員修改變頻器參數。
• 前面板具有防護等級 IP55，后面板 IP20

AOP30 通過 RS485串口與 SINAMICS DC MASTER 驅動器進行通訊。

AOP30 可以與 SINAMICS DC MASTER 的標準 CUD 以及 CUD 進行通訊。

運行 AOP30 需要 24V 電源。與 SINAMICS DC MASTER 連接的長電纜長度為 50m。超過 50m 長的線纜必須使用外部電源供電。

從 CUD 提供 24V 電源的 RS485 線的分配 - 長 50m

使用兩部 CUD時，RS485 線的分配（從一部 CUD 提供 24V 電源）——長 50m

當 AOP30 由外部 24V 直流電源供電時，RS485 電纜的分配 - 長 200m

用于連接 AC SINAMICS 裝置的 RS232 線的分配（不適用于 SINAMICS DC MASTER!）

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行佳調整
• 可實現分布式結構，適用十分靈活
• 連接方便
• 優通信和聯網功能
• 操作方便，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€ CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現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 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
• 工程組態和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過程。
• 冗余設計的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置
• 熱后備：發生故障時，自動切換到備用設備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設計來實現容錯
• 不對安全相關 I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 實現安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設計和較高擴展能力，并具有全面的通信和網絡功能，可以簡便實現分布式結構，用戶操作十分方便，因此成為中端到高端性能范圍內要求極為苛刻的任務的理想解決方案。

SIMATIC S7-400 的應用領域包括：

• 汽車工業，如裝配線
• 機械設備制造，包括專用機械設備制造
• 倉儲技術
• 鋼鐵工業
• 樓宇管理系統
• 發電和配電
• 造紙和印刷領域
• 木材加工
• 食品和飲料領域
• 過程工程，如水務和污水處理
• 化工和石化領域
• 儀表和控制
• 包裝機械
• 制藥工業

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，用戶可以根據具體情況執行其自動化任務。

任務擴展時，可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展，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，因此擁有極高的工業適用性。
• 可以帶電連接和斷開各模塊。

S7-400H

在自動化技術的許多領域中，對自動化系統的可用性（從而故障安全性）的需求在不斷提高。在許多領域中，設備停機會產生極高的成本。此時，只有冗余系統才能滿足可用性要求。

容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現故障時，也能繼續運行。通過以這種方式實現的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領域：

• 控制器發生故障后重啟會產生很高費用的過程（通常在過程工業中）。
• 停產的代價十分高昂的過程。
• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業中）。
• 無人監視的應用
• 涉及較少維護人員的應用

訂貨數據

關于 S7-400H 組件的訂貨數據，請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應模塊。

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機不會給人員或環境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設計：

• S7-400F：
  故障安全自動化系統。在控制系統中發生故障的情況下，生產過程會切換到安全狀態并中斷。
• S7-400FH：
  故障安全和高可用性自動化系統。在控制系統中發生故障的情況下，冗余控制部分將發揮作用，繼續控制生產過程。

通過另外使用標準模塊，可以建立一個全集成控制系統，可在非安全相關和安全相關任務共存的工廠環境中使用?？梢允褂孟嗤臉藴使ぞ邔φ麄€工廠進行組態和編程。

SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、高端性能的功能強大的 PLC，具有模塊化結構和免風扇的設計。
• S7-400H：
  采用冗余設計的容錯自動化系統，適用于故障安全型應用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設計的故障安全自動化系統，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。

系統包含下列組件：

• 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PROFIBUS DP 從站。可以將多 256 個 PROFINET IO 設備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間，可實現較短機器循環時間。
• 用于數字量 (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連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務的專業模塊。

根據具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接中央控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有多 21 個擴展單元運行。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關 SIMATIC S5 擴展單元中，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。

擴展

若用戶需要在應用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 S7-400 進行擴展：

• 多 21 個擴展單元：
  可將多 21 個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。
• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發送 IM 插到 CC 中，相關的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發送 IM 插到 CC 中（其中多 2 個帶 5-V 電源），并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發送 IM 均有 2 個接口，每個接口用于連接 1 條線路?？蓪⒍?4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發送 IM 的每個接口。
• 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。
• 通過 C 總線進行的數據交換受限制：
  通過 C 總線進行的數據交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進行。
• 集中擴展：
  建議用于小型配置和機器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。
• 通過 EU 進行分布式擴展：
  建議在面積很大工廠內采用，其中，多個 EU 位于各個位置?？梢允褂?S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。
• 注意 將 S5 擴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。可將以下S5 EU 連接到 S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

連接類型	大（總）電纜長度
本地鏈路，具有 5-V 電源，通過 IM 460-1 和 IM 461-1 實現	1.5 m
本地鏈路，無 5-V 電源，通過 IM 460-0 和 IM 461-0 實現	5 m
遠程鏈路，通過 IM 460-3 和 IM 461-3 實現	102.25 m
遠程鏈路，通過 IM 460-4 和 IM 461-4 實現	605 m

• ET 200 的分布式擴展：
  建議用于面積很大的工廠。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以連接含有多 125 個總線節點的總線。CC 與總線上后一個節點之間的大距離：23 km（使用光纜）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統、S7-200 和 S7-300 系統以及其它 S7-400 系統。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多個 CPU 中，用于經濟實用連接分布式 I/O 系統（例如，ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于連接到分布式 I/O 系統或與其它控制器和 PC 系統通信。
• 通信處理器，用于連接到 PROFIBUS 總線系統和工業以太網。
• 通信處理器，用于功能強大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可選），可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。

以下設備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接：

• SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
• SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
• SIMATIC C7（通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 PROFIBUS DP CP）

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

以下設備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設備，例如ET 200
• 現場設備
• SIMATIC S7-200、S7-300
• C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）

通過多點接口 (MPI) 實現數據通信

多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。

它用于：

• 編程和參數設置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網絡拓撲
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現多 32 個節點的同時連接：
  • 編程器/PC
  • HMI 系統
  • S7-200（作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 內部通信總線（C 總線）；
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個擴展單元連接到 C 總線。
• MPI 的性能數據：
  • 多 32 個 MPI 節點
  • 數據傳輸速率高達 12 Mbps
• 靈活的安裝選件：
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”產品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現佳調整以滿足具體要求。例如，任意兩個 MPI 節點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
• DP 主站：
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機界面功能。

通過 CP 實現數據通信（點到點）

通過 CP 441 通信處理器，可以實現功能強大的點到點連接。

• 可連接各種設備，例如：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業 PC
  • 其它廠商的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統
  • 機械手控制裝置
  • 打印機
• 可變接口：
  通過可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質進行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業以太網）實現數據通信

通過 CP 443-x 通信處理器，可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業以太網總線系統。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通過 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC
• SIMATIC HMI 人機界面系統
• 數控裝置
• 機械手控制裝置
• 工業 PC
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件：

• 2 個中央控制器：
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器，或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區域。
• 每個中央控制器有兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設備。
• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設備。

中央功能采用冗余設計?？蓪?I/O 組態為常規可用性型和切換型。

通常可用的 I/O（單側配置）

在單側配置中，I/O 模塊具有單通道設計，僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側 I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設備中。

在 I/O 尋址設備工作正常的情況下，從單側讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發生故障時，受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側配置用于：

• 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，必須對系統進行對稱設置。

高可用性（切換式配置）

在切換式配置中，I/O 模塊采用單通道設計，但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設備中。

通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現高程度的可用性，因為通過這種方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現故障。

可進行實現以下配置：

• 單側 DP 從站采中采用冗余 I/O
• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設計形式（例如，均為集中式或均為分布式）。不對插槽進行規定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關于可以使用的模塊，請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用：

• 切換式冗余配置：
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
• 雙通道冗余配置：
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中（參見單側配置）。

此時可以不同方式實現模塊冗余：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上，通常可由用戶對冗余功能進行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
• 由操作系統直接提供支持。
  對于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統直接支持冗余。有關詳細信息，請參見“通信”下面的內容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統可根據需求進行不同配置：

單通道、單側 I/O，用于 S7-400F

工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 條 PROFIBUS DP 總線。
• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設計。

發生故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

單通道、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側需要有容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設計。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現故障，控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

冗余、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側和 I/O 側需要容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 2 個 ET 200M，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，冗余設計。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時，控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自動化系統中，也可以使用標準模塊。這些設備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現的。通過專門開發的 PROFIBUS 行規 PROFIsafe，可在標準數據報文中傳輸與安全功能相關的用戶數據。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操作系統的擴展功能集成在硬件組件中，也可作為經過認證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優點：

• 可以使用銅質總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。
• 每個 IM 153-x 都可以使用。
• 在一個 ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊。

若需要取得安全等級 SIL 2，則無需使用隔離模塊。