2.5S7-400系列PLC的硬件组成 模块的尺寸为25(宽)×290(高)×210(深)mm。 电源鬥UI/0模块 机架 2-15S7-400PLC MIMIMIMIMIM 3456 EU IO MCP,EMM.o 图2-16S7-400的多机架连接 集中式扩展方式适用于小型配置或一个控制柜中的系统。CC和 EU的最大距离为1.5m(带5V电源)或3m(不带5V电源) 分布式扩展适用于分布范围广的场合,CC与最后一个EU的最大 距离为100m(S7EU)或600m(S5EU)。 用ET200分布式IO可以进行远程扩展,用于分布范围很广的系 统。通过CPU中的 PROFIBUS-DP接口,最多连接125个总线节点。 使用光缆时CC和最后一个节点的距离为23km
2.5 S7-400 系列 PLC 的硬件组成 模块的尺寸为 25(宽)×290(高)×210(深)mm。 电源 机架 CPU I/O模块 图2-18 S7-400 图2-15 S7-400 PLC 模块式PLC I M 6 I M 5 I M 4 I M 3 I M 2 I M 1 P S C P U I M I/O I M I/O I M I/O I M I/O I M I/O I M I/O CP, FM CP, FM … … … 图2-16 S7-400的多机架连接 CC EU EU 集中式扩展方式适用于小型配置或一个控制柜中的系统。CC 和 EU 的最大距离为 1.5m（带 5V 电源）或 3m（不带 5V 电源）。 分布式扩展适用于分布范围广的场合，CC 与最后一个 EU 的最大 距离为 100m（S7 EU）或 600m（S5 EU）。 用 ET 200 分布式 I/O 可以进行远程扩展，用于分布范围很广的系 统。通过 CPU 中的 PROFIBUS-DP 接口，最多连接 125 个总线节点。 使用光缆时 CC 和最后一个节点的距离为 23km
2.S7-400的特点 (1)运行速度高,S7416执行一条二进制指令只要0.08μs (2)存储器容量大,例如CPU4174的RAM可以扩展到16MB, 装载存储器( FEPROM或RAM)可以扩展到64MB (3)IO扩展功能强,可以扩展21个机架,S7417-4最多可以扩 展262144个数字量IO点和16384个模拟量IO。 (4)有极强的通信能力,集成的MPI能建立最多32个站的简单 网络。大多数CPU集成有 PROFIBUS-DP主站接口,用来建立高速 的分布式系统,通信速率最高12 Mbit/s (7)集成的HM服务,只需要为HMI服务定义源和目的地址, 自动传送信息。 2.52机架与接口模块 (1)通用机架UR/UR2 (2)中央机架,CR2是18槽,个电源模块和两个CPU模块。 CR3是4槽的中央机架,有IO总线和通信总线。 URI/UR2 CR2 ERI/ER2 P bus P bus 1 P bus 2 P bus K bus K bus 图2-17机架与总线 (3)扩展机架ERI/ER2 ER1和ER2是扩展机架,分别有18槽和9槽,只有IO总线。 (4)UR2H机架 UR2-H机架用于在一个机架上配置一个完整的S7-400H冗余系
2．S7-400 的特点 （1）运行速度高，S7 416 执行一条二进制指令只要 0.08µs。 （2）存储器容量大，例如 CPU 417-4 的 RAM 可以扩展到 16MB， 装载存储器（FEPROM 或 RAM）可以扩展到 64MB。 （3）I/O 扩展功能强，可以扩展 21 个机架，S7 417-4 最多可以扩 展 262144 个数字量 I/O 点和 16384 个模拟量 I/O。 （4）有极强的通信能力，集成的 MPI 能建立最多 32 个站的简单 网络。大多数 CPU 集成有 PROFIBUS-DP 主站接口，用来建立高速 的分布式系统, 通信速率最高 12M bit/s。 （7）集成的 HMI 服务，只需要为 HMI 服务定义源和目的地址， 自动传送信息。 2.5.2 机架与接口模块 （1）通用机架 UR1/UR2 （2）中央机架，CR2 是 18 槽,一个电源模块和两个 CPU 模块。 CR3 是 4 槽的中央机架，有 I/O 总线和通信总线。 K bus K bus P bus P bus P bus 1 P bus 2 UR1/UR2 CR2 ER1/ER2 图 2-17 机架与总线 （3）扩展机架 ER1/ER2 ER1 和 ER2 是扩展机架，分别有 18 槽和 9 槽，只有 I/O 总线。 （4）UR2-H 机架 UR2-H 机架用于在一个机架上配置一个完整的 S7-400H 冗余系
统,每个均有自己的IO。两个电源模块和两个冗余CPU模块。 253S7-400的通信功能 MPI、 PROFIBUS-DP、工业以太网或AS-i现场总线,周期性自动 交换ⅠO模块的薮据。或基于事件驱动,由用户程序块调用。 254冗余设计的容错自动化系统S7400H PROFIBUS-DP L S7 Software Redundancy(软件冗余性)可选软件在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。 S7-400H主要器件都是双重的:CPU、电源模块以及连接两个CPU 的硬件… 使用分为两个区(每个区9个槽)的机架UR2H,或两个独立的 URl/UR2。CPU414-4H或CPU417-4H,一块PS407电源模块。同 步子模块用于连接两个CPU,由光缆互连 每个CC上有S7IO模块,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,IO模块可以是常规配置、切换型配 置或冗余配置。可以采用冗余供电的方式 图2-18
统，每个均有自己的 I/O。两个电源模块和两个冗余 CPU 模块。 2.5.3 S7-400 的通信功能 MPI、PROFIBUS-DP、工业以太网或 AS-i 现场总线，周期性自动 交换 I/O 模块的数据。或基于事件驱动，由用户程序块调用。 2.5.4 冗余设计的容错自动化系统 S7-400H ET 200M PROFIBUS-DP Rack 0 Rack 1 图2-21 冗余控制系统 S7 Software Redundancy（软件冗余性）可选软件在 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。 S7-400H 主要器件都是双重的：CPU、电源模块以及连接两个 CPU 的硬件…… 使用分为两个区（每个区 9 个槽）的机架 UR2H，或两个独立的 UR1/UR2。CPU 414-4H 或 CPU 417-4H，一块 PS 407 电源模块。同 步子模块用于连接两个 CPU，由光缆互连。 每个 CC 上有 S7 I/O 模块，也可以有扩展机架或 ET 200M 分布式 I/O。中央功能总是冗余配置的，I/O 模块可以是常规配置、切换型配 置或冗余配置。可以采用冗余供电的方式
S7-400H可以使用系统总线或点对点通信,支持 PROFIBUS或工 业以太网的容错通信。 3.S7-400H冗余控制PLC的工作原理 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 两个控制器使用相同的用户程序,接收相同的数据,两个控制器 同步地更新内容,任意一个子系统有故障时,另一个承担全部控 制任务。 255安全型自动化系统S7-400F/FH (1)S7-400F:安全型自动化系统,出现故障时转为安全状态, 并执行中断。 (2)S7-400FH:安全及容错自动化系统,如果系统出现故障,生 产过程能继续执行 S7-400F/FH使用标准模块和安全型模块,整个工厂用相同的标准 工具软件来配置和编程。 PRFISafe profibus规范允许安全型功能的数据和标准报文帧 起传送。 2.56多CPU处理 S7-400中央机架上最多4个具有多CPU处理能力的CPU同时运 行。这些CPU自动地、同步地变换其运行模式。 适用场合:程序太长,存储空间不够,系统可以分。通过通信总 线,CPU彼此互连
S7-400H 可以使用系统总线或点对点通信，支持 PROFIBUS 或工 业以太网的容错通信。 3．S7-400H 冗余控制 PLC 的工作原理 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。 两个控制器使用相同的用户程序，接收相同的数据，两个控制器 同步地更新内容，任意一个子系统有故障时，另一个承担全部控 制任务。 2.5.5 安全型自动化系统 S7-400F/FH （1）S7-400F：安全型自动化系统，出现故障时转为安全状态， 并执行中断。 （2）S7-400FH：安全及容错自动化系统，如果系统出现故障，生 产过程能继续执行。 S7-400F/FH 使用标准模块和安全型模块，整个工厂用相同的标准 工具软件来配置和编程。 PRFISafe PROFIBUS 规范允许安全型功能的数据和标准报文帧一 起传送。 2.5.6 多 CPU 处理 S7-400 中央机架上最多 4 个具有多 CPU 处理能力的 CPU 同时运 行。这些 CPU 自动地、同步地变换其运行模式。 适用场合：程序太长，存储空间不够，系统可以分。通过通信总 线，CPU 彼此互连
2.59输入输出模块 S7-400的信号模块地址是在STEP7中自动生成的。用户可以修 改 S7-400的模拟量模块起始地址从512开始,同类模块的地址按顺 序连续排列 表2-5模块地址举例 0号机架 1号机架 槽模块种类 地址 槽模块种地址 号类 PS41710A电 132点DIIB4~B7 源模块 216点DOQB2,QB3 3 CPU 412-2DP 点DOQB4,QB5 416点DO QB0,QB148点AOQW528 QW542 516点DI IBO, Bl 58点AIW544 IW558 68点AO Qw512 616点DOQB6,QB7 QW52 716点AI IW512 78点AIIw560 IW542 IW574 816点DI IB2, IB3 832点DIIB8~IB1 9IM460-1 4093 9IM461-04092
2.5.9 输入/输出模块 S7-400 的信号模块地址是在 STEP 7 中自动生成的。用户可以修 改。 S7-400 的模拟量模块起始地址从 512 开始，同类模块的地址按顺 序连续排列。 表 2-5 模块地址举例 0 号机架 1 号机架 槽 号 模块种类 地址 槽 号 模块种 类 地址 1 1 32 点 DI IB4～IB7 2 PS 417 10A 电 源模块 2 16 点 DO QB2，QB3 3 CPU 412-2DP 3 16 点 DO QB4，QB5 4 16 点 DO QB0，QB1 4 8 点 AO QW528 ～ QW542 5 16 点 DI IB0，IB1 5 8 点 AI IW544 ～ IW558 6 8 点 AO QW512 ～ QW526 6 16 点 DO QB6，QB7 7 16 点 AI IW512 ～ IW542 7 8 点 AI IW560 ～ IW574 8 16 点 DI IB2，IB3 8 32 点 DI IB8～IB11 9 IM460-1 4093 9 IM461-0 4092