西門子S7-400是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器

西門子S7-400PLC，SIMATICS7-400PLC的主要特色為：極高的處理速度、強大的通訊性能和卓越的CPU資源裕量。
S7-400系列plc能分級的CPU以及種類齊全的模板，總能為其自動化任務找到的解決方案，實現分布式系統(tǒng)和擴展通訊能力都很簡便，組成系統(tǒng)靈活自如，用戶友好性強，操作簡單，免風扇設計。隨著應用的擴大，系統(tǒng)擴展無任何問題。

S7-400PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要

SIMATICS7-400是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
模塊化及無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現的分布式結構以及用戶友好的操作使SIMATICS7-400成為中、高檔性能控制領域中的理想解決方案。
SIMATICS7-400的應用領域包括：
通用機械工程
汽車工業(yè)
立體倉庫
機床與工具
過程控制

控制技術與儀表
紡織機械
包裝機械
控制設備制造
專用機械
S7-400系列PLC的功能逐步升級的多種級別的CPU，帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板，使用戶能夠構成的解決方案，滿足自動化的任務要求。 當控制任務變得更加復雜時，任何時候控制系統(tǒng)都可以逐步升級，而不多的添加額外的模板。

S7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它所具有的模板的擴展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。一個系統(tǒng)包括：電源模板，中央處理單元(CPU)，各種信號模板(SM)，通訊模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATICS5模板。

S7-400 plc具有以下功能：

高速指令處理
用戶友好的參數設置
口令保護
系統(tǒng)功能
用戶友好的操作員控制和監(jiān)視功能（HMI）已集成在SIMATIC的操作系統(tǒng)中
CPU的診斷功能和自測試智能診斷系統(tǒng)連續(xù)地監(jiān)視系統(tǒng)功能并記錄錯誤和系統(tǒng)的特殊事件。
模式選擇開關

通過提高運算和通訊性能，提高您的生產力
　　通過提高諸如工作存儲器、內置裝載存儲器、FC、FB、DB塊的數量，可以使其應用更加廣泛
　　數據塊功能塊統(tǒng)一的數字編號
　　通過工廠復位功能(FactoryResetfunction)可方便地恢復出廠設置
　　存儲卡的序列號讀取功能，更好地保護您的專有技術
　　SFC109"PROTECT"，額外的寫保護選擇
　　通過網絡進行固件升級，維護極為簡單
　　通過SFC78對裝載的內容進行監(jiān)視，可對信息源瓶頸做出動態(tài)響應
　　通過CP443-1Adv.EX41(條目號:24020919)開放的以太網通訊(Iso-on-TCP)，使其具有靈活的集成選項
　　優(yōu)化的PROFINET-IOCP聯接，條目號：24020919
　　與V4CPU相比，降低了后備電流

S7-400冗余控制器

兩種總線形式的創(chuàng)新型冗余控制器

SIMATICS7-400 PNH系統(tǒng)可以根據具體應用需求量身定制：性能可擴展、卓越的冗余度可靈活組態(tài)，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余連接I/O設備，或者通過PROFIBUS連接I/O設備，實現工廠級通信。無論何種應用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程環(huán)境中，進行便捷而有效的編程和組態(tài)。

應用

■ 避免控制器故障引起的停機。主要用于生產、能源、供水系統(tǒng)、機場助航照明、編組站系統(tǒng)等領域。
■ 避免因工廠故障造成數據丟失而導致的高昂重啟成本。主要用于行李處理、高架倉庫、跟蹤和追溯等領域。
■ 在工廠或機器停機時保護工廠、工件和材料。主要用于爐子、半導體、船舶等領域。
■ 無監(jiān)督和維修人員亦能保障正常運行。主要用于污水處理廠、隧道、船閘、樓宇系統(tǒng)等領域。

效益

簡單、高效的工程組態(tài)
與在標準系統(tǒng)中一樣，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進行編程。可以很容易的把程序從標準系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中，反之亦然。當加載程序時，它會自動傳送到兩個冗余控制器中。使用 STEP 7，可以對特定冗余功能和配置進行參數設置。

出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢
■ 利用集成的自我診斷功能，系統(tǒng)可以提前檢測故障和發(fā)送信號，避免故障對生產過程產生影響。這樣可以有針對性地替換故障組件，加快維修進程。
■ 可以在系統(tǒng)運行過程中對所有組件進行熱插拔。更換一個 CPU 后，當前的所有程序和數據可以自動重新裝載。
■ 即使在系統(tǒng)運行過程中，也可以修改程序（例如，程序塊的修改和重新裝載），更改配置（例如，增加或刪減 DP從站或模塊）以及改變 CPU 的內存分配。

設計和功能

根據統(tǒng)計數字表明，所有自動化組件（無論是機械式、機電式，還是電子式）都會出現故障。因此，工廠維護和工廠改造也就必不缺少。在實際應用中，期待百分之百的可用性是不現實的。
通過西門子 SIMATIC S7-400H，能夠限度地降低生產故障機率，化生產率。
SIMATIC S7-400H 具有以下功能：
■ 出現故障時，能夠無擾切換
■ 集成故障檢測功能；提前檢測故障，避免影響生產過程
■ 在線維護，即可在工廠運行期間，更換故障組件
■ 組態(tài)更改，即可在工廠運行期間，進行工廠擴容
■ 自動事件同步
■ 高可用性通信
■ 冗余連接I/O 設備

冗余部件

S7-400 PNH CPU的同步模塊分為兩種，一種用于*長10m 的 FOC patch 光纖，另一種用于*長10km 的單模全雙工 LC/LC 光纖（9/125 μ）。

冗余系統(tǒng)的同步光纖分為1m、2m、10m 和10km 四種。同步速率達到400Mbps。

S7-400 標準控制器

要求嚴格任務用的控制器

有一系列從入門級CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結構;多個CPU可以在一個多值計算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應時間，可縮短機器的循環(huán)周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲器，地址范圍，連接數量和執(zhí)行時間。十款款標準的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

應用

• S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數據密集型任務。高處理速度和確定性的響應時間，縮短高速機械制造業(yè)設備控制的循環(huán)周期。

• S7 - 400用于整體協(xié)調各種設備，控制低級別的系統(tǒng)。這是由高速通訊能力和集成接口來保證的。

• 在S7- 400的許多器件也可用于極端環(huán)境條件下的SIPLUS版本。

S7-400 的成功應用如下：

• 汽車工業(yè)

• 標準機械設備制造包括定制的機械設備制造

• 倉儲系統(tǒng)

• 建筑工程

• 鋼鐵行業(yè)

• 發(fā)電和配電

• 造紙和印刷業(yè)

• 木工

• 紡織業(yè)

•  

• 食品和飲料行業(yè)

• 處理工程，例如水和廢水處理設施

• 化工和石化

效益

• 由于采用各種級別的CPU，S7-400可以靈活擴展升級；I/O能力幾乎是無限的。

• 強大的CPU允許集成新的功能，無需額外硬件投資，例如處理質量數據，用戶友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過總線系統(tǒng)的高速通訊。

• 可以以模塊化的方式構建S7 - 400，有各種用于集中配置和分布式結構的模塊，以實現處理備件方面的低成本。

• 在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運行中配置）。另外在工作時還可以刪除和插入信號模塊（熱插拔）。這使得很容易擴展系統(tǒng)或出現故障時替換模塊。

• 項目的完整數據存儲包括CPU上的符號和注釋，簡化了服務和維護過程。

• 可以將安全技術和標準自動化集成到一個單一的S7- 400控制器，可以通過S7- 400的冗余結構增加設備的可用性。

• S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本，例如：擴展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。

• S7- 400的高速背板總線確保集中式I/ O模塊的高速通訊。

設計和功能

模塊化

S7 - 400的一個重要特點是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務，一根總線用于高性能運動控制，一根總線用于普通I / O現場總線通訊。
此外，也可以實現另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過SIMATIC IT連接到互聯網的需要。根據任務情況，可對S7 – 400進行集中擴展或分布式配置。附加設備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實現分布式擴展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。

設計

設計一個S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機架，電源，和中央處理單元。它可以以一個模塊化的方式安裝和擴展。所有的模塊都可以自由地放置在左側插入的電源旁邊。S7- 400具有無風扇的堅固設計。信號模塊可以熱插拔。一個多層面的模塊范圍可用于中央擴展以及具有ET200的分布式拓撲結構的簡單配置。
在集中式擴展中，額外安裝機架直接連接到中央控制器。

除了標準的安裝機架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機架。這些鋁機架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。

多值計算

多值計算，也就是在一個S7- 400中央控制器中的幾個CPU的同時操作，為用戶提供不同的益處：

• 可通過多值計算共享的S7 - 400的整體性能。例如，在技術復雜的任務中，如開環(huán)控制，可以將計算機或通訊分割和分配給不同的CPU每個CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出。

• 有些任務也可以從每個多值計算方式中斷開，一個CPU處理關鍵時間的處理任務，另一個處理非關鍵時間的任務。

在多值計算操作中，所有的CPU的運行行為像一個CPU，也就是說，當一個CPU進入STOP狀態(tài)，其他的也停止。幾個CPU的動作可以通過同步指令選擇性地協(xié)調調用。此外，CPU之間的數據交換通過高速的全局數據通訊機制。

數據/程序存儲器

從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區(qū)的大小。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

• 從工程工作站通過網絡更新固件實現更簡單和快速的升級

• 通過一個系統(tǒng)功能實現額外的寫保護（例如沒有從PC器件下載到CPU）

• 通過讀取存儲卡的序列號獲得保護，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行
  集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網絡問數據記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在
  PROFINET或者PROFIBUS接口上的現場設備進行通訊。

S7-1500與S7-300/400基于ISO-on-TCP的開放式用戶通信

通過開放式用戶通信（Open User communication,OUC） S7-1200/1500 和 S7-300/400 CPU 可以使用集成的 PN/IE 接口進行數據交換。
OUC允許 CPU 與任何通信設備進行開放式數據交換。由于此通信僅由用戶程序中的指令進行控制，因此可以在程序中建立和終止事件驅動型連接。在運行期間，也可以通過用戶程序修改連接。
對于具有集成 PN/IE 接口的 CPU，可使用 TCP、UDP 和 ISO-on-TCP 連接類型進行開放式用戶通信。
本應用介紹S7-1500與S7-300/400之間通過集成PN/IE接口進行 ISO-on-TCP 開放式用戶通信。

解決方案

對于S7-1500與S7-300/400之間進行開放式用戶通信，根據組態(tài)編程的方式不同，又可以分為：
* 用TIA Portal STEP 7在同一項目下組態(tài)編程 
* 用TIA Portal STEP 7在不同項目下組態(tài)編程 
* 不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 組態(tài)編程S7-1500和用STEP 7 V5.x組態(tài)編程S7-300/400

下載附件中的文檔以第三種方式（即不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 V1x組態(tài)S7-1500和以經典STEP 7V5.x組態(tài)S7-30/400）為例介紹如何實現S7-1500與S7-300/400的ISO-on-TCP開放式用戶通信，并提項目程序下載。同 時，也提供前兩種組態(tài)模式的項目程序下載，但沒有文檔說明，用戶可參考第三種模式的文檔。

對于同一項目下的程序，下載后類型為*.zap13的文件直接用TIA Portal STEP7 V13恢復打開（項目視圖－－-項目－－－－恢復）。
對 于不同項目下的程序，下載后類型*.zip的文件先解壓到文件夾，其中，解壓出來的*.zap13文件直接用TIA Portal STEP7 V13恢復打開（項目視圖下菜單：項目－－-恢復），解壓出來的*.zip文件可直接用STEP7 V5.5恢復打開（菜單：文件－－-恢復）或再次解壓后由STEP7 V5.5打開。

下載

內容	下載
用TIA Portal STEP 7在同一項目下組態(tài)編程的程序	( 2317 KB )
用TIA Portal STEP 7在不同項目下組態(tài)編程的程序	( 3656 KB )
不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 組態(tài)編程S7-1500和用STEP 7 V5.x組態(tài)編程S7-300/400的程序	( 3094 KB )
不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 組態(tài)編程S7-1500和用STEP 7 V5.x組態(tài)編程S7-300/400實現基于TCP的開放式通信的文檔	( 698 KB )

表01.

注意

本應用中的截圖和程序由TIA Portal STEP7 V13, STEP 7 V5.5 SP4 創(chuàng)建，所用CPU1511的固件版本為V1.6,CPU315-2PN/DP的固件版本為V3.2。
維修西門子6ES71971LA110XA0