北京西门子模块授权总代理
智能I/O模块的优点是能完全独立地执行实时任务，减轻了CPU的负担，使CPU能将精力完全集中于更的开环或闭环控制任务上。
（1）S7-400H的使用场合 在许多生产领域中，要求容错和高度可靠性的应用越来越多，某些领域由于故障引起的停机将会带来重大的经济损失，西门子的高可靠性S7-400H容错PLC已有成千上万台在实际中使用，可以满足高度可靠性的要求。S7-400H特别适合于在下列场合使用：
①停机将会造成重大的经济损失；
②过程控制系统发生故障后再启动的费用十分昂贵；
③某些使用贵重的原材料的过程控制（例如制药工业）会因突发的停机而产生废品；
④无人管理的场合或需要减少维修人员的场合。
西门子的S7 Software Redundancy（软件冗余性）可选软件可以在S7-300和S7-400标准系统上运行。生产过程出现故障时，在几秒内切换到替代系统，可以用于水厂水处理系统或交通**系统等场合。
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中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 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有容错功能的CPU414-4H或CPU417-4H，一块PS407电源模块。
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度、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，例如定时器、计数器、位存储器等。这样可以确保两个子控制器同步地更新内容，在任意一个子系统有故障时，另一个可以承担全部控制任务。
S7-400H采用“事件驱动同步”，当两个子单元的内部状态不同时，例如在直接I/O访问、中断、报警和修改实时钟时，就会进行同步操作。通过通信功能修改数据，由操作系统自动执行同步功能，不需要用户编程。
S7-400H对中央控制器之间的链接、CPU模块、处理器/ASIC和存储器进行自检。再启动后每个子单元完整地执行所有的测试功能。自检功能被分为几部分，每个周期只执行部分自检功能，以减轻CPU的负担。
（4）S7-400H冗余控制PLC的编程与组态 容错式连接只需要进行组态，不需要其他专门的编程工作。从用户程序的观点看，S7-400H的作用几乎和标准系统一样。运行容错功能所需的通信功能和同步功能都已经集成在容错CPU的操作系统中，通信连接的监视以及发生故障事件时的自动切换在后台自动运行。在用户程序中完全没有必要考虑这些功能。
S7-400H用STEP7进行组态和编程，完成配置后可以把S7-400H看成一般的S7-400系统。冗余单元的工作由操作系统来监视，出现故障后可以独立地执行切换工作，用STEP7组态时已经将所需信息组态进去，并通知系统。
组态和编程需要可选的H软件包，能在S7-400系统上使用的所有的标准软件工具、工程用软件工具和运行软件工具都可以在S7-400H上使用。
适合标准S7-400系统设计的编程的规则同样适用于S7-400H，用户程序以相同的形式存储在两个中央处理器中，并且被同时执行。
PLC除了主控模块外，还可配接实现各种特殊功能的高功能模块，如A/D模块、D/A模块、高速计数模块、远程通信模块等。
1.2.2 可编程序控制器系统的特点
可编程序控制器能如此迅速发展的原因是由于它具有通用计算机所不及的一些特点。下面是可编程序控制器的主要特点。1.可靠性
对可以维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。可编程序控制器的可靠性高，具体表现在下列方面。
1）与继电器逻辑控制系统比较
与继电器逻辑控制系统比较，可编程序控制器可靠性**的主要原因如下。
（1）可编程序控制器不需要大量的活动部件和电子元件，它的接线也大大减少，与此同时，系统维修简单，维修时间缩短，从而可靠性得到**。
（2）可编程序控制器采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如，冗余设计、掉电保护、故障诊断和信息保护及恢复等，使可靠性得到**。
（3）可编程序控制器有较强的易操作性，它具有编程简单、操作方便、维修容易等特点，因此，对操作和维修人员的技能要求降低，操作和维修人员容易学习和掌握，不容易发生操作失误，从而可靠性得到**。
2）与通用的计算机控制系统比较
与通用的计算机控制系统比较，可编程序控制器可靠性**的主要原因如下。
（1）可编程序控制器是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了经简化的编程语言，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大**，因此可编程序控制器的可靠性较通用计算机控制系统的可靠性有较大**。
（2）在可编程序控制器的硬件设计方面，采用了一系列**可靠性的措施。例如，采用可靠性高的元件；采用**的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的掉电保护；对存储器内容的保护；采用看门狗和其他自诊断措施；便于维修的设计等。
在可编程序控制器的软件设计方面也采取了一系列**系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波；软件自诊断；简化编程语言；信息保护和恢复；报警和运行信息的显示等。
一份用户选用可编程序控制器原因的调查报告指出，在各种选用可编程序控制器的原因中，位的原因是由于可编程序控制器可靠性高的用户达93%，其次才是性能和维修方便等原因。可见，可靠性高是可编程序控制器的主要特点。2.易操作性
可编程序控制器的易操作性表现在下列3方面。
（1）操作方便。对可编程序控制器的操作包括对程序输入的操作和对程序更改的操作。大多数可编程序控制器采用编程器进行程序输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的可编程序控制器，编程器采用CRT屏幕显示，因此程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号、继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT屏上显示，所以可编程序控制器具有操作方便的特点。
（2）编程方便。可编程序控制器有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，梯形图由于与电气原理图较为接近，容易掌握和理解，所以有利于程序的编写和学习。采用布尔助记符编程语言时，由于符号是功能的简单缩写，从而十分有利于编程人员编程。虽然功能表图、功能模块图和描述语句的编程方法应用尚未普及，但是由于它们具有功能清晰、易于理解等优点，正为广大技术人员所接纳和采用，并发挥出更有效的功能特点。
（3）维修方便。可编程序控制器所具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低了。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可根据有关故障信号灯的提示和故障代码的显示，或通过编程器和CRT屏幕的显示，很快找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间。为便于维修工作的开展，有些可编程序控制器的制造厂商提供了维修用的专用仪表或设备，提供了故障树等维修用的资料，有些厂商还提供维修用的智能卡件或插件板，使维修工作变得十分方便。
