SIMATIC S7-400有多個型號：

• S7-400：
  Power PLC，用于中、性能應(yīng)用，并采用模塊化、免風(fēng)扇設(shè)計。
• S7-400H:
  容錯型自動化系統(tǒng)使用冗余設(shè)計，可以用于故障安全型應(yīng)用。
• S7-400F/FH:
  故障安全自動化系統(tǒng)也使用冗余設(shè)計，同樣具備容錯能力。
   

S7-400

S7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊（PS）：
  用于將120/230 V AC 或 24 V DC電源連接至SIMATIC S7-400。
• CPU：
  針對各種性能范圍，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。視型號的不同，也可以為它們配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，zui多可以連接125個PROFIBUS DP從站。PROFINET接口zui多可以連接256個PROFINET IO設(shè)備。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以處理極為大型的組態(tài)。此外，在單個*控制器的多值計算模式下，多個CPU可以協(xié)同工作，據(jù)此，可以進一步提高系統(tǒng)的性能。這些CPU 處理速度極快，具備確定性的響應(yīng)時間，因此，其機器周期時間極短。
• 信號模板（SM），用于數(shù)字量（DI/DO）和模擬量（AI/AO）的輸入/輸出。
• 用于連接總線和點對點連接的通訊處理器 （CP）。
• 功能模板（FM）：
  用于諸如計數(shù)、定位和凸輪控制等高要求任務(wù)的專家級系統(tǒng)。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 接口模板（IM）：
  用于連接*控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400的*控制器工作時可支持多達21個擴展單元。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關(guān)的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（借助適配器套接件）中都有可能使用SIMATIC S5的特定IP和WF模塊。

擴展

當(dāng)用戶需要在應(yīng)用中使用一個以上的*控制器時，可以對S7-400進行擴展：

• zui多 21 個擴展單元：
  *控制器（CC）上zui多可以連接21個擴展單元（EU）。
• 接口模塊（IM）的連接：
  *控制器（CC）和擴展單元（EU）是通過發(fā)送接口模塊（IM）和接收接口模塊（IM）完成連接的。發(fā)送接口模塊插在*控制器（CC）上，相應(yīng)的接收接口模塊則插在串行連接的擴展單元（EU）上。*控制器（CC）上zui多可以插接6個發(fā)送接口模塊（IM）（其中zui多有2個配5-V傳輸器），擴展單元（EU）上則只能插接1個接收接口模塊（IM）。每個發(fā)送接口模塊均有2個接口，每個接口均用于連接1條線路。發(fā)送接口模塊的每個接口均可以連接至多4個擴展單元（無5-V傳輸器）或者至多1個擴展單元（配5-V傳輸器）。
• 電源模塊的固定插槽：
  在*控制器（CC）和擴展單元（EU）的zui左側(cè)必須始終連接電源模塊。
• C總線受限數(shù)據(jù)交換：
  C總線數(shù)據(jù)交換僅用于*控制器（CC）和6個擴展單元（EU）
  （EU 1 - EU 6）之間。
• *擴展：
  *用于直接安裝在機床旁邊的小型裝置或者小型控制柜。也可以選擇提供5-V電源。
  • *控制器（CC）和zui后一個擴展單元（EU）之間的zui大單線距離：
    使用5 V傳輸器時為1.5 m；無5-V傳輸器時為3 m。
• 用EU進行分布式擴展：
  *用于占地面積較大、在同一個位置安裝多個擴展單元（EU）的工廠。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATIC S5 EU。
  • *控制器（CC）和zui后一個擴展單元（EU）之間的zui大單線距離：
    對于S7 EU為100 m，對于S5 EU為600 m。
• 注意 用于S5擴展單元至某個S7-400的分布式連接：
  IM 463-2可以用于S7-400的*控制器（CC），IM 314則用于S5-EU。以下S5 EU可連接S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186 U
  • ER 701-2
  • ER 701-3
• 通過EU 200實現(xiàn)的分布式擴展：
  *用于占地面積*的工廠。使用CPU的PROFIBUS DP接口，單條線路可以連接多達125個總線節(jié)點。*控制器與zui后一個節(jié)點之間的單線zui大距離：23 km（使用光纜）。

通訊

SIMATIC S7-400擁有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和DP主站，集成于所有CPU中：
  用于同時連接PG/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它S7-400系統(tǒng)。
• 額外的PROFIBUS DP接口，集成于多種型號的CPU中，用于成本高效地連接分布式I/O系統(tǒng)（例如ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式PROFINET接口，用于連接分布式I/O系統(tǒng)或者與其它控制器和PC系統(tǒng)進行通信。
• 通信處理機，用于連接PROFIBUS總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
• 通信處理機，用于功能強大的點對點連接。

PROFIBUS DP進行過程通訊

通過S7-400-CPU的集成式PROFIBUS DP接口（可選），可以連接SIMATIC S7-400并將其作為帶有PROFIBUS DP接口的主站。

以下均可以連接為PROFIBUS DP上的主站：

• 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，或者PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• 帶 PROFIBUS DP 接口的 S5-95U
• 帶 PROFIBUS DP 接口的 SIMATIC 505

盡管配有STEP 7的PG/PC或者OP是總線上的主站，但它們僅使用也部分地通過PROFIBUS DP運行的PG和OP功能。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如 ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)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 （只有通過 CP 443-5）

使用多點接口 （MPI） 進行數(shù)據(jù)通訊

多點接口（MPI）是集成于SIMATIC S7-400的CPU內(nèi)部的一種通信接口。

它用于

• 編程和參數(shù)化
• 人機界面接口，和
• 建立涉及到對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現(xiàn)同時連接 32 個節(jié)點：
  • PGs/PCs
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200 （作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 通訊連接：
  S7-400 CPU可以同時建立多達96個連接（取決于的CPU型號）：
  • 至節(jié)點，
  • 至相關(guān)C總線（內(nèi)部通信總線，見后文）上的C總線節(jié)點（例如通信處理機），
  • 至通過通信處理機連接的節(jié)點，例如工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點。此外，通信處理機必須為C總線節(jié)點。
• 內(nèi)部通訊總線（C-bus）;
  使用S7-400的C總線，通過MPI或DP接口，可以尋址配有C總線接口的通信處理機和功能模塊。這可以從編程設(shè)備直接訪問在 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊可以將 C 總線zui多轉(zhuǎn)到 6 個擴展單元。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
  • zui多 32 個 MPI 節(jié)點
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率高達12 Mbit/s
• 靈活的安裝選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通訊： 不低于PROFIBUS和“distributed I/O”產(chǎn)品系列的總線電纜、總線連接器和RS 485中繼器（12 Mbit/s）。
  使用這些組件，可以根據(jù)需求實現(xiàn)設(shè)計的*化調(diào)整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間zui多可以開啟9個中繼器，以橋接更大的距離。
• DP主站：
  還可將 S7-400 的 MPI 作為 DP 主站組態(tài)。此后，zui多可以連接32個zui大傳輸速率為12 Mbit/s的DP從站。據(jù)此，編程功能和人機界面功能得以保留下來

使用通信處理機的數(shù)據(jù)通信（點對點）

使用CP 441通信處理機，可以建立功能強大的點對點連接。

• 多種連接選件：例如，可以連接以下設(shè)備：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè)PC
  • 其他供應(yīng)商提供的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
  • 機器人控制
  • 打印機
• 可變接口：
  可更換接口模塊，據(jù)此可以使用不同的傳輸介質(zhì)進行通信：
  • 20 mA （TTY）
  • RS 232C （V.24）
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）的數(shù)據(jù)通訊

通過CP 443-x通信處理機，可以將SIMATIC S7-400連接至PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-200 （通過 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動控制器
• 其它廠商設(shè)備
   

S7-400H

SIMATIC S7-400H 由以下部件組成：

• 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(qū)域。
• 每個*控制器兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設(shè)備。
• 每個*控制器 1 個 CPU 412-3H、1 個 CPU 414-4H 或 1 個 CPU 417-4H。
• *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(shè)備。

zui重要的功能始終采用冗余型設(shè)計。

I/O可以組態(tài)為常規(guī)可用性型和switched型。

常規(guī)可用I/O（單邊組態(tài)）

在單邊組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計，僅能由兩個*控制器中的一個來尋址。單邊I/O模塊可以插接

• 一個*控制器和/或
• 擴展單元/分布式I/O設(shè)備

.

在I/O尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單邊讀入的信息始終可以被兩個*控制器使用。在出現(xiàn)故障的情況下，受到影響的*控制器的I/O模塊將會停止工作。

單邊組態(tài)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，系統(tǒng)必須具有一種對稱設(shè)計。

增加可用性（倒換型配置）

在switched組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計，但是其尋址工作是由兩個*控制器通過冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接

• 一個ET 200M分布式I/O設(shè)備

.

至*控制器的連接通過PROFIBUS DP實現(xiàn)。此時，switched ET 200M連接至兩個子單元上。

I/O 的冗余性

3.1版以及更高版本的操作系統(tǒng)均支持冗余I/O。

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(xiàn)可用性的zui大化，因為這種工作模式能夠容忍一個CPU、PROFIBUS或者信號模塊出現(xiàn)故障。

配置選項

可進行下列配置：

• 針對單側(cè) DP 從站采用冗余 I/O
• 針對切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

彼此冗余的模塊的類型必須相同，且采用相同的設(shè)計（例如，均為集中式或者均為分布式）。插槽不強制規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用哪些模塊，請咨詢用戶支持部門或者參考相關(guān)手冊。

FM 和 CP 的冗余

這兩種不同的組態(tài)都可以以冗余方式使用功能模塊（FM）和通信處理機（CP）：

• 切換冗余設(shè)計：
  功能模塊（FM）/通信處理機（CP）可以成雙地連接至單個ET 200M或者一個switched ET 200M。
• 雙通道冗余設(shè)計：
  功能模塊（FM）/通信處理機（CP）可以插接兩個子單元或者子單元所連接的擴展單元（參見單邊組態(tài)）。

此時可以不同方式取得模塊的冗余性：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和SIMATIC通信處理機上，總體上說，用戶可以對其冗余功能進行編程。識別出主動模塊，當(dāng)檢測到可能出現(xiàn)故障時啟動切換操作。所需要的程序與用于配有冗余FM/CP的單個CPU的程序相*：
• 由操作系統(tǒng)直接支持。
  對于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系統(tǒng)直接支持。詳細(xì)信息，參見下面的“通信”。
   

S7-400F/FH

故障安全型S7-400F/FH自動化系統(tǒng)可以根據(jù)需求進行不同的組態(tài)：

S7-400F的單通道單側(cè)I/O

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 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 PROFIBUS DP 連接線。
• ET 200M，配有IM 153-2。
• 故障安全信號模塊，非冗余型。

在發(fā)生故障的情況下，I/O不可用。故障安全信號模塊為被動型。

單通道switched I/O，用于S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。對于 CPU 需要容錯。需要下列部件：

• 2 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 根 PROFIBUS DP 連接線。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2 （冗余）。
• 故障安全信號模塊，非冗余型。

在CPU、IM 153-2或者PROFIBUS DP連接線出現(xiàn)故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態(tài)。在故障安全信號模塊或者ET 200M出現(xiàn)故障的情況下，I/O不再可以使用。故障安全信號模塊為被動型。

冗余switched I/O，用于S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。在CPU側(cè)和I/O側(cè)，必須實現(xiàn)容錯功能。需要下列部件：

• 2 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 根 PROFIBUS DP 連接線。
• 2 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2 （冗余）。
• 故障安全信號模塊，冗余型。

CPU、IM 153-2或者PROFIBUS DP連接線、故障安全信號模塊或者ET 200M出現(xiàn)故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態(tài)。

在S7-400F/FH自動化系統(tǒng)中也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模塊。這些設(shè)備不能與故障安全型模塊在同一個ET 200M中一起使用。

通訊

*控制器和ET 200M之間與安全相關(guān)的通信和標(biāo)準(zhǔn)通信通過PROFIBUS DP實現(xiàn)。通過特別開發(fā)的PROFIsafe，可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件（例如安全總線）。必要的軟件已經(jīng)或者作為擴展集成在硬件組件之中，或者作為認(rèn)證軟件塊重載至CPU內(nèi)。

配有絕緣模塊時的安全等級

在ET 200M中使用絕緣模塊具有以下優(yōu)點：

• PROFIBUS DP連接線可以使用銅質(zhì)總線電纜來實現(xiàn)。沒有必要使用光纖電纜。
• 可以使用每一種IM 153-x模塊。
• 在一個ET 200M中，可以混合使用工作于安全模式的故障安全信號模塊和S7-300標(biāo)準(zhǔn)模塊。

安全等級達到 SIL 2 時無需使用隔離模塊。

S7-400

提供有大量功能，支持用戶的S7-400編程、調(diào)試和維護等工作：

• 高速執(zhí)行指令。
• 用戶友好的參數(shù)賦值
• 人機界面：
  S7-400的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的OCM服務(wù)。
• 診斷功能和自測試：
  CPU的智能診斷系統(tǒng)可以連續(xù)地監(jiān)測系統(tǒng)功能并記錄錯誤和系統(tǒng)的特殊事件。
• 口令保護。
• 模式選擇開關(guān)。
• 系統(tǒng)功能。

SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 標(biāo)識
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證 或 cULus 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• C-Tick, EMC 標(biāo)記，用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• *級船社資格認(rèn)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）