西门子CPU416-3PN/DP

SIMATIC S7-400，CPU416F-3 PN/DP *处理器，带： 内存 11.2 MB， （5.6 MB 代码，5.6 MB 数据）， 接口： 第 1 个 MPI/DP 接口 12 MBIT/S， 第 2 个以太网/PROFINET 接口， 第 3 个 SS IFM 模块接口，可插拔 可随软件包使用 S7 分布式安全从 V5.4 起

SIMATIC S7-400

西门子S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。SIMATIC S7-400PLC的主要特色为：*的处理速度、强大的通讯性能和的CPU资源裕量。

产品特点

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。  

功能强大的PLC，适用于中高性能控制领域

解决方案满足复杂的任务要求

功能分级的CPU以及种类齐全的模板，总能为其自动化任务找到佳的解决方案

实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便，组成系统灵活自如

用户友好性强，操作简单，免风扇设计

随着应用的扩大，系统扩展无任何问题

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(SIEMENS)上海非俗工控自动化设备有限公司（西门子分销商）

颜家钊（销售工程师）185 7050 2115 （24小时）

公司常年备货，以诚信为公司的经营理念，以品质来取得客户的认可，假一罚十，欢迎广大客户。

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功能

容错通讯

带有容错通信功能的SIMATIC提供了一种新的通信类型，该通信类型具有以下特点：

• 可用性更高：
  发生故障时，凭借其多达4个的冗余连接，可以继续通信。必要的切换工作对于用户来说是透明的。

• 工作简单；
  容错处理对于用户也是透明的。可使用用于标准通讯的用户程序，无需修改。冗余功能的定义仅需在参数化阶段就可以完成。

容错通讯目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。对于 PC 来说，需要使用 Redconnect 软件包（参见“SIMATIC NET 通讯系统”）。

取决于对可用性的需求，可以使用不同的组态选项：

• 单一总线或冗余总线。

• 线型拓扑和环型拓扑总线。

运行模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 数据交换

• 故障响应（控制转换给备用设备）

• 两个子设备的同步

• 自检

冗余原理

S7-400H的工作符合“热备份”模式的主动冗余原理（支持故障发生时的无重启自动切换功能）。根据该原理，在*运行期间，两个子单元都处于工作状态。当故障发生时，未出现故障的设备将独立地接管过程控制。

为了确保平稳的控制接管，必须通过*控制器链路实现高速、可靠的数据交换。

在控制转移期间，设备自动地使用

• 相同的用户程序

• 相同的数据块

• 相同的过程图像内容

• 相同的数据，例如定时器、计数器、位存储单元等

这意味着，这两个设备的更新操作始终*一样，并可以在出现故障时独立地继续执行控制功能。

I/O 工作于冗余模式时，其结果将是：

• 在*的工作期间，两个模块均处于工作状态，即，在存在冗余输入的情况下，例如通过两个模块读入的共用传感器（也可以设置两个传感器）的信号，会对其结果进行比较，以将*性的值提供给用户以进一步处理。对于冗余输出来说，由用户程序计算出的值通过两个模块来输出。

• 如果出现了故障，例如输入模块中有一个或者两个均出现了故障，则不再寻址故障模块，且对故障进行报告处理，此后，仅使用未出现故障的模块继续工作。联机修理工作完成之后，又可以寻址两个模块。

对于无重启切换，必须实现两个子单元的同步。

S7-400H采用“事件驱动同步”技术。

同步操作伴随着导致两个子单元内部状态出现差异的每个事件而进行。这些事件的发生情况例如有：

• 直接访问 I/O

• 中断、报警

• 更新用户时间，或

• 使用通信功能更改数据。

同步由操作系统自动完成，程序编制期间无需处理。

自检

S7-400H 可执行大量自检。这涉及到以下部分的检测工作：

• *控制器的连接。

• CPU

• 处理器/ASIC

• 存储器

每个检测到故障都将被报告。

启动时自检

启动时，每个子单元都会完整地执行全部自检功能。

循环工作期间的自检

完整的自检需要多个循环。每个循环仅执行一小部分的自检，因此，施加至物理控制器上的负荷很小。

组态、编程

S7-400H 的编程与 S7-400 相类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

对 S7-400H 进行编程需要使用 STEP 7 V5.2。

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能较为强大的 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。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。结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为 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。 CP341模块是西门子S7—3001400系列PLC中的串行通讯模块。该模块具有1个串行通讯口(RS232C或 TTY或RS485／422)，RS422／485的通讯较大距离位1200m。支持以下协议ASCII，ModbusRTU远程终端，Data Highway(DF1协议)，电气接口为15针D型孔接头。可以使用这种通讯模块实现S7300／400与其它串行通讯设备的数据交换。例如打印机、扫描仪、仪表、Modbus主从站、Data Highway站、变频器。USS站等。CP341模块可以同时与多台串行通讯设备进行通讯。如同时连接多个变频器、连接多个智能仪表等。如果采用RS422／485 modbus RTU通讯方式，需要在发送的数据包中包括站号、数据区、读写指令等信息。供CP341模块所连接的从站设备鉴别数据包是发给哪个站的。以及该数据包是对那个数据区进行的读或写的功能。
西门子PLC模块CPU416-3PN/DP

 Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准，有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程。如回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录等。它制定了消息域格式和内容的公共格式。MODBUS为单主站网络协议，所以系统中只能够有一个Modbus主站，所有通信都由它发出并且只能够实现主站和从站的数据交换，从站之间不能进行数据交换，Modbus可支持247个之多的远程从属控制器。但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统。各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。CP341插人MODBUS主站Dongle(狗)或插入从站Dongle，就可以作为MODBUS主站。或者作为MODBUS从站。在ModBus系统中有两种传输模式编码可选择，一种模式是ASCIi(美国信息交换码)，另一种模式是RTU(远程终端设备)，由这两种模式定义这两种传输模式与从机PC通信的能力是同等的。选择时应视所用ModBus主机而定。每个ModBus系统只能使用一种模式。不允许两种模式混用。 

2 RTU帧结构使用RTU模式，消息发送至少要以3．5个字符时间的停顿间隔开始。在相同的网络波特率下采用多个的字符时间，这是容易实现的。传输的*一个域是设备地址，可以使用的传输字符是十六进制的0...9，A...F。网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当*一个域(地址域)接收到后，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的，在后一个传输字符之后，一个至少3．5个字符时间的停顿标定了消息的结束．一个新的消息可在此停顿后开始。整个消息帧必须作为一连续的流转输，如果在帧完成之前有超过1．5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3．5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续，这将导致一个错误，因为在后的CRC域的值不可能是正确的。

SIMATIC S7-400H 
概述

• 有冗余设计的容错自动化系统

• 在容错技术下用于需要高可靠性的场合：再启动或停机将会造成较大损失的生产领域；需要少量管理和维护的工厂。

• 冗余的*功能

• 加强I/O的可用性：可切换I/O的配置

• 也可应用常规的I/O：单边配置

• 热备：在故障事件发生时自动地切换到备用单元

• 2个单独的或一个分隔的*机架配置

• 连接到冗余PROFIBUS -DP上的可切换I/O。

应用 
在许多自动化领域中，要求容错和高可靠性的自动化系统的应用越来越多。特别是在某些领域，停机将带来巨大的经济损失。在这种情况下，只有冗余系统才能满足高可靠性的要求。

高可靠性的SIMATIC S7-400H能充分满足这些要求。它能连续运行，即使控制器的某些部件由于一个或几个故障而失效也不受影响。由于SIMATIC S7-400H具有很高的可用性，它特别适合于以下的应用领域：

• 控制器发生故障后再启动的费用十分昂贵（一般在过程控制工业）

• 如发生停机，将会造成重大的经济损失

• 过程控制中包含有贵重的材料（如制药工业）

• 无人管理的应用场合。

• 需减少维护人员的场合。

SIMATIC S7-400F/FH 
概述

• 安全型自动化系统适合于需要高安全性要求的设备

• 遵守SIL3至IEC 61508，AK6至DIN V19250和Cat 4到EN 954-1的安全要求。

• 如果需要，可通过冗余设计达到容错功能。

• 安全式I/O没有附加的连线：通过带PROFIS安全曲线的PROFIBUS-DP的安全通讯

• 以S7-400H和ET 200M为基础，包括安全型模板。

• 标准模板可在非安全型的自动化系统中应用

应用 
SIMATIC S7-400F/FH安全型自动化系统可用在有着安全性要求的工厂。它的控制过程（如果直接关闭）不会对人或环境产生损坏。S7-400F/FH有2种基本型：

S7-400F/FH适应于具有下列安全型要求的场合：

另外，S7-400F/FH可以使用标准模板，以及安全型模板，这样可以配置一个*型集成控制系统。用在无安全性要求以及部分安全性要求的工厂中。整个工厂可以用相同的标准工具进行配置和编程。

• 编程和参数设置

• 控制与视以及

• 灵活的配置选择

• 作为DP主站

• 在同等通讯伙伴间建立简单的网络结构

• 多种连接能力：MPI支持多32个站点的同时连接

• 通讯连接，S7-400 CPU可同时建立多64个站的连接

• 多32个MPI节点， 数据传输率大为12M bit/s。

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