西门子S7-400模块CPU412-1
价格：188.00起
概述
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
可应用在高可用性的 S7-400H 系统中
可与故障安全 S7-400F/FH 系统中 F 运行授权与 F 兼容 CPU 一起使用。
带有内置的 PROFIBUS DP 主站接口
带两个用于 Sync 模块的插槽
应用
CPU 414–5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的 CPU。它允许配置为一个容错的 S7-400H 系统。它可与 F 运行授权一起用于故障安全 S7-400?F/FH 自动化系统。内置的PROFIBUS-DP接口使它能够作为主站或从站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
设计
CPU 414-5H 拥有：
功能强大的处理器：
CPU 处理每条二进制指令的时间小于 18.75 ns。
4 MB 主存储器（2 MB 用于程序，2 MB 用于数据）；
装载存储器用于存放 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和组态数据；高速主存储器用于存放与过程相关的用户程序的子程序
存储卡：
用于扩展内置装载存储器。 除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是：
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。
灵活的扩展选件：
多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。
MPI 多点接口：
MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
注：
当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：
带插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
不带插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
PROFIBUS DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）
模式选择开关：
拨动开关设计。
诊断缓冲区：
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。
实时时钟：
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
PROFIBUS DP 接口：
通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 414-5H，可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
注：
当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：
带插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
不带插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
硬件中断
可以监控过程信号，并且可通过过程中断触发对信号变化的响应。
数字量输入模块：
根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。
模拟量输入模块：
通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。
S7-400H
容错通信
进行高可用性通信时，SIMATIC 将提供以下功能：
更高可用性：
发生故障时，通信可通过多 4 个冗余连接继续进行。
操作简便；
高可用性对用户来说并不是透明的。可以并经过任何改动而采用标准通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。
S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容错通信。在 PC 上，需要安装 Redconnect 程序包（参见“SIMATIC NET 通信系统”）。
根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：
单一总线或冗余总线。
总线型拓扑或环型拓扑总线。
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要额外功能：
数据交换
故障响应（故障转移至备用设备）
两个子单元的同步
自检
冗余原理
S7-400H 按“热备份”模式下的主动冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于激活状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管过程控制。
为确保平稳接管，必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。
在故障转移期间，设备会自动保留：
相同的用户程序
相同的数据块
相同的过程映像内容
相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等
这意味着，这两个设备始终保持在新状态，并且可以在出现故障时独立地继续执行控制。
采用冗余 I/O 操作时，这会带来以下结果：
在无故障的运行期间，两个模块均处于激活状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的信号，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。
发生故障时（例如，两个输入模块之一出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障信号，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。
同步
为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。
S7-400H 遵循“时间驱动的同步”工作原理。
每当子单元中发生可能导致不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：
直接访问 I/O
中断、报警
更新用户时间
通过通信功能修改数据
同步是通过操作系统自动进行的，可在编程阶段将其忽略。
自检
S7-400H 可执行大量自检。自检涉及以下方面：
中央控制器的连接
中央处理单元
处理器/ASIC
存储器
报告每个检测到的故障。
启动时自检
启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。
循环操作期间的自检
完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。
组态、编程
S7-400H 的编程与 S7-400 类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
对 S7-400H 编程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模块的组态
硬件组态时，用户必须通过 HW Config 指定相互形成冗余的模块。只需指定要在冗余模式下运行的模块以及要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，应访问具有地址的模块。第二个地址不向用户显示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的编程完全相同。与非冗余 I/O 之间的差别是块库中的两个函数块（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用户程序的开始处和结束处调用这两个函数块。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，该库已作为标准库集成到 STEP 7 中。
S7-400H
S7-400F/FH 满足下列安全要求：
要求等级 AK 1 至 AK 6，根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
安全要求等级 SIL 1 至 SIL 3，根据 IEC 61508
Cat1 至 Cat4，根据 EN 954-1
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信号模块中。
信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。
通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。
若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。
F-Runtime 许可证
必须将 F-Runtime 许可证加载到 CPU 上以运行 S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 都需要一份许可证。
编程
S7-400F/FH 的编程方式与其它 SIMATIC S7 系统的编程方式相同。非故障安全工厂部分的用户程序可用成熟可靠的编程工具（如 STEP 7）来创建。
S7 F Systems 可选软件包
编程安全相关的程序段时，需要使用可选软件包“S7 F Systems”。该软件中包括创建 F 程序所需的全部函数和块。
对于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 调用来 F 库中的函数块并进行互连。使用 CFC 可以简化工厂的组态和编程工作，由于工厂范围内具有统一的表示形式，也将简了验收测试。无需使用额外工具，程序员就可以完全专注于安全相关应用程序。
技术规范
通用技术数据
防护等级
IP20
环境温度
0－60 °C
相对湿度
5 ~ 95%，无凝露
气压
1080 ~ 795 hPa（对应于 -1000 至 +2000 m 高度）
电磁兼容性
抗干扰性
符合 EN 61000-6-2
辐射干扰
符合 EN 61000-6-4
机械负载
抗振性，根据标准
IEC 60068-2-6（正弦波）
10 ~ 58 Hz；恒定幅度 0.075 mm；
58 ~ 500 Hz；恒定加速度 1 g；振荡持续时间：在 X、Y、Z 三个方向上各 10 次
抗冲击性，根据标准
IEC 60068-2-27
冲击类型： 半正弦；
冲击强度 10g（峰值），持续时间 6 ms
冲击方向：在X、Y、Z 三个方向上各 100 次。
实时时钟：
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面
存储卡:
用于扩展内置的装载存储器。 存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序，因此需要2倍的存储空间。 其结果是：
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。 对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
组合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。
CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 还包括：
附加模块插槽：
可用IF 964-DP 接口子模板进行连接到PROFIBUS DP主站系统中。
CPU 414-3 PN/DP 另外包括：
PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备
PROFINET CBA
概述
满足中等规模要求中有较高要求的CPU
可应用在对程序和处理速度又额外要求的应用中．
CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能
应用
CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 为中等性能要求中的高需求而设计． 他们可以满足对程序容量和处理速度有较高要求的应用．
CPU 414-2 和 CPU 414-3 中内置 PROFIBUS DP 口，可以作为主站或从站直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。
使用 IF 964-DP 接口模板，还可将其他 DP 主站系统连接到 CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。
在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 时，CPU 414-3 PN/DP 具有交换机功能。 它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。 除分层网络拓扑结构之外，还可以在新型 S7-400 控制器中创建总线形结构。
注意:
只有 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模块才能使用。
