附录: S7-400的技术指标和特性 目录 页码 S7-300 CPU的技术指标 (1) S7-300 CPU的技术指标 (2)

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1 附录: S7-400的技术指标和特性 目录 页码 S7-300 CPU的技术指标 (1) S7-300 CPU的技术指标 (2) S7-400 CPU的技术指标 (1) S7-400 CPU的技术指标 (2) 与S7-300的主要区别 S7- 400的组件 S7- 400的机架 ………… 模块参数: 逻辑地址 CPU参数: 启动特性 CPU 参数: 中断 CPU 参数: 局部数据 配置多CPU操作 用来同步多CPU运行的SFC 拆除和安装中断

2 S7-300 CPU的技术指标 (1) CPU 执行时间-对于每条 二进制指令 装载/传送 (字) 16 位整数 (+/-)
IEEE 浮点数 (+/-) 用户存储器 工作存储器 内部装载存储器 外部装载存储器 地址范围 标志位 时钟存储位 定时器 计数器 块类型/数量 FB FC DB 过程映像区 (输入/输出) 最大 I/O 寻址范围 集成接口 312 IFM 700 ns 2400 ns <60 µs 6 KB 20 KB - 1024 8 64 32 127 32 Byte each MPI 313 700 ns 2400 ns <60 µs 12 KB 20 KB 4 MB 2048 8 128 64 127 128 Byte each 32 Byte each MPI 314 300 ns 800 nsc 1500 ns <50 µs 24 KB 40 KB 4 MB 2048 8 128 64 127 128 Byte each 768 Byte each MPI 314 IFM 300 ns 800 ns 1500 ns <50 µs 32 KB 48 KB - 2048 8 128 64 127 124 Byte each 752 Byte each MPI 315 300 ns 900 ns 1500 ns <35 µs 48 KB 80 KB 4 MB 2048 8 128 64 192 254 128 Byte each 768 Byte each MPI 315-2 DP 300 ns 900 ns 1500 ns <35 µs 64 KB 96 KB 4 MB 2048 8 128 64 192 254 128 Byte each 1024 Byte each MPI, DP 316-2 DP 300 ns 900 ns 1500 ns <35 µs 128 KB 192 KB 4 MB 2048 8 128 64 256 512 511 128 Byte each 1024 Byte each MPI, DP 318-2 DP 100 ns 0,6 µs 512 KB 64 KB 4 MB 8192 8 512 1024 2047 256 Byte each 8192 Byte each MPI/DP, DP 引言 为了评价S7-400的技术指标，首先看一看S7-300的技术指标。上述指标为99年5月时的数据，更新的数据请参照ST 70目录。

3 S7-300 CPU的技术指标 (2) CPU 组织块 自由循环 日时钟中断 延时中断 循环中断 硬件中断 背景执行 启动 异步错误
同步错误 局部数据 最大块的长度 每执行层块嵌套的深度 程序控制的通讯: 最大连接数 通过MPI的 全局数据通讯： 每个CPU的全局数据组数 每数据组中发送数据包数 每数据组中接受数据包数 每个数据包中最大数据容量 312 IFM OB-No. 1 - 40 100 512 Byte 8 KB 8 4 22 bytes 313 OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-82, 85, 87 121,122 1536 Byte 8 KB 8 4 22 bytes 314 OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-82, 85, 87 121,122 1536 Byte 8 KB 8 4 22 bytes 314 IFM OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-82, 85, 87 121,122 1536 Byte 8 KB 8 4 22 bytes 315 OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-82, 85, 87 121,122 1536 Byte 16 KB 8 4 22 bytes 315-2 DP OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-87 121,122 1536 Byte 16 KB 8 4 22 bytes 316-2 DP OB-No. 1 10 20 35 40 - 100 80-87 121,122 1536 Byte 16 KB 8 4 22 bytes 318-2 DP OB-No. 1 10,11 20,21 32,35 40,41 90 100,102 80-87 121,122 4096 Byte 64 KB 16 32 8 2 54 bytes

4 S7-400 CPU的技术指标 (1) CPU 执行时间-对于每条 二进制指令 装载/传送 (字) 16 位整数 (+/-)
IEEE 浮点数 (+/-) 用户存储器 工作存储器 内部装载存储器 外部装载存储器 地址范围 标志位 时钟存储位 定时器 计数器 块类型/数量 FB FC DB 过程映像区 (输入/输出) 最大 I/O 寻址范围 集成接口 412-1 200 ns 1.2 µs 48 KB 8 KB 15 MB 4096 8 256 511 128 bytes each 0.5 Kbyte each*) MPI 413-1 200 ns 1.2 µs 72 KB 8 KB 15 MB 4096 8 256 511 128 bytes each 1 Kbyte each*) MPI 413-2 DP 200 ns 200 nsc 1.2 µs 72 KB 8 KB 15 MB 4096 8 256 511 128 bytes each 1 Kbyte each*) MPI, DP 414-1 100 ns 0.6 µs 128 KB 8 KB 15 MB 8192 8 256 512 1024 1023 256 bytes each 2 Kbyte each*) MPI 414-2 DP 100 ns 0.6 µs 128/384 KB 8 KB 15 MB 8192 8 256 512 1024 1023 256 bytes each 4 Kbyte each*) MPI, DP 416-1 80 ns 0.48 µs 512 KB 16 KB 15 MB 16384 8 512 2048 4095 512 bytes each 4 KByte each *) MPI 416-2 DP 80 ns 0.48 µs 0.8/1.6 MB 16 KB 15 MB 16384 8 512 2048 4095 512 bytes each 8 KByte each *) MPI, DP 417-4 100 ns 0.48 µs MB 256 KB 64 MB 16384 8 512 6144 8191 1024 bytes each 16 KByte each*) MPI, 4 x DP CPU 类型 在各种性能范围内，可以选择到具有适合的执行时间、充足的存储容量和适当的块数目的CPU。 I/O寻址 I/O模块的逻辑地址都在线性的地址区的一定范围内。 连接到集成DP接口上的从站的地址也映射到线性地址区域内。所以在用户程序中访问远程I/O和访问中央I/O的方法相同。 中央和远程I/O的地址都是用STEP 7分配的。 *) 1 byte = 8 digital inputs/outputs 2 bytes = 1 analog input/output

5 S7-400 CPU的技术指标 (2) CPU 组织块 自由循环 日时钟中断 延时中断 循环中断 硬件中断 多CPU中断 背景执行 启动
异步错误 同步错误 局部数据 最大块的长度 每执行层块嵌套的深度 程序控制的通讯: 最大连接数 通过MPI的 全局数据通讯： 每个CPU的全局数据组数 每数据组中发送数据包数 每数据组中接受数据包数 每个数据包中最大数据容量 412-1 OB No. 1 10,11 20,21 32,35 40,41 60 90 80-87 121,122 4 KB 64 KB 16 8 2 54 bytes 413-1 OB No. 1 10,11 20,21 32,35 40,41 60 90 80-87 121,122 4 KB 64 KB 16 8 2 54 bytes 413-2 DP OB No. 1 10,11 20,21 32,35 40,41 60 90 80-87 121,122 4 KB 64 KB 16 8 2 54 bytes 414-1 OB No. 1 10-13 20-23 32-35 40-43 60 90 80-87 121,122 8 KB 64 KB 16 32 8 2 54 bytes 414-2 DP OB No. 1 10-13 20-23 32-35 40-43 60 90 80-87 121,122 8 KB 64 KB 16 32 8 2 54 bytes 416-1 OB No. 1 10-17 20-23 30-38 40-47 60 90 80-87 121,122 16 KB 64 KB 16 64 2 54 bytes 416-2 DP OB No. 1 10-17 20-23 30-38 40-47 60 90 80-87 121,122 16 KB 64 KB 16 64 2 54 bytes 417-4 OB No. 1 10-17 20-23 30-38 40-47 60 90 80-87 121,122 24 KB 64 KB 24 64 16 2 54 bytes 通讯 S7-400提供了多种通讯设备： 1. 集成的多点接口(MPI)，用于连接PG/PC, HMI系统, M7-300/400系统和其它 作为主动结点的 S7-300/400 系统。 2. CPU 413-2/414-2/416-2/417-4 内部集成的 PROFIBUS-DP接口，用于连接 分布式I/O站（例如ET200）。 3. 通讯处理器，如CP443，用于连接 PROFIBUS 和 Industrial Ethernet 总线系 统。 4. 通讯处理器，如CP441，用于强大的点到点通讯，可以连接其它的S7或S PLC，或其它厂家的PLC。 S7 功能 有两种类型的S7通讯功能： S7 基本通讯: 该功能用于在通讯设备间(S7-300/400)交换少量的数据（最多76字节），通讯可以是利用MPI或在一个站内或通过PROFIBUS-DP 连接智能从站等方式。 必要的通讯SFC集成在操作系统中。用户无须配置连接，只需在调用SFC时分配通讯源及定义通讯对象的地址。 S7扩展通讯: 该功能允许通过任何网络(MPI, Profibus 或 Industrial Ethernet)交换大量的数据（最多64K字节）。 必要的SFB集成在S7-400的操作系统中(不是 S7-300, S7-300只能做服务器）。当调用时需要有配置好的连接。在系统上电时建立与配置表一致的配置信息并静态地分配相关的资源。

6 与S7-300的主要区别 更大的存储器和更多的 I/Q/M/T/C 可选择的输入/输出模块地址
可以与S5的 EU 连接而且可以使用S5 CP/IP模块 更多的系统功能，例如可编程的块通讯 块的长度可达 64KB 且 DB 增加一倍 全启动和再启动 启动时比较参考配置和实际配置 可以带电移动模块 过程映像区有多个部分 OB的优先级可以设定 循环、硬件和日时钟中断有多个OB 块的嵌套可达16层 每个执行层的 L Stack 可以选择 4 个累加器 多CPU 区别 S7-400 与S7-300的区别列于上表。

7 S7- 400的元件 - 点到点 CP441-1, 1- 通道 CP441-2, 2- 通道 - 网络 Profibus Ethernet
机架 - 通用机架 (UR 1/2) 用于 CR 和 ER - 扩展机架 (ER 1/2) - 分段中央机架(CR2) 电源 (PS) - AC 120V/230V, 4A/10A/20A - DC 24V, 4A/10A/20A CPUs CPU 412-1 CPU 413-1, CPU 414-1, 414-2, CPU 416-1, 416-2 CPU 417-4 信号模块 (SM) - DI/DO 32,16,8 通道 - DO 继电器输出 - AI/AO 16,8 通道 - 有诊断功能的模块 机架 S7-400 PLC可选择下列机架： • UR1/UR2 是通用机架，既可用作中央机架也可作为扩展机架。它们具有 /9个单-宽槽，背板上有P和K总线。 • ER1/ER2为扩展机架，无 K 总线。 • CR2为分段式中央机架，适用于不对称多CPU系统。 S7-CPU S7-400 CPU向上兼容所有 STEP 7 的用户程序。它具有两种版本：单槽宽的和带DP接口的双槽宽模块。 集成的DP接口可以连接多达64个DP从站。最大传输率为12 Mbps。 FM FM用于定位、闭环控制和计数，可替代S5-IP系列。 IM 接口模块可用来连接SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 的扩展机架到 S7-400 的中央机架。 CP CP 模块用于将 CPU 连接到以下网络上： • Industrial Ethernet (CP 443-1) • PROFIBUS (CP 443-5) • 点到点的网络 (CP441-1 和 CP441-2) 每个CPU的 MPI 接口可连接 MPI 网络，MPI网络上最多可连接32个节点。 功能模块 (FM) - 计数 - 定位 - 闭环控制

8 S7- 400的机架 可用于 机架类型 中央机架 扩展机架 UR1 / UR2 (Universal Rack) Yes Yes CR2
P bus K bus Yes Yes CR2 (Central Rack) No Yes P bus, Segment 1 K bus P bus, Segment 2 UR 1 / UR 2 UR1/UR2即可作为中央机架，也可作为扩展机架使用。机架上有并行的 Peripheral Bus (P bus-外设总线)，用于I/O信号的高速交换 (1.5 微秒/字节) 和对信号模块数据的高速访问。 此外，UR1 (18槽) / UR2 (9 槽) 具有串行的功能强大的 Communication bus (K bus-通讯总线)，用于在K总线各站之间(S7/M7 CPU, FM, CP, )的高速数据交换 (10.5 Mbps)。 将P BUS和K BUS分开后，每项任务可分配到自的总线系统上。 控制和通讯具有分开的“数据通道”，这样通讯任务就不会减慢控制任务的执行。 CR2 分段机架CR 2的特点是： I/O 总线被分成10槽和 8槽两段。每段上用一个CPU，两个CPU都是主站，它们具有各自的P总线用来访问自己的信号模块。 两个CPU的操作模式的转换不是同步的，即二者可以工作在不同的操作模式下，而且可以通过K总线建立通讯联系。 为什么需要CR2? 所有CPUs (最多4个)在对称分布时操作模式相同，例如STOP模式。也就是说操作模式的转换是同步的。 ER 1 / ER 2 ER1 (18 槽) / ER2 (9槽) 上没有 K 总线、中断线、模块的24V供电线和电池供电线。 槽口分配无规则 例外： PS 在最左侧，ER中的接受IM在最右侧！ P bus ER1 / ER2 (Extension Rack) No Yes

9 模块参数: 逻辑地址 概述 S7-400有I/O模块的缺省地址，这些地址一直有效直到组态被下装到PLC中。系统根据模块的地理位置产生其缺省地址。 寻址 缺省设置 与S7-300的槽口地址一致。 它是根据模块在机架上所插入的槽口号来编址的，其计算公式如下： • 数字量模块起始地址 = [机架号x 18 +槽口号-1] x 4 • 模拟量模块起始地址 = [机架号x 18 +槽口号-1] x 机架号在接收IM上设定 (1到21号)。中央机架的地址总是0。 I/O模块的 可变地址 可利用硬件组态根据来建立。 部分过程映像 除了完整的过程映像 (PII 和 PIQ)外， 对于S7-400 CPU还可以定义最多8个部分映像区（1到8号）。在用户程序中可以利用SFC更新任何一个部分映像区。这意味着，用户可以禁止过程映像的循环更新，而是在程序中采用事件驱动的过程映像更新方式。

10 CPU参数: 启动特性 参考配置与实际 该选项用来定义如果实际 I/O 配置（ actual I/Oconfiguration）与参考配置
配置不同 （ preset configuration）不同时，CPU是否停止启动。 删除 PIQ!!! 热启动时在第一个驻留循环中删除输出映像，如果可能总应选择该功能。 再启动 完全再启动时 (warm restart)，M/C/T被复位，用户程序从头开始执行。 再启动时 (hot restart)，保持的 M/C/T不被复位，用户程序从断点处开始执行 动作 操作系统在启动时执行下列动作： • 删除堆栈 (CR) • 复位非保持的标志区、定时器、计数器(CR) • 复位输出映像PIQ (CR)，或根据参数设定动作 (R) • 复位外部输出区(CR)，或根据参数设定动作 (R) • 通过OD来复位中断(CR/R) • 更新系统状态表(CR/R) • 向模块传递参数(CR/R) (CR= 完全再启动，R=再启动)

11 CPU 参数: 中断 硬件中断 硬件中断（ hardware interrupt ）参数框用来设定硬件中断的优先级。允许的输入为 0（不选）和2到24之间的数值。 优先级范围从1到 24，如果两个中断同时发生，将首先执行优先级较高的一个。 有8个独立的硬件中断，分别对应各自的组织块。设置I/O模块参数时可以给中断分配组织块。 延时中断 延时中断（ time-delay interrupt）用于在被激活后（例如检测到一个过程信号）,延时一段时间调用一个组织块。 在参数框中可以设定它的优先级，允许的输入为 0（不选）和2到24之间的数值. 该中断可用 SFC32至34来控制： • SFC32 “SRT_DINT” = 启动延时中断 • SFC33 “CAN_DINT” = 取消延时中断 • SFC34 “QRY_DINT” = 查询延时中断 通讯中断（将推出） 通讯中断（ communication interrupts ）可用来指示通讯数据的到达。有助于尽快地处理接受到的数据。 • 全局数据中断 (OB50) • SFB 通讯中断 (OB51)

12 CPU 参数: 局部数据 局部数据 系统为每一个执行层保留256字节的局部数据堆栈（缺省设置）。 如果用户程序在几个执行层上需要较少或不需要局部数据，可以为每个层(OB)定义局部数据的需求量。 局部数据的最大数量取决于CPU的类型： CPU > 4 K字节 CPU > 4 K字节 CPU > 8 K字节 CPU > 16 K字节 CPU > 24 K字节

13 配置多CPU操作 概述 多CPU操作是指在S7-400中央机架上，几个CPU（2到4）同步运行的操作方式. 多个CPU一起启动（如果它们有相同的启动模式）、一起停机。 建立多CPU方式 在合适的机架上插入几个可同时运行的CPU则可以建立多CPU运行方式。硬件目录中的信息可指出某一个CPU可否运行于多CPU方式。 参与共同运行的多个CPU，将分割地址区域，即模块的地址区域总是分配给一个特定的CPU。 步骤 按照下列步骤配置多CPU运行方式： 1. 排列所有CPU 2. 双击CPU并在“Multicomputing”选项中调整CPU号码 3. 将模块分配给特定的CPU，步骤如下： 在机架上安置模块. - 双击模块并选中“Addresses” 选项 - 在“CPU Nu..”区域中选择CPU的号码 对于有中断能力的模块，在“Inputs”或“Outputs”选项中所分配的CPU将显示为目标CPU。 选择菜单功能View -> Filter -> CPU No.x Modules，可以在表中突出地显示分配给某一特定CPU的模块。 一个站的组态数据总是下装到所有参与运行的CPU中，单独下装到一个CPU中是不允许的，这样可以避免配置的不一致性。

14 用来同步多CPU运行的SFC 35 参数 声明 数据类型 存储器 说明
参数 声明 数据类型 存储器 说明 JOB 输入 BYTE I, Q, M, D, L, Const. 任务号 (取值范围：1 到15) RET_VAL 输出 INT I, Q, M, D, L 返回值 (错误代码) 说明 调用 SFC 35 “MP_ALM” 将触发多CPU中断。该中断可以在所有相关CPU上同时启动运行OB60。 在单处理器方式下或在一个分段机架上，只在调用SFC35的CPU上启动OB60。输入参数JOB用来识别中断的原因。该任务标号将被传递到所有相关的CPU中，可在OB60中去估价它。 可以在程序的任何地方调用SFC 35 (MP_ALM)。它只在运行模式下有效，当在启动模式下调用时中断将被抑制，并返回一个错误代码。 错误代码 当该块在执行过程中出现错误时，将返回一个错误代码： W#16#0000: 无错误 W#16#8090: 输入参数JOB 包含无效值 W#16#80A0: 在自己或其它CPU中的上一个OB 60未执行完毕 W#16#80A1: 非法运行方式 (启动而不是运行模式）

15 拆除和安装中断 模块存在 模块可使用 拆除/插入中断 通过操作系统 分配模块参数 拆除一个模块 安装一个模块 1s 1s 最大 最大
拆除和安装中断OB83 在S7-400中，可以在RUN或STOP模式下带电拆和插入模块。例外的是CPU、 PS、带适配器器的S5模块和IM。 在RUN模式下拆除一个模块后，CPU的操作系统将根据情况调用下列组织块： • OB 85-过程映像更新 • OB 122-I/O访问错误 • OB 83- 拆除和安装事件 要注意OB 83 只能在大约1秒后调用，而其它OB的响应快得多。 当安装模块后，CPU要检查它。如果不出现错误就给它分配参数。正确地分配了参数后，模块就可以使用了。 如果在分配参数时出现了错误，诊断中断OB82将自动启动。 OB83的启动信息 下列信息存储在在OB83的局部数据区中： • 模块拆除或安装 • 模块的逻辑地址 • 模块的类型 替代值 可以利用系统功能为缺少的输入模块的过程信号定义替代值。 拆除一个模块 安装一个模块