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Overview

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui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
• 全面的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行调整
• 可实现分布式结构，适用十分灵活
• 连接方便
• *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，可极为高效地对 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，可以使用高级语言（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 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/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（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 PROFIBUS DP 实现安全通信
• 基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/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 ET 200M 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 ST 70

在产品目录 ST 70 中也可找到有关 SIMATIC S7-400 的信息：

http://www.automation.siemens.com/salesmaterial-as/catalog/en/simatic_st70_chap06_english_2013.pdf

Area of application

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到性能范围内功能强大的 PLC。

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，因此成为中端到性能范围内要求极为苛刻的任务的理想解决方案。

SIMATIC S7-400 的应用领域包括：

• 汽车工业，如装配线
• 机械设备制造，包括机械设备制造
• 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。

SIMATIC S7-400 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*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*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让 SIMATIC S7-400H 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/FH

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。它可对立即停机不会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：

• 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。

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S7-300/400 PLC的触点与线圈

提示：

位逻辑指令用于二进制数的逻辑运算。位逻辑运算的结果简称为RLO。 位逻辑指令是zui常用的指令之一，主要有与指令、与非指令、或指令、或非指令、置位指令、复位指令和输出指令等。 A(And)：与指令表示串联的常开触点，检测信号1，与And关联。O(Or)：或指令表示并联的常开触点，检测信号1，与Or关联。AN (AndNot)：与非指令

    位逻辑指令用于二进制数的逻辑运算。位逻辑运算的结果简称为RLO。

    位逻辑指令是zui常用的指令之一，主要有与指令、与非指令、或指令、或非指令、置位指令、复位指令和输出指令等。

    A (And)：与指令表示串联的常开触点，检测信号1，与And关联。

    O(Or)：或指令表示并联的常开触点，检测信号1，与Or关联。

    AN (AndNot)：与非指令表示串联的常闭触点，检测信号0，与And Not关联。

    ON (OrNot)：或非指令表示并联的常闭触点，检测信号0，与Or Not关联。

    输出指令“=”将操作结果RLO赋值给地址位，与线圈相对应。

    与、与非及输出指令示例如图4-11所示，图中左侧是梯形图，右侧是与梯形图对应的指令表。当常开触点I0.0和常闭触点I0.2都接通时，输出线圈Q0.0得电(Q0.0=1)，Q0.0=1实际上就是运算结果RLO的数值，I0.0和I0.2是串联关系。

    图4-11    与、与非及输出指令示例

    或、或非及输出指令示例如图4-12所示，当常开触点I0.0、常开触点Q0.0和常闭触点M0.0有一个接通时，输出线圈Q0.0得电(Q0.0=1)，I0.0、Q0.0和M0.0是并联关系。

    图4-12    或、或非及输出指令示例

    【艾特贸易网实例】设计电动机的“正转-停-反转”的梯形图，其中I0.0是正转按钮、I0.1是反转按钮、I0.2是停止按钮、Q0.0是正转输出、Q0.1是反转输出。

    【解】

    先设计PLC的I/O接线图，如图4-13所示。

    借鉴继电器接触器系统中的设计方法，不难设计“正转-停-反转”梯形图，如图4-14所示。常开触点Q0.0和常开触点Q0.1起自保（自锁）作用，而常闭触点Q0.0和常闭触点Q0.1起互锁作用。

    梯形图中虽然有Q0.0和Q0.1常闭触点互锁，但由于PLC的扫描速度极快，Q0.0的断开和Q0.1的接通几乎是同时发生的，若PLC的外围电路无互锁触点，就会使正转接触器断开，其触点间电弧未灭时，反转接触器已经接通，可能导致电源瞬时短路。为了避免这种情况的发生，外部电路需要互锁，图4-13用KM1和KM2实现这一功能。正反转切换时，能延时一段时间。想一想，若停止按钮与常开触点相连，则梯形图应该做何变化？