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中端到性能范围内功能强大的 PLC

可满足要求极为苛刻的任务的解决方案

全面的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行**调整

可实现分布式结构，适用十分灵活

连接方便

**通信和联网功能

操作方便，设计简单，不含风扇

任务增加时可顺利扩展

多重计算：
多个 CPU 在一个 S7-400 中央控制器中同时运行。
多重计算功能可对 S7-400 的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。

模块化：
通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外，还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。

工程组态和诊断：
结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为高效地对 S7-400 进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

具有冗余设计的高可用性自动化系统。

用于具有很高故障安全要求的应用：
重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。

冗余设计的集能

提高 I/O 的可用性：切换式 I/O 配置

也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置

热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。

包含 2 个单独机架或一个分隔式中央机架的配置

通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。

故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂

符合相关标准的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）

如果需要，也可通过冗余设计来实现容错

不对安全相关 I/O 进行额外接线

通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信

基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O

适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用

隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。

SIMATIC S7-400 是中端到性能范围内功能强大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有全面的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到性能范围内要求极为苛刻的任务的理想解决方案。

S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

系统包含下列组件：

电源模块 (PS)：
用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。

CPU：
配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，**多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将**多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理极大型的配置。此外，在一个中央控制器中的多重计算模式下，多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。

用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)

通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接

功能模块 (FM)：
用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。

根据具体要求，也可使用下列模块：

接口模块 (IM)：
用于连接中央控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可带有**多 21 个扩展单元运行。

SIMATIC S5 模块：
在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。

扩展

若用户需要在应用中使用一个以上中央控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：

**多 21 个扩展单元：
可将**多 21 个扩展单元 (EU) 连接到中央控制器 (CC)。

接口模块 (IM) 的连接：
通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将**多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中**多 2 个带 5-V 电源），并可将**多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将**多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM 的每个接口。

电源模块的固定插槽：
必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的**左侧。

通过 C 总线进行的数据交换受限制：
通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。

集中扩展：
建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。

CC 和**后一个 EU 之间的**线路距离：1.5 m（带 5 V 电源）、3 m（不带 5 V 电源）。

通过 EU 进行分布式扩展：
建议在面积很大工厂内采用，其中，多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。

CC 和**后一个 EU 之间的**线路距离：对于 S7 EU，约 100 m；对于 S5 EU 约 600 m。

注意 将 S5 扩展单元分布式连接到：
IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。

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I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI)，开关量输出(DO)，模拟量输入(AI)，模拟量输出(AO)等模块。

常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其**数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受**的底板或机架槽数限制。

电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

PLC系统的其它设备

编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护*的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。

人机界面：**简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

PLC的通信联网

依靠**的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。

S7-400H

　　具有冗余设计的高可用性自动化系统。

　　用于具有很高故障安全要求的应用：

　　重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。

　　冗余设计的集能

　　提高 I/O 的可用性：切换式 I/O 配置

　　也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置

　　热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。

　　包含 2 个单独机架或一个分隔式*机架的配置

　　通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。

　　S7-400F/FH

　　故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂

　　符合相关标准的安全要求（IEC61508 的 SIL3、DINV19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）

　　如果需要，也可通过冗余设计来实现容错

　　不对安全相关 I/O 进行额外接线

　　通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信

　　基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O

　　适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用

　　隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。