6ES7412-1XJ05-0AB0

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西門子S7400介紹：

控制性能可以分為機(jī)、中檔機(jī)和低檔機(jī)。S7-400H采用冗余設(shè)計(jì)的容錯自動化系統(tǒng)。適合對故障安全要
求很高的應(yīng)用。 滿足重啟動費(fèi)用高、昂貴的停機(jī)極少的監(jiān)控以及很少的維護(hù)的過程應(yīng)用。冗余的集中功
能。提高 I/O的可用性：網(wǎng)管型 I/O 配置。也可作為標(biāo)準(zhǔn)I/O使用：單邊配置。熱后備：發(fā)生故障時，可自
動切換到備用設(shè)備。采用 2 個獨(dú)立機(jī)架或一個分開的中央機(jī)架進(jìn)行配置經(jīng)過冗余 PROFIBUS-DP來連接
切換的/O。S7-400F/FH故障安全型自動化系統(tǒng)，大大提高了工廠生產(chǎn)過程的安全性符合IEC61508SIL3、
DINV19250AK6和 EN954-1Cat.4等安全要求。如果需要，也可通過冗余設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)容錯安全相關(guān)的 I/O
不增加接線:通過采用 PROFIsafe行規(guī)的PROFIBUSDP進(jìn)行安全通訊基于帶有故障安全模塊的S7-400H
和ET200M標(biāo)準(zhǔn)模塊可以使用在自動化系統(tǒng)的非故障安全型應(yīng)用場合隔離模塊，用于在一個ET200M的
安全模式中組合使用故障安全型模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊`S7-400擁有中端到性能的功能強(qiáng)大的SIMATICS7-
400PLC。模塊化無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，高度的擴(kuò)展能力，的通訊和網(wǎng)絡(luò)能力，方便實(shí)施的分布式結(jié)構(gòu)，以及用戶
友好的運(yùn)行處理。使得IMATICS7-400是中高性能應(yīng)用中滿足特別復(fù)雜的控制任務(wù)的理想解決方案。SIM
ATICS7-400應(yīng)用領(lǐng)域包括：汽車工業(yè)（如生產(chǎn)線）機(jī)械設(shè)備制造，包括機(jī)械設(shè)備制造倉儲技術(shù),鋼
鐵工業(yè),樓宇管理系統(tǒng)發(fā)電和配電,造紙和印刷工業(yè),木材加工,食品飲料工業(yè).過程工程與組態(tài)，如`供水和
污水處理,化工和石化儀表和控制包裝機(jī)械,多種性能等級的CPU，具有用戶友好功能全系列模板，可為
用戶定制實(shí)施自動化控制任務(wù)`任務(wù)擴(kuò)展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進(jìn)行擴(kuò)展，并且成本不會
太高。SIMATICS7400是一個通用的控制器：具有高電磁兼容性和抗震性，可較大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。

可帶電連接、斷開模塊。S7-400H在自動化技術(shù)的許多領(lǐng)域中，有關(guān)可用性、自動化系統(tǒng)故障安全要求
一直在提高。在許多領(lǐng)域，設(shè)備停機(jī)可能造成極為高昂的費(fèi)用。這里，只有冗余系統(tǒng)才能滿足其可用性
要求。SIMATIS7-400H所具有的容錯性可以滿足這些要求。即使在一個或多個故障導(dǎo)致部分控制器失靈
時也能繼續(xù)運(yùn)行。因此實(shí)現(xiàn)其可用性，這樣SIMATICS7-40H 及其適合用于以下應(yīng)用領(lǐng)域，控制器故障
后，過程重新啟動將會導(dǎo)致很高成本（通常在過程工業(yè)中）。停機(jī)時間很寶貴的過程。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(yīng)用。涉及減少維護(hù)人員的應(yīng)用。訂貨數(shù)據(jù)，S7-40H部件訂
貨數(shù)據(jù)可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下相應(yīng)模塊找到。S7-400F/FH,SIMATICS7-400F/FH ，故
障全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進(jìn)行控制，因此不會對人身、
環(huán)境造成損害。S7-400F/FH具有兩種基本設(shè)計(jì)：故障全自動化系統(tǒng)。如果控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，生產(chǎn)
過程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)，并中斷。故障安全容錯自動化系統(tǒng)。如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，冗余控制
系統(tǒng)部分將發(fā)生作用，繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。使用附加標(biāo)準(zhǔn)模塊可以創(chuàng)建一個全集成控制系統(tǒng)，在非安全
相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存工廠中使用。使用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。組合式結(jié)構(gòu)的可
編程序控制器是把PLC系統(tǒng)各個組成部分按功能分成若干個模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、
電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了
些基本的I/O模塊外，還一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊通訊模塊
等等。組合式結(jié)構(gòu)的PLC特點(diǎn)是CPU、輸入、輸出均為獨(dú)立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點(diǎn)
選型自由、安裝調(diào)試、擴(kuò)展、維修方便。疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊、體積小、安裝方便和組合
式結(jié)構(gòu)的I/O點(diǎn)搭配靈話、安裝整齊優(yōu)點(diǎn)于一身。它也是由各個單元的組合構(gòu)成。其特點(diǎn)是CPU自成獨(dú)
立的基本單元（由CPU和一定I/O點(diǎn)組成），其它I/O模塊為擴(kuò)展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進(jìn)
行單元間的聯(lián)接，各個單元可以一個個地疊裝·使系統(tǒng)達(dá)到配置靈活、體積小巧。1．SIMATIC S7-200 
PLCS7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S
IMATCS7-400PLC S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無
風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模
板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級時，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; appearance: none; margin: 0px;" />模板，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。

中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的PLC可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案的模塊和各種性能等級CPU
可針對具體自動化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，十分靈活連接方便通信和聯(lián)網(wǎng)功操作方便`設(shè)計(jì)簡
單，不含風(fēng)扇任務(wù)增加時可順利擴(kuò)展多個CPU在一個S7-400中央控制器中同時運(yùn)行。多重計(jì)算功能可對-4
00的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同
的CPU?？梢詾槊總€CPU分配自己的I/O。模塊化：過功能強(qiáng)大的 S7-400背板總線和可直接連接到 CPU的
通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于HMI和編程任務(wù)的通信線
路、一條用于高性能等距運(yùn)動控制組件的通信線路和一條“正常”現(xiàn)場總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與
MES/ERP系統(tǒng)或Internet的連接。工程組態(tài)和診斷：結(jié)合使用SIMATIC工程組態(tài)工具，可極為地對 S7-400 
進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務(wù)。為此，可以使用高級語言（如）以及
用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。S7-400H具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動化系統(tǒng)。用于
具有很高故障安全要求的應(yīng)用：重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過
程。冗余設(shè)計(jì)的集中功能提高 I/O的可用性·切換式 I/O配置也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置熱后
備·發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)備。包含2個單獨(dú)機(jī)架或一個分隔式中央機(jī)架配置通過冗余PROFIBUS
DP或系統(tǒng)冗余PROFINETI/O來連接切換式 I/O。S7-400F/FH故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全
要求的工廠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安全要求（IEC61508 的SIL3DINV19250的AK6以及EN954-1的Cat.4）如果需
要，也可通過冗余設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)容錯不對安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的PROFIBu
SDP實(shí)現(xiàn)安全通信基于帶有故障安全模塊的S7-400H和分布式 ET 200 I/O適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)
模塊也可以在自動化系統(tǒng)中隔離模塊用于在一個ET200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。
 

SIMATIC S7-400 有多個型號：

MICROMASTER440變頻器適用于多種變速驅(qū)動應(yīng)用。其靈活性使之具有極為廣泛的應(yīng)用范圍S7-400：
中性能的功能強(qiáng)大的PLC，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。S7-400H：采用冗余設(shè)計(jì)的容錯自動
化系統(tǒng)，故障安全型應(yīng)用。S7-400F/FH;采用冗余設(shè)計(jì)的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。S7-40
0自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，這些模塊可各種大組合。電源模塊(PS)用于將SIMA
TICS7-400連接到120/230VAC或24VDC電源電壓.CPU：配有集成PROFIBUSDP接口的不同CPU具不
同性能范圍。根據(jù)具體型號，這些CPU帶有集成PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，最多可以連接 
125個PROFIBUSDP從站.可以將最多256個PROFINETIO接到PROFINET 接口。SIMATICS7-400 的所
有CPU均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計(jì)算模式下，多個CPU可以協(xié)同提
高性能。這些CPU處理速度快且具有確S7-400 的所有CPU均可處理極大型的配置。此外，在一個中央
控制器中的多重計(jì)算模式下，多個CPU可以協(xié)同提高性能。這些 CPU處理速度很快且具有確定性響應(yīng)
時間，可實(shí)現(xiàn)較短機(jī)器循環(huán)時間。用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)理器
(CP)，例如用于總線連接和兩端到點(diǎn)連接功能模塊 (FM)：用于完成計(jì)數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻
的任務(wù)的專業(yè)模塊。根據(jù)具體要求，用下列模塊：接口模塊(IM)：：用于連接中央控制器和擴(kuò)展單元。
SIMATICS5模塊：在相關(guān)SIMATICS5擴(kuò)展單元中，可尋址SIMATICS5-115U/-135U/-155U有輸入/輸出
模塊。（此外，在S5EU或者直接在C中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 I P 和 WF 模塊。
若用戶需要在應(yīng)用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 SS7-400 進(jìn)行擴(kuò)展;最多21個元可將最多21
個擴(kuò)展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。接口模塊 (IM) 的連接：通過發(fā)送和接收 IM 來連接CC和EU
發(fā)送IM 插到 CC Z中，相關(guān)的接收下游EU中可將最多6個發(fā)送IM插到CC中（其中最多 2個帶 有5-V電
源），并可將最多1個IM插到 EU中。每個發(fā)送IM均有2個接口，每個接口用于連接1條線將最多 4個
EU（不帶 5-V 電源）或1個EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送IM的每個接口。電源模塊的固定插槽：必須

始終將電源模塊插在CC啊和EU中的最通過總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換受限制：通過C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換只
能在CC和6個EUEU1至EU6）之間進(jìn)行。建議用于小型配置和機(jī)器上的控制于柜。也可以提電源。C
C和最后一個EU之間的較大線路距離：1.5 m（帶5V電源）、3 m（不帶5V電源）`通過
 

EU進(jìn)行分布式擴(kuò)展：建議在面積很大的工廠內(nèi)采用，其中，EU位于各個位置?？梢杂肧7-400E

U或SIMATIC5EU。CC和最后一個EU之間的較大線路距離：對S7EU，約100m；S5EU約600m。

SSIMATICS7-400CPU、CP443-5）SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）SIMATICC7通

有 PROFIBUSDP接口C7，通過 PROFIBUSDPCP）雖然配有STEP7編程器/PC或OP是總線上的主

站，但它們僅部分通過PROFIBUSDP運(yùn)行的 PG 和 OP功能。以下設(shè)備可作為從站連接：分布式I/

O設(shè)備，例如ET200現(xiàn)場設(shè)備SIMATICS7-200、S7-300,C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、

C7-634 DP、C7-626DP,SIMATICS7400（通過CP43-5通點(diǎn)接口 (MPI) 現(xiàn)數(shù)據(jù)通信多點(diǎn)接口(MPI) 是

集成在SIMATICS7-400的 CPU 中的通信接口。在功能模塊和SIMATIC通信處理器上，通?？捎捎?/span>

戶對冗余功能進(jìn)行編程。定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余FM/

CP的單個CPU程序*。由操作系統(tǒng)直接提供支持。對YSIMATICNET-CP443-1，系統(tǒng)直接支持

冗余。有關(guān)詳細(xì)信息，請參見“通信,下面的內(nèi)容。故障安全型S7-400F/FH自動化系統(tǒng)需求進(jìn)行

不同配置：中央控制器和ET200M之間的安全相關(guān)通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過PROFIBUSDP實(shí)現(xiàn)的。

通過專門開發(fā)PROFIBUS行規(guī)PROFIsafe，可在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。

無需附加的硬件組件，如安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬

件組件中，也可作為經(jīng)過認(rèn)證的軟件塊裝載到CPU中。

 6ES7412-1XJ05-0AB0

3. 熱電偶的補(bǔ)償接線

3.1 補(bǔ)償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補(bǔ)償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點(diǎn)到控制儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線材質(zhì)相同。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，補(bǔ)償方式見下表。

表4 各類補(bǔ)償方式

3.2各補(bǔ)償方式接線

3.2.1內(nèi)部補(bǔ)償
內(nèi)部補(bǔ)償是在輸入模板的端子上建立參比接點(diǎn)，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過補(bǔ)償導(dǎo)線間接的連接到輸入端。每個通道組必須接相同類型的熱電偶，連接示意圖如下。

表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

圖2 內(nèi)部補(bǔ)償接線

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無。

3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒方式是通過補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
補(bǔ)償盒必須單獨(dú)供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。
補(bǔ)償盒包含一個橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測量電勢差信號上，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的。
補(bǔ)償盒采用參比接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號如下表。

推薦使用的補(bǔ)償盒		訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端，用于導(dǎo)軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點(diǎn)的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)

圖3 S7-300模板支持接線方式

圖3 類型：熱電偶通過補(bǔ)償導(dǎo)線連接到參比接點(diǎn)，再用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點(diǎn)和模板的輸入端子構(gòu)成回路，同時由一個補(bǔ)償盒對模板連接的所有熱電偶進(jìn)行公共補(bǔ)償，補(bǔ)償盒的9，8端子連接到模板的補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。

圖4 S7-400模板支持接線方式

圖4 類型：模板的各個通道單獨(dú)連接一個補(bǔ)償盒，補(bǔ)償盒通過熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線直接連接到模板的輸入端子構(gòu)成回路，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個通道都需要補(bǔ)償盒。

表7 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻方式是通過外接電阻溫度計(jì)獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，再由模板處理然后進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。

圖5 S7-300模板支持方式

圖5類型：參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)pt100的四根線接到模板的35，36，37，38端子，對應(yīng)（M+，M-，I+，I-），可測參比接點(diǎn)出溫度范圍為-25℃到85℃，

圖6 S7-400模板支持方式

圖6類型：參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)的四根線接到模板的通道0，占用通道。
以上這兩種方式，參比接點(diǎn)到模板的線可以用銅質(zhì)導(dǎo)線，由于做公共補(bǔ)償，只能接同類型的熱電偶。

表8 支持熱電阻補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.4外部補(bǔ)償—固定溫度
如果外部參比接點(diǎn)的溫度已知且固定，可以通過選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方式由模板內(nèi)部處理補(bǔ)償，組態(tài)設(shè)置詳見下章節(jié)。

表9支持固定溫度補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

從上表可以看出，300的模板只支持參比接點(diǎn)的溫度為0℃或50℃兩種，而400的模板支持可變溫度范圍，且范圍大。

3.2.4混合補(bǔ)償—熱電阻和固定溫度補(bǔ)償
另外，除單獨(dú)補(bǔ)償方式外，可以使用相同參比接點(diǎn)給多個模板，通過電阻溫度計(jì)進(jìn)行外部補(bǔ)償，S7-400的模板支持這種方式，補(bǔ)償示意圖如下。

圖7 混合外部補(bǔ)償

補(bǔ)償過程：如圖所示，模板2和1 有公共的參比接點(diǎn)，模板1進(jìn)行外部電阻溫度計(jì)補(bǔ)償方式，由CPU讀取RTD的溫度，然后使用系統(tǒng)功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫入到模板2中，模板2選擇固定溫度補(bǔ)償?shù)姆绞健?br />SFC55只能對模板的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行修改，模擬量輸入模板的靜態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄0）和動態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄1）的參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)如下：

表10 S7-400模擬量輸入模板的參數(shù)

圖8 S7-400模擬量輸入模板的數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調(diào)用：

圖9 SFC55系統(tǒng)塊調(diào)用

當(dāng)M0.0上升沿使能時，將寫入的參數(shù)從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開始的模板，修改其數(shù)據(jù)記錄1的參數(shù)，同時也將參比接點(diǎn)的溫度也寫入模板的設(shè)定位置。

表11 各參數(shù)的說明