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SIMATIC S7-400

SF RUN STOP

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

SIEMENS Mic ro PLC 212

SIMATIC

X 2 3 4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5

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SIMATIC S7-400

SF RUN

I0.0 I0.1 SIEMENS Q0.0Mic ro PLC 212

Q0.1

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SIMATIC S7-400 ： ： ：概 概 概述 述 述

系统可扩展性

• 组组组装装装密密密度度度高高高

• 分分分级级级 CPU 性性性能能能

• 多多多处处处理理理器器器

• 可可可连连连接接接 21 个个个扩扩扩展展展机机机架架架

• 模模模块块块种种种类类类多多多样样样（（（SM、、、FM、、、CP）））

• 灵灵灵活活活的的的组组组网网网工工工具具具

性能

• 处处处理理理能能能力力力强强强

（

（

（每每每条条条二二二进进进制制制指指指令令令 80 nsec）））

• 多多多达达达 16 Mbytes 的的的用用用户户户存存存储储储器器器

• 强强强大大大的的的通通通信信信工工工具具具

通用性

• 通通通过过过使使使用用用特特特殊殊殊功功功能能能

• 面面面向向向 S5 的的的专专专用用用移移移植植植工工工具具具

该 文

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S7-400 模 模 模块 块 块概 概 概览 览 览

1 2

3

PSPS 230V / 4A 230V / 10A 230V / 20A 24V / 4A 24V / 10A 24V / 20A

32 x DC 24V

16 x UC 24-60V

（ （ （

） ） ）

16 x UC 120 V

（ （ （

） ） ）

16 x AC 230V

（ （ （

） ） ）

32 x DC 24V, 0.5A 16 x DC 24V, 2A 16 x AC 120/230V, 2A

DODO

AOAO

8 x U/I or 4 x R, 13 Bit 25 ms

每通道转换时间

14 bits, 25 ms

每通道转换时间，

线性平滑

8 x U/I or 4 x R, 14 bits 50 us

每通道转换时间

16 x U/I/TC or 8 x R/RTD, 16 bits, 2.5/25ms

每通道转换时间，

线性平滑

3m with K-Bus 3m w/o K-Bus 100m with K-Bus 600m to IM314 in S5

IMIM 机 机机架架架

机 机 机架 架 架

S7-CPUs S7-CPUs

CPU 412-1 CPU 413-1 CPU 413-2 DP CPU 414-1 CPU 414-2 DP CPU 416-1 CPU 416-2 DP CPU 417-4

FMFM 2

通道计数器 凸轮控制器 饲服电机定位

快速行程定位 / 慢速电机

CPCP 1

通道点对点 2 通道点对点

M7-CPUs

CPU 486-3 CPU 488-3 CPU 488-4 CPU 488-5

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S7 - 400 机 机 机架 架 架

机架

P 总线

K 总线

UR 1/ UR 2

分段机架

CR 2

扩展机架

P 总线

ER 1/ ER 2

P 总线 段 1

K 总线

P 总线 段 2

1 至 4 个 CPU

（对称多处理机器）

具有不同操作模式的 2 个 PLC ， CPU 之间通过 K 总线通信

也可用作扩展机架

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对

对 对称 称 称和 和 和不 不 不对 对 对称 称 称多 多 多处 处 处理 理 理器 器 器

公公公共共共通通通信信信总总总线线线

（

（（K 总总总线线线））） 公

公

公共共共 I/O 总总总线线线（（（P 总总总线线线）））

对称多处理器

不对称多处理器

I/O

总 总 总线 线 线段 段 段

总 总 总线 线 线段 段 段

分

分分段段段机机机架架架 公公公共共共通通通信信信总总总线线线

该 文

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中

中 中央 央 央组 组 组态 态 态

组组组态态态机机机架架架 激

激激活活活

HW Config 工工工具具具

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模

模 模板 板 板参 参 参数 数 数： ： ：逻 逻 逻辑 辑 辑地 地 地址 址 址、 、 、部 部 部分 分 分过 过 过程 程 程映 映 映像 像 像

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模

模 模板 板 板参 参 参数 数 数分 分 分配 配 配： ： ：模 模 模拟 拟 拟量 量 量模 模 模板 板 板

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组

组 组态 态 态多 多 多处 处 处理 理 理器 器 器

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SFC 35 在 在 在多 多 多处 处 处理 理 理器 器 器模 模 模式 式 式中 中 中用 用 用于 于 于同 同 同步 步 步

"MP_ALM"

EN ENO

JOB RET_VAL ??.?

??.?

参 参参数数数

JOB

声 声 声明明明

INPUT

SFB 9 URCV

数

数数据据据类类类型型型

BYTE

双 双双边边边

内

内内存存存区区区域域域

I, Q, M, D, L, Const.

双 双 双边边边

解 解解释释释

作

作作业业业标标标识识识符符符（（（可可可能能能值值值 1 到到到 15）））

双 双双边边边

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中

中 中央 央 央扩 扩 扩展 展 展 1

特点

• P 总 总 总线 线 线和 和 和电 电 电源 源 源贯 贯 贯穿 穿 穿， ， ，但 但 但无 无 无 K 总 总 总线 线 线

• 每 每 每条 条 条链 链 链路 路 路 1 个 个 个 ER

• CR 和 和 和 ER 之 之 之间 间 间的 的 的最 最 最大 大 大距 距 距离 离 离： ： ： 1.5 m

CPU

PS 40x IM

CR

SEND IM 460-1

IM

终端器

ER

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中

中 中央 央 央扩 扩 扩展 展 展 2

CPU

PS 40x IM

ZG

PS 40x IM

1. EG

PS 40x IM

2. EG

PS 40x IM

3. EG

S

S SE E EN N ND D D IIIM M M 4 4 46 6 60 0 0- - -0 0 0

Receive IM

PS 40x IM

4. EG

Receive IM

RECEIVE IM 461-0

终端器

特点

• P 总 总 总线 线 线和 和 和 K 总 总 总线 线 线贯 贯 贯穿 穿 穿， ， ，但 但 但无 无 无电 电 电源 源 源

• 每 每 每条 条 条链 链 链路 路 路 4 个 个 个 ER

• CR 和 和 和最 最 最后 后 后一 一 一个 个 个 ER 之 之 之间 间 间的 的 的最 最 最大 大 大距 距 距离 离 离 : 3 m

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分

分 分布 布 布式 式 式扩 扩 扩展 展 展

特点

• P 总 总 总线 线 线和 和 和 K 总 总 总线 线 线贯 贯 贯穿 穿 穿， ， ，但 但 但无 无 无电 电 电源 源 源

• 每 每 每条 条 条链 链 链路 路 路 4 个 个 个 ER

• CR 和 和 和最 最 最后 后 后一 一 一个 个 个 ER 之 之 之间 间 间的 的 的最 最 最大 大 大距 距 距离 离 离： ： ： 100 m

CPU

PS 40x IM

CR

PS 40x IM

ER 1

PS 40x IM

ER 2

PS 40x IM

ER 3

S

S SE E EN N ND D D IIIM M M 4 4 46 6 60 0 0- - -3 3 3

Receive IM

PS 40x IM

ER 4

Receive IM

RECEIVE IM 461-3

终端器

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S7 和 和 和 S5 之 之 之间 间 间的 的 的分 分 分布 布 布式 式 式连 连 连接 接 接

特点

• 每每每条条条链链链路路路最最最多多多可可可以以以连连连接接接 4 个个个 S5 扩扩扩展展展单单单元元元

• 中中中央央央机机机架架架上上上最最最多多多 4 个个个发发发送送送 IM

• 链链链路路路中中中 CR 和和和最最最后后后一一一个个个 EU 之之之间间间的的的最最最大大大距距距 离

离

离：：：600m

• 并并并行行行 S5 总总总线线线连连连接接接

• 可可可能能能的的的 S5 扩扩扩展展展单单单元元元：：： EU 183 U、、、EU 185 U, ER 701-2、、、ER 701-3

• 其其其它它它 S5 EU

• S7-400 CR 上上上最最最多多多 32 个个个 S5 EU

S5 EU S5 EU

S5 EU S5 EU

S5 EU S5 EU

S5 EU S5 EU

P S

C P U

S7 CR

Send IM

IM314

IM314

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扩

扩 扩展 展 展中 中 中央 央 央组 组 组态 态 态

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CPU 模 模 模块 块 块 – 分 分 分级 级 级性 性 性能 能 能范 范 范围 围 围

C

CCPPPUUU 444111222---222 C

CCPPPUUU 444111444---222 C

CCPPPUUU 444111666---222

特点

• 分分分级级级性性性能能能范范范围围围

• 显显显示示示状状状态态态和和和故故故障障障的的的 LED

• 主主主操操操作作作开开开关关关用用用于于于选选选择择择操操操作作作模模模式式式

• 存存存储储储卡卡卡插插插槽槽槽

• MPI 接接接口口口（（（以以以及及及 PROFIBUS-DP）））

• 扩扩扩展展展电电电池池池备备备份份份电电电源源源

• 集集集成成成测测测试试试和和和诊诊诊断断断功功功能能能

C

CCPPPUUU 444111222---111

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CPU —— 技 技 技术 术 术参 参 参数 数 数

指 指指令令令 程

程程序序序存存存贮贮贮器器器 数

数数据据据存存存贮贮贮器器器 DI / DO AI / AO

执

执执行行行时时时间间间/ 1 K 二二二进进进制制制指指指令令令 位

位位存存存贮贮贮器器器 计

计计数数数器器器 定 定定时时时器器器 FB/FC/DB 通

通通信信信接接接口口口

CPU 414-2

（ （ （

） ） ）

4（（（4）））/4（（（4））） 0.1 ms

8 KByte 256 256

1024/1024/1023 MPI 或或或 DP 主主主站站站，，， 32 个个个 DP 从从从站站站 PROFIBUS DP

CPU 412-1

（ （ （

） ） ）

）

）） K

2（（（2））） / 2（（（2））） K 0.2 ms

4 KByte 256 256

256/256/511 MPI 或或或DP主主主站站站, 32 个个个 DP 从从从站站站 PROFIBUS DP

CPU 417-4

666 to 2666 K 2 to 8 MB 2 to 8 MB 128/128 K 8/8 K 0.1 ms

16 K 512 512

6144/6144/8192 MPI 或或或 DP 主主主站站站，，， 32 个个个 DP 从从从站站站 PROFIBUS DP

125 DP

CPU 416-2

（

（ （

） ） ）

0.8/1.6 MB 0.8/1.6 MB

128（（（128）））/128（（（ 128）））K

8（（（8）））/8（（（8））） K 0.08 ms

16 KByte 512 512

2048/2048/4095 MPI 或或或DP 主主主站站站，，， 32 个个个 DP 从从从站站站 PROFIBUS DP

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CPU 参 参 参数 数 数： ： ：启 启 启动 动 动特 特 特性 性 性

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CPU 参 参 参数 数 数： ： ：中 中 中断 断 断

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CPU 参 参 参数 数 数： ： ：循 循 循环 环 环 / 时 时 时钟 钟 钟存 存 存储 储 储器 器 器

该 文

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CPU 参 参 参数 数 数： ： ： L 堆 堆 堆栈 栈 栈

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CPU 参 参 参数 数 数： ： ：保 保 保护 护 护概 概 概念 念 念

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程

程 程序 序 序组 组 组织 织 织： ： ：完 完 完全 全 全重 重 重启 启 启动 动 动和 和 和重 重 重启 启 启动 动 动

用 用 用户 户 户程 程 程序 序 序 操 操 操作 作 作系 系 系统 统 统

中断请求源：

• 时间信号

• 发现错误

• 硬件中断

OB 用于：

• 错误处理

• 循环中断

• 硬件中断

完

完完全全全重重重启启启动动动

开开开始始始扫扫扫描描描周周周期期期 监监监控控控时时时间间间

读 读读入入入 PII OB1 循环执行

启

启启动动动程程程序序序: OB 100 用

用用于于于完完完全全全重重重启启启动动动

取

取取消消消 OD 清

清清除除除 PIQ ^{复复复位位位最最最后后后一一一个个个扫扫扫描描描周周周期期期} 清

清清除除除 PIQ（（（可可可选选选））） 取

取取消消消 OD 重

重重启启启动动动 启

启启动动动程程程序序序：：：OB 101 用

用

用于于于重重重启启启动动动

中断请求源：

• 时间信号

• 发现错误

• 硬件中断

开开开始始始扫扫扫描描描周周周期期期 监监监控控控时时时间间间

读 读读入入入 PII OB1 循环执行

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在

在 在 S7 – 400 中 中 中插 插 插入 入 入 / 移 移 移除 除 除模 模 模板 板 板中 中 中断 断 断

移 移

移除除除 插插插入入入 可可可用用用的的的

现 现 现有 有 有模 模 模块 块 块

可 可 可用 用 用模 模 模块 块 块

组

组 组织 织 织块 块 块

删

删 删除 除 除

插 插 插入 入 入 中 中 中断 断 断

组

组 组织 织 织块 块 块

访 访 访问 问 问错 错 错误 误 误

操

操 操作 作 作系 系 系统 统 统参 参 参数 数 数分 分 分配 配 配 组

组

组织 织 织块 块 块

更

更

更新 新 新过 过 过程 程 程映 映 映像 像 像

max.

1sec.

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SIMATIC S7-400H – 容 容 容错 错 错 PLC

安装 H 系统的目的

• 控控控制制制器器器崩崩崩溃溃溃后后后避

避 避免 免 免高 高 高昂 昂 昂的 的 的重 重 重启 启 启动 动 动成 成 成本 本 本

• 避 避 避免 免 免昂 昂 昂贵 贵 贵的 的 的停 停 停工 工 工期 期 期

• 运 运 运行 行 行无 无 无需 需 需监

维 维护 护 护人 人 人员 员 员 应

应 应用 用 用领 领 领域 域 域

• 发发发电电电、、、配配配电电电

• 环环环境境境技技技术术术

• 化化化工工工、、、石石石化化化、、、制制制药药药

• 采采采矿矿矿、、、运运运输输输

• 纸纸纸浆浆浆和和和造造造纸纸纸、、、印印印刷刷刷

• 机机机场场场自自自动动动化化化

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SIMATIC S7-400H – CPU 的 的 的冗 冗 冗余 余 余连 连 连接 接 接

冗余功能的特征

• 自自自动动动事

事 事件 件 件同 同 同步 步 步且

平 平滑 滑 滑的 的 的

主主站站站从从从站站站过过过渡渡渡

（

（（Siemens 专专专利利利）））

• 容容容错错错通通通信信信同同同时时时保保保证证证系系系统统统性性性能能能

• 在 在 在线 线 线

• RUN 状状状态态态更更更换换换模模模板板板

• RUN 状状状态态态固固固件件件更更更新新新

CPU 417H

Redundancy Module

X 2 3 4 X 2 3 4

Redundancy Module

X 2 3 4

CPU 417H

Redundancy Module

X 2 3 4 X 2 3 4

Redundancy Module

X 2 3 4

CPU 417-H 具具具有有有 4 个个个集集集成成成

接 接接口口口：：：

• 2 个同步模块

• DP 接口

• MPI/DP 接口

Sync 模块

高速 光纤 连接

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SIMATIC S7-400H – 容 容 容错 错 错系 系 系统 统 统的 的 的拓 拓 拓扑 扑 扑结 结 结构 构 构

设计

• 2 个个个分分分离离离的的的控控控制制制器器器 UR1/UR2 或或或 2 个个个区区区域域域 位

位位于于于一一一个个个控控控制制制器器器（（（UR2-H）））

• 每每每个个个中中中央央央控控控制制制器器器 1 个个个 CPU 417-4H

• 每每每个个个中中中央央央控控控制制制器器器 2 个个个同同同步步步模模模板板板

（

（（使使使用用用光光光纤纤纤连连连接接接）））

• 外外外围围围设设设备备备

外围设备

• 一一一般般般可可可用用用性性性

（

（（单单单边边边）））

• 容容容错错错

（

（（切切切换换换）））

S7-400 S7-400

事

事事件件件同同同步步步

ET 200M

PROFIBUS PROFIBUS

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SIMATIC S7-400H – 组 组 组态 态 态示 示 示例 例 例

容

容容错错错通通通信信信

具

具具有有有冗冗冗余余余连连连接接接的的的 S7-400H 位位位于于于一一一 个

个个分分分段段段机机机架架架中中中

HMI

I/O

I/O 冗

冗冗余余余

PROFIBUS-DP

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S7-400 的 的 的强 强 强制 制 制功 功 功能 能 能

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激

激 激活 活 活断 断 断点 点 点工 工 工具 具 具条 条 条

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应

应 应用 用 用断 断 断点 点 点执 执 执行 行 行程 程 程序 序 序

断 断 断点 点 点

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通

通 通过 过 过 Call-up Path 监 监 监控 控 控一 一 一个 个 个块 块 块

右

右 右击 击 击鼠 鼠 鼠标 标 标

右右击击击鼠鼠鼠标标标

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应用领域：

• 较 较 较短 短 短信 信 信息 息 息的 的 的高 高 高性 性 性能 能 能传 传 传输 输 输

属性：

• RS 422/RS 485 （ （ （ X.27 ） ） ）

• 最 最 最大 大 大速 速 速度 度 度 115.2 kbits/s

• 最 最 最多 多 多 32 个 个 个连 连 连接 接 接

协议：

• ASCII,

• 3964 （ （ （ R ） ） ）

CP 440 用 用 用于 于 于点 点 点对 对 对点 点 点通 通 通信 信 信

CP 440

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CP 441 用 用 用于 于 于点 点 点对 对 对点 点 点通 通 通信 信 信

CP 441-1 CP 441-2

接口：

• CP 441-1 ： ： ： 1 个 个 个插 插 插入 入 入接 接 接口 口 口的 的 的模 模 模块 块 块

• CP 441-2 ： ： ： 2 个 个 个插 插 插入 入 入接 接 接口 口 口的 的 的模 模 模块 块 块

接口模块：

• 20mA （ （ （ TTY ） ） ）： ： ： max. 19.2 kbits/s

• RS 232C （ （ （ V.24 ） ） ）

max. 38.4 kbits/s （ （ （ CP 441-1 ） ） ） max. 115.2 kbits/s （ （ （ CP 441-2 ） ） ）

• RS 422/485 （ （ （ X.27 ） ） ）： ： ：

max. 38.4 kbits/s （ （ （ CP 441-1 ） ） ） max. 115.2 kbits/s （ （ （ CP 441-2 ） ） ）

协议：

• 集 集 集成 成 成标 标 标准 准 准协 协 协议 议 议， ， ，如 如 如： ： ：

ASCII, 3964 （ （ （ R ） ） ）， ， ，打 打 打印 印 印机 机 机

643-1QA11-0AX0 3

ATB 386SX

12

4 3

INTF EXF

RUN

STOP RUN_P SD HDD S2 USR

CP 441-1 CP 441-2

643-1QA11-0AX0 3

ATB 386SX

12

4 3

INTF EXF

RUN

STOP RUN_P SD HDD S2 USR

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CP 443-5 ： ： ：连 连 连接 接 接到 到 到 PROFIBUS

协议：

• S7 功 功 功能 能 能

• PG/OP 通 通 通信 信 信包 包 包含 含 含路 路 路由 由 由

• SEND/RCV

• 时 时 时间 间 间同 同 同步 步 步

• FMS （ （ （仅 仅 仅适 适 适用 用 用于 于 于 CP 443-5 基 基 基本 本 本型 型 型） ） ）

• DP 主 主 主站 站 站（ （ （适 适 适用 用 用于 于 于 CP 443-5 扩 扩 扩展 展 展型 型 型） ） ）

波特率：

• 9.6 Kbps 至 至 至 12 Mbps

连接：

• 电 电 电缆 缆 缆： ： ： 9 针 针 针接 接 接口 口 口

• 光 光 光缆 缆 缆： ： ： 使 使 使用 用 用总 总 总线 线 线接 接 接线 线 线端 端 端子 子 子

CP 443-5

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CP 443-1 ： ： ：连 连 连接 接 接到 到 到工 工 工业 业 业以 以 以太 太 太网 网 网

协议：

• S7 功 功 功能 能 能

• 包 包 包含 含 含路 路 路由 由 由的 的 的 PG/OP 通 通 通信 信 信

• SEND/RCV

• 时 时 时间 间 间同 同 同步 步 步

• H 通 通 通信 信 信： ： ： 面

面 面向 向 向 SIMATIC H 系 系 系统 统 统的 的 的冗 冗 冗余 余 余 S7 通 通 通信 信 信

接口：

• 连 连 连接 接 接到 到 到工 工 工业 业 业以 以 以太 太 太网 网 网

（

（ （ 10/100 Mbit/s ） ） ）使 使 使用 用 用 15 针 针 针插 插 插口 口 口（ （ （在 在 在 AUI 和 和 和 ITP 之 之 之间 间 间自 自 自动 动 动转 转 转变 变 变） ） ）

• 使 使 使用 用 用 RJ45 连 连 连接 接 接到 到 到 10BaseT 、 、 、 100BaseTX

CP 443-1 ISO TCP/IP

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CP 443-1 IT ： ： ：连 连 连接 接 接到 到 到 Internet

与 CP 443-1 同样的格式和功能：

• S7 功 功 功能 能 能

• 包 包 包括 括 括路 路 路由 由 由的 的 的 PG/OP 通 通 通信 信 信

• 使 使 使用 用 用 RFC 1006 和 和 和 UDP 发 发 发送 送 送 / 接 接 接收 收 收

附加 Internet 功能：

• CP 443-1 IT 是 是 是一 一 一个 个 个 WWW 服 服 服务 务 务器 器 器： ： ：

- WWW 服服服务务务器器器用用用于于于操操操作作作员员员控控控制制制/监监监控控控小小小型型型控控控制制制器器器 - 客客客户户户端端端无无无花花花费费费

- 独独独立立立于于于平平平台台台

- 用用用户户户熟熟熟悉悉悉的的的 Internet 操操操作作作平平平台台台

• CP 443-1 是 是 是一 一 一个 个 个 e-mail 客 客 客户 户 户端 端 端： ： ：

- PC

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CP 444-1 ： ： ：使 使 使用 用 用符 符 符合 合 合 MAP 3.0 标 标 标准 准 准的 的 的 MMS 服 服 服务 务 务

功能：

• 支 支 支持 持 持的 的 的 MMS 服 服 服务 务 务： ： ：

和 和

和中中中止止止）））

- VMD 支支支持持持服服服务务务（（（主主主动动动提提提供供供的的的状状状态态态，，，状状状态态态，，，

GetNameList，，，Identify 和和和 GET CapabilityList））） - 变变变量量量访访访问问问服服服务务务（（（读读读，，，写写写，，，信信信息息息报报报告告告，，，

和 和

和 GetVariableAcessAttributes）））

连接：

• 连 连 连接 接 接到 到 到符 符 符合 合 合以 以 以太 太 太网 网 网标 标 标准 准 准 IEEE 802.3 的 的 的以 以 以太 太 太网 网 网

• 带 带 带有 有 有滑 滑 滑动 动 动锁 锁 锁的 的 的 15 针 针 针 Sub-D 插 插 插口 口 口用 用 用于 于 于工 工 工业 业 业以 以 以太 太 太网 网 网总 总 总线 线 线连 连 连 接

接 接

• 在 在 在 AUI 和 和 和双 双 双绞 绞 绞线 线 线接 接 接口 口 口之 之 之间 间 间自 自 自动 动 动切 切 切换 换 换

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