西门子S7-400控制器6ES7412-2EK06-0AB0订货号规格 S7-400 控制器

6ES7416-2FP07-0AB0
SIMATIC S7-400，CPU 416F-2, *处理器，带： 内存 8 MB， （4 MB 代码，4 MB 数据）， 1. 接口 MPI/DP 12 MBIT/S， * 2 个 PROFIBUS DP 接口
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6ES7416-3FS07-0AB0
SIMATIC S7-400，CPU416F-3 PN/DP *处理器，带： 工作存储器 16 MB， （8 MB 代码，8 MB 数据）， 接口 * 1 个 MPI/DP 接口 12 MBIT/S(X1)， * 2 个以太网/PROFINET 接口(X5) * 3 个 IF 964-DP 接口可插拔(IF1)
CPU
S7-400
22 西门子 ST 70·2007 年
功能（续）
诊断和过程
许多 SIMATIC S7-400 的输入/输出模块具有智能功能：
• 监视信号(诊断)
• 监视过程信号(硬件中断)
诊断
一个职能诊断系统可以确定是否正确进行信号获取(数字量模板)或
模拟量处理(模拟量模板)。评估诊断时，必须区分可编程的和不可编
程的诊断报文：
• 可参数赋值的诊断报文：
如果设置了相关参数，则只能发送诊断报文
• 不可参数赋值的诊断报文：
这些报文通常*参数即可发送。
如果出现诊断报文(例如：“变送器电源掉电”)，则模块触发一个诊
断报警(如果诊断报文是可编程的，则会调用相应程序)。CPU 将中断
用户程序的执行或中断低**级的中断，来处理相应的诊断报警块
(OB82)。硬件中断可用来检视过程信号。
不同类型模板具有不同的诊断报文：
数字量输入/输出模板
诊断报文 故障/错误可能产生的原因
无编码器电源 • 编码器电源过载
• 编码器电源与 M 短路
无外部电压 • 模块无 L+ 电压
无内部电压 • 模块无 L+ 电压
• 内部模块保险丝故障
保险丝烧断 • 内部模块保险丝故障
模块参数错误 • 向模块传送的参数错误
错误 • 高电磁干扰
• 模块故障
EPROM 故障 • 高电磁干扰
• 模块故障
RAM 故障 • 高电磁干扰
• 模块故障
硬件中断丢失 • 硬件中断的连续性太快，CPU 无法处理
模拟量输入模块
诊断报文 故障/错误可能产生的原因
无外部负载电压 • 模块无 L+ 负载电压
组态/参数错误 • 向模块传送的参数错误
共模故障 • 测量电路(MANA)的输入(M-)和参考电势
之间的电势差 UCM 太高。
断线 • 编码器连接的阻抗太高
• 模块和传感器之间断线
• 通道未连接(开路)
量程下溢 • 输入值低于下限，可能的故障原因是
• 量程 4 至 20mA，1 至 5V:
传感器极性接反；
量程选择错误
• 其它量程：
量程选择错误
**量程 • 输入值**上限

CPU
S7-400
18 西门子 ST 70·2007 年
概述
• 中、性能范围的功能强大的 PLC
• 要求苛刻的任务的解决方案
• 品种齐全的模块和性能分级的 CPU，适应自动化任务
• 通过采用实现方便的分布式结构和多种通信能力，使用非常灵活
• 理想的通讯和网络选件
• 方便用户和简易的无风扇设计
• 当控制任务增加时，可自由扩展
• 多 CPU 运行：
在一个单的 S7-400 中央控制器中可同时运行多个 CPU。
多 CPU 处理能力可以将一个 S7-400 的处理总任务分成几部分。
例如：按照技术功能(开环控制、闭环控制和通讯)将复杂任务分配
给不同的 CPU 进行处理，因此将每个 CPU 分配器自身的局部 I/O。
• 模块化：
可以直接插入到 CPU 的高性能的 S7-400 背板总线和通讯接口，可
为众多的通讯线路提供便利的通讯功能。它可以为 HMI 和编程任务
建立单的通讯线路，一个用于高性能的等距离运动控制组件，一
个用于“单的”I/O 总线。同时也需要建立其他连接到 MEP/ERP
系统和英特网的线路。
• 工程和诊断：
特别是在增加工程组件的复杂的自动化解决方案中，结合 SIMATIC
工程工具，S7-400 可以非常有效地编程和组态。其他特性还包括可
以使用语言，例如：用于顺序控制系统的 SCL 和基于图形的工
程工具，状态图和功能图。
应用
SMIATIC S7-400 是功能强大的 PLC，满足中、高规模的性能要求。
模块化无风扇设计，多种扩展设备，全面的通讯和网络能力，方便
实施的分布式结构，以及用户友好的运行处理，使得 SIMATIC
S7-400 是中、高性能应用中满足特别复杂的控制任务的理想的解决
方案。
SIMATIC S7-400 的应用领域包括：
• 汽车工业（如生产线）
• 机床制造，包括机床
• 钢铁工业
• 楼宇服务
• 发电和配电
• 造纸和印刷业
• 木材加工业
• 食品和饮料工业
• 过程控制
• 石化工业
• 控制工程
• 包装机械
多种性能等级的 CPU 和具有用户友好功能的广泛的模块范围，允
许用户量身定制地解决自动化任务。
由于自动化任务变得更趋复杂，该控制系统可在任何时候，通过简单地
增加附加模块就可进行升级，而*过多费用。
SIMATIC S7-400 是一个通用的控制器。
• 高等级的电磁兼容性以及高等级的抗震性，使得它具有较高的工业
标准。
• 模块可以带电插、拔(热插拔)。
SIMATIC S7-400 满足国内和国际标准：
• DIN, EN, IEC
• UL 认证
• CSA 认证
• FM 等级 1 div. 2; A、B、C 和 D 组 (温度组 T4 (≤135°C)
• 造船认证：
• 美国船级社
• 法国船级社
• 挪威船级社
• 德国船级社
• 英国劳氏船级社
• 允许的环境温度 0°至 60°C
• 抗震能力

设计
SIMATIC S7-400 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 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
•CPU：
配有集成 PROFIBUS DP 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 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理较大型的配置。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。SIMATIC S7-400 的中央控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
•SIMATIC S5 模块：
在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
扩展

功能
•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。数据将由程序自动循环传输。
•集成通信功能：- 编程器/OP 通信
- 全局数据通信
- S7 基本通信
- S7 通信
•通过网络更新固件
•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
可参数化的特性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”对 S7-400（包括 CPU）的性能和响应进行编程，如：
•MPI 多点接口：- 定义站地址。
- 启动/循环行为。
- 定义循环时间和通信负荷。
•地址分配：
I/O 模块的编址。
•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：
定义程序和数据访问授权。
•系统诊断：
定义诊断报文的处理及范围。
•循环中断：
设定周期。
•PROFINET 接口
•通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
显示功能与信息功能
•状态和故障指示灯：
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：
可使用编程设备显示程序执行中的信号状态，不考虑用户程序而修改过程变量，输出堆栈存储器的内容，运行各个程序步骤，并禁用程序组件。
•信息功能：
用户可获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及 RAM 和装载存储器的当前利用率方面的信息。
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。通过特别开发的 PROFIBUS profile PROFIsafe，可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。*其它硬件组件（例如安全总线）。必要的软件已经或者作为扩展集成在硬件组件之中，或者作为认证软件块重载至CPU内。
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实现输出和输入信号的。
借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法，CPU可以检测控制器是否工作正常。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对I/O进行检测。
若判定系统中存在故障，则将该系统切换至安全状态。
CPU 414F-3 PN/DP 的运行不需要 F 运行版授权。
编程
CPU 414F-3 PN/DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同． 使用现场实证过的编程工具，例如STEP 7，创建用于非故障安全工厂区段的用户程序。
选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式进行连接，或利用 F 功能库中的功能数据块进行连接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系统的统一表示，因而简化系统的组态和编程以及验收测试。*借助额外的功具，程序员就可以完全专注于编制安全相关的应用程序。
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