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西門子S7400介紹：

控制性能可以分為機、中檔機和低檔機。S7-400H采用冗余設計的容錯自動化系統。適合對故障安全要
求很高的應用。 滿足重啟動費用高、昂貴的停機極少的監控以及很少的維護的過程應用。冗余的集中功
能。提高 I/O的可用性：網管型 I/O 配置。也可作為標準I/O使用：單邊配置。熱后備：發生故障時，可自
動切換到備用設備。采用 2 個獨立機架或一個分開的中央機架進行配置經過冗余 PROFIBUS-DP來連接
切換的/O。S7-400F/FH故障安全型自動化系統，大大提高了工廠生產過程的安全性符合IEC61508SIL3、
DINV19250AK6和 EN954-1Cat.4等安全要求。如果需要，也可通過冗余設計而實現容錯安全相關的 I/O
不增加接線:通過采用 PROFIsafe行規的PROFIBUSDP進行安全通訊基于帶有故障安全模塊的S7-400H
和ET200M標準模塊可以使用在自動化系統的非故障安全型應用場合隔離模塊，用于在一個ET200M的
安全模式中組合使用故障安全型模塊和標準模塊`S7-400擁有中端到性能的功能強大的SIMATICS7-
400PLC。模塊化無風扇設計，高度的擴展能力，的通訊和網絡能力，方便實施的分布式結構，以及用戶
友好的運行處理。使得IMATICS7-400是中高性能應用中滿足特別復雜的控制任務的理想解決方案。SIM
ATICS7-400應用領域包括：汽車工業（如生產線）機械設備制造，包括機械設備制造倉儲技術,鋼
鐵工業,樓宇管理系統發電和配電,造紙和印刷工業,木材加工,食品飲料工業.過程工程與組態，如`供水和
污水處理,化工和石化儀表和控制包裝機械,多種性能等級的CPU，具有用戶友好功能全系列模板，可為
用戶定制實施自動化控制任務`任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行擴展，并且成本不會
太高。SIMATICS7400是一個通用的控制器：具有高電磁兼容性和抗震性，可較大限度地用于工業領域。

可帶電連接、斷開模塊。S7-400H在自動化技術的許多領域中，有關可用性、自動化系統故障安全要求
一直在提高。在許多領域，設備停機可能造成極為高昂的費用。這里，只有冗余系統才能滿足其可用性
要求。SIMATIS7-400H所具有的容錯性可以滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致部分控制器失靈
時也能繼續運行。因此實現其可用性，這樣SIMATICS7-40H 及其適合用于以下應用領域，控制器故障
后，過程重新啟動將會導致很高成本（通常在過程工業中）。停機時間很寶貴的過程。涉及貴重材料的
過程（例如在制藥工業中）。無人監管的應用。涉及減少維護人員的應用。訂貨數據，S7-40H部件訂
貨數據可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下相應模塊找到。S7-400F/FH,SIMATICS7-400F/FH ，故
障全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、
環境造成損害。S7-400F/FH具有兩種基本設計：故障全自動化系統。如果控制系統中發生故障，生產
過程就轉移到安全狀態，并中斷。故障安全容錯自動化系統。如果在控制系統中發生故障，冗余控制
系統部分將發生作用，繼續控制生產過程。使用附加標準模塊可以創建一個全集成控制系統，在非安全
相關和安全相關任務共存工廠中使用。使用相同的標準工具整個工廠進行組態和編程。組合式結構的可
編程序控制器是把PLC系統各個組成部分按功能分成若干個模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、
電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了
些基本的I/O模塊外，還一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊通訊模塊
等等。組合式結構的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統一、安裝整齊、I/O點
選型自由、安裝調試、擴展、維修方便。疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合
式結構的I/O點搭配靈話、安裝整齊優點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特點是CPU自成獨
立的基本單元（由CPU和一定I/O點組成），其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進
行單元間的聯接，各個單元可以一個個地疊裝·使系統達到配置靈活、體積小巧。1．SIMATIC S7-200 
PLCS7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S
IMATCS7-400PLC S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無
風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模
板，這使用戶能根據需要組合成不同的系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些
模板，便能使系統升級和充分滿足需要。

中端到性能范圍內功能強大的PLC可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案的模塊和各種性能等級CPU
可針對具體自動化任務進行調整可實現分布式結構，十分靈活連接方便通信和聯網功操作方便`設計簡
單，不含風扇任務增加時可順利擴展多個CPU在一個S7-400中央控制器中同時運行。多重計算功能可對-4
00的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同
的CPU。可以為每個CPU分配自己的I/O。模塊化：過功能強大的 S7-400背板總線和可直接連接到 CPU的
通信接口，可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于HMI和編程任務的通信線
路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”現場總線。另外，還可以實現額外需要的與
MES/ERP系統或Internet的連接。工程組態和診斷：結合使用SIMATIC工程組態工具，可極為地對 S7-400 
進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如）以及
用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。S7-400H具有冗余設計的高可用性自動化系統。用于
具有很高故障安全要求的應用：重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過
程。冗余設計的集中功能提高 I/O的可用性·切換式 I/O配置也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置熱后
備·發生故障時，自動切換到備用設備。包含2個單獨機架或一個分隔式中央機架配置通過冗余PROFIBUS
DP或系統冗余PROFINETI/O來連接切換式 I/O。S7-400F/FH故障安全型自動化系統，適用于具有很高安全
要求的工廠符合相關標準安全要求（IEC61508 的SIL3DINV19250的AK6以及EN954-1的Cat.4）如果需
要，也可通過冗余設計來實現容錯不對安全相關 I/O 進行額外接線通過采用 PROFIsafe 行規的PROFIBu
SDP實現安全通信基于帶有故障安全模塊的S7-400H和分布式 ET 200 I/O適用于非安全相關應用的標準
模塊也可以在自動化系統中隔離模塊用于在一個ET200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。
 

SIMATIC S7-400 有多個型號：

MICROMASTER440變頻器適用于多種變速驅動應用。其靈活性使之具有極為廣泛的應用范圍S7-400：
中性能的功能強大的PLC，具有模塊化結構和免風扇的設計。S7-400H：采用冗余設計的容錯自動
化系統，故障安全型應用。S7-400F/FH;采用冗余設計的故障安全自動化系統，也具備高可用性。S7-40
0自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可各種大組合。電源模塊(PS)用于將SIMA
TICS7-400連接到120/230VAC或24VDC電源電壓.CPU：配有集成PROFIBUSDP接口的不同CPU具不
同性能范圍。根據具體型號，這些CPU帶有集成PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，最多可以連接 
125個PROFIBUSDP從站.可以將最多256個PROFINETIO接到PROFINET 接口。SIMATICS7-400 的所
有CPU均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個CPU可以協同提
高性能。這些CPU處理速度快且具有確S7-400 的所有CPU均可處理極大型的配置。此外，在一個中央
控制器中的多重計算模式下，多個CPU可以協同提高性能。這些 CPU處理速度很快且具有確定性響應
時間，可實現較短機器循環時間。用于數字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)理器
(CP)，例如用于總線連接和兩端到點連接功能模塊 (FM)：用于完成計數、定位和凸輪控制等要求苛刻
的任務的專業模塊。根據具體要求，用下列模塊：接口模塊(IM)：：用于連接中央控制器和擴展單元。
SIMATICS5模塊：在相關SIMATICS5擴展單元中，可尋址SIMATICS5-115U/-135U/-155U有輸入/輸出
模塊。（此外，在S5EU或者直接在C中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 I P 和 WF 模塊。
若用戶需要在應用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 SS7-400 進行擴展;最多21個元可將最多21
個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。接口模塊 (IM) 的連接：通過發送和接收 IM 來連接CC和EU
發送IM 插到 CC Z中，相關的接收下游EU中可將最多6個發送IM插到CC中（其中最多 2個帶 有5-V電
源），并可將最多1個IM插到 EU中。每個發送IM均有2個接口，每個接口用于連接1條線將最多 4個
EU（不帶 5-V 電源）或1個EU（帶 5-V 電源）連接到發送IM的每個接口。電源模塊的固定插槽：必須

始終將電源模塊插在CC啊和EU中的最通過總線進行的數據交換受限制：通過C總線進行數據交換只
能在CC和6個EUEU1至EU6）之間進行。建議用于小型配置和機器上的控制于柜。也可以提電源。C
C和最后一個EU之間的較大線路距離：1.5 m（帶5V電源）、3 m（不帶5V電源）`通過
 

EU進行分布式擴展：建議在面積很大的工廠內采用，其中，EU位于各個位置。可以用S7-400E

U或SIMATIC5EU。CC和最后一個EU之間的較大線路距離：對S7EU，約100m；S5EU約600m。

SSIMATICS7-400CPU、CP443-5）SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）SIMATICC7通

有 PROFIBUSDP接口C7，通過 PROFIBUSDPCP）雖然配有STEP7編程器/PC或OP是總線上的主

站，但它們僅部分通過PROFIBUSDP運行的 PG 和 OP功能。以下設備可作為從站連接：分布式I/

O設備，例如ET200現場設備SIMATICS7-200、S7-300,C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、

C7-634 DP、C7-626DP,SIMATICS7400（通過CP43-5通點接口 (MPI) 現數據通信多點接口(MPI) 是

集成在SIMATICS7-400的 CPU 中的通信接口。在功能模塊和SIMATIC通信處理器上，通常可由用

戶對冗余功能進行編程。定主動模塊并檢測可能的故障以執行切換。所需的程序與配有冗余FM/

CP的單個CPU程序*。由操作系統直接提供支持。對YSIMATICNET-CP443-1，系統直接支持

冗余。有關詳細信息，請參見“通信,下面的內容。故障安全型S7-400F/FH自動化系統需求進行

不同配置：中央控制器和ET200M之間的安全相關通信和標準通信是通過PROFIBUSDP實現的。

通過專門開發PROFIBUS行規PROFIsafe，可在標準數據報文中傳輸與安全功能相關的用戶數據。

無需附加的硬件組件，如安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統的擴展功能集成在硬

件組件中，也可作為經過認證的軟件塊裝載到CPU中。

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3. 熱電偶的補償接線

3.1 補償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時冷端的環境溫度變化，將嚴重影響測量的準確性，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償的措施。
由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到控制儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩定的控制室內，但補償導線的材質要和熱電偶的導線材質相同。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響，補償方式見下表。

表4 各類補償方式

3.2各補償方式接線

3.2.1內部補償
內部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過補償導線間接的連接到輸入端。每個通道組必須接相同類型的熱電偶，連接示意圖如下。

表5 支持內部補償的模板及可接熱電偶個數

圖2 內部補償接線

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無。

3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒方式是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度，但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處。
補償盒必須單獨供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。
補償盒包含一個橋接電路，固定參比接點溫度標定，如果實際溫度與補償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會發生變化，產生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上，從而達到補償調節的目的。
補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒，訂貨號如下表。

推薦使用的補償盒		訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端，用于導軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數據

圖3 S7-300模板支持接線方式

圖3 類型：熱電偶通過補償導線連接到參比接點，再用銅質導線連接參比接點和模板的輸入端子構成回路，同時由一個補償盒對模板連接的所有熱電偶進行公共補償，補償盒的9，8端子連接到模板的補償端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。

圖4 S7-400模板支持接線方式

圖4 類型：模板的各個通道單獨連接一個補償盒，補償盒通過熱電偶的補償導線直接連接到模板的輸入端子構成回路，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個通道都需要補償盒。

表7 支持外部補償盒補償的模板及可接熱電偶個數

3.2.3 外部補償—熱電阻
熱電阻方式是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點的溫度，再由模板處理然后進行溫度補償，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處。

圖5 S7-300模板支持方式

圖5類型：參比接點電阻溫度計pt100的四根線接到模板的35，36，37，38端子，對應（M+，M-，I+，I-），可測參比接點出溫度范圍為-25℃到85℃，

圖6 S7-400模板支持方式

圖6類型：參比接點電阻溫度計的四根線接到模板的通道0，占用通道。
以上這兩種方式，參比接點到模板的線可以用銅質導線，由于做公共補償，只能接同類型的熱電偶。

表8 支持熱電阻補償的模板及可接熱電偶個數

3.2.4外部補償—固定溫度
如果外部參比接點的溫度已知且固定，可以通過選擇相應的補償方式由模板內部處理補償，組態設置詳見下章節。

表9支持固定溫度補償的模板及可接熱電偶個數

從上表可以看出，300的模板只支持參比接點的溫度為0℃或50℃兩種，而400的模板支持可變溫度范圍，且范圍大。

3.2.4混合補償—熱電阻和固定溫度補償
另外，除單獨補償方式外，可以使用相同參比接點給多個模板，通過電阻溫度計進行外部補償，S7-400的模板支持這種方式，補償示意圖如下。

圖7 混合外部補償

補償過程：如圖所示，模板2和1 有公共的參比接點，模板1進行外部電阻溫度計補償方式，由CPU讀取RTD的溫度，然后使用系統功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫入到模板2中，模板2選擇固定溫度補償的方式。
SFC55只能對模板的動態參數進行修改，模擬量輸入模板的靜態參數（數據記錄0）和動態參數（數據記錄1）的參數及數據記錄1的結構如下：

表10 S7-400模擬量輸入模板的參數

圖8 S7-400模擬量輸入模板的數據記錄1的結構

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調用：

圖9 SFC55系統塊調用

當M0.0上升沿使能時，將寫入的參數從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開始的模板，修改其數據記錄1的參數，同時也將參比接點的溫度也寫入模板的設定位置。

表11 各參數的說明