西门子6ES7-412-3HJ14-0AB0

具有分级性能的以下 SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可用于恶劣环境条件下的各种不同应用：

• SIPLUS S7-400 CPU 412H
• SIPLUS S7-400 CPU 414H
• SIPLUS S7-400 CPU 416H
• SIPLUS S7-400 CPU 417H

SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可在以下环境条件下使用：

• 环境温度范围宽：-25 °C 到 +70 °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
• 安装海拔高
• 相对湿度

SIMATIC S7-400 具有两种不同的通讯接口：

• 集成在CPU上的MPI接口：为您提供经济型解决方案
• 通过通讯模板进行点对点连接以及连接到PROFIBUS和工业以太网总线系统：为您提供高性能解决方案。

可为您提供下列通讯模板：

• CP 440, CP 441-1 和 CP 441-2：提供点对点连接
• CP 443-5：连接到 PROFIBUS
• CP 443-1：连接到工业以太网
• CP 444：按照 MAP 3.0 使用 MMS 连接到工业以太网

• CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用这些 CPU，可为具有较高安全要求的工厂构建一个故障安全自动化系统。

  通过 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作为一个主站或从站，直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。

  在通过 IF 964-DP 接口模块连接 CPU 416F-3 PN/DP 的情况下，可以连接另外一个 DP 主站系统。

  通过使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口实现了交换机功能。它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。这意味着，除分层网络拓扑结构之外，也可通过新型 S7-400 控制器实现总线型结构。

  注：
  只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模块。

  故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通信模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，实现安全通信。

  两种 CPU 都具有：

  • 高性能的处理器：
    CPU 执行每条二进制指令时间仅为 0.03 μs 。
  • CPU 416F-2：8 MB 主存储器（程序或数据各占用 4 MB）；
    CPU 416F-3 PN/DP：11.2 MB 主存储器（程序或数据各 5.6 MB）；
    快速主存储器用于对于执行十分重要的用户程序部分。
  • 灵活扩展能力：
    多 262144 点数字量和 16384 点模拟量输入/输出。
  • MPI 多点接口：
    通过 MPI，可在高达 12 Mbps 的数据传输速率下，建立包含多 32 个站的简单网络。CPU 可与通信总线（C 总线）和 MPI 的站建立多 44 个连接。
  • 模式选择开关：
    拨位按钮设计
  • 诊断缓存：
    后的 120 个错误和中断事件出于诊断目的而保存在一个环形缓存中。可以对输入数目进行设定。
  • 实时时钟：
    CPU 的诊断报警带有日期和时间标记。
  • 存储卡：
    用于扩展内置装载存储器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零电压下也可保存数据）。
  • MPI/DP 组合接口和内置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
    通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。从用户的角度来看，分布式 I/O 的处理与集中式 I/O 的处理是相同的（相同的组态、编址和编程）。
    混合安装：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作为符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。

  CPU 416F-3 PN/DP 还具有：

  • 子模块接口：
    使用 IF 964-DP 接口模块，可连接到一个另外的 PROFIBUS DP 主站系统。
  • 带 2 个端口（交换机）的 PROFINET 接口
    • PROFINET IO，可连接 256 个 IO 设备
    • PROFINET CBA

  故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通信模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，实现安全通信。

  
  

西门子6ES7-412-3HJ14-0AB0

6EP1 331-1SH02	单相220VAC输入，输出24VDC        1.3A
6EP1 331-1SH03
6EP1 331-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        2A
6EP1 331-5BA00
6EP1 332-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        3.8A
6EP1 332-2BA10	单相120/220VAC输入，输出24VDC    2.5A
6EP1 332-2BA20
6EP1 333-2AA00	单相220VAC输入，输出24VDC  5A  工业可并联
6EP1 333-2AA01	单相120/230VAC输入，输出24VDC  5A    工业可并联
6EP1 333-2BA00	单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 333-2BA01	单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 333-2BA20
6EP1 333-3BA00	单相120VAC/220to500VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 334-2AA00	单相220VAC输入，输出24VDC        10A    工业可并联
6EP1 334-2AA01	单相120/220VAC输入，输出24VDC    10A    工业可并联
6EP1 334-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-2BA01	单相220VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-2BA20
6EP1 334-3BA00	单相120/220VACto500VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-3BA10
6EP1 336-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        20A
6EP1 336-2BA10
6EP1 336-3BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        20A     工业可并联
6EP1 336-3BA10
6EP1 337-3BA00	单相120/230,40A
6EP1 434-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        10A      工业可并联
6EP1 434-2BA10
6EP1 436-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        20A      工业可并联
6EP1 436-2BA10
6EP1 436-3BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        20A      新型模块式电源
6EP1 437-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        30A      工业可并联
6EP1 437-2BA10	三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联
6EP1 437-2BA20
6EP1 437-3BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联
6EP1 252-0AA00	单相230VAC输入，输出41.5V/1.3A
6EP1 252-0AA01	单相230VAC输入，输出41.5V/2A
6EP1 457-3BA00	三相380VAC输入，输出48VDC        20A      工业可并联
SITOP facets
6EP1 331-2BA10	单相120/230VAC输入，输出24VDC        0.5A
6EP1 333-1AL12	单相120/230VAC输入，输出24VDC        5A
6EP1 334-1AL12	单相120/230VAC输入，输出24VDC        10A
6ES7 307-1EA80-0AA0	单相120/230VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 353-2BA00	单相120/230VAC输入，输出24VDC  设定范围3～52DC    10A
LOGO! Power 微型电源组
6EP1 332-1SH42	单相220VAC输入，输出24VDC        2.5A
6EP1 332-1SH51	单相220VAC输入，输出24VDC        4A
SITOP 附加设备
6EP1 961-3BA10	信号模块，输入范围240VAC/6A,只能和模块式SITOP电源共用
6EP1 961-3BA00	缓冲模块，输入24VDC,输出电流40A，可并联，只能和模块式SITOP电源共用
6EP1 961-3BA21	冗余模块，输入24VDC,输出电流40A
6EP1 961-2BA00	诊断模块，输入24VDC,输出电流4*10A

西门子6ES7-412-3HJ14-0AB0

SIMATIC S7-300 的 I/O 模块：

• 数字量模块
• 模拟量模块
• F 数字量/模拟量模块
• 防爆型数字量模块
• 防爆型模拟量模块
• 功能模块
• 通信处理器
• 专用模块
• 连接

• 数字量输入/输出
• 灵活地适应控制器，以满足各自任务需要
• 用于连接数字传感器和执行机构

数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。

使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：

• 佳适应性;
  采用佳的模块组合方式，可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的
• 灵活的过程信号连接;
  可使用各种不同的数字量执行器和传感器，将自动化系统连接到过程控制中。

数字量输入/输出模块具有下列机械特性：

紧凑型设计

坚固的塑料机壳里包括：

• 绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
• 前连接器插座，通过前门保护
• 前门上的标签区。
• 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。

安装方便

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过连接器连接。当连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动

• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工艺模块
• 模块带有时间控制控制的输入和输出，用于执行响应时间为数微秒的精确开关功能
• 高速计数和位置检测模块带有不同的位置传感器
• 具有用于完成过程级别的任务且响应时间较短的集成输入和输出

• 2 通道高速计数器模块
• 具有大量参数设置选项，可根据具体任务进行佳调整，降低控制负荷
• 速度和时间段测量
• 存储和比较功能
• 连接 24 V 编码器

特别是，计数器模块可以检测快速高频信号，并将计数器读数和当前速度返回到控制器。计数器控制可通过数字量输入和输出信号来确保精确的计数器结果和系统中的快速响应。通过大量参数设置选项，可针对手边的任务进行佳调整，降低控制负荷。

提供有以下计数器模块：

• TM Count 2x24V：
  快速计数器模块，2 通道；计数功能高达 200 kHz；硬件和软件门；连接 24 V 编码器；每通道 3 点数字量输入（除计数器输入外）和 2 点数字量输出；频率、速度和时间段测量；存储和比较功能；24 V 编码器电源；等时同步模式

• 用一个螺丝安装在 S7-1500 安装导轨上
• 统一的 40 针前连接器，带螺钉型端子（不久将提供插入式端子）
• 可连接芯线截面积0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前连接器的预接线位置
• 前盖带有可扩充的电缆室，即使完全接线时也如此
• 集成式屏蔽

含在供货范围之内：

• 用于手工贴标签的一个标签条
• 一个 U 型连接器
• 印制有文字的前门
• 馈电元件、屏蔽夹和屏蔽端子

• 统一的显示和诊断方式：
  • 故障（红色 LED）和运行（绿色 LED）模块状态显示
  • 逻辑“0”和逻辑“1”信号状态的通道状态显示（绿色 LED）或诊断指示（红色 LED）
  • 显示 24 V DC 电源电压（绿色 LED）
  • 显示计数器的活动状况和计数方向
• 支持的功能：
  • 加/减高速计数
  • 计数器范围可调节至高达 +/-31 位
  • 通过集成数字量输入和输出获得高速响应
  • 测量当前信号频率
  • 增量式编码器的位置检测
  • 每个通道两个比较器，用于控制数字量输出
  • 通过数字量输入来保存或设置计数
  • 硬件中断，可设置参数
  • 等时同步模式
  • 通过命令和工艺对象进行用户友好的组态
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的统一系统功能：
  • 识别和维护数据 IM0
  • 固件更新
  • 模块正面的清晰标签
  • 统一的前连接器

S7-200系列PLC的基本硬件组成

S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

1．基本单元

S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元

型 号	输入点	输出点	可带扩展模块数
S7-200CPU221	6	4	—
S7-200CPU222	8	6	2个扩展模块 78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点
S7-200CPU224	14	10	7个扩展模块 168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226	24	16	2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226XM	24	16	2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点

2．扩展单元

S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数

类 型	型 号	输入点	输出点
数字量扩展模块	EM221	8	无
	EM222	无	8
	EM223	4/8/16	4/8/16
模拟量扩展模块	EM231	3	无
	EM232	无	2
	EM235	3	1

3．编程器

PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。

简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。

4．程序存储卡

为了程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。

5．写入器

写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

6．文本显示器

文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，多可显示80条信息，每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

6EP1 331-1SH02	单相220VAC输入，输出24VDC        1.3A
6EP1 331-1SH03
6EP1 331-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        2A
6EP1 331-5BA00
6EP1 332-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        3.8A
6EP1 332-2BA10	单相120/220VAC输入，输出24VDC    2.5A
6EP1 332-2BA20
6EP1 333-2AA00	单相220VAC输入，输出24VDC  5A  工业可并联
6EP1 333-2AA01	单相120/230VAC输入，输出24VDC  5A    工业可并联
6EP1 333-2BA00	单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 333-2BA01	单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 333-2BA20
6EP1 333-3BA00	单相120VAC/220to500VAC输入，输出24VDC 5A
6EP1 334-2AA00	单相220VAC输入，输出24VDC        10A    工业可并联
6EP1 334-2AA01	单相120/220VAC输入，输出24VDC    10A    工业可并联
6EP1 334-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-2BA01	单相220VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-2BA20
6EP1 334-3BA00	单相120/220VACto500VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 334-3BA10
6EP1 336-2BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        20A
6EP1 336-2BA10
6EP1 336-3BA00	单相220VAC输入，输出24VDC        20A     工业可并联
6EP1 336-3BA10
6EP1 337-3BA00	单相120/230,40A
6EP1 434-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        10A      工业可并联
6EP1 434-2BA10
6EP1 436-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        20A      工业可并联
6EP1 436-2BA10
6EP1 436-3BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        20A      新型模块式电源
6EP1 437-2BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        30A      工业可并联
6EP1 437-2BA10	三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联
6EP1 437-2BA20
6EP1 437-3BA00	三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联
6EP1 252-0AA00	单相230VAC输入，输出41.5V/1.3A
6EP1 252-0AA01	单相230VAC输入，输出41.5V/2A
6EP1 457-3BA00	三相380VAC输入，输出48VDC        20A      工业可并联
SITOP facets
6EP1 331-2BA10	单相120/230VAC输入，输出24VDC        0.5A
6EP1 333-1AL12	单相120/230VAC输入，输出24VDC        5A
6EP1 334-1AL12	单相120/230VAC输入，输出24VDC        10A
6ES7 307-1EA80-0AA0	单相120/230VAC输入，输出24VDC        10A
6EP1 353-2BA00	单相120/230VAC输入，输出24VDC  设定范围3～52DC    10A
LOGO! Power 微型电源组
6EP1 332-1SH42	单相220VAC输入，输出24VDC        2.5A
6EP1 332-1SH51	单相220VAC输入，输出24VDC        4A
SITOP 附加设备
6EP1 961-3BA10	信号模块，输入范围240VAC/6A,只能和模块式SITOP电源共用
6EP1 961-3BA00	缓冲模块，输入24VDC,输出电流40A，可并联，只能和模块式SITOP电源共用
6EP1 961-3BA21	冗余模块，输入24VDC,输出电流40A
6EP1 961-2BA00	诊断模块，输入24VDC,输出电流4*10A

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：

数字量输入/输出模块
诊断消息	可能的故障原因
无传感器电源	传感器电源过载 传感器电源对 M 短路
无外部辅助电压	模块无电源电压 L+
无内部辅助电压	模块无电源电压 L+ 内部模块熔断器有故障
熔断器烧断	内部模块熔断器有故障
模块中的参数不正确	传输到模块的参数不正确
时间看门够脱落	定期出现高电磁干扰 模块有故障
EPROM 故障	定期出现高电磁干扰 模块有故障
RAM 故障	定期出现高电磁干扰 模块有故障
硬件中断丢失	硬件中断到来的速度超过 CPU 的处理能力

模拟量输入模块
诊断消息	可能的故障原因
无外部负载电压	模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误	传输到模块的参数不正确
共模错误	输入 (M-) 和测量电路的参考电位 (MANA) 之间的电位差 UCM 过高
断线	传感器电路的电阻过高 模块和传感器之间的线路中断 通道未切换（断开）
低于量程下限	输入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 传感器极性接反； 选择的量程不正确 其它量程： 选择的量程不正确
高于量程上限	输入值超出过量程值

模拟量输出模块
诊断消息	可能的故障原因
无外部负载电压	模块无负载电压 L+
组态/参数设置错误	传输到模块的参数不正确
对 M 短路	输出过载 输出 QV 对 MANA 短路
断线	执行器电阻过高 模块和执行器之间的线路中断 通道未使用（断开）

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。