西門子S7-400系列PLC

概述
S7-400是SIMATIC智能控制器家族中功能更為強大的PLC。它可以成功實現全集成自動化(TIA)解決方案。S7-400是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺,其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400
中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC
可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行更佳調整
可實現分布式結構,適用十分靈活
連接方便
更優通信和聯網功能
操作方便,設計簡單,不含風扇
任務增加時可順利擴展
多重計算:
多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運行。
多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如,可將復雜的技術任務(如開環控制、計算或通信)進行拆分并分配給不同的 CPU。可以為每個 CPU 分配自己的 I/O。
模塊化:
通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口,可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如,這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外,還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
工程組態和診斷:
結合使用 SIMATIC 工程組態工具,可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程,尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此,可以使用優質語言(如 SCL)以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

S7-400H
具有冗余設計的高可用性自動化系統。
用于具有很高故障安全要求的應用:
重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過程。
冗余設計的集中功能
提高 I/O 的可用性:切換式 I/O 配置
也可使用具有標準可用性的 I/O:單側配置
熱后備:發生故障時,自動切換到備用設備。
包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
通過冗余 PROFIBUS DP 或系統冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自動化系統,適用于具有很高安全要求的工廠
符合相關標準的安全要求(IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4)
如果需要,也可通過冗余設計來實現容錯
不對安全相關 I/O 進行額外接線
通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 實現安全通信
基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統中使用
隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

應用
S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC。
SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設計和較高擴展能力,并具有全面的通信和網絡功能,可以簡便實現分布式結構,用戶操作十分方便,因此成為中端到高端性能范圍內要求極為苛刻的任務的理想解決方案。
SIMATIC S7-400 的應用領域包括:
汽車工業,如裝配線
機械設備制造,包括專用機械設備制造
倉儲技術
鋼鐵工業
樓宇管理系統
發電和配電
造紙和印刷領域
木材加工
食品和飲料領域
過程工程,如水務和污水處理
化工和石化領域
儀表和控制
包裝機械
制藥工業
由于具有多種性能等級的 CPU,并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊,用戶可以根據具體情況執行其自動化任務。
任務擴展時,可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展,成本不會很高。

SIMATIC S7-400 是一種通用控制器:
具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性,因此擁有極高的工業適用性。
可以帶電連接和斷開各模塊。

S7-400H
在自動化技術的許多領域中,對自動化系統的可用性(從而故障安全性)的需求在不斷提高。在許多領域中,設備停機會產生極高的成本。此時,只有冗余系統才能滿足可用性要求。
容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現故障時,也能繼續運行。通過以這種方式實現的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領域:
控制器發生故障后重啟會產生很高費用的過程(通常在過程工業中)。
停產的代價十分高昂的過程。
涉及貴重材料的過程(例如在制藥工業中)。
無人監視的應用
涉及較少維護人員的應用
S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機不會給人員或環境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設計:
S7-400F:
故障安全自動化系統。在控制系統中發生故障的情況下,生產過程會切換到安全狀態并中斷。
S7-400FH:
故障安全和高可用性自動化系統。在控制系統中發生故障的情況下,冗余控制部分將發揮作用,繼續控制生產過程。
通過另外使用標準模塊,可以建立一個全集成控制系統,可在非安全相關和安全相關任務共存的工廠環境中使用。可以使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。

設計
SIMATIC S7-400 有多個型號:
S7-400:
中、高端性能的功能強大的 PLC,具有模塊化結構和免風扇的設計。
S7-400H:
采用冗余設計的容錯自動化系統,適用于故障安全型應用。
S7-400F/FH:
采用冗余設計的故障安全自動化系統,也具備高可用性。
S7-400
S7-400 自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進行各種組合。
系統包含下列組件:
電源模塊 (PS):
用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
CPU:
配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據具體型號,這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口,更多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站。可以將更多 256 個 PROFINET IO 設備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外,在一個中央控制器中的多重計算模式下,多個 CPU 可以協同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間,可實現較短機器循環時間。