能源管理过程概览
保护环境，提高竞争能力
西门子节能环保型产品线中的节能解决方案和环保技术具有双重优势：对于西门子客户而言，可通过降低能源成本和提高生产效率来增加利润；对于将来几代人而言，有助于保持和改善环境和生活条件。
广泛的环保技术和节能解决方案
从公司的最初阶段开始，西门子就一直提供有助于环境保护和气候控制的产品和解决方案。其中一个例子就是，维尔纳·冯·西门子早在 1873 年就开发出一种消除工厂排放废气中的烟尘的技术。
今天，西门子已拥有一个环保节能型产品线，这些产品融入了经过证明有助于客户实施污染控制的各种技术。其中包括：
与类似解决方案相比能效明显提高的产品与系统，如燃气轮机和蒸汽轮机、低能耗灯泡以及智能楼宇管理系统。
采用可再生能源的系统及其组件，如风力发电站和蒸汽轮机
用来提供清洁用水和更纯净的空气的环保技术
西门子环保节能型产品线覆盖了整个能量转化链 – 从高效率发电和配电，直至电能的使用以及绿色节能技术。每一种产品都在节能方面发挥了作用，比如我们的工业控制产品系列。
SIRIUS 工业控制产品
各种工业控制部件实现完美协调，可最大限度地降低功耗，从而在实现高效节能的系统与应用方面提供被动和主动支持。
SIRIUS 创新产品中的组件具有极低的固有能量损耗。新一代产品预计会将能耗进一步大幅降低平均 10%。这意味着不仅能够节约能源成本，而且还可降低控制柜中的散热量，从而可在控制柜中实现更大的组件密度，降低所需的冷却效率。
SIRIUS 降低了能耗
硬件中断
可以监控过程信号，并且可通过过程中断触发对信号变化的响应。
数字量输入模块：
根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。
模拟量输入模块：
通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。
容错通信
进行高可用性通信时，SIMATIC 将提供以下功能：
更高可用性：
发生故障时，通信可通过最多 4 个冗余连接继续进行。
操作简便；
高可用性对用户来说并不是透明的。可以并经过任何改动而采用标准通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。
S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容错通信。在 PC 上，需要安装 Redconnect 程序包（参见“SIMATIC NET 通信系统”）。
根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：
单一总线或冗余总线。
总线型拓扑或环型拓扑总线。
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要额外功能：
数据交换
故障响应（故障转移至备用设备）
两个子单元的同步
自检
冗余原理
S7-400H 按“热备份”模式下的主动冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于激活状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管过程控制。
为确保平稳接管，必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。
在故障转移期间，设备会自动保留：
相同的用户程序
相同的数据块
相同的过程映像内容
相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等
这意味着，这两个设备始终保持在最新状态，并且可以在出现故障时独立地继续执行控制。
采用冗余 I/O 操作时，这会带来以下结果：
在无故障的运行期间，两个模块均处于激活状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的信号，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。
发生故障时（例如，两个输入模块之一出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障信号，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。
同步
为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。
S7-400H 遵循“时间驱动的同步”工作原理。
每当子单元中发生可能导致不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：
直接访问 I/O
中断、报警
更新用户时间
通过通信功能修改数据
同步是通过操作系统自动进行的，可在编程阶段将其忽略。
自检
S7-400H 可执行大量自检。自检涉及以下方面：
中央控制器的连接
中央处理单元
处理器/ASIC
存储器
报告每个检测到的故障。
启动时自检
启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。
循环操作期间的自检
完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。
组态、编程
S7-400H 的编程与 S7-400 类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。