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S7-400冗余控制器

說明

SIMATICS7-400 PNH系統(tǒng)可以根據(jù)具體應(yīng)用需求量身定制：性能可擴(kuò)展、的冗余度可靈活組態(tài)，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余連接I/O設(shè)備，或者通過PROFIBUS連接I/O設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)通信。無論何種應(yīng)用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程環(huán)境中，進(jìn)行便捷而有效的編程和組態(tài)。

應(yīng)用

■ 避免控制器故障引起的停機(jī)。主要用于生產(chǎn)、能源、供水系統(tǒng)、機(jī)場助航照明、編組站系統(tǒng)等領(lǐng)域。
■ 避免因工廠故障造成數(shù)據(jù)丟失而導(dǎo)致的高昂重啟成本。主要用于行李處理、高架倉庫、跟蹤和追溯等領(lǐng)域。
■ 在工廠或機(jī)器停機(jī)時(shí)保護(hù)工廠、工件和材料。主要用于爐子、半導(dǎo)體、船舶等領(lǐng)域。
■ 無監(jiān)督和維修人員亦能保障正常運(yùn)行。主要用于污水處理廠、隧道、船閘、樓宇系統(tǒng)等領(lǐng)域。

效益

簡單、高效的工程組態(tài)
  與在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中一樣，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進(jìn)行編程?？梢院苋菀椎陌殉绦驈臉?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中，反之亦然。當(dāng)加載程序時(shí)，它會(huì)自動(dòng)傳送到兩個(gè)冗余控制器中。使用 STEP 7，可以對(duì)特定冗余功能和配置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢   
■  利用集成的自我診斷功能，系統(tǒng)可以提前檢測故障和發(fā)送信號(hào)，避免故障對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。這樣可以有針對(duì)性地替換故障組件，加快維修進(jìn)程。
■   可以在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)所有組件進(jìn)行熱插拔。更換一個(gè) CPU 后，當(dāng)前的所有程序和數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新裝載。
■   即使在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，也可以修改程序（例如，程序塊的修改和重新裝載），更改配置（例如，增加或刪減 DP從站或模塊）以及改變 CPU 的內(nèi)存分配。

設(shè)計(jì)和功能

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，所有自動(dòng)化組件（無論是機(jī)械式、機(jī)電式，還是電子式）都會(huì)出現(xiàn)故障。因此，工廠維護(hù)和工廠改造也就必不缺少。在實(shí)際應(yīng)用中，期待的可用性是不現(xiàn)實(shí)的。
通過西門子 SIMATIC S7-400H，能夠限度地降低生產(chǎn)故障機(jī)率

  SIMATIC S7-400H 具有以下功能：
  ■ 出現(xiàn)故障時(shí)，能夠無擾切換
  ■ 集成故障檢測功能；提前檢測故障，避免影響生產(chǎn)過程
  ■ 在線維護(hù)，即可在工廠運(yùn)行期間，更換故障組件
  ■ 組態(tài)更改，即可在工廠運(yùn)行期間，進(jìn)行工廠擴(kuò)容
  ■ 自動(dòng)事件同步
  ■ 高可用性通信
  ■ 冗余連接I/O 設(shè)備

S7-400 PNH CPU的同步模塊分為兩種，一種用于長10m 的 FOC patch 光纖，另一種用于長10km 的單模全雙工 LC/LC 光纖（9/125 μ）。

冗余系統(tǒng)的同步光纖分為1m、2m、10m 和10km 四種。同步速率達(dá)到400Mbps。
S7-400 標(biāo)準(zhǔn)控制器

說明

有一系列從入門級(jí)CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個(gè)CPU可以在一個(gè)多值計(jì)算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，可縮短機(jī)器的循環(huán)周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲(chǔ)器，地址范圍，連接數(shù)量和執(zhí)行時(shí)間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

應(yīng)用

S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，縮短高速機(jī)械制造業(yè)設(shè)備控制的循環(huán)周期。

S7 - 400用于整體協(xié)調(diào)各種設(shè)備，控制低級(jí)別的系統(tǒng)。這是由高速通訊能力和集成接口來保證的。

在S7- 400的許多器件也可用于環(huán)境條件下的SIPLUS版本。

SIMATICS7-400 PNH系統(tǒng)可以根據(jù)具體應(yīng)用需求量身定制：性能可擴(kuò)展、的冗余度可靈活組態(tài)，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余連接I/O設(shè)備，或者通過PROFIBUS連接I/O設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)通信。無論何種應(yīng)用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程環(huán)境中，進(jìn)行便捷而有效的編程和組態(tài)。

有一系列從入門級(jí)CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個(gè)CPU可以在一個(gè)多值計(jì)算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，可縮短機(jī)器的循環(huán)周期。不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲(chǔ)器，地址范圍，連接數(shù)量和執(zhí)行時(shí)間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

S7-400的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運(yùn)行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務(wù)，一根總線用于高性能運(yùn)動(dòng)控制，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場總線通訊。此外，也可以實(shí)現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要。根據(jù)任務(wù)情況，可對(duì)S7 – 400進(jìn)行集中擴(kuò)展或分布式配置。附加設(shè)備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。

設(shè)計(jì)一個(gè)S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機(jī)架，電源，和*處理單元。它可以以一個(gè)模塊化的方式安裝和擴(kuò)展。所有的模塊都可以自由地放置在左側(cè)插入的電源旁邊。S7- 400具有無風(fēng)扇的堅(jiān)固設(shè)計(jì)。信號(hào)模塊可以熱插拔。一個(gè)多層面的模塊范圍可用于*擴(kuò)展以及具有ET200的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡單配置。在集中式擴(kuò)展中，額外安裝機(jī)架直接連接到*控制器。除了標(biāo)準(zhǔn)的安裝機(jī)架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機(jī)架。這些鋁機(jī)架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。

S7-400的CPU有一些非常有用的特殊功能：
從工程工作站通過網(wǎng)絡(luò)更新固件實(shí)現(xiàn)更簡單和快速的升級(jí)；
通過一個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)額外的寫保護(hù)（例如沒有從PC器件下載到CPU）；
通過讀取存儲(chǔ)卡的序列號(hào)獲得保護(hù)，因此，保證了程序只與特定的存儲(chǔ)卡一起運(yùn)行；
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級(jí)PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊。

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4. 熱電偶的信號(hào)處理方式

4.1 硬件組態(tài)設(shè)置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補(bǔ)償接線一致的measuring type（測量類型），measuring range（測量范圍），reference junction（參比接點(diǎn)類型）和reference temperature（參比接點(diǎn)溫度）的參數(shù)，如下各圖所示。

圖10 S7-300模板測量方式示意圖

圖11 S7-300模板測量范圍示意圖

對(duì)于S7-300的模板，組態(tài)如圖10和11所示，只需要選擇測量類型和測量范圍（分度類型），補(bǔ)償方式包含在測量類型中。比如： 參比接點(diǎn)固定溫度補(bǔ)償方式，測量類型選擇 TC-L00C（參比接點(diǎn)溫度固定為0℃） 或 TC-L50C（參比接點(diǎn)溫度固定為50℃），再選擇分度類型，組態(tài)就完成。

圖12 S7-400模板組態(tài)圖1

圖13 S7-400模板組態(tài)圖2

對(duì)于S7-400的模板，組態(tài)如圖12和13所示，測量類型中選擇TC-L方式，測量范圍中選擇與實(shí)際熱電偶類型一致的分度號(hào)，參比接點(diǎn)的選擇。比如：參比接點(diǎn)固定溫度的方式，測量類型和測量范圍選擇完后，在參比接點(diǎn)選擇ref.temp（參考溫度），然后在reference temperature框（參考溫度）內(nèi)填寫參比接點(diǎn)的固定，組態(tài)就完成，或者是共享補(bǔ)償方式，可以用SFC55動(dòng)態(tài)傳輸溫度參數(shù)。

表12 參比接點(diǎn)參數(shù)說明

4.2 測量方式和轉(zhuǎn)換處理

表13 測量方式各參數(shù)的說明及處理

注：測量方式中：I ：內(nèi)部補(bǔ)償，E：外部補(bǔ)償，L：線性處理。

線性化方式（TC-IL/EL/L00C/L50C/L）
線性化方式下，由模板內(nèi)部根據(jù)所選擇的熱電偶類型的特性進(jìn)行線性處理，可以使用L PIW xxx 直接讀入，則將獲得十進(jìn)制的溫度值，精度為0.1。例如：讀進(jìn)來的 十進(jìn)制值為2345，則對(duì)應(yīng)的溫度值為234.5℃。
非線性化方式（TC-I/E）
對(duì)于非線性化的設(shè)置，此設(shè)置類似80Mv的電壓測量，CPU得到的是0~27648之間的一個(gè)十進(jìn)制數(shù)值，即0~80Mv 對(duì)應(yīng)0~27648，需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)Mv信號(hào)，然后通過對(duì)照表查找溫度。
綜上所述，如果想得到所測的溫度值，選擇線性化方式的設(shè)置比較方便；如果僅需要得到Mv信號(hào)，可以選擇非線性化方式的設(shè)置。

全國代理：

北京市PLC、天津市、上海市、重慶市。特別行政區(qū)：香港、澳門。 
北京行政區(qū)劃市轄區(qū)PLC： 
東城區(qū)、西城區(qū)、宣武區(qū)、崇文區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、海淀區(qū)、朝陽區(qū)、石景山區(qū) ，房山，平谷，密云，懷柔，延慶，大興，門頭溝，順義，昌平 
上海的行政區(qū)劃市轄區(qū)PLC： 
黃浦區(qū)（包括原黃浦區(qū)和原南市區(qū)，兩者於2000年合并成為新的黃浦區(qū)）， 盧灣區(qū)， 徐匯區(qū) ，長寧區(qū) ，靜安區(qū) ，普陀區(qū) ，閘北區(qū) ，虹口區(qū) ，楊浦區(qū)，浦東新區(qū)（1992年前大部為川沙縣） ，寶山區(qū)（1988年前稱寶山縣） ，閔行區(qū)（1992年前大部為上?？h），嘉定區(qū)（1992年前稱嘉定縣）， 金山區(qū)（1997年前稱金山縣）， 松江區(qū)（1998年前稱松江縣） ，青浦區(qū)（1999年前稱青浦縣），奉賢區(qū)（2001年前稱奉賢縣）， 南匯區(qū)（2001年前稱南匯縣）， 縣：崇明縣； 
天津的行政區(qū)劃市轄區(qū)PLC： 
和平區(qū)、河?xùn)|區(qū)、河西區(qū)、南開區(qū)、河北區(qū)、紅橋區(qū)、塘沽區(qū)、漢沽區(qū)、大港區(qū)、東麗區(qū)、西青區(qū)、津南區(qū)、北辰區(qū)、武清區(qū)和寶坻區(qū)。市轄縣有寧河縣、靜?？h、薊縣。 
重慶的行政區(qū)劃市轄區(qū)： 
渝中區(qū) 沙坪壩區(qū) 北碚區(qū) 渝北區(qū) 涪陵區(qū) 江北區(qū) 南岸區(qū) 雙橋區(qū) 萬洲區(qū) 長壽區(qū) 大渡口區(qū) 九龍坡區(qū) 萬盛區(qū) 巴南區(qū) 黔江區(qū) 。 
河北省（11個(gè)地級(jí)市、22個(gè)縣級(jí)市）： 
11個(gè)地級(jí)市：石家莊市、唐山市、秦皇島市、邯鄲市、邢臺(tái)市、保定市、張家口市、承德市、滄州市、廊坊市、衡水市。 
22個(gè)縣級(jí)市：辛集市、藁城市、晉州市、新樂市、鹿泉市、遵化市、遷安市、武安市、南宮市、沙河市、涿州市、定州市、安國市、高碑店市、泊頭市、任丘市、黃驊市、河間市、霸州市、三河市、冀州市、深州市。 
內(nèi)蒙古自治區(qū)（9個(gè)地級(jí)市、3個(gè)盟、11個(gè)縣級(jí)市）： 
9個(gè)地級(jí)市：呼和浩特市、包頭市、烏海市、赤峰市、通遼市、鄂爾多斯市、呼倫貝爾市、巴彥淖爾市、烏蘭察布市。 
3個(gè)盟：錫林郭勒盟、興安盟、阿拉善盟 
11個(gè)縣級(jí)市：霍林郭勒市、滿洲里市、牙克石市、扎蘭屯市、根河市、額爾古納市、豐鎮(zhèn)市、錫林浩特市、二連浩特市、烏蘭浩特市、阿爾山市。 
遼寧省（14個(gè)地級(jí)市、17個(gè)縣級(jí)市）： 
14個(gè)地級(jí)市：沈陽市、大連市、鞍山市、撫順市、本溪市、丹東市、錦州市、營口市、阜新市、遼陽市、盤錦市、鐵嶺市、朝陽市、葫蘆島市。 
17個(gè)縣級(jí)市：新民市、瓦房店市、普蘭店市、莊河市、海城市、東港市、鳳城市、凌海市、北鎮(zhèn)市、大石橋市、蓋州市、燈塔市、調(diào)兵山市、開原市、凌源市、北票市、興城市 
吉林?。?個(gè)地級(jí)市、1個(gè)州、20個(gè)縣級(jí)市）： 
8個(gè)地級(jí)市：長春市、吉林市、四平市、遼源市、通化市、白山市、松原市、白城市。 
1個(gè)州：延邊朝鮮族自治州PLC。 
20個(gè)縣級(jí)市：九臺(tái)市、榆樹市、德惠市、舒蘭市、樺甸市、蛟河市、磐石市、公主嶺市、雙遼市、梅河口市、集安市、臨江市、大安市、洮南市、延吉市、圖們市、敦化市、龍井市、琿春市、和龍市。 
黑龍江?。?2個(gè)地級(jí)市、1個(gè)地區(qū)、18個(gè)縣級(jí)市）： 
12地級(jí)市：哈爾濱市、齊齊哈爾市、鶴崗市、雙鴨山市、雞西市、大慶市、伊春市、牡丹江市、佳木斯市、七臺(tái)河市、黑河市、綏化市。 
1地區(qū)：大興安嶺地區(qū)。 
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江蘇?。?3個(gè)地級(jí)市、27個(gè)縣級(jí)市）： 
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浙江省（11個(gè)地級(jí)市、22個(gè)縣級(jí)市）： 
11個(gè)地級(jí)市：杭州市、寧波市、溫州市、嘉興市、湖州市、紹興市、金華市、衢州市、舟山市、臺(tái)州市、麗水市。 
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安徽省（17個(gè)地級(jí)市、5個(gè)縣級(jí)市）： 
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