西門子6ES7452-1AH00-0AE0

SIMATIC S7-400,凸輪控制器 FM 452，電子 包括項目組態(tài)包 在 CD 上

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設(shè)備有限公司（西門子分銷商）

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西門子S7-400

產(chǎn)品特點

輯

S7-400PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。 [1] 

SIMATIC S7-400過程控制器性能*的解決方案

作為SIMATIC過程控制器系列的一部分，S7- 400被設(shè)計用于制造和過程自動化領(lǐng)域的系統(tǒng)解決方案。這個過程控制器是數(shù)據(jù)密集型任務(wù)，特別是典型過程工業(yè)的理想選擇。高處理速度和高確定性的響應(yīng)時間能夠確保對制造業(yè)高速加工中的短機器循環(huán)周期。

功能

容錯通訊

帶有容錯通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型，該通信類型具有以下特點：

• 可用性更高：
  發(fā)生故障時，憑借其多達4個的冗余連接，可以繼續(xù)通信。必要的切換工作對于用戶來說是透明的。
• 工作簡單；
  容錯處理對于用戶也是透明的?？墒褂糜糜跇?biāo)準(zhǔn)通訊的用戶程序，無需修改。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成。

容錯通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對于 PC 來說，需要使用 Redconnect 軟件包（參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”）。

取決于對可用性的需求，可以使用不同的組態(tài)選項：

• 單一總線或冗余總線。
• 線型拓撲和環(huán)型拓撲總線。

運行模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 數(shù)據(jù)交換
• 故障響應(yīng)（控制轉(zhuǎn)換給備用設(shè)備）
• 兩個子設(shè)備的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H的工作符合“熱備份”模式的主動冗余原理（支持故障發(fā)生時的無重啟自動切換功能）。根據(jù)該原理，在*運行期間，兩個子單元都處于工作狀態(tài)。當(dāng)故障發(fā)生時，未出現(xiàn)故障的設(shè)備將獨立地接管過程控制。

為了確保平穩(wěn)的控制接管，必須通過*控制器鏈路實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在控制轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備自動地使用

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過程圖像內(nèi)容
• 相同的數(shù)據(jù)，例如定時器、計數(shù)器、位存儲單元等

這意味著，這兩個設(shè)備的更新操作始終*一樣，并可以在出現(xiàn)故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制功能。

I/O 工作于冗余模式時，其結(jié)果將是：

• 在*的工作期間，兩個模塊均處于工作狀態(tài)，即，在存在冗余輸入的情況下，例如通過兩個模塊讀入的共用傳感器（也可以設(shè)置兩個傳感器）的信號，會對其結(jié)果進行比較，以將*性的值提供給用戶以進一步處理。對于冗余輸出來說，由用戶程序計算出的值通過兩個模塊來輸出。
• 如果出現(xiàn)了故障，例如輸入模塊中有一個或者兩個均出現(xiàn)了故障，則不再尋址故障模塊，且對故障進行報告處理，此后，僅使用未出現(xiàn)故障的模塊繼續(xù)工作。聯(lián)機修理工作完成之后，又可以尋址兩個模塊。

對于無重啟切換，必須實現(xiàn)兩個子單元的同步。

S7-400H采用“事件驅(qū)動同步”技術(shù)。

同步操作伴隨著導(dǎo)致兩個子單元內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)差異的每個事件而進行。這些事件的發(fā)生情況例如有：

• 直接訪問 I/O
• 中斷、報警
• 更新用戶時間，或
• 使用通信功能更改數(shù)據(jù)。

同步由操作系統(tǒng)自動完成，程序編制期間無需處理。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計的高可用性自動化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要視且維護選項較少的過程。
• 冗余設(shè)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(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)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(tǒng)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(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計來實現(xiàn)容錯
• 不對安全相關(guān) I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)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(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動化系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)模塊。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：
佳適應(yīng)性： 
可根據(jù)需要使用相應(yīng)的模板，可以滿足控制任務(wù)所需的輸入/輸出點數(shù)量。 不需要過多的投資。 靈活的過程信號連接： 
各種類型的數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器都可以連接到S7-400上。
數(shù)字量輸出模塊具有以下特性：
設(shè)計緊湊
堅固的塑料機殼里包括：
綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態(tài) 紅色 LED 指示內(nèi)部/外部故障，對于具有診斷能力的模板，還可以通過它指示其它故障（例如險熔斷，無負載電壓）。 插入到前連接器的標(biāo)簽條（隨機提供）；可以單獨訂購封面膠片。
安裝簡單
只需將模板安裝在機架上并擰緊螺釘。
用戶友好的接線
通過插入式前連接器來對模塊接線。 *次插入時，模塊上的編碼元件與之嚙合，這樣該連接器以后只能插入相同電壓范圍的模塊。

更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。

開關(guān)量輸入模板 6ES7 421-7BH01-0AB0 開關(guān)量輸入模塊(16點,24VDC)中斷 6ES7 421-1BL01-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點,24VDC) 6ES7 421-1EL00-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點,120VUC) 6ES7 421-1FH20-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(16點,120/230VUC) 6ES7 421-7DH00-0AB0 開關(guān)量輸入模塊(16點,24V到60VUC) 開關(guān)量輸出模板 6ES7 422-1BH11-0AA0 開關(guān)量輸出模塊(16點,24VDC，2A） 6ES7 422-1BL00-0AA0 32點輸出，24VDC,0.5A 6ES7 422-7BL00-0AB0 32點輸出，24VDC,0.5A,中斷 6ES7 422-1FH00-0AA0 16點輸出，120/230VAC，2A 6ES7 422-1HH00-0AA0 16點輸出，繼電器，5A 模擬量模塊 6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模擬輸入，13位 6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模擬輸入，13位，隔離 6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離，線性化 6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離 6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模擬輸入，16位，隔離 6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電偶 6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電阻 6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模擬輸出，13位，隔離

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。詳細信息，參見下面的“通信”。

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