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產(chǎn)品特點

S7-400PLC采用模塊化無風扇的設計，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)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。 ^[1] 

產(chǎn)品應用

編輯

SIMATICS7-400是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
　　模塊化及無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現(xiàn)的分布式結(jié)構以及用戶友好的操作使SIMATICS7-400成為中、高檔性能控制領域中的理想解決方案。
　　SIMATICS7-400的應用領域包括：
　　通用機械工程
　　汽車工業(yè)
　　立體倉庫
　　機床與工具
　　過程控制

控制技術與儀表
　　紡織機械
　　包裝機械
　　控制設備制造
　　機械
　　S7-400系列PLC的功能逐步升級的多種級別的CPU，帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板，使用戶能夠構成的解決方案，滿足自動化的任務要求。 當控制任務變得更加復雜時，任何時候控制系統(tǒng)都可以逐步升級，而不多的添加額外的模板。

設計綜述

S7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它所具有的模板的擴展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。一個系統(tǒng)包括：電源模板，中央處理單元(CPU)，各種信號模板(SM)，通訊模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATICS5模板。

產(chǎn)品功能

S7-400 plc具有以下功能：

高速指令處理
　　用戶友好的參數(shù)設置
　　口令保護
　　系統(tǒng)功能
　　用戶友好的操作員控制和監(jiān)視功能（HMI）已集成在SIMATIC的操作系統(tǒng)中
　　CPU的診斷功能和自測試智能診斷系統(tǒng)連續(xù)地監(jiān)視系統(tǒng)功能并記錄錯誤和系統(tǒng)的特殊事件。
　　模式選擇開關

技術亮點

通過提高運算和通訊性能，提高您的生產(chǎn)力

　　通過提高諸如工作存儲器、內(nèi)置裝載存儲器、FC、FB、DB塊的數(shù)量，可以使其應用更加廣泛
　　數(shù)據(jù)塊功能塊統(tǒng)一的數(shù)字編號
　　通過工廠復位功能(FactoryResetfunction)可方便地恢復出廠設置
　　存儲卡的序列號讀取功能，更好地保護您的專有技術
　　SFC109"PROTECT"，額外的寫保護選擇
　　通過網(wǎng)絡進行固件升級，維護極為簡單
　　通過SFC78對裝載的內(nèi)容進行監(jiān)視，可對信息源瓶頸做出動態(tài)響應
　　通過CP443-1Adv.EX41(條目號:24020919)開放的以太網(wǎng)通訊(Iso-on-TCP)，使其具有靈活的集成選項
　　優(yōu)化的PROFINET-IOCP聯(lián)接，條目號：24020919
　　與V4CPU相比，降低了后備電流

輸出繼電器是用來將PLC的輸出信號傳遞給負載，是專設的輸出過程映像寄存器。它只能用程序指令驅(qū)動。在每次掃描周期的結(jié)尾，CPU將輸出映像寄存器中的數(shù)值復制到物理輸出點上，并將采樣值寫入，以驅(qū)動負載。輸出繼電器一般采用八進制編號，一個端子占用一個點。它有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸出過程映像寄存器中的數(shù)據(jù)。

高速計數(shù)器指令有兩條：高速計數(shù)器定義指令HDEF、高速計數(shù)器指令HSC。指令格式如表1所示。

（1）高速計數(shù)器定義指令HDEF。指令高速計數(shù)器（HSCx）的工作模式。工作模式的選擇即選擇了高速計數(shù)器的輸入脈沖、計數(shù)方向、復位和起動功能。每個高速計數(shù)器只能用一條“高速計數(shù)器定義”指令。

（2）高速計數(shù)器指令HSC。根據(jù)高速計數(shù)器控制位的狀態(tài)和按照HDEF指令的工作模式，控制高速計數(shù)器。參數(shù)N高速計數(shù)器的號碼。

S7-200的程序有三種：主程序、子程序、中斷程序。

主程序只有一個，名稱為OB1。

子程序可以達到64個，名稱分別為SBR0~SBR63。子程序可以由子程序或中斷程序調(diào)用。

中斷程序可以達到128個，名稱分別為INT0~INT127。中斷方式有輸入中斷、定時中斷、高速計數(shù)中斷、通信中斷等中斷事件引發(fā)，當CPU響應中斷時，可以執(zhí)行中斷程序。

由這三種程序可以組成線性程序和分塊程序兩種結(jié)構。

一、線性程序結(jié)構

_線性程序是指一個工程的全部控制任務都按照工程控制的順序?qū)懺谝粋€程序中，比如寫在OB1中。程序執(zhí)行過程中，CPU不斷地掃描OB1，按照事先準備好的順序去執(zhí)行工作，如圖：

顯然，線性程序結(jié)構簡單，一目了然。但是，當控制工程大到一定程序之后，僅僅采用線性程序就會使整個程序變得龐大而難于編制、難于調(diào)試了。

二、分塊程序結(jié)構

分塊程序是指一個工程的全部控制任務被分成多個小的任務塊，每個任務塊的控制任務根據(jù)具體情況分別放到子程序中，或者放到中斷程序中。程序執(zhí)行過程中，CPU不斷地調(diào)用這些子程序或者被中斷程序中斷，

用于連接多機架配置的
SIMATIC S7-300 的機架。

**多配置4個機架。每個機架**多可以插入8個模塊。在4個機架上**多可安裝32個模塊。

IM 365
用于一個中央機架和一個擴展機架的配置中

IM 365/IM 361
用于一個中央機架和**多4個擴展機架的配置中

信號模塊 (SM)

用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出 通訊處理器 (CP)

用于連接網(wǎng)絡和點對點連接 功能模塊 (FM)

用于高速計數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 存儲器

MMC DIN標準導軌

用于模塊安裝 前連接器

用于簡單而方便地連接傳感器和執(zhí)行器

更換模塊時允許保持接線

采用編碼元件以避免更
換模塊時的錯誤

分為20針、40針兩種

S7－300主要支持的硬件有：

??（1）電源（PS）

??電源模塊提供了機架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號機架的位置。

??（2）中央處理器（CPU）

??CPU存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設備和PC、模塊、其它站點之間的通訊，并可以為進行DP主站或從站操作裝配一個集成的DP接口。置于2號機架。

??（3）接口模塊（IM）

??接口模塊將各個機架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機架擴展或PROFIBUS?DP連接。置于3號機架，沒有接口模塊時，機架位置為空。

??（4）信號模塊（SM）

??通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測量輸入信號并控制輸出設備。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進行連接，如傳感器和啟動器的連接。

??（5）功能模塊（FM）

??用于進行復雜的、重要的但獨立于CPU的過程，如：計算、位置控制和閉環(huán)控制。

??（6）通訊處理器（CP）

??模塊化的通訊處理器通過連接各個SIMATIC站點，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點對點連接等。

??后三個模塊在機架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動分配模塊的地址。

??需要說明的是，每個機架**多只能安裝8個信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務超過了8個，則可以擴展機架（每個帶CPU的中央機架可以擴展3個機架）。?

  ?各個模塊的性能具體如下：

??（1）電源模塊（PS）

??電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

??（2）CPU模塊

??各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

   ?以上只是列出了部分指標，設計時還要參的手冊。

??（3）接口模塊

??接口模塊用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架 (ER)。S7-300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊。運行時無需風扇。

??（4）信號模塊

分塊程序雖然結(jié)構復雜一些，但是可以把一個復雜的過程分解成多個簡單的過程。對于具體的程序塊容易編寫，容易調(diào)試。從總體上看，分塊程序的優(yōu)勢是十分明顯的。

S7-200編程語言的基本單位是語句，而語句的構成是指令，每條指令有兩部分：一部分是操作碼，另一部分是操作數(shù)。操作碼是指出這條指令的功能是什么，操作數(shù)則指明了操作碼所需要的數(shù)據(jù)所在。所謂尋址，就是尋找操作數(shù)的過程。S7-200 CPU的尋址分三種：立即尋址、直接尋址、間接尋址。

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 　在工業(yè)控制領域，較大規(guī)模的控制系統(tǒng)經(jīng)常會選用西門子PLC的S7-400系列產(chǎn)品，來實現(xiàn)大型系統(tǒng)自動化解決方案。在使用過程中，西門子PLC的S7-400系列CPU可能會出現(xiàn)一些問題，這些問題用來指示用戶實際操作時的故障或其他原因。這是需要根據(jù)西門子PLC的S7-400系列CPU上面的指示來進行故障診斷，從而解決問題并保證自動化系統(tǒng)的正常運行。本文為您介紹一下故障診斷方法。
　　二、西門子PLC S7-40*診斷
　　西門子PLC S7-400 的CPU面板上，有一系列的指示燈和撥碼開關，它們的含義分別如下所示：
　　1. REDF紅燈
　　這個紅色指示燈在正常情況下是不亮的。如果紅燈亮，表示S7-400H系統(tǒng)的兩個CPU在同步過程中發(fā)生錯誤，即2個CPU未實現(xiàn)同步，這時用戶需要檢查連接2個CPU的同步光纖是否連接正確，如果連接正確將CPU重新啟動再觀察是否還有此現(xiàn)象；如果紅燈閃爍，表示S7-400H系統(tǒng)的兩個CPU正在進行同步過程中。
　　2. EXTF紅燈
　　這個紅色指示燈表示系統(tǒng)有外部錯誤，例如：S7-400H系統(tǒng)連接有遠程I/O模塊ET200M，在ET200M的機架上有1個I/O模塊出現(xiàn)故障，這時CPU的EXTF紅燈會常亮。用戶將出現(xiàn)故障的模塊更換后，紅燈會滅，恢復正常。
　　3. INTF紅燈
　　這個紅色指示燈表示系統(tǒng)有內(nèi)部錯誤，一般這個內(nèi)部錯誤為軟件錯誤。例如：用戶使用STEP7軟件進行程序設計，在程序中出現(xiàn)了OB35這個組織塊中的程序量過大，運行周期超過了OB35規(guī)定的100ms，這時控制系統(tǒng)的CPU的INTF紅燈會常亮，還有可能會出現(xiàn)CPU停機的情況。用戶可以通過減少程序量，或者將OB35的部分程序添加到OB1中來解決此問題。
　　4. BUS1F/BUS2F紅燈
　　這兩個紅色指示燈表示從站接口故障，其中BUS1F表示個接口，即MPI/DP端口；BUS2F表示第二個接口，即DP端口。如果指示燈紅燈常亮的話，說明相應端口連接的從站或遠程I/O模塊通訊出現(xiàn)故障；如果紅燈閃亮的話，說明相應端口連接的從站或遠程I/O模塊在CPU中未能找到，即通訊未建立。
　　5. FRCE黃燈
　　這個黃色指示燈表示用戶在使用STEP7編程軟件中，有的變量使用了強制功能。為了控制系統(tǒng)軟件邏輯的正常運行，用戶需將強制輸出的變量取消即可。
　　6. IFM1F/IFM2F
　　這兩個紅色指示燈表示擴展接口錯誤，故障診斷方法與BUS1F/BUS2F類似。
　　7. RUN綠燈
　　這個綠色指示燈表示S7-400PLC的CPU運行狀態(tài)，如果綠燈常亮，表示CPU正常運行中；如果綠燈閃亮，表示CPU正在啟動過程中；如果綠燈一直閃亮并不出現(xiàn)常亮狀態(tài)，表示系統(tǒng)的硬件或軟件配置有錯誤，CPU無法正常運行。
　　8. STOP紅燈
　　這個紅色指示燈表示S7-400PLC的CPU停止狀態(tài)。如果紅燈慢閃爍，表示CPU需要進行內(nèi)存復位操作；如果紅燈快閃爍，表示CPU正在進行內(nèi)存復位過程中。