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S7-400提供了多种级别的CPU模块和种类齐全的通用功能的模块,使用户能根据需要组合成不同的专用系统,S7-400采用模块化设计,性能范围宽广的不同模块可以灵活组合,扩展十分方便。
(1)通用机架UR1和UR2 UR1(18槽6ES7 400-1TA01-0AA0)和UR2(9槽6ES7 009-1JA01-0AA0)有UR1和UR2机架用于安装中央机架和扩展机架。UR1和UR2机架都有I/O总线和通信总线。
当UR1和UR2用作中央机架时,可安装除接收IM外的所有S7-400模块。当UR1和UR2用作扩展机架时,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一起使用。
(2)UR2-H机架 UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0)机架用于在一个机架上安装两个中央机架或两个扩展机架,它表示在相同机架结构上两个具有电气隔离的UR2机架,其主要应用在冗余S7-400系统的紧凑型结构中(在一个机架上有两个子机架和子系统)。
当UR2-H用作中央机架时,可安装除接收IM外的所有S7-400模块。当UR2-H用作扩展机架时,可安装除CPU、发送IM、IM463-2和适配器外的所有S7-400模块。特殊情况下电源模块不可与IM461-1接收IM一起使用。
(3)中央CR2机架 CR2(6ES7 401-2TA01-0AA0)机架用于安装分段的中央机架。它带有一个I/O总线和一个通信总线。I/O总线分为两个本地一段,分别带有10个和8个插槽。在CR2机架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模板。
(4)中央CR3机架 CR3(6ES7 401-2D因为未提供中断线,所以从ER1和ER2中的模块来的中断不起作用。同时,ER1或ER2中的模块没有24V供电,需要24V供电的模块不可用于ER1和ER2。因为ER1和ER2中的模块既不能用电源模块中的电池后备,也不能用从外部为CPU或接收IM供电的电源后备,因此,使用ER1和ER2中电源模块的后备电池没有优势。当电源故障以及后备电源故障时不对CPU报告。插入ER1和ER2中的电源模块的电池监视功能总是断开的。
在ER1和ER2机架中可使用所有的电源模块、接收IM、所有符合上述限制条件的信号模块,但是,电源模块不可与IM461-1接收IM一起使用。
1.2 S7-400的通信功能
S7-400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。
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S7/C7通信对象的通信服务通过集成在系统中的功能块来进行,可提供的通信服务有:使用MPI的标准S7通信;使用MPI、C总线、PROFIBUS-DP和工业以太网的S7通信,S7-300只能作为服务器;与S5通信对象和第三方设备的通信,可用非常驻的块来建立。这些服务包括通过PROFIBUS-DP和工业以太网的S5兼容通信和标准通信(第三方系统)。
S7-400的通信功能,通信模块,通信的设置与编程的详细情况见第6章。
1.3 S7-400 CPU模块
S7-400系列PLC有7种CPU,此外S7-400H还有两种CPU。
CPU412-1是廉价的,低档项目使用的CPU,适用于中等性能范围。用于I/O数量有限的较小系统的安装。然而,组合的MPI接口允许PROFIBUS-D连接上运行许可证后,可以作为安全型S7-400F/FH自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
CPU417-4H是SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH西门子能强的CPU,可配置为容错式S7-400H系统。连接上运行许可证后,可以作为S7-400F/FH容错自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
(1)S7-400 CPU模块的共同特性
①S7-400有一个中央机架,可连接21个扩展机架,使用UR1和UR2机架的多CPU处理多安装4个CPU。每个中央机架多使用6个IM,通过适配器在中央机架上可以连接6块S5模块。
②实时钟功能:CPU有后备时钟、8个小时计数器和8个时钟存储器位,有日期时间同步功能,同步时在PLC内和MPI上可以作为主站和从站。
③S7-400有IEC定时器/计数器(SFB类型),每一优先级嵌套深度24级,在错误OB中附加2级。S7指令功能可以处理诊断报文。
④测试功能:可以测试I/O、位操作、DB(数据块)、分布式I/O、定时器和计数器;可以强制I/O、位操作和分布式I/O。有状态和单步执行功能,调试程S7-400的电源模块的任务是通过背板总线,向机架上的其他模块提供工作电压。它们不为信号模块提供负载电压。
S7-400的电源模块用于S7-400系统安装基板的)冗余电源模块 如果使用两个型号为PS 40710A R(6ES7 407-0KB00-0AA0,输入电压85~264V AC或88~300V DC,输出电压5V DC/10A和24V DC/1A)或PS 405 10A R(6ES7 405-0KR00-0AA0,输入电压19.2~72V DC,输出电压5V DC/10A和24V DC/1A)的电源模块,可以在安装基板上安装冗余电源。如果需要提高PLC的可靠性,特别是工作在一个不可靠的电源系统中