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SIMATIC S7-400 是一个通用的控制器：

具有高电磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工业领域。

可带电连接、断开模块。

S7-400H

在自动化技术的许多领域中，有关可用性、自动化系统故障安全的要求一直在提高。在许多领域，设备停机可能造成极为高昂的费用。这里，只有冗余系统才能满足其可用性要求。

SIMATICS7-400H所具有的容错性可以满足这些要求。在一个或多个故障导致部分控制器失灵时也能继续运行。实现了其可用性，这样SIMATICS7-400H 及其适合用于以下应用领域：

控制器故障后，过程重新启动将会导致很高成本（通常在过程工业中）。

停机时间很宝贵的过程。

涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。

无人监管的应用。

涉及减少维护人员的应用。

订货数据

S7-400H 部件订货数据可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块找到。 

S7-400F/FH

SIMATICS7-400F/FH故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，不会对人身、环境造成损害。S7-400F/FH具有两种基本设计：

S7-400F:
故障安全自动化系统。如果在控制系统中发生故障，生产过程就转移到安全状态，并中断。

S7-400FH:
故障安全容错自动化系统。如果在控制系统中发生故障，冗余控制系统部分将发生作用，并继续控制生产过程。

使用附加标准模块可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

Design

SIMATIC S7-400有多个型号：

S7-400：
Power PLC，用于中、能应用，并采用模块化、免风扇设计。

S7-400H:
容错型自动化系统使用冗余设计，可以用于故障安全型应用。

S7-400F/FH:
故障安全自动化系统也使用冗余设计，同样具备容错能力。

S7-400

S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件：

电源模块(PS)：
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。

CPU：
针对各种性能范围，都可以提供集成有PROFIBUSDP接口的不同CPU。视型号的不同，也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以连接125个PROFIBUSDP从站。PROFINET接口多可以连接256个PROFINETIO设备。SIMATICS7-400的所有CPU可以处理极为大型的组态。在单个中央控制器的多值计算模式下，多个CPU可以协同工作，据此，可以提高系统的性能。这些CPU处理速度极快，具备确定性的响应时间，其机器周期时间极短。

信号模板（SM），用于数字量（DI/DO）和模拟量（AI/AO）的输入/输出。

用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。

功能模板（FM）：
用于诸如计数、定位和凸轮控制等高要求任务的专家级系统。

根据要求，也可使用下列模块：

接口模板(IM)：
用于连接中央控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400的中央控制器工作时可支持多达21个扩展单元。

SIMATIC S5 模块：
在相关的SIMATIC S5扩展单元中可以寻址SIMATICS5-115U/-135U/-155U的所有输入/输出模块。在S5EU或者直接在CC（借助适配器套接件）中都有可能使用SIMATIC S5的特定IP和WF模块。

扩展

当用户需要在应用中使用一个以上的中央控制器时，可以对S7-400进行扩展：

多 21 个扩展单元：
中央控制器（CC）上多可以连接21个扩展单元（EU）。

接口模块（IM）的连接：
中央控制器（CC）和扩展单元（EU）是通过发送接口模块（IM）和接收接口模块（IM）完成连接的。发送接口模块插在中央控制器（CC）上，相应的接收接口模块则插在串行连接的扩展单元（EU）上。中央控制器（CC）上多可以插接6个发送接口模块（IM）（其中多有2个配5-V传输器），扩展单元（EU）上则只能插接1个接收接口模块（IM）。每个发送接口模块均有2个接口，每个接口均用于连接1条线路。发送接口模块的每个接口均可以连接至多4个扩展单元（无5-V传输器）或者至多1个扩展单元（配5-V传输器）。

电源模块的固定插槽：
在中央控制器（CC）和扩展单元（EU）的左侧必须始终连接电源模块。

C总线受限数据交换：
C总线数据交换仅用于中央控制器（CC）和6个扩展单元（EU）
（EU 1 - EU 6）之间。

中央扩展：
推荐用于直接安装在机床旁边的小型装置或者小型控制柜。也可以选择提供5-V电源。

中央控制器（CC）和后一个扩展单元（EU）之间的大单线距离：
使用5 V传输器时为1.5 m；无5-V传输器时为3 m。

用EU进行分布式扩展：
推荐用于占地面积较大、在同一个位置安装多个扩展单元（EU）的工厂。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATICS5EU。

中央控制器（CC）和后一个扩展单元（EU）之间的大单线距离：
对于S7 EU为100 m，对于S5 EU为600 m。

注意 用于S5扩展单元至某个S7-400的分布式连接：
IM 463-2可以用于S7-400的中央控制器（CC），IM 314则用于S5-EU。以下S5 EU可连接S7-400：

EG 183U

EG 185U

EG 186 U

ER 701-2

ER 701-3

通过EU 200实现的分布式扩展：
推荐用于占地面积工厂。使用CPU的PROFIBUSDP接口，单条线路可以连接多达125个总线节点。中央控制器与后一个节点之间的单线大距离：23

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• 用于构建故障安全型自动化系统，提高工厂的安全性

• 高性能 CPU

• 安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)

• 通过一个 CPU 即可胜任标准任务和安全任务

• 允许多处理器模式

• 经由采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，与分布式 I/O 设备进行安全通信

• 故障安全 I/O 模块可通过集成接口（CPU416F-3 PN/DP 的 DP 和PN）和/或通过通信模块（CP443-5Extended 和 CP443-1 Advanced）进行分布式连接。

• 在非安全型应用中，可集中式或分布式使用标准模块

Area of application

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 PROFIBUSDP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。

Design

两种 CPU 都具有：

• 高性能的处理器：
  CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.03 µs。

• CPU 416F-2： 5.6 MB 工作存储器（程序或数据各占用 2.8 MB）；
  CPU 416F-3 PN/DP： 11.2 MB 工作存储器（程序或数据各 5.6 MB）；
  快速工作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：
  MPI 可用来建立一个包括**多 32 个站、数据传输速率**高为 12 Kbit/s 的简单网络。CPU 可与通信总线和MPI上的站建立**多 44 个连接。

• 模式选择开关：
  拨动开关设计。

• 诊断缓冲区：
  **后的 120 个故障和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。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，可连接到一个的 PROFIBUS DP 主站系统。

• 带 2 个端（交换机）的 PROFINET 接口

• PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备

• PROFINET CBA（基于组件的自动化）

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PROFIBUSDP，实现安全通信。

Functions

• 块保护：
  通过密码保护用户程序，未经授权无法访问。

• 集成 HMI 服务:
  对于 HMI 设备，用户只需数据源和数据目标。这些数据将由系统自动循环传输。

• 集成通信功能：

  CPU 416F-3 PN/DP：

  可参数化的特性

  使用 STEP 7 硬件组态工具，可对 S7-400（包括 CPU）的特性和响应进行参数化，例如：

• 定义站地址。

• 启动/循环响应

• 定义**循环时间和通信负荷。

• 地址分配：
  I/O 模块编址。

• 保持区域：
  定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟位存储器的数量

• 过程映像，局部数据的大小。

• 

• 诊断缓存区的长度。

• 保护等级：
  程序和数据的访问权限。

• 系统诊断：
  定义诊断报警的处理和范围。

• 循环中断：
  定义周期时间

• PROFINET 接口

• 通过 NTP 协议对时间同步进行参数化

• 状态和故障 LED：
  LED 可指示出内部和外部故障和运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、调试和测试功能等。

• 测试功能：
  编程器用于在程序执行过程中指示信号状态，独立于用户程序修改过程变量，输出堆栈存储器的内容，执行各步程序，并禁用某些程序部分。

• 信息功能：
  编程器可用于获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及工作和装载存储器的当前负荷的信息。

• MPI 多点接口：

  信息和显示功能通信

  中央控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET完成的。专门开发的 PROFIBUS行规 PROFIsafe支持在标准数据报文帧中传送安全功能的用户数据。无需其它硬件组件，例如特殊安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可以作为一个软件块装载到CPU中。

  操作模式

  F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。

  信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。

  CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测，检查控制器运行的正确性。通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对I/O进行检测。

  当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。

  CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的运行无需使用一份 F 运行版授权

• 通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信

• 在基于组件的自动化中实现分布式智能系统 (PROFINET)

• 通过集成的 web 服务器获得附加诊断功能

• 通过网络更新固件

• 编程器/OP 通信

• 全局数据通信

• S7 基本通信

• S7 通信