西門子CPU416F-2控制器

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西門子CPU416F-2控制器

Area of application

SIMATIC S7-400 可采用具有不能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠。

• CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠。

• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在性能范圍內具有較高要求的工廠。

• CPU 417-4 DP：
  在性能范圍內具有極嚴格要求的工廠。

• CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。

• CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構建故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有較高安全要求的工廠。

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。

前面板上有：

• LED指示燈:
  用于狀態(tài)和故障指示。

• 波動開關：
  用于選擇運行模式。

• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）

• 組合 MPI/DP 端口。

• 內置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。

• 電池插座：
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口:
  用于連接分布式 I/O。根據(jù)組態(tài)的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。

CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽：
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間。

附件

S7-400 產(chǎn)品附件

S7-400 產(chǎn)品附件

• 安裝機架

• 電源模板

• 存儲卡

• 電池

• IF-964 PROFIBUS DP 模板

• 接口模板

安裝機架

機架設計為壁掛式，可以安裝在框架內，或者安裝在機柜內。它有以下功能：為模板提供機械支持、為模板提供電源、通過背板總線將各個模板連接在一起。

配置SIMATIC S7-400有多種形式的機架：

- UR1 和 UR2，用于*控制器和擴展但愿

- CR2，用于有分割的*控制器

- ER1 和 ER2，用于有信號模板的擴展單元

- UR2-H，用于冗余系統(tǒng)

電源模板

電源模板用于轉換220V AC或24V DC，通過背板總線向S7-400 提供5V DC和24V DC。采用冗余電源時，標準系統(tǒng)和容錯系統(tǒng)可作為*安全系統(tǒng)運行。

- 發(fā)光二極管用于指示內部故障，5V、24V及后備電池

- 一個故障確認按鈕

- 輸出電壓的通斷開關

- 一個后備電池安裝部件

- 一個電池監(jiān)視開關

- 一個系統(tǒng)電壓選擇開關

存儲卡

在S7-400 CPU中可以使用的存儲卡有兩種：一種是RAM卡，用于只需要擴展CPU集成的裝載存儲器，并且需要經(jīng)常修改程序的狀況；另一種是FEPROM卡，用于需要在存儲卡上*存儲用戶程序，即使掉電程序也不會丟失，或者在CPU之外使用擴展卡。

為了滿足應用需求，RAM卡和FEPROM卡zui大存儲容量均達到64M。

電池

對于使用RAM擴展裝載內存的用戶，可以通過使用后備電池，使CPU在斷電情況下保持用戶程序。

IF-964 PROFIBUS DP 模板

S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務器。因此，標準Web瀏覽器可以讀出S7-400站中的信息：

• CPU 一般信息

• 診斷緩沖區(qū)的內容

• 變量表

• 標簽狀態(tài)

• 模塊的狀態(tài)

• 報文

• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關信息

• OUC 連接的診斷

• PROFINET 節(jié)點的拓撲結構

• 通過用戶網(wǎng)頁可顯示過程數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)

Web 服務器之中的安全機制可用，也可使用用戶權利并支持 HTTPS 協(xié)議。

等時同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、

• 信號傳輸和

• 程序執(zhí)行

等時 PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期

創(chuàng)建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-400確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應時間。

為等時同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域的苛刻任務。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-400開始涉足重要的高速加工處理應用領域，并確保可以獲得zui高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

在運行模式更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài)，CiR）

使用SIMATIC S7-400，在工廠運轉期間，無需重新啟動設備，就可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改。例如，可以實現(xiàn)以下工作：

• 添加分布式I/O節(jié)點（PROFIBUS DP 或者 PA從站），和

• 為 ET 200M I/O 系統(tǒng)添加模塊或者重新參數(shù)化系統(tǒng)內的模塊。

CiR，即運行時組態(tài)，可以在設備運轉期間完成設備的擴展和轉換工作，進一步降低了設備調試和加工重組所需要的時間。此外，該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應加工工藝的更改（例如，加工工藝的優(yōu)化），因為沒有必要因硬件組態(tài)的更改對設備進行重新初始化或者同步等工作。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-400的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 監(jiān)視信號(診斷)

• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否正工作于*狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。

• 非參數(shù)化診斷消息：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設置了參數(shù)，則僅在相應的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 82）。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應。

根據(jù)模塊類型的不同，可以使用各種不同的診斷消息：

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硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設置的不同，針對每個通道組，當信號狀態(tài)發(fā)生改變時，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 40）。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。

• 模擬量輸入模塊：
  通過上限值和下限值的參數(shù)值，可以設定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進行比較。當測量值違反了其中任何一個限定值時，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進行比較。

S7-400H

容錯通訊

帶有容錯通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型，該通信類型具有以下特點：

• 可用性更高：
  發(fā)生故障時，憑借其多達4個的冗余連接，可以繼續(xù)通信。必要的切換工作對于用戶來說是透明的。

• 工作簡單；
  容錯處理對于用戶也是透明的。可使用用于標準通訊的用戶程序，無需修改。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成。

容錯通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對于 PC 來說，需要使用 Redconnect 軟件包（參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”）。

取決于對可用性的需求，可以使用不同的組態(tài)選項：

• 單一總線或冗余總線。

• 線型拓撲和環(huán)型拓撲總線。

工作模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 數(shù)據(jù)交換

• 故障響應（控制轉換給備用設備）

• 兩個子設備的同步

• 自檢

冗余原理

S7-400H的工作符合“熱備份”模式的主動冗余原理（支持故障發(fā)生時的無重啟自動切換功能）。根據(jù)該原理，在*運行期間，兩個子單元都處于工作狀態(tài)。當故障發(fā)生時，未出現(xiàn)故障的設備將獨立地接管過程控制。

為了確保平穩(wěn)的控制接管，必須通過*控制器鏈路實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在控制轉移期間，設備自動地使用

• 相同的用戶程序

• 相同的數(shù)據(jù)塊

• 相同的過程圖像內容

• 相同的內部數(shù)據(jù)，例如定時器、計數(shù)器、位存儲單元等

• 我公司是專營西門子原裝產(chǎn)品公司，是西門子驅動和自動化集團一級代理商和核心合作伙伴
   供應西門子S7-400PLC模塊  
  9 個不同 CPU 可用于 S7-400
  3 個 CPU 可用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
  2 個故障安全 CPU 可用于 S7-400F
  各種性能級別適用于廣泛應用
  SIMATIC S7-400 提供多種 CPU，以滿足不同的性能要求：
  CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范圍的小型設備。
  CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有對編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設備。
  CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  滿足性能要求。
  CPU 417-4 DP:
  滿足zui的性能要求。
  CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H:
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
  CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
  用于建立故障安全自動化系統(tǒng)，滿足日益增長的安全需要。

  Design
  所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。
  前面板上有：
  LED指示燈:
  用于狀態(tài)和故障指示。
  波動開關：
  用于選擇運行模式。
  存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
  組合 MPI/DP 端口。
  內置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。
  電池插座：
  用于后備電池的外部供電。
  除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：
  PROFIBUS DP 接口:
  用于連接分布式 I/O。根據(jù)組態(tài)的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。
  CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。
  CPU 還具有：
  PROFIBUS DP 接口模板備用插槽：
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡。
  此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間。

  

  存儲器概念
  所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲器。工作存儲器的細分可將性能提高一倍。當一個標準處理器需要訪問其 RAM 至少兩次時，S7-400 處理器可在一個循環(huán)周期中同時訪問代碼存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。因此，數(shù)據(jù)總線和代碼總線也是獨立的。工作存儲器的容量取決于從精細分級的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。
  對于小型和中等程序，集成式負載內存 (RAM) 就足夠了。對于較大的程序，可通過插入內存卡來增加裝載內存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進行*性存儲。

• 
  

• 6DD2920-0AR6

• 6DD2920-0AN1

• 6FC5103-0AE01-0AA1

• 6FC5357-0BB24-0AA0

• 6FX2007-1AC04

• 6SE7031-7HG84-1JA1

• 6SN1118-0AE11-0AA1

• 6SN1118-0DG23-0AA1

• 6SN1145-1BB00-0FA1

• 6SY7000-0AC37

• 6SY7000-0AD04

• 6SY7000-0AE01

• 

• 若要進行通信，必須安裝提供的 SIMATIC Net V14 SP1。
  安裝 SIMATIC WinCC RT Professional 之前，總是應確保與需要使用的各個附加軟件包與選件的兼容性。

  系統(tǒng)前提條件	SIMATIC WinCC Runtime Professional
  處理器類型（zui低）1)
  RAM zui小值2)	4 GB
  可用硬盤空間 3)	8 GB，位于系統(tǒng)盤“C:”上
  操作系統(tǒng)	32 位系統(tǒng) 64 位操作系統(tǒng)
  圖形卡	32 MB RAM，24 位色深
  網(wǎng)絡	10 Mbps（或更高）以太網(wǎng)
  光驅	DVD-ROM

  
  

  1) 與選件組合使用時，可能需要功能更強的系統(tǒng)

  2) 對 RAM 的要求主要取決于所用圖像的尺寸。

  3) 沒有考慮歸檔。

  注意：

  除 WinCC 之外，Windows 還需要硬盤上的空間；例如，應針對交換文件提供可用磁盤空間。建議使用以下公式：交換文件的大小 = 3 x RAM 的大小有關詳細信息，請參見 Windows 文檔

  集成

  公司范圍內實現(xiàn)集成（IT 和商務集成）

  WinCC Runtime Professional 嚴格基于 Microsoft 技術，以確保zui大的兼容性和集成能力?？缰圃焐掏ㄓ嵰部奢p松實現(xiàn)。其理由是：WinCC Runtime Professional 可以用作 OPC 客戶端和服務器，除了訪問當前過程值之外，它還支持標準，如 OPC HAD（歷史數(shù)據(jù)訪問）、OPC 警報和事件，OPC UA 數(shù)據(jù)訪問和 OPC XML 數(shù)據(jù)訪問。重要信息：Visual Basic Scripting (VBS) 是一種易于學習的開放式運行系統(tǒng)語言。如果需要，專業(yè)應用程序開發(fā)人員也可使用 ANSI-C。

  WinCC Runtime Professional 基于 Microsoft SQL Server，在其基本系統(tǒng)中集成有強大、可延展的 Historian 功能。因此，用戶可選擇所有的可能性：從高性能的當前過程值的存檔和上層數(shù)據(jù)壓縮長時間存檔，到公司級 Process Historian *信息交換機。各種開放式接口成為有效 IT 和業(yè)務集成的基礎。

  技術規(guī)范

  下面的系統(tǒng)限制表可在估算特定項目是否仍在 WinCC Runtime Advanced 的系統(tǒng)限制范圍內時提供幫助。所列出的zui大值不是附加的。

  我們不能保證充分利用對人機界面設備的所有系統(tǒng)限制的組態(tài)是否工作正常。除了的限制外，還必須對組態(tài)存儲器資源上的限制制定誤差。

  	SIMATIC WinCC Runtime Professional
  報警
  每個服務器/單用戶可組態(tài)的報警	150,000
  每個報警行的 PowerTag 數(shù)	10
  每個報警行的用戶文本塊	10
  消息類別	256
  報警類型	16
  報警優(yōu)先級	17 (0...16)
  運行時報警
  每個報警日志的報警數(shù)	無限制 1)
  每個短期日志列表的報警數(shù)	1,000
  每個*日志列表的報警數(shù)	1,0002)
  每個報警顯示的報警數(shù)	5,0003)
  幕墻
  每個畫面的對象數(shù) 4)	無限制5)
  每個畫面的層次數(shù)	32
  每個項目的畫面數(shù)	無限制5)
  過程畫面中固定面板的實例數(shù)	同一個畫面類型的 31 個實例
  畫面大小，以象素計	10 000 x 10 000
  畫面對象的嵌套層次	20
  配方
  配方數(shù)量	無限制5)
  配方元素的數(shù)量	500 6)
  配方數(shù)據(jù)記錄數(shù)量	10,000 6)
  視圖數(shù)量	無限制5)
  日志
  每個界面的趨勢視圖	25
  每個趨勢視圖的趨勢數(shù)量	80
  每個畫面的表數(shù)	25
  每個表格的列	12
  每個表的值數(shù)	30,000
  每單用戶站/服務器的歸檔	100
  每個單用戶站/服務器的日志變量數(shù) 7)	80,000
  趨勢
  每個圖像的趨勢視圖數(shù)量	25
  每個趨勢視圖的趨勢數(shù)量	80
  用戶管理
  用戶組數(shù)	128
  用戶權限的數(shù)量	999
  用戶數(shù)量	128
  組態(tài) - 多用戶系統(tǒng)中的程序規(guī)模結構
  在一個系統(tǒng)中的 WinCC 客戶端	32 8) 9)
  在一個系統(tǒng)中的 Web 客戶端	150 10)

  
  

  1) 受系統(tǒng)資源限制

  2) 在單用戶站或服務器上或在每個服務器的客戶端上，如果已將“LongTimeArchiveConsistency”設置為“No”。在單用戶站、服務器或客戶端上，如果已將“LongTimeArchiveConsistency”設置為“Yes”。

  3) 在單用戶站或服務器上或在每個服務器的客戶端上。

  4) 對象的數(shù)量和復雜性影響性能

  5) 受系統(tǒng)資源限制

  6) 配方元素數(shù)量和數(shù)據(jù)記錄數(shù)量的總和不得超過 1,000,000。

  7) 取決于用于日志變量的記錄 PowerPack?；景姹景?500 個日志變量。

  8) 如服務器還作為操作單元，則用于該服務器的客戶端數(shù)量減少為 4 個。

  9) 組合式配置：32 個客戶端 + 3 個 Web 客戶端

  10) 混合組態(tài)：50 個 Web 客戶端 + 1 個 WinCC 客戶端

• Windows 7 SP1 (Professional, Enterprise, Ultimate)

• Windows Embedded Std 7 SP1

• Windows 8.1 (Professional,Enterprise)

• Windows Embedded 8.1 Industry

• Windows 10（Professional 版本 1607、Enterprise 版本 1607、Enterprise 2016 LTSB、Enterprise 2015 LTSB）

• Windows Server 2008 R2 StdE SP1

• Windows Server 2012 R2 StdE

• Windows Server 2016

• Windows 7 SP1 (Professional, Enterprise, Ultimate)

• Windows Embedded Std 7 SP1

• In Celeron Dual Core 2.2 GHz (Ivy/Sandy Bridge)