西门子6ES7407-0DA02-0AA0

应用

S7-400

SIMATICS7-400是中端到性能范围内功能强大的PLC。

SIMATICS7-400具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有全面的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到性能范围内要求极为苛刻的任务的理想解决方案。

SIMATICS7-400的应用领域包括：

• 汽车工业，如装配线
• 机械设备制造，包括专用机械设备制造
• 仓储技术
• 钢铁工业
• 楼宇管理系统
• 发电和配电
• 造纸和印刷领域
• 木材加工
• 食品和饮料领域
• 过程工程，如水务和污水处理
• 化工和石化领域
• 仪表和控制
• 包装机械
• 制药工业

由于具有多种性能等级的CPU，并有具备大量用户友好的功能的广泛模块，用户可以根据具体情况执行其自动化任务。

任务扩展时，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，成本不会很高。

SIMATICS7-400是一种通用控制器：

• 具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有极高的工业适用性。
• 可以带电连接和断开各模块。

S7-400H

在自动化技术的许多领域中，对自动化系统的可用性（从而故障安全性）的需求在不断提高。在许多领域中，设备停机会产生极高的成本。此时，只有冗余系统才能满足可用性要求。

容错型SIMATICS7-400H即能满足这些要求。即使在一个或多个故障导致控制器的部件出现故障时，也能继续运行。通过以这种方式实现的可用性让SIMATICS7-400H尤其适用于以下应用领域：

• 控制器发生故障后重启会产生很高费用的过程（通常在过程工业中）。
• 停产的代价十分高昂的过程。
• 涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。
• 无人监视的应用
• 涉及较少维护人员的应用

订货数据

西门子6ES7407-0DA02-0AA0

设计

SIMATICS7-400有多个型号：

• S7-400：
  中、性能的功能强大的PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。
• S7-400H：
  采用冗余设计的容错自动化系统，适用于故障安全型应用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余设计的故障安全自动化系统，也具备高可用性。

S7-400

S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

系统包含下列组件：

• 电源模块(PS)：
  用于将SIMATICS7-400连接到120/230VAC或24VDC电源电压。
• CPU：
  配有集成PROFIDP接口的不同CPU具有不同性能范围。根据具体型号，这些CPU也可以带有集成PROF接口。使用PROFI接口，多可以连接125个PROFIDP从站。可以将多256个PROFIO设备连接到PROF接口。SIMATICS7-400的所有CPU均可处理极大型的配置。此外，在一个中央控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同工作以提高性能。这些CPU处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。
• 用于数字量(DI/DO)和模拟量(AI/AO)输入/输出的信号模块(SM)
• 通信处理器(CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
• 功能模块(FM)：
  用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的专业模块。

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 接口模块(IM)：
  用于连接中央控制器和扩展单元。SIMATICS7-400的中央控制器可带有多21个扩展单元运行。
• SIMATICS5模块：
  在相关SIMATICS5扩展单元中，可以寻址SIMATICS5-115U/-135U/-155U的所有输入/输出模块。此外，在S5EU或者直接中（使用适配器）都可以使用SIMATICS5的特定IP和WF模块。

扩展

若用户需要在应用中使用一个以上中央控制器时，则可以对S7-400进行扩展：

• 多21个扩展单元：
  可将多21个扩展单元(EU)连接到中央控制器)。
• 接口模块(IM)的连接：
  通过发送和接收IM来连和EU。发送IM插中，相关的接收IM插到下游EU中可将多6个发送IM插中（其中多2个带5-V电源），并可将多1个IM插到EU中。每个发送IM均有2个接口，每个接口用于连接1条线路。可将多4个EU（不带5-V电源）或1个EU（带5-V电源）连接到发送IM的每个接口。

S7-400通信

SIMATICS7-400具有不同的通信选项：

• 组合了多点接口和DP主站，集成在所有CPU中：
  用于同时连接编程器/PC、HMI系统、S7-200和S7-300系统以及其它S7-400系统。
• 附加PROFIDP接口，集成在多个CPU中，用于经济实用连接分布式I/O系统（例如，ET200）。
• PROFCPU上的集成式PROF接口，用于连接到分布式I/O系统或与其它控制器和PC系统通信。
• 通信处理器，用于连接到PROFI总线系统和工业以太网。
• 通信处理器，用于功能强大的点到点连接。

通过PROFIDP进行过程通信

通过S7-400-CPU的集成式PROFIDP接口（可选），可将SIMATICS7-400作为主站连接到PROFIDP。

以下设备均可作为PROFIDP上的主站进行连接：

• SIMATICS7-400（CPU、CP443-5）
• SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）
• SIMAT7（通过配有PROFIDP接口的C7，或通过PROFIDPCP）

虽然配有STEP7的编程器/PC或OP是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIDP运行的PG和OP功能。

S7-400H

SIMATICS7-400H包括以下组件：

• 2个中央控制器：
  2个单独的UR1/UR2中央控制器，或一个分隔式中央控制器(UR2-H)上的2个区域。
• 每个中央控制器有两个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。
• 每个中央控制器1个CPU412-5H、1个CPU414-5H、1个CPU416-5H或1个CPU417-5H。
• 中央控制器中具有S7-400I/O模块。

功能

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服务。
• 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

SIMATICS7-400符合以下国内和国际标准：

• CE标志
• UL认证
• CSA认证或cU认证
• FM认证
• ATEX认证
• C-Tick、EMC标记，适用于澳大利亚和新西兰
• IEC61131-2
• 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）
  • ClassNK（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
• 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、PROFIDP或PROF）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

SIMATICS7-400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、PROFI或PROF实现网络连接。

全局数据(GD)

通过MPI以及“全局数据通信”服务，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STEP7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伙伴之间的通信服务。

这些服务包括：

• 通过MPI和PROFIS7进行的S7通信。
• 通过MPI、C总线、PROFI和PROF/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服务。

这些服务包括：

• 通过PROFI和工业以太网进行的S5兼容通信。
• 通过PROFI和工业以太网进行的标准通信（通过PROFI/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CP443-1Advanced，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PROF接口的S7-400-HCPU配有集成式Web服务器。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
• PROF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服务器内提供安全机制。

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PROFI和PROF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，SIMATICS7-400还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现蕞高精度和可重现性。这意味着可在提供蕞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SIMATICS7-400，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（PROFIDP或PA从站）
• 在ET200MI/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，工艺的优化），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

SIMATICS7-400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(OB82)。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。