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【 ：楊丹】
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詳情參見"S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊詳情"

設(shè)計(jì)

S7-400系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以使用模塊化設(shè)計(jì)，并可以簡單地忽略插槽規(guī)則。S7-400的突出特點(diǎn)是工作穩(wěn)定可靠，無需風(fēng)扇，且其中的信號(hào)模塊支持熱插拔。

S7-400設(shè)計(jì)簡潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝非常簡單。
• 背板總線集成在安裝機(jī)架中
• 配有機(jī)械部件數(shù)碼編號(hào)，模塊更換極為簡便。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接。
• TOP 連接：
  預(yù)裝配接線配有1至3針接口和螺釘端子或彈簧端子。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接口和接頭都應(yīng)該安裝在模塊和保護(hù)蓋板的內(nèi)部。
• 沒有槽位規(guī)則。

通訊

CPU和通信處理機(jī)支持以下通信類型：

• 過程通訊;
  對(duì)于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實(shí)現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過程通信
• 數(shù)據(jù)通訊;
  用于自動(dòng)化系統(tǒng)之間、或 HMI 站
  與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。 數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)動(dòng)通過塊由用戶程序發(fā)起。

數(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-400擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用全局?jǐn)?shù)據(jù)通信（GD），實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間數(shù)據(jù)包的循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與伙伴完成事件驅(qū)動(dòng)型通信。

網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現(xiàn)。

全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)

通過MPI，使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（zui多可達(dá) 16 GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)中zui大 GD 數(shù)據(jù)包容量為 64 個(gè)字節(jié)）。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)，例如，某個(gè)CPU訪問另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲(chǔ)單元和過程圖像等信息。如果網(wǎng)絡(luò)上連接有S7-300，則數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)包限于zui大22個(gè)字節(jié)。只能通過 MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。使用 STEP 7 中的 GD 表執(zhí)行組態(tài)。在分段 CR2 安裝架中，兩個(gè) CPU 可以通過使用 GD 的 C 總線通訊。

通訊功能

使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開放式用戶通訊）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，對(duì)于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領(lǐng)域中

借助自動(dòng)化工程組態(tài)，使用S7-400，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 使用任何HTML工具，創(chuàng)建自己的Web網(wǎng)頁。方便地將S7-400的過程變量賦給HTML對(duì)象。
• 通過這些網(wǎng)頁使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器監(jiān)控S7-400。
• 通過FC調(diào)用，從S7-400的用戶程序中發(fā)送電子郵件。
• 通過撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)（例如ISDN），使用TCP/IP的WAN特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。

S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此，標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-400站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報(bào)文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• OUC 連接的診斷
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
• 通過用戶網(wǎng)頁可顯示過程數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)

Web 服務(wù)器之中的安全機(jī)制可用，也可使用用戶權(quán)利并支持 HTTPS 協(xié)議。

等時(shí)同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時(shí)同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號(hào)采集、
• 信號(hào)傳輸和
• 程序執(zhí)行

等時(shí) PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期

創(chuàng)建了自動(dòng)化解決方案，可以以固定間隔時(shí)間（常量總線周期時(shí)間）捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。

借助常量總線周期時(shí)間和分布式I/O同步信號(hào)處理技術(shù)，S7-400確?？梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時(shí)間。

為等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，目前的SIMATIC S7-400開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得zui高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

在運(yùn)行模式更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時(shí)組態(tài)，CiR）

使用SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間，無需重新啟動(dòng)設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改。例如，可以實(shí)現(xiàn)以下工作：

• 添加分布式I/O節(jié)點(diǎn)（PROFIBUS DP 或者 PA從站），和
• 為 ET 200M I/O 系統(tǒng)添加模塊或者重新參數(shù)化系統(tǒng)內(nèi)的模塊。

CiR，即運(yùn)行時(shí)組態(tài)，可以在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間完成設(shè)備的擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換工作，進(jìn)一步降低了設(shè)備調(diào)試和加工重組所需要的時(shí)間。此外，該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應(yīng)加工工藝的更改（例如，加工工藝的優(yōu)化），因?yàn)闆]有必要因硬件組態(tài)的更改對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新初始化或者同步等工作。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-400的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 監(jiān)視信號(hào)(診斷)
• 監(jiān)控來自過程的信號(hào)（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可以用來判斷模塊的信號(hào)采集（針對(duì)數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對(duì)模擬模塊）是否正工作于*狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報(bào)文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會(huì)發(fā)出診斷消息。
• 非參數(shù)化診斷消息：
  這些消息的發(fā)出是一個(gè)常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會(huì)發(fā)起一個(gè)診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會(huì)產(chǎn)生中斷）。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號(hào)，并且，可以觸發(fā)針對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

根據(jù)模塊類型的不同，可以使用各種不同的診斷消息：