S7-400H采用“事件驱动同步”，当两个子单元的内部状态不同时，例如在直接I/O访问、中断、报警和修改实时钟时，就会进行同步操作。通过通信功能修改数据，由操作系统自动执行同步功能，不需要用户编程。

S7-400H对中央控制器之间的链接、CPU模块、处理器/ASIC和存储器进行自检。再启动后每个子单元完整地执行所有的测试功能。自检功能被分为几部分，每个周期只执行部分自检功能，以减轻CPU的负担。

（4）S7-400H冗余控制PLC的编程与组态　容错式连接只需要进行组态，不需要其他专门的编程工作。从用户程序的观点看，S7-400H的作用几乎和标准系统一样。运行容错功能所需的通信功能和同步功能都已经集成在容错CPU的操作系统中，通信连接的监视以及发生故障事件时的自动切换在后台自动运行。在用户程序中完全没有必要考虑这些功能。

S7-400H用STEP7进行组态和编程，完成配置后可以把S7-400H看成一般的S7-400系统。冗余单元的工作由操作系统来监视，出现故障后可以独立地执行切换工作，用STEP7组态时已经将所需信息组态进去，并通知系统。

组态和编程需要可选的H软件包，能在S7-400系统上使用的所有的标准软件工具、工程用软件工具和运行软件工具都可以在S7-400H上使用。

适合标准S7-400系统设计的编程的规则同样适用于S7-400H，用户程序以相同的形式存储在两个中央处理器中，并且被同时执行。

除了那些既可以在S7-400 使用也可以在S7-400H上使用的功能块外，S7-400H系列还提供了一些与冗余功能有关的组织块，例如OB70（I/O冗余故障）和OB72（CPU冗余故障）。使用系统功能SFC90“H-CTRL”，用户可以禁用或重新启用容错CPU的链接和刷新。

（1）S7-400F/FH的应用场合　S7-400F/FH安全型自动化系统（图1-3）所示适用于对安全性要求很高的工厂，控制过程（直接关闭某些输出）不会对人和环境产生危害。S7-400F/FH有两种基本类型：

①S7-400F　安全型自动化系统，如果在系统中出现故障，生产过程转为安全状态，并执行中断。

②S7-400FH　安全及容错自动化系统，如果系统出现故障，冗余控制使生产过程能继续执行。

S7-400F/FH可以使用标准模块和安全型模块，配置一个安全型集成控制系统，在无安全要求及有部分安全要求的工厂中使用，整个工厂可以用相同的标准工具软件来配置和编程。

（2）S7-400F/FH的工作原理　S7-400F/FH的安全性功能包含在CPU的F程序和安全型信号模块（F-SM）中。信号模板利用偏差分析和测试信号注入的方法来监视输入和输出的信号。

CPU通过常规自检、结构检查，以及逻辑和顺序程序流程控制来检查PLC的有关操作和I/O模块的功能，如果发现故障，I/O转为安全状态。

必须将F运行许可证安装到S7-400F/FH的CPU147-4H上，每个CPU需要一个许可证。

（3）S7-400F/FH的编程　S7-400F/FH的编程方法与其他S7系统的编程方法相同，无安全性要求的部分可以用STEP7来编写。编写有安全性要求的程序时需要“S7 F系统”可选软件包，软件包包括用于生成F程序的所有功能和功能块。在计算机上应安装下列软件：STEP7 V5.1或更高的版本；CFC V5.0与Service Pack3或更高的版本；S7 SCL V5.0或更高的版本；S7 F V5.1（对于S7-400FH为可选项）。

在带CFC的F库中调用特殊功能块，并从内部连接到含有安全功能的F程序中。CFC的使用简化了设备的配置和编程工作，编程者可以将精力全部集中到安全性要求的应用问题。

（4）S7-400F/FH的通信　中央控制器和ET200M之间的安全型通信和标准通信通过PROFIBUS-DP进行，由于PRFI Safe PROFIBUS规范的发展，允许安全型功能的数据和标准报文帧一起传送。

（5）S7-400F/FH的结构

①单通道单路I/O配置　设备需要带安全性保护的PLC来控制，不必是容错性的。配置如下：1个带F运行许可证的CPU417-4，1条PROFIBUS-DP通信线，带IM153-2FO的ET200M，和无冗余设计的安全型信息模块。出现故障时I/O停止工作，安全型信号模块被关闭。

②单通道切换式I/O配置　设备需要带安全性保护的PLC来控制，CPU一侧采用容错技术，配置如下：两个带F运行许可证的CPU417-4H，两条PROFIBUS-DP通信线，两个有两块IM153-FO（冗余）的ET200M，和无冗余设计的安全型信息模块。如果其中的1个CPU417-4H、1条PROFIBUS-DP通信线或1块IM153-3FO出现故障，系统还能继续工作。如果安全型信号模块或ET200M出现故障，I/O停止工作，安全型模块被关闭。

在启动时，多CPU运行的CPU将自动检查彼此间是否能同步。只有满足下列条件，才能同步：组态的所有CPU必须插好；已创建了正确的组态数据（SDB），并已下载到已插入的所有CPU中。如果有一条不满足，在诊断缓冲区中将出现错误信息。

退出STOP模式时，将比较RESTART/REBOOT启动类型。如果启动类型不同，CPU将不会进入RUN模式。

在多CPU处理运行时，每个CPU可以访问用STEP7为其组态分配的模块，模块的地址区总是单独分配给一个CPU。每个具有中断能力的模块被分配给一个CPU，这样的模块产生的中断不能被其他CPU接收。

过程中断和诊断中断只能发送给一个CPU，在模块有故障或插/拔某一模块时，通过在STEP7参数赋值时分配的CPU处理中断。有机架故障时，每个CPU调用OB86。

使用多CPU中断（OB860）可以在相应的CPU中同步地响应一个事件。与通过模块触发过程中断相比，通过调用SFC35“MP-ALM”触发的多CPU中断只能通过CPU输出。

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分段的机架CR2属于物理分段，不是通过参数赋值分段，每段只能有一个CPU，它不是多CPU处理，每个分段的机架上的CPU构成一个独立的子系统，它们没有共享的逻辑地址区，多CPU处理不能在分段的机架上运行。

IEC（国际电工委员会）是为电子技术的所有领域制定全球标准的世界性组织。IEC 61131是PLC的****，1979年成立了IEC 61131工作组，1992～1995年发布了IEC 61131标准中的1～4部分，我国在1995年11月发布了GB/T 15969-1/2/3/4（等同于IEC 61131-1/2/3/4）。

③S7-400FH冗余切换式I/O配置　设备需要带安全性保护的PLC来控制，CPU一侧采用容错技术，配置如下：两个带F运行许可证的CPU417-4，两条PROFIBUS-DP通信线，两个有两块IM153-2FO（冗余）的ET200M，和冗余设计的安全型信息模块，如果其中的1个CPU，1条PROFIBUS-DP通信线，1套安全型信号模块或1个ET200M出现故障，系统还能继续工作，在S7-400F/FH自动化系统中要使用标准模块，但是它们不能与ET200M一起使用。

1.10　多CPU处理

多CPU处理运行是指在S7-400中央机架上，*多4个具有多CPU处理能力的CPU同时运行。这些CPU自动地、同步地变换其运行模式。也就是说它们同时启动，同时进入STOP模式，这样可以同步地执行控制任务。

多CPU处理适用于以下情况：对于一个CPU来说用户程序太长，或者存储空间不够，需要将程序分配给多个CPU执行。如果整个系统由多个不同的部分组成，并且这些部分可以很容易地彼此拆开并可以单独控制，则各CPU分别处理不同的部分，每个CPU访问分配给它的模块。