鹤壁市6ES7972-0BB12-0XA0
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客户至上是公司成立之初所确立的宗旨，在公司的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今。“罚十”一直是我公司的。
SIEMENS 湖南中乾盛泰电气设备有限公司
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1) 400 V 3 AC 设备的额定功率取决于输出电流 IL。输出电流 IL 基于低过载 (LO) 时的负载持续率：110 % IL 60 s, 循环时间 300 s。
2)输出电流 IL 基于低过载 (LO) 时的负载持续率。110 % IL 60 s, 循环时间 300 s。
3) 输出电流 IH 基于高过载 (HO) 的占空比。150 % IH 60 s, 循环时间 300 s。
4) EN 61800-3 类别 C3，二类环境（工业）。FSA 的屏蔽电机电缆大长度为 10 m；FSB 到 FSD 的大电缆长度为 25 m；FSE 的大电缆长度为 50 m。为了达到类别 C2 或在使用 FSA 时也能使用 25 m 电机屏蔽电缆，必须使用带外部进线滤波器的无滤波型变频器。
易于安装
易于使用
轻松节约成本
运行和待机期间能耗降低
针对太阳能板供电的泵系统进行了优化
集成式 MPPT 控制器（MPPT = 大功率点跟踪器）大限度利用太阳能，经过优化的休眠功能用来控制电机。
集成电能和水流动监视
对于低过载应用，SINAMICS V20 机架规格 FSE 具备良好的成本经济性
SINAMICS V20 机架规格 FSE 具有两种不同的占空比周期：
由于过载循环较低，该变频器可达到较高输出电流和功率。
可以使用更小的变频器。
针对不同应用进行了优化设计：
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西门子的完整运动控制解决方案 – SINAMICS V20 和 SIMATIC
西门子面向一般运动控制应用，从单一来源提供全面的解决方案。由于 SIMATIC 控制器与 SINAMICS 驱动技术之间实现优相互作用（如“SINAMICS 应用示例”中所示），我们可为用户提供十分高效的系统。
应用范围
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典型应用 |
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泵送、通风和压缩 |
其它优点 |
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移动 |
其它优点 |
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加工 |
其它优点 |
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SINAMICS V20 选件
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选件 |
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1 |
SINAMICS V20 BOP |
功能与集成式 BOP（精简型操作员面板）相同，但可用于远程安装。可通过转动滚轮来更改值和设定值。 |
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2 |
BOP 接口 |
变频器和 BOP 之间的连接 |
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3 |
BOP 电缆 |
供货范围内不包括该电缆。 |
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4 |
参数加载器 |
可将多 100 个含有参数设置的参数组从存储卡写入变频器或从变频器保存到存储卡，无需将变频器与进线电源相连。 |
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5 |
SINAMICS SD 卡 |
存储卡，512 MB |
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6 |
电源滤波器 |
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7 |
电源电抗器 |
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8 |
制动模块 |
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9 |
制动电阻器 |
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10 |
输出电抗器 |
更长的电机电缆：
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11 |
屏蔽连接套件 |
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12 |
标准熔断器 |
建议使用符合 IEC/UL 标准的熔断器 |
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13 |
断路器 |
建议使用符合 IEC/UL 标准的断路器 |
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功能特性 |
注释 |
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连接宏和应用宏 |
设置参数组以简化调试
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保持运行模式 |
通过单一参数设置获得用于保持电机运行的模式 - 启用 VDC max 控制器、运动缓冲、故障后重启、快速重启，禁用警告等 |
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ECO 模式 |
经济模式 - 搜索高效的工作点 |
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休眠模式 |
在不执行任何操作时，变频器自动关闭；需要执行操作时，再次自动启动。 |
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PID 控制器 |
具有自动调谐功能的集成 PID 控制器 |
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运动缓冲（Vdcmin 控制器） |
通过能量再生保持低直流电压以保持运行 |
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Vdcmax 控制器 |
自动改变斜坡下降时间/减速时间 |
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Imax 控制器 |
自动改变斜坡上升时间以避免产生过流 |
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自动重启 |
电源在故障之后恢复时，重启变频器自动重启。 自动确认所有故障，再次接通变频器。 |
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快速重启 |
允许变频器切换至旋转中的电机。 |
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能耗监视 |
对照使用与电源相连的电机的情况，显示所节约的电能与成本的简单估算值 |
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50/60 Hz 定制 |
方便地选择 50 Hz（欧洲、）/60 Hz（美国）运行方式 |
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V/f 和 V2/f |
V/f 控制对需要改变感应电机转速的几乎所有应用都非常适合。 V2/f 适用于离心式风机/泵。 |
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FCC |
保持电机磁通电流以获得更高效率 |
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可编程的 V/f 坐标 |
可任意调整 V/f 特性，如同步电机的转矩性能 |
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JOG |
移动电机以测试方向，或将负载移动到特定位置。 如果 BOP 切换到点动 (JOG) 模式，则按 BOPO 的启动按钮会将电机运转至点动 (JOG) 频率。 松开启动按钮会将电机停止。 |
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直流制动 |
将在恒速下运转且需要较长时间才能减速停止的电机停止（例如，离心机、电锯、磨床和传送带）。 |
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机械式抱闸控制 |
电机抱闸可防止电机在变频器已关闭之后意外转动。 变频器具有用于控制电机抱闸的内部逻辑。 |
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USS |
通用串行接口协议 |
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Modbus RTU |
Modbus RTU 通信可通过 RS485 连接实现 |
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转矩模式 |
将大转矩提升功能用于起动高转动惯量的应用 |
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水锤起动模式 |
起动时通过多个转矩脉冲来起动难于起动或“卡住”的负载 |
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堵塞清理模式 |
通过多次反转功能来清理堵塞的泵 |
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内置和外置 BOP 上具有基于参数的简易菜单 |
可方便地进行选择以显示值、编辑参数、执行变频器设置 |
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通过简单的文本菜单进行设置 |
在 7 段 LED 显示屏上，以简短文本形式显示参数值。 |
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电机频率显示刻度 |
用户可针对特殊应用设置显示刻度，例如，不显示 Hz，而是显示与特定应用相关的值，如每分钟加仑数、每分钟土豆数等。 |
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定制参数默认值 |
客户或 OEM 可以设置自己的“不可擦除”默认值（可在特殊模式下擦除） |
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逆变器的故障状态 |
记录故障信息（含运行数据）
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已更改参数的列表 |
本参数表仅列出启动该过滤器后被用户更改过的参数。 |
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皮带故障检测 |
检测负载转矩以避免电机的机械连接故障、过载、堵转或空载运行。 |
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缺相检测 |
检测是否缺相并提供相应保护 |
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气蚀保护 |
防止气蚀对泵造成破坏 |
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冷凝保护 |
自动向电机施加直流电流以防止冷凝 |
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防冻保护 |
自动转动电机，以防止在温度下降至或低于冰点时液体发生冻结。 |
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电机级组 |
自动控制和分级控制多台电机 |
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双斜坡 |
对于某些应用，可以切换斜坡 |
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可编程的固定频率设定值 |
可以定义 16 个固定频率，并可通过数字量输入或通信对频率进行切换。 |
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变频器数据集 (DDS) |
有 3 个电机与负载参数组。用户可以切换参数组以适合相应的电机与应用。 |
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命令数据集 (CDS) |
有 3 个设定值与命令参数组。 用户可以切换参数组以适合相应控制系统。 |
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灵活的提升控制 |
提高输出电压以补充电阻损耗，或提高输出转矩。 |
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可跳过的频率带宽 |
可以定义 1 到 4 个频率以避免机械共振的影响并抑制可调跳变频率带宽内的频率。 |
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2 线制/3 线制控制 |
由于具有丰富的设置选项，在必须将变频器集成到现有应用的情况下，可对装置或系统一侧的现有控制方法进行模拟。 |
|
另外，驱动高技术组态工具 (DT Configurator) 也可在 Internet 上使用。 而且，SINAMICS SELECTOR 应用是一个实用工具，可用来快速、方便地查找 0.12 kW 到 630 kW 输出范围内的 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P 和 SINAMICS G120 |
SIEMENS 数控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驱动： 6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
3、value="1" unitname="ft" w:st="on">1FT5/1FK6/value="1" unitname="ft" w:st="on">1FT6/1FK7/1PH系列等伺服电机
中央处理单元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心组件。它们除了可以执行用户程序，还可用于连接控制器和其它自动化组件。
发布的产品中包含以下三种 CPU：
CPU-1511-1 PN 适用于中小型应用
CPU-1513-1 PN 适用于大中型应用
CPU-1516-3 PN/DP 适用于要求较高的大型应用和其它通信任务
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凭借各种创新技术，SIMATIC S7-1500 的 CPU 极大地提升了生产力和生产效率。该系列 CPU 的硬件设计紧凑。组件和模块高度集成、通用性强，不仅节省了机柜空间，同时还降低了备件的库存费用。
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优性能
机器的响应时间降***，极大提升了生产效率（控制质量）
缩短了循环时间，提高了生产效率
相同的循环时间内可执行更多程序
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显示调试和诊断信息
主机架模块和分布式模块中统一使用纯文本诊断信息，缩短了停机时间
可直接使用用户特定的网络设置，无需进行现场编程
支持在操作过程中对显示屏进行热插拔操作
可通过 TIA 博途设置显示屏操作密码
使用寿命更长，运行时间长达 50,000 小时
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每个 CPU 上都支持 PROFINET 标准
PN IRT (V2.2) 可确保的响应时间以及工厂设备的高精度操作
CPU 上附带的以太网接口，便于集成到工厂网络中
Web server，可快速浏览服务和诊断信息
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创新的存储机制
充足的存储空间，可用于各行业的所有应用
灵活的存储卡机制，适合各种项目规模
较大的存储空间：支持高达 2 GB 的存储卡，可存储项目数据、归档、配方和相关文档
优化后的数据模块，可选择剩余存储空间中的数据。
SIMATIC 工业软件具有模块化的设计。各个工具可根据特定应用而单独使用。
提供了 4 个软件级别：
STEP 7 是用于对 SIMATIC S7/C7/WinAC 进行编程的基础。编程时要使用该软件。
它具有以下版本：
STEP 7：
用于各种应用的完全版本，带有梯形图、功能块图和指令表编程语言
STEP 7 Professional 高性能软件包：
支持所有 IEC 语言（梯形图、功能块图、指令表、顺序功能图和结构化文本）。并且，还提供了一个集成离线模拟组件 (S7-PLCSIM)。
STEP 7 Lite：
适用于较低性能范围的版本，可用于 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7
STEP 7 Micro：
用于 SIMATIC S7-200 的精简编程软件包
工程工具是一些面向任务的工具，除 STEP 7 之外也可使用这些工具。它们可大大降低能源成本，并显着提高舒适性。
设计工具（Engineering Tool）包括：
供编程人员使用的语言
供技术使用的图形化语言
用于诊断、模拟、远程维护、设备文档制作等的扩展软件。
运行版软件包括已编程好并可由用户程序调用的解决方案。它直接集成在自动化解决方案中，分为两种类型：
硬件捆绑：
软件与特定硬件相关
非硬件捆绑：
软件可满足一般硬件要求。
例如，运行版软件包括：
用于 SIMATIC S7 和 WinAC 的控件
用于将自动化系统集成到 WINOOWs 应用程序中的工具
您可在“基于 SIMATIC PC 的控制”下面找到用于基于 PC 的控制的运行版软件。
人机界面包括：
SIMATIC ProTool 和 ProTool/Lite 用于组态操作面板
SIMATIC ProTool/Pro – 通过 PC 实现机器级可视化
SIMATIC ProAgent ? 用于过程诊断的选件包
SIMATIC WinCC flexible – 用于组态 SIMATIC HMI 操作员面板的工程工具和用于在机器级简便完成可视化任务的高性能可视化软件
SIMATIC WinCC – WINOOWs NT/2000/XP 系统下的高性能可视化系统
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的CPU。
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm
SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量大的控制器。
在个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程
作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。
对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 极端设备。
西门子CPU412H可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH。 它可建立故障容错 S7-400H 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。 内置的PROFIBUS-DP接口使它能够作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
1、S7-400H冗余控制器概述
H(高可靠性)系统是应用在现代工业领域中一种能够满足经济、环保、节能的高度自动化系统，系统能够通过将发生中断的单元自动切换到备用单元的方法实现系统的不中断工作。S7-400H是西门子提供的冗余PLC，它通过部件的冗余实现系统的高可用性。作为SIMATIC S7家族的一员， S7-400H拥有SIMATIC S7所具有的性。
1.1、S7-400H冗余系统典型的硬件
图1 典型的S7-400H冗余系统
1个典型的冗余系统中包括：
(1) 1个UR2-H机架(或者2个独立的UR1/UR2机架)
(2) 2个S7-400H CPU模块(完全一致)
(3) 2个PS407电源模块(也可以选择2×2的冗余配置)
(4) 2根同步光纤和4个同步模块
(5) 2个相同大小的RAM存储卡
(6) 2个CP443-1以太网通讯模块(如果不需要以太网通讯功能可以不配置)
(7) 每个电源模块配备1-2块后备锂电池
1.2 组态S7-400H站的软件
本文示例项目中，组态相应版本的S7-400H冗余控制器时，所安装软件环境为： Windows XP Professional SP3，STEP 7 V5.4.4.6 (STEP 7 V5.4 SP4 Hotfix6 ) 。
于在冗余系统中S7-400H冗余控制器的硬件和软件的兼容性问题以及有关注意事项请参考冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性一文
冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性》
2、在Step 7中组态S7-400H站，下本文将以实际例子的形式来介绍S7-400H站的组态过程。
2.1硬件安装
表2： 示例主要硬件组成
名称
订货号
数量
备注
机架
6ES7 400-2JA00-0AA0
1
钢制UR2-H机架
电源模块
6ES7 407-0KR02-0AA0
2
PS407电源模块 10A
CPU
6ES7 414-4HJ04-0AB0
2
414-4H CPU
RAM
6ES7 952-1AC00-0AA0
2
2M RAM存储卡
工业以太网网卡
6GK7 443-1EX11-0XE0
2
CP443-1以太网模块
同步模块
6ES7 960-1AA04-0XA0
4
同步模块
同步光纤
6ES7 960-1AA04-5AA0
2
1米同步光缆
（1）安装机架UR2-H。
（2）在机架上安装PS407电源模块，在电池槽内放入2块锂电池，拨码拨到2BATT。
（3）设置冗余CPU的机架号，安装冗余CPU到机架。 CPU V3版本，通过同步子模板上的开关设置； CPU V4以上版本，通过CPU 背板上的开关设置； 本实例中的CPU为6ES7 414-4HJ04-0AB0 机架号设置在CPU的背面，将左手边CPU的机架号设为0（拨码拨到下方），右手边CPU的机架号设为1（拨码拨到上方），CPU通电后此机架号生效。
（4）将同步子模板插到CPU前面板的两个IF插槽中，并固定。
（5）连接同步光缆。
将两个位于上部的同步子模板相连；
将两个位于下部的同步子模板相连；
在打开电源或启动系统之前要确保CPU的同步光缆已经连接，同步光纤的连接如图2所示。
图2 S7-400H 同步光纤的连接
（6）安装CP443-1以太网网卡。同时利用网线将2个安装好的CP443-1以太网网卡以及安装有Step 7或者PCS 7的电脑连接到一个交换机上，完成硬件互联。
（7）通电后CPU自检查。CPU次通电时，将执行一次RAM 检测工作，约需10分钟。这段时间内CPU 不接收通过通讯接口传来的数据，并且STOP LED 灯闪烁。如果有备用电池，再次通电时不再做此项检查工作。
（8）启动CPU，将CPU拨码拨到RUN状态，此刻两CPU保持STOP。
2.2硬件组态
1．首先双击“SIMATIC Manager”图标，打开SIMATIC Manager并新建一个S7-400H的单项目，在项目中插入一个“SIMATIC H Station”，插入结束，左侧树形目录下会出现一个“SIMATIC H Station(1)”，操作如下图所显示。
图3 插入一个400H站
2．点中SIMATIC H Station(1) 后，双击右侧“Hardware”组态硬件进入HW Config编辑器。
?在组态中添加两个UR2-H的机架，添加路径为：SIMATIC 400 > RACK-400 > UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0)
?分别在两个机架中添加PS407电源模块，路径为：SIMATIC 400 > PS-400 > PS 407 10A(6ES7 407-0KR02-0AA0)
图4 在硬件组态中为400H站添加机架和电源模块
?分别在两个机架中添加CPU单元，添加路径为：SIMATIC 400 > CPU 400 > CPU 400-H > CPU 414-4H > 6ES7 414-4HJ04-0AB0 > V4.0，在添加CPU的过程中，需要为CPU上集成的DP接口设置地址并且创建所归属的Profibus DP总线，如下图所示：
图5 创建Profibus DP网络
CPU 414-4H CPU添加同步模块（所选择同步模块的距离类型要保持一致），如下图所示：
图6 添加同步模块
同理，以一样的方式为Rack1添加CPU。
?分别在两个机架中添加CP443-1以太网通讯模块，路径：SIMATIC 400 > CP-400 > Industrial Ethernet > CP 443-1 > 6GK7 443-1EX11-0XE0 > V2.6；
为CP 443-1设置参数，创建并选择“Ethernet(1)”；
勾选“Set MAC address/use ISO protocol”，并且为该网卡设置MAC地址（网卡出厂预设MAC地址可以在CP网卡上看到），同时取消选择“IP protocol is being used”项。如图7所示：
图7 CP443-1修改MAC参数
以同样的方式，为Rack 1添加CP443-1并设置 MAC地址，选择子网“Ethernet(1)”。
图8 硬件组态结束后的结构
利用以上步骤就完成了硬件的组态，或者也可以先组态好Rack0及所需插入的所有模块，然后将其拷贝，生成Rack1及其所需插入的所有模块，在此操作中请注意修改新生成的Profibus网络参数以及Ethernet网络参数，设置方法请参考前文叙述。
2.3添加必要的OB组织块程序
以下故障OB块必须装入S7-400H 的CPU 中：OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121和OB 122；如果没有装载这些OB，H系统在出现错误时可能会进入STOP 状态。可以根据需要在这些OB中编写程序读取系统诊断信息。
在插入方式上，可以在Block目录下面通过右键选择“Insert New Object” > “Organization Block”，插入所期望的组织块，此处如果没有特殊需求的话，可以不对插入的组织块进行编程，插入空的OB即可。
2.4 硬件和程序的下装
为了实现Step 7与 CPU的通讯，首先要确保CP443-1与安装了Step 7的电脑之间的物理连接。
打开“SIAMATIC Manager” > “Options” > “Set PG/PC Interface…”可以将PG/PC接口设置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了1613网卡，可以将PG/PC接口设置为1613的ISO通讯方式，如果使用的电脑中只装有普通的网卡，就选择普通网卡的ISO的通讯方式，如下图：本实验中选择的是Broadcom的普通以太网卡连接作为PG/PC物理通讯接口。
图9 设置PG/PC接口参数
完成PG/PC接口的设置，重新回到HW Config编辑器的界面，保存并编译硬件项目；
图10 保存编译硬件组态
点击硬件下载，系统会提示硬件下载的模式，由于首次使用的CPU均处于STOP状态，此时只能选择“Download in STOP mode”；
图11 硬件下载
点击OK，选择要下在硬件的目标CPU对象，此处选择：CPU 414-4H Rack0 Slot3上的CPU 414-4H。
图12 选择下载的目标CPU
点击OK弹出选择实际节点的对话框，可以通过“View”按钮刷新可以访问到的节点信息。
图13 确定实际的下载目标
14 确定实际的下载目标
击OK下载硬件，硬件下载结束，可能当前两CPU仍旧处于 STOP模式,此刻可以通过手动触发运行来启动CPU，具体做法就是，首先将已经下载了硬件的CPU拨到RUN(如果其功能拨码已经处于RUN上请先将拨码拨到STOP再拨到RUN上)，然后运行另外一个CPU。
在线监控一下硬件，H系统处于冗余运行状态：
图15监控CPU的运行状态
下载相关的组织块到 CPU中；
图16 下载必要的组织块
到此为止，已经完成了一个400H站的组态，接下来可以正常编写用户程序了
特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：
汽车工业
通用机械工程
特殊机器制造
系列机械工程，OEM
塑料加工
包装行业
食品和饮料工业
加工工程
快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器
简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器
带有集能块的 PID-Regulation
由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。
S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款
S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则
现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。
集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换
模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。
能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。
设计
S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。
扩展选件
如果自动化任务需要过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。
在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的大组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此无需插槽规则。
S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。
有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。
不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。
S7- 400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。
S7 - 400好用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。
在S7- 400的许多器件也可用于极端环境条件下的SIPLUS版本。
S7-400 的应用如下：
汽车工业
标准机械设备制造包括定制的机械设备制造
仓储系统
建筑工程
钢铁行业
发电和配电
造纸和印刷业
木工
纺织业
医药制品
食品和饮料行业
处理工程，例如水和废水处理设施
化工和石化
由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的。
强大的CPU允许集成新的功能，无需额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。
可以以模块化的方式构建S7 - 400，有各种用于集中配置和分布式结构的模块，以实现处理备件方面的低成本。
在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。
项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。
可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。
S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25+60°C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。
S7- 400的高速背板总线确保集中式I/ O模块的高速通讯。
模块化
S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。
设计
设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。
除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。
多值计算
多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：
可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。
有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。
在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。
数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。
特殊功能
S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）
通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络上访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。西门子DP总线连接器
6ES7972-0BB12-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 垂直电缆出线
6ES7972-0BA12-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，垂直电缆出线
6ES7972-0BA41-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，35°垂直电缆出线
6ES7972-0BB41-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 35°垂直电缆出线
6ES7972-0BA50-0xA0 网络总线连接器，90°无编程口快速总线连接器
6ES7972-0BB50-0xA0 网络总线连接器，90°带编程口快速总线连接器
6ES7972-0BA52-0xA0 网络总线连接器，不带编程口，垂直电缆出线
6ES7972-0BB52-0xA0 网络总线连接器，带编程口， 垂直电缆出线
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插头与终端电阻在Profibus通讯中有着非常重要的作用，它们使用起来非常简单，没有很多复杂的设置；但是正是由于使用简单，使得很多工程师在使用当中忽略了一些细节，导致很多通讯问题。
1 Profibus插头的结构与简单用法
图1Profibus插头结构
这是常见的Profibus插头，如果我们有A、B两个站点要做Profibus通讯，应该如何连接插头呢？因为总线上只有两个站，显然终端电阻都要打到ON位置。那么插头上的接线是否要一进一出呢。
图2 两个DP站点的连接
正确的做法是两个插头都连接进线端。因为终端电阻与插头的出线端是2选1的。终端电阻打ON，进线端连接终端电阻，断开与出线端的连接；终端电阻打OFF，进线端断开与终端电阻的连接，连接出线端。
2常见的Profibus总线连接
图3 主站在总线一端点
图3所示的是一般的Profibus总线连接方法，主站位于总线的一端，终端电阻打ON。
然后依次连接后面的站点，中间的站点终端电阻打OFF，后面的站点终端电阻打ON。
图4 主站在总线中间
有时候由于现场设备分布的原因，主站也可以安装在Profibus总线的中间，具体做法如图4所示。
终端电阻打ON的设备不能断电，如图5所示Profibus插头上除了220欧的终端电阻以外还有两个390欧的偏置电阻，并且偏置电阻上必须连接电源。
图5 终端电阻和偏置电阻
如果终端设备需要经常断电维护，或者终端设备只有接线端子而没有9针D型插座，就需要使用有源终端模块作为Profibus总线的终端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。
图6 Profibus有源终端模块
如果Profibus电缆不够长，需要把两根电缆接起来，不能简单的把两根铜芯拧起来，因为这样会破坏电缆的特征阻抗，可能会导致通讯问题。好使用图7中的接头来连接两根需要接起来的电缆。
图7 Profibus连接接头
3 RS485中继器的终端电阻使用方法
Profibus通讯电缆的大长度取决于通讯的波特率，如果电缆过了所能通讯的大长度，就需要使用RS485中继器来延长通讯距离。
表1 总线长度与传输速率的关系
| 传输速率（kbit/s） | 9.6-187.5 | 500 | 00 | |
| 总线长度（m） | 1000 | 400 | 200 | 100 |
中继器上有接线端子，Profibus电缆可直接连接到端子上。另外中继器上也配有终端电阻。其用法与电缆插头相同。
图8 1网段只有进线，2网段有进线出线
图9 1网段只有进线，2网段只有进线
图10 1网段有进线出线，2网段有进线出线
4 OLM上插头终端电阻使用方法
如果现场设备通讯距离较远，或者现场电磁干扰严重，可以使用OLM把电信号转化成光信号，使用光缆来传输信号。OLM上有RS485电气接口，需要使用Profibus插头来连接电缆。并且OLM电气接口不论连接主站还是从站，接法都一样。
图11 1网段只有进线，2网段只有进线
图12 1网段有进线出线，2网段只有进线
图13 1网段有进线出线，2网段有进线出线
对于只有一个RS485接口的OLM，可认为只有1网段，接法相同。
5 DP/DP coupler上插头终端电阻使用方法
两个DP主站可以使用DP/DP coupler来传输数据。DP/DP coupler上有两个RS485接口，连接方法与OLM相同。
图14 1网段只有进线，2网段只有进线
图15 1网段只有进线，2网段有进线出线
图16 1网段有进线出线，2网段有进线出线
SIMATIC NET 培养集成完整解决方案所需的所有部件，并支持下列总线系统：
工业以太网（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 区域网络连接的国际标准是占有 90% 以上市场份额的局域网环境中的网络标准。通过工业以太网，可在分布很广的区域内构建功能强大的通讯网络。
国际标准 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工业以太网，可实现直***场级的实时通讯，也可将企业级集成进来。由于全面利用了现有 IT 标准，PROFINET 还在工业以太网上实现同步运动控制应用、高效跨厂商工程组态和机器与设备的高可用性。PROFINET 支持分布式自动化和控制器之间的通讯，可实现故障安全应用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布线系统国际标准。?μ????￡它是仅有的一种可用于在生产应用和过程应用中进行通讯的现场总线。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代电缆束的国际标准连接技术，可通过两线制总线非常经济地将传感器和执行器连接在一起。
IO 链路 –
用于智能化连接现场级到 MES 级的传感器和执行器的标准。
全球标准 KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是实现楼宇自动化的础。
网络转换通过控制器或链路实现。可以从工厂的任何
