6ES7317-6TK13-0AB0技术参数
概述
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族**能更为强大的 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
• 全面的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行更佳调整
• 可实现分布式结构，适用十分灵活
• 连接方便
• 更优通信和联网功能
• 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。可以为每个 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，可以使用优质语言（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。
S7-400H
• 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**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
• 基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用
• 隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。
应用
S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到性能范围内功能强大的 PLC。
SIMATIC S7-400 具有模块化、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，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，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模块。
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，设备停机会产生*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
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。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。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。
通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
设计
SIMATIC S7-400 有多个型号：
• S7-400：
中、性能的功能强大的 PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。
• 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，这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件：
• 电源模块 (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，更多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将更多 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/输出的信号模块 (SM)
• 通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
• 功能模块 (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模块。
根据具体要求，也可使用下列模块：
• 接口模块 (IM)：
用于连接*控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的*控制器可带有更多 21 个扩展单元运行
在低压电气系统进行配电和电气传动的设备广泛应用的今天，低压配电和电气传动系统的设计显得尤为重要。而各种原因往往会忽视一些技术细节问题，这些技术细节不仅关系到电气系统的合理构建，还与电气系统的长期正常使用以及设备成本密切相关。因此要做到设计合理并为用户节约投资，就需要注重低压电气设计的各个技术细节，减少设计缺陷。本文将在日常从事低压电气检测工作中发现的一些技术细节问题整理出来，并进行简要的分析，与大家共同交流。
1.正确进行计算负荷
在低压配电设计中，计算负荷是一个重要的基本概念。计算负荷是一个假象的恒定持续性负荷，它是实际负荷的一个温升等效负荷，计算负荷不是实际负荷。通过计算负荷，可以从热效应的角度判别不同负荷对电力系统产生的负担的轻重。负荷计算常用的方法包括需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积法及单位指标法等，其中需要系数法、二项式法较为常见。在负荷计算时应特别注意以下事项：
(1)为选择变压器而进行负荷计算时，备用设备的容量不要算入计算负荷中。备用设备是工作设备的备用机(如备用水泵)，一般是不会和工作设备同时运行的。把备用设备的容量也纳入计算负荷等于重复计入了设备容量。
(2)检修设备和消防设备的用电可不计算负荷重。这是因为在使用检修设备和消防设备时，会人为停止一部分工作设备和切除一部分非消防用电，只要切除的用电负荷超过了检修设备和消防设备的用电，在选择变压器时就不必计入检修设备和消防设备负荷。
(3)进行负荷计算时，要特别注意用电设备较少以及存在一定数量较大负荷的情况。如果计算分组中的用电设备数量不大于3 台，则应以这些设备的额定功率之和作为分组的计算负荷。如果用电设备组中存在一定数量的较大负荷，在进行负荷计算时要重点考虑这些较大负荷的影响，此时，推荐采用二项式法进行负荷计算。
2.低压电气系统的接地
低压电气接地系统分电力系统的工作接地和用电设备外露导电部分的保护接地。接地系统分为TN、TT和IT三种类型，其中应用较多的TN系统又细分为TN-S、TN-C-S和TN-C三种类型。不少设计人员认为必须在变压器室将变压器N接线柱进行接地才能构成TN-S系统，如果在低压配电室受电开关柜处进行N线接地就只能构成TN-C-S系统了。其实，当变压器室紧邻低压配电室以及中性线截面足够大(不小于相线的一半)的情况下，TN-S和TN-C-S几乎没有区别。这是因为当变压器室紧邻低压配电室、且中性线截面不小于相线的一半时，这段N线导体上的任意一点都可以看作是等电位点，因而在低压配电室受电开关柜处进行N线的接地和在变压器室进行变压器N接线柱接地几乎等同。此时，构成的接地系统仍然是TN-S系统。在低压配电室受电开关柜处进行系统的接地，还为施工和零序电流互感器的安装带来了方便，也节约了从变压器室到低压配电室的铜材。
3.固定式低压柜回路设计
目前，在国内许多工程中，固定式低压柜因其结构简单、通风散热好以及造价低廉等优势，日益被用户广泛接受。在进行固定式低压柜设计时应注意以下事项：
(1)为使检修不影响供电，并方便地更换固定式低压柜里的断路器，应在断路器前端加装隔离开关或采用插拔式断路器。同时，为了尽量降低设备投资，相互关联紧密的配电回路宜共用隔离开关。
(2)在选择低压柜内隔离开关时，应注明其使用类别AC-20～AC-23，即无载通断AC-20，通断阻性负载AC-21，通断阻感混合负载AC-22，通断电动机或其他高感负载AC-23。
(3)由于固定式低压柜中的配电或电动机控制回路不像抽屉式低压柜那样具有互换性，因而在固定式低压柜中不要留有电动机控制备用回路，仅仅预留作为将来增加馈出线的配电回路。
4.低压柜内部主母线及其他主回路导体的选择
在进行低压柜的设计时，设计人员往往只在图样上标注低压进线总开关额定电流规格，柜内水平主母线和其他主回路导体的规格，交给低压柜成套厂去选定。但是，在柜内水平主母线和其他主回路导体的规格选择基准上，设计人员和成套厂往往有不同看法。设计人员从用户今后可能的发展考虑，认为低压柜内水平主母线和其他主回路导体的规格应按照低压断路器脱扣器额定电流进行配置选择;而低压柜成套厂从节约铜材的角度考虑，往往按照低压断路器脱扣器整定电流进行配置选择。例如，受电/配电回路选用NSX400断路器，脱扣器额定电流是400A，其长延时脱口整定电流有9档可调，设计整定280A。对成套厂来说，母线或其他导体载流量大于280A即可满足设计要求。但设计人员认为母线或其他导体载流量应按照400A配置，因为脱扣器整定电流可调，若该回路负荷今后有增加，现场只需用重新整定脱扣器即可，而不需要再更换导体。
设计人员应在设计时就选定柜内水平主母线和其他主回路导体的规格。选定的原则是：从变压器二次侧出线到一级配电低压柜(负荷中心柜)的主母线截面，按照变压器的容量来选择;从一级配电低压柜(负荷中心柜)到其他二级配电/控制柜的母线截面按照断路器脱扣器的额定电流来选择;低压柜内部导体也应该按照断路器脱扣器的额定电流来选择