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通顺性

要求(demand)所设计(Design)的临沧西门子S7-300模块代理商程序通顺性要好。这不仅便于程序设计者加深对程序的理解，便于调试，而且，还要便于别人读懂你的程序，便于使用(use)者维护（Maintain）。必要时，也可使程序推广（generalize）。要使程序可读性好，所设计的程序就要尽可能（maybe)清晰。要注意(attention)层次(机构的等级)，实现模块化，以至于用面向对象的方法(method)进行设计。要多用一些标准的设计。

2.6 输出接线

    （1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。  

    （2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。  

    （3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。  

    （4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。  

    （5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。  

    此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。  

    交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

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设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. 大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3. 力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标

具有冗余设计的高可用型自动化系统。

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。

冗余的集能。

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。

热备用：发生故障时，可自动切换到备用设备。

采用两个独立机架或一个分开的中央设备的配置

通过冗余 PROFIBUSDP 和/或 PROFINET 来连接切换式 I/O。

应用

在自动化技术的许多领域中，有关可用性、自动化系统故障安全的要求一直在提高。在许多领域，设备停机可能造成极为高昂的费用。这里，只有冗余系统才能满足其可用性要求。

SIMATIC S7-400H所具有的容错性可以满足这些要求。即使在一个或多个故障导致部分控制器失灵时也能继续运行。因此实现了其可用性，这样 SIMATICS7-400H 及其适合用于以下应用领域：

控制器故障后，过程重新启动将会导致很高成本（通常在过程工业中）。

停机时间很宝贵的过程。

涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。

无人监管的应用。

涉及减少维护人员的应用。

订货数据

S7-400H 部件订货数据可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH"下的相应模块找到。

设计

SIMATIC S7-400H 由以下组件组成：

2 个中央控制器：
2 个单独的 UR1/UR2 中央控制器，或一个分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。

每个中央控制器有 2 个同步模块，用于通过光缆连接两个设备。

每个中央控制器 1 个 CPU 412-5H、1 个 CPU 414-5H、1 个 CPU 416-5H 或 1 个 CPU417-5H。

中央控制器中具有 S7-400 I/O 模块。

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。

核心功能始终采用冗余设计。

I/O 可以组态为普通型或网管型。

普通型 I/O（单侧组态）

在单侧组态中，I/O 模块为单通道设计，并且仅由两个中央控制器中的一个进行寻址。单侧 I/O 模块可插入

中央控制器和/或

扩展单元/分布式 I/O 设备

。

如果寻址 I/O 的设备正常工作，则从一侧读取的信息始终可供两个中央控制器使用。发生故障时，受影响的中央控制器的 I/O模块将停止工作。

使用单侧组态：

不需要很高可用性的工厂部分。

用于连接基于用户程序的冗余 I/O。此时，系统必须对称设置。

高可用性（网管型组态）

在网管型组态中，I/O 模块为单通道设计，但由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUS DP 寻址。网管型 I/O模块可插入

ET 200M 分布式 I/O 设备

I/O 冗余

操作系统版本 V3.1 或更高版本支持 I/O 冗余。

冗余 I/O 模块成对冗余组态。使用冗余 I/O 可以实现极大的可用性，因为通过这种方式，可以承受 CPU、PROFIBUS或信号模块出现故障。

只有通过 PROFIBUS DP 连接的系统，才支持系统侧冗余 I/O。如果要操作连接到 PROFINET 的 I/O模块，可以通过用户程序完成。

组态选项

支持以下组态：

单侧 DP 从站采用冗余 I/O

网管型 DP 从站采用冗余 I/O

合适的 I/O 模块

相互冗余的模块必须具有相同的类型和设计（例如，都是集中式或都是分布式）。对插槽没有规定。但是，出于可用性原因，建议在不同的站中使用。关于可以使用的模块，请咨询系门子客户支持部门或参阅相关手册。

FM 和 CP 冗余

功能模块 (FM) 和通信处理器 (CP) 可以在两种不同的组态中冗余使用：

网管型冗余组态：
FM/CP 可以双重连接到单独的 ET 200M 或一个网管型 ET 200M。

双通道冗余组态：
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（参见单侧组态）。

模块冗余以不同的方式实现：

由用户编程：
在功能模块和 SIMATIC CP 上，冗余功能通常可由用户编程。确定活动模块并检测可能的故障以启动切换。所需程序对应于具有冗余FM/CP 的单个 CPU 的程序：

操作系统直接支持。
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"部分。

功能容错通讯

带有容错通信功能的SIMATIC提供了一种新的通信类型，该通信类型具有以下特点：

可用性更高：
发生故障时，凭借其多达4个的冗余连接，可以继续通信。必要的切换工作对于用户来说是透明的。

工作简单；
容错处理对于用户也是透明的。可使用用于标准通讯的用户程序，无需修改。冗余功能的定义仅需在参数化阶段就可以完成。

容错通讯目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。对于 PC 来说，需要使用 Redconnect软件包（参见“SIMATIC NET 通讯系统"）。

取决于对可用性的需求，可以使用不同的组态选项：

单一总线或冗余总线。

线型拓扑和环型拓扑总线。

运行模式

CPU417-4H、CPU414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系统可自主执行 S7-400H的所有必要附加功能：

数据交换

故障响应（控制转换给备用设备）

两个子设备的同步

自检

冗余原理

S7-400H的工作符合“热备份"模式的主动冗余原理（支持故障发生时的无重启自动切换功能）。根据该原理，在运行期间，两个子单元都处于工作状态。当故障发生时，未出现故障的设备将独立地接管过程控制。

为了确保平稳的控制接管，必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。

在控制转移期间，设备自动地使用

相同的用户程序

相同的数据块

相同的过程图像内容

相同的内部数据，例如定时器、计数器、位存储单元等

这意味着，这两个设备的更新操作始一样，并可以在出现故障时独立地继续执行控制功能。

I/O工作于冗余模式时，其结果将是：

在没的工作期间，两个模块均处于工作状态，即，在存在冗余输入的情况下，例如通过两个模块读入的共用传感器（也可以设置两个传感器）的信号，会对其结果进行比较，以将一致性的值提供给用户以进一步处理。对于冗余输出来说，由用户程序计算出的值通过两个模块来输出。

如果出现了故障，例如输入模块中有一个或者两个均出现了故障，则不再寻址故障模块，且对故障进行报告处理，此后，仅使用未出现故障的模块继续工作。联机修理工作完成之后，又可以寻址两个模块。

对于无重启切换，必须实现两个子单元的同步。

S7-400H采用“事件驱动同步"技术。

同步操作伴随着导致两个子单元内部状态出现差异的每个事件而进行。这些事件的发生情况例如有：

直接访问 I/O

中断、报警

更新用户时间，或

使用通信功能更改数据。

同步由操作系统自动完成，程序编制期间无需处理。

S7-400H 可执行大量自检。这涉及到以下部分的检测工作：

中央控制器的连接。

制用于测试、测量和控制等平台。NI提供PCI和PXI插入式运动控制器，以及NIC系列驱动和用于NICompactRIO的驱动接口模块。工程师使用NILabVIEW、功能齐全的控制器、完整的仪器驱动和电机创建运动控制程序，开发速度更快，成本更低。NI提供两种截然不同的运动控制架构(见“架构"部分)，两种架构使用的控制器和软件都不尽相同。使用NI插入式运动控制器的应用程序通过NI-Motion驱动和NIMotion助手编程；使用NI实时控制器和NIFPGA终端的应用程序通过LabVIEWNISoftMotion模块编程。NI7330、7340、7350、7390系列PCI和PXI板卡是基于数字信号处理的运动控制器，通过NI-Motion驱动程序使用LabVIEW编程。NI插入式运动控制器可用于2-8轴的步进和伺服电机控制。可在Windows或LabVIEWReal-Time系统上使用这些控制器，将控制器集成至NIDAQ设备实现高速自动测试系统。这些板卡也与可重配置交互式运动原型工具MotionAssistant兼容。可以通过串行口或USB口与上位机交换信息。类似Basic的结构语言Mint，通俗易懂，功能强大，你只需花几分钟，就可以完成一组很复杂的运动。BALDOR运动控制卡以其简单易用、功能强大深受用户好评，目前已广泛应用于激光雕刻、数 控机床、包装机械、半导体制造等相关领域。立式运动控制卡，BaldorES是一款性价比很高的6轴(2轴伺服和4轴步进、数字伺服或6轴步进、数字伺服)独立式运动控制卡，既可以独立运行，也可以通过USB口或串行口与上位机交换信息

    1·在硬件方面：

    PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且，CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。

    PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。

    在机械结构设计与制造工艺上，为使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度，有的PLC可高达80--90度。

    有的PLC的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。一旦工作主机出现故障，热备的可自动接替其工作。

    还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作，终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到*。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。