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S7-400自動化系統采用模塊化設計。它所具有的模板的擴展和配置功
能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。
一個系統包括：
? 電源模板；
將SIMATIC S7-400連接到120/230 V AC或24 V DC電源上。
? 中央處理單元（CPU）
有多種CPU可供用戶選擇，有些帶有內置的PROFIBUS-DP接口，
用于各種性能范圍。一個中央控制器可包括多個CPU，以加強性能。
? 各種信號模板（SM）用于數字量輸入和輸出（DI/DO）以及模擬量的輸入和輸出（AI/A0）
? 通訊模板（CP）用于總線連接和點到點的連接。
? 功能模板（FM）：專門用于計數、定位、凸輪控制等任務。
簡單的設計系統使S7-400用途廣泛、靈活、適用性強：
? 模板安裝非常簡便
? 背板總線集成在機架內
? 方便、機械碼式的模板更換
? 經過現場考驗的連接系統
? TOP連接用螺釘或彈簧端子的1到3線系統的預裝配接線
? 規定的安裝深度
所有端子和接線器都放置在模板凹槽內并有蓋板保護
? 沒有槽位規則
如果用戶需要比中央控制器更多的功能，S7-400還可以擴展：
? 最多21個擴展單元（EU）21個擴展單元（EU）都可以連接到中央控制器（CC）。
? 通過接口模板<IM）連接：中央控制器CC和擴展單元EU通過發送IM和接收IM連接。
中央控制器（CC）可插入最多6個發送IM，每個EU可容納1個接收IM。每個發送IM有2個接口，
每個接口都能連接一條擴展線路。
? 集中式擴展：這種擴展方式適用于小型配置或控制柜直接在機器上的場合。每個發送IM
接口可支持4個EU，如有必要，還可同時提供5V電源。中央控制器和最后一個EU的最大距離是.5
m（帶5 V電源）；3 m（不帶5 V電源）。 ? 用EU進行分布式擴展： 這種方式適用于分布范圍廣，
并在一個地方有幾個
EU的場合。發送IM的每個接口最多可支持4個EU�？梢允褂肧7-400 EU，或SIMATIC S5 EU。
中央控制器和最后一個EU的最大距離為100 m（S7 EU） ；600 m（S5 EU）。采用擴展方案時應遵守以下原則：
任一中央控制器的擴展單元（EU）數量最多不應超過21個。- 連接到任一中央控制器的發送IM不能超過6個，并且最多只有
2個IM可提供5 V電源- 中央控制器器和7 EU的最大距離為100 m。 - 通過C總線的數據交換，僅限
中央控器和6個EU（EU1~EU6）之間。 - 電源模板總是安裝在中央控制器和EU的最左邊。 ? ET 200
進行遠程擴展；這種方式適用于分布范圍很廣的系統。通過CPU中的–DP接口最多可連接125個總線結點。中
央控制器和最后一個結點的最大距離為
23 km
CPU 啟動(暖啟動)，冷啟動和熱啟動的區別是什么？
通電后，西門子S7-400 CPU 或 CPU 318-2 開始執行用戶程序之前，啟動程序已開始工作。在啟動程序中，用戶可以對循環程序通過編程啟動 OB 來進行相應地定義預設置。
如下有三種啟動方式：
| 啟動模式 | 描述 |
| 啟動(暖啟動) | 程序處理重新啟動，數據繼續保持。 |
| 冷啟動 | 當前數據丟失，程序處理以初始值再次啟動。 |
| 熱啟動 | 一旦供電恢復，程序從斷電時的值開始繼續工作。 |
在操作模式“STARTUP”中：
- 程序在啟動 OB 中運行( OB 100 為啟動(暖啟動)，OB101 為熱啟動，OB102 為冷啟動) 。
- 不可用時間和報警控制程序運行。
- 時間保持更新。
- 運行時間表在運行。
- 信號模塊上的數字輸出被鎖定，但可以通過直接存儲來設置。
啟動(暖啟動)：
圖 01
在啟動(暖啟動)中， 程序處理以“基本設置”內系統數據和用戶地址范圍為程序啟動點來重啟。
- 過程映像區，非保持存儲器，定時器和計數器都重新設置。保持的存儲器，定時器，計數器各自都保留其最后的有效數值。所有以“未保留”的屬性參數化的數據塊被復位為初始值。其他數據塊各自保留其最后的有效數值。
- 程序處理從頭開始再次重新啟動 (啟動 OB 或 OB1) 。
- 如果供電中斷，暖啟動只可用于緩沖模式。如若運行的 CPU 沒有后備電池，當開關接通或 POWER OFF 后重新上電時，CPU 將自動復位并重新啟動(暖啟動)。
如果系統不要求完全復位，那么啟動(暖啟動)一直是可行的。在如下情況發生后，只有啟動(暖啟動)可行：
- 完全復位。
- 在CPU 的 STOP 模式下載入用戶程序。
- USTACK/BSTACK 溢出。
- 通過 POWER OFF 或模式開關使啟動(熱啟動)被中斷。
- 重新啟動超出參數化中斷的時間限制。
啟動(暖啟動)的操作命令：
用戶可以觸發手動啟動(暖啟動)：
- 通過模式選擇開關
- (如果可以，CRST/WRST 開關必須設置為 CRST)
- 通過PG的命令菜單或通訊功能
- (模式選擇開關需設置在 RUN 或 RUN-P 位置).
在 POWER ON 時，下面的狀態會觸發自動啟動(暖啟動)：
- POWER OFF 時 CPU 不在 STOP .
- 模式選擇開關設置到 RUN 或者 RUN-P.
- 沒有將 POWER ON 的參數設置為自動熱啟動或自動冷啟動。
- CPU 的啟動(暖啟動)沒有因電源故障而引起中斷(不依賴于啟動的參數設置)
冷啟動：
圖 02
- 冷啟動時，主存儲器中 SFC 生成的數據塊都被刪除，其他數據塊從裝載存儲器中獲取默認值。
- 無論是否設置數據保持，過程映像區，定時器，計數器，指示器都將在程序(裝載存儲器)中重新設置到初始值。
- 輸入的過程映像區被讀入，STEP 7 用戶程序開始重新啟動 (OB102 或 OB1).
冷啟動的操作命令：
- 只能從 PG 觸發手動冷啟動。
- 如果參數已相應地定義于 STEP 7 中，某些 S7-400 CPU 可通過模式選擇開關和啟動模式轉換 (CRST/WRST) 來執行冷啟動。
熱啟動：
圖 03
在 RUN 狀態下電源中斷后再次供電，S7-400 CPU 通過初始化路徑然后自動執行熱啟動。重新熱啟動后，用戶程序在中斷點繼續運行 (定時器，計數器，指示器不被重新設置，當前數值保存在 DB 塊中)。在斷電前未執行的用戶程序被稱為剩余循環程序。剩余循環程序同時包括時間和報警控制程序部分。
- 熱啟動中，所有數據包括過程映像區都執行它們最后的有效數值。
- 程序在中斷點繼續執行命令。
- 在當前周期完成之前，輸出不會改變。
- 如果供電中斷，熱啟動只可適用于緩沖模式。
原則上來說，如果用戶程序在 STOP 狀態下沒有改變 (例如裝載一個修改過的塊) 或者因為某些原因而不需要進行啟動 (暖啟動)，那么，熱啟動是允許的。
熱啟動的操作命令：
如果相關參數已設定于 CPU 中，并且是如下原因造成 STOP, 那么手動熱啟動是可行的：
- 模式選擇器從 RUN 轉換到 STOP。
- STOP 已被用戶編程，STOP 在調用 OB 后未被載入。
- STOP 狀態包含于 PG 或某個通訊功能。
用戶可以觸發熱啟動：
- 通過模式選擇開關來選擇。
- CRST/WRST 需設置在 WRST。
- 通過 PG 菜單命令或通過通訊功能 (模式選擇開關設置到 RUN 或 RUN-P)
- 手動熱啟動已在 CPU 中參數化。
自動熱啟動可在 POWER ON 狀態下被觸發，如果：
- 在 POWER OFF 狀態下，CPU 不在 STOP 或 HALT。
- 模式選擇開關設置到 RUN 或 RUN-P。
- 自動熱啟動已為 POWER ON 在 CPU 內參數化。
- 在自動熱啟動中，CRST/WRST 的轉換是無效的。
SIMATIC ET 200 為所有應用提供完美解決方案
SIMATIC ET 200 有豐富的分布式 I/O 系統可供選用，既可以用在控制柜中，也可以直接用在不帶控制柜的機器上，還可在危險區域中使用域。模塊化的設計讓您能夠輕松、快速地調整和擴展 ET200 系統。已集成的附加模塊可以降低成本，同時拓寬了應用范圍。您可以從多種不同的組合方案中進行選擇：數字量和模擬量輸入/輸出、帶 CPU 的智能模塊、安全系統、電機啟動器、氣動裝置、變頻器以及各種不同的技術模塊（例如，計數、定位等）。
通過 PROFIBUS 和 PROFINET 進行通訊、統一的工程規范、透明的診斷以及 SIMATIC 控制器和 HMI 單元的完美交互，都彰顯著全集成自動化無與倫比的綜合優勢。
PROFIBUS
PROFIBUS 是工業現場級的國際標準 (IEC 61158/61784)。它是唯一經認可的在加工制造和過程工業兩種領域均可進行通訊的現場總線。
PROFIBUS 用于將現場設備（如分布式 I/O 設備或驅動器）連接到自動化系統（如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 機）。
PROFIBUS 是標準化的現場總線，符合 IEC 61158 規范，是功能強、開放式、堅固耐用、響應時間短的現場總線系統。PROFIBUS 有多種規格，可用于各種應用環境。
PROFIBUS DP（分布式 I/O）
PROFIBUS DP 用于連接分布式現場設備（如 SIMATIC ET 200）或響應時間極快的驅動器。PROFIBUS DP 用在傳感器/執行器分布在機器或廠房內的情況（如，現場級別）。
PROFINET
PROFINET 是自動化領域的開放式、跨供應商的工業以太網標準 (IEC 61158/61784)。
PROFINET 基于工業以太網，實現了現場設備（IO 設備）和控制器（IO 控制器）之間的直接通訊，甚至能夠用于運動控制領域的同步驅動控制解決方案。
按照 IEEE 802.3 標準，PROFINET 基于標準以太網技術，從現場級到管理級的任何設備都能夠連接。
因此，PROFINET 支持系統范圍內的通訊、工廠范圍內的統一工程和 IT 標準，如上至 Web 服務器或 FTP，下至現場級設備。經過測試和試用的現場總線系統，如 PROFIBUS 或 AS-Interface，無需對現有設備進行任何更改即可輕松集成。
AS 接口
AS-Interface 符合國際標準 (IEC 62026/EN 50295)，可代替電纜束，只需一條雙股線即可極其經濟可靠地將傳感器和執行器連接起來。這條雙股線還用于為各個工作站提供電力。這使 AS-Interface 成為 PROFIBUS DP 現場總線的理想伙伴。
- 3 英寸至 15 英寸理想的入門級系列，用于操作和監控緊湊型機器和系統
- 由于使用像素圖形顯示屏，可以清晰地顯示過程
- 使用觸摸屏和觸覺功能鍵實現直觀的操作
- 配備所有必需的基本功能，如警報記錄、配方管理、繪圖、矢量圖形和語言切換
- 通過集成的以太網接口或帶有 RS485/422 的單獨版本可以簡單地連接到控制器
- 全集成自動化 (TIA) 的集成組件：
提高生產率，最小化工程費用，減少生存周期成本 - 由于采用垂直組態（4" 和 6" 設備），即使在安裝空間受限時也可使用
- 縮短組態和調試時間
- 由于免維護型設計和背光顯示器使用壽命較長，維修十分方便
- 由于具有輸入/輸出字段、矢量圖形、趨勢曲線、條形圖、文本和位圖等要素，可以簡單、輕松地顯示過程值
- 圖片庫，帶有現成的圖形對象
- 可全球使用：
- 可組態 32 種語言（包括亞洲和西里爾字符集）
- 在線可在多達 5 種語言間切換
- 相關語言文本和圖形
- 模塊化、可擴展通用系統，IP20 防護等級
- 適用于離散自動化領域中各種自動化應用的系統解決方案
- 具有極高性能和可用性
- 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態
性能
- 提高性能
- 高速指令執行:
- 語言擴展
- 新數據類型
- 更快速的背板總線
- 經過優化的代碼生成
- 功能強大的通信：
- PROFINET IO（2 端口交換機）標準接口；
從 CPU 1515-2 PN 起，具有一個更多額外的集成 PROFINET 接口，例如，用于網絡分離 - 可針對總線系統和點到點連接，通過通信模塊進行擴展
集成技術
- 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
- 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅動器和 PROFIdrive 驅動器
- 運動控制功能支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
- 全面跟蹤所有 CPU 變量，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
擁有有效調試和快速優化驅動器和控制裝置 - 廣泛的控制功能：
例如，可輕松組態的塊可進行控制參數的自動優化以實現最優控制質量 - 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
例如，高速計數、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量
安全集成
保證人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統框架內
- 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上處理標準程序和安全程序。
在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向評估標準用戶程序中的標準數據那樣，評估故障安全數據。由于這種軟件集成，故障安全應用也可利用 SIMATIC 的系統有點和全面功能。
集成安全功能
- 通過密碼進行知識保護，防止未經授權讀取和修改程序塊
- 通過復制保護來提高保護程度，防止未經授權而復制程序塊：
通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。 - 具有四個不同授權級別的權限：
可向各個用戶組分配不同訪問權限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。 - 改進了操作保護：
控制器將會檢測到組態數據的更改或未授權傳輸。 - 用于以太網通信處理器 (CP 1543-1)：
- 通過防火墻提供附加訪問保護
- 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）
設計與操作
- CPU 帶有用于顯示普通文本信息的顯示屏：
- 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
- 直接在現場設置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網絡設置，無需使用編程設備
- 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
- 所有模塊采用統一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
- S7-1500 安裝導軌上集成有 DIN 導軌：
快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件 - 通過信號模塊進行集中擴展：
可根據任何應用的要求進行靈活調整 - 數字量信號模塊的系統電纜連接：
可快速、清晰地進行安排，以連接至現場的傳感器和執行器并在控制柜中進行簡便接線 - 電源：
- 負載電源模塊（電源模塊）可為模塊提供 24 V 電源
- 電源模塊可通過背板總線向模塊內部電路供電
- 分布式擴展：
- 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統使用最多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
- 在集中和分布式運行的操作和系統功能方面沒有差別
集成式系統診斷
- CPU 的集成系統診斷，默認情況下已激活：
- 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 服務器中以普通文本形式一致地顯示系統診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止狀態，也會更新消息。
- 系統診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態。組態發生改變時，會自動對診斷信息進行更新。
數據記錄（歸檔）和配方
- SIMATIC 存儲卡：
- 插入式裝載存儲器
- 可進行固件更新
- STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
- 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設備相關的運行數據和組態數據（與控制器之間的雙向數據交換）
- 集成 Web 服務器
- 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設備相關的運行數據和組態數據
認證
在交付時，SIMATIC S7-1500 符合以下國家和國際標準：
- CE
- cULus
- C-TICK
- CFMus
- ATEX
- EN 61000-6-4
- EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
- EN 61131-2;
