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11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1

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(1)

SIMATIC S7-400 SIMATIC S7-400 S7-400 自动化系统,CPU 规格

______________

______________

______________

______________

______________

______________

______________

______________

______________

______________

______________

引言 1

CPU 41x 的结构 2

CPU 41x 的特殊功能 3

通讯 4

PROFIBUS DP 5

PROFINET 6

一致性数据 7

存储器原理 8

S7-400 的周期和响应时间 9

技术规范 10

IF 964-DP 接口模块 11 SIMATIC

S7-400

S7-400 自动化系统,CPU 规格

设备手册

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(2)

危险

表示如果不采取相应的小心措施,将会导致死亡或者严重的人身伤害。

警告

表示如果不采取相应的小心措施,可能导致死亡或者严重的人身伤害。

小心

带有警告三角,表示如果不采取相应的小心措施,可能导致轻微的人身伤害。

小心

不带警告三角,表示如果不采取相应的小心措施,可能导致财产损失。

注意

表示如果不注意相应的提示,可能会出现不希望的结果或状态。

当出现多个危险等级的情况下,每次总是使用最高等级的警告提示。如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身 伤害的警告三角,则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。

合格的专业人员

仅允许安装和驱动与本文件相关的附属设备或系统。设备或系统的调试和运行仅允许由合格的专业人员进行。本文 件安全技术提示中的合格专业人员是指根据安全技术标准具有从事进行设备、系统和电路的运行,接地和标识资格 的人员。

按规定使用

请注意下列说明:

警告

设备仅允许用在目录和技术说明中规定的使用情况下,并且仅允许使用西门子股份有限公司推荐的或指定的其他 制造商生产的设备和部件。设备的正常和安全运行必须依赖于恰当的运输,合适的存储、安放和安装以及小心的 操作和维修。

商标

所有带有标记符号 ® 的都是西门子股份有限公司的注册商标。标签中的其他符号可能是一些其他商标,这是出于保 护所有者权利的目地由第三方使用而特别标示的。

责任免除

我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查。然而不排除存在偏差的可能性,因此我们不保证印刷 品中所述内容与硬件和软件完全一致。印刷品中的数据都按规定经过检测,必要的修正值包含在下一版本中。

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(3)

目录

1 引言...11

2 CPU 41x 的结构...15

2.1 CPU 的控制和显示元件 ... 15

2.2 CPU 的监视功能... 23

2.3 状态和错误显示... 25

2.4 模式选择器开关... 28

2.4.1 模式选择器开关的功能... 28

2.4.2 运行存储器复位... 30

2.4.3 冷启动/暖启动/热启动... 32

2.5 存储卡的结构和功能... 33

2.6 使用存储卡... 35

2.7 多点接口 (MPI) ... 37

2.8 PROFIBUS DP 接口... 39

2.9 PROFINET 接口... 40

2.10 S7-400 CPU 参数概述... 41

3 CPU 41x 的特殊功能...43

3.1 多值计算... 43

3.1.1 基础知识... 43

3.1.2 多值计算的特性... 45

3.1.3 多值计算中断... 46

3.1.4 组态多值计算模式和编程... 46

3.2 运行期间的系统修改... 47

3.2.1 基本知识... 47

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(4)

3.2.4 允许的系统修改...50

3.3 将 CPU 复位为出厂状态...51

3.4 不使用存储卡更新固件...53

3.5 读出服务数据...54

4 通讯... 55

4.1 接口...55

4.1.1 多点接口 (MPI)...55

4.1.2 PROFIBUS DP...57

4.1.3 PROFINET...59

4.2 通讯服务...61

4.2.1 通讯服务概述...61

4.2.2 PG 通讯...62

4.2.3 OP 通讯...62

4.2.4 S7 基本通讯 ...63

4.2.5 S7 通讯 ...64

4.2.6 全局数据通讯...66

4.2.7 路由...67

4.2.8 时间同步...70

4.2.9 数据集路由...71

4.3 SNMP 网络协议 ...73

4.4 通过工业以太网的开放式通讯...74

4.5 S7 连接 ...78

4.5.1 S7 连接的通讯路径...78

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(5)

4.7.3.2 标识... 90

4.7.3.3 诊断缓冲区 ... 91

4.7.3.4 报警... 93

4.7.3.5 PROFINET ... 95

4.7.3.6 变量状态... 97

4.7.3.7 变量表 ... 98

5 PROFIBUS DP ...101

5.1 用作 DP 主站/DP 从站的 CPU 41x... 101

5.1.1 概述... 101

5.1.2 41x CPU 的 DP 地址区... 102

5.1.3 CPU 41x 作为 PROFIBUS DP 主站 ... 103

5.1.4 作为 DP 主站的 CPU 41x 的诊断 ... 106

5.1.5 CPU 41x 用作 DP 从站... 111

5.1.6 作为 DP 从站的 CPU 41x 诊断... 115

5.1.7 CPU 41x(作为 DP 从站):站状态 1 至 ... 120

5.1.8 直接数据交换... 125

5.1.8.1 直接数据交换的原理... 125

5.1.8.2 直接数据交换中的诊断 ... 126

5.1.9 等时模式... 127

6 PROFINET ...131

6.1 引言... 131

6.2 PROFINET IO 和 PROFINET CBA ... 132

6.3 PROFINET IO 系统 ... 134

6.4 PROFINET IO 中的块... 136

6.5 PROFINET IO 的系统状态列表 ... 138

7 一致性数据...141

7.1 基本知识... 141

7.2 通讯块和功能的一致性... 142

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(6)

8 存储器原理... 147

8.1 S7-400 CPU 存储器概述 ...147

9 S7-400 的周期和响应时间... 151

9.1 循环时间...151

9.2 循环时间计算...153

9.3 不同循环时间...156

9.4 通讯负载...158

9.5 反应时间...161

9.6 计算循环时间和反应时间...167

9.7 循环时间和反应时间的计算实例...168

9.8 中断反应时间...171

9.9 实例:计算中断反应时间...173

9.10 延迟中断和监视狗中断的再现性...174

9.11 CBA 响应时间 ...175

10 技术规范... 177

10.1 CPU 412-1 的技术规范 (6ES7412-1XJ05-0AB0) ...177

10.2 CPU 412-2 的技术规范 (6ES7412-2XJ05-0AB0) ...185

10.3 CPU 414-2 的技术规范 (6ES7414-2XK05-0AB0)...194

10.4 CPU 414-3 的技术规范 (6ES7414-3XM05-0AB0)...203

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(7)

10.10 存储卡的技术规范... 262

11 IF 964-DP 接口模块 ...263

11.1 使用 IF 964-DP 接口模块 ... 263

11.2 技术规范... 264

索引...265

表格 表格 2-1 CPU 上的 LED ... 20

表格 2-2 故障/错误和 CPU 的响应 ... 23

表格 2-3 RUN 和 STOP LED 的可能状态 ... 25

表格 2-4 INTF、EXTF 和 FRCE LED 的可能状态 ... 25

表格 2-5 BUS1F、BUS2F 和 BUS5F LED 的可能状态... 26

表格 2-6 IFM1F 和 IFM2F LED 的可能状态 ... 26

表格 2-7 LINK 和 RX/TX LED 的可能状态 ... 27

表格 2-8 模式选择器开关设置... 28

表格 2-9 S7-400 CPU 的安全等级 ... 29

表格 2-10 存储器复位后的 MPI 参数和 IP 地址... 31

表格 2-11 存储卡类型... 35

表格 3-1 出厂设置中的 CPU 属性 ... 51

表格 3-2 LED 模式 ... 52

表格 4-1 CPU 的通讯服务... 61

表格 4-2 连接资源的可用性... 62

表格 4-3 用于 S7 基本通讯的 SFC... 63

表格 4-4 用于 S7 通讯的 SFB... 65

表格 4-5 用于全局数据通讯的 SFC... 66

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(8)

表格 5-1 41x CPU(MPI/DP 接口作为 PROFIBUS DP 接口)...102

表格 5-2 41x CPU(MPI/DP 接口和 DP 模块作为 PROFIBUS DP 接口)...102

表格 5-3 用作 DP 主站的 CPU 41x 的“BUSF”LED 的含义...106

表格 5-4 使用 STEP 7 读取诊断数据 ...107

表格 5-5 DP 主站和 DP 从站的诊断地址 ...109

表格 5-6 用作 DP 主站的 CPU 41x 的事件检测 ...109

表格 5-7 在 DP 主站判断 DP 从站的 RUN-STOP 转换...110

表格 5-8 传送存储器地址区的组态实例...112

表格 5-9 作为 DP 从站的 CPU 41x 的“BUSF”LED 的含义...115

表格 5-10 使用 STEP 5 和 STEP 7 在主站系统中读取诊断数据...116

表格 5-11 STEP 5 用户程序 ...117

表格 5-12 DP 主站和 DP 从站的诊断地址 ...117

表格 5-13 作为 DP 从站的 CPU 41x 的事件检测 ...118

表格 5-14 评估 DP 主站/DP 从站中的 RUNSTOP 转换...118

表格 5-15 站状态 1 的结构(字节 0) ...120

表格 5-16 站状态 2 的结构(字节 1) ...120

表格 5-17 站状态 3 的结构(字节 2) ...121

表格 5-18 主站 PROFIBUS 地址的结构(字节 3) ...121

表格 5-19 直接数据交换中接收方的诊断地址...126

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(9)

表格 8-1 所需内存空间... 148

表格 9-1 周期程序处理... 151

表格 9-2 影响周期时间的因素... 153

表格 9-3 过程映像传送时间部分... 154

表格 9-4 扫描周期检查点的操作系统扫描时间... 155

表格 9-5 由嵌套中断引起的周期时间增加... 155

表格 9-6 减少响应时间... 166

表格 9-7 计算响应时间的实例... 167

表格 9-8 计算中断响应时间... 171

表格 9-9 硬件中断和诊断中断响应时间;不进行通讯的最大中断响应时间... 171

表格 9-10 CPU 的延迟中断和监视狗中断的再现性 ... 174

表格 9-11 非周期性互连的响应时间... 176

图形 图片 2-1 CPU 412-1 上操作员控件和显示的布局... 15

图片 2-2 CPU 41x-2 上操作员控件和显示的布局... 16

图片 2-3 CPU 41x-3 上操作员控件和显示的布局... 17

图片 2-4 CPU 41x-3PN/DP 上控件和显示的布局... 18

图片 2-5 CPU 417-4 上操作员控件和显示的布局... 19

图片 2-6 带插头的电缆... 22

图片 2-7 模式选择器开关设置... 28

图片 2-8 存储卡的设计... 33

图片 3-1 多值计算实例... 44

图片 3-2 概述:为实现在运行期间修改系统的系统结构... 47

图片 4-1 路由... 68

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(10)

图片 4-3 路由:远程服务应用实例...69

图片 4-4 数据集路由...72

图片 4-5 通讯负载作为数据吞吐量和响应时间的函数(基本配置文件)...81

图片 4-6 选择显示设备语言的实例...86

图片 4-7 引言...88

图片 4-8 常规信息...89

图片 4-9 标识...90

图片 4-10 诊断缓冲区...91

图片 4-11 消息...93

图片 4-12 集成 PROFINET 接口的参数...95

图片 4-13 数据传输编号...96

图片 4-14 变量状态...97

图片 4-15 变量表...98

图片 5-1 用 CPU 41x 诊断...108

图片 5-2 作为 DP 从站的 CPU 41x 中的传送存储器...112

图片 5-3 从站诊断的设计...119

图片 5-4 CPU 41x 的 ID 相关诊断数据的结构 ...122

图片 5-5 设备相关的诊断信息的结构...123

图片 5-6 用于诊断和硬件中断的字节 x +4 到 x +7...124

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(11)

图片 9-1 周期时间的各个部分和组成... 152

图片 9-2 不同周期时间... 156

图片 9-3 最小周期时间... 157

图片 9-4 方程式:通讯负载的影响... 158

图片 9-5 断开时间片... 158

图片 9-6 周期时间与通讯负载的相关性... 159

图片 9-7 PROFIBUS DP 网络上的 DP 周期时间 ... 162

图片 9-8 更新周期... 163

图片 9-9 最短响应时间... 163

图片 9-10 最长响应时间... 164

图片 9-11 发送和接收的处理时间... 175

图片 11-1 IF 964-DP 接口模块... 263

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(12)

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(13)

引言 1

本手册的目的

本手册中包含的信息可作为 S7-400 CPU 操作、功能说明以及技术规范的参考。

在《S7-400 可编程控制器;硬件和安装》手册中对如何设置、装配和接线 S7-400 系统中 的模块进行了详细的说明。

所需基本知识

为理解本手册的内容,您应具备一些自动化工程领域的基本经验。

还应具备使用计算机或 PC 类工具(例如,编程设备)以及 Windows 2000 或 XP 操作系 统的经验。由于要使用 STEP 7 基本软件组态 S7-400,所以还应具备使用该基本软件的经 验。可在《使用 STEP 7 编程》手册中获取此方面知识。

在需要遵守安全规则的区域中使用 S7-400 时,请特别注意《S7-400 可编程控制器;硬件 和安装》手册的“附录”中有关电子控制器安全的信息。

本手册适用范围

本手册适用于下列 CPU:

• CPU 412-1 V5.1;6ES7 412-1XJ05-0AB0

• CPU 412-2 V5.1;6ES7-412-2XJ05-0AB0

• CPU 414-2 V5.1;6ES7 414-2XK05-0AB0

• CPU 414-3 V5.1;6ES7 414-3XM05-0AB0

• CPU 414-3 PN/DP V5.1;6ES7 414-3EM05-0AB0

• CPU 416-2 V5.1;6ES7 416-2XN05-0AB0

• CPU 416F-2 V5.1;6ES7 416-2FN05-0AB0

• CPU 416-3 V5.1;6ES7 416-3XR05-0AB0

• CPU 416-3 PN/DP V5.1;6ES7 416-3ER05-0AB0

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(14)

常规规范

可在《S7-400 可编程控制器;模块规范》手册中找到有关认证和标准的信息。

相关文档

本手册是 S7-400 文档包的一部分。

系统 文档包

S7-400 S7-400 自动化系统,硬件和安装

S7-400 自动化系统,模块规格

S7-400 指令列表

S7-400 自动化系统,CPU 规格

回收和处理

S7-400 的污染物少,因此可回收。请联系一家具有电子废弃物处理资质的公司,从而获得 有关以环保方式回收和处理旧设备的信息和帮助。

其它支持

如果对本手册所述产品有任何疑问且未在本手册中找到答案,请与西门子代表或当地办 事处

联系。

可在以下网站找到有关联系人的信息:

http://www.siemens.com/automation/partner

可在以下网站找到各种 SIMATIC 产品和系统的技术文档指南:

http://www.siemens.de/simatic-tech-doku-portal 可在以下网站找到在线目录和在线订购系统:

http://mall.ad.siemens.com/

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自动化与驱动集团技术支持

全球范围,全天 24 小时:

全球(纽伦堡)

技术支持

当地时间:全天 24 小时,

全年 365 天

电话:+49 (0) 180 5050-222 传真:+49 (0) 180 5050-223 电子邮箱:

adsupport@siemens.com 格林尼治标准时间:+1:00 欧洲/非洲(纽伦堡)

授权

美国(约翰逊城)

技术支持与授权

亚洲/澳大利亚(北京)

技术支持与授权 当地时间:周一至周五上午 8:00

到下午 5:00

电话:+49 (0) 180 5050-222 传真:+49 (0) 180 5050-223 电子邮箱:

adsupport@siemens.com 格林尼治标准时间:+1:00

当地时间:周一至周五上午 8:00 到下午 5:00

电话:+1 (423) 262 2522 传真:+1 (423) 262 2289 电子邮箱:

simatic.hotline@sea.siemens.com 格林尼治标准时间:-5:00

当地时间:周一至周五上午 8:00 到下午 5:00

电话:+86 10 64 75 75 75 传真:+86 10 64 74 74 74 电子邮箱:

adsupport.asia@siemens.com 格林尼治标准时间:+8:00 技术支持和授权热线使用的语言为德语和英语。

Internet 上的服务与支持

除文档外,我们还在 Internet 上在线提供一个全面的知识库,网址为:

http://www.siemens.com/automation/service&support 在那里您会找到:

• 包含有关您的产品的最新信息的商务快讯。

• 通过服务与支持中的搜索功能获取的最新文档。

• 一个供用户和专家交流经验的论坛。

• 我们的“伙伴”数据库,其中有您当地的 Automation & Drives 西门子伙伴。

• 有关现场服务、维修和备件的信息。在“服务”下面可找到更多信息。

• 应用程序和工具,可帮助您使用 SIMATIC S7 以发挥其最佳性能。例如,DP 和 PN 的 性能测量便发布在此处:http://www.siemens.de/automation/pd

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(17)

CPU 41x 的结构 2

2.1 CPU 的控制和显示元件

CPU 412-1 上的操作员控件和显示

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图片 2-1 CPU 412-1 上操作员控件和显示的布局

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(18)

2.1 CPU 的控制和显示元件

CPU 41x-2 上的操作员控件和显示

EXT.-BATT 5...15 V DC CPU 414-2

6ES7414-2XK05-0AB0 V5.0.1

INTF EXTF BUS1F

FRCE

RUN STOP

RUN STOP MRES

X1 MPI/DP

x

BUS2F

X2 DP MAINT

图片 2-2 CPU 41x-2 上操作员控件和显示的布局

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(19)

2.1 CPU 的控制和显示元件 CPU 41x-3 上的操作员控件和显示

x

EXT.-BATT 5...15 V DC CPU 416-3

6ES7416-3XR05-0AB0 V5.0.1

INTF EXTF BUS1F

FRCE

RUN STOP

RUN STOP MRES

X1 MPI/DP BUS2F IFM1F

IF1

X2 DP MAINT

图片 2-3 CPU 41x-3 上操作员控件和显示的布局

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(20)

2.1 CPU 的控制和显示元件

CPU 41x-3PN/DP 上的操作员控件和显示

῵ഫৡ⿄ǃѻક⠜ᴀǃⷁ䅶䋻োҹঞ೎ӊ⠜ᴀॄ䆄

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图片 2-4 CPU 41x-3PN/DP 上控件和显示的布局

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(21)

2.1 CPU 的控制和显示元件 CPU 417-4 上的操作员控件和显示

῵ᓣ䗝ᢽ఼ᓔ݇

x

EXT.-BATT 5...15 V DC CPU 417-4

6ES7417-4XT05-0AB0 V5.0.1 INTF EXTF BUS1F

FRCE

RUN STOP

RUN STOP MRES

X1 MPI/DP BUS2F IFM1F IFM2F

X2 IF1

IF2 MAINT

图片 2-5 CPU 417-4 上操作员控件和显示的布局

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(22)

2.1 CPU 的控制和显示元件

LED

下表概要说明了各 CPU 上的 LED。

表格 2-1 CPU 上的 LED

所在 CPU LED 颜色 含义

412-1 412-2 414-2 416-2 416F-2

414-3 416-3

414-3 PN/DP 416-3 PN/DP 416F-3 PN/DP

417-4

INTF 红色 内部故障 X X X X X

EXTF 红色 外部故障 X X X X X

FRCE 黄色 强制作业激活 X X X X X

MAINT 黄色 维护请求待处理 X X X X X

RUN 绿色 RUN 模式 X X X X X

STOP 黄色 STOP 模式 X X X X X

BUS1F 红色 MPI/PROFIBUS DP 接口 1 上的总线故障 X X X X X BUS2F 红色 PROFIBUS DP 接口 2 上的总线故障 - X X - X

BUS5F 红色 PROFINET 接口处的总线故障 - - - X -

IFM1F 红色 接口模块 1 上的故障 - - X X X

IFM2F 红色 接口模块 2 上的故障 - - - - X

模式选择器开关

可使用模式选择器开关设置 CPU 的当前模式。模式选择器是一个三档切换开关。

存储卡槽

可将存储卡插入此插槽。

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(23)

2.1 CPU 的控制和显示元件

用于接口模块的插槽

可将一个用于 CPU 41x-3 和 CPU 417-4 的 PROFIBUS DP 模块插入到该插槽中,订货 号 6ES7964-2AA04-0AB0。

MPI/DP 接口

可将各种设备连接到 CPU 的 MPI 接口,例如:

• 编程设备

• 操作员控制和监视设备

• 其它 S7-400 或 S7-300 控制器

要使用带有斜式电缆出口的总线连接连接器,请参阅《S7-400 自动化系统;硬件和安 装》

手册。

也可以将 MPI 接口组态为 DP 主站,以便将其用作 PROFIBUS DP 接口(最多可支持 32 个 DP 从站)。

PROFIBUS DP 接口

可将分布式 I/O、编程设备/OP 和其它 DP 主站连接到 PROFIBUS DP 接口。

PROFINET 接口

可以将 PROFINET IO 设备连接至 PROFINET 接口。PROFINET 接口具有两个面向外的 切换式端口 (RJ 45)。PROFINET 接口提供至工业以太网的连接。

小心

使用此接口只能连接至以太网 LAN。例如,不能连接至公共通讯网络。

只能将符合 PROFINET 标准的网络组件连接到此接口。

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(24)

2.1 CPU 的控制和显示元件

进入电源、“EXT.-BATT.”插孔处的外部备用电压

可以根据模块类型在 S7-400 电源模块中安装一块或两块备用电池,以实现以下目的:

• 备份存储在 RAM 中的用户程序。

• 保持动态 DB 中的标志值、定时器值、计数器值、系统数据值以及数据值。

• 备份内部时钟。

为 CPU 的“EXT.-BATT.”插孔提供介于 5 V DC 到 15 V DC 的电压可以实现同样的备份 功能。

“EXT.-BATT.”输入具有以下特性:

• 极性反向保护

• 短路电流限制为 20 mA

需要用一根带有直径为 2.5 mm 的插头的电缆将电源连接到“EXT.-BATT”插孔,如下图所 示。确保插头的极性正确。

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图片 2-6 带插头的电缆

可使用订货号 A5E00728552A 订购带有已装配的电缆的插头。

说明

如果要更换电源模块并希望在更换时备份存储在 RAM 中的用户程序和上述数据,则需要 将外部输入电源连接到“EXT.-BATT.”插孔。

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(25)

2.2 CPU 的监视功能

2.2 CPU 的监视功能

监视功能和错误消息

CPU 硬件和操作系统监视功能可确保系统正常工作,并对故障和错误进行已定义的响应。

某些错误事件还会触发来自用户程序的响应。对于间歇性错误,LED 将在发生下一个进入 错误时再次熄灭。

下表概述了可能发生的错误、错误原因以及 CPU 的响应。

表格 2-2 故障/错误和 CPU 的响应

错误类型 错误原因 操作系统的响应 出错指示 LED

访问错误

(进入) 模块故障(SM、FM、CP)

I/O 读访问错误 I/O 写访问错误

EXTF”LED 一直亮起,直到确认 错误。

对于 SM:

OB 122 调用

• 在诊断缓冲区中输入条目

• 对于输入模块:“NULL”作为数据 输入累加器或过程映像中

对于其它模块:

OB 122 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

EXTF

超时错误

(进入)

• 用户程序运行时间(OB1 以及所有中断 和错误 OB 的运行时间)超过指定的最 大周期时间。

OB 请求错误

• 启动信息缓冲区溢出

• 监视狗中断

CiR 之后恢复 RUN

INTF”LED 保持亮起,直到确认 错误。

OB 80 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

INTF

电源模块故障

(非电力网故障),

(进入和离开)

在中央机架或扩展机架中

• 电源模块中至少有一块备用电池已放电

• 无备用电压

• 电源模块不能提供 24 V DC 电压

OB 81 调用

如果没有装载 OB:则 CPU 将保持 RUN 模式。

EXTF

诊断中断

(进入和离开)

具有中断功能的 I/O 模块报告诊断中断 OB 82 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

EXTF

维护请求

(进入和离开)

维护请求会导致诊断中断 如果未加载 OB 则调用 OB 82:CPU 转入 STOP 模式

EXTF、

MAINT

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(26)

2.2 CPU 的监视功能

错误类型 错误原因 操作系统的响应 出错指示 LED

卸下/插入模块中断

(进入和退出状态)

卸下或插入 SM 以及插入的模块类型错误。

如果只插入了一个 SM,并且在 CPU 处于 STOP(默认设置)模式时卸下该模块,则 EXTF LED 不会亮起。重新插入 SM 后,

LED 会短暂亮起。

OB 83 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

EXTF

CPU 硬件错误

(进入)

• 检测到存储器错误并已将其消除 OB 84 调用

如果没有装载 OB:则 CPU 将保持 RUN 模式。

INTF

优先级错误

(仅进入,或进入和 离开,取决于 OB85 模式)

• 调用了一种优先级,但不存在对应的 OB

• 对于 SFB 调用:背景 DB 缺失或损坏

• 更新过程映像时出错

OB 85 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

INTF

EXTF 机架/站故障

(进入和离开)

• 扩展机架中的电源故障

PROFINET DP 线路故障

PROFINET IO 子系统故障

• 耦合子网的故障:IM 缺失或有故障、

电缆断路

OB 86 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

EXTF

通讯错误

(进入)

• 无法在 DB 中输入状态信息(共享的数 据通讯)

• 不正确的消息帧 ID(共享的数据通讯)

• 不正确的消息长度(共享的数据通讯)

• 共享的数据帧的结构中的错误(共享的 数据通讯)

DB 访问错误

OB 87 调用 INTF

执行取消

(进入)

• 超过嵌套深度时发生同步错误

• 嵌套块调用过多(B 堆栈)

• 分配本地数据时出错

OB 88 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

INTF

编程错误

(进入)

用户程序中的错误

BCD 转换错误

• 范围长度错误

OB 121 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

INTF

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(27)

2.3 状态和错误显示

错误类型 错误原因 操作系统的响应 出错指示 LED

时钟信号丢失

(进入)

使用等时模式时:时钟脉冲丢失是因为存在 更高优先级而未启动 OB61 ... 64,或者是因 为附加异步总线负载抑制了总线时钟脉冲。

OB 80 调用

如果没有装载 OB:CPU 转入 STOP 模式

在下一脉冲中调用 OB 61 至 64。

INTF

每个 CPU 中提供了更多的测试和信息功能,并且可以在 STEP 7 中调用这些功能。

2.3 状态和错误显示

状态 LED

CPU 面板上的 RUN 和 STOP LED 指示当前 CPU 模式。

表格 2-3 RUN 和 STOP LED 的可能状态 LED

RUN STOP 含义

H D CPU 处于 RUN 模式。

D H CPU 处于 STOP 模式。不执行用户程序。可以冷启动、重新启动和暖启动、重导 入。如果由于错误触发了 STOP,则还会设置错误 LED(INTF 或 EXTF)。

B 2 Hz

B 2 Hz

CPU 处于 DEFECTIVE。INTF、EXTF、FRCE、BUSF1、BUSF5 和 IFM1F LED 也闪烁。

B 0.5 Hz

H 测试功能触发了 CPU HOLD。

B 2 Hz

H 触发了暖启动/冷启动/热启动。根据所调用 OB 的长度,可能需要一分钟或更长时间 来执行这些功能。如果 CPU 仍不切换为 RUN,则可能是系统组态中存在错误。

x B 0.5 Hz

CPU 请求存储器复位。

x B 2 Hz

存储器正在复位或 CPU 当前正在初始化(通电后)。

D = LED 不亮;H = LED 亮起;B = LED 以指定频率闪烁;x = 与 LED 状态无关

错误和故障显示及特性

CPU 前面板上的三个 LED(INTF、EXTF 和 FRCE)用于指示用户程序运行期间的错误

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(28)

2.3 状态和错误显示

表格 2-4 INTF、EXTF 和 FRCE LED 的可能状态 LED

INTF EXTF FRCE

含义

H x x 检测到内部错误(编程或参数分配错误)或 CPU 正在执行 CiR。

x H x 检测到外部错误(换言之,错误原因不在 CPU 模块上)。

x x H 强制作业已激活。

x x B 2 Hz

节点闪烁测试功能。

H = LED 亮起;B = LED 以指定频率闪烁;x = 与 LED 状态无关

LED BUSF1、BUSF2 和 BUS5F 指示与 MPI/DP、PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 接口 关联的错误。

表格 2-5 BUS1F、BUS2F 和 BUS5F LED 的可能状态 LED

BUS1F BUS2F BUS5F

含义

H x x MPI/DP 接口处检测到错误。

x H x PROFINET IO 接口处检测到错误。

x x H PROFINET IO 接口处检测到错误。

组态了 PROFINET IO 系统但未进行连接。

x x B PROFIBUS DP 接口处的一个或多个设备无响应。

CPU 是 DP 主站: PROFIBUS DP 接口 1 上的一个或多个从站无响应。

B x x

CPU 是 DP 从站: DP 主站不对 CPU 寻址。

CPU 是 DP 主站: PROFIBUS DP 接口 2 上的一个或多个从站无响应。

x B x

CPU 是 DP 从站: DP 主站不对 CPU 寻址。

H = LED 亮起;B = LED 闪烁;x = 与 LED 状态无关

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2.3 状态和错误显示

LED IFM1F IFM2F

含义

CPU 是 DP 主站: 在插孔 1 中插入的 PROFIBUS DP 接口模块上的一个或多个从 站无响应。

B x

CPU 是 DP 从站: DP 主站不对 CPU 寻址。

CPU 是 DP 主站: 在插孔 2 中插入的 PROFIBUS DP 接口模块上的一个或多个从 站无响应。

x B

CPU 是 DP 从站: DP 主站不对 CPU 寻址。

H = LED 亮起;B = LED 闪烁;x = 与 LED 状态无关

CPU 41x-3 PN/DP 的错误和故障显示及特性

CPU 41x-3 PN/DP 还具有 LINK LED 和 RX/TX LED。这些 LED 指示 PROFINET 接口的 当前状态。

表格 2-7 LINK 和 RX/TX LED 的可能状态 LED

LINK RX/TX

含义

H x PROFINET 接口处的连接处于激活状态

x B

6 Hz

PROFINET 接口处接收或发送数据。

H = LED 亮起;B = LED 以指定频率闪烁;x = 与 LED 状态无关

说明

LINK 和 RX/TX LED 位于 PROFINET 接口的插孔旁。没有对其进行标记。

LED MAINT

此 LED 指示维护请求(维护请求或维护要求)尚未处理。更多信息,可参考 STEP 7 在 线

帮助。

诊断缓冲区

在 STEP 7 中,可选择“PLC -> 模块状态”,从诊断缓冲区中读取错误原因。

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(30)

2.4 模式选择器开关

2.4 模式选择器开关

2.4.1 模式选择器开关的功能

概述

该模式选择器用于将 CPU 从 RUN 模式切换至 STOP 模式,或复位 CPU 存储器。STEP 7 还提供了其它模式选择选项。

位置

模式选择器被设计为一个切换开关。下图显示了模式选择器的所有位置。

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图片 2-7 模式选择器开关设置

下表解释模式选择器开关的设置。无论模式选择器的位置如何,出现错误或因出现问题而 无法启动时,CPU 都将切换至或保持 STOP 模式。

表格 2-8 模式选择器开关设置

位置 备注

RUN 如果没有启动问题或错误并且 CPU 能够切换至 RUN 模式,则 CPU 将运行用户程序或保持空闲状态。

可以访问 I/O。

• 可将程序从 CPU 上传到编程设备(CPU -> 编程设备)

• 可将程序从编程设备上传到 CPU(编程设备 -> CPU)。

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2.4 模式选择器开关

安全等级

可设定 S7-400 CPU 的安全等级,以防未经授权访问 CPU 程序。可以定义某种安全等 级,从而使用户可以访问 PG 功能,而无需与 CPU 相关的特殊授权(密码)。输入密码 后可以访问所有 PG 功能。

设置安全等级

可在 STEP 7 -> HW Config 中设置 CPU 的安全等级(1 到 3)。

可使用模式选择器开关手动复位的方式删除在 STEP 7 -> HW Config 中设置的安全等级

下表列出了 S7-400 CPU 的安全等级。

表格 2-9 S7-400 CPU 的安全等级

CPU 功能 安全等级 1 安全等级 2 安全等级 3

块列表显示 允许访问 允许访问 允许访问

监视变量 允许访问 允许访问 允许访问

STACKS 模块状态 允许访问 允许访问 允许访问

操作员控制和监视功能 允许访问 允许访问 允许访问

S7 通讯 允许访问 允许访问 允许访问

读取日时间 允许访问 允许访问 允许访问

设置日时间 允许访问 允许访问 允许访问

块状态 允许访问 允许访问 需要密码

下载到编程设备 允许访问 允许访问 需要密码

下载到 CPU 允许访问 需要密码 需要密码

删除块 允许访问 需要密码 需要密码

压缩存储器 允许访问 需要密码 需要密码

将用户程序下载到存储卡 允许访问 需要密码 需要密码

修改选择 允许访问 需要密码 需要密码

修改变量 允许访问 需要密码 需要密码

断点 允许访问 需要密码 需要密码

退出断开 允许访问 需要密码 需要密码

存储器复位 允许访问 需要密码 需要密码

强制 允许访问 需要密码 需要密码

使用 SFC 109“PROTECT”设置安全等级

SFC 109“PROTECT”用于在安全等级 1 和 2 之间进行切换。

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2.4 模式选择器开关

2.4.2 运行存储器复位

存储器复位的操作顺序

实例 A:要将新的、完整的用户程序传送到 CPU。

1. 将模式选择器开关设置为 STOP。

结果:STOP LED 亮起。

2. 将选择器设置为 MRES 并保持在该位置。

结果:STOP LED 熄灭一秒钟,然后又亮起一秒种,再熄灭一秒钟,然后一直亮起。

3. 将开关切换回 STOP 位置,然后在接下来的 3 秒钟内再切换到 MRES 位置,最后切 换回 STOP。

结果:STOP LED 以 2 Hz 的频率至少闪烁 3 秒钟(正在复位存储器),然后保持亮 起。

可应要求运行存储器复位

实例 B:STOP LED 以 0.5 Hz 的频率闪烁,这指示 CPU 请求存储器复位。系统请求 CPU 存储器复位(例如,卸下或插入存储卡后)。

1. 将模式选择器开关设置为 MRES,然后再设置回 STOP。

结果:STOP LED 以 2 Hz 的频率至少闪烁 3 秒钟(正在复位存储器),然后保持亮 起。

有关 CPU 存储器复位的详细信息,请参见手册 S7-400 自动化系统的硬件和安装 。

存储器复位期间对 CPU 有何影响

执行存储器复位时,CPU 会执行以下处理步骤:

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2.4 模式选择器开关

存储器复位后保留的值

以下值在 CPU 复位后保持不变:

• 诊断缓冲区的内容

编程设备使用 STEP 7 可读出该内容。

• MPI 参数(MPI 地址和最高 MPI 地址)。请注意下表中显示的特性。

• CPU 的 IP 地址

• 子网掩码

• 静态 SNMP 参数

• 日时钟

• 运行时间计数器的状态和数值

特性 MPI 参数和 IP 地址

当执行 CPU 存储器复位时,MPI 参数和 IP 地址出现特殊情况。下表显示了 CPU 存储器 复位后仍然有效的 MPI 参数和 IP 地址。

表格 2-10 存储器复位后的 MPI 参数和 IP 地址

存储器复位 ... MPI 参数和 IP 地址 ...

插入闪存卡 ...,存储在闪存卡中且有效

不插入闪存卡 ...,保持在 CPU 中且有效

另请参考

也可以将 CPU 完全复位到出厂状态。有关更详细的信息,可参考将 CPU 复位为出厂状 态(页码 53)部分。

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2.4 模式选择器开关

2.4.3 冷启动 /暖启动/热启动

冷启动

• 冷启动过程中,所有数据(过程映像、位存储器、定时器、计数器和数据块)都会重设 为存储在程序(装载存储器)中的起始值,而与这些数据被组态为保持性数据还是非保 持性数据无关。

• 关联的启动 OB 为 OB 102

• 从头开始重新执行程序(OB 102 或 OB 1)。

重新启动(暖启动)

• 重新启动会复位过程映像以及非保持性标志、定时器、时间和计数器。

保持性标志、时间和计数器会保持其最后有效值。

分配了“无掉电保持”属性的所有数据块都将复位为下载值。其他数据块将保持其最后 的有效值。

• 关联的启动 OB 为 OB 100。

• 从头开始重新执行程序(OB 100 或 OB 1)。

• 掉电后,暖启动功能仅在备份模式下可用。

热启动

• 执行热启动后,所有数据和过程映像都会保持其最后有效值。

• 程序从断点处继续执行。

• 在当前循环完成之前,输出不会改变其状态。

• 关联的启动 OB 为 OB 101。

• 掉电后,热启动功能仅在备份模式下可用。

重新启动的操作顺序(暖启动)

1. 将模式选择器设置为 STOP。

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2.5 存储卡的结构和功能

2.5 存储卡的结构和功能

订货号

存储卡的技术规范(页码 268)部分列出了存储卡的订货号。

设计

存储卡比信用卡稍大一些,并带有坚固的金属保护壳。存储卡插入在 CPU 前面的插槽 中。存储卡外壳已被编码,因此它只能以一种方式插入。

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图片 2-8 存储卡的设计

功能

存储卡和 CPU 上的集成存储区一起构成 CPU 的装载存储器。在运行期间,装载存储器包 含完整的用户程序,其中包括注释、符号、允许反编译用户程序的特殊附加信息以及所有模 块参数。

存储卡上存储的内容

以下数据可存储在存储卡中:

• 用户程序,即块(OB、FB、FC、DB)和系统数据

• 决定 CPU 行为的参数

• 确定 I/O 模块行为的参数

• 存储卡中适合此目的的全套项目文件

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2.5 存储卡的结构和功能

序列号

在 V5 或更高版本中,所有存储卡均具有一个序列号。该序列号列在 SZL 零件列表 W#16#xy1C 的索引 8 中。可使用 SFC 51“RDSYSST”读取该零件列表。

可在将序列号读入用户程序时确定以下内容:仅当将特定存储卡插入 CPU 后才能启动用 户程序。这可以防止对用户程序的未经授权的复制,其功能与 dongle 类似。

也参见

S7-400 CPU 存储器概述(页码 151)

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2.6 使用存储卡

2.6 使用存储卡

适用于 S7-400 的存储卡类型

在 S7-400 中可使用两种类型的存储卡:

• RAM 卡

• 闪存卡(FEPROM 卡)

说明

非 Siemens 存储卡不能用于 S7-400。

应使用哪种类型的存储卡?

使用 RAM 卡还是使用闪存卡取决于使用存储卡的目的。

表格 2-11 存储卡类型

如果 ... ...

想将数据存于 RAM 中并在 RUN 模式下编辑程序, 使用 RAM 卡 想要在存储卡上永久性存储用户程序,即使掉电也

不例外(不进行备份或在 CPU 外部),

使用闪存卡

RAM 卡

要使用 RAM 卡并装载用户程序,必须将其插入 CPU 插槽中。用户程序可借助编程设备 (PG) 装载。

CPU 处于 STOP 或 RUN 模式时,可将整个用户程序或各个元素(如 FB、FC、OB、

DB 或 SDB)装载到装载存储器中。

从 CPU 中卸下 RAM 卡后,卡上的所有数据都将丢失。RAM 卡没有内置的备用电池。

如果电源装配了一个可运行的备用电池,或 CPU 在“EXT. BATT.”输入处具有一个外部 备用电压,那么如果切断电源时 RAM 卡仍然插在 CPU 中且 CPU 仍然插在机架中,则 RAM 卡的内容将保留。

闪存卡

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2.6 使用存储卡

方式 1:

1. 使用模式选择器开关将 CPU 模式设置为 STOP。

2. 将闪存卡插入 CPU。

3. 执行存储器复位。

4. 使用 STEP 7 命令“PLC -> Download User Program to Memory Card(将用户程序下 载到存储卡)”下载用户程序。

方式 2:

1. 在编程设备/编程适配器离线时,将用户程序下载到闪存卡中。

2. 将闪存卡插入 CPU。

仅能使用闪存卡重新装载整个用户程序。可使用编程设备将较小的程序段下载到 CPU 上 集成的装载存储器中。对于重大的程序更改,必须始终将完整的用户程序下载到闪存卡 中。

闪存卡不需要备用电压,也就是说,即使从 CPU 取下闪存卡或操作不具有缓冲功能(电源 模块或 CPU 的“EXT. BATT.”插座中无备用电池)的 S7-400 系统,也会保持存储在其中 的信息。

不备份的情况下自动热重启动或冷重启动

如果运行 CPU 时不使用备用电池,则启动后或断电后电压恢复时 CPU 会自动进行总复 位,然后视组态而定进行热重启动或冷重启动。闪存卡中必须提供有用户程序,并且无法 在电源模块上通过 Batt.Indic 开关设置电池监视。

存储卡的容量应为多大?

所需存储卡的容量基于用户程序的大小和系统数据的数量。

要充分利用 CPU 上的工作存储器(代码和数据),应使用容量至少与工作存储器容量相 同的存储卡来扩展 CPU 的装载存储器。

更换存储卡

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2.7 多点接口 (MPI)

3. 在 CPU 中插入“新”存储卡。

4. 复位 CPU 存储器。

2.7 多点接口 (MPI)

可用性

S7-400 的所有 CPU 都具有 MPI 接口。

可连接设备

例如,可将以下节点连接到 MPI:

• 编程设备 (PG/PC)

• 控制和监视设备(OP 和 TD)

• 其它 SIMATIC S7 PLC

某些设备使用 24 VDC 的接口电源。在连接至参考电位的 MPI 接口处提供该电压。

PG/OP -> CPU 通讯

一个 CPU 可同时保持若干个在线连接。这些连接中只有一个连接作为编程设备的默认连 接而保留,另外有一个连接作为 OP/控制和监视设备的默认连接保留。

有关可连接 OP 的连接资源数方面的 CPU 特定信息,请参见“技术规范”。

使用 MPI 进行时间同步

时间同步可通过使用 CPU 的 MPI 接口实现。CPU 可为主站或从站。

参考

可在《过程控制系统 PCS7,安全概念》手册中找到有关计划时间同步的信息。

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2.7 多点接口 (MPI)

CPU-CPU 通讯

有三种类型的 CPU 间通讯:

• 通过 S7 基本通讯传送数据

• 通过 S7 通讯传送数据

• 通过全局数据通讯传送数据

有关更多信息,请参见用 STEP 7 编程 手册。

连接器

对于用来将设备连接到 MPI 的 PROFIBUS DP 或 PG 电缆,请始终使用带有斜向电缆出 口的总线连接器(请参阅《S7-400 自动化系统,硬件和安装》手册)。

作为 PROFIBUS DP 接口的 MPI 接口

还可以将 MPI 接口组态为 PROFIBUS DP 接口使用。要执行此操作,您可使用 HW Config 中的 STEP 7 重新组态 MPI 接口。可以用其设置最多包含 32 个从站的 DP 线路。

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2.8 PROFIBUS DP 接口

2.8 PROFIBUS DP 接口

可用性

CPU 41x-2、41x-3 和 417-4 具有集成的 PROFIBUS DP 接口。CPU 41x-3、417-4 和带 有后缀“PN/DP”的 CPU 还有插入式子模块形式的 PROFIBUS DP 接口。

要能够使用这些接口,必须首先使用 HW Config 对其进行组态,然后将组态下载到 CPU。

可连接设备

PROFIBUS DP 接口用于设置 PROFIBUS 主站系统或连接 PROFIBUS I/O 设备。

可将任何兼容的 DP 从站连接到 PROFIBUS DP 接口。

然后可将 CPU 用作 DP 主站或 DP 从站(通过 PROFIBUS DP 现场总线连接到从站或其 它 DP 主站)。

某些设备使用 24 VDC 的接口电源。该电压在连接到参考电位的 PROFIBUS DP 接口处提 供。

连接器

请 始 终 使 用 PROFIBUS DP 或 PROFIBUS 电 缆 的 总 线 连 接 器 来 将 设 备 连 接 到 PROFIBUS DP 接口(请参阅《S7-400 动化系统,硬件和安装》手册)。

使用 PROFIBUS 进行时间同步

作为时间主站,CPU 将同步消息帧发送到 PROFIBUS 以同步更多的站。

在其作为从站时钟时,CPU 将从其它日时钟主站接收同步消息帧。以下设备之一可以是 时间主站:

• 带有内部 PROFIBUS 接口的 CPU 41x

• 带有外部 PROFIBUS 接口的 CPU 41x,例如 CP 443-5

• 带有 CP 5613 或 CP 5614 的 PC

参考

可在《过程控制系统 PCS7,安全概念》手册中找到有关计划时间同步的信息。

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2.9 PROFINET 接口

2.9 PROFINET 接口

可用性

带有“PN/DP”后缀的 CPU 带有具有 PROFINET 功能的以太网接口。

分配 IP 地址

可以通过以下方式为以太网接口分配 IP 地址:

1. 使用 SIMATIC 管理器命令“PLC -> Edit Ethernet Node(编辑以太网节点)”。

2. 使用 HW Config 中的 CPU 属性。然后将组态下载到 CPU。

能进行 PROFINET (PN) 通讯的设备

• 使用以太网网卡和 TCP 协议的编程设备/PC

• 有源网络组件(例如 Scalance X200)

• 带有以太网 CP 的 S7-300/S7-400(例如带有 CP 443-1 的 CPU 416-2)

• PROFINET IO 设备(例如 ET 200S 中的 IM 151-3 PN)

• PROFINET CBA 组件

连接器

始终使用 RJ45 连接器将设备连接到 PROFINET 接口。

使用 PROFINET 进行时间同步

时间同步使用 NTP 方法。在这种情况下,CPU 为 NTP 客户端。

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2.10 S7-400 CPU 参数概述

2.10 S7-400 CPU 参数概述

默认值

所有参数在发货时都设置为缺省值。这些缺省值适合所有标准应用。换言之,无需进一步设 置,即可立即使用 S7-400。

可在 STEP 7 中使用“HW Config”工具来定义 CPU 特定的缺省值。

参数域

CPU 的特性和属性在系统数据块中存储的参数中指定。CPU 具有预定的初始缺省状态。

可通过在 HW Config 中更改这些参数来修改此缺省状态。

下表概述了 CPU 的可选系统属性。

• 常规属性(例如,CPU 名称)

• 启动(例如,启用热启动)

• 同步循环中断

• 循环/时钟存储器(例如,扫描周期监视时间)

• 保持性,表示在重新启动期间所保持的标志、定时器和计数器数

• 存储器(例如,本地数据)

注意:如果通过修改参数来更改 RAM 分配,则将系统数据下载到 CPU 时会重组该 RAM。其结果是删除用 SFC 创建的数据块,并将装载存储器中的初始值分配给其余数 据块。

如果更改以下参数,则下载系统数据时,逻辑块或数据块的 RAM 的可用容量将发生变 化:

– “Cycle/Clock Memory”(周期/时钟存储器)标签上的过程映像大小(以字节为单 位)

– “Memory”(存储器)标签上的通讯资源

– “Diagnostics/Clock”(诊断/时钟)标签上的诊断缓冲区的大小 – “Memory”(存储器)标签上所有优先级等级的本地数据量

• 为优先级等级分配中断、硬件中断、延时中断和异步错误中断

• 日时钟中断(例如,启动、间隔持续时间和优先级)

• 周期中断(例如,优先级、间隔持续时间)

• 诊断/时钟(例如,日时钟同步)

• 安全等级

• Web(适用于 CPU 41x PN/DP)

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2.10 S7-400 CPU 参数概述

说明

在默认情况下,将 16 个存储器字节和 8 个计数器设置为保留,即 CPU 重新启动时不 会删除它们。

参数分配工具

可在 STEP 7 中使用“硬件组态”来设置各 CPU 参数。

说明

如果更改以下参数的现有设置,则操作系统会和冷启动一样将一些设置初始化

• 过程输入映像的大小

• 过程输出映像的大小

• 本地数据的大小

• 诊断缓冲区条目数

• 通讯资源 涉及以下初始化:

• 使用装载值初始化数据块

• 无论保持性设置 (0) 如何,都将删除存储器位、定时器、计数器、输入和输出

• 删除由 SFC 生成的 DB

• 终止永久组态的基本通讯连接

• 所有运行级别将被初始化

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3.1 多值计算

CPU 41x 的特殊功能 3

3.1 多值计算

3.1.1 基础知识

多值计算模式

多值计算模式是在 S7-400 的中央机架中同时运行多个(最多 4 个)CPU 的模式。

凡涉及到的 CPU 会自动切换模式以便彼此同步;这些 CPU 一起启动并一起切换为 STOP 模式。每个 CPU 上的用户程序独立于其它 CPU 上的用户程序而运行。这使得各 项控制任务能够同时执行。

适合多值计算的机架

以下机架适合多值计算:

• UR1 和 UR2

• UR2-H(仅当多个 CPU 在同一辅助设备中时,才可使用多个 CPU 进行多值计算)。

• CR3(由于 CR3 只有 4 个插槽,所以只能使用两个 CPU 进行多值计算)。

与在分段机架中运行的差别

在 CR2 分段机架中(物理分段,不能使用参数设置),每段只允许有一个 CPU。但这并 不是多值计算。分段机架中的每个 CPU 都构成一个独立的子系统,其行为方式就象单独的 处理器。没有公共的逻辑地址空间。

在分段机架中不能进行多值计算(另请参见S7-400 自动化系统,硬件和安装 )。

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3.1 多值计算

使用

在以下情况下使用多值计算有优势:

• 当用户程序对于一个 CPU 而言过大且内存开始不足时,可将程序分布在若干 CPU 上。

• 当需要快速处理设备的某个部分时,将相关程序部分从整个程序分离出来,然后在单 独的“快速”CPU 上运行此部分。

• 当设备由几个界线分明的部分组成,从而能够相对独立地进行控制时,在 CPU1 上处 理设备部分 1,在 CPU2 上处理设备部分 2,依此类推。

实例

下图显示了一个以多值计算模式运行的自动化系统。每个 CPU 都可访问分配给它的模块

(FM、CP、SM)。

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3.1 多值计算

3.1.2 多值计算的特性

插槽规则

在多值计算模式中,在一个中央控制器 (CC) 中最多可以任何顺序插入四个 CPU。

CPU 的可访问性。

如果通过一个 CPU 的 MPI 接口、PROFIBUS DP 接口或 PROFINET PN 接口相应地进 行组态,则可以从编程设备中访问所有 CPU。

在多值计算模式中下载组态

如果您要使用多值计算,并且组态数据很庞大时,则在很少数的情况下,您会发现将组态 下载到 PLC(HW Config 中的“PLC > Download to Module [下载到模块]”菜单命令)

后,CPU 不会启动。

解决方法:为所有 CPU 执行存储器复位。然后在 SIMATIC 管理器中将系统数据(和所有 数据块)按顺序下载到每个 CPU 中。从具有最高 CPU 编号的 CPU 开始,接下来始终是 具有下一个最低编号的 CPU。然后按同一顺序将 CPU 切换至 RUN 模式。

启动和运行期间的特性

在启动过程中,多值计算所涉及的 CPU 会自动检查其是否可以自行同步。仅在以下情况 下,才能进行同步:

• 当且仅当插入了所有组态的 CPU,并且这些 CPU 已准备运行时。

• 当使用 STEP 7 创建了正确的组态数据且已将其下载到所有插入式 CPU 中时。

如果未满足以上任一条件,则会在诊断缓冲区中输入 ID 为 0x49A4 的事件。在标准和系 统功能的参考帮助中可找到该事件 ID 的说明。

离开 STOP 模式时,将会比较启动类型(冷启动/暖启动/热启动)。如果启动类型不同,则 CPU 不会切换为 RUN。

地址和中断分配

在多值计算中,各 CPU 可访问在使用 STEP 7 进行组态期间分配给它们的模块。一个模 块的地址区始终“专门”分配给其中一个 CPU。

具体而言,这表示具有中断功能的每个模块都会分配给一个 CPU。其它 CPU 不能接收到

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參考文獻

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