S7-400

大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調試和維護：

• 高速指令執行。
• 用戶友好的參數分配
• 人機界面：
  S7-400 的操作系統中集成了用戶友好的 OCM 。
• 診斷功能和自檢：
  CPU 的智能診斷系統可連續檢查系統功能并記錄錯誤和特定系統事件。
• 密碼保護。
• 模式選擇開關
• 系統功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內和國際標準：

• CE 標志
• UL 認證
• CSA 認證 或 cULus 認證
• FM 認證
• ATEX 認證
• C-Tick、EMC 標記，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級社的船用認證
  • 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）

有關詳細信息，請參見手冊《S7-400 自動化系統 S7-400 模塊技術規格》。

設計

S7-400 系統可方便地構建為模塊化系統。S7-400 的突出特點是不帶風扇，運行可靠，支持信號模塊的熱插拔。

S7-400 設計簡潔，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
• 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行預接線。
• 規定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應該嵌入到模塊內并通過蓋板來保護。
• 小限度的插槽規則

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 模塊進行循環尋址（交換過程映像）。從循環執行級調用過程通信
• 數據通信；
  在自動化系統之間或 HMI 與多個自動化系統之間
  進行數據交換。數據通信可循環進行，或在發生特定事件時通過塊從用戶程序調用。

數據通信

SIMATIC S7-400 擁有不同的數據通信機制：

• 通過全局數據通信 (GD) 實現聯網的 CPU 之間的數據包循環交換。
• 通過通信功能進行事件驅動型通信。

通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現網絡連接。

全局數據 (GD)

通過 MPI 以及“全局數據通信”，聯網的 CPU 可以相互循環交換數據（多可達 16 個 GD 數據包，每個循環的大 GD 數據包大小為 64 字節）。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數據/位存儲器/過程映像。若網絡上連接有 S7-300，則數據交換限制為大 22 字節。全局數據通信可通過 MPI 來實現。可使用 STEP 7 來執行組態。在分段式 CR2 安裝機架中，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。

通信功能

通過系統內集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。

這些包括：

• 通過 MPI 和 PROFIBUS S7 進行的 S7 通信。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網進行的 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備之間的通信。

這些包括：

• 通過 PROFIBUS 和工業以太網進行的 S5 兼容通信。
• 通過 PROFIBUS 和工業以太網進行的標準通信（通過 PROFIBUS/工業以太網進行的開放式用戶通信）。

與全局數據不同的是，必須建立通信連接才能實現通信功能。

集成到 IT 環境中

通過 S7-400，可方便地將現代 IT 環境與自動化環境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實現下列功能：

• 使用任何 HTML 工具創建自己的 Web 頁面。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對象。
• 使用標準瀏覽器并通過這些 Web 頁面監控 S7-400。
• 通過 FC 調用，從S7-400 的用戶程序發送電子郵件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可進行遠程編程，甚至可通過電話網（如ISDN）。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：

• CPU 常規信息
• 診斷緩沖區的內容
• 變量表
• 變量狀態
• 模塊狀態
• 消息
• 有關工業以太網的信息
• OUC 連接診斷
• PROFINET 節點拓撲
• 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數據和用戶數據

可通過使用用戶權限并支持 HTTPS 協議在 Web 器內提供安全機制。

等時同步模式

通過等時同步模式系統功能，可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環，以實現：

• 分布式信號采集
• 信號傳輸
• 程序執行

創建自動化解決方案，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 可確保精確重現定義的的過程響應時間。

提供了大量支持等時同步模式系統功能的組件，可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域內的要求苛刻的任務。

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用領域，并可實現高精度和可重現性。這意味著可在提供佳且恒定的質量的同時提高產量。

在運行模式下更改硬件組態（運行時組態，CiR）

通過 SIMATIC S7-400，在工廠運轉期間可以實現硬件組態的更改，不會影響生產的進行。選項包括：

• 增加分布式 I/O 節點（PROFIBUS DP 或 PA 從站）
• 在 ET 200M I/O 系統中增加模塊并重新設置參數。

CiR（即運行時組態）功能可在設備運行期間實現設備擴展和轉換，從而降低設備調試和重新裝備的時間。此外，通過該系統功能，還可以靈活響應工藝的變化（例如，工藝的），因為不必因硬件組態發生改變而將設備初始化或同步。

模塊的診斷和過程監控

SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監控信號采集（診斷）
• 監控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統可用來確定模塊的信號采集（對于數字量模塊）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，必須區分可參數化和不可參數化的診斷消息：

• 可參數化的診斷消息：
  僅當通過適當參數設置啟用之后，才會發送診斷消息。
• 不可參數化的診斷消息：
  這些消息是自動發送的，即與參數設置無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數設置之后才會觸發中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優先級任務的處理，并處理相關診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監控過程信號，并且可以觸發對信號變化的響應。

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠。
• CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程、處理速度和通信有額外要求的中等規模工廠。
• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在高端性能范圍內具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端性能范圍內具有極嚴格要求的工廠。
• CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構建故障安全型自動化系統，適用于具有較高安全要求的工廠。

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。

前面板上有：

• LED指示燈: 
  用于狀態和故障指示。
• 波動開關： 
  用于選擇運行模式。
• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
• 組合 MPI/DP 端口。
• 內置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。
• 電池插座： 
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口: 
  用于連接分布式 I/O。根據組態的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。

高端 CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網絡。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區大小、可裝載塊的數量以及處理時間。

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!）

第一代精簡面板

• 3 英寸至 15 英寸理想的入門級系列，用于操作員控制和監控緊湊型機器和系統
• 由于使用像素圖形顯示屏，可以清晰顯示過程
• 使用觸摸屏和觸覺功能鍵實現直觀的操作
• 配備所有必要的基本功能，如警報記錄、配方管理、繪圖、矢量圖形和語言切換
• 通過集成的以太網接口或帶有 RS485/422 的單獨型號，可以簡單連接到控制器
• 具有用于 SIMATIC S7-1200 和 S7-1500 PLC 的集成診斷查看器和 IP 設置，調試更快速

• 全集成自動化 (TIA) 的組成部分： 
  提高生產率，大限度降低工程組態開銷，降低生命周期成本
  • 由于采用垂直配置（4" 和 6" 設備），即使在安裝空間受限時也可使用
  • 縮短組態和調試時間
  • 具有免維護的設計，背光顯示屏的使用壽命長，維修方便
• 由于具有輸入/輸出字段、矢量圖形、趨勢曲線、條形圖、文本和位圖等，可簡單、方便地顯示過程值
• 含有現成圖形對象的圖形庫
• 可在全球范圍使用
  • 可組態 32 種語言（包括亞洲和西里爾字符集）
  • 可在多達 5 種語言間在線切換
  • 取決于語言的文本和圖形

SIMATIC HMI 精簡型面板在安裝方面與面板和多功能面板產品系列的現有觸控型設備兼容。

KP300 精簡型單色 PN

• 3.6" FSTN 像素級，單色
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸控設備，配備 10 個功能鍵和 10 個系統鍵。
• 文本顯示屏（TD 100C、TD 200/TD 200C、TD 400C）以及 OP 73、OP 73micro 的創新后繼產品。

KTP400 精簡型單色 PN

• 3.8" STN 單色
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 4 個觸覺功能鍵

KTP400 精簡型彩色 PN

• 4.3" 寬屏 TFT 顯示屏
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 4 個觸覺功能鍵

KP400 精簡型彩色 PN

• 4.3" 寬屏 TFT 顯示屏
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 帶 8 個功能鍵和 26 個系統鍵的薄膜鍵盤
• OP 77A 的后繼產品

KTP600 精簡型單色 PN

• 5.7" STN，單色
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 6 個觸覺功能鍵
• TP 177micro/TP 177A 的創新后續產品

KTP600 精簡型彩色 PN 或 DP

• 5.7" TFT，256 色
• 1 個以太網接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個 RS 485/422 接口（MPI、PROFIBUS DP；單獨型號）
• 觸摸屏和 6 個觸覺功能鍵
• TP 177micro/TP 177A 的創新后續產品

KTP1000 精簡型彩色 PN 或 DP

• 10.4" TFT，256 色
• 以太網接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個 RS 485/422 接口（MPI、PROFIBUS DP；單獨型號）
• 觸摸屏和 8 個觸覺功能鍵

TP1500 精簡型彩色 PN

• 15.0" TFT，256 色
• 1 個以太網接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏

• 輸入/輸出字段，
  用于顯示和修改過程參數
• 按鈕
  用于直接觸發功能和動作。按鈕上多可同時配置 16 種功能。
• 圖形
  可以用作圖標以代替功能鍵或按鈕的文本標簽。它們還可以用作全屏背景圖像。
  該組態工具包含帶有大量圖形和各種對象的庫。所有帶有 OLE 接口的編輯器都可用作圖形編輯器（如 Paint Shop，Designer 或者 CorelDraw）
• 矢量圖形
  可以在組態工具中直接創建簡單幾何形狀（直線，圓和矩形）
• 固定文本
  用于以任何字號來標記功能鍵、過程圖像和過程值
• 曲線功能和直方圖
  用于圖形化顯示動態值
• 語言切換：
  • 5 種在線語言、32 種組態語言，包括亞洲語言和西里爾字符組
  • 取決于語言的文本和圖形
• 可按照各領域的要求進行用戶管理（信息安全）
  • 通過用戶名和密碼進行身份驗證
  • 特定用戶組的權限
• 消息系統
  • 獨立消息
  • 模擬消息
  • 具有可自由定義的消息級別（如狀態/故障消息），用于定義確認響應和顯示消息事件
  • 消息歷史
• 配方管理
• 幫助文本
  用于過程畫面、消息和變量
• 算術函數
• 限值監控
  用于輸入和輸出的可靠過程控制
• 指示燈
  用于指示機器和設備狀態
• 調度程序用于在發生全局事件時執行全局功能
• 模板概念用于創建畫面模板（在模板中組態的畫面元素將出現在每個畫面中）
• 可以通過如下方法簡單進行維護和組態：
  • 用 ProSave 在 PC 上備份和恢復組態、操作系統和固件
  • 通過 MPI/PROFIBUS DP 或 PROFINET 下載組態
  • 自動傳輸識別
  • 進行具體的對比度或亮度設置（6" 彩色除外）和校準
  • 清潔屏幕
  • 無須電池

組態

使用工程組態軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic（帶集成的 WinCC Basic）進行組態。

KTP400 精簡型單色 PN 以及所有 6" 至 15" 設備也可使用 SIMATIC WinCC flexible Compact、Standard 或 Advanced 組態軟件來組態。