西门子6ES7450-1AP00-0AE0

SIMATIC S7-400，功能模块 FM 450-1 用于计数功能 含 2 个通道 包括项目组态包 在 CD 上

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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）

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西门子S7-400

产品特点

辑

S7-400PLC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。 [1] 

SIMATIC S7-400过程控制器性能强大的解决方案

作为SIMATIC过程控制器系列的一部分，S7- 400被设计用于制造和过程自动化领域的系统解决方案。这个过程控制器是数据密集型任务，特别是典型过程工业的理想选择。高处理速度和高确定性的响应时间能够确保对制造业高速加工中的短机器循环周期。

西门子PLC工作原理：

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

输入采样

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

用户程序执行

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

输出刷新

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

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。

I/O模块的组态

硬件组态时，用户必须通过HW Config明确地指出彼此相互冗余的模块。这仅需指出需要工作于冗余模式的模块和需要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，程序编制时使用地址低的那个模块。第二个地址对用户来说不可见，无论是冗余还是非冗余I/O，控制部分的编程工作都*相同。与非冗余I/O*的差别是，冗余I/O程序有两个块库中的功能块（RED_IN 和 RED_OUT），且在用户程序的起始和结束部分调用这两个功能块。

自STEP 7 V5.3起，该库作为标准组件已经集成在STEP 7中。

SIMATIC S7-400 的数字量I/O S7-400 使 PLC 灵活地适应各项任务 用于连接数字传感器和执行器
数字量输入/输出模板将二进制过程信号连接到S7-400。可以通过该模板将数字量传感器和执行器连接到SIMATIC S7-400上。

使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：
佳适应性： 
可根据需要使用相应的模板，可以满足控制任务所需的输入/输出点数量。 不需要过多的投资。 灵活的过程信号连接： 
各种类型的数字量传感器和执行器都可以连接到S7-400上。
数字量输出模块具有以下特性：
设计紧凑
坚固的塑料机壳里包括：
绿色 LED，用于指示输出的信号状态 红色 LED 指示内部/外部故障，对于具有诊断能力的模板，还可以通过它指示其它故障（例如险熔断，无负载电压）。 插入到前连接器的标签条（随机提供）；可以单独订购封面胶片。
安装简单
只需将模板安装在机架上并拧紧螺钉。
用户友好的接线
通过插入式前连接器来对模块接线。 *次插入时，模块上的编码元件与之啮合，这样该连接器以后只能插入相同电压范围的模块。

更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。

开关量输入模板 6ES7 421-7BH01-0AB0 开关量输入模块(16点,24VDC)中断 6ES7 421-1BL01-0AA0 开关量输入模块(32点,24VDC) 6ES7 421-1EL00-0AA0 开关量输入模块(32点,120VUC) 6ES7 421-1FH20-0AA0 开关量输入模块(16点,120/230VUC) 6ES7 421-7DH00-0AB0 开关量输入模块(16点,24V到60VUC) 开关量输出模板 6ES7 422-1BH11-0AA0 开关量输出模块(16点,24VDC，2A） 6ES7 422-1BL00-0AA0 32点输出，24VDC,0.5A 6ES7 422-7BL00-0AB0 32点输出，24VDC,0.5A,中断 6ES7 422-1FH00-0AA0 16点输出，120/230VAC，2A 6ES7 422-1HH00-0AA0 16点输出，继电器，5A 模拟量模块 6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模拟输入，13位 6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模拟输入，13位，隔离 6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离，线性化 6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离 6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模拟输入，16位，隔离 6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电偶 6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电阻 6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模拟输出，13位，隔离

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