6ES7461-1BA01-0AA0

用西门子S7-300/400PLC的朋友一定对Step7都不陌生，同时你们也应该对OB1如数家珍，因为你不可能不用到它，它是你的好兄弟！但是我却发现很多的朋友对它的了解还是不够深入，老鬼我简单的给大家分享一下OB1的几个功能！

　　1、信息知多少？打开OB1，在局部数据区域内，是否发现有一些系统自定义的局部变量？没错！有很多，不清楚？那了解一下吧！

　　2、下表描述了OB1的临时(TEMP)变量。*西门子CPU S7-400连接组件IM 461-1，变量名为OB1的默认名称。

　　3、重点关注的参数"OB1_MIN_CYCLE"从上次启动后的周期(ms) 和 "OB1 MAX_CYCLE"自上次启动后的小周期(ms)。给大家一点启示在CPU硬件配置Cycle/Clock Memory选项卡中 Scan cycle monitoring time选项参数描述的是CPU的循环扫描时间，我们可以结合OB1中的以上2个参数来确定这个扫描时间的值，可以在一定程度上提高CPU的运行效率。

　　4、“OB1_DATE_TIME"变量是OB1_DATE_TIME数据类型（如下图所示。），通过读取“OB1_DATE_TIME"变量来获取系统时间。

　　老鬼对变量整理如下：

　　5、如何读取DATE AND TIME数据类型？

　　仿真结果：

　　可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

　　可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图1 所示。

　　（1） 深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

　　1) 被控对象是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

　　2) 控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的?；ず土?。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
 

西门子代理6ES7461-1BA01-0AA0*

　　使用字符中断控制接收数据

　　为了*适应对各种协议的支持，您还可以使用字符中断控制来接收数据。接收每个字符

　　时都会产生中断。执行连接到接收字符事件的中断例程之前，接收到的字符存入 SMB2，

　　奇偶校验状态（若已启用）存入 SM3.0。SMB2 是自由端口接收字符缓冲区。自由端口

　　模式下接收到的每一个字符都会存入这一位置，*西门子CPU S7-400连接组件IM 461-1，便于用户程序访问。SMB3 用于自由端口

　　模式，包含一个奇偶校验错误位，如果在接收到的字符中检测到奇偶校验错误、组帧错

　　误、超限错误或断开错误，该位将置位。保留该字节的所有其它位?？墒褂闷媾夹Ｑ槲欢?/span>

　　弃消息或向该消息发送否定确认。

　　以较高波特率（38.4K 到 115.2K）使用字符中断时，中断之间的时间间隔会非常短。例

　　如，波特率为 38.4K 时的字符中断为 260 微秒，57.6K 时为 173 微秒，115.2K 时为 86

　　微秒。确保中断例程足够短，以避免字符丢失，否则请使用接收指令。

　　说明

　　SMB2 和 SMB3 可供端口 0 和端口 1 共用。在端口 0 上接收字符导致执行连接到该事件

　?。ㄖ卸鲜录?8）的中断例程时，SMB2 包含在端口 0 上接收的字符，而 SMB3 则包含该

　　字符的奇偶校验状态。在端口 1 上接收字符导致执行连接到该事件（中断事件 25）的中

　　断例程时，SMB2 包含在端口 1 上接收的字符，而 SMB3 则包含该字符的奇偶校验状

　　态。

　　比较数值

　　比较指令可以对两个数据类型相同的数值进行比较。您可以比较字节、整数、双整数和实

　　数。

　　对于 LAD 和 FBD：比较结果为 TRUE 时，比较指令将接通触点（LAD 程序段能流）或

　　输出（FBD 逻辑流）。

　　对于 STL：比较结果为 TRUE 时，比较指令可装载 1、将 1 与逻辑栈顶中的值进行“与”运

　　算或者“或”运算。

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能zui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 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。

S7-400

• 中端到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?？楹透髦中阅艿燃?CPU 可针对具体自动化任务进行*调整
• 可实现分布式结构，适用十分灵活
• 连接方便
• *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 *控制器中同时运行。
  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?？梢晕扛?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。另外，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，可以使用高级语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

• 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
• 也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置
• 热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。
• 包含 2 个单独机架或一个分隔式*机架的配置
• 通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂
• 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
• 不对安全相关 I/O 进行额外接线
• 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信
• 基于带有故障安全?？榈?S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 适用于非安全相关应用的标准?？橐部梢栽谧远低持惺褂?/li>
• 隔离?？橛糜谠谝桓?ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全?？楹捅曜寄？?。

产品目录 ST 70

在产品目录 ST 70 中也可找到有关 SIMATIC S7-400 的信息：

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到性能范围内功能强大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有?？榛?、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，因此成为中端到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?？樗媸倍钥刂破鹘欣┱?，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，因此拥有*的工业适用性。
• 可以带电连接和断开各?？椤?/li>

S7-400H

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?；岵?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。即使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 SIMATIC S7-400H 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/FH

SIMATIC 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?；换岣嗽被蚧肪炒次Ｏ盏墓探锌刂?。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。

通过另外使用标准?？椋梢越⒁桓鋈煽刂葡低?，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用?？梢允褂孟嗤谋曜脊ぞ叨哉龉こЫ凶樘捅喑獭?/p>

Design

SIMATIC S7-400 有多个型号：

• S7-400：
  中、性能的功能强大的 PLC，具有?？榛峁购兔夥缟鹊纳杓?。
• 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

S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些?？榭山懈髦肿楹稀?/p>

系统包含下列组件：

• 电源?？?(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，zui多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将zui多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理*型的配置。此外，在一个*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?？?(SM)
• 通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
• 功能?？?(FM)：
  用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的专业?？椤?/li>

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 接口?？?(IM)：
  用于连接*控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的*控制器可带有zui多 21 个扩展单元运行。
• SIMATIC S5 模块：
  在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出?？?。此外，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 ?？?。

扩展

若用户需要在应用中使用一个以上*控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：

• zui多 21 个扩展单元：
  可将zui多 21 个扩展单元 (EU) 连接到*控制器 (CC)。
• 接口?？?(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zui多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中zui多 2 个带 5-V 电源），并可将zui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?？山珃ui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?？榈墓潭ú宀郏?br />必须始终将电源?？椴逶?CC 和 EU 中的zui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：
  建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。
  • CC 和zui后一个 EU 之间的zui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?？梢允褂?S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和zui后一个 EU 之间的zui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

• 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zui多 125 个总线节点的总线。CC 与总线上zui后一个节点之间的zui大距离：23 km（使用光缆）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项：

• 组合了多点接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同时连接编程器/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，集成在多个 CPU 中，用于经济实用连接分布式 I/O 系统（例如，ET 200）。
• 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）

虽然配有 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
• HMI
• 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zui多 32 个节点的同时连接：
  • 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?？?。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的?？?。通过接口?？?，可将zui多 6 个扩展单元连接到 C 总线。
• MPI 的性能数据：
  • zui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”产品系列中的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12 Mbps)。
  可通过组件实现*调整以满足具体要求。例如，任意两个 MPI 节点之间zui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 配置为 DP 主站。随后可以连接zui多 32 个zui大传输速率为 12 Mbps 的 DP 从站。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、条形码阅读器、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?？?，可以使用不同传输介质进行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通过 CP（PROFIBUS 或工业以太网）实现数据通信

通过 CP 443-x 通信处理器，可以将 SIMATIC S7-400 连接至 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通过 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 编程设备
• PC
• SIMATIC HMI 人机界面系统
• 数控装置
• 机械手控制装置
• 工业 PC
• 驱动控制装置
• 其它厂商的设备

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下组件：

• 2 个*控制器：
  2 个单独的 UR1/UR2 *控制器，或一个分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。
• 每个*控制器有两个同步?？椋糜谕ü饫铝恿礁錾璞?。
• 每个*控制器 1 个 CPU 412-5H、1 个 CPU 414-5H、1 个 CPU 416-5H 或 1 个 CPU 417-5H。
• *控制器中具有 S7-400 I/O ?？?。
• UR1/UR2/ER1/ER2 扩展单元和/或带有 I/O 模块的 ET 200M 分布式 I/O 设备。

*功能采用冗余设计?？山?I/O 组态为常规可用性型和切换型。

通?？捎玫?I/O（单侧配置）

在单侧配置中，I/O ?？榫哂械ネǖ郎杓?，仅由两个*控制器中的一个来寻址。单侧 I/O ?？榭刹宓?控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。

在 I/O 寻址设备工作正常的情况下，从单侧读入的信息始终提供给两个*控制器。发生故障时，受影响的*控制器的 I/O ?？榻Ｖ构ぷ?。

单侧配置用于：

• 不需要很高可用性的工厂部分。
• 连接基于用户程序的冗余I/O。此时，必须对系统进行对称设置。

高可用性（切换式配置）

在切换式配置中，I/O ?？椴捎玫ネǖ郎杓疲墙闪礁?控制器通过冗余 PROFIBUS DP 来寻址。在切换式配置中运行的 I/O ?？橹荒懿宓?ET 200M 分布式 I/O 设备中。

通过 PROFIBUS DP 连接到*控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O ?？橐匀哂喾绞匠啥耘渲?。使用冗余 I/O 可以实现zui高程度的可用性，因为通过这种方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信号模块出现故障。

可进行实现以下配置：

• 单侧 DP 从站采中采用冗余 I/O
• 切换式 DP 从站采用冗余 I/O

适宜的 I/O 模块

相互冗余的?？楸匦胛焕嘈秃蜕杓菩问剑ɡ纾惺交蚓植际剑?。不对插槽进行规定。不过，出于可用性原因，建议在不同的站中使用。关于可以使用的?？?，请咨询系门子客户支持部门或参阅相关手册。

FM 和 CP 冗余

功能?？?(FM) 和通信处理器 (CP) 可在两种不同配置中使用：

• 切换式冗余配置：
  可以双重连接 FM/CP 以将 ET 200M 或一个交换式 ET 200M 分离。
• 双通道冗余配置：
  可将 FM/CP 插到两个子单元中或插到与子单元相连的扩展单元中（参见单侧配置）。

此时可以不同方式实现模块冗余：

• 由用户编程：
  在功能?？楹?SIMATIC 通信处理器上，通?？捎捎没Ф匀哂喙δ芙斜喑獭＝崛范ㄖ鞫？椴⒓觳饪赡艿墓收弦灾葱星谢弧Ｋ璧某绦蛴肱溆腥哂?FM/CP 的单个 CPU 的程序*。
• 由操作系统直接提供支持。
  对于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系统直接支持冗余。有关详细信息，请参见“通信”下面的内容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同配置：

单通道、单侧 I/O，用于 S7-400F

工厂需要使用故障安全型控制器。无需容错。需要下列部件：

• 1 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 1 条 PROFIBUS DP 总线。
• 带有 IM 153-2 的 ET 200M。
• 故障安全信号?？?，采用非冗余设计。

发生故障时，I/O 不再可用。故障安全信号?？楸唤谩?/p>

单通道、切换式 I/O，用于 S7-400FH

工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧需要有容错功能。需要下列部件：

• 2 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 2 条 PROFIBUS DP 总线。
• 1 个 ET 200M ，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信号?？?，采用非冗余设计。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障，控制器仍保持可用。在故障安全信号?？榛?ET 200M 出现故障时，I/O 不再可用。故障安全信号?？楸唤谩?/p>

冗余、切换式 I/O，用于 S7-400FH

工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧和 I/O 侧需要容错功能。需要下列部件：

• 2 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
• 2 条 PROFIBUS DP 总线。
• 2 个 ET 200M，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信号?？椋哂嗌杓?。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线、故障安全信号模块或 ET 200M 出现故障时，控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自动化系统中，也可以使用标准?？?。这些设备不能与故障安全?？樵谕桓?ET 200M 中一起使用。