西門子6ES74221HH000AA0有什么功能？

西門子6ES74221HH000AA0有什么設計？

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上海屹磐自動化控制設備有限公司

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產品名稱：SIMATIC S7-400 I/O模塊
產品型號：173224-430
出品單位：西門子
訂購：

SIMATIC S7-400 信號模塊

模塊概述

概述

• 描述
• 設計和功能

描述

信號模塊是控制器進行過程操作的接口。許多不同的數字量和模擬量模塊根據每一項任務的要求，準確提供輸入/輸出。數字量和模擬量模塊在通道數量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報功能等方面都存在著差別。S7-400 信號模塊不僅是能夠在*機架擴展，而且可以通過 PROFIBUS DP 連接到 S7-400 *控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡單。訂購：

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設計和功能

安裝簡便

通過前連接器連接傳感器/執行器。更換模塊后，只需將前連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前連接器帶自動編碼功能可避免發生錯誤。S7-400 也可以檢測前連接器是否已插入。

快速連接

SIMATIC TOP 連接使連接變得更加簡單、快速。可使用預先裝配的帶有單個電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統。訂購：

高組裝密度

模塊中為數眾多的通道實現了節省空間的設計。例如，可使用帶有 16 至 32 個數字通道和 8 至 16 個模擬通道的模塊。

簡單參數設置

使用 STEP 7 對這些模塊進行組態和參數設置，并且不需要進行不便的轉換設置。數據進行集中存儲，如果更換了模塊，數據會自動傳輸到全新模塊，避免發生任何設置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級。可根據需要復制組態信息，例如用于標準機器。

診斷、中斷

許多模塊還會監控信號采集（診斷）和從過程（過程中斷，例如邊沿檢測）中傳回的信號。這樣便可對過程中出現的錯誤（例如斷線或短路）以及任何過程事件（例如數字量輸入時的上升沿或下降沿）立刻做出反應。使用 STEP 7，即可輕松對控制器的響應進行編程。在數字量輸入模塊上，每個模塊可以觸發多次中斷。訂購：

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

為了確保平穩的控制接管，必須通過*控制器鏈路實現高速、可靠的數據交換。

在控制轉移期間，設備自動地使用

• 相同的用戶程序
• 相同的數據塊
• 相同的過程圖像內容
• 相同的內部數據，例如定時器、計數器、位存儲單元等

這意味著，這兩個設備的更新操作始終*一樣，并可以在出現故障時獨立地繼續執行控制功能。

I/O 工作于冗余模式時，其結果將是：

• 在*的工作期間，兩個模塊均處于工作狀態，即，在存在冗余輸入的情況下，例如通過兩個模塊讀入的共用傳感器（也可以設置兩個傳感器）的信號，會對其結果進行比較，以將*性的值提供給用戶以進一步處理。對于冗余輸出來說，由用戶程序計算出的值通過兩個模塊來輸出。
• 如果出現了故障，例如輸入模塊中有一個或者兩個均出現了故障，則不再尋址故障模塊，且對故障進行報告處理，此后，僅使用未出現故障的模塊繼續工作。聯機修理工作完成之后，又可以尋址兩個模塊。

對于無重啟切換，必須實現兩個子單元的同步。

S7-400H采用“事件驅動同步”技術。

同步操作伴隨著導致兩個子單元內部狀態出現差異的每個事件而進行。這些事件的發生情況例如有：

• 直接訪問 I/O
• 中斷、報警
• 更新用戶時間，或
• 使用通信功能更改數據。

同步由操作系統自動完成，程序編制期間無需處理。

自檢

S7-400H 可執行大量自檢。這涉及到以下部分的檢測工作：

• *控制器的連接。
• CPU
• 處理器/ASIC
• 存儲器

每個檢測到故障都將被報告。

啟動時自檢

啟動時，每個子單元都會完整地執行全部自檢功能。

循環工作期間的自檢

完整的自檢需要多個循環。每個循環僅執行一小部分的自檢，因此，施加至物理控制器上的負荷很小。

組態、編程

S7-400H 的編程與 S7-400 相類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

對 S7-400H 進行編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O模塊的組態

硬件組態時，用戶必須通過HW Config明確地指出彼此相互冗余的模塊。這僅需指出需要工作于冗余模式的模塊和需要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中，程序編制時使用地址zui低的那個模塊。第二個地址對用戶來說不可見，無論是冗余還是非冗余I/O，控制部分的編程工作都*相同。與非冗余I/O*的差別是，冗余I/O程序有兩個塊庫中的功能塊（RED_IN 和 RED_OUT），且在用戶程序的起始和結束部分調用這兩個功能塊。

自STEP 7 V5.3起，該庫作為標準組件已經集成在STEP 7中。

S7-400F/FH

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 安全級別為AK 1 至 AK 6，符合標準DIN V 19250/DIN V VDE 0801的要求。
• 安全需求級別為SIL 1 - SIL 3，符合標準IEC 61508的要求。
• 符合安全標準EN 954-1的類別1-4。

工作模式

S7-400F/FH的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號模塊之內。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術實現輸出和輸入信號的監控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。

若判定系統中存在故障，則將該系統切換至安全狀態。

F-Runtime *

F-Runtime許可證加載至CPU 417-4H之后，S7-400F/FH才能工作。每個S7-400F/FH均需要一個許可證。

編程

S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。使用現場實證過的編程工具，例如STEP 7，創建用于非故障安全工廠區段的用戶程序。

S7 F 系統選項軟件包

編制安全相關的程序段時，選項軟件包“S7 F Systems”*。該軟件包含有創建F程序所需要的全部功能和塊。PG/PC上加載了以下軟件包之后，S7 F系統才能運行：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC，V5.23及以上版本
• S7-SCL，V5.1 SP 1及以上版本
• S7 H Systems V5.1（可選，用于S7-400FH）

對于含安全功能的F程序，使用CFC調用F庫中的功能塊，且這些功能塊可能彼此互相調用。使用CFC，可以簡化工廠的組態和編程工作，且，可以在整個工廠范圍內使用*性表達，從而也簡化了驗收測試工作。無需借助額外的功具，程序員就可以*專注于編制安全相關的應用程序。

模板必須是C 總線節點。
? 內部通訊總線（C 總線）；
采用 S7-400 的C 總線，具有 C 總線接口的通訊模塊和功能模
塊，可用 CPU 的 MPI 或 DP 接口尋址。這樣可以直接在PG
上訪問與 C 總線接口的模板。采用接口模板，C 總線可zui多傳
送到 6 個擴展機架。訂購：
? MPI 性能數據：
? zui多 32 個 MPI 節點
? 傳輸速率zui高達 12 Mbps
? 靈活的組態選項：
可靠的組件用于配置 MPI 通訊：總線電纜，總線連接插頭和
PROFIBUS 和“分布式 I/O ”的 RS 485 中繼器。它們可以優
化配備安裝達到特定要求。例如，如果需要可連接zui多串聯 9 個
中繼器，以實現任何兩個 MPI 節點之間的zui大距離。
? DP 主站：訂購：
S7-400 的 MPI 也可設置為一個 DP 主站。可以zui高12Mbps
連接32 個DP 從站。需要保留編程和人機界面功能。
通過 CP 進行數據通訊(點到點)
通過 CP 441 通訊處理器可以進行功能強大的點到點連接。?

可選擇的連接選項：可以連接以下設備：
? PC
? SIMATIC S5/S7
? 工業PC
? 其它廠家的PLC
? 掃描儀，條碼閱讀器，ID 系統
? 機器人控制器
? 打印機
? 可變接口：
可改變的接口模板可以與不同的物理接口進行通訊：
? 20 mA (TTY)
? RS 232C (V.24)
? RS 422/485
使用 CP 進行數據通訊(PROFIBUS 或工業以太網)
SIMATIC S7-400 可以使用 CP 443-x 通訊處理器連接到PROFIBUS
和工業以太網總線系統。
可以連接以下設備：訂購：
? SIMATIC S7-200 (通過 PROFIBUS

? SIMATIC S7-400
? SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
? 編程器訂購：
? PC 機
? SIMATIC HMI 操作員控制和監視系統
? 數控
? 機器人控制器
? 工業PC
? 驅動控制器
? 其它廠商設備

功能
多種特性支持用戶對 S7-400 進行編程、安裝和維護：
? 快速命令處理
? 用戶友好的參數設置
? 操作員控制和監視:
在S7-400 中已集成了便捷的 HMI 服務。
? 診斷功能和自測試：
CPU 的智能診斷系統持續監視系統的性能，并記錄故障信息和特
殊的系統事件。
? 口令保護
? 模式選擇開關
? 系統功能
SIMATIC S7-400 滿足國內和標準：
? DIN, EN, IEC
? UL 認證
? CSA 認證
? FM 等級 1 div.2；A、B、C 和D 組；溫度組 T4 (≤135°C)
? 造船認證：
? 美國船級社
? 法國船級社
? 挪威船級社
? 德國船級社
? 英國勞氏船級社
? 允許的環境溫度 0°至 60°C
? 抗震能力
安裝系統
一個 S7-400 可以采用模塊化設計，不必考慮插槽規則。S7-400 具
有堅固的無風扇設計，信號模板可以熱插拔。
簡單的結構使得 S7-400 使用靈活且易于維護：
? 安裝模板方便
? 機架中集成有后備總線
? 簡便的、機械編碼的模板更換
? 久經驗證的連接方法
? TOP 連接：
為采用螺釘端子或彈簧端子連接的1 線-3 線連接系統提供預組裝
接線
? 確定的安裝深度：
所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內，并有蓋板保護。
? 無插槽規則
通訊
CPU 和通訊模板支持下列類型的通訊：
? 過程通訊：
通過總線(AS-Interface 或 PROFIBUS DP)周期性地對 I/O 模塊
尋址(交換過程映像內容)。周期性地調用過程通訊
? 數據通訊；
用于自動化系統間或多個自動化系統與HMI 之間的數據交換。周
期性地調用數據通訊，或在用戶程序中通過塊調用進行數據通訊。
數據通訊
SIMATIC S7-400 具有多種數據通訊機制：
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