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S7-400H是按冗余方式设计的，主要器件都是双重的，可以在事件发生后继续使用备用的器件。设计成双重器件的有中央处理器CPU、电源模块以及连接两个中央处理器的硬件。用户可以自行决定系统是否需要更多的双重器件，以增强设备的冗余性。
2. S7-400H的结构
b.开关量输出地址的分配。CPU模块集成的输出点为10点，占用2个字节。其中，Q0.0～Q1.1为物理输出，可以连接外部输出信号;Q1.2～Q1.7为CPU模块占用的多余输出，不可以连接外部输出信号，也不能分配给后续单元，但在PLC编程时可以作为内部标志位使用。
从CPU模块向右，PLC安装的第一个具有输出点的扩展模块为4/4点输入/输出混合模块，同样需要占用1个字节的输出地址，地址从Q2.0开始进行分配。其中，Q2.0～Q2.3为物理输入，可以连接外部输出芯号;Q2.4～Q2.7为CPU模块占用的多余输出，不能再分配给后续单元，但在PLC编程时同样可以作为内部标志位使用。
PLC安装的第2个具有输出点的扩展模块为8点输出模块，占用1个字节的输出地址，地址从Q3.0开始进行分配，无多余输出。
S7-400H由两个子系统组成，典型的结构是使用分为两个区(每个区9个槽)的机架UR2H，每个区可以视为一个中央控制器，也可以使用两个独立的中央控制器(即中央机架)UR1/UR2。每个中央控制器有一块具备容错功能的CPU414-4H或CPU417-4H，一块PS407冗余(Redundant)电源模块。同步子模块用于连接两个中央处理器，它们放置在中央处理器内部，并由光缆互连。
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模拟量模块以通道为单位，一个通道占一个字或两个字节的地址。S7-300为模拟量模块保留了专用的地址区域，字节地址范围为IB256~767。一个模拟量模块*多有8个通道，从256号字节开始，S7-300给每一个模拟量模块分配16B(8个字)的
地址。M号机架的N号槽的模拟量模块的起始字节地址
128×M (N-4)×16 256
信号模块组态时，将会根据模块所在的机架号和槽号，按上述的原则自动地分配模块的默认地址。硬件组态窗口下面的硬件信息显示窗口(见图2-25)中的“I地址”列和“Q地址”列分别是模块的输入和输出的起始和结束字节地址。例如图2-25中数字量输入模块的地址为IBO和IB1，数字量输出模块的地址为QB4和QB5。
在模块的属性对话框的“地址”选项卡中，用户可以修改STEP7自动分配的地址，一般采用系统分配的地址，因此没有必要死记上述的地址分配原则。但是必须根据组态时确定的I/O点的地址来编程。
每个中央控制器上有S7 I/O模块，中央控制器也可以有扩展机架或ET200M分布式I/O。中央功能总是冗余配置的，I/0模块可以是常规配置、切换型配置或冗余配置。
若要提高供电的冗余能力，每个子系统可以采用冗余供电的方式。在这种情况下需使用PS407或PS405冗余电源模块，输出电流为10A。
通过冗余的PROFIBUS-DP网络连接ET200M(见图2-14)，冗余接口由两个标准IM
153-2 总线模块组成。可以通过一个冗余 DP/PA链接器连接PROFIBUS-PA 网络，也可以通过Y形链接器在冗余PROFIBUS中连接非冗余设备。
S7-400H可以使用系统总线(例如工业以太网)或点对点通信，从简单的线性网络结构到冗余式双光缆环路。S7的通信功能完全支持PROFIBUS或工业以太网的容错通信。
出现通信故障时，通过*多4个冗余连接，使通信继续下去。切换过程不需要用户编程，在参数设置时建立冗余功能，用户的通信程序与标准通信程序一样。S7-400H和PC支持冗余通信，PC冗余需要有连接程序软件包。由于对冗余的要求不同，网络可以配置为冗余的或非冗余的总线，可以是总线型或环形结构。
3. S7-400H 冗余控制 PLC的工作原理
CPU 417H的操作系统自动地执行 S7 -400H需要的附加功能，包括数据通信、故障响应(切换到备用控制器)、两个子单元的同步和自检功能等。
结构(STRUCT)是在数据块的声明视图方式或在逻辑块的变量声明表中与别的变量一起定义的，但是UDT必须在特殊的数据块内单独定义，并单独存放在一个数据块内。生成UDT后，在定义变量时将它作为一个数据类型来多次使用，例如在变量声明表中定义一个变量，其数据类型为UDT1，名称为ProData(见图4-10)。由该例可以看出，UDT在数据块中的使用方法与其他数据类型(例如INT)是一样的。
UDT可以在逻辑块(FC、FB和OB)的变量声明表中作为基本数据类型或复杂数据类型来使用，或者在数据块(DB)中作为变量的数据类型来使用。
要访问数据块Heater中数据类型为UDT1的结构ProData中的元素AMOUNT，其符号地址为“Heater”.ProData.AMOUNT。
可以将具有用户定义数据类型的变量作为参数来传递。如果在块的变量声明表中，声明形参的数据类型为UDT1，在调用块时应使用具有相同数据类型的变量来传递参数。在调用块时也可以将用户定义数据类型中的元素赋值给同一类型的形参。
用户定义数据类型也可以用来作为生成具有相同数据结构的数据块的摸板。
S7-400H采用“热备用”模式的主动冗余原理，在发生故障时，无扰动地自动切换。无故障时两个子单元都处于运行状态，如果发生故障，正常工作的子单元能独立完成整个过程的控制。为了保证无扰动切换，必须实现中央控制器链路之间的快速、可靠的数据交换。两个控制器必须使用相同的用户程序，自动地接收相同的数据块、过程映像和相同的内部数据。这样可以确保两个子控制器同步地更新内容，任意一个子系统出现故障时，另一个可以承担全部控制任务。
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