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S7-400 通信SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项：
组合多点 MPI 接口和 DP 主站，可集成到所有 CPU 中：
用于连接编程器/PC、HMI 系统、S7-200 和 S7-300 系统以及其它 S7-400 系统。附加 PROFIBUS DP 接口，可集成到多个 CPU 中，用于经济、高效地连接分布式 I/O 系统，例如 ET200。
PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于连接到分布式 I/O 系统或与其它控制器和 PC系统通信。
通信处理器，用于连接到 PROFIBUS 总线系统和工业以太网。
通信处理器，用于功能强大的点到点连接。
通过 PROFIBUS DP 进行过程通信
通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可选），可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到PROFIBUS DP。
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接：
SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
SIMATIC C7（通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）
配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIBUS DP 运行的 PG 和OP 功能。
以下设备可作为从站连接：
分布式 I/O 设备，例如 ET 200
现场设备
SIMATIC S7-200、S7-300
C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
SIMATIC S7-400（仅通过 CP 443-5）
通过多点接口 (MPI) 实现数据通信
多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400 的 CPU 中的通信接口。
它用于：
编程和参数设置
操作员控制和监视
建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑
可选择的连接选项：
MPI 可以实现多 32 个节点的连接：编程器/PC
HMI 系统
S7-200（作为从站）
S7-300
S7-400
C7
内部通信总线（C 总线）；
通过 S7-400 的 C 总线以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以寻址带有 C总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的模块。通过接口模块，可将多 6 个扩展单元连接到 C总线。MPI 的性能数据：
多 32 个 MPI 节点
数据传输速率高达 12 Mbps
灵活的安装选件：
使用性能可靠的组件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12Mbps)。
可使设计能够地适应要求。例如，任意两个 MPI 节点之间多可以串入 9 个中继器以连接更大距离。DP 主站：
也可将 S7-400 的 MPI 组态为 DP 主站。可以连接多达 32 个 DP 从站，传输速率高 12Mbps。从而保留编程功能和人机界面功能。
通过 CP 实现数据通信（点到点）
通过 CP 441 通信处理器，可以实现功能强大的点到点连接。
可连接各种设备，例如：
PC
SIMATIC S5/S7
工业 PC
其它厂商的 PLC
扫描仪、读码器、识别系统
机械手控制装置
打印机
可变接口：
通过可更换的接口模块，可以使用不同传输介质进行通信：20 mA (TTY)
RS 232C (V.24)
RS 422/485
通过 CP（PROFIBUS 或工业以太网）实现数据通信
通过 CP 443-x 通信处理器，可以将 SIMATIC S7-400 连接至 PROFIBUS和工业以太网总线系统。
例如包括：
SIMATIC S7-200（通过 PROFIBUS）
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
编程设备
PC
SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统
数控装置
驱动控制装置
其它厂商的设备
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。
中央功能采用冗余设计。可将 I/O 组态为常规可用性型和切换型。
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模块可插到中央控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。
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。
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。在网管型组态中运行的 I/O模块只能插到 ET 200M 分布式 I/O 设备中。
通过 PROFIBUS DP 连接到中央控制器。
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。
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为同一类型和设计形式（例如，均为集中式或均为分布式）。对插槽没有规定。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。所需的程序与配有冗余FM/CP 的单个 CPU 的程序一致。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。
故障安全型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同组态：
单通道、单侧 I/O，用于 S7-400F
工厂需要使用故障安全型控制器。无需容错。需要下列部件：
1 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
1 条 PROFIBUS DP 总线。
带有 IM 153-2 的 ET 200M。
故障安全信号模块，采用非冗余设计。
发生故障时，I/O 不再可用。故障安全信号模块被禁用。
单通道、网管型 I/O，用于 S7-400FH
工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧需要有容错功能。需要下列部件：
2 个 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 许可证。
2 条 PROFIBUS DP 总线。
1 个 ET 200M ，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障，控制器仍保持可用。在故障安全信号模块或 ET 200M出现故障时，I/O 不再可用。故障安全信号模块被禁用。
冗余、网管型 I/O，用于 S7-400FH
工厂需要使用故障安全型控制器。CPU 侧和 I/O 侧需要容错功能。需要下列部件：
2 个 ET 200M，带 2 个 IM 153-2（冗余）。
故障安全信号模块，冗余设计。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线、故障安全信号模块或 ET 200M出现故障时，控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自动化系统中，也可以使用标准模块。这些设备不能与故障安全模块在同一个 ET 200M中一起使用。
通信
中央控制器和 ET 200M 之间的安全相关通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 实现的。通过专门开发的PROFIBUS行规 PROFIsafe，可以在标准数据帧中传输带有安全功能的用户数据。无需附加的硬件组件，如专用安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可以作为一个软件模块装载到CPU 中。
安全保护装置的安全等级
在 ET 200M 中使用安全保护装置具有以下优势：
可以使用铜质总线电缆来建立 PROFIBUS DP 总线。没有必要使用光纤电缆。
每个 IM 153-x 都可以使用。
在一个 ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信号模块和 S7-300 标准模块。
安全等级达到 SIL 2 时，无需使用安全保护装置。
功能
S7-400大量功能可支持用户对 S7-400 进行编程、调试和维护：
高速指令执行。
用户友好的参数分配
人机界面：
S7-400 的操作系统中集成了用户友好的 OCM 服务。诊断功能和自检：
CPU 的智能诊断系统可连续检查系统功能并记录错误和特定系统事件。密码保护。
模式开关。
系统功能
SIMATIC S7-400 符合以下国内和：
CE 认证
UL 认证
CSA 认证 或 cULus 认证
FM 认证
ATEX 认证
C-Tick、EMC 标记，适用于澳大利亚和新西兰
IEC 61131-2
船级社的船用认证
ABS（美国船级社）
BV（法国船级社）
DNV（挪威船级社）
GL（德国劳氏船级社）
LRS（英国劳氏船级社）
Class NK（日本船级社）
有关详细信息，请参见手册《S7-400 自动化系统 S7-400 模块技术规格》。
设计
S7-400 系统可方便地构建为模块化系统。S7-400 的一个突出特点是其无需风扇即可稳定运行，支持信号模块热插拔。
S7-400 设计简洁，使用灵活，操作极为方便：
模块安装十分简单。
背板总线集成在安装机架中。
模块更换简单，不会将模块相互混淆
成熟可靠的连接技术
TOP Connect 连接方式：
通过 1 芯到 3 芯接头和螺钉型或弹簧型端子进行预接线。规定的安装深度：
所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。小限度的插槽规则
通信
CPU 和通信处理器支持以下通信类型：
过程通信；
通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）对 I/O模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行级调用过程通信数据通信；
在自动化系统之间或 HMI 与多个自动化系统之间
进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。
数据通信
SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制：
通过全局数据通信 (GD) 实现联网的 CPU 之间的数据包循环交换。
通过通信功能进行事件驱动型通信。
通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。
全局数据 (GD)
通过使用“全局数据通信”服务，联网的 CPU 可以通过 MPI 相互循环交换数据（多 16 个 GD 包，GD包的大大小为每个循环各含 64 字节）。例如，CPU 可以访问另一个 CPU 的数据/位存储器/过程映像。若网络上连接有S7-300，则数据交换限制为大 22 字节。全局数据通过 MPI 进行通信。使用 STEP 7 中的 GD 表进行组态。在分段式CR2 安装机架中，两个 CPU 可以使用 GD 并通过 C 总线通信。
通信功能
通过系统内集成的块，可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。
这些服务包括：
通过 MPI 和 PROFIBUS S7 进行的 S7 基本通信。
通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。
通过可加载的块，可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。
通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通信。
通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通信（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信）。
与全局数据不同的是，必须建立通信连接才能实现通信功能。
集成到 IT 环境中
通过 S7-400，可方便地将现代 IT 环境与自动化环境链接。使用插入式 CP 443-1Advanced，可以实现下列功能：
使用任何 HTML 工具创建自己的 Web 页面。方便地将 S7-400 的过程变量分配给 HTML 对象。
使用标准浏览器并通过这些 Web 页面监控 S7-400。
通过 FC 调用，从S7-400 的用户程序发送电子邮件。
由于 TCP/IP 的 WAN 功能，支持远程编程，通过电话网络（如 ISDN），也支持。
带有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 服务器。可以使用标准 Web 浏览器读出S7-400 站的信息：
CPU 常规信息
诊断缓冲区的内容
变量表
变量状态
模块状态
消息
有关工业以太网的信息
OUC 连接诊断
PROFINET 节点拓扑
通过用户定义的 Web 页面显示过程数据和用户数据
Web 服务器机制中提供有数据安全机制，可以使用用户权限并支持 HTTPS 协议。
等时同步模式
通过等时同步模式系统功能，可通过连接到等时同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环，以实现：
分布式信号采集
信号传输
程序执行
创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来捕捉并处理输入和输出信号。创建了前后一致的部分过程图像。
借助于恒定总线周期时间和分布式 I/O 同步信号处理，S7-400 可确保重现定义的的过程响应时间。
提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。
在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-400还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现高精度和可重现性。这意味着可在提供佳且恒定的质量的提高产量。
在运行模式下更改硬件组态（运行时组态，CiR）
通过 SIMATIC S7-400，在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改，不会影响生产的进行。选项包括：
增加分布式 I/O 节点（PROFIBUS DP 或 PA 从站）
在 ET 200M I/O 系统中增加模块并重新设置参数。
CiR（即运行时组态）功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换，从而降低设备调试和重新装备的时间。通过该系统功能，还可以灵活响应工艺的变化（例如，工艺的优化），因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。
模块的诊断和过程监控
SIMATIC S7-400 的众多输入/输出模块具有智能功能：
监控信号采集（诊断）
监控来自过程的信号（硬件中断）
诊断
智能诊断系统可用来确定模块的信号采集（对于数字量模块）或者模拟量处理（对于模拟量模块）是否正常工作。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：
可参数化的诊断消息：
仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。不可参数化的诊断消息：
这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。
如果某个诊断消息处于激活状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断错误中断块 (OB82)。通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。
