MicroMaster440变频器

MicroMaster440变频器是全新一代可以广泛应用的多功能西门子标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。 
主要特征： 
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 
高过载能力，内置制动单元； 
三组参数切换功能。
控制功能： 
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式； 
标准参数结构，标准调试软件； 
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 
独立I/O端子板，方便维护； 
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 
内置PID控制器，参数自整定； 
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块； 
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 
可实现主/从控制及力矩控制方式； 
在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能： 
过载能力为200％额定负载电流，持续时间3秒和150％额定负载电流，持续时间60秒； 
过电压、欠电压保护； 
变频器、电机过热保护； 
接地故障保护，短路保护； 
闭锁电机保护，防止失速保护； 
采用PIN编号实现参数连锁。 

模块化设计，可灵活扩展 
面向未来的驱动理念，用户可以在同一变频器系统中实现不断的创新。出众的维护和维修友好性。 应用：灵活驱动，适用于各种应用完全集成的安全保护功能，全球具有SS1和SLS功能的产品。 
基于集成化的安全保护技术，设备运行更安全，操作更简便。
由于集成了安全保护功能，使具有安全保护的自动化和驱动系统的购建费用大大降低。也有效的了人机安全。应用：生产机械（包装机、纺织机），材料运输机械等。
PROFIBUS和PROFINET总线标准——全球将这两种总线通讯直接集成在变频器中。 
更多节点，多种网络拓扑，具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的优点不见在于它是被众多用户广泛使用的总线，而且表现在其的工程和组态结构。它们使成熟的IT技术应用于工业领域，并使办公工具应用在工业控制中。 
应用：远程控制生产机线和传动设备（例如汽车工业）。 
再生能量回馈能力：该输出功率范围内全球。 
节能，节省空间，无需制动电阻。采用创新的功率模块，可实现的能量回馈。全功率段都能实现换相整流，不产生任何系统干扰。而且所需线电流小，与常规变频器相比，降低到80%。 
应用：适用于车辆运输、离心机以及其它具有高惯性矩的生产机器的驱动。
采用全新冷却概念，鲁棒性大大增强。 
通过外部散热片冷却功率模块，散热效率高。 
功率部分的散热全部由外部散热片来完成，电子部分的冷却则通过系统对流，这使其可用于更加苛刻的气候环境。电子部分增加了牢固的涂层。 
应用：可用于气候条件苛刻、具有空气污染的应用场合（例如纺织工业）
提供690V可选型 
应用：标准的输入电压适合基本工业和过程工业的应用
下篇推荐：MM430变频器

CPU 1517-3 PN/DP 是具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

附加的集成 PROFINET 接口，具有单独的 IP 地址，可用于网络分离等。

分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。

另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。

• S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的应用。
• 具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
• 用于系列机器、专用机器以及工厂中的跨领域自动化任务
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
• 带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
• 用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，轴间精密传动
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注：

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能强大的处理器：
  该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 2 ns。
• 大容量工作存储器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于数据
• 采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
  允许实现例如数据日志和归档等其它功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 具有以下功能的屏幕画面：
  • 显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。
  • 显示诊断信息
  • 显示模块信息
  • 显示显示屏设置
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护等级。
• PROFINET IO IRT 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接
• PROFINET 接口用于网络分离
• PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接

以下 SIPLUS S7-300 F 数字量/模拟量模块可在恶劣环境条件下使用：

• SIPLUS S7-300 SM321；
  数字量输入模块
• SIPLUS S7-300 SM326F DI8 NAMUR；
  数字量输入模块
• SIPLUS S7-300 SM326 10F-DO；
  数字量输入模块
• SIPLUS S7-300 SM326F DO8；
  数字量输入模块
• SIPLUS S7-300 SM336F 6AE HART；
  数字量输入模块

SIPLUS S7-300 F 数字量/模拟量模块可在以下恶劣环境条件下使用：

• 环境温度范围宽：-25 /0 °C 到 +60 °C
• 在需要较高抗化学腐蚀性以及需能够承受较高机械和生物负荷和盐雾的场合
• 相对湿度
• 符合标准 EN 50155

• 用于故障安全SIMATIC S7系统的数字量输入
• 可用于连接：
  • 开关以及2线制接近开关(BERO)
  • NAMUR传感器和机械触点以及危险区域信号
• 具有安全集成功能，用于安全运行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：与 S7-31xF-2DP
  • ET200M 分布式：与 SIMATIC IM 151-7 F-CPU, S7-31xF-2 DP, S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 可作为一个S7-300模块的标准模式使用

• 用于有潜在爆炸危险的化工厂的I/O 模块
• 用于连接危险区域Zone 1 和2 中的传感器和执行器
• 相关电气设备[EEx ib] IIC 符合标准DIN 50020
• 用于隔离PLC 中非本质安全电路与过程中的本质安全电路

防爆型模块可作为自动化系统的相关部件在化工厂中使用。 它们可用于检测仪表及设备控制。

应用领域：

• 化工/石化工业
• 煤气工业
• 远洋技术
• 运输（如油罐，油罐车）
• 汽车工业（如喷漆车间）
• 供电，配电等
• 电站
• 专门的机械工程（如印刷机，工业清洁机）

这些模块不可以在有爆炸危险的区域使用，除非有其他保护装置保护（例如密封机壳）。

该模块被认证为可以连接在有爆炸危险的 1 区和 2 区里设置的本质安全传感器和执行器。

该模块可用于：

• 在 SIMATIC S7-300 可编程控制器中
• 在远程 ET 200 M I/O 装置中，可作为所有 SIMATIC S5/S7/505 可编程控制器的分布式 I/O 及作为所有 PROFIBUS-DP 网络的标准从站

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加电时加载。基本功能包括：

• SIMOTION 运行系统
  • 符合 IEC61131 的带集中语言的用户可编程序
  • 各种程序执行方式（循环、顺序、事件驱动）
  • PLC 和算术功能
  • 通讯和管理功能
  • 运动控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驱动个控制软件
  • SIMOTION D410-2：
    电流/转速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），适用于多 1 个伺服轴、1 个矢量轴或 1 个 V/f 轴
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴的电流/转速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），馈电闭环控制（调节型电源模块）
• 测试及诊断工具

如果需要，此基本功能可通过可加载的技术软件包进行扩展。

位置控制的驱动器运动控制

• 集成变频调速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率单元可通过 DRIVE-CLiQ 接口进行连接；对于 SIMOTION D410-2，也可通过集成的 PM-IF 接口进行连接。
• 带数字设定值接口的驱动:
  SIMOTION D 通过带 PROFI 驱动装置的 PROFIBUS DP／PROFINET 输入输出，使位置控制动作可控制具有数字设定点接口。
• 带模拟量设定点接口的驱动，例如，用于改装或液压应用：
  使用 ADI 4（ 4 轴模拟驱动接口）或 IM 174（ 4 轴接口模块）模块，可连接带模拟量 ± 10V 整定值接口的变频调速柜。IM 174 同样可连接带脉冲方向接口连接的步进电机。
  所有模块均连接 PROFIBUS DP下述装置可连接一个 ADI 4 或 IM 174 模块：
  • 4个驱动装置
  • 4 编码器
  • 数字量输入和输出

SIMOTION 技术功能包

SIMOTION 的一个特性就是，它的基本功能可通过装载技术功能包来扩展，如：

• 带技术功能的运动控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／电子驱动装置
  • CAM－－凸轮
  • PATH – 路径插补（不适用于 D410-2）
• 温度控制器– TControl
• DPM – 直接产品运动
• MIIF – 多用途信息接口

由于技术功能具有模块化许可，仅需支付实际将会使用的部分。

性能

硬件支持的浮点运算能够有效使用复杂运算功能。

快速指令执行在中等到高等性能中开辟了全新的应用可能性。

配置／参数确定／编程

SIMOTION SCOUT是一个有效且用户界面友好的工程工具。它是从配置和参数化，到编程，再到测试及诊断的所有工程步骤的集成系统。提示、使用对话框以及向导的图形操作提示，以及用于编程的，基于测试的图形语言，显著减少了熟悉及练习时间。

操作员控制和监视 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持与 HMI 设备进行用户友好的数据交换的通讯。

操作员控制与监视可使用 TP（触摸面板）、OP（操作员面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 设备来完成。

这些设备可通过 PROFIBUS、工业以太网或 PROFINET 接口与 SIMOTION D 相连，并可使用 WinCC flexible 进行组态。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一个 SIMOTION 通道，作为标准，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信软件，可于从其它基于 Windows 的人机界面（HMI）系统访问一个开放的、标准的 OPC 接口。

SIMOTION IT 维护和诊断功能

SIMOTION IT 为 SIMOTION D 提供了一个集成 Web 器，可在该器上存储用户专用 Web 页面等。

可对控制单元变量进行读写访问。通过 Java Script 或 Applet，也可在 Web 页面中执行有效的操作与显示功能，这些功能可在一个带有因特网浏览器的客户端 PC 上执行。

处理及数据通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持过程与数据通讯。

带 IRT 的 PROFINET IO，用于运动控制应用。除了循环时钟同步，短 250 μs 的周期时间以及安全相关的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制单元上）也支持介质冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程师站，用于用户友好的通讯组态和诊断。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切实有效的人员与机器保护。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 变频调速柜：（术语符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩断开（STO）
• 可靠制动控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度监控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通过以下方法来激活集成安全功能：

• 通过控制单元和电源单元上的端子 (D4x5-2:仅 STO、SBC、SS1）
• 通过 TM54F 终端模块上的端子
• 通过 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通过电子设备实现，因此与带外部实现监控功能的解决方案相比，具有较短的响应时间。

通过 PROFIsafe 激活集成安全功能

通过“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通讯，激活集成安全功能。使用一个通过 PROFINET 或 PROFIBUS 连接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可实现控制（F 逻辑）。

将集成安全功能从 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制单元传送至以下变频器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 变频调速柜
• SIMOTION CX32-2 扩展控制器上的变频调速柜
• 通过 PROFIBUS 连接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜
• 通过 PROFINET 连接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制单元上的变频调速柜（在此情况下，必须通过 PROFINET 来连接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓扑、轴数量结构以及相应组件的详细信息，请与当地的西门子销售办事处联系。

有关详细信息，请参见《 SIMOTION D 调试手册》以及 SINAMICS 文档。

S7-400

大量功能可支持用户对 S7-400 进行编程、调试和维护：

• 高速指令执行。
• 用户友好的参数分配
• 人机界面：
  S7-400 的操作系统中集成了用户友好的 OCM 。
• 诊断功能和自检：
  CPU 的智能诊断系统可连续检查系统功能并记录错误和特定系统事件。
• 密码保护。
• 模式选择开关
• 系统功能

SIMATIC S7-400 符合以下国内和国际标准：

• CE 标志
• UL 认证
• CSA 认证 或 cULus 认证
• FM 认证
• ATEX 认证
• C-Tick、EMC 标记，适用于澳大利亚和新西兰
• IEC 61131-2
• 船级社的船用认证
  • ABS（美国船级社）
  • BV（法国船级社）
  • DNV（挪威船级社）
  • GL（德国劳氏船级社）
  • LRS（英国劳氏船级社）
  • Class NK（日本船级社）

有关详细信息，请参见手册《S7-400 自动化系统 S7-400 模块技术规格》。

设计

S7-400 系统可方便地构建为模块化系统。S7-400 的突出特点是不带风扇，运行可靠，支持信号模块的热插拔。

S7-400 设计简洁，使用灵活，操作极为方便：

• 模块安装十分简单。
• 背板总线集成在安装机架中。
• 模块更换简单，不会将模块相互混淆
• 成熟可靠的连接技术
• TOP Connect 连接方式：
  通过 1 芯到 3 芯接头和螺钉型或弹簧型端子进行预接线。
• 规定的安装深度：
  所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。
• 小限度的插槽规则

通信

CPU 和通信处理器支持以下通信类型：

• 过程通信；
  通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）对 I/O 模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行级调用过程通信
• 数据通信；
  在自动化系统之间或 HMI 与多个自动化系统之间
  进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。

数据通信

SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制：

• 通过全局数据通信 (GD) 实现联网的 CPU 之间的数据包循环交换。
• 通过通信功能进行事件驱动型通信。

通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。

全局数据 (GD)

通过 MPI 以及“全局数据通信”，联网的 CPU 可以相互循环交换数据（多可达 16 个 GD 数据包，每个循环的大 GD 数据包大小为 64 字节）。例如，CPU 可以访问另一个 CPU 的数据/位存储器/过程映像。若网络上连接有 S7-300，则数据交换限制为大 22 字节。全局数据通信可通过 MPI 来实现。可使用 STEP 7 来执行组态。在分段式 CR2 安装机架中，两个 CPU 可以使用 GD 并通过 C 总线通信。

通信功能

通过系统内集成的块，可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信。

这些包括：

• 通过 MPI 和 PROFIBUS S7 进行的 S7 通信。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。

通过可加载的块，可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信。

这些包括：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通信。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通信（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信）。

与全局数据不同的是，必须建立通信连接才能实现通信功能。

集成到 IT 环境中

通过 S7-400，可方便地将现代 IT 环境与自动化环境链接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以实现下列功能：

• 使用任何 HTML 工具创建自己的 Web 页面。方便地将 S7-400 的过程变量分配给 HTML 对象。
• 使用标准浏览器并通过这些 Web 页面监控 S7-400。
• 通过 FC 调用，从S7-400 的用户程序发送电子邮件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可进行远程编程，甚至可通过电话网（如ISDN）。

带有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用标准 Web 浏览器读出 S7-400 站的信息：

• CPU 常规信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 变量状态
• 模块状态
• 消息
• 有关工业以太网的信息
• OUC 连接诊断
• PROFINET 节点拓扑
• 通过用户定义的 Web 页面显示过程数据和用户数据

可通过使用用户权限并支持 HTTPS 协议在 Web 器内提供安全机制。

等时同步模式

通过等时同步模式系统功能，可通过连接到等时同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环，以实现：

• 分布式信号采集
• 信号传输
• 程序执行

创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来捕捉并处理输入和输出信号。同时创建一致的部分过程图像。

借助于恒定总线周期时间和分布式 I/O 同步信号处理，S7-400 可确保精确重现定义的的过程响应时间。

提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。

在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-400 还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现高精度和可重现性。这意味着可在提供佳且恒定的质量的同时提高产量。

在运行模式下更改硬件组态（运行时组态，CiR）

通过 SIMATIC S7-400，在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改，不会影响生产的进行。选项包括：

• 增加分布式 I/O 节点（PROFIBUS DP 或 PA 从站）
• 在 ET 200M I/O 系统中增加模块并重新设置参数。

CiR（即运行时组态）功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换，从而降低设备调试和重新装备的时间。此外，通过该系统功能，还可以灵活响应工艺的变化（例如，工艺的），因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。

模块的诊断和过程监控

SIMATIC S7-400 的众多输入/输出模块具有智能功能：

• 监控信号采集（诊断）
• 监控来自过程的信号（硬件中断）

诊断

智能诊断系统可用来确定模块的信号采集（对于数字量模块）或者模拟量处理（对于模拟量模块）是否正常工作。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：

• 可参数化的诊断消息：
  仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。
• 不可参数化的诊断消息：
  这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 82)。通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。

根据模块类型的不同，提供了各种不同诊断消息：

硬件中断

可以监控过程信号，并且可通过过程中断触发对信号变化的响应。

• 数字量输入模块：
  根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。
• 模拟量输入模块：
  通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。

S7-400H

容错通信

进行高可用性通信时，SIMATIC 将提供以下功能：

• 更高可用性：
  发生故障时，通信可通过多 4 个冗余连接继续进行。
• 操作简便；
  高可用性对用户来说并不是透明的。可以并经过任何改动而采用标准通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容错通信。在 PC 上，需要安装 Redconnect 程序包（参见“SIMATIC NET 通信系统”）。

根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：

• 单一总线或冗余总线。
• 总线型拓扑或环型拓扑总线。

操作模式

CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要额外功能：

• 数据交换
• 故障响应（故障转移至备用设备）
• 两个子单元的同步
• 自检

冗余原理

S7-400H 按“热备份”模式下的主动冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于激活状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管过程控制。

为确保平稳接管，必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。

在故障转移期间，设备会自动保留：

• 相同的用户程序
• 相同的数据块
• 相同的过程映像内容
• 相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等

这意味着，这两个设备始终保持在新状态，并且可以在出现故障时独立地继续执行控制。

采用冗余 I/O 操作时，这会带来以下结果：

• 在无故障的运行期间，两个模块均处于激活状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的信号，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。
• 发生故障时（例如，两个输入模块之一出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障信号，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。

同步

为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。

S7-400H 遵循“时间驱动的同步”工作原理。

每当子单元中发生可能导致不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：

• 直接访问 I/O
• 中断、报警
• 更新用户时间
• 通过通信功能修改数据

同步是通过操作系统自动进行的，可在编程阶段将其忽略。

自检

S7-400H 可执行大量自检。自检涉及以下方面：

• 中央控制器的连接
• 中央处理单元
• 处理器/ASIC
• 存储器

报告每个检测到的故障。

启动时自检

启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。

循环操作期间的自检

完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。

组态、编程

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

对 S7-400H 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 指定相互形成冗余的模块。只需指定要在冗余模式下运行的模块以及要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，应访问具有低地址的模块。第二个地址不向用户显示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的编程完全相同。与非冗余 I/O 之间的差别是块库中的两个函数块（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用户程序的开始处和结束处调用这两个函数块。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，该库已作为标准库集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 满足下列安全要求：

• 要求等级 AK 1 至 AK 6，根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级 SIL 1 至 SIL 3，根据 IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根据 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号模块中。

信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。

通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。

若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。

F-Runtime 许可证

必须将 F-Runtime 许可证加载到 CPU 上以运行 S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 都需要一份许可证。

编程

S7-400F/FH 的编程方式与其它 SIMATIC S7 系统的编程方式相同。非故障安全工厂部分的用户程序可用成熟可靠的编程工具（如 STEP 7）来创建。

S7 F Systems 可选软件包

编程安全相关的程序段时，需要使用可选软件包“S7 F Systems”。该软件中包括创建 F 程序所需的全部函数和块。

对于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 调用来 F 库中的专用函数块并进行互连。使用 CFC 可以简化工厂的组态和编程工作，由于工厂范围内具有统一的表示形式，也将简了验收测试。无需使用额外工具，程序员就可以完全专注于安全相关应用程序。

• 用于串行通信连接的模块，根据接口类型、协议和性能进行定标
• 具有不同物理传输特性的 4 个型号：
  • RS 232C, 大 19.2 kbit/s
  • RS 232C，高 115.2 Kbit/s
  • RS 422/RS 485，高 19.2 Kbit/s
  • RS 422/RS 485，高 115.2 Kbit/s
• 支持的协议
  • Freeport：适用于通用通信的用户可设置报文格式
  • 3964(R) 可提高传输可靠性
  • Modbus RTU 主站
  • Modbus RTU 从站
  • USS，通过指令实现

可通过通信模块与外部通信伙伴连接以交换数据。由于有大量参数设置选项，可以针对通信伙伴灵活调整控制。
Modbus RTU 主站可为多 30 个 Modbus 从站创建一个 Modbus RTU 网络。

可为您提供下列通讯模板：

• CM PtP RS232 BA；
  带有 RS232 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS；9 针 Sub D 连接器，高 19.2 Kbit/s，1 KB 帧长度，2 KB 接收缓冲区
• CM PtP RS232 HF；
  带有 RS232 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 Modbus RTU；9 针 Sub D 连接器，高 115.2 Kbit/s，4 KB 帧长度，8 KB 接收缓冲区
• CM PtP RS422/485 BA；
  带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS；15 针 Sub D 插座，高 19.2 Kbit/s，1 KB 帧长度，2 KB 接收缓冲区
• CM PtP RS422/485 HF；
  带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R)、USS 和 Modbus RTU；15 针 Sub D 插座，高 115.2 Kbit/s，4 KB 帧长度，8 KB 接收缓冲区

西门子S7-200网络的通讯设置和元件选择

S7-200的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。

注意：

●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。

●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。

●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

网段的大长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的大长度

1 如果不是用隔离端和中继器，允许的大距离为50m。测量该距离时，从网段的第一个节点开始。到网段的后一个节点。

在网络中使用中继器

RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。目的是为了：

●增加网络的长度：在网络中使用一个中继器可以使网络的通讯距离扩展50m。如果使用两个中继器而且中间没有其他节点，网络的通讯距离按照所使用的波特率扩展一个网段的长度。在一个串联网络中，多可以使用9个中继器。但网络的长度不能超过9600m.

●为网络增加设备：在9600的波特率下。50米距离之内，一个网段多可以连接32个设备，使用一个中继器允许在网络上增加32个设备。

●在不同的网段之间电隔离：如果不同的网段具有不同的地电位，将他们隔离会提高网络的通讯质量。

一个中继器在网络中被算作网段的一个节点，但没有被指定站地址。

                      图1带有中继器的网络

选择网络电缆

S7-200 网络使用RS-485标准，是用双绞线电缆。在一个网段上可以连接32个设备。

表2 网络电缆的通用指标

伺服驱动器masterdrives