西門子CPU模塊6ES7431-7QH00-0AB0
SIMATIC S7-400 的數(shù)字量I/O S7-400
使 PLC 靈活地適應各項任務(wù)
用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行器
西門子CPU模塊6ES7431-7QH00-0AB0
上海翰粵公司在經(jīng)營活動中精益求精，具備如下業(yè)務(wù)優(yōu)勢：
SIEMENS 可編程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流傳動裝置
1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、ECO
MIDASTER系列：MDV
6SE70系列（FC、VC、SC）
2、全數(shù)字直流調(diào)速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 數(shù)控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驅(qū)動 ： 6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
上海翰粵自動化系統(tǒng)有限公司
：瞿曉明（ ）24小時 ：
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Overview
- 采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)
- 適合對故障安全要求很高的應用
滿足重啟動費用高、昂貴的停機、極少的監(jiān)控以及很少的維護的過程應用 - 冗余的集能
- 提高 I/O 的可用性：可切換的 I/O 的配置
- 也可使用標準化可用性 I/O：單邊配置
- 熱備用：發(fā)生故障時，無反應地自動切換到備用設(shè)備
- 采用 2 個獨立機架或一個分開的*機架進行配置
- 經(jīng)過冗余 PROFIBUS-DP 來連接切換的 I/O
西門子CPU模塊6ES7431-7QH00-0AB0Area of application
在許多自動化領(lǐng)域中，對可用性和故障安全的需求越來越高。特別是在工程停機將造成極度損失的領(lǐng)域中。 在這種情況下，只有冗余系統(tǒng)滿足這樣的要求。
SIMATIC S7-400H 所具有的高的可用性可以滿足這些要求。 即使在一個或多個故障導致部分系統(tǒng)失靈時也能繼續(xù)運行。 由于 SIMATIC S7-400 H 具有*的可用性，所以特別適合于下列應用：
- 控制器故障后，過程重新啟動會導致很高成本場合（通常在工業(yè)過程中）
- 停機時間很昂貴的過程
- 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）
- 無人監(jiān)管的應用
- 涉及減少維護人員的應用
訂貨數(shù)據(jù)
S7-400H 的訂貨數(shù)據(jù)可在相應模塊“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下找到。
Design
SIMATIC S7-400H 由以下部件組成：
- 2 個*控制器：
2 個單獨的 UR1/UR2 *控制器，或一個分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。 - 每個*控制器的 2 個同步子模塊，用于通過光纖電纜連接兩個單元。
- 每個*控制器 1 個 CPU 412-3H、1 個 CPU 414-4H 或 1 個 CPU 417-4H。
- *控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
- UR1/UR2/ER1/ER2 擴展機架和/或帶 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 站。
集中的功能總是以冗余方式實現(xiàn)的。
I/O 可為常備狀態(tài)，或進行切換式連接。
常備 I/O（單側(cè)配置）
在單側(cè)配置情況下，I/O 模塊進行單通道連接，并僅可由兩個*控制器之一來尋址。 在單側(cè)配置中運行的 I/O 模塊可插到
- 一個*控制器和/或
- 擴展機架/分布式 I/O 設(shè)備
在一側(cè)讀取的信息總可供兩個*控制器使用，前提是對 I/O 尋址的設(shè)備運行正常。 在發(fā)生故障時，受影響*控制器的 I/O 模塊停止運行。
單側(cè)配置用于：
- 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，系統(tǒng)必須具有一種對稱設(shè)計。
高可用性（切換式配置）
在切換式配置中，I/O 模塊進行單通道連接，但它們可通過冗余 PROFIBUS DP 由兩個*控制器來尋址。 在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到
- 一個 ET 200M 分布式 I/O 站
通過 PROFIBUS DP 進行*控制器的連接。 切換式 ET 200M 與兩個子單元相連。
I/O 的冗余性
I/O 冗余得到 V3.1 及以上版本操作系統(tǒng)的支持。
冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。 冗余 I/O 提供了*的可用性，因為它具有對 CPU、PROFIBUS 或信號模塊故障的容錯功能。
可能的組態(tài)
可進行下列配置：
- 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
相互冗余的模塊必須為相同類型與設(shè)計（例如，都為集中式或都為分布式），但對插槽未做規(guī)定。 不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。 關(guān)于可使用哪些模塊，請咨詢客戶支持服務(wù)，或參閱手冊。
FM 和 CP 的冗余
功能模塊(FM)和通訊模塊(CP)可用于兩種不同的冗余配置中：
- 切換式冗余配置：
可將 FM/CP 以雙重形式連接到分開的 ET 200M 中，或連接到一個切換式 ET 200M 中。 - 雙通道冗余配置：
FM/CP 可分別插到兩個子單元中，或插到與子單元相連的擴展機架中（參見單側(cè)配置）。
此時可以不同方式取得模塊的冗余性：
- 由用戶編程：
對于功能模塊和 SIMATIC 通訊模塊，冗余功能一般可由用戶進行編程。 確定一個運行的模塊，并在檢測到故障時進行切換。 所需程序相當于一個帶有冗余 FM/CP 的簡單 CPU 所用的程序： - 由操作系統(tǒng)直接支持：
對于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統(tǒng)提供了對冗余的直接支持。 有關(guān)詳細信息，請參見“通訊”。
Functions
容錯通訊
通過容錯通訊，SIMATIC 提供了具有以下功能的新通訊方法：
- 可用性提高；
在發(fā)生故障的情況下，通訊可通過 4 個冗余連接而繼續(xù)。 用戶看不到所需的切換。 - 簡便操作；
容錯功能對于用戶來說是看不見的。 用于標準通訊的用戶程序可以不必進行改動而采用。 冗余功能僅在參數(shù)化階段進行定義。
容錯通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對于 PC 來說，需要使用 Redconnect 軟件包（參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”）。
依可用性要求的不同，可以使用不同的配置：
- 單一總線或冗余總線。
- 總線型或環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。
操作模式
CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：
- 數(shù)據(jù)交換
- 故障響應（切換到后備設(shè)備）
- 兩個子設(shè)備的同步
- 自檢
冗余原理
S7-400H 的運行基于后備模式中的主動冗余這一原理（發(fā)生故障時，以不受影響的方式進行自動切換）。 根據(jù)這一原理，在*運行期間，兩臺設(shè)備都處于激活的狀態(tài)。 發(fā)生故障時，沒有受影響的設(shè)備單獨承擔起過程的控制。
要使這種切換平穩(wěn)進行，需要通過*控制器執(zhí)行高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
設(shè)備將自動接收以下內(nèi)容
- 相同的用戶程序
- 相同的數(shù)據(jù)塊
- 相同的過程映像內(nèi)容
- 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，如定時器、計數(shù)器、位存儲器等
這意味著兩臺設(shè)備在任何時刻都具有相同的狀態(tài)，并且它們中的任何一臺都可在發(fā)生故障時繼續(xù)實施控制。
對于 I/O 的冗余運行I/O這意味著：
- 在*運行期間，兩個模塊都處于活動狀態(tài)。例如，在具有冗余輸入的情況下，共用傳感器（也可能是兩個傳感器）的數(shù)據(jù)被兩個模塊讀取，結(jié)果被比較，并作為一個統(tǒng)一數(shù)值提供給用戶以進一步處理。 對于冗余輸出來說，由用戶程序計算出的值通過兩個模塊來輸出。
- 在發(fā)生故障時（兩個輸入模塊之一出現(xiàn)故障），有故障的模塊不再被尋址，故障被報告，只有未受影響的模塊才繼續(xù)運行。 維修之后（可能在線進行），兩個模塊再次同時被尋址。
S步
兩個子設(shè)備需要針對不受影響的切換而進行同步。
S7-400H 的運行遵循“事件驅(qū)動的同步”原理。
這意味著，當事件可能會導致子設(shè)備的內(nèi)部狀態(tài)產(chǎn)生偏差時，就會進行同步，就像下面的例子中那樣：
- 直接訪問 I/O
- 中斷、報警
- 更新用戶定時器
- 通過通訊功能來改變數(shù)據(jù)
同步是通過操作系統(tǒng)自動完成的，不需要在編程中加以考慮。
自檢
S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。 自檢過程將測試以下內(nèi)容：
- *控制器的連接
- CPU
- 處理器/ASIC
- 存儲器
每個檢測到故障都將被報告。
啟動時自檢
啟動時，每個子設(shè)備都會執(zhí)行所有自檢功能。
循環(huán)模式中的自檢
整個自檢過程分布于幾個循環(huán)中。 每個循環(huán)都執(zhí)行自檢過程的一小部分，這樣控制器上的負荷就不會很高。
組態(tài)、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 相類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對 S7-400H 進行編程需要使用 STEP 7 V5.2。
組態(tài) I/O 模塊
對硬件進行組態(tài)時，用戶必須通過 Hardware Config 來哪些模塊是相互冗余的。 為此，您只需哪些模塊要在冗余模式中運行，以及哪個模塊要作為“冗余伙伴設(shè)備”。 用戶程序中需要參考具有zui低地址的模塊。 第二個地址用戶是看不到的，帶有冗余和非冗余 I/O 的控制器部分的編程*相同。 與非冗余 I/O 的*差別是，需要在用戶程序的開始和結(jié)束處從塊庫中調(diào)用兩個功能模塊（RED_IN 和 RED_OUT）。
STEP 7 V5.3 開始，功能塊庫已作為標準功能集成到 STEP 7 中。
Programming
編程，參數(shù)設(shè)置
S7 -400®H 象 S7 -400® 一樣編程。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用。
S7 -400®H 編程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。
S7 -400®H 選件包
基本上， S7 - 400®H 的配置與用于 S7 -400® 的程序并無不同，例如
- 建立項目和站
- 配置硬件和網(wǎng)絡(luò)
- 把系統(tǒng)數(shù)據(jù)裝入目標系統(tǒng)
需要 S7 -400®H 選件包來配置與 S7 -400 結(jié)構(gòu)不同的 S7 -400®H 結(jié)構(gòu)。對于安裝，必須安裝 STEP® 7 標準包 V.5. 1 或更高的版本。
