西门子S7-400FM 455 C 控制模块

S7-400/S7-400H/S7-400F/FH

S7-400?是?SIMATIC?控制器家族中功能较为强大的?PLC。它可以成功实现全集成自动化?(TIA)?解决方案。S7-400?是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的
自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。
S7-400
?中端到高端性能范围内功能强大的?PLC
?可满足要求较为苛刻的任务的解决方案
?全面的模块和各种性能等级?CPU?可针对具体自动化任务进行较佳调整
?可实现分布式结构，适用十分灵活
?连接方便
?较优通信和联网功能
?操作方便，设计简单，不含风扇
?任务增加时可顺利扩展
?多重计算：
多个?CPU?在一个?S7-400?中央控制器中同时运行。
多重计算功能可对?S7-400?的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的?CPU。可以为每个?CPU?分配自己的?I/O。
?模块化：
通过功能强大的?S7-400?背板总线和可直接连接到?CPU?的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于?HMI?和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O?现场总线。另外，还可以实现额外需要的与?MES/ERP?系统或?Internet?的连接。
?工程组态和诊断：
结合使用?SIMATIC?工程组态工具，可较为高效地对?S7-400?进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用高级语言（如?SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

S7-400H
?具有冗余设计的高可用性自动化系统。
?用于具有很高故障安全要求的应用：
重新启动成本很高、停产代**昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。
?冗余设计的集中功能
?提高?I/O?的可用性：切换式?I/O?配置
?也可使用具有标准可用性的?I/O：单侧配置
?热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。
?包含?2?个单独机架或一个分隔式*机架的配置
?通过冗余?PROFIBUS?DP?或系统冗余?PROFINET?I/O?来连接切换式?I/O。
S7-400F/FH
?故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂
?符合相关标准的安全要求（IEC?61508?的?SIL?3、DIN?V?19250?的?AK6?以及EN?954-1?的?Cat.4）
?如果需要，也可通过冗余设计来实现容错
?不对安全相关?I/O?进行额外接线
?通过采用?PROFIsafe?行规的?PROFIBUS?DP?实现安全通信
?基于带有故障安全模块的?S7-400H?和分布式?ET?200?I/O
?适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用
?隔离模块用于在一个?ET?200M?的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。
S7-400


SIMATIC?S7-400?是中端到高端性能范围内功能强大的?PLC。


SIMATIC?S7-400?具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有全面的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到高端性能范围内要求较为苛刻的任务的理想解决方案。


SIMATIC?S7-400?的应用领域包括：
?汽车工业，如装配线
?机械设备制造，包括**机械设备制造
?仓储技术
?钢铁工业
?楼宇管理系统
?发电和配电
?造纸和印刷领域
?木材加工
?食品和饮料领域
?过程工程，如水务和污水处理
?化工和石化领域
?仪表和控制
?包装机械
?制药工业
由于具有多种性能等级的?CPU，并有具备大量用户友好的功能的广泛模块，用户可以根据具体情况执行其自动化任务。
任务扩展时，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，成本不会很高。
SIMATIC?S7-400?是一种通用控制器：
?具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有较高的工业适用性。
?可以带电连接和断开各模块。
S7-400H
在自动化技术的许多领域中，对自动化系统的可用性（从而故障安全性）的需求在不断提高。在许多领域中，设备停机会产生较高的成本。此时，只有冗余系统才
能满足可用性要求。
容错型?SIMATIC?S7-400H?即能满足这些要求。即使在一个或多个故障导致控制器的部件出现故障时，也能继续运行。通过以这种方式实现的可用性让?SIMATIC?
S7-400H?尤其适用于以下应用领域：
?控制器发生故障后重启会产生很高费用的过程（通常在过程工业中）。
?停产的代价十分高昂的过程。
?涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。
?无人监视的应用
?涉及较少维护人员的应用
订货数据
关于?S7-400H?组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH
SIMATIC?S7-400F/FH?故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH?具有两种基
本设计：
?S7-400F：
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，生产过程会切换到安全状态并中断。
?S7-400FH：
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和
编程。
警告
开放式设备
可能导致人员死亡、重伤或重大财产损失。
S7?400?模块属于开放式设备，也就是说，S7?400?必须安装在机壳或机柜中。
需要使用钥匙或工具才能进入机壳或机柜中，而且只有经培训或批准的人员才能打开机壳或机柜。

S7-400接口模块
接口模块的共性
功能
将一个或多个扩展机架(ER)连接到*机架(CR)时，需要使用接口模块(一个发送?IM?和一
个接收?IM)。?此组态在?安装手册?中进行说明。
组态
必须始终同时使用成对的接口模块。?在?CR?中插入发送模块(发送?IM)时，需同时将相应的
接收模块(接收?IM)插在串联的?ER?中。

IM?460-0??发送?IM?用于本地链接，无?PS?传输；带有通讯总线
IM?461-0??接收?IM?用于不进行电源传送的本地链接；带有通讯总线
IM?460-1??发送?IM?用于进行电源传送的本地链接；不带通讯总线
IM?461-1??接收?IM?用于进行电源传送的本地链接；不带通讯总线
IM?460-3??发送?IM?用于长达?102.25?m?的远程链接；带有通讯总线
IM?461-3??接收?IM?用于长达?102.25?m?的远程链接；带有通讯总线
IM?460-4??发送?IM?用于长达?605?m?的远程链接；不带通讯总线
IM?461-4??接收?IM?用于长达?605?m?的远程链接；不带通讯总线
连接概述
请注意后面*二节中的连接规则。



*机架和扩展机架可能的连接方式

连接规则
将扩展机架连接到*机架时，必须遵守下列规则：
●?1?个?CR?上较多可连接?21?个?S7-400?ER。
●?为?ER?分配编号以便识别。?必须在接收?IM?的编码开关中设置机架号。?可以分配?1?到?21
之间的任何机架号。?编号不得重复。
●?在一个?CR?中较多可插入六个发送?IM。?不过，一个?CR?中只允许存在两个能够传输?5
V?电压的发送?IM。
●?连接到发送?IM?接口的每个线路中较多可包括四个?ER(不带?5?V?电压传输)或一个?ER(带
5?V?电压传输)。
●?通过通讯总线进行数据交换时限定为?7?个机架，即?1?个?CR?和编号为?1?到?6?的?6?个
ER。
●?不得**过为连接类型*的较大(总)电缆长度。

端接器
总线必须终止于线路中的较后一个?EU。?为此，请在线路的较后一个?EU?中，在其接收?IM的下部前连接器中插入适当的端接器。?不必往发送?IM?中未使用的前连
接器内插入端接器。?IM?461-1?不需要端接器。
接收?IM?的端接器

下图显示了具有发送?IM、接收?IM?和端接器的典型组态。

实例：?带发送?IM、接收?IM?和端接器的组态
(1)?接收?IM
(2)?端接器
(3)?接收?IM
(4)?发送?IM
(5)?CR
电缆
分别提供了不同固定长度的预切割电缆，以连接各个接口模块。?(请参见附录“附件和备件”)。

运行期间安装和拆卸模块
请阅读以下有关插入和卸下接口模块及相关电缆的警告。
小心
数据可能丢失或破坏。
带电卸下或插入接口模块和/或其相关电缆可能会导致数据丢失或破坏。
在执行任何更改前，需先关闭要对其执行操作的?CR?和?ER?的电源模块。


接口模块??IM?460-0?(6ES7?460-0AA01-0AB0)和?和??IM?461-0?(6ES7461-0AA01-0AA0)
功能
用于本地链接的一对接口模块：IM?460-0?(发送?IM)和?IM?461-0?(接收?IM)。

如果在通电模式下未插入端接器或者线路被中断，则?LED?EXTF、C1?和?C2?不会亮起。这种情况下，IM?460?将标识一个空闲接口。
接收??IM??上的操作员控件和指示灯

安装机架号的参数分配
必须使用模块前面板上的?DIP?开关来设置安装了接收?IM?的安装机架的编号。允许范围为
1?到?21。
设置/?更改编号
请执行以下操作：
1.?将要更改的?EU?电源模块开关置于?位置(输出电压?0?V)。
2.?使用?DIP?开关输入编号。
3.?再次接通电源模块。


较大(总)线路长度?5?m
尺寸?B?x?H?x?T?(mm)?25?x?290?x?280
重量
●?IM?460-0
●?IM?461-0
600?g
610?g
S7-400?总线的电流消耗(5
VDC)
●?IM?460-0?通常为?130?mA
较大?140?mA
●?IM?461-0?通常为?260?mA
较大?290?mA
功率损耗
●?IM?460-0?通常为?650?mW
较大?700?mW
●?IM?461-0?通常为?1300?mW
较大?1450?mW
端接器?6ES7461-0AA00-7AA0
备用电流?无


接口模块??IM?460-1?(6ES7460-1BA01-0AB0)和?和??IM?461-1(6ES7461-1BA01-0AA0)
功能
用于本地链接的一对接口模块：IM?460-1?(发送?IM)和?IM?461-1?(接收?IM)(合计较长可达1.5?m)。?还将通过这些接口模块传送?5?V?供电电压。?请特别记住以
下几点：
●?插入?ER?中的模块的电流要求不得**过?5?V/5?A。
●?每条线路上只能连接一个?ER。
●?此安装机架中的模块不使用?24?V?供电，也无后备电源。
●?通讯总线不通过接口模块对(IM?460-1?和?IM?461-1)进行传送。
●?不得在?ER?中使用电源模块。
说明
如果通过带?5?V?电压传输的本地链接来连接?ER，则?ER?必须在不接地状态下运行(请参见《安装手册》)。


接口模块??IM?460-3?(6ES7460-3AA01-0AB0)和?和??IM?461-3(6ES7461-3AA01-0AA0)
功能
接口模块对?IM?460-3?(发送?IM)和?IM?461-3?(接收?IM)用于远程链接，较远可达?102.25?m(确切值：100?m?加上线路中?0.75?m?的输入/输出)。
接口模块??IM?460-4?；?(6ES7460-4AA01-0AB0)和?和??IM?461-4?；(6ES7461-4AA01-0AA0)
兼容性
不能将?IM?460-4?和?IM?461-4?接口模块与具有以下订货号的?CPU?一起使用：
●?6ES7412-1XF00-0AB0
●?6ES7413-1XG00-0AB0
●?6ES7413-2XG00-0AB0
●?6ES7414-1XG00-0AB0
●?6ES7414-2XG00-0AB0
●?6ES7416-1XJ00-0AB0
请按订货号进行购买
6ES74600AA010AB0???????????????
IM460-0发送器接口模块
6ES74601BA010AB0
IMF460-1发送器接口模块
6ES74603AA010AB0
IMF460-3发送器接口模块，?较远102米
6ES74632AA000AA0
IM463-2发送器接口模块，?用于借助IM314连接到S5扩展模块，较远600米
6ES74610AA010AA0
IM?461-0接收器接口模块
6ES74611BA010AA0
IM?461-1接收器接口模块
6ES74613AA010AA0
IM?461-3接收器接口模块，?较远102米，K总线

操作员控件和指示灯
S7-400?的各种电源模块基本上有相同的操作员控件和指示灯。?主要区别在于：
●?带有备用电池的电源模块有一个用来指示备用电池耗尽、故障或缺失的?LED?(BATTF)。
●?带有两个额外备用电池的电源模块有两个?LED（BATT1F?及?BATT2F），表示备用电池没电、损坏或者没有备用电池。
操作员控件和指示灯
下图显示了带有两个(冗余)备用电池的电源模块(PS?407?20A)的实例。?LED?位于模块前面板的左上方。

PS?407?20?A?电源模块上的操作员控件和指示灯
LED?
下表说明了电源模块上各?LED?的含义。?以下部分列出了由这些?LED?指示的故障，并说明了如何确认这些故障。
LED?INTF?、?5?VDC?、?24?VDC

带有一块备用电池的电源模块有以下指示灯：
BAF、BATTF?LED

使用两块备用电池的电源模块有以下指示灯：
BAF、BATT1F、BATT2?LED

背板总线的备用电压
备用电压由备用电池或通过外部电源提供给?CPU?或接收器?IM。?在正常状态下，备用电压在?2.7?V?到?3.6?V?之间。
备用电压下限处于监视中。?电压低于下**，会通过?BAF?LED?指示并会报告给?CPU。
如果背板总线上的备用电压过低，BAF?将亮起。?其可能的原因有：
●?电池(一个或多个)耗尽或电池极性被接反。
●?通过?CPU?或接收?IM?的外部供电有故障，或*二个电源模块的供电有故障或缺少该模块。
●?电池电压短路或过载。
说明
由于内部容量的原因，卸下电池或切断外部供电时，BAF、BATT1F?或?BATT2F?需要在一段时间之后才亮起。


电源模块操作员控件的功能

操作员控件和指示灯

外盖
电池舱、电池选择器开关、电压选择器开关和电源接口处于一个外盖下。?为保护这些操作员控件和防止静电影响电池连接，操作过程中该外盖必须保持关闭状
态。
在模块上进行任何测量之前，请释放您身上的静电。?可以通过触摸接地的金属部件来达到上述目的。?仅使用接地的测量仪器。


通过??LED??指示的故障/?错误消息
简介
S7-400?的电源模块通过前面板上的?LED?指示模块故障和备用电池故障。
电源模块的错误消息概述

INTF?、?5?VDC?、?24?VDC?LED
下表说明了由?INTF、5?VDC?和?24?VDC?LED?指示的故障，并列出了故障的排除方法。?此处与?BAF、BATTF、BATT1F?和?BATT2F?LED?的状态不相关。


*?如果排除过载几秒钟后电源模块没有重新启动，请断开模块电源?5?分钟，然后再重新给
模块通电。?如果模块仍然没有启动，则必须更换。?这一点适用于下列电源模块：
●?6ES7407-0KA01-0AA0，版本?3
●?6ES7407-0KR00-0AA0，版本≤?5
●?6ES7407-0KA01-0AA0，版本≥?10
●?6ES7405-0DA02-0AA0，6ES7407-0DA02-0AA0
●?6ES7405-0KA02-0AA0，6ES7407-0KA02-0AA0
●?6ES7405-0KR02-0AA0，6ES7407-0KR02-0AA0
●?6ES7405-0RA02-0AA0，6ES7407-0RA02-0AA0
内置的过热保护机制被触发时将表现出相同的特性。
如果接通电源后?5?VDC?或?24?VDC?LED?不亮，说明系统还没有上电。
如果接通电源?1?秒或?2?秒后?PS?407?10AR?的?5?VDC?或?24?VDC?LED?不亮，该电源模块将不会启动。
以下电源模块在发生短路或过载?1?到?3?秒后将关闭。?在?3?秒钟内模块将尝试重新启动。?如果那时故障已清除，模块将启动。?该规则适用于下列模块：
PS?405?4A?(6ES7405-0DA01-0AA0)?PS?407?4A?(6ES7407-0DA01-0AA0)
PS?405?4A?(6ES7405-0DA02-0AA0)?PS?407?4A?(6ES7407-0DA02-0AA0)
PS?405?10A?(6ES7405-0KA01-0AA0)?PS?407?10A?(6ES7407-0KA01-0AA0)，版本≥5
PS?405?10A?(6ES7405-0KA02-0AA0)?PS?407?10A?(6ES7407-0KA02-0AA0)
PS?405?10A?R(6ES7405-0KR00-0AA0)
PS?407?10A?R?(6ES7407-0KR00-0AA0)，版本≥7
PS?405?10A?R（6ES7405-0KR02-0AA0)
PS?407?10A?R?(6ES7407-0KR02-0AA0)
PS?405?20A?(6ES7405-0RA01-0AA0)?PS?407?20A?(6ES7407-0RA01-0AA0)
PS?405?20A?(6ES7405-0RA02-0AA0)?PS?407?20A?(6ES7407-0RA02-0AA0)
24?V?输出端过载
在?24?V?输出端上出现过载时，系统会以电子方式将输出电流限制在额定值的?**到?150%
之间的某个值。?如果随后电压下降到低压阈值?19.2?V?以下(-0/+?5%相当于?19.2?V?到?20.16
V)，则模块将作出如下响应：
●?对于一些电源模块，将以大约?0.5?到?1?秒的重复率反复断开和重新连接该?24?V?电压，
直到输出电压**过低压阈值为止。
●?对于电源模块?6ES7407-0KA01-0AA0、6ES740x-0KR00-0AA0?和
6ES740x-0KR01-0AA0，如果电压达到由负载阻抗确定的电压等级，则模块处于特性工作范围。
过载消除后，电压将回到额定范围，同时绿色?24?V?LED?闪烁。?CPU?设置?EXTF?LED?(外部故障)，并在诊断缓冲区保存故障。?可以在?OB?81?中(电源故障)触发
其它响应，如?CPU切换到?STOP?或向控制室发送一条消息。?如果未组态?OB?81，则?CPU?将照常继续运行。
5?V?输出过载
如果?5?V?电压输出端出现过载，具有?10?A?或?20?A?输出电流的电源模块可以保持?16?A?或26?A?的输出电流?300?ms。具有?4?A?输出电流的电源模块可以保持?6?
A?的输出电流?300ms。然后?CPU?将转到?DEFECT?状态。?如果电源上的?5?VDC?LED?闪烁并可以用?FMR?按钮复位，您就能够执行重启动。?之后?CPU?将保持在?
STOP?状态，同时还需要复位存储器。

S7-400数字量模块
模块概述
数字量模块的特性
下表总结了数字量模块的基本特性。?这些概况的信息可以帮助您选择符合要求的模块。



?SIMATIC?S7-400?的数字量I/O?S7-400
?使?PLC?灵活地适应各项任务
?用于连接数字传感器和执行器
应用
数字量输入/输出模板将二进制过程信号连接到S7-400。可以通过该模板将数字量传感器和执行器连接到SIMATIC?S7-400上。
使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：
?较佳适应性：?
可根据需要使用相应的模板，可以满足控制任务所需的输入/输出点数量。?不需要过多的投资。
?灵活的过程信号连接：?
各种类型的数字量传感器和执行器都可以连接到S7-400上。
引言
下表含有必须逐个执行以成功调试数字量模块的各项任务。
建议按这一步骤顺序执行，但可以提前或延后执行个别步骤(例如，给模块分配参数)或在这期间对其它模块执行安装、调试等操作。
为数字量模块分配参数
静态参数和动态参数
参数分为静态参数和动态参数。
如上所述，在?CPU?经过?STOP?＞?RUN?的转换过程后，静态参数会被传送给数字量模块。
也可使用?SFC?在?S7?PLC?的活动用户程序中编辑动态参数。?但是，在?CPU?进行了?RUN>?STOP、STOP?>?RUN?转换之后，将再次使用在?STEP?7?中设置的参
数。?附录中的用户程序中有模块参数分配的说明。
运行中组态??(CiR)
CiR?(运行中组态)是一种可用于修改系统或编辑各模块的参数的方法。?当系统处于运行状态时进行此类更改，即应用这些更改时，CPU?处于?RUN?状态的时间
将**过?2.5?秒的较大值。
有关此主题的详细信息，请参见“通过?CiR?在运行中组态”手册。?可在附带的?STEP?7?CD中找到该手册?PDF?格式的文件。
数字量输入模块的参数
概述
可组态的数字量输入模块根据各自的功能使用下表列出的参数和取值范围的子集。?有关由特定数字量模块“支持”的子集的信息，请参见涉及相关模块的章节。?
请勿忘记有些数字量模块在分配参数后具有不同的输入延迟。
如果未在?STEP?7?中设置任何参数，系统将使用缺省参数。


数字量输出模块的参数
概述
可组态的数字输出模块根据各自的功能使用下表列出的参数和取值范围的子集。?有关特定数字量模块所“支持”的子集的信息，请参见从*?4.7?节开始的涉
及相关模块的章节。如果在?STEP?7?中没有设置任何参数，系统将使用缺省值。

数字量模块的诊断
可编程和非可编程诊断消息
使用诊断功能，我们可以区分可编程的诊断消息和不可编程的诊断消息。
只有通过相关参数启用了诊断功能，才能获得可编程的诊断消息。?在?STEP?7?的“诊断”选项卡中执行参数分配，无论是否启用诊断功能，数字量模块都始终返
回非可编程诊断消息。
STEP?7??对诊断消息的响应
由诊断消息启动的操作：
●?诊断消息输入到数字量模块的诊断中并转发给?CPU，然后可以由用户程序读出。
●?数字量模块上的故障?LED?将亮起。
●?如果在?STEP?7?中设置了“启用诊断中断”，则会触发诊断中断并调用?OB?82。
读取诊断消息
可以在用户程序中使用?SFC?读取详细的诊断消息(请参见附录“信号模块的诊断数据”)。
可以在?STEP?7?的模块诊断中查看出错原因(请参见?STEP?7?在线帮助?)。
使用??INTF?和?和??EXTF?LED??进行诊断
一些数字量模块通过它们的两个故障?LED?INTF?(内部故障)和?EXTF?(外部故障)来指示故障。?在消除所有内部和外部故障后，LED?就会熄灭。
开始的模块规范，以了解哪些数字量模块具有这些故障?LED。


下表概述了带有诊断功能的数字量模块的诊断消息。
在标题为“信号模块的诊断数据”的附录中，可以查到每个模块支持哪些诊断消息。

说明
为了能够检测可编程诊断信息所指示的错误，必须预先在?STEP?7?中正确组态数字量模块。