SIMATIC S7-400系列CPU适用于中高端自动化解决方案（例如汽车、机床或仪表及控制系统）。SIMATIC S7-400的特性如下：

1）程序存储器可存储高达660K条指令。

2）高达131056点数字量I/O。

3）配有多点接口，可用于小型网络的配置，以及使用PC/编程器进行组态。

4）执行时间快；CPU可在0.1μs内执行1024条二进制指令。

5）通过带有集成背板总线的接口模块，可实现模块化配置和快速功能增强。

6）丰富的数字量、模拟量、仿真模块以及通信功能模块和各种其他模块。

7）S7-4002-DP系列还集成有PROFIBUS接口；采用PROFIBUS-DP/FMS/PA标准和工业以太网。

8）丰富的数学公式处理。

9）在CPU操作系统中集成有循环HMI服务。

10）使用STEP 7，可实现快速、简便的组态和编程。

11）使用STEP 7，可实现丰富的诊断功能。带时间戳记的错误消息缓存器以及诊断模块，有助于用户查找故障。第二节 工业通信

通过SIMATIC网络PROFIBUS、以太网或TCP/IP，可实现从过程控制系统到现场级的通信。SIMATIC NET系列提供各种性能等级的产品供用户选用。配有可操作性系统接口，可实现各层级的数据交换，包括各种自动化站和各种设备。

通过工业以太网，可实现过程控制级的通信。传输速率为10～100Mbit/s，通过快速以太网，可实现关联节点之间的快速数据交换。通信传输可通过同轴电缆、双绞线或光纤来实现。以太网的优点如下：通过简单地连接就能进行快速的调试；运行期间也能对现有系统进行扩展，可用性高；采用传输速率可调的交换技术，系统性能可根据规模伸缩；可连接不同的网络应用领域，如加工应用和办公应用；通过与WAN（广域网），类似于ISDN或因特网，可实现公司范围内的连接；通过持续的兼容性开发，实现投资安全。

PROFIBUS用于将现场设备（例如分布式I/O或驱动装置）连接到诸如SIMATIC S7等的自动化系统。PROFIBUS是一种高性能的开放式现场总线系统，响应时间快，配有开放式接口，

可用于不同的协议网络。通过PROFIBUS-DP，可采用电气或光学传输连接分布式I/O，传输速率高达12 Mbit/s。PROFIBUS-PA是一种本安型PROFIBUS，用于有爆炸性危险的应用场合（例如化工工业）。PROFIBUS-FMS不仅可以用于现场级的上位系统级，还可用于对实时性要求不高的单元级和/或过程控制级。提供有丰富的各种协议网络产品，可连接到PROFIBUS。其组态和编程仍使用软件STEP 7，具有各种诊断功能。

三、AS-i电缆连接

在现场级存在着各种不同的部件：阀门、执行器和驱动器。这些部件必须依靠自动化技术进行控制。为此，目前可采用AS-Interface分布式I/O。执行器和传感器通过一根双芯电缆与控制器连接。数据和电源也通过该电缆进行传输。AS-Interface的优点：无面板设计；防护等级高，IP65；直接从某个位置进行接线；可使用二线电缆实现更加简单和灵活的结构，无需具备专门知识；通过DP/AS接口进行PROFIBUS连接。

SIMATIC HMI（人机界面）组件可用作机器和用户之间的接口。各种功能、开关或过程值都可显示在操作员面板或触摸面板上。通过这种可视化，可很容易地显示错误消息或测量值。过程的光学检测功能减轻了用户的操作，并能快速地知道其操作的效果。

使用S7-HiGRAPH，可借助状态图进行非同步过程的图形化描述。使用该软件，可图形化描述过程状态以及可能的状态转换。可任意放置的图像元素，提高了软件使用灵活性。通过简便的集成监控和消息功能，用户可以很容易地分析错误，减少停机时间。使用状态图，既可描述自动操作，也可描述手动操作。而且不仅适用于PLC编程人员，还适用于机器制造商（示教）及调试和维修工程师。

S7-HiGRAPH适用于自动化系统SIMATIC S7-300（建议使用CPU 315或以上）、SIMATIC S7-400、SIMATIC C7（建议使用C7-626或以上）以及SIMATIC WinAC。

S7-SCL（Structured Control Lan-guage，结构化控制语言）是基于PASCAL的语言，用于存储程序控制的编程。S7-SCL有PLCOpen base Level证书。使用S7-SCL具有的优点：简单、快速的程序创建；高质量的PLC程序；更佳的可懂度；更简便的调试。用户可以为自动化任务构建省时的高性价比解决方案。该软件可用于所有自动化系统SIMATIC S7-300（建议使用CPU 314或以上）、SIMATIC S7-400、SIMATIC C7以及SIMATIC WinAC。

S7-SCL。

五、SIMATIC WinAC Basis

SIMATIC WinAC Basis是一种基于PC的控制解决方案，适用于解决小型控制任务以及典型的PC任务，具有较高的性价比。SIMATIC WinAC Basis具有控制功能和技术功能以及用于可视化、数据处理和通信的标准应用程序。软件运行环境为Windows NT操作系统。对于苛刻和具有严格实时要求的任务，可采用SIMATIC WinAC RTX。它可直接安装在Windows NT下，其增强的实时性能保证对控制部分具有确定性响应。

SIMOREG直流调速器是一种三相交流电源直接供电的全数字控制装置，其结构紧凑，用于可调速直流电动机电枢和励磁供电。装置额定电流范围为15～2000A，并可通过并联SIMOREG整流装置进行扩展。该装置应用于起重设备、滑雪缆车、电梯、起重机、飞剪和其他反转驱动装置。

硬件方面选用了**器件，采用合理的系统结构，加固、简化安装，使它能抗振动冲击。对印制电路板的设计、加工及焊接都采取了极为严格的工艺措施。对于工业生产过程中常见的瞬间强干扰，采取的措施主要是采用隔离和滤波技术。PLC的输入和输出电路一般都用光电耦合器传递信号，做到电浮空，使CPU与外部电路完全切断了电的联系，有效地抑制了外部干扰对PLC的影响。

软件方面，PLC具有良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。PLC设置了看门狗定时器（Watching Dog Timer），如果程序执行的时间超过了规定值，则表明程序已经进入死循环，可以立即报警。

对于大型PLC系统，还可以采用双CPU构成冗余系统或三CPU构成表决系统，使系统的可靠性更进一步提高。2．编程简单易学

PLC的设计是面向工业企业中一般电气工程技术人员的，它采用易于理解和掌握的梯形图语言，以及面向工业控制的简单指令。这种梯形图语言既继承了传统继电器控制线路的表达形式（如线圈、接点、常开、常闭），又考虑到工业企业中的电气技术人员读图习惯和微机应用水平。因此，梯形图语言对于企业中熟悉继电器控制线路图的电气工程技术人员来说是非常亲切的，它形象、直观，简单、易学。因此，无论是在生产线的设计中，还是在传统设备的改造中，电气工程技术人员都特别欢迎和愿意使用PLC。3．硬件配套齐全，用户使用方便、维护方便

PLC的产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品质齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活、方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

在生产工艺流程改变或生产线设备更新或系统控制要求改变，需要变更控制系统的功能时，一般不必改变或很少改变I/O通道的外部接线，只要改变存储器中的控制程序即可，这在传统的继电器控制时期是很难想象的。PLC的输入、输出端子可直接与交流220V、直流24V等规格的电源相连，并有较强的带负载能力。

人机界面分为四类：

1）按钮面板（PP 7和PP 17），用于常规操作现场的创新性替代产品。

2）文本显示器（OP 3、OP 7和OP 17），用于机器中的操作和监控。

3）图形显示器（OP 25、OP 37、TP 27和TP 37），可使机器中操作和监控更加舒适。

4）基于Windows系统，例如OP 37 pro、MP370或MP 270，可用于机器中的操作。

这些装置都可使用组态工具ProTool进行组态。根据装置类型，该组态工具提供有三种不同性能的版本。这种人机界面可通过MPI或PROFIBUS-DP直接连接到自动化系统。借助于组态好的功能开关，命令按钮或显示元件都可直接访问CPU。

STEP 7是一种编程和组态软件。使用该软件，可对自动化系统SIMATIC S7-300和S7-400进行编程和组态。包括采用数字量模块对CPU进行硬件配置，连接PROFIBUS、以太网组件以及其他网络组件。该编程软件符合IEC 61131标准。

STEP 7的特点：通用数据存储，项目结构简明；采用STL、LAD和FBD语言编程，各编程语言之间可以切换；CPU属性可调；模块地址可调；可显示模块诊断信息，读取错误消息缓存器；可显示交叉参考和参考数据。

编程器不仅能对PLC控制程序进行写入、读出、检测、修改，还能对PLC的工作进行监控，根据PLC输入／输出LED指示灯提供的信息，可以快速查明问题原因，根据原因进行修理，如果是S7-300 PLC本身故障，在维修时只需要更换插入式模板或其他易损件即可，既方便又快捷。4．设计、施工、调试周期短

用PLC完成一项控制工程时，由于其硬、软件齐全，设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了继电器硬接线实现控制功能，使得控制柜的设计及安装接线工作量大为减少，缩短了施工周期。同时，由于用户程序大都可以在实验室模拟调试，模拟调试好后再用PLC控制系统在生产现场进行联机统调，使得调试方便、快速、安全，因此大大缩短了设计和投运周期。5．体积小，能耗低

PLC的结构紧凑、体积小、重量轻，复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器。小型PLC体积仅相当于几个继电器的大小。PLC控制系统与继电器控制系统相比，配线用量和安装接线所需工时减少，加上开关柜体积的缩小，可以减少大量的费用

使用工程软件S7-GRAPH，可对顺序控制系统进行组态、调试和编程，该软件符合标准IEC61131-3，通过图形化连线代替昂贵的编程。可按步和转换（步之间的转换）的顺序，对过程进行概览分析。之后，还可对步的内容进行编程。步之间的转换也可使用LAD或FBD语言进行编程。使用该软件，可对整个编程方案进行概览。另外，该软件还提供有各种诊断功能。