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S7-400冗余控制器

两种总线形式的创新型冗余控制器

说明

SIMATICS7-400PNH系统可以根据具体应用需求量身定制：性能可扩展、的冗余度可灵活组态，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余连接I/O设备，或者通过PROFIBUS连接I/O设备，实现工厂级通信。无论何种应用，使用SIMATICS7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程环境中，进行便捷而有效的编程和组态。

应用

■ 避免控制器故障引起的停机。主要用于生产、能源、供水系统、机场助航照明、编组站系统等领域。

■ 避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本。主要用于行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域。

■ 在工厂或机器停机时保护工厂、工件和材料。主要用于炉子、半导体、船舶等领域。

■ 无监督和维修人员亦能保障正常运行。主要用于污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域。

效益

简单、高效的工程组态

与在标准系统中一样，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中，反之亦然。当加载程序时，它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP7，可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。

出色的诊断和模块更换优势  

■ 利用集成的自我诊断功能，系统可以提前检测故障和发送信号，避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件，加快维修进程。

■   可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU后，当前的所有程序和数据可以自动重新装载。

■   即使在系统运行过程中，也可以修改程序（例如，程序块的修改和重新装载），更改配置（例如，增加或删减DP从站或模块）以及改变 CPU 的内存分配。

设计和功能

根据统计数字表明，所有自动化组件（无论是机械式、机电式，还是电子式）都会出现故障。因此，工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中，期待的可用性是不现实的。
通过西门子 SIMATIC S7-400H，能够大限度地降低生产故障机率，大化生产率。

SIMATIC S7-400H 具有以下功能：

■ 出现故障时，能够无扰切换

■ 集成故障检测功能；提前检测故障，避免影响生产过程

■ 在线维护，即可在工厂运行期间，更换故障组件

■ 组态更改，即可在工厂运行期间，进行工厂扩容

■ 自动事件同步

■ 高可用性通信

■ 冗余连接I/O 设备

S7-400 标准控制器

要求严格任务用的控制器

说明

有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

S7-400 产品附件

安装机架

机架设计为壁挂式，可以安装在框架内，或者安装在机柜内。它有以下功能：为模板提供机械支持、为模板提供电源、通过背板总线将各个模板连接在一起。

配置SIMATIC S7-400有多种形式的机架：

- UR1 和 UR2，用于*控制器和扩展但愿

- CR2，用于有分割的*控制器

- ER1 和 ER2，用于有信号模板的扩展单元

- UR2-H，用于冗余系统

电源模板

电源模板用于转换220V AC或24V DC，通过背板总线向S7-400 提供5V DC和24VDC。采用冗余电源时，标准系统和容错系统可作为*安全系统运行。

- 发光二极管用于指示内部故障，5V、24V及后备电池

- 一个故障确认按钮

- 输出电压的通断开关

- 一个后备电池安装部件

- 一个电池监视开关

- 一个系统电压选择开关

存储卡

在S7-400CPU中可以使用的存储卡有两种：一种是RAM卡，用于只需要扩展CPU集成的装载存储器，并且需要经常修改程序的状况；另一种是FEPROM卡，用于需要在存储卡上存储用户程序，即使掉电程序也不会丢失，或者在CPU之外使用扩展卡。

为了满足应用需求，RAM卡和FEPROM卡大存储容量均达到64M。

电池

对于使用RAM扩展装载内存的用户，可以通过使用后备电池，使CPU在断电情况下保持用户程序。

IF-964 PROFIBUS DP 模板

每个S7-400 CPU 可以插入一个或者两个IF-964 接口模板，用于连接PROFIBUS DP 作为主站，通过9针Sub-D插座连接，传输速率达到9.6 kbit/s 到12Mbit/s。

接口模板

S7-400 系统扩展支持本地扩展和远程扩展两种方式。根据扩展方式的不同，选用的接口模板、连接电缆、传输距离也有所不同。

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 SINAMICSV20提供强大的常见的风机、泵类应用功能及强大的保护功能，非常适合此类应用。

? 水泵气穴保护
? 针对水泵堵塞的多脉冲高转矩启动以及防堵模式
? 用于调节工艺数值的PID控制器(例如，温度、压力、水平、流量)
? 多泵控制功能通过额外增加两个定速驱动(级联)来扩大流量范围
? 霜冻和冷凝保护功能防止电机在环境条件下受潮
搬运类应用
? 带式输送机
? 辊式输送机
? 链式输送机
SINAMICS V20丰富了在启动加速和制动停止应用上的功能，大大方便了搬运类的应用。
? 斜坡时间可调，平稳加速，减少对对齿轮单元、轴承、滚筒和辊轴的压力
? 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的传送带
? 通过使用制动电阻或直流制动功能实现动态性能
? 通过监控负载转矩实现皮带损坏检测
加工类应用
? 加工制造业中的单个驱动。例如，轧钢机，搅拌机，捏炼机，破碎机，搅动机，离心分离机等
? 加工机器中带机械连动抽的主要驱动。例如，用于加工纺织品，绳索和线缆的环锭纱纺机，编织机等
对于连续加工类应用，SINAMICS V20强大的功能充分满足在高性能和节能方面的需求。
? 异常不停机模式能够保证不间断的加工生产，从而实现较高的生产率
? 通过共直流母线对再生能量进行转换
? 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的机器
? 适合于纺织的摆频功能
产品亮点及客户受益
易于安装
? 安装方式多样
- 壁挂式安装及穿墙式安装均可实现紧凑的并排安装
- 无需额外组件即可正常运行
? 通讯灵活
- 变频器端子可用作通讯端口
- 连接宏中预设了用于USS和MODBUS RTU通讯的参数，调试便捷
? 制动高效
- 集成直流制动，复合制动
- 通过制动单元及制动电阻可实现能耗制动，且制动电阻占空比可在5 %到100 %之间 调节
- ≥ 7.5 kW的变频器集成内置制动模块，此类变频器可以直接连接制动电阻
易于使用
? 宏方法
- 内置常用的连接宏与应用宏，简化配置，快速调试
? 参数克隆/版本升级
-使用BOP(基本操作面板)接口模块或参数下载器(使用参数下载器可不接主电源)能够轻松实现两台变频器之间的参数传输，缩短及简化调试过程
? 稳定可靠
- 更宽的电压范围、更好冷却设计以及带涂层的PCB板大大提升了变频器在恶劣环境中的稳定性
- 保证在以下总线电压范围内可靠运行：
- 1AC 200 V … 240 V (-10 % / +10 %)
- 3AC 380 V … 480 V (-15 % / +10 %)
- 运行时的环境温度**高可达60 °C
节约成本
? 运行过程中节能——ECO模式
- 内置用于V/f和V2/f控制的节能模式通过自动调节磁通电流实现节能
- 变频器支持以kWh、CO2甚至当地货币单位来显示能耗数值
? 运行过程中节能——休眠模式
- 变频器和电机仅在工厂或机器需要时才运行
- 节能，延长电机使用寿命
? 运行过程中节能——DC共联
- 相同额定功率的SINAMICS V20变频器可以共用同一直流总线，能量再利用
- 减少对能耗制动以及外接组件的需求