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

設計

S7-400系統(tǒng)的實現(xiàn)可以使用模塊化設計，并可以簡單地忽略插槽規(guī)則。S7-400的突出特點是工作穩(wěn)定可靠，無需風扇，且其中的信號模塊支持熱插拔。

S7-400設計簡潔，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架中
• 配有機械部件數(shù)碼編號，模塊更換極為簡便。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接。
• TOP 連接：
  預裝配接線配有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該安裝在模塊和保護蓋板的內(nèi)部。
• 沒有槽位規(guī)則。

通訊

CPU和通信處理機支持以下通信類型：

• 過程通訊;
  對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通信
• 數(shù)據(jù)通訊;
  用于自動化系統(tǒng)之間、或 HMI 站
  與多個自動化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。 數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進行，也可以基于事件驅(qū)動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)通信機制：

• 使用全局數(shù)據(jù)通信（GD），實現(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)動型通信。

網(wǎng)絡連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

全局數(shù)據(jù)(GD)

通過MPI，使用“全局數(shù)據(jù)通信”服務，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 16 GD 數(shù)據(jù)包，每個循環(huán)中zui大 GD 數(shù)據(jù)包容量為 64 個字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。如果網(wǎng)絡上連接有S7-300，則數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)包限于zui大22個字節(jié)。只能通過 MPI 進行全局數(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 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。

這些服務是：

• 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伙伴和非西門子設備之間的通信服務。

這些服務是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標準通訊（通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進行的開放式用戶通訊）。

與全局數(shù)據(jù)不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領域中

借助自動化工程組態(tài)，使用S7-400，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以實現(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對象。
• 通過這些網(wǎng)頁使用標準瀏覽器監(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。
• 通過撥號網(wǎng)絡（例如ISDN），使用TCP/IP的WAN特性實現(xiàn)遠程編程。

S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務器。因此，標準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
• 標簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關信息
• OUC 連接的診斷
• PROFINET 節(jié)點的拓撲結(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 服務器之中的安全機制可用，也可使用用戶權利并支持 HTTPS 協(xié)議。

等時同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

等時 PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期

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

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-400確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應時間。

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

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-400開始涉足重要的高速加工處理應用領域，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)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

在運行模式更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài)，CiR）

使用SIMATIC S7-400，在工廠運轉(zhuǎn)期間，無需重新啟動設備，就可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改。例如，可以實現(xiàn)以下工作：

• 添加分布式I/O節(jié)點（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，即運行時組態(tài)，可以在設備運轉(zhuǎn)期間完成設備的擴展和轉(zhuǎn)換工作，進一步降低了設備調(diào)試和加工重組所需要的時間。此外，該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應加工工藝的更改（例如，加工工藝的優(yōu)化），因為沒有必要因硬件組態(tài)的更改對設備進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(診斷)
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）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)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
• 非參數(shù)化診斷消息：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關。

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

根據(jù)模塊類型的不同，可以使用各種不同的診斷消息：