從PLC構(gòu)造與功能上分類，S7-400PLC可以分為標(biāo)準(zhǔn)型(S7-400)、冗余型(S7-400H)、故障安全型(S7-400F/FH)三種基本類型，適用于不同場(chǎng)合的控制。

  ①標(biāo)準(zhǔn)型 PLC 標(biāo)準(zhǔn)型(S7-400)是S7-400系列中的常用產(chǎn)品，它可以適用于絕大多數(shù)對(duì)安全性能無(wú)特別嚴(yán)格要求的一般控制場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)型PLC可以實(shí)現(xiàn)除特殊安全要求外的全部功能，產(chǎn)品涵蓋S7-400的全部系列，其品種最多、規(guī)格最全。

  同S7-300系列一樣，標(biāo)準(zhǔn)型S7-400PLC的性能通過(guò)CPU模塊的不同型號(hào)CPU (CPU412、CPU414、CPU416、CPU417)進(jìn)行區(qū)分，性能差別主要體現(xiàn)在其運(yùn)算速度與存儲(chǔ)器容量上。

  ②冗余型PLC “冗余”型PLC(S7-400H系列)用于對(duì)控制系統(tǒng)可靠性要求極高、不允許控制系統(tǒng)出現(xiàn)停機(jī)的控制場(chǎng)合。所謂“冗余”系統(tǒng)，事實(shí)上是通過(guò)一套在系統(tǒng)正常工作時(shí)并不需要的、完整的“多余”系統(tǒng)作為系統(tǒng)的備件(稱為備用系統(tǒng)或待機(jī)系統(tǒng))，而且，備用系統(tǒng)始終處于待機(jī)狀態(tài)(也稱“熱待機(jī)”)，只要工作控制系統(tǒng)(亦稱為工作系統(tǒng))發(fā)生故障(亦稱為"宕機(jī)")，"備用系統(tǒng)"可以立即投入正常工作，并成為工作控制系統(tǒng)，以保證整個(gè)控制系統(tǒng)連續(xù)、不間斷運(yùn)行(見(jiàn)圖2-73)。

  在備用系統(tǒng)投入工作期間，可以對(duì)故障系統(tǒng)進(jìn)行整機(jī)維修、更換等處理，維修結(jié)束后再裝入系統(tǒng)，并成為新的“備用系統(tǒng)”。

  "冗余'系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上可以采用兩套完整的PLC控制系統(tǒng)，也可以是將一個(gè)機(jī)架分割為兩個(gè)區(qū)域，并安裝兩套模塊(包括CPU、I/O等)，兩個(gè)CPU間采用"跟蹤電纜"(一般為光纜)進(jìn)行連接，并通過(guò)PLC的切換指令實(shí)現(xiàn)工作系統(tǒng)與備用系統(tǒng)間的切換(參見(jiàn)圖2-74)。

  “冗余”的設(shè)計(jì)規(guī)?？纱罂尚。瑢?duì)于現(xiàn)場(chǎng)控制PLC可以是整機(jī)“冗余”(包括電源、CPU、基板、全部安裝模塊，參見(jiàn)圖2-75)，也可以是僅僅對(duì)重要模塊(如CPU、電源模塊等)采用“冗余”(參見(jiàn)圖2-76)。對(duì)于大型、復(fù)雜控制系統(tǒng)，為了提高可靠性，可以在系統(tǒng)中多層次、重復(fù)使用"冗余"設(shè)計(jì)的方式，如同時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信PLC、現(xiàn)場(chǎng)控制PLC、現(xiàn)場(chǎng)控制PLC中的關(guān)鍵模塊(如CPU模塊、電源模塊)等進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。

  “冗余”系統(tǒng)必須使用S7-400H系列冗余CPU模塊，其外形如圖2-77所示。PLC“冗余”系統(tǒng)的組成應(yīng)包括如下基本組件：a.2個(gè)S7-400H系列CPU模塊;

  b.2套安裝CPU模塊的機(jī)架，或者是一個(gè)可以分割為2個(gè)相同區(qū)域的機(jī)架;

  c.根據(jù)“冗余”的需要，配置、選擇需要的其他模塊(如I/O模塊、擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，分布式I/O模塊、通信接口模塊與通信線路等)。

  PLC系統(tǒng)中的1/O模塊(或功能模塊、通信模塊等)，根據(jù)冗余系統(tǒng)的要求可以選擇"單通道配置"(也稱單邊配置或常規(guī)配置)與"雙通道切換配置"兩種不同的形式。

  所謂單通道配置是指PLC系統(tǒng)中只安裝有一套1/O模塊，在2個(gè)CPU模塊中定義同樣的I/O地址，CPU信號(hào)通過(guò)"跟蹤電纜"同時(shí)傳送到2個(gè)CPU模塊上，2個(gè)CPU模塊同時(shí)同步運(yùn)行用戶程序，一旦工作CPU發(fā)生故障，即退出運(yùn)行，同時(shí)由備用CPU接管I/O控制權(quán)。此種方式可以用于系統(tǒng)CPU需要不間斷工作，但CPU模塊可以滿足系統(tǒng)安全、可靠性要求的場(chǎng)合。所謂雙通道切換配置，是指PLC系統(tǒng)中同時(shí)安裝有2套CPU 模塊，輸入/輸出信號(hào)同時(shí)連接到2套PLC中，2個(gè)CPU模塊同時(shí)同步運(yùn)行用戶程序。但是，實(shí)際輸出只受其中一個(gè)CPU模塊的控制(工作CPU)，另一個(gè)CPU處于“熱待機(jī)”狀態(tài)(備用CPU)。一旦工作系統(tǒng)發(fā)生故障，其全部模塊均退出運(yùn)行，同時(shí)由備用系統(tǒng)接管對(duì)系統(tǒng)的控制。此種方式可以用于系統(tǒng)CPU需要不間斷工作，而且對(duì)I/O模塊可靠性要求特別高的場(chǎng)合。

  ③故障安全型PLC S7-400系列故障安全型包括S7-400F與S7-400FH兩種規(guī)格。

  a.S7-400F為故障安全型PLC，其CPU模塊上安裝有經(jīng)德國(guó)技術(shù)監(jiān)督委員會(huì)認(rèn)可的基本功能塊與安全型1/O模塊參數(shù)化工具.

  故障安全型CPU可以通過(guò)自檢、結(jié)構(gòu)檢查、邏輯順序流程檢查等措施，進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程的故障診斷與檢測(cè)。它可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)立即進(jìn)入安全狀態(tài)或安全模式，以確保人身與設(shè)備的安全。

  b.S7-400PH為故障安全冗余型PLC，它兼有故障安全與冗余兩方面的功能，可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)立即切換PLC，在確保人身與設(shè)備的安全的基礎(chǔ)上使設(shè)備保持連續(xù)、不間斷地運(yùn)行。

  S7-400F/FH系列安全型PLC可以用于具有如下安全要求的場(chǎng)合：

  a.安全要求達(dá)到DINV19250/DINVVDE0801 AKl～AK6標(biāo)準(zhǔn);

  b.安全要求達(dá)到IEC61508 SIL1～SIL3標(biāo)準(zhǔn);c.安全要求達(dá)到EN 954-1標(biāo)準(zhǔn)。

  安全型PLC程序的設(shè)計(jì)需要“S7-F系統(tǒng)”編程工具軟件，并且在如下軟件下才能運(yùn)行：

  a. STEP7 V5.1或更高版本;

  b. CFC V5.0 Service Pack3或更高版本;

  c. S7-SCLV5.0或更高版本;

  d. S7H V5.1或更高版本。