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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

SIMATICS7-400 PNH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SIMATIC S7-400 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 STEP 7，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。

快速连接

SIMATIC TOP 连接使连接变得更加简单、快速。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前连接器，和带有前连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。

高组装密度

模块中为数众多的通道实现了节省空间的设计。例如，可使用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模拟通道的模块。

简单参数设置

使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数设置，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到全新模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。

诊断、中断

许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断，例如边沿检测）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字量输入时的上升沿或下降沿）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。在数字量输入模块上，每个模块可以触发多次中断。

产品应用编辑

SIMATIC S7-400是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。

模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATIC S7-400成为中、高档性能控制领域中的理想解决方案。

SIMATIC S7-400的应用领域包括：

功能逐步升级的多种级别的CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全的功能模板，使用户能够构成的解决方案，满足自动化的任务要求。

当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而不过多的添加额外的模板。

西门子S7-400 PLC详细介绍如下：

功能强大的PLC，满足中、高性能要求。

要求的任务的解决方案。

品种齐全的模块和性能分级的 CPU，适应自动化任务。

通过简单实施分布式结构可实现灵活的使用；操作简单的连接方法。

通讯和网络连接选件。

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：
多个 CPU 在一个 S7-400 中央控制器中同时运行。
通过多处理器计算扩大 S7-400 的整体性能。例如，复杂的任务可以分解为各种技术，如开环控制、计算或通讯，并分配给不同的 CPU。每个 CPU 可赋与其本地的 I/O。

模块化：
功能强大的 S7-400 背板总线和可以直接连接到 CPU 的通讯接口可以实现许多通讯线路的高性能操作。例如，这允许把一条通讯线路用于 HMI 和编程任务，一条通讯线路用于高性能和等距运动控制组件，一条通讯线路用于普通 I/O 现场总线。还可以执行额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。

说明应用效益用于SIMATIC S70-400 的模拟量输入

用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

分辨率为 13 到 16 位

Area of application

模拟量输入模板用来实现PLC与模拟量过程信号的连接。 用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

Design

模拟量输入模块具有以下机械特点：

设计紧凑： 
坚固的塑料机壳里包括：  

前连接器插槽

标签条

总线系统
用于带有少数工作站且带有现场设备的蜂窝网络的过程和现场通讯
以及用于符合 IEC 61158/61784 规范的数据通讯
PROFIBUS – 用于生产和过程工程领域的现场总线标准，包括：
用于总线以及访问程序的物理特性的标准规范
用户协议和用户接口规范
开放性，可连接标准化非西门子部件
过程或现场通讯
PROFIBUS DP，用于和现场设备间的快速、循环数据交换
PROFIBUS-PA，应用于过程自动化和本安应用领域
数据通讯
PROFIBUS FMS，用于不同制造商 PLC 之间的数据通讯
通讯范围中的PROFIBUS
Benefits
PROFIBUS是一种功能强大、开放、坚固耐用的总线系统，能保证无问题的通讯。
该系统采用了标准化设计，因此，它可以与各种生产厂家提供的标准化部件进行连接。
可从网络上的任何地点进行组态、调试和故障排查。从而使用户定义的通讯关系不但通用，而且易于实施，更改简便。
使用快速连接（FastConnect）布线系统，可在现场快速装配和调试。
采用简单、有效的信令概念，持续监控网络部件
由于现有网络易于扩展，且不具有任何不利影响，因此可确保投资安全
OLM 环冗余性，可用性高。
过程或现场通讯的组态举例
SIMATIC S5/S7 和编程器/PC 的 PROFIBUS DP 组态
用于数据通讯的组态示例
SIMATIC S5/S7 和编程器/PC 的 PROFIBUS FMS 组态
编程器/OP通讯的配置举例
用于通过 S7 路由以透明方式访问所连接 PROFIBUS 节点的组态和诊断数据的编程器/操作员面板通讯
用于电气联网的典型连接，带有 PROFIBUS FastConnect RS485 总线连接器
用于电气联网的典型连接，带有 PROFIBUS FastConnect RS485 总线连接器或总线终端

 西门子6ES7431-0HH00-0AB0

在工业现场，有许多温控器和液位开关控制是采用这种方式的。比例控制控制器的输出值与被控参数的测量值和设定值或某个参考点的偏差是一个比例关系。比例控制比二位控制要平滑一些，了二位控制时会产生的被控量上下振荡的情形。比如，对一个反应罐的液位，如果设定的液位值是毫米，当液位降低时，进料管道上的阀门就要增加开度，而液位偏高时，则要将开度减小。增加和减小的比例与液位和设定值的偏差大小成比例关系。积分控制在积分控制中，被控变量的值的变化与控制系统输出控制到实际生效的时间有一个预先设定的关系。

PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。随着工业自动化水平的不断提升，PLC所占据的地位可以说功不可没，虽然PLC是专为工业应用而设计，硬件设计有*的安全性和稳定性，但是不乏一些自然原因和人为因素导致PLC损坏，不能正常使用。