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西门子S7-400 PLC数字量I/O模块

    数字量I/O模块将二进制过程信号连接到S7-400，通过这些模块，能将数字传感器和执行器连接到SIMATIC S7-400，使用数字量I/O模块时，能得到优化的适配性能，模块能任意组合，因此能根据控制任务恰如其分地适配I/O模块的数量，以避免多余的投资。模板上有绿色LED指示输出信号状态；有一个红色LED指示内部和外部故障或出错；有内装的诊断能力；指示的故障有：保险丝熔断和负载电压掉电等。数字量I/O模块的接线非常方便，模块通过插入前连接器来接线。初次插入前连接器时，应嵌入一个编码元件，这样前连接器只能插入到有相同电压范围的模块中。更换模块时，前连接器能保持完整的接线状态，因此能用于相同类型的新模块。

SM421共有十多种规格可供选择，单个模块多输出点数为32点。数字量输入模块的部分型号与规格如表2-28所示，其不同电压下输入模块的规格参数如表2-29所示。

表2-29不同电压下输入模块的规格参数

    数字量输出模块SM422有7种规格可供选择，输出可以是DC24V晶体管驱动、AC120/230V双向晶闸管驱动、继电器触点输出等，单个模块多输出点数为32点。

S7-400系列PLC CPU模块的面板上有状态和故障指示灯LED、模式选择开关、存储器卡插槽、通信接口和外部后备电源进线口等，如图2-54所示。S7-400 PLC不同型号CPU的面板上元件不*相同。

图2-54  CPU41x面板结构图

    (1)状态与故障指示灯LED

S7-400 PLC的CPU模块面板上的LED指示灯的功能如表2-27所示，有的CPU只有部分指示灯

    (2) CPU运行模式的选择

    S7-400PLC的CPU模块面板上的模式选择开关是一种钥匙开关，其外形和使用方法与S7-300的*相同。利用不同的保护等级限制专门人员进行修改程序或再启动（STEP到RUN转换）。

    当模式选择开关从STOP扳到RUN位置时，如果CPU模块上的类型选择开关在CRST位置，执行全启动（冷启动）；如果类型选择开关在WRST位置，执行一个热启动。

    (3)存储器卡插槽

    此插槽用于插入存储器卡。存储器卡分为以下两种。

    ①RAM卡：用RAM卡可以扩展CPU装载存储器的容量。

    ②Flash EPROM卡：用Flash EPROM卡存储程序和数据，即使在没有后备电池的情况下，其内容也不会丢失。可以在编程器或CPU上编写Flash EPROM卡的内容。Flash EPROM卡也可以扩展CPU装载存储区的容量。

    集成式RAM不能扩展，集成装载存储器为256MB (RAM)，用存储器卡扩展FlashEPROM和RAM大各64MB。电池可以对所有的数据提供后备电源。

    (4) CPU的通信接口

    S7-400 PLC有很强的通信功能，CPU模块集成有MPI和DP通信接口，有PROFIBUS-DP和工业以太网的通信模块，以及点对点( PtP)通信模块。通过PROFIBUS-DP或AS-i现场总线，可以周期性地自动交换I/O模块的数据（过程映像数据交换）。在自动化系统之间，PLC与计算机和HMI（人机接口）站之间，均可以交换数据。数据通信可以周期性地自动进行或基于事件驱动，由用户程序块调用。

    CPU模块上有集成的MPI和PROFIBUS-DP接口。MPI可以连接计算机、操作员面板和其他S7-300/400控制器。也可以将MPI接口组态为PROFIBUS-DP主站接口，多可连接32个DP从站。PROFIBUS-DP接口可连接分布式I/O、PG（编程器）/OP（操作员面板）和其他DP主站。

  (5)后备电源

  根据模块类型的不同，在S7-400的电源模块中可以使用一个或两个后备电源，为存储在内置的装载存储器和外部装载存储器、工作存储器RAM中的用户程序和内部时钟提供后备电源，保持存储器中的存储器位、定时器、计数器、系统数据和数据块中的变量。

    也可以通过“EXT-BATT”（外接电池）插口提供DC5～15V外部后备电源，在更换电源模块时，如果想保存存储在RAM中的用户程序和数据，需要通过“EXT-BATT”插座提供外部后备电源。

S7-400 PLC的CPU模块需要外部提供DC24V电源，可以通过选用SIEMENS配套的标准电源模块（PS405、PS407等）进行供电。不同型号的CPU模块，对电源的容量要求有所不同，但电压要求相同，对于常用的紧凑型与标准型CPU，模块对电源的要求如表2-26所示。

表2-26 CPU模块对电源的要求

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