云南西门子S7-200SMART代理商（欢迎您）

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西门子S7-400 PLC的基本结构

    一个S7-400可编程控制器由一个主基板(CR)和一个或多个扩展基板(ER)组成，基板数量根据需要确定。在实际应用中，若主基板上的插槽不够或用户希望将信号模块与CR分开（如信号模块尽量靠近现场的情况），需要使用ER。在使用ER时，还需要使用接口模块(IM)和附加的基板，必要时，还需要附加电源模块，为了使接口模块能工作，必须在CR中插入一个发送IM，而在每个ER中各插一个接收IM。

    1．主基板(CR)与扩展基板(ER)

S7-400系统的基板构成一个用以安插各功能模块的基本框架，各模块之间的数据和信号交换及电源供电是通过背板总线来实现的，如图2-50所示为一个18个插槽的主基板的结构。

CR与ER的连接方式有局部连接和远程连接两种，其连接如图2-51所示。两种连接方式的特点如表2-18所示。

表2-18两种连接方式的特点

用IM460-1和IM461-1进行局部连接时，通过接口模块将SV电源传送出去，因此插在ER中的具有IM460-1和IM461-1的模块一定不能再自带电源。由于IM460-1上两个接口的每一个接口传送的电源电流大为5A，所以每个通过IM460-1/IM461-1连接的ER的大功耗为5V时5A。

    在连接ER和CR时，必须遵循以下规则。

    ①在S7-400系列中，每个CR多可接21个ER。

    ②每个ER需分配一个用以识别它的号码，并用接收IM上的编码开关设定。号码的范围是1～21，且各ER的号码不能重复。

    ③在一个CR中多可插6个发送IM，且其中带SV电源传送的IM不能超过2个。

    ④在连接到一个发送IM的链路中多只能有4个不带SV电源发送的ER，或1个带SV电源发送的ER。

⑤连接电缆的长度不能超过相应的连接方式所规定的长度，如表2-19所示。

表2-19连接CR与ER的电缆的大长度

    ⑥通过通信总线作数据交换的范围限定在7个基板之内，即主基板与1～6号ER之间。

    2．URl/UR2基板

S7-400的模块是用基板上的总线连接起来的，基板上的P总线(I／O总线)用于I/O信号的高速交换和对信号模块数据的高速访问，C总线（通信总线或称K总线）用于C总线各站之间的高速数据交换。基板与总线的结构如图2-52所示。

图2-52基板与总线的结构

    UR1和UR2基板均有P总线和C总线，用于安装CR和ER基板，当UR1和UR2基板用作主基板，可安装除接收IM外的所有S7-400模块；当UR1和UR2用作扩展基板时，可安装除CPU和发送IM外的所有S7-400模块。特殊情况下，电源模块不可与IM461-1接收IM -起使用。

    3．CR2/CR3基板

CR2基板用于安装分段的CR，它带有一个P总线和C总线，P总线分为两个本地总线段，分别带有10个和8个插槽。其结构如图2-53所示，在CR2基板上可以安装除接收IM外的所有S7-400模块。

    分段与CR的组态有关，在非分段CR中，P总线将所有18个（或9个）插槽连续地连接在一起，在分段CR中，P总线被分割成两个P总线段。一个分段的CR具有以下主要特性。

    ①C总线总是全局连续的，而P总线被分割成两个分别连接10个和8个插槽的I/O总线段。

    ②每个局域总线段上可以插一个CPU。

    ③在一个分段CR中的二个CPU可以有不同的工作方式（即独立工作）。

    ④这二个CPU可通过C总线彼此通信。

    ⑤插在一个分段CR中的所有模块都是由插在1号槽中的电源模块供电。

⑥两段都有公共的后备电池。

    CR3基板用于在标准系统（非故障容错系统）CR的安装，它有一个P总线和一个C，总线，在CR3基板上可以使用除接收IM外的所有S7-400模块，但在单独运行时只能使用CPU414-4H和CPU417-4H。

    4．ERl/ER2基板

    ERl/ER2基板分别有18槽和9槽，只有I/O总线，未提供中断线，没有给模块供电的24V电源，可以使用电源模块、接收IM模块和信号模块，但电源模块不能与IM461-1接收IM -起使用。

    5．UR2-H基板

    UR2-H基板用于在一个基板上配置一个完整的S7-400H冗余系统，也可以用于配置两个具有电气隔离的独立运行的S7-400 CPU，每个均有自己的I/O。UR2-H需要两个电源模块和两个冗余CPU模块。

S7-400是功能强大的PLC，它具有功能分级的CPU，以及种类齐全、综合性能强的模块，具有强大的扩展通信能力，可实现分布式系统，因此广泛应用于中高性能的控制领域。SIMATIC S7-400 PLC同样采用模块化设计，如图2-45所示。

    一个系统除包含电源模块(PS)、*处理单元(CPU)、信号模块(SM)、通信处理器(CP)、功能模块(FM)外，S7-400还提供以下部件以满足用户的需要。

    (1)接口模块IM

    用于连接*控制单元和扩展单元，S7-400*控制器多能连接21个扩展单元。

    (2) SIMATIC M7自动化计算机

    M7是AT兼容的计算机，用于解决高速计算机的技术问题。它既可用作CPU，也可用作功能模块（FM456-4应用模块）。

    (3) SIMATIC S5模块

    S5-115U、135U、155U的所有I/O模块都可和相应的S5扩展单元一起使用。

    S7-400系列PLC在编程、启动和服务方面性能*，还有以下许多与众不同的特点。

    (1)高速执行指令

    这种指令的执行时间缩短到只需80ns，开创了中、高档性能应用领域的新天地。

    (2)友好的用户参数设置

    STEP 7软件为所有模块的参数设置提供了统一的参数化屏蔽格式。

    (3)人一机界面(HMI)

    方便的HMI服务已集成在SIMATIC的操作系统中，对这些功能不需要专门编程。SIMATIC HMI系统向S7-400申请过程数据，而S7-400在用户规定的刷新时间内提供这些数据。SIMATIC的操作系统自动地处理数据传送并使用*的符号和数据库。

    (4)诊断功能

    S7-400 PLC的CPU智能诊断系统连续地监视系统功能，并记录错误和系统的特殊事件（如超时、模块更换、冷启动、停机等）。所有事件均标记上时间并储存在环形存储器中，以便进一步查找故障。

    (5)口令保护

口令保护使用户能有效地保护信息，避免非法复制和修改。

  (6)模式选择开关

  模式选择开关可像钥匙那样取下，当“钥匙”取下时，可避免非法删除或改写程序。

  此外，S7-400 PLC还有多种通信方式，如MPI（多点接口），它集成在所有CPU内；可同时连接编程器和个人计算机、HMI系统、S7-300系统、M7系统和其他S7-400系统；S7-400还可通过通信处理器连接到PROFIBUS和工业以太网，用于功能强大的点对点连接。

    目前，西门子公司还推出了用于需要高可靠性场合，有冗余设计的容错自动化系统S7-400H。

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