概述

16 通道闭环控制模块，可以满足通用的闭环控制任务

适用于温度、压力和流量控制系统

方便用户的在线自适应温度控制

预编程的控制器结构

2 种控制算法

2种型号：

FM 455 C 连续动作控制器

FM 455 S 步进或脉冲控制器

用于执行器的16个模拟量输出(FM 455 C)或32个数字量输出(FM 455 S)



应用

FM 455 闭环控制模块是智能 16 通道闭环控制模块，用于通用的闭环控制任务。

它可用于：

温度控制

压力控制

流量控制

物位控制

可用在下列领域：

通用机械工程

设备制造

工业燃烧炉

制冷和制热装置

食品和饮料工业

橡胶和塑料加工机械

化工和过程工业

玻璃和瓷器

木材和造纸工业。

FM 455 有两种型号：

FM 455 C:做为一个连续动作控制器使用，带16个模拟量输出，用于驱动模拟量执行器

FM 455 S，作为步进或脉冲控制器使用，带32个数字量输出，用于控制动力（集成的）执行器或二进制控制执行器（如电热片和电热管）

FM 455可在SIMATIC S7-400中使用。



设计

用户友好的接线：
通过两个单独的48针前连接器连接传感器和执行器。

LED指示灯:

红色内部故障指示灯

红色外部故障指示灯

绿色LED指示灯，用于显示数字量输入状态

黄色LED指示灯，用于指示后备运行

*测量数据获得：
该模块具有16个模拟量输入，用于获取模拟量值以及扰动变量输入；以及1个额外的模拟量输入，当使用热电偶时作为温度补偿使用。

可以使用不同的编码器：
热电偶、Pt100、电压编码器、电流编码器。

扩展 I/O：

FM 455 C: 16 个模拟量输出用于模拟执行器

FM 455 S: 32 个数字量输出用于动力执行器或二进位控制执行器。

24 VDC 电源，用于外部提供执行器电源。


组态软件包

组态所需的组态软件包包括：

手册

参数赋值屏幕表格

与CPU进行数据交换的标准功能块



功能

FM 455 具有 16 个单独的闭环控制通道。 这些控制器具有以下特点：

预定控制器功能用于：

固定设*控制，

级联控制，

比例控制，

3 组分控制。

模式选择：
自动模式、手动模式、安全运行、跟踪模式和后备模式

采样时间（取决于模拟量输入和补偿输入的分辨率）：

对于 12 位： 20-180 ms

对于 14 位： 100 ms 至 1700 ms（根据使能的模拟量输入）

2 种控制算法：
自动优化温度算法，PID 算法；

用户友好的控制器优化：
温度算法的自动优化功能存储在模块上，并在设*变化量超过 12% 时被自动激活。PID 控制算法是使用组态软件包中的参数化屏幕进行优化的。

后备模式：
万一 CPU 发生故障或 CPU 停止，控制器能连续独立地运行。

扰动变量输入：
模拟量输入除可用于采集实际值外，还可根据需要被用于前馈补偿。

功能块
PID_FM	通过 FM 455 进行闭环控制： FM 455 与用户程序的接口 支持： 修改控制参数、设*、控制输出 操作设*和手动控制输出等 监视实际值和设*值等
FUZ_455	读写所有温度控制器的参数； 传输已识别的控制参数。
FORCE455	FM 455 的调试： 支持对模拟量和数字量输入值进行模拟（强制）
READ_455	支持读取模拟量和数字量输入的值
CH_DIAG	FM 455 的调试： 从模块读取其他通道相关参数
PID_PAR	支持在线修改不能用 FB PID_FM 输入的其他参数
CJ_T_PAR	支持在线修改已参数化的参考温度





带集成自整定功能的温度控制器

带集成自整定功能的温度控制器适用于在达到设*时整个过程具有大约相同温度的受控系统，例如，水浴控制、蒸汽锅炉控制或注塑成型机控制就属于这种情况。

此方法不适用于在达到设*后过程中很大一部分的温度仍会显著变化的受控系统，例如，空气被加热、空气温度被测量的燃烧炉控制就属于这种情况。 当空气温度达到设*时，燃烧炉及其所含气体仍然温度较低。

参数化

可使用一个组态软件包对 FM 455 进行参数化。该软件包包含组态、参数化和调试所需的所有屏幕。

所有屏幕都可获得详细的联机帮助。

安装之后，参数化屏幕可从 STEP 7 来调用。



技术规范

商品编号		6ES7455-0VS00-0AE0	6ES7455-1VS00-0AE0
		SIMATIC S7-400，控制模块	SIMATIC S7-400，控制模块
电源电压
负载电压 L+
●额定值 (DC)		24 V	24 V
●允许范围，下限 (DC)		20.4 V	20.4 V
●允许范围，上限 (DC)		28.8 V	28.8 V
输入电流
从负载电压 L+（空载），值		440mA；典型值370 mA	400mA；典型值330 mA
功耗
功耗，典型值		12 W	10.7 W
数字量输入
数字量输入点数		16	16
输入特性曲线，符合标准 IEC 61131，类型 2		√	√
输入电压
●额定值 (DC)		24 V	24 V
●信号为“0”时		-3 - +5V	-3 - +5V
●信号为“1”时		13 ~ 30 V	13 ~ 30 V
输入电流
●信号为“1”时，典型值		7 mA	7 mA
电缆长度
●屏蔽电缆长度		1,000 m	1,000 m
●非屏蔽电缆长度		600 m	600 m
数字量输出
数字量输出点数			32
短路保护			√；电子式
感性关断电压限制			L+ (-1.5 V)
控制数字量输入			√
输出的分断能力
●灯负载时，值			5 W
负载电阻范围
●下限			240 Ω
●上限			4 kΩ
输出电压
●信号为“1”时的小值			L+ (-2.5 V)
输出电流
●信号为“1”时的额定值			0.1 A
●信号为“1”、0 ~ 60°C 时的允许范围，小值			5 mA
●信号为“1”、0 ~ 60°C 时的允许范围，值			150 mA
●信号为“0”时，剩余电流			0.5 mA
平行切换两个输出
●用于逻辑链接			√
开关频率
●阻性负载时，值			100 Hz
●感性负载时，值			0.5 Hz
●灯负载时，值			100 Hz
电缆长度
●屏蔽电缆长度			1,000 m
●非屏蔽电缆长度			600 m
模拟量输入
模拟量输入点数		16; 具有热电偶或 2 线制连接; 8 具有 Pt 100 或 4 线制连接	16; 具有热电偶或 2 线制连接; 8 具有 Pt 100 或 4 线制连接
电压输入时的允许输入电压（破坏限值），值		20 V	20 V
电流输入时允许的输入电流（破坏极限），值		40 mA	40 mA
输入范围
●电压		√	√
●电流		√	√
●热电偶		√	√
●电阻温度计		√	√
输入范围（额定值），电压
●0 ~ +10 V		√	√
●输入阻抗 (0 - 10 V)		100kΩ	100kΩ
●-1.75 V ~ +11.75 V		√	√
●输入电阻 (-1.75 V 至 +11.75 V)		100kΩ	100kΩ
●-80 mV ~ +80 mV		√	√
●输入电阻（-80 mV ~ +80 mV）		10 MΩ	10 MΩ
输入范围（额定值），电流
●0 ~ 20 mA		√	√
●输入电阻 (0 ~ 20 mA)		50 Ω	50 Ω
●0 ~ 23.5 mA		√	√
●输入电阻 (0 ~ 23.5 mA)		50 Ω	50 Ω
●-3.5 mA ~ +23.5 mA		√	√
●输入电阻(-3.5 mA to +23.5 mA)		50 Ω	50 Ω
●4 mA ~ 20 mA		√	√
●输入电阻 (4 mA ~ 20 mA)		50 Ω	50 Ω
输入范围（额定值），热电偶
●B 型		√	√
●输入电阻（B 型）		10 MΩ	10 MΩ
●J 型		√	√
●输入电阻（J 型）		10 MΩ	10 MΩ
●K 型		√	√
●输入电阻（K 型）		10 MΩ	10 MΩ
●R 型		√	√
●输入电阻（R 型）		10 MΩ	10 MΩ
●S 型		√	√
●输入电阻（S 型）		10 MΩ	10 MΩ
输入范围（额定值），热敏电阻
●Pt 100		√	√
●输入电阻 (Pt 100)		10 MΩ	10 MΩ
热电偶 (TC)
温度补偿
—内部温度补偿		√；可参数设置	√；可参数设置
—用 Pt100 进行外部温度补偿		√；可参数设置	√；可参数设置
特性曲线线性化
●可设定		√	√
—热电偶		B、J、K、R、S 型	B、J、K、R、S 型
—热敏电阻		Pt100 (标准型)	Pt100 (标准型)
电缆长度
●屏蔽电缆长度		200m；80mV 和热电偶时：50m	200m；80mV 和热电偶时：50m
模拟量输出
模拟量输出点数		16
电压输出，具有短路保护功能		√
电压输出，短路电流，		25 mA
电流输出，空载电压，值		18 V
电压输出范围
●0 - 10 V		√
●-10 V ~ +10 V		√
电流输出范围
●0 ~ 20 mA		√
●-20 mA ~ +20 mA		√
●4 mA ~ 20 mA		√
连接执行器
●电压输出，2 线制连接		√
●电流输出，2 线制连接		√
负载阻抗（在额定输出范围内）
●电压输出时，小值		1 kΩ
●电压输出、容性负载时，值		1 µF
●电流输出时，值		500 Ω
●电流输出、感性负载时，值		1 mH
电缆长度
●屏蔽电缆长度		200m；80mV 和热电偶时：50m
输入的模拟值生成
测量原理		集成	集成
积分和转换时间/精度（每通道）
●超限精度（包括符号位），值		14 位；12 位或 14 位，可设定	14 位；12 位或 14 位，可设定
●转换时间（每通道）		16.67ms；12 位:60Hz 时 16 2/3ms，50Hz 时 20ms；14 位:50 和 60Hz 时 100ms	16.67ms；12 位:60Hz 时 16 2/3ms，50Hz 时 20ms；14 位:50 和 60Hz 时 100ms
输出的模拟值生成
稳定时间
●阻性负载时		0.1 ms
●容性负载时		3.3 ms
●感性负载时		0.5 ms
编码器
连接信号编码器
●用于电压测量		√	√
●用于电流测量，作为 4 线制变送器		√	√
可连接的编码器
●2 线制传感器		√	√
—允许静态电流（2 线制传感器），值		1.5 mA	1.5 mA
误差/精度
线性误差（与输入范围有关），(+/-)		0.05 %	0.05 %
温度误差（与输入范围有关），(+/-)		0.005 %/K	0.005 %/K
线性误差（与输出范围有关），(+/-)		0.05 %
温度误差（与输出范围有关）， (+/-)		0.02 %/K
整个温度范围内的工作误差极限
●电压，相对输入范围，(+/-)		±0.6 至 ±1%	±0.6 至 ±1%
●电流，相对输入范围，(+/-)		±0.6 至 ±1%	±0.6 至 ±1%
●电阻温度计，相对输入范围，(+/-)		±0.6 至 ±1%	±0.6 至 ±1%
●电压，相对于输出范围，(+/-)		0.5 %
●电流，相对于输出范围，(+/-)		0.6 %
基本误差极限（运行在 25°C 时）
●电压，相对输入范围，(+/-)		±0.4 至 ±0.6 %	±0.4 至 ±0.6 %
●电流，相对输入范围，(+/-)		±0.4 至 ±0.6 %	±0.4 至 ±0.6 %
●电阻温度计，相对输入范围，(+/-)		±0.4 至 ±0.6 %	±0.4 至 ±0.6 %
●电压，相对于输出范围，(+/-)		0.4 %
●电流，相对于输出范围，(+/-)		0.5 %
f = n x (f1 +/- 1 %) 的干扰电压抑制，其中 f1 = 干扰频率
●小串模干扰（干扰峰值 < 输入范围的额定值）		40 dB	40 dB
●共模干扰 (USS < 2.5 V)，小		70 dB	70 dB
中断/诊断/状态信息
可连接替换值		√；可参数设置	√；可参数设置
集成功能
控制技术
●闭环控制器数量		16; 具有热电偶或 2 线制连接; 8 具有 Pt 100 或 4 线制连接	16; 具有热电偶或 2 线制连接; 8 具有 Pt 100 或 4 线制连接
浮地
浮地控制器
●通道之间		-	-
●通道和背板总线之间		√；光电耦合	√；光电耦合
允许电位差
输入与 MANA (UCM) 之间		2.5 VDC	2.5 VDC
M 和输入之间		75 V DC/60 V AC	75 V DC/60 V AC
隔离
绝缘测试方式		500 VDC	500 VDC
连接方式
所需前连接器		2 x 48 针	2 x 48 针
外形尺寸
宽		50 mm	50 mm
高		290 mm	290 mm
深		210 mm	210 mm
重量
重量，约		1 400 g	1 400 g




功能模块


功能模块
计数	FM 450-1计数器模块
定位	FM451定位模板用于快速移动/爬行速度驱动
	FM452 电子凸轮控制器
	FM 453 定位模块
闭环控制	FM 455 闭环控制模块
	FM 458-1 DP 应用模板

连接类型	（总）电缆长度
本地链路，具有 5-V 电源，通过 IM 460-1 和 IM 461-1 实现	1.5m
本地链路，无 5-V 电源，通过 IM 460-0 和 IM 461-0 实现	5m
远程链路，通过 IM460-3 和 IM461-3 实现	102.25m
远程链路，通过 IM460-4 和 IM461-4 实现	605m





ET 200 的分布式扩展：
建议用于面积很大的工厂。通过 CPU 的 PROFIBUSDP 接口，可以连接含有多 125 个总线节点的总线。CC 与总线上一个节点之间的距离：23 km（使用光缆）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项：

组合了多点接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
用于同时连接编程器/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，集成在多个 CPU 中，用于经济实用连接分布式 I/O 系统（例如，ET 200）。

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、CP342-5DP 或 CP343-5）

SIMATIC C7（通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）

虽然配有 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/PDP、C7-633DP、C7-634/PDP、C7-634DP、C7-626DP

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

HMI

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 个节点的同时连接：

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”产品系列中的总线电缆、总线连接器和 RS485 中继器 (12Mbps)。
可通过组件实现调整以满足具体要求。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 配置为 DP 主站。随后可以连接多 32 个传输速率为 12 Mbps 的 DP 从站。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、条形码阅读器、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：

20mA (TTY)

RS232C (V.24)

RS422/485

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 人机界面系统

数控装置

机械手控制装置

工业 PC

驱动控制装置

其它厂商的设备

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下组件：

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。

每个中央控制器有两个同步模块，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 CPU 417-5H。

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。

通常可用的 I/O（单侧配置）

在单侧配置中，I/O 模块具有单通道设计，仅由两个中央控制器中的一个来寻址。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。

在 I/O 寻址设备工作正常的情况下，从单侧读入的信息始终提供给两个中央控制器。发生故障时，受影响的中央控制器的 I/O 模块将停止工作。

单侧配置用于：

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，必须对系统进行对称设置。

高可用性（切换式配置）

在切换式配置中，I/O 模块采用单通道设计，但它们将由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUSDP 来寻址。在切换式配置中运行的 I/O 模块只能插到 ET200M 分布式 I/O 设备中。

通过 PROFIBUSDP 连接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模块以冗余方式成对配置。使用冗余 I/O 可以实现程度的可用性，因为通过这种方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信号模块出现故障。

可进行实现以下配置：

单侧 DP 从站采中采用冗余 I/O

切换式 DP 从站采用冗余 I/O

适宜的 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）。不对插槽进行规定。不过，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) 可在两种不同配置中使用：

切换式冗余配置：
可以双重连接 FM/CP 以将 ET 200M 或一个交换式 ET200M 分离。

双通道冗余配置：
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（参见单侧配置）。

此时可以不同方式实现模块冗余：

由用户编程：
在功能模块和 SIMATIC 通信处理器上，通常可由用户对冗余功能进行编程。将会确定主动模块并检测可能的故障以执行切换。所需的程序与配有冗余 FM/CP 的单个 CPU 的程序一致。

由操作系统直接提供支持。
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”下面的内容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同配置：

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 CPU414-4H/417-4H，含 F-Runtime许可证。

1 条 PROFIBUS DP 总线。

带有 IM153-2 的 ET200M。

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、切换式 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 CPU414-4H/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）。

故障安全信号模块，采用非冗余设计。

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、切换式 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 CPU414-4H/417-4H，含 F-Runtime许可证。

2 条 PROFIBUS DP 总线。

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，可在标准数据报文中传输与安全功能相关的用户数据。无需附加的硬件组件，如*安全总线。所需的软件既可以作为操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可作为经过认证的软件块装载到 CPU 中。

带有隔离模块的安全等级

在 ET 200M 中隔离模块具有以下优点：

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 IM153-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。

若需要取得安全等级 SIL2，则无需使用隔离模块。







西门子FM455C温度控制模块

西门子FM455C温度控制模块

西门子FM455C温度控制模块