概述
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400是一个面向过程工程的系统解决方案自动化平台，模块化设计，性能高。
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S7-400中端到高端性能范围内功能强大的 PLC
可满足要求极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佳调整
可实现分布式结构，适用十分灵活
连接方便
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 中央设备中运行。
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。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，可极为高效地对 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，可以使用语言（如SCL）以及用于顺序控制系统、状态图和工艺图的图形化组态工具。
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S7-400H标配采用 保形涂层 (G3)，可增强对环境影响的抵抗力
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、停产代价高昂、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
也可作为标准 I/O 使用：单侧配置
通过 STEP 7 可与通用可扩展的 SIMATIC ET 200SP HA I/O 系统一起使用
热备用：发生故障时，可自动切换到备用设备。
包含 2 个单独机架或一个分隔式中央设备的配置
通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。
故障安全型自动化系统，科提高工程的安全需求
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
无需对安全 I/O 进行额外接线
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
标准模块可应用在自动化系统的非故障安全型应用场合
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。
应用
S7-400SIMATIC 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，成为中端到高端性能范围内要求极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，包括专用机械设备制造
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，拥有极高的工业适用性。
可以带电连接和断开各模块。
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，设备停机会产生极高的成本。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。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 SIMATICS7-400H 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/FHSIMATIC 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。
设计
SIMATIC S7-400 有多个型号：
S7-400：
功能强大的中高端内 PLC，无风扇设计。S7-400H：
采用冗余设计的容错自动化系统，适用于故障安全型应用。S7-400F/FH：
采用冗余设计的故障安全自动化系统，也具备高可用性。
S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件：
电源模块 (PS)：
用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。CPU：
配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU均可处理极大型的组态。在一个中央控制器中的多重计算模式下，多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP)，用于总线链路和点对点连接。
功能模块 (FM)：
用于计数、定位和输出凸轮控制等高要求任务的专家。
根据具体要求，也可使用下列模块：
接口模块 (IM)：
用于连接中央控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可带有多 21 个扩展单元运行。SIMATIC S5 模块：
SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块均可在相关的 SIMATIC S5扩展单元中寻址。在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF模块。
扩展
如果用户的自动化应用需要多个中央控制器，则可以扩展 S7-400：
多 21 个扩展单元：
可将多 21 个扩展单元 (EU) 连接到中央控制器 (CC)。接口模块 (IM) 的连接：
通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将多 6 个发送 IM插到 CC 中（其中多 2 个带 5-V 电源），并可将多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM的每个接口。电源模块的固定插槽：
必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的左侧。通过 C 总线进行的数据交换受限制：
通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。集中扩展：
建议用于小型组态和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。CC 和后一个 EU 之间的大线路距离：1.5 m（带 5 V 电源）、3 m（不带 5 V 电源）。
通过 EU 进行分布式扩展：
建议在面积很大工厂内采用，其中，多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。CC 和后一个 EU 之间的大线路距离：对于 S7 EU，约 100 m；对于 S5 EU 约 600 m。
注意 将 S5 扩展单元分布式连接到：
IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。可将以下S5 EU 连接到S7-400：EG 183U
EG 185U
EG 186U
ER 701-2
ER 701-3
连接类型 | 大（总）电缆长度 |
本地链路，具有 5-V 电源，通过 IM 460-1 和 IM 461-1 实现 | 1.5 m |
本地链路，无 5-V 电源，通过 IM 460-0 和 IM 461-0 实现 | 5 m |
远程链路，通过 IM 460-3 和 IM 461-3 实现 | 102.25 m |
远程链路，通过 IM 460-4 和 IM 461-4 实现 | 605 m |
ET 200 的分布式扩展：
建议用于面积很大的工厂。通过 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以连接含有多 125 个总线节点的总线。CC与总线上后一个节点之间的大距离：23 km（使用光缆）。
SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项：
组合多点 MPI 接口和 DP 主站，可集成到所有 CPU 中：
用于连接编程器/PC、HMI 系统、S7-200 和 S7-300 系统以及其它 S7-400 系统。附加 PROFIBUS DP 接口，可集成到多个 CPU 中，用于经济、高效地连接分布式 I/O 系统，例如 ET200。
PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于连接到分布式 I/O 系统或与其它控制器和 PC系统通信。
通信处理器，用于连接到 PROFIBUS 总线系统和工业以太网。
通信处理器，用于功能强大的点到点连接。
通过 PROFIBUS DP进行过程通信
通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可选），可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到PROFIBUS DP。
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接：
SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
SIMATIC C7（通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）
配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP功能。
以下设备可作为从站连接：
分布式 I/O 设备，例如 ET 200
现场设备
SIMATIC S7-200、S7-300
C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
SIMATIC S7-400（仅通过 CP 443-5）
通过多点接口 (MPI)实现数据通信
多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400 的 CPU 中的通信接口。
它用于：
编程和参数设置
操作员控制和监视
建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑
可选择的连接选项：
MPI 可以实现多 32 个节点的连接：编程器/PC
HMI 系统
S7-200（作为从站）
S7-300
S7-400
C7
内部通信总线（C 总线）；
通过 S7-400 的 C 总线以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以寻址带有 C总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的模块。通过接口模块，可将多 6 个扩展单元连接到 C总线。MPI 的性能数据：
多 32 个 MPI 节点
数据传输速率高达 12 Mbps
灵活的安装选件：
使用性能可靠的组件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12Mbps)。
可使设计能够地适应要求。例如，任意两个 MPI 节点之间多可以串入 9 个中继器以连接更大距离。DP 主站：
也可将 S7-400 的 MPI 组态为 DP 主站。可以连接多达 32 个 DP 从站，传输速率高 12Mbps。从而保留编程功能和人机界面功能。
通过 CP 实现数据通信（点到点）
通过 CP 441 通信处理器，可以实现功能强大的点到点连接。
可连接各种设备，例如：
PC
SIMATIC S5/S7
工业 PC
其它厂商的 PLC
扫描仪、读码器、识别系统
机械手控制装置
打印机
可变接口：
通过可更换的接口模块，可以使用不同传输介质进行通信：20 mA (TTY)
RS 232C (V.24)
RS 422/485