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| 应用领域 | 综合 |
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SIMATICS7-400PLC的主要特色为：处理速度、强大的通讯性能和的CPU资源裕量。
S7-400系列plc中功能分级的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。
产品简介
详细介绍
SIMATICS7-400是用于中、性能范围的可编程序控制器。
模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATICS7-400成为中、性能控制领域中的理想解决方案。
SIMATICS7-400的应用领域包括：
通用机械工程
汽车工业
立体仓库
机床与工具
过程控制
控制技术与仪表
纺织机械
包装机械
控制设备制造
机械
S7-400系列PLC的功能逐步升级的多种级别的CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全的功能模板，使用户能够构成的解决方案，满足自动化的任务要求。 当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而不多的添加额外的模板。
设计综述
S7-400自动化系统采用模块化设计。它所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。一个系统包括：电源模板，中央处理单元(CPU)，各种信号模板(SM)，通讯模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATICS5模板。
产品功能
S7-400 plc具有以下功能：
高速指令处理
用户友好的参数设置
口令保护
系统功能
用户友好的操作员控制和监视功能（HMI）已集成在SIMATIC的操作系统中
CPU的诊断功能和自测试智能诊断系统连续地监视系统功能并记录错误和系统的特殊事件。
模式选择开关
技术亮点
通过提高运算和通讯性能，提高您的生产力
通过提高诸如工作存储器、内置装载存储器、FC、FB、DB块的数量，可以使其应用更加广泛
数据块功能块统一的数字编号
通过工厂复位功能(FactoryResetfunction)可方便地恢复出厂设置
存储卡的序列号读取功能，更好地保护您的专有技术
SFC109"PROTECT"，额外的写保护选择
通过网络进行固件升级，维护极为简单
通过SFC78对装载的内容进行监视，可对信息源瓶颈做出动态响应
通过CP443-1Adv.EX41(条目号:24020919)开放的以太网通讯(Iso-on-TCP)，使其具有灵活的集成选项
优化的PROFINET-IOCP联接，条目号：24020919
与V4CPU相比，降低了后备电流
二、在 Step 7 中组态 S7-400H站
1. 硬件安装
（1）安装机架 UR2-H。
（2）在机架上安装 PS407电源模块，在电池槽内放入 2 块锂电池，拨码拨到 2BATT。
（3）设置冗余 CPU的机架号，安装冗余 CPU到机架。 CPU V3 版本，通过同步子模板上的开关设置； CPU V4 以上版本，通过 CPU 背板上的开关设置； 本实例中的 CPU为6ES7 412-3HJ04-0AB0 机架号设置在 CPU的背面，将左手边 CPU的机架号设为 0（拨码拨到下方），右手边 CPU的机架号设为 1（拨码拨到上方） ， CPU通电后此机架号生效。
（4）将同步子模板插到 CPU前面板的两个 IF 插槽中，并固定。
（5）连接同步光缆。 将两个位于上部的同步子模板相连； 将两个位于下部的同步子模板相连；在打开电源或启动系统之前要确保 CPU的同步光缆已经连接，同步光纤的连接如图 2所示。
（6）安装 CP443-1 以太网网卡。 同时利用网线将 2 个安装好的 CP443-1 以太网网卡以及安装有Step 7 或者 PCS 7 的电脑连接到一个交换机上，完成硬件互联。
（7）通电后 CPU自检查。 CPU次通电时， 将执行一次 RAM 检测工作， 约需 10 分钟。
这段时间内 CPU 不接收通过通讯接口传来的数据， 并且 STOP LED 灯闪烁。如果有备用电池，再次通电时不再做此项检查工作。
（8）启动 CPU，将 CPU拨码拨到 RUN状态，此刻两 CPU保持 RUN。
2. 硬件组态
1．首先双击“ SIMATIC Manager"图标，打开 SIMATIC Manager 并新建一个 S7-400H 的单项目，在项目中插入一个“ SIMATIC H Station "，插入结束，左侧树形目录下会出现一个“SIMATIC H Station(1) "，操作（如图 3）所显示。
2．点中 SIMATIC H Station(1) 后，双击右侧“ Hardware"组态硬件进入 HW Config 编辑器（如图 4）。
在组态中添加两个 UR2-H的机架，添加路径为： SIMATIC 400 > RACK-400 > UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0) 。
分别在两个机架中添加 PS407电源模块，路径为： SIMATIC 400 > PS-400 > PS 407 10A(6ES7407-0KR02-0AA0) 。
分别在两个机架中添加 CPU单元，添加路径为： SIMATIC 400 > CPU 400 > CPU 400-H > CPU 412-3H > 6ES7 412-3HJ04-0AB0 > V4.0 ，在添加 CPU的过程中，需要为 CPU上集成的DP接口设置地址并且创建所归属的 Profibus DP 总线（如图 5）。
CPU 412-3H CPU 添加同步模块（所选择同步模块的距离类型要保持一致） （如图 6）。
同理，以一样的方式为 Rack1 添加 CPU。
分别在两个机架中添加 CP443-1 以太网通讯模块，路径： SIMATIC 400 > CP-400 > Industrial Ethernet > CP 443-1 > 6GK7 443-1EX20-0XE0 > V2.6 （如图 7）。
为 CP 443-1 设置参数，创建并选择“ Ethernet(1) "；
勾选“ Set MAC address/use ISO protocol "，并且为该网卡设置 MAC地址（网卡出厂预设 MAC地址可以在 CP网卡上看到） ，同时取消选择“ IP protocol is being used"项（如图 8）。
以同样的方式，为 Rack 1 添加 CP443-1 并设置 MAC地址，选择子网“ Ethernet(1) "。利用以上步骤就完成了硬件的组态， 或者也可以先组态好 Rack0 及所需插入的所有模块，然后将其拷贝，生成Rack1 及其所需插入的所有模块，在此操作中请注意修改新生成的Profibus 网络参数以及 Ethernet 网络参数，设置方法请参考前文叙述。
3. 添加必要的 OB组织块程序
以下 OB块必须装入 S7-400H 的 CPU 中： OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、 OB121和 OB 122；如果没有装载这些 OB，H系统在出现错误时可能会进入 STOP状态。可以根据需要在这些 OB中编写程序读取系统诊断信息。
在 插 入 方式 上， 可 以在 Block 目录 下 面通 过右 键 选 择 “Insert New Object" >“Organization Block "，插入所期望的组织块，此处如果没有特殊需求的话，可以不对插入的组织块进行编程，插入空的 OB即可。
4. 硬件和程序的下装
为了实现 Step 7 与 CPU的通讯，首先要确保 CP443-1 与安装了 Step 7 的电脑之间的物理连接。
打开“ SIAMATIC Manager" > “Options " > “Set PG/PC Interface, "可以将 PG/PC接口设置成 ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了 1613 网卡，可以将 PG/PC接口设置为 1613 的 ISO通讯方式，如果使用的电脑中只装有普通的网卡，就选择普通网卡的ISO 的通讯方式，如下图：本实验中选择的是 Broadcom 的普通以太网卡连接作为 PG/PC物理通讯接口（如图 9）。
完成 PG/PC接口的设置，重新回到 HW Config 编辑器的界面，保存并编译硬件项目（如图 10）。
硬件下载， 系统会提示硬件下载的模式， 由于使用的 CPU均处于 STOP状态， OK，选择要下在硬件的目标 CPU对象，此处选择：CPU 412-3H Rack0 Slot3 上的 CPU 412-3H。
OK弹出选择实际节点的对话框， 可以通过“ View"按钮刷新可以访问到的节点信息 （如图11）。
OK下载硬件，硬件下载结束，可能当前两 CPU仍旧处于 STOP 模式 , 此刻可以通过手动触发运行来启动 CPU，具体做法就是， 首先将已经下载了硬件的 CPU拨到 RUN(如果其功能拨码已经处于 RUN上请先将拨码拨到 STOP再拨到 RUN上) ，然后运行另外一个 CPU。在线监控一下硬件， H系统处于冗余运行状态：
到此为止，已经完成了一个 400H 站的组态、编程、监控。
三、S7-400H 站冗余系统控制电气原理图、电气布置图、电气接线图。
四、S7-400H 站冗余系统 I/O 分配表
五、S7-400H 站冗余系统功能测试
S7400 冗余系统采用了两套 CPU处理器模块，一个处理器模块作为主处理器，另外一个作为从处理器。 正常情况下，由主处理器执行程序，控制 I/O 设备，从处理器不断监测主处理器状态。 如果主处理器出现 ， 从处理器立即接管对 I/O 的控制， 继续执行程序， 从而实现对系统的冗余控制。
1. S7-400H 冗余功能测试图
1.1 S7-400H 冗余功能测试硬件连接图
1.2 S7-400H 冗余功能测试电气控制接线图
2. 创建一个 Step7 示例项目
2.1 新建一个 Step7 项目，且进行相关组态硬件（如图 19）。
2.2 硬件组态完成后，对网络进行组态（如图 20）
2.3 新建示例项目组态结束，打开 OB1块 LAD/STL/FBD编程界面进行控制程序编辑（如图 21）
2.4 编写完控制程序，将该程序下载到 PLC 中。
3. 创建人机界面
3.1 运用 Wincc flexible 组态软件，通过前面的 Step7 控制示例项目所需，对 TP177B触摸屏进行相应人机界面组态编辑（如图 22 所示）。
3.2 人机控制界面编辑完成后，下载到 TP177B 内。
4. 冗余测试
4.1 通过人机界面操作 PLC，使之控制三相变频电机启动、变速、停止。 （如图 23）
4.2 在三相变频电机正常运行时， 通过模拟工业现场 CPU ，切断正在主控运行的 PLC 电源，此时冗余 PLC 承担主控，电机保持之前的状态运行，实现了冗余控制功能。
5. S7-400H 站冗余系统功能实现通过以上测试可知：当停止正在主控工作的 PLC CPU时，变频器上显示的频率没有发生变化，电机还是保持原来的运行状态。