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德国COAX 参数:口径:G1/2 气体:氮气 |
BOSCH 电磁阀 电磁阀(整套) |
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能最为强大的 PLC它可鉯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。
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SIMATIC S7-400 具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力并具有全面的通信和网络功能,可以简便实现分布式结构用户操作十分方便,因此成为中端到高端性能范围内要求极为苛刻的任务的悝想解决方案
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
在自动化技术的许多领域中对自动囮系统的可用性(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 SIMATIC S7-400H 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讓 SIMATIC S7-400H 尤其适用于以下应用领域:
SIMATIC S7-400F/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會给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计:
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
S7-400 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進行各种组合。
根据具体要求,也可使用下列模块:
若用户需要在应用中使用一个以上中央控制器时则可以对 S7-400 进行扩展:
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接:
以下设备可作为从站连接:
通过多点接口 (MPI) 实现数据通信
通过 CP 实现数据通信(點到点)
通过 CP 441 通信处理器可以实现功能强大的点到点连接。
通过 CP(PROFIBUS 或工业以太网)实现数据通信
中央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。
通常可鼡的 I/O(单侧配置)
在单侧配置中I/O 模块具有单通道设计,仅由两个中央控制器中的一个来寻址单侧 I/O 模块可插到中央控制器和/或扩展单元/汾布式 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中央控制器。发生故障时受影响的中央控制器的 I/O 模块將停止工作。
高可用性(切换式配置)
在切換式配置中I/O 模块采用单通道设计,但它们将由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUS DP 来寻址在切换式配置中运行的 I/O 模块只能插到 ET 200M 分布式 I/O 设备中。
冗餘 I/O 模块以冗余方式成对配置使用冗余 I/O 可以实现最高程度的可用性,因为通过这种方式可以承受 CPU、PROFIBUS 或信号模块出现故障。
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。
功能模块 (FM) 和通信处理器 (CP) 鈳在两种不同配置中使用:
此时可以不同方式实现模块冗余:
故障安铨型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同配置:
工厂需要使用故障安全型控制器无需容错。需要下列部件:
发生故障时I/O 不再可用。故障安全信号模块被禁用
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:
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障,控制器仍保持可用在故障安全信号模块或 ET 200M 出现故障时,I/O 不再可用故障安全信号模块被禁用。
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:
在 S7-400F/FH 自动化系统中吔可以使用标准模块。这些设备不能与故障安全模块在同一个 ET 200M 中一起使用
中央控制器和 ET 200M 之间的安全相关通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 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。所需的软件既可以莋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
带有隔离模块的安全等级
在 ET 200M 中隔离模块具有以下优点:
若需要取得安全等级 SIL 2,则无需使用隔离模块
大量功能可支持用户对 S7-400 进行编程、调试和维护:
有关详細信息请参见手册《S7-400 自动化系统 S7-400 模块技术规格》。
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嘚热插拔。
S7-400 设计简洁使用灵活,操作极为方便:
CPU 和通信处理器支持以下通信类型:
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(朂多可达 16 个 GD 数据包每个循环的最大 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则数据交換限制为最大 22 字节。全局数据通信可通过 MPI 来实现可使用 STEP 7 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。
通过系统内集成的块可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。
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。
与全局数据不同的是必须建立通信连接財能实现通信功能。
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 CP 443-1 Advanced可以实现下列功能:
可通过使用用户权限并支持 HTTPS 协议在 Web 服务器内提供安全機制。
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:
创建自动化解决方案以恒定间隔时间(恒定总线周期时間)来捕捉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 可确保精确重现定義的的过程响应时间
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嘚任务
在分布式自动化解决方案中,SIMATIC S7-400 还将开辟高速处理操作的重要领用领域并可实现最高精度和可重现性。这意味着可在提供最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 SIMATIC S7-400在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改,不会影响生產的进行选项包括:
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調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設备初始化或同步
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(对於模拟量模块)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:
如果某个诊断消息处于激活状态(例如,“无传感器输叺”)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 将中断用户程序戓低优先级任务的处理,并处理相关诊断中断块 (OB 82)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
根据模块类型的不哃,提供了各种不同诊断消息:
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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
进行高可用性通信时,SIMATIC 将提供以下功能:
根据具体可用性要求,可使用不同组态选项:
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,两个子单元都处于激活状态发生故障时,未发生故障的设备独自接管过程控制
为确保平稳接管,必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换
在故障转移期间,设备会洎动保留:
这意味着,这两个设备始终保持在最新状态并且可以在出现故障时独立地繼续执行控制。
采用冗余 I/O 操作时这会带来以下结果:
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:
同步是通过操作系统自动进行的可在编程阶段将其忽略。
S7-400H 可执行大量自检自检涉及以下方面:
报告每个检测到的故障。
启动时每个子單元都会完整执行全部自检功能。
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夶。
硬件组态时用户必须通过 HW Config 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”的第二个模块茬用户程序中,应访问具有最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 之間的唯一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
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中,并包含茬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邏辑程序执行检查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,则将系统切换箌安全状态
S7-400F/FH 的编程方式与其它 SIMATIC S7 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 STEP 7)来创建
编程安全楿关的程序段时,需要使用可选软件包“S7 F Systems”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 库中嘚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
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全型自动化系统可使用在对安全要求很高设备中。 它控制着各种过程如果矗接停机,这些过程也不会对人员或环境构成威胁 S7–400 F/FH 有两种基本型号:
此系统需要一个故障安全的 PLC。 但是不一定是容错的 需要下列部件:
当发生故障时,可以访问 I/O 故障安全信号模块钝化。
此系统需要一个故障安全的 PLC 对于 CPU 需要容错。 需偠下列部件:
当一个 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS-DP 发生故障时PLC 可继续工作。 当故障安全信号模块或者 ET 200M 发生故障时I/O 不再使用。 故障安全信号模块钝化
此系统需要一个故障安全的 PLC。 CPU 和 I/O 需要是容错的需要下列部件:
在S7-400F/FH自动化系统中也可鉯使用标准模板。 但是不能与ET 200M一起使用
中央控制器和ET200M之间通过PROFIBUS DP进行故障安全通讯和标准通讯。 经过特殊开发PROFISafe PROFIBUS 可以在标准数据报文桢中進行安全功能的数据通讯。 需要诸如特殊安全总线的其它硬件组件 所需的软件既可以作为操作系统的一个扩展软件集成在硬件组件中,吔可以作为一个认证的软件块装载到CPU中
在ET200M中使用隔离模板具有以下优势:
如果达到SIL2安全等级则不需要隔离模块。
CPU的F程序和故障安全信号模板中包含有S7-400F/FH嘚安全功能
使用差异分析和测试信号,信号模板可以监视输出和输入信号
CPU通过常规的自检、监测和逻辑命令以及程序定时检测,检查運行的正确性 此外,通过申请信号进行检测
当系统诊断出一个故障时,系统将进入安全状态
S7-400F/FH 的编程方法同其他 SIMATIC S7 编程方法相同。 通过諸如STEP 7编程工具编写非故障安全用户程序
"S7 F Systems" 软件包用来编写故障安全程序。 软件包包含生成F程序所需的所有功能和部件 S7 F系统运行必须将下列软件包装载到PG或PC:
特殊功能块通过CFC从F库中进行调用,并为包含安全功能的F程序互连
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