SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项:
组合多点 MPI 接口和 DP 主站,可集成到所有 CPU 中:
用于连接编程器/PC、HMI 系统、S7-200 和 S7-300 系统以及其它 S7-400 系统。附加 PROFIBUS DP 接口,可集成到多个 CPU 中,用于经济、高效地连接分布式 I/O 系统,例如 ET200。
PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口,用于连接到分布式 I/O 系统或与其它控制器和 PC系统通信。
通信处理器,用于连接到 PROFIBUS 总线系统和工业以太网。
通信处理器,用于功能强大的点到点连接。
通过 PROFIBUS DP进行过程通信
通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口(可选),可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到PROFIBUS DP。
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接:
SIMATIC S7-400(CPU、CP 443-5)
SIMATIC S7-300 (CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5)
SIMATIC C7(通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通过 PROFIBUS DP CP)
配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但它们仅使用也部分通过PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP功能。
以下设备可作为从站连接:
分布式 I/O 设备,例如 ET 200
现场设备
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(仅通过 CP 443-5)
通过多点接口 (MPI)实现数据通信
多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400 的 CPU 中的通信接口。
它用于:
编程和参数设置
操作员控制和监视
建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑
可选择的连接选项:
MPI 可以实现*多 32 个节点的连接:编程器/PC
HMI 系统
S7-200(作为从站)
S7-300
S7-400
C7
内部通信总线(C 总线);
通过 S7-400 的 C 总线以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口,可以寻址带有 C总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的模块。通过接口模块,可将*多 6 个扩展单元连接到 C总线。MPI 的性能数据:
*多 32 个 MPI 节点
数据传输速率高达 12 Mbps
灵活的安装选件:
使用性能可靠的组件建立 MPI 通信:PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12Mbps)。
可使设计能够**地适应要求。例如,任意两个 MPI 节点之间*多可以串入 9 个中继器以连接更大距离。DP 主站:
也可将 S7-400 的 MPI 组态为 DP 主站。可以连接多达 32 个 DP 从站,传输速率*高 12Mbps。从而保留编程功能和人机界面功能。
通过 CP 实现数据通信(点到点)
通过 CP 441 通信处理器,可以实现功能强大的点到点连接。
可连接各种设备,例如:
PC
SIMATIC S5/S7
工业 PC
其它厂商的 PLC
扫描仪、读码器、识别系统
机械手控制装置
打印机
可变接口:
通过可更换的接口模块,可以使用不同传输介质进行通信:20 mA (TTY)
RS 232C (V.24)
RS 422/485
通过 CP(PROFIBUS或工业以太网)实现数据通信
通过 CP 443-x 通信处理器,可以将 SIMATIC S7-400 连接至 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
例如包括:
SIMATIC S7-200(通过 PROFIBUS)
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
编程设备
PC
SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
数控装置
机械手控制装置
工业 PC
驱动控制装置
其它厂商的设备
SIMATIC S7-400H 由以下组件组成:
2 个中央控制器:
2 个单独的 UR1/UR2 中央控制器,或一个分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。每个中央控制器有 2 个同步模块,用于通过光缆连接两个设备。
每个中央控制器 1 个 CPU 412-5H、1 个 CPU 414-5H、1 个 CPU 416-5H 或 1 个 CPU417-5H。
中央控制器中具有 S7-400 I/O 模块。
UR1/UR2/ER1/ER2 扩展单元和/或带有 I/O 模块的 ET 200M 分布式 I/O 设备。
中央功能采用冗余设计。可将 I/O 组态为常规可用性型和切换型。
普通型 I/O(单侧组态)
在单侧组态中,I/O 模块为单通道设计,并且仅由两个中央控制器中的一个进行寻址。单侧 I/O模块可插到中央控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。
如果寻址 I/O 的设备正常工作,则从一侧读取的信息始终可供两个中央控制器使用。发生故障时,受影响的中央控制器的 I/O模块将停止工作。
使用单侧组态:
不需要很高可用性的工厂部分。
连接基于用户程序的冗余I/O。此时,系统必须对称设置。
高可用性(网管型组态)
在网管型组态中,I/O 模块为单通道设计,但由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUS DP 寻址。在网管型组态中运行的 I/O模块只能插到 ET 200M 分布式 I/O 设备中。
通过 PROFIBUS DP 连接到中央控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模块成对冗余组态。使用冗余 I/O 可以实现极大的可用性,因为通过这种方式,可以承受 CPU、PROFIBUS或信号模块出现故障。
支持以下组态:
单侧 DP 从站采用冗余 I/O
网管型 DP 从站采用冗余 I/O
合适的 I/O 模块
相互冗余的模块必须为同一类型和设计形式(例如,均为集中式或均为分布式)。对插槽没有规定。出于可用性原因,建议在不同的站中使用。关于可以使用的模块,请咨询系门子客户支持部门或参阅相关手册。
FM 和 CP 冗余
功能模块 (FM) 和通信处理器 (CP) 可以在两种不同的组态中冗余使用:
网管型冗余组态:
FM/CP 可以双重连接到单独的 ET 200M 或一个网管型 ET 200M。双通道冗余组态:
可将 FM/CP 插到两个子单元中或插到与子单元相连的扩展单元中(参见单侧组态)。
模块冗余以不同的方式实现:
由用户编程:
在功能模块和 SIMATIC CP 上,冗余功能通常可由用户编程。确定活动模块并检测可能的故障以启动切换。所需的程序与配有冗余FM/CP 的单个 CPU 的程序一致。操作系统直接支持。
对于 SIMATIC NET-CP 443-1,操作系统直接支持冗余。有关详细信息,请参见“通信”部分。
故障安全型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同组态:
单通道、单侧 I/O,用于S7-400F
工厂需要使用故障安全型控制器。无需容错。需要下列部件:
1 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
1 条 PROFIBUS DP 总线。
带有 IM 153-2 的 ET 200M。
故障安全信号模块,采用非冗余设计。
发生故障时,I/O 不再可用。故障安全信号模块被禁用。
单通道、网管型 I/O,用于S7-400FH
工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧需要有容错功能。需要下列部件:
2 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
2 条 PROFIBUS DP 总线。
1 个 ET 200M ,带 2 个 IM 153-2(冗余)。
故障安全信号模块,采用非冗余设计。
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障,控制器仍保持可用。在故障安全信号模块或 ET 200M出现故障时,I/O 不再可用。故障安全信号模块被禁用。
冗余、网管型 I/O,用于S7-400FH
工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧和 I/O 侧需要容错功能。需要下列部件:
2 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
2 条 PROFIBUS DP 总线。
2 个 ET 200M,带 2 个 IM 153-2(冗余)。
故障安全信号模块,冗余设计。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线、故障安全信号模块或 ET 200M出现故障时,控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自动化系统中,也可以使用标准模块。这些设备不能与故障安全模块在同一个 ET 200M 中一起使用。
通信
中央控制器和 ET 200M 之间的安全相关通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 实现的。通过专门开发的 PROFIBUS行规 PROFIsafe,可以在标准数据帧中传输带有安全功能的用户数据。无需附加的硬件组件,如专用安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中,也可以作为一个软件模块装载到CPU 中。
安全保护装置的安全等级
在 ET 200M 中使用安全保护装置具有以下优势:
可以使用铜质总线电缆来建立 PROFIBUS DP 总线。没有必要使用光纤电缆。
每个 IM 153-x 都可以使用。
在一个 ET 200M 中,可以混合使用安全模式下的故障安全信号模块和 S7-300 标准模块。
安全等级达到 SIL 2 时,无需使用安全保护装置。