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SIMATIC S7-400
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SIMATIC S7-400

 


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、卓越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,期待百分之百的可用性是不现实的。
通过西门子 SIMATIC S7-400H,能够最大限度地降低生产故障机率,最大化生产率。


  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

应用


S7-400 的成功应用如下:

  • 汽车工业

  • 标准机械设备制造包括定制的机械设备制造

  • 仓储系统

  • 建筑工程

  • 钢铁行业

  • 发电和配电

  • 造纸和印刷业

  • 木工

  • 纺织业

  • 医药制品

  • 食品和饮料行业

  • 处理工程,例如水和废水处理设施

  • 化工和石化


效益

  • 由于采用各种级别的CPU,S7-400可以灵活扩展升级;I/O能力几乎是无限的。

  • 强大的CPU允许集成新的功能,无需额外硬件投资,例如处理质量数据,用户友好的诊断,到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。

  • 可以以模块化的方式构建S7 - 400,有各种用于集中配置和分布式结构的模块,以实现处理备件方面的低成本。

  • 在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置(在运行中配置)。另外在工作时还可以删除和插入信号模块(热插拔)。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。

  • 项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释,简化了服务和维护过程。

  • 可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器,可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。

  • S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本,例如:扩展温度范围(-25+60°C)和在恶劣环境/冷凝条件下使用。

  • S7- 400的高速背板总线确保集中式I/ O模块的高速通讯。


设计和功能

模块化

S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口,允许多条通讯线路的高性能运行。例如,把一根总线用于HMI通讯和编程任务,一根总线用于高性能运动控制,一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外,也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况,可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要,也可以使用通讯处理器(CP)。

设计

设计一个S7 - 400系统基本上包括机架,电源,和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中,额外安装机架直接连接到中央控制器。

除了标准的安装机架,也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件,紧固耐用,重量轻25%左右。

多值计算

多值计算,也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作,为用户提供不同的益处:

  • 可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如,在技术复杂的任务中,如开环控制,可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的,用于此目的本地输入/输出。

  • 有些任务也可以从每个多值计算方式中断开,一个CPU处理关键时间的处理任务,另一个处理非关键时间的任务。

在多值计算操作中,所有的CPU的运行行为像一个CPU,也就是说,当一个CPU进入STOP状态,其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外,CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。

数据/程序存储器

从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器(RAM)足以满足中小型企业方案。对于大型程序,通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存(64 KB到64 MB)。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能:

  • 从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级

  • 通过一个系统功能实现额外的写保护(例如没有从PC器件下载到CPU)

  • 通过读取存储卡的序列号获得保护,因此,保证了程序只与特定的存储卡一起运行


集成的路由功能允许在不同总线系统和网络上访问数据记录,例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。

描述

信号模块是控制器进行过程操作的接口。许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求,准确提供输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电绝缘、诊断和警报功能等方面都存在着差别。S7-400 信号模块不仅是能够在中央机架扩展,而且可以通过 PROFIBUS DP 连接到 S7-400 中央控制器。支持热插拔,这使更换模块变得极其简单。

设计和功能

安装简便

通过前连接器连接传感器/执行器。更换模块后,只需将前连接器插入相同类型的新模块中,并保留原来的布线。前连接器带自动编码功能可避免发生错误。S7-400 也可以检测前连接器是否已插入。

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。