西門子FM453模塊

SIMATIC S7-400，功能組件 FM 453（3 通道） 用于定位 帶伺服和步進電機 包括項目組態包 在 CD 上

• SIMATIC S7-400

   

西門子S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。SIMATIC S7-400PLC的主要特色為：*的處理速度、強大的通訊性能和的CPU資源裕量。

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）

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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、幾乎不需要監且維護選項較少的過程。
冗余設計的集功能
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*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。
產品目錄 ST 70
在產品目錄 ST 70 中也可找到有關 SIMATIC S7-400 的信息：

http://www.automation.siemens.com/salesmaterial-as/catalog/en/simatic_st70_chap06_english_2013.pdf

Area of application

S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到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**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*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*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。

Design

SIMATIC S7-400 有多個型號：

S7-400：
中、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*型的配置。此外，在一個*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*控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的*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*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*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。可將多 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：
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**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**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?？蓪⒁韵耂5 EU 連接到 S7-400：
EG 183U
EG 185U
EG 186U
ER 701-2
ER 701-3
連接類型

**（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**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**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**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*控制器：
2 個單獨的 UR1/UR2 *控制器，或一個分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 個區域。
每個*控制器有兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設備。
每個*控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
*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。
*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*控制器中的一個來尋址。單側 I/O 模塊可插到*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*控制器。發生故障時，受影響的*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*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*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**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*。
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
*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。

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