西门子增强型控制器S7-400/S7-400H/S7-400F/FH概述S7-400是SIMATIC控制器家族中功能***为强大的PLC。它可以成功实现全集成自动化(TIA)解决方案。S7-400是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。S7-400中端到***性能范围内功能强大的PLC可满足要求极为苛刻的任务的解决方案***的模块和各种性能等级CPU可针对具体自动化任务进行***佳调整可实现分布式结构，适用十分灵活连接方便***优通信和联网功能操作方便，设计简单，不含风扇任务增加时可顺利扩展多重计算：多个CPU在一个S7-400***控制器中同时运行。多重计算功能可对S7-400的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的CPU。可以为每个CPU分配自己的I/O。模块化：通过功能强大的S7-400背板总线和可直接连接到CPU的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于HMI和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O现场总线。另外，还可以实现额外需要的与MES/ERP系统或Internet的连接。工程组态和诊断：结合使用SIMATIC工程组态工具，可极为***地对S7-400进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用***语言（如SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。S7-400H具有冗余设计的高可用性自动化系统。用于具有很高故障安全要求的应用：重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。冗余设计的集中功能提高I/O的可用性：切换式I/O配置也可使用具有标准可用性的I/O：单侧配置热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。包含2个单独机架或一个分隔式***机架的配置通过冗余PROFIBUSDP或系统冗余PROFINETI/O来连接切换式I/O。S7-400F/FH故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂符合相关标准的安全要求（IEC61508的SIL3、DINV19250的AK6以及EN954-1的Cat.4）如果需要，也可通过冗余设计来实现容错不对安全相关I/O进行额外接线通过采用PROFIsafe行规的PROFIBUSDP实现安全通信基于带有故障安全模块的S7-400H和分布式ET200I/O适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用隔离模块用于在一个ET200M的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。产品目录ST70在产品目录ST70中也可找到有关SIMATICS7-400的信息：http:///sale***aterial-as/catalog/en/simatic_st70_chap06_english_2013.pdf应用S7-400SIMATICS7-400是中端到***性能范围内功能强大的PLC。SIMATICS7-400具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有***的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到***性能范围内要求极为苛刻的任务的理想解决方案。SIMATICS7-400的应用领域包括：汽车工业，如装配线机械设备制造，包括专用机械设备制造仓储技术钢铁工业楼宇管理系统发电和配电造纸和印刷领域木材加工食品和饮料领域过程工程，如水务和污水处理化工和石化领域仪表和控制包装机械制药工业由于具有多种性能等级的CPU，并有具备大量用户友好的功能的广泛模块，用户可以根据具体情况执行其自动化任务。任务扩展时，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，成本不会很高。SIMATICS7-400是一种通用控制器：具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有极高的工业适用性。可以带电连接和断开各模块。S7-400H在自动化技术的许多领域中，对自动化系统的可用性（从而故障安全性）的需求在不断提高。在许多领域中，设备停机会产生极高的成本。此时，只有冗余系统才能满足可用性要求。容错型SIMATICS7-400H即能满足这些要求。即使在一个或多个故障导致控制器的部件出现故障时，也能继续运行。通过以这种方式实现的可用性让SIMATICS7-400H尤其适用于以下应用领域：控制器发生故障后重启会产生很高费用的过程（通常在过程工业中）。停产的代价十分高昂的过程。涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。无人监视的应用涉及较少维护人员的应用订货数据关于S7-400H组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。S7-400F/FHSIMATICS7-400F/FH故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来***的过程进行控制。S7-400F/FH具有两种基本设计：S7-400F：故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，生产过程会切换到安全状态并中断。S7-400FH：故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产过程。通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。设计SIMATICS7-400有多个型号：S7-400：中、***性能的功能强大的PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。S7-400H：采用冗余设计的容错自动化系统，适用于故障安全型应用。S7-400F/FH：采用冗余设计的故障安全自动化系统，也具备高可用性。S7-400S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。系统包含下列组件：电源模块(PS)：用于将SIMATICS7-400连接到120/230VAC或24VDC电源电压。CPU：配有集成PROFIBUSDP接口的不同CPU具有不同性能范围。根据具体型号，这些CPU也可以带有集成PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，***多可以连接125个PROFIBUSDP从站。可以将***多256个PROFINETIO设备连接到PROFINET接口。SIMATICS7-400的所有CPU均可处理极大型的配置。此外，在一个***控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同工作以提高性能。这些CPU处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。用于数字量(DI/DO)和模拟量(AI/AO)输入/输出的信号模块(***)通信处理器(CP)，例如，用于总线连接和端到点连接功能模块(FM)：用于完成计数、***和凸轮控制等要求苛刻的任务的***模块。根据具体要求，也可使用下列模块：接口模块(IM)：用于连接***控制器和扩展单元。SIMATICS7-400的***控制器可带有***多21个扩展单元运行。SIMATICS5模块：在相关SIMATICS5扩展单元中，可以寻址SIMATICS5-115U/-135U/-155U的所有输入/输出模块。此外，在S5EU或者直接在CC中（使用适配器）都可以使用SIMATICS5的特定IP和WF模块。扩展若用户需要在应用中使用一个以上***控制器时，则可以对S7-400进行扩展：***多21个扩展单元：可将***多21个扩展单元(EU)连接到***控制器(CC)。接口模块(IM)的连接：通过发送和接收IM来连接CC和EU。发送IM插到CC中，相关的接收IM插到下游EU中可将***多6个发送IM插到CC中（其中***多2个带5-V电源），并可将***多1个IM插到EU中。每个发送IM均有2个接口，每个接口用于连接1条线路。可将***多4个EU（不带5-V电源）或1个EU（带5-V电源）连接到发送IM的每个接口。电源模块的固定插槽：必须始终将电源模块插在CC和EU中的***左侧。通过C总线进行的数据交换受限制：通过C总线进行的数据交换只能在CC和6个EU（EU1至EU6）之间进行。集中扩展：建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供5-V电源。CC和***后一个EU之间的***大线路距离：1.5m（带5V电源）、3m（不带5V电源）。通过EU进行分布式扩展：建议在面积很大工厂内采用，其中，多个EU位于各个位置。可以使用S7-400EU或SIMATICS5EU。CC和***后一个EU之间的***大线路距离：对于S7EU，约100m；对于S5EU约600m。注意将S5扩展单元分布式连接到：IM463-2可在S7-400的CC中使用，IM314在S5EU中使用。可将以下S5EU连接到S7-400：EG183UEG185UEG186UER701-2ER701-3连接类型***大（总）电缆长度本地链路，具有5-V电源，通过IM460-1和IM461-1实现1.5m本地链路，无5-V电源，通过IM460-0和IM461-0实现5m远程链路，通过IM460-3和IM461-3实现102.25m远程链路，通过IM460-4和IM461-4实现605mET200的分布式扩展：建议用于面积很大的工厂。通过CPU的PROFIBUSDP接口，可以连接含有***多125个总线节点的总线。CC与总线上***后一个节点之间的***大距离：23km（使用光缆）。S7-400通信SIMATICS7-400具有不同的通信选项：组合了多点接口和DP主站，集成在所有CPU中：用于同时连接编程器/PC、HMI系统、S7-200和S7-300系统以及其它S7-400系统。附加PROFIBUSDP接口，集成在多个CPU中，用于经济实用连接分布式I/O系统（例如，ET200）。PROFINETCPU上的集成式PROFINET接口，用于连接到分布式I/O系统或与其它控制器和PC系统通信。通信处理器，用于连接到PROFIBUS总线系统和工业以太网。通信处理器，用于功能强大的点到点连接。通过PROFIBUSDP进行过程通信通过S7-400-CPU的集成式PROFIBUSDP接口（可选），可将SIMATICS7-400作为主站连接到PROFIBUSDP。以下设备均可作为PROFIBUSDP上的主站进行连接：SIMATICS7-400（CPU、CP443-5）SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）SIMATICC7（通过配有PROFIBUSDP接口的C7，或通过PROFIBUSDPCP）虽然配有STEP7的编程器/PC或OP是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIBUSDP运行的PG和OP功能。以下设备可作为从站连接：分布式I/O设备，例如ET200现场设备SIMATICS7-200、S7-300C7-633/PDP、C7-633DP、C7-634/PDP、C7-634DP、C7-626DPSIMATICS7-400（仅通过CP443-5）通过多点接口(MPI)实现数据通信多点接口(MPI)是集成在SIMATICS7-400的CPU中的通信接口。它用于：编程和参数设置HMI建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑可选择的连接选项：MPI可以实现***多32个节点的同时连接：编程器/PCHMI系统S7-200（作为从站）S7-300S7-400C7内部通信总线（C总线）；通过S7-400的C总线以及CPU的MPI或DP接口，可以寻址带有C总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问C总线上连接的模块。通过接口模块，可将***多6个扩展单元连接到C总线。MPI的性能数据：***多32个MPI节点数据传输速率高达12Mbps灵活的安装选件：使用性能可靠的组件建立MPI通信：PROFIBUS和“分布式I/O”产品系列中的总线电缆、总线连接器和RS485中继器(12Mbps)。可通过组件实现***佳调整以满足具体要求。例如，任意两个MPI节点之间***多可以串入9个中继器以连接更大距离。DP主站：也可将S7-400的MPI配置为DP主站。随后可以连接***多32个***大传输速率为12Mbps的DP从站。从而保留编程功能和人机界面功能。通过CP实现数据通信（点到点）通过CP441通信处理器，可以实现功能强大的点到点连接。可连接各种设备，例如：PCSIMATICS5/S7工业PC其它厂商的PLC扫描仪、条形码阅读器、识别系统机械手控制装置打印机可变接口：通过可更换的接口模块，可以使用不同传输介质进行通信：20mA(TTY)RS232C(V.24)RS422/485通过CP（PROFIBUS或工业以太网）实现数据通信通过CP443-x通信处理器，可以将SIMATICS7-400连接至PROFIBUS和工业以太网总线系统。例如包括：SIMATICS7-200（通过PROFIBUS）SIMATICS7-300SIMATICS7-400SIMATICS5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H编程设备PCSIMATICHMI人机界面系统数控装置机械手控制装置工业PC驱动控制装置其它厂商的设备S7-400HSIMATICS7-400H包括以下组件：2个***控制器：2个单独的UR1/UR2***控制器，或一个分隔式***控制器(UR2-H)上的2个区域。每个***控制器有两个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。每个***控制器1个CPU412-5H、1个CPU414-5H、1个CPU416-5H或1个CPU417-5H。***控制器中具有S7-400I/O模块。UR1/UR2/ER1/ER2扩展单元和/或带有I/O模块的ET200M分布式I/O设备。***功能采用冗余设计。可将I/O组态为常规可用性型和切换型。通常可用的I/O（单侧配置）在单侧配置中，I/O模块具有单通道设计，仅由两个***控制器中的一个来寻址。单侧I/O模块可插到***控制器和/或扩展单元/分布式I/O设备中。在I/O寻址设备工作正常的情况下，从单侧读入的信息始终提供给两个***控制器。发生故障时，受影响的***控制器的I/O模块将停止工作。单侧配置用于：不需要很高可用性的工厂部分。连接基于用户程序的冗余I/O。此时，必须对系统进行对称设置。高可用性（切换式配置）在切换式配置中，I/O模块采用单通道设计，但它们将由两个***控制器通过冗余PROFIBUSDP来寻址。在切换式配置中运行的I/O模块只能插到ET200M分布式I/O设备中。通过PROFIBUSDP连接到***控制器。I/O冗余冗余I/O模块以冗余方式成对配置。使用冗余I/O可以实现***高程度的可用性，因为通过这种方式，可以承受CPU、PROFIBUS或信号模块出现故障。可进行实现以下配置：单侧DP从站采中采用冗余I/O切换式DP从站采用冗余I/O适宜的I/O模块相互冗余的模块必须为同一类型和设计形式（例如，均为集中式或均为分布式）。不对插槽进行规定。不过，出于可用性原因，建议在不同的站中使用。关于可以使用的模块，请咨询系门子客户支持部门或参阅相关手册。FM和CP冗余功能模块(FM)和通信处理器(CP)可在两种不同配置中使用：切换式冗余配置：可以双重连接FM/CP以将ET200M或一个交换式ET200M分离。双通道冗余配置：可将FM/CP插到两个子单元中或插到与子单元相连的扩展单元中（参见单侧配置）。此时可以不同方式实现模块冗余：由用户编程：在功能模块和SIMATIC通信处理器上，通常可由用户对冗余功能进行编程。将会确定主动模块并检测可能的故障以执行切换。所需的程序与配有冗余FM/CP的单个CPU的程序一致。由操作系统直接提供支持。对于SIMATICNET-CP443-1，操作系统直接支持冗余。有关详细信息，请参见“通信”下面的内容。S7-400F/FH故障安全型S7-400F/FH自动化系统可根据需求进行不同配置：单通道、单侧I/O，用于S7-400F工厂需要使用故障安全型控制器。无需容错。需要下列部件：1个CPU414-4H/417-4H，含F-Runtime许可证。1条PROFIBUSDP总线。带有IM153-2的ET200M。故障安全信号模块，采用非冗余设计。发生故障时，I/O不再可用。故障安全信号模块被禁用。单通道、切换式I/O，用于S7-400FH工厂需要使用故障安全型控制器。CPU侧需要有容错功能。需要下列部件：2个CPU414-4H/417-4H，含F-Runtime许可证。2条PROFIBUSDP总线。1个ET200M，带2个IM153-2（冗余）。故障安全信号模块，采用非冗余设计。若CPU、IM153-2或PROFIBUSDP总线出现故障，控制器仍保持可用。在故障安全信号模块或ET200M出现故障时，I/O不再可用。故障安全信号模块被禁用。冗余、切换式I/O，用于S7-400FH工厂需要使用故障安全型控制器。CPU侧和I/O侧需要容错功能。需要下列部件：2个CPU414-4H/417-4H，含F-Runtime许可证。2条PROFIBUSDP总线。2个ET200M，带2个IM153-2（冗余）。故障安全信号模块，冗余设计。在CPU、IM153-2或PROFIBUSDP总线、故障安全信号模块或ET200M出现故障时，控制器仍保持可用。在S7-400F/FH自动化系统中，也可以使用标准模块。这些设备不能与故障安全模块在同一个ET200M中一起使用。通信***控制器和ET200M之间的安全相关通信和标准通信是通过PROFIBUSDP实现的。通过专门开发的PROFIBUS行规PROFIsafe，可在标准数据报文中传输与安全功能相关的用户数据。无需附加的硬件组件，如专用安全总线。所需的软件既可以作为操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可作为经过认证的软件块装载到CPU中。带有隔离模块的安全等级在ET200M中隔离模块具有以下优点：可以使用铜质总线电缆来建立PROFIBUSDP总线。没有必要使用光纤电缆。每个IM153-x都可以使用。在一个ET200M中，可以混合使用安全模式下的故障安全信号模块和S7-300标准模块。若需要取得安全等级SIL2，则无需使用隔离模块。功能S7-400大量功能可支持用户对S7-400进行编程、调试和维护：高速指令执行。用户友好的参数分配人机界面：S7-400的操作系统中集成了用户友好的OCM服务。诊断功能和自检：CPU的智能诊断系统可连续检查系统功能并记录错误和特定系统事件。密码保护。模式选择开关系统功能SIMATICS7-400符合以下国内和国际标准：CE标志UL认证CSA认证或cULus认证FM认证ATEX认证C-Tick、EMC标记，适用于澳大利亚和新西兰IEC61131-2船级社的船用认证ABS（美国船级社）BV（法国船级社）DNV（挪威船级社）GL（德国劳氏船级社）LRS（英国劳氏船级社）ClassNK（日本船级社）有关详细信息，请参见手册《S7-400自动化系统S7-400模块技术规格》。设计S7-400系统可方便地构建为模块化系统。S7-400的突出特点是不带风扇，运行可靠，支持信号模块的热插拔。S7-400设计简洁，使用灵活，操作极为方便：模块安装十分简单。背板总线集成在安装机架中。模块更换简单，不会将模块相互混淆成熟可靠的连接技术TOPConnect连接方式：通过1芯到3芯接头和螺钉型或弹簧型端子进行预接线。规定的安装深度：所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。***小限度的插槽规则通信CPU和通信处理器支持以下通信类型：过程通信；通过总线（AS-Interface、PROFIBUSDP或PROFINET）对I/O模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行级调用过程通信数据通信；在自动化系统之间或HMI与多个自动化系统之间进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。数据通信SIMATICS7-400拥有不同的数据通信机制：通过全局数据通信(GD)实现联网的CPU之间的数据包循环交换。通过通信功能进行事件驱动型通信。通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现网络连接。全局数据(GD)通过MPI以及“全局数据通信”服务，联网的CPU可以相互循环交换数据（***多可达16个GD数据包，每个循环的***大GD数据包大小为64字节）。例如，CPU可以访问另一个CPU的数据/位存储器/过程映像。若网络上连接有S7-300，则数据交换限制为***大22字节。全局数据通信可通过MPI来实现。可使用STEP7来执行组态。在分段式CR2安装机架中，两个CPU可以使用GD并通过C总线通信。通信功能通过系统内集成的块，可以建立与S7/C7伙伴之间的通信服务。这些服务包括：通过MPI和PROFIBUSS7进行的S7通信。通过MPI、C总线、PROFIBUS和PROFINET/工业以太网进行的S7通信。通过可加载的块，可以建立与S5通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。这些服务包括：通过PROFIBUS和工业以太网进行的S5兼容通信。通过PROFIBUS和工业以太网进行的标准通信（通过PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信）。与全局数据不同的是，必须建立***接才能实现通信功能。集成到IT环境中通过S7-400，可方便地将现代IT环境与自动化环境链接。使用插入式CP443-1Advanced，可以实现下列功能：使用任何HTML工具创建自己的Web页面。方便地将S7-400的过程变量分配给HTML对象。使用标准浏览器并通过这些Web页面监控S7-400。通过FC调用，从S7-400的用户程序发送电子邮件。由于TCP/IP具有的WAN特性，可进行远程编程，甚至可通过电话网（如ISDN）。带有PROFINET接口的S7-400-HCPU配有集成式Web服务器。因此，可以使用标准Web浏览器读出S7-400站的信息：CPU常规信息诊断缓冲区的内容变量表变量状态模块状态消息有关工业以太网的信息OUC连接诊断PROFINET节点拓扑通过用户定义的Web页面显示过程数据和用户数据可通过使用用户权限并支持HTTPS协议在Web服务器内提供安全机制。等时同步模式通过等时同步模式系统功能，可通过连接到等时同步PROFIBUS和PROFINET的循环，以实现：分布式信号采集信号传输程序执行创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来***并处理输入和输出信号。同时创建一致的部分过程图像。借助于恒定总线周期时间和分布式I/O同步信号处理，S7-400可确保***重现定义的的过程响应时间。提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。在分布式自动化解决方案中，SIMATICS7-400还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现***高精度和可重现性。这意味着可在提供***佳且恒定的质量的同时提高产量。在运行模式下更改硬件组态（运行时组态，CiR）通过SIMATICS7-400，在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改，不会影响生产的进行。选项包括：增加分布式I/O节点（PROFIBUSDP或PA从站）在ET200MI/O系统中增加模块并重新设置参数。CiR（即运行时组态）功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换，从而降低设备调试和重新装备的时间。此外，通过该系统功能，还可以灵活响应工艺的变化（例如，工艺的优化），因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。模块的诊断和过程监控SIMATICS7-400的众多输入/输出模块具有智能功能：监控信号采集（诊断）监控来自过程的信号（硬件中断）诊断智能诊断系统可用来确定模块的信号采集（对于数字量模块）或者模拟量处理（对于模拟量模块）是否正常工作。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：可参数化的诊断消息：仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。不可参数化的诊断消息：这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。如果某个诊断消息处于***状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块(OB82)。通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。根据模块类型的不同，提供了各种不同诊断消息：数字量输入/输出模块诊断消息可能的故障原因无传感器电源传感器电源过载传感器电源对M短路无外部辅助电压模块无电源电压L+无内部辅助电压模块无电源电压L+内部模块熔断器有故障熔断器烧断内部模块熔断器有故障模块中的参数不正确传输到模块的参数不正确时间看门够脱落定期出现高电磁干扰模块有故障EPROM故障定期出现高电磁干扰模块有故障RAM故障定期出现高电磁干扰模块有故障硬件中断丢失硬件中断到来的速度超过CPU的处理能力模拟量输入模块诊断消息可能的故障原因无外部负载电压模块无负载电压L+组态/参数设置错误传输到模块的参数不正确共模错误输入(M-)和测量电路的参考电位(MANA)之间的电位差UCM过高断线传感器电路的电阻过高模块和传感器之间的线路中断通道未切换（断开）低于量程下限输入值低于前量程值，此故障的可能原因是量程4-20mA、1-5V：传感器极性接反；选择的量程不正确其它量程：选择的量程不正确高于量程上限输入值超出过量程值模拟量输出模块诊断消息可能的故障原因无外部负载电压模块无负载电压L+组态/参数设置错误传输到模块的参数不正确对M短路输出过载输出QV对MANA短路断线执行器电阻过高模块和执行器之间的线路中断通道未使用（断开）硬件中断可以监控过程信号，并且可通过过程中断触发对信号变化的响应。数字量输入模块：根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB40）。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。模拟量输入模块：通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。S7-400H容错通信进行高可用性通信时，SIMATIC将提供以下功能：更高可用性：发生故障时，通信可通过***多4个冗余连接继续进行。操作简便；高可用性对用户来说并不是透明的。可以并经过任何改动而采用标准通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。S7-400H（冗余和非冗余配置）和PC目前支持容错通信。在PC上，需要安装Redconnect程序包（参见“SIMATICNET通信系统”）。根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：单一总线或冗余总线。总线型拓扑或环型拓扑总线。操作模式CPU417-5H/416-5H/414-5H/412-5H的操作系统可自主执行S7-400H的所有必要额外功能：数据交换故障响应（故障转移至备用设备）两个子单元的同步自检冗余原理S7-400H按“热备份”模式下的主动冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于***状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管过程控制。为确保平稳接管，必须通过***控制器链路实现高速、可靠的数据交换。在故障转移期间，设备会自动保留：相同的用户程序相同的数据块相同的过程映像内容相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等这意味着，这两个设备始终保持在***新状态，并且可以在出现故障时***地继续执行控制。采用冗余I/O操作时，这会带来以下结果：在无故障的运行期间，两个模块均处于***状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的信号，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。发生故障时（例如，两个输入模块之一出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障信号，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。同步为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。S7-400H遵循“时间驱动的同步”工作原理。每当子单元中发生可能导致不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：直接访问I/O中断、报警更新用户时间通过通信功能修改数据同步是通过操作系统自动进行的，可在编程阶段将其忽略。自检S7-400H可执行大量自检。自检涉及以下方面：***控制器的连接***处理单元处理器/ASIC存储器报告每个检测到的故障。启动时自检启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。循环操作期间的自检完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。组态、编程S7-400H的编程与S7-400类似。所有可用的STEP7功能都可以使用。对S7-400H编程需要使用STEP7V5.2。I/O模块的组态硬件组态时，用户必须通过HWConfig指定相互形成冗余的模块。只需指定要在冗余模式下运行的模块以及要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，应访问具有***低地址的模块。第二个地址不向用户显示，并且含有冗余和非冗余I/O的控制部分的编程完全相同。与非冗余I/O之间的***差别是块库中的两个函数块（RED_IN和RED_OUT），需要在用户程序的开始处和结束处调用这两个函数块。在STEP7V5.3或更高版本中，该库已作为标准库集成到STEP7中。S7-400HS7-400F/FH满足下列安全要求：要求等级AK1至AK6，根据DINV19250/DINVVDE0801安全要求等级SIL1至SIL3，根据IEC61508Cat1至Cat4，根据EN954-1操作模式S7-400F/FH的安全功能包含在CPU的F程序中，并包含在故障安全信号模块中。信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视(sign-of-life)请求，还可以检查I/O状况。若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。F-Runtime许可证必须将F-Runtime许可证加载到CPU上以运行S7-400F/FH。每个S7-400F/FH都需要一份许可证。编程S7-400F/FH的编程方式与其它SIMATICS7系统的编程方式相同。非故障安全工厂部分的用户程序可用成熟可靠的编程工具（如STEP7）来创建。S7FSystems可选软件包编程安全相关的程序段时，需要使用可选软件包“S7FSystems”。该软件中包括创建F程序所需的全部函数和块。对于包含安全功能的F程序，可使用CFC调用来F库中的专用函数块并进行互连。使用CFC可以简化工厂的组态和编程工作，由于工厂范围内具有统一的表示形式，也将简了验收测试。无需使用额外工具，程序员就可以完全专注于安全相关应用程序。技术规范通用技术数据防护等级IP20环境温度0－60°C相对湿度5~95%，无凝露气压1080~795hPa（对应于-1000至+2000m高度）电磁兼容性抗干扰性符合EN61000-6-2辐***扰符合EN61000-6-4机械负载抗振性，根据标准IEC60068-2-6（正弦波）10~58Hz；恒定幅度0.075mm；58~500Hz；恒定加速度1g；振荡持续时间：在X、Y、Z三个方向上各10次抗冲击性，根据标准IEC60068-2-27冲击类型：半正弦；冲击强度10g（峰值），持续时间6ms冲击方向：在X、Y、Z三个方向上各100次。)