西门子CPU417-5H可编程控制器​​

SIMATIC S7-400 同时也应用于下列领域，例如：

• 汽车工业（如生产线）
• 机床制造，包括特殊机床
• 钢铁工业
• 楼宇服务
• 发电和配电
• 造纸和印刷业
• 木材加工业
• 食品和饮料工业
• 工艺工程，如：供水和处理
• 石化工业

SIMATIC S7-400 具有多种型号：

• S7-400： 
  功能强大的 PLC 是用于中、高档性能范围的可编程序控制器，具有模块化及无风扇的设计
• S7-400H: 
  具有冗余结构的高可用性自动化系统，用于故障安全应用
• S7-400F/FH: 
  带冗余结构的故障安全自动化系统，也可组态为高可用性结构
• 

• 6ES7 412-3HJ14-0AB0       CPU 412-3H; 512KB程序内存/256KB数据内存

  6ES7 414-4HM14-0AB0      CPU 414-4H; 冗余热备CPU 2.8 MB RAM

  6ES7 417-4HT14-0AB0     CPU 417-4H; 冗余热备CPU 30 MB RAM

  6ES7 400-0HR00-4AB0        412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS407 10A)

  6ES7 400-0HR50-4AB0        412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS405 10A)

  6ES7 412-1XJ05-0AB0         CPU412-1,144KB程序内存/144KB数据内存

  6ES7 412-2XJ05-0AB0         CPU412-2,256KB程序内存/256KB数据内存

  6ES7 414-2XK05-0AB0            CPU414-2,512KB程序内存/512KB数据内存

  6ES7 414-3XM05-0AB0       CPU414-3,1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽

  6ES7 414-3EM05-0AB0        CPU414-3PN/DP 1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽

  6ES7 416-2XN05-0AB0        CPU416-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存

  6ES7 416-3XR05-0AB0        CPU416-3,5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽

  6ES7 416-3ER05-0AB0        CPU416-3PN/DP 5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽

  6ES7 416-2FN05-0AB0       CPU416F-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存

  6ES7 416-3FR05-0AB0         CPU416F-3PN/DP,5.6M程序内存/5.6M数据内存

  6ES7 417-4XT05-0AB0        CPU417-4,15M程序内存/15M数据内存

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产品应用：
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能强大的 CPU， 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。
通过内置 PROFIBUS-DP 接口，还可使它作为主站，直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。
基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口，提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样，可实现总线性或环形结构。

产品设计：
功能强大的处理器： CPU处理每条二进制指令的时间小于7.5 ns。
32 MB RAM（16 MB 用于程序，16 MB 用于数据）：
用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器；高速主存储器，用于与过程相关的用户程序的子程序。
存储卡： 用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是：
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。
灵活的扩展选件： 多达262,144 点数字量和16,384 点模拟量输入/输出。
MPI多点接口： MPI可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：
带插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
不带插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
PROFIBUS DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）
模式选择开关：
拨动开关设计。
诊断缓冲区：
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。
实时时钟：
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
PROFIBUS DP 接口：
通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 417-4H，可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。

产品功能：
块保护：
用户程序使用密码保护，可防止非法访问。(也可通过钥匙开关设置)。
集成的 HMI 服务:
用户只能规定HMI设备的源数据地址和目标数据地址。这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。
集成的通讯功能：
PG/OP通讯
扩展通讯(简单、高可用性通讯)
可组态的属性
STEP 7“硬件配置”工具和安装的 S7-400H 选件包用来组态包括CPU在内的S7-400H的特性和响应，例如：
多点接口MPI：
定义节点地址
启动/循环响应特性
定义大的扫描时间和通讯负载。
地址分配：
I/O模板编址
保持区域：
定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量
保护级：
设置程序和数据的访问权限。
系统诊断：
定义诊断报文的范围，以及处理的范围
监视器中断：
定义周期时间
H站的配置
安全相关功能
F-运行授权用来编译故障安全F用户程序，并在CPU上运行程序。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 包括 2 张 T�V 贴纸。
报告功能
状态和故障指示灯：
用LED指示指示内部和外部故障，以及运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、“主站”模式、冗余故障和测试功能等
测试功能：
PG可用来显示程序执行过程中的信号状态，可以单独修改过程变量，读取栈存储器的内容，单步执行程序以及禁止部分程序的运行。
信息功能：
编程器可向用户提供：有关存贮器容量，CPU 运行模式，以及工作存储器和装载存储器的信息。

带有冗余 CPU 417-5H 的系统组态：

以下系统包括一个以独立模式运行的 CPU（如 417-5H），基于该系统可计算出一个参考因子，该因子定义了带有中央 I/O 的其它系统的系统 MTBF 与基准相比较的倍数。

处于单机模式的容错CPU

处于独立模式的容错 CPU（例如 417-5H）	因子
	1

不同机架中的冗余CPU

分开机架中的冗余 CPU 417-5H，CCF = 2%	因子
	约为 20

两个独立机架中的冗余 CPU 417–5H，CCF = 1%	因子
	约为 38

STEP 7中的编程设备功能：

为了正确处理容错站的特性，SIMATIC管理器显示和编辑系统的方式与S7-400标准站的方式不同，其区别如下：

• 在离线视图中，只在容错站的CPU0下显示S7程序。 在 CPU1 下看不到任何 S7 程序。
• 在线视图中，S7 程序显示在两个 CPU 下，且在两个位置上都可对其进行选择。

通信功能

对于用于建立在线连接的编程设备(PG)功能(例如下载和删除块)，即使功能影响冗余链接上的整个系统，也必须选择两个CPU中的一个。

• 冗余模式中，在一个中央处理单元中修改的数据可影响冗余链接上的其它CPU。
• 在没有冗余链接(也就是在单模式下)时修改的数据初仅影响所处理的CPU。 在下一次链接和更新期间，主CPU将这些块应用到备用CPU。 例外情况： 更改组态后不会应用新块。 这时由用户负责装载块。

CPU 417-5H PN/DP 的控制和显示元件

图片: CPU 41x-5H PN/DP 上控制和显示元件的排列 CPU 41x-5H操作员控制和显示元件

LED 指示灯

下表概要说明了各CPU上的LED指示灯。

CPU的监视功能和状态和错误显示部分介绍了这些LED指示灯所指示的状态和错误/故障。

列表: CPU上的LED指示灯

LED	颜色	含义
INTF	红色	内部错误
EXTF	红色	外部错误
BUS1F	红色	MPI/PROFIBUS DP接口1上出现总线故障
IFM1F	红色	同步模块1出错
IFM2F	红色	同步模块2出错
FRCE	黄色	强制请求处于激活状态
MAINT	黄色	维护请求待处理
RUN	绿色	RUN模式
STOP	黄色	STOP模式
REDF	红色	冗余丢失/冗余故障
BUS2F	红色	PROFIBUS 接口处的总线错误
BUS5F	红色	PROFINET 接口处的总线错误
MSTR	黄色	CPU控制过程
RACK0	黄色	机架0中的CPU
RACK1	黄色	机架1中的CPU
bbbb 1 OK	绿色	通过同步模块 1 建立的连接处于激活状态并在正常运行
bbbb 2 OK	绿色	通过同步模块 2 建立的连接处于激活状态并在正常运行
bbbb	绿色	PROFINET 接口处的连接处于激活状态
RX/TX	橙色	在 PROFINET 接口处接收或发送数据。

西门子CPU417-5H可编程控制器​
模式开关

可使用模式开关设置 CPU 的当前工作模式。 模式开关是一个具有三个开关位置的切换开关。

模式开关的功能部分介绍了模式开关的功能。

存储卡槽

可将存储卡插入此插槽。

存储卡有两种类型：

• RAM卡

  可使用RAM卡扩展CPU装载存储器。

• 闪存卡

  闪存卡可在没有备用电池时用来对用户程序和数据进行故障安全备份。 可以在编程设备或CPU中编程闪存卡。 闪存卡还可扩展CPU的装载存储器。

  有关存储卡的详细信息，请参见存储卡的设计和功能部分。

用于同步模块的插槽

可将一个同步模块插入此插槽。请参见同步模块一章。

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MPI/DP 接口

例如，可将以下设备连接到CPU的MPI：

• 编程设备
• 操作员控制和监视设备
• 若要了解其它S7�400或S7�300控制器，请参见多点接口 MPI/DP (X1)部分。

使用带有斜式电缆出口的总线连接器，请参见《S7-400自动化系统，安装》手册。

也可将MPI组态为作为DP主站运行，从而成为可连接多达32个DP从站的PROFIBUS DP接口。

PROFIBUS DP 接口

PROFIBUS DP接口支持连接分布式I/O、编程设备和OP。

PROFINET 接口

可以将 PROFINET IO 设备连接至 PROFINET 接口。PROFINET 接口具有两个带外部接口的切换式端口 (RJ 45)。PROFINET 接口可与工业以太网互连。

PROFINET接口(X5)：
用户可通过以下方法为该以太网接口分配 IP 地址：在HW Config 中编辑 CPU 属性，然后将修改后的组态下载到 CPU。
还可以在本地设置 IP 地址参数和站名 (NameOfStation, NoS)，而无需修改组态数据。
在SIMATIC Manager 中使用“PLC -> 编辑以太网节点”(PLC -> Edit Ethernet Node) 命令。
可通过 PROFINET (PN) 连接的设备
使用以太网适配器和 TCP 协议的编程设备/PC
有源网络组件，例如 Scalance X200
S7-300/S7-400，例如 CPU 417-5H PN/DP
PROFINET IO 设备，例如 ET 200M 中的 IM 153-4 PN
连接器。
始终使用RJ45连接器将设备连接到PROFINET接口。
PROFINET接口的属性。
协议和通信功能。
PROFINET IO。
依据IEC61784-2符合性类别A和BC。
通过如下协议进行开放式块通信。
- TCP。
- UDP。
- ISO-on-TCP。
S7通信。
PG功能。
PNIO设备(SNMP)的端口统计。
检测网络拓扑(LLDP)。
介质冗余(MRP)。
作为客户端时使用NTP方法实现时间同步，或使用SIMATIC方法。