西門(mén)子6ES74221HH000AA0有什么功能？

西門(mén)子6ES74221HH000AA0有什么設(shè)計(jì)？

有什么應(yīng)用？

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上海屹磐自動(dòng)化控制設(shè)備有限公司

聯(lián) 系 人：熊維

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產(chǎn)品名稱(chēng)：SIMATIC S7-400 I/O模塊
產(chǎn)品型號(hào)：173224-430
出品單位：西門(mén)子
訂購(gòu)：

SIMATIC S7-400 信號(hào)模塊

模塊概述

概述

• 描述
• 設(shè)計(jì)和功能

描述

信號(hào)模塊是控制器進(jìn)行過(guò)程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別。S7-400 信號(hào)模塊不僅是能夠在*機(jī)架擴(kuò)展，而且可以通過(guò) 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(jiǎn)單。訂購(gòu)：

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設(shè)計(jì)和功能

安裝簡(jiǎn)便

通過(guò)前連接器連接傳感器/執(zhí)行器。更換模塊后，只需將前連接器插入相同類(lèi)型的新模塊中，并保留原來(lái)的布線(xiàn)。前連接器帶自動(dòng)編碼功能可避免發(fā)生錯(cuò)誤。S7-400 也可以檢測(cè)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(jiǎn)單、快速?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊、連接線(xiàn)纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。訂購(gòu)：

高組裝密度

模塊中為數(shù)眾多的通道實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。例如，可使用帶有 16 至 32 個(gè)數(shù)字通道和 8 至 16 個(gè)模擬通道的模塊。

簡(jiǎn)單參數(shù)設(shè)置

使用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，并且不需要進(jìn)行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置。數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)饺履K，避免發(fā)生任何設(shè)置錯(cuò)誤。使用新模塊時(shí)，無(wú)需進(jìn)行軟件升級(jí)?？筛鶕?jù)需要復(fù)制組態(tài)信息，例如用于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器。

診斷、中斷

許多模塊還會(huì)監(jiān)控信號(hào)采集（診斷）和從過(guò)程（過(guò)程中斷，例如邊沿檢測(cè)）中傳回的信號(hào)。這樣便可對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（例如斷線(xiàn)或短路）以及任何過(guò)程事件（例如數(shù)字量輸入時(shí)的上升沿或下降沿）立刻做出反應(yīng)。使用 STEP 7，即可輕松對(duì)控制器的響應(yīng)進(jìn)行編程。在數(shù)字量輸入模塊上，每個(gè)模塊可以觸發(fā)多次中斷。訂購(gòu)：

S7-400H的工作符合“熱備份"模式的主動(dòng)冗余原理（支持故障發(fā)生時(shí)的無(wú)重啟自動(dòng)切換功能）。根據(jù)該原理，在*運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于工作狀態(tài)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，未出現(xiàn)故障的設(shè)備將獨(dú)立地接管過(guò)程控制。

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

在控制轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備自動(dòng)地使用

• 相同的用戶(hù)程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過(guò)程圖像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)單元等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備的更新操作始終*一樣，并可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制功能。

I/O 工作于冗余模式時(shí)，其結(jié)果將是：

• 在*的工作期間，兩個(gè)模塊均處于工作狀態(tài)，即，在存在冗余輸入的情況下，例如通過(guò)兩個(gè)模塊讀入的共用傳感器（也可以設(shè)置兩個(gè)傳感器）的信號(hào)，會(huì)對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較，以將*性的值提供給用戶(hù)以進(jìn)一步處理。對(duì)于冗余輸出來(lái)說(shuō)，由用戶(hù)程序計(jì)算出的值通過(guò)兩個(gè)模塊來(lái)輸出。
• 如果出現(xiàn)了故障，例如輸入模塊中有一個(gè)或者兩個(gè)均出現(xiàn)了故障，則不再尋址故障模塊，且對(duì)故障進(jìn)行報(bào)告處理，此后，僅使用未出現(xiàn)故障的模塊繼續(xù)工作。聯(lián)機(jī)修理工作完成之后，又可以尋址兩個(gè)模塊。

對(duì)于無(wú)重啟切換，必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)子單元的同步。

S7-400H采用“事件驅(qū)動(dòng)同步"技術(shù)。

同步操作伴隨著導(dǎo)致兩個(gè)子單元內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)差異的每個(gè)事件而進(jìn)行。這些事件的發(fā)生情況例如有：

• 直接訪(fǎng)問(wèn) I/O
• 中斷、報(bào)警
• 更新用戶(hù)時(shí)間，或
• 使用通信功能更改數(shù)據(jù)。

同步由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，程序編制期間無(wú)需處理。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。這涉及到以下部分的檢測(cè)工作：

• *控制器的連接。
• CPU
• 處理器/ASIC
• 存儲(chǔ)器

每個(gè)檢測(cè)到故障都將被報(bào)告。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整地執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)工作期間的自檢

完整的自檢需要多個(gè)循環(huán)。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分的自檢，因此，施加至物理控制器上的負(fù)荷很小。

組態(tài)、編程

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

對(duì) S7-400H 進(jìn)行編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O模塊的組態(tài)

硬件組態(tài)時(shí)，用戶(hù)必須通過(guò)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(gè)模塊。在用戶(hù)程序中，程序編制時(shí)使用地址zui低的那個(gè)模塊。第二個(gè)地址對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)，無(wú)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(gè)塊庫(kù)中的功能塊（RED_IN 和 RED_OUT），且在用戶(hù)程序的起始和結(jié)束部分調(diào)用這兩個(gè)功能塊。

自STEP 7 V5.3起，該庫(kù)作為標(biāo)準(zhǔn)組件已經(jīng)集成在STEP 7中。

S7-400F/FH

S7-400F/FH 滿(mǎn)足下列安全要求：

• 安全級(jí)別為AK 1 至 AK 6，符合標(biāo)準(zhǔn)DIN V 19250/DIN V VDE 0801的要求。
• 安全需求級(jí)別為SIL 1 - SIL 3，符合標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508的要求。
• 符合安全標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1的類(lèi)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(hào)模塊之內(nèi)。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出和輸入信號(hào)的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測(cè)、程序邏輯檢測(cè)和程序順序流檢測(cè)等方法，CPU可以檢測(cè)控制器是否工作正常。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）"請(qǐng)求，還可以對(duì)I/O進(jìn)行檢測(cè)。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

F-Runtime *

F-Runtime許可證加載至CPU 417-4H之后，S7-400F/FH才能工作。每個(gè)S7-400F/FH均需要一個(gè)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(xiàn)場(chǎng)實(shí)證過(guò)的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶(hù)程序。

S7 F 系統(tǒng)選項(xiàng)軟件包

編制安全相關(guān)的程序段時(shí)，選項(xiàng)軟件包“S7 F Systems"*。該軟件包含有創(chuàng)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(tǒng)才能運(yùn)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(duì)于含安全功能的F程序，使用CFC調(diào)用F庫(kù)中的功能塊，且這些功能塊可能彼此互相調(diào)用。使用CFC，可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作，且，可以在整個(gè)工廠范圍內(nèi)使用*性表達(dá)，從而也簡(jiǎn)化了驗(yàn)收測(cè)試工作。無(wú)需借助額外的功具，程序員就可以*專(zhuān)注于編制安全相關(guān)的應(yīng)用程序。

模板必須是C 總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)。
? 內(nèi)部通訊總線(xiàn)（C 總線(xiàn)）；
采用 S7-400 的C 總線(xiàn)，具有 C 總線(xiàn)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(fǎng)問(wèn)與 C 總線(xiàn)接口的模板。采用接口模板，C 總線(xiàn)可zui多傳
送到 6 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。訂購(gòu)：
? MPI 性能數(shù)據(jù)：
? zui多 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)
? 傳輸速率zui高達(dá) 12 Mbps
? 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
可靠的組件用于配置 MPI 通訊：總線(xiàn)電纜，總線(xiàn)連接插頭和
PROFIBUS 和“分布式 I/O "的 RS 485 中繼器。它們可以?xún)?yōu)
化配備安裝達(dá)到特定要求。例如，如果需要可連接zui多串聯(lián) 9 個(gè)
中繼器，以實(shí)現(xiàn)任何兩個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)之間的zui大距離。
? DP 主站：訂購(gòu)：
S7-400 的 MPI 也可設(shè)置為一個(gè) DP 主站?？梢詚ui高12Mbps
連接32 個(gè)DP 從站。需要保留編程和人機(jī)界面功能。
通過(guò) CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)到點(diǎn))
通過(guò) CP 441 通訊處理器可以進(jìn)行功能*的點(diǎn)到點(diǎn)連接。?

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

? SIMATIC S7-400
? SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
? 編程器訂購(gòu)：
? PC 機(jī)
? SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)
? 數(shù)控
? 機(jī)器人控制器
? 工業(yè)PC
? 驅(qū)動(dòng)控制器
? 其它廠商設(shè)備

功能
多種特性支持用戶(hù)對(duì) S7-400 進(jìn)行編程、安裝和維護(hù)：
? 快速命令處理
? 用戶(hù)友好的參數(shù)設(shè)置
? 操作員控制和監(jiān)視:
在S7-400 中已集成了便捷的 HMI 服務(wù)。
? 診斷功能和自測(cè)試：
CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)的性能，并記錄故障信息和特
殊的系統(tǒng)事件。
? 口令保護(hù)
? 模式選擇開(kāi)關(guān)
? 系統(tǒng)功能
SIMATIC S7-400 滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)：
? DIN, EN, IEC
? UL 認(rèn)證
? CSA 認(rèn)證
? FM 等級(jí) 1 div.2；A、B、C 和D 組；溫度組 T4 (≤135°C)
? 造船認(rèn)證：
? 美國(guó)船級(jí)社
? 法國(guó)船級(jí)社
? 挪威船級(jí)社
? 德國(guó)船級(jí)社
? 英國(guó)勞氏船級(jí)社
? 允許的環(huán)境溫度 0°至 60°C
? 抗震能力
安裝系統(tǒng)
一個(gè) S7-400 可以采用模塊化設(shè)計(jì)，不必考慮插槽規(guī)則。S7-400 具
有堅(jiān)固的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，信號(hào)模板可以熱插拔。
簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使得 S7-400 使用靈活且易于維護(hù)：
? 安裝模板方便
? 機(jī)架中集成有后備總線(xiàn)
? 簡(jiǎn)便的、機(jī)械編碼的模板更換
? 久經(jīng)驗(yàn)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(xiàn)-3 線(xiàn)連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝
接線(xiàn)
? 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(nèi)，并有蓋板保護(hù)。
? 無(wú)插槽規(guī)則
通訊
CPU 和通訊模板支持下列類(lèi)型的通訊：
? 過(guò)程通訊：
通過(guò)總線(xiàn)(AS-Interface 或 PROFIBUS DP)周期性地對(duì) I/O 模塊
尋址(交換過(guò)程映像內(nèi)容)。周期性地調(diào)用過(guò)程通訊
? 數(shù)據(jù)通訊；
用于自動(dòng)化系統(tǒng)間或多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)與HMI 之間的數(shù)據(jù)交換。周
期性地調(diào)用數(shù)據(jù)通訊，或在用戶(hù)程序中通過(guò)塊調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
數(shù)據(jù)通訊
SIMATIC S7-400 具有多種數(shù)據(jù)通訊機(jī)制：
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