S7-400系列PLC共有CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-4H、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 417-4和CPU 417-4 9种性能档次不同的CPU可供控制使用。

所有CPU都有一个组合的编程和PROFIBUS DP接口，即它们在任何时间都可以被OP或编程器/工控机所访问或与各种控制器联网。该接口也可以连接分布式PROFIBUS DP设备，这意味着CPU能直接与分布式I/O一起执行。除基本型CPU 412-1外，所有CPU，都配备PROFIBUS-DP接口作为连接分布式I/O的接口，也可通过组态用于与OP或编程器/工控机的通信。高端CPU还有空余的插槽，用于安装PROFIBUS DP接口模板，以便连接附加的DP线路。另外，各级CPU之间的唯一区别是性能范围，例如RAM容量、地址范围、可以连接的模块数量以及指令处理时间。

一台S7-400中央控制器中可以运行多CPU，意味着S7-400的整体性能可以被分解。例如控制、计算或通信可以分离并分配给不同的CPU，每个CPU可赋予其本地的I/O，使不同的功能彼此分工运行。例如一个CPU完成实时处理功能，而另一个CPU完成非实时处理功能。在多CPU模式下，所有CPU如同一个CPU那样联合运行，也就是说如有一个CPU为STOP（停机）模式，则所有其他CPU也同时停机。同步调用可以使多个CPU在运行每一条指令时能彼此协调动作，同时通过“全局数据”机制使CPU之间的数据传输以非常高的速率进行。

S7-400系列CPU的出色之处不仅表现为极短的响应时间，更有极大的性能裕量，即使需要同时进行通信或出现意想不到的负荷，仍可获得非常短的响应时间。换句话说即可以实现特定的响应时间，例如输出信号对输入信号变化的响应。

西门子S7-300以太网屏蔽电缆

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在PLC产品领域，SIMATIC S7-400被设计成生产和过程自动化的系统解决方案。S7-400的主要特色为极高的处理速度、强大的通信性能和卓越的CPU资源裕量。S7-400可以与SIMATIC组态工具配套使用，从而进行高效率的配置和编程，尤其是应用于工程量较大的自动化解决方案中，例如**语言SCL以及用于顺序控制、状态图和面向工艺的图形组态工具等。S7-400能够保存整个项目数据，包括CPU的符号和说明等，有助于便捷地进行检修和维护。此外，功能强大的集成系统的诊断功能可以增强控制器的实用性，并提高其工作效率。为此，S7-400增加了可以设置的过程诊断功能，可以据此分析过程问题，从而减少停机时间，并进一步提高生产效率。1.3.1　整体设计

S7-400自动化系统采用模块化设计，通常包括一个机架（CR）、一个电源（PS）、一个信号模块（SM）和一个CPU，。它所具有的模块的扩展和配置功能使其能够按照不同的需求灵活组合。模块能带电插拔，且具有很高的电磁兼容性、抗冲击和耐震动性能，因而能*大限度地满足各种工业标准

中央处理单元（CPU）：有多种CPU可供用户选择，有些带有内置的PROFIBUS-DP接口，用于各种性能范围。一个中央控制器可包括多个CPU，以加强其性能。

·各种信号模板（SM）：用于数字量输入和输出（DI/DO）以及模拟量输入和输出（AI/AO）。

·通信模板（CP）：用于总线连接和点到点的连接。

·功能模板（FM）：专门用于计数、定位、凸轮控制等任务。

根据用户需要还需提供以下部件。

·接口模板（IM）：用于连接CPU和扩展单元。SIMATIC S7-400的中央控制器*多能连接21个扩展单元。

SIMATIC S5模板：SIMATIC S5-155U、SIMATIC S5-135U和SIMATIC S5-155U的所有I/O模板都可和相应的SIMATIC S5扩展单元一起使用。另外，专用的IP和WF模板可用于SIMATIC S5扩展单元，也可直接用于中央控制器（通过适配器盒）。

如果用户需要比中央控制器更多的功能，S7-400还可以扩展。S7-400*多可有21个扩展单元，这21个扩展单元（EU）都可以连接到中央控制器。中央控制器和扩展单元通过发送IM和接收IM连接。中央控制器*多可插入6个发送IM，每个扩展单元可容纳1个接收IM。每个发送IM有2个接口，每个接口*多可支持4个扩展单元。

.ET 200的集成功能

（1）电动机启动器

集成的电动机启动器用于异步电动机的单向或可逆启动，可以直接控制7.5kW以下的电动机，节省了动力电缆；馈电电缆*大电流达40A，一个站可以带6个电动机启动器。

（2）气动系统

经过适当配置，ET 200能用于阀门控制。ET 200X很容易安装上这种阀门，直接由PROFIBUS总线控制，并由STEP 7软件包组态。

（3）变频器

ET 200X用于为电气传动工程的模块提供变频器的所有功能。

（4）智能传感器

光电式编码器或光电开关等可以与使用IQ Sense智能传感器的ET 200S进行通信。可以直接在控制器上进行所有设置，然后将数值传送到传感器。传感器出现故障时，系统诊断功能会自动发出报警信号。

（5）安全技术

ET 200可以在冗余设计的容错控制系统或安全自动化系统中使用。集成的安全技术能显著降低接线费用，包括紧急断开开关、安全门的监控以及众多与安全有关的电路。通过ET 200S故障防止模块、故障防止CPU和PROFISafe协议，与故障有关的信号也能同标准功能一样在PROFIBUS网络上进行传送。

（6）分布式智能

ET 200S中的IM 15I/CPU功能类似于大型S7控制器，可以用STEP 7对它编程。由于它用分布式智能传送I/O子任务，因而减轻了中央控制器的负担，能对某些对时间要求很高的信号快速作出响应，可以简化对部件的管理。

T 200S CPU脱网运行模式时，IM 151-7 CPU作为PLC单独运行，功能与S7-314一致。ET 200S CPU联网运行模式时，IM 151-7 CPU作为智能型从站运行，CPU快速响应处理现场I/O信号，并与PROFIBUS主站交换数据。

如果使用用于IM 151-7 CPU接口模块的主站接口模块（订货号MLFB 6ES7 151-7AA10-0AB0），则可将IM 151-7 CPU接口模块升级为PROFIBUS主站，即在一个IM 151-7 CPU上扩展一个新的PROFIBUS子网，功能相当于S7-314 CPU中的DP主站组态接口。通过主站接口模块，可以低成本地实现多层PROFIBUS系统，从而提高整个系统的可用性，并在PROFIBUS子网上实现高速响应（*高速率为12 Mbit/s，*远传输距离为1000m）

传统的生产机械多采用继电器、接触器控制，这种控制系统通常称为继电器控制系统。继电器控制系统具有结构简单、价格低廉、容易操作等优点，但它同时又具有体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差等缺点，比较适用于工作模式固定、控制逻辑简单的工业应用场合。

随着工业生产的迅速发展，生产规模不断扩大，控制技术不断提高，传统的继电器控制系统越来越不适应现代工业发展的需要，迫切需要设计一种先进的自动控制装置。于是，1968年美国通用汽车公司（GM）便提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。