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擴(kuò)展

當(dāng)用戶需要在應(yīng)用中使用一個(gè)以上的中央控制器時(shí)，可以對S7-400進(jìn)行擴(kuò)展：

• 最多 21 個(gè)擴(kuò)展單元：
  中央控制器（CC）上最多可以連接21個(gè)擴(kuò)展單元（EU）。
• 接口模塊（IM）的連接：
  中央控制器（CC）和擴(kuò)展單元（EU）是通過發(fā)送接口模塊（IM）和接收接口模塊（IM）完成連接的。發(fā)送接口模塊插在中央控制器（CC）上，相應(yīng)的接收接口模塊則插在串行連接的擴(kuò)展單元（EU）上。中央控制器（CC）上最多可以插接6個(gè)發(fā)送接口模塊（IM）（其中最多有2個(gè)配5-V傳輸器），擴(kuò)展單元（EU）上則只能插接1個(gè)接收接口模塊（IM）。每個(gè)發(fā)送接口模塊均有2個(gè)接口，每個(gè)接口均用于連接1條線路。發(fā)送接口模塊的每個(gè)接口均可以連接至多4個(gè)擴(kuò)展單元（無5-V傳輸器）或者至多1個(gè)擴(kuò)展單元（配5-V傳輸器）。
• 電源模塊的固定插槽：
  在中央控制器（CC）和擴(kuò)展單元（EU）的最左側(cè)必須始終連接電源模塊。
• C總線受限數(shù)據(jù)交換：
  C總線數(shù)據(jù)交換僅用于中央控制器（CC）和6個(gè)擴(kuò)展單元（EU）
  （EU 1 - EU 6）之間。
• 中央擴(kuò)展：
  推薦用于直接安裝在機(jī)床旁邊的小型裝置或者小型控制柜。也可以選擇提供5-V電源。
  • 中央控制器（CC）和最后一個(gè)擴(kuò)展單元（EU）之間的最大單線距離：
    使用5 V傳輸器時(shí)為1.5 m；無5-V傳輸器時(shí)為3 m。
• 用EU進(jìn)行分布式擴(kuò)展：
  推薦用于占地面積較大、在同一個(gè)位置安裝多個(gè)擴(kuò)展單元（EU）的工廠。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATIC S5 EU。
  • 中央控制器（CC）和最后一個(gè)擴(kuò)展單元（EU）之間的最大單線距離：
    對于S7 EU為100 m，對于S5 EU為600 m。
• 注意 用于S5擴(kuò)展單元至某個(gè)S7-400的分布式連接：
  IM 463-2可以用于S7-400的中央控制器（CC），IM 314則用于S5-EU。以下S5 EU可連接S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186 U
  • ER 701-2
  • ER 701-3
• 通過EU 200實(shí)現(xiàn)的分布式擴(kuò)展：
  推薦用于占地面積極大的工廠。使用CPU的PROFIBUS DP接口，單條線路可以連接多達(dá)125個(gè)總線節(jié)點(diǎn)。中央控制器與最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的單線最大距離：23 km（使用光纜）。

通訊

SIMATIC S7-400擁有不同的通信選項(xiàng)：

• 組合了多點(diǎn)接口和DP主站，集成于所有CPU中：
  用于同時(shí)連接PG/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它S7-400系統(tǒng)。
• 額外的PROFIBUS DP接口，集成于多種型號(hào)的CPU中，用于成本高效地連接分布式I/O系統(tǒng)（例如ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式PROFINET接口，用于連接分布式I/O系統(tǒng)或者與其它控制器和PC系統(tǒng)進(jìn)行通信。
• 通信處理機(jī)，用于連接PROFIBUS總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
• 通信處理機(jī)，用于功能強(qiáng)大的點(diǎn)對點(diǎn)連接。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通訊

通過S7-400-CPU的集成式PROFIBUS DP接口（可選），可以連接SIMATIC S7-400并將其作為帶有PROFIBUS DP接口的主站。

以下均可以連接為PROFIBUS DP上的主站：

• SIMATIC S7-400 (CPU, CP 443-5)
• SIMATIC S7-300 (CPU, CP 342-5 DP 或 CP 343-5)
• SIMATIC C7（通過配有PROFIBUS DP接口的C7，或者PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• 帶 PROFIBUS DP 接口的 S5-95U
• 帶 PROFIBUS DP 接口的 SIMATIC 505

盡管配有STEP 7的PG/PC或者OP是總線上的主站，但它們僅使用也部分地通過PROFIBUS DP運(yùn)行的PG和OP功能。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如 ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)備
• SIMATIC S7-200, S7-300
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
• SIMATIC S7-400 (只有通過 CP 443-5)

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊

多點(diǎn)接口（MPI）是集成于SIMATIC S7-400的CPU內(nèi)部的一種通信接口。

它用于

• 編程和參數(shù)化
• 人機(jī)界面接口，和
• 建立涉及到對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?
• 可選擇的連接選項(xiàng)：
  MPI 可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)連接 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)：
  • PGs/PCs
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200 (作為從站)
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 通訊連接：
  S7-400 CPU可以同時(shí)建立多達(dá)96個(gè)連接（取決于的CPU型號(hào)）：
  • 至節(jié)點(diǎn)，
  • 至相關(guān)C總線（內(nèi)部通信總線，見后文）上的C總線節(jié)點(diǎn)（例如通信處理機(jī)），
  • 至通過通信處理機(jī)連接的節(jié)點(diǎn)，例如工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。此外，通信處理機(jī)必須為C總線節(jié)點(diǎn)。
• 內(nèi)部通訊總線(C-bus);
  使用S7-400的C總線，通過MPI或DP接口，可以尋址配有C總線接口的通信處理機(jī)和功能模塊。這可以從編程設(shè)備直接訪問在 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊可以將 C 總線最多轉(zhuǎn)到 6 個(gè)擴(kuò)展單元。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
  • 最多 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)12 Mbit/s
• 靈活的安裝選項(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通訊： 不低于PROFIBUS和“distributed I/O”產(chǎn)品系列的總線電纜、總線連接器和RS 485中繼器（12 Mbit/s）。
  使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間最多可以開啟9個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。
• DP主站：
  還可將 S7-400 的 MPI 作為 DP 主站組態(tài)。此后，最多可以連接32個(gè)最大傳輸速率為12 Mbit/s的DP從站。據(jù)此，編程功能和人機(jī)界面功能得以保留下來

使用通信處理機(jī)的數(shù)據(jù)通信（點(diǎn)對點(diǎn)）

使用CP 441通信處理機(jī)，可以建立功能強(qiáng)大的點(diǎn)對點(diǎn)連接。

• 多種連接選件：例如，可以連接以下設(shè)備：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè)PC
  • 其他供應(yīng)商提供的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識(shí)別系統(tǒng)
  • 機(jī)器人控制
  • 打印機(jī)
• 可變接口：
  可更換接口模塊，據(jù)此可以使用不同的傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）的數(shù)據(jù)通訊

通過CP 443-x通信處理機(jī)，可以將SIMATIC S7-400連接至PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-200 (通過 PROFIBUS)
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動(dòng)控制器
• 其它廠商設(shè)備
  

S7-400H

SIMATIC S7-400H 由以下部件組成：

• 2 個(gè)中央控制器：
  2 個(gè)單獨(dú)的 UR1/UR2 中央控制器，或一個(gè)分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個(gè)區(qū)域。
• 每個(gè)中央控制器兩個(gè)同步模塊，用于通過光纜連接兩個(gè)設(shè)備。
• 每個(gè)中央控制器 1 個(gè) CPU 412-3H、1 個(gè) CPU 414-4H 或 1 個(gè) CPU 417-4H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴(kuò)展單元和/或帶有I/O模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備。

最重要的功能始終采用冗余型設(shè)計(jì)。

I/O可以組態(tài)為常規(guī)可用性型和switched型。

常規(guī)可用I/O（單邊組態(tài)）

在單邊組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，僅能由兩個(gè)中央控制器中的一個(gè)來尋址。單邊I/O模塊可以插接

• 一個(gè)中央控制器和/或
• 擴(kuò)展單元/分布式I/O設(shè)備

.

在I/O尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單邊讀入的信息始終可以被兩個(gè)中央控制器使用。在出現(xiàn)故障的情況下，受到影響的中央控制器的I/O模塊將會(huì)停止工作。

單邊組態(tài)用于：

• 不需要很高可用性的工廠部分。
• 連接基于用戶程序的冗余 I/O。此時(shí)，系統(tǒng)必須具有一種對稱設(shè)計(jì)。

增加可用性（倒換型配置）

在switched組態(tài)中，I/O模塊為單通道設(shè)計(jì)，但是其尋址工作是由兩個(gè)中央控制器通過冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接

• 一個(gè)ET 200M分布式I/O設(shè)備

.

至中央控制器的連接通過PROFIBUS DP實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，switched ET 200M連接至兩個(gè)子單元上。

I/O 的冗余性

3.1版以及更高版本的操作系統(tǒng)均支持冗余I/O。

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余I/O可以實(shí)現(xiàn)可用性的最大化，因?yàn)檫@種工作模式能夠容忍一個(gè)CPU、PROFIBUS或者信號(hào)模塊出現(xiàn)故障。

配置選項(xiàng)

可進(jìn)行下列配置：

• 針對單側(cè) DP 從站采用冗余 I/O
• 針對切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

彼此冗余的模塊的類型必須相同，且采用相同的設(shè)計(jì)（例如，均為集中式或者均為分布式）。插槽不強(qiáng)制規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用哪些模塊，請咨詢用戶支持部門或者參考相關(guān)手冊。

FM 和 CP 的冗余

這兩種不同的組態(tài)都可以以冗余方式使用功能模塊（FM）和通信處理機(jī)（CP）：

• 切換冗余設(shè)計(jì)：
  功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以成雙地連接至單個(gè)ET 200M或者一個(gè)switched ET 200M。
• 雙通道冗余設(shè)計(jì)：
  功能模塊（FM）/通信處理機(jī)（CP）可以插接兩個(gè)子單元或者子單元所連接的擴(kuò)展單元（參見單邊組態(tài)）。

此時(shí)可以不同方式取得模塊的冗余性：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和SIMATIC通信處理機(jī)上，總體上說，用戶可以對其冗余功能進(jìn)行編程。識(shí)別出主動(dòng)模塊，當(dāng)檢測到可能出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)切換操作。所需要的程序與用于配有冗余FM/CP的單個(gè)CPU的程序相一致：
• 由操作系統(tǒng)直接支持。
  對于SIMATIC NET-CP 443-1，冗余由操作系統(tǒng)直接支持。詳細(xì)信息，參見下面的“通信”。
  

S7-400F/FH

故障安全型S7-400F/FH自動(dòng)化系統(tǒng)可以根據(jù)需求進(jìn)行不同的組態(tài)：

S7-400F的單通道單側(cè)I/O

工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯(cuò)。需要下列部件：

• 1 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 PROFIBUS DP 連接線。
• ET 200M，配有IM 153-2。
• 故障安全信號(hào)模塊，非冗余型。

在發(fā)生故障的情況下，I/O不可用。故障安全信號(hào)模塊為被動(dòng)型。

單通道switched I/O，用于S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。對于 CPU 需要容錯(cuò)。需要下列部件：

• 2 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 根 PROFIBUS DP 連接線。
• 1 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
• 故障安全信號(hào)模塊，非冗余型。

在CPU、IM 153-2或者PROFIBUS DP連接線出現(xiàn)故障的情況下，控制器仍然保持可用狀態(tài)。在故障安全信號(hào)模塊或者ET 200M出現(xiàn)故障的情況下，I/O不再可以使用。故障安全信號(hào)模塊為被動(dòng)型。