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西门子
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模块式
产地
德国
关键词
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更新时间
2026-05-31 05:59
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。

SIMATIC S7-400H 所具有的容错性可以满足这些要求。即使在一个或多个故障导致部分控制器失灵时也能继续运行。因此实现了其可用性,这样 SIMATIC S7-400H 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

    SIMATIC S7-400F/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,因此不会对人身、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。

     

    SIMATIC S7-400有多个型号:

  • S7-400:
    Power PLC,用于中、性能应用,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PROFIBUS DP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PROFIBUS DP从站。PROFINET接口**多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理极为大型的组态。此外,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,可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度极快,具备确定性的响应时间,因此,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**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(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:
    **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**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:
    **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SIMATIC S5 EU。

  • 中央控制器(CC)和**后一个扩展单元(EU)之间的**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:
    **用于占地面积极大的工厂。使用CPU的PROFIBUS DP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**距离:23 km(使用光缆)。

  • 当PLC控制系统在调试与维修过程中出现故障时,首先应进行故障分析,通过故障分析,一方面可以迅速查明故障原因,排除故障;另一方面也可以起到预防故障的发生与扩大的作用,一般来讲,PLC控制系统的故障分析的基本方法有:


    ⒈ 测量检查法


    测量检查法通过对故障设备的机、电、液等部分进行测量检查,以此来判断故障发生原因的一种方法,测量检查法通常包括以下内容:


    ①检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要求;

    ②检查PLC控制系统中的各控制装置与控制部件是否安装牢固,接插部位是否有松动;

    ③检查系统中的各控制装置与控制部件的设定端、电位器的设定,调整是否正确;

    ④检查液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合要求;

    ⑤检查电器元件、机械部件是否有明显的损坏等。

    ⒉ 动作分析法


    动作分析法通过观察、监视实际动作,判断动作不良部位,并由此来追溯故障根源的一种方法。一般来说,设备中采用液压、气动控制的部位,可以根据设计时的动作要求,通过每一步动作的动作条件与动作过程进行诊断来判定故障原因。当故障在某一动作发生时,首先可以检查输入信号的条件是否已经满足,然后检查PLC输出是否已经接通、执行元件是否动作,在此基础上,判断出故障存在的部位。


    如当PLC输入条件未具备时,应首先检查输入信号,找到相应的传感器、开关、检查其发信情况,确定是传感器、开关原因、还是连接原因。如果PLC输入条件已经具备,但PLC无输出信号时,可以确定故障与PLC程序有关,应检查PLC程序,如果PLC输出已经接通,但执行元件没有动作时,故障与PLC输出连接、执行元件的连接、执行元件的强电控制线路的“互锁”等有关,当执行元件已经动作,但实际动作不正确或无动作时,故障与设备的机械、液压、气动等方面的因素有关。


    ⒊ 动态检测法


    动态检测法是通过动态检测PLC程序梯形图判定故障原因的一种方法,这一方法在系统维修过程中使用广。在绝大部分PLC控制系统中,借助于PLC的图形编辑器或者安装有PLC开发软件的手提式计算机,可以对执行中的PLC程序进行动态监控,通过观察确定程序中哪些条件输入信号或者内部继电器的条件没有具备,以及造成条件不具备的原因。通过动态检测法,可以借助于PLC的图形编辑器,迅速找到故障的原因,在PLC系统调试与维修过程中使用广。


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