西門子CPU412-2DP 西門子CPU412-2DP 

6ES7412-1XJ05-0AB0 SIMATIC S7-400，CPU 412-1DP： 288KB（144KB代碼，144KB數據)，位處理速度75ns，集成MPI/DP接口

6ES7412-2EK06-0AB0 SIMATIC S7-400，CPU 412-2PN： 1MB（0.5MB代碼，0.5MB數據)，位處理速度75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. ETHERNET/PROFINET

6ES7412-2XJ05-0AB0 SIMATIC S7-400，CPU 412-2DP： 512KB（256KB代碼，256KB數據)，位處理速度75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP

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S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能強大的 PLC。通過它，可以使用全集成自動化 (TIA)，實現*的自動化解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺。它靈活的模塊化結構和高度的性能裕量，使 S7-400 比所有其它的 PLC 遠為*。

S7-400

• 功能強大的PLC，滿足中、高性能要求。
• 要求zui苛刻的任務的解決方案。
• 品種齊全的模塊和性能分級的 CPU，*適應自動化任務。
• 通過簡單實施分布式結構可實現靈活的使用；操作簡單的連接方法。
• *的通訊和網絡連接選件。
• 方便用戶和簡易的無風扇設計。
• 當控制任務增加時，可自由擴展。
• 多CPU運行：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運行。
  通過多處理器計算擴大 S7-400 的整體性能。例如，復雜的任務可以分解為各種技術，如開環控制、計算或通訊，并分配給不同的 CPU。每個 CPU 可賦與其本地的 I/O。
• 模塊化：
  功能強大的 S7-400 背板總線和可以直接連接到 CPU 的通訊接口可以實現許多通訊線路的高性能操作。例如，這允許把一條通訊線路用于 HMI 和編程任務，一條通訊線路用于高性能和等距運動控制組件，一條通訊線路用于普通 I/O 現場總線。還可以執行額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
• 工程和診斷：
  尤其是在使用采用高性能工程組件的大量自動化解決方案時，使用 SIMATIC 工程工具可以極為有效地組態和編程 S7-400。為此，提供有可高級語言（如 SCL）、用于順序控制的圖形工程工具、狀態圖和技術功能圖。

S7-400H

• 采用冗余設計的容錯自動化系統。
• 適合對故障安全要求很高的應用。
  滿足重啟動費用高、昂貴的停機、極少的監控以及很少的維護的過程應用。
• 冗余的集中功能。
• 提高 I/O 的可用性：網管型 I/O 配置。
• 也可作為標準 I/O 使用：單邊配置。
• 熱后備：發生故障時，可自動切換到備用設備。
• 采用 2 個獨立機架或一個分開的*機架進行配置
• 經過冗余 PROFIBUS-DP 來連接切換的 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統，大大提高了工廠生產過程的安全性
• 符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。
• 如果需要，也可通過冗余設計而實現容錯
• 安全相關的 I/O 不增加接線:
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 進行安全通訊
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M
• 標準模塊可以使用在自動化系統的非故障安全型應用場合
• 隔離模塊，用于在一個 ET 200M 的安全模式中組合使用故障安全型模塊和標準模塊

S7-400

擁有中端到性能的功能強大的 SIMATIC S7-400 PLC。

模塊化、無風扇設計，高度的擴展能力，全面的通訊和網絡能力，方便實施的分布式結構，以及用戶友好的運行處理，使得SIMATIC S7-400是中、高性能應用中滿足特別復雜的控制任務的理想的解決方案。

SIMATIC S7-400 的應用領域包括：

• 汽車工業（如生產線）
• 機械設備制造，包括機械設備制造
• 倉儲技術
• 鋼鐵工業
• 樓宇管理系統
• 發電和配電
• 造紙和印刷工業
• 木材加工
• 食品和飲料工業
• 過程工程與組態，如：供水和污水處理
• 化工和石化
• 儀表和控制
• 包裝機械

多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模板，可為用戶定制實施自動化控制任務。

任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行擴展，并且成本不會太高。

SIMATIC S7-400 是一個通用的控制器：

• 具有高電磁兼容性和抗震性，可zui大限度地用于工業領域。
• 可帶電連接、斷開模塊。

S7-400H

在自動化技術的許多領域中，有關可用性、自動化系統故障安全的要求一直在提高。在許多領域，設備停機可能造成極為高昂的費用。這里，只有冗余系統才能滿足其可用性要求。

SIMATIC S7-400H 所具有的容錯性可以滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致部分控制器失靈時也能繼續運行。因此實現了其可用性，這樣 SIMATIC S7-400H 及其適合用于以下應用領域：

• 控制器故障后，過程重新啟動將會導致很高成本（通常在過程工業中）。
• 停機時間很寶貴的過程。
• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業中）。
• 無人監管的應用。
• 涉及減少維護人員的應用。

訂貨數據

S7-400H 部件訂貨數據可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH"下的相應模塊找到。 

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環境造成損害。S7-400F/FH 具有兩種基本設計：

• S7-400F:
  故障安全自動化系統。如果在控制系統中發生故障，生產過程就轉移到安全狀態，并中斷。
• S7-400FH:
  故障安全容錯自動化系統。如果在控制系統中發生故障，冗余控制系統部分將發生作用，并繼續控制生產過程。

使用附加標準模塊可以創建一個全集成的控制系統，在非安全相關和安全相關任務共存工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。

Design

SIMATIC S7-400有多個型號：

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

S7-400

S7-400自動化系統采用模塊化設計。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設備。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以處理極為大型的組態。此外，在單個*控制器的多值計算模式下，多個CPU可以協同工作，據此，可以進一步提高系統的性能。這些CPU 處理速度極快，具備確定性的響應時間，因此，其機器周期時間極短。
• 信號模板（SM），用于數字量（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、定位和凸輪控制等高要求任務的專家級系統。

根據要求，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

當用戶需要在應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）是通過發送接口模塊（IM）和接收接口模塊（IM）完成連接的。發送接口模塊插在*控制器（CC）上，相應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左側必須始終連接電源模塊。
• C總線受限數據交換：
  C總線數據交換僅用于*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個總線節點。*控制器與zui后一個節點之間的單線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、S7-200 和 S7-300 系統以及其它S7-400系統。
• 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（例如ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式PROFINET接口，用于連接分布式I/O系統或者與其它控制器和PC系統進行通信。
• 通信處理機，用于連接PROFIBUS總線系統和工業以太網。
• 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。

以下設備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設備，例如 ET 200
• 現場設備
• 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) 進行數據通訊

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

它用于

• 編程和參數化
• 人機界面接口，和
• 建立涉及到對等通信伙伴的簡單網絡拓撲
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現同時連接 32 個節點：
  • PGs/PCs
  • HMI 系統
  • 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）：
  • 至節點，
  • 至相關C總線（內部通信總線，見后文）上的C總線節點（例如通信處理機），
  • 至通過通信處理機連接的節點，例如工業以太網節點。此外，通信處理機必須為C總線節點。
• 內部通訊總線(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多轉到 6 個擴展單元。
• MPI 的性能數據：
  • zui多 32 個 MPI 節點
  • 數據傳輸速率高達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，可以根據需求實現設計的*化調整。例如，任意兩個MPI節點之間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。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據通信（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，可以連接以下設備：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業PC
  • 其他供應商提供的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統
  • 機器人控制
  • 打印機
• 可變接口：
  可更換接口模塊，據此可以使用不同的傳輸介質進行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業以太網）的數據通訊

通過CP 443-x通信處理機，可以將SIMATIC S7-400連接至PROFIBUS和工業以太網總線系統。

例如，可以連接以下設備：

• 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
• 數控裝置
• 機器人控制
• 工業PC
• 驅動控制器
• 其它廠商設備

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 個區域。
• 每個*控制器兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設備。
• 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 設備。

zui重要的功能始終采用冗余型設計。

I/O可以組態為常規可用性型和switched型。

常規可用I/O（單邊組態）

在單邊組態中，I/O模塊為單通道設計，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設備

.

在I/O尋址設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，系統必須具有一種對稱設計。

增加可用性（倒換型配置）

在switched組態中，I/O模塊為單通道設計，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設備

.

至*控制器的連接通過PROFIBUS DP實現。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或者信號模塊出現故障。

配置選項

可進行下列配置：

• 針對單側 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，且采用相同的設計（例如，均為集中式或者均為分布式）。插槽不強制規定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關于可以使用哪些模塊，請咨詢用戶支持部門或者參考相關手冊。

FM 和 CP 的冗余

這兩種不同的組態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）。

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，當檢測到可能出現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*：
• 由操作系統直接支持。
  對于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系統直接支持。詳細信息，參見下面的“通信"。

S7-400F/FH

故障安全型S7-400F/FH自動化系統可以根據需求進行不同的組態：

S7-400F的單通道單側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連接線出現故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態。在故障安全信號模塊或者ET 200M出現故障的情況下，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側和I/O側，必須實現容錯功能。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出現故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態。

在S7-400F/FH自動化系統中也可以使用標準模塊。這些設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之間與安全相關的通信和標準通信通過PROFIBUS DP實現。通過特別開發的PROFIsafe，可以在標準數據報文中傳輸帶有安全功能的用戶數據。無需其它硬件組件（例如安全總線）。必要的軟件已經或者作為擴展集成在硬件組件之中，或者作為認證軟件塊重載至CPU內。

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點：

• PROFIBUS DP連接線可以使用銅質總線電纜來實現。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標準模塊。

安全等級達到 SIL 2 時無需使用隔離模塊。