PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，下面學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了S7-400系列PLC的硬件組成，僅供參考。

　　S7-400系列PLC的硬件組成

　　模塊的尺寸為25(寬)×290(高)×210(深)mm。

　　電源CPUI/O模塊

　　機(jī)架圖2-18 S7-400模塊式PLC圖2-15 S7-400 PLC

　　CCP

　　SCP

　　U IIIIIIMMMMMM123456

　　EUI/O

　　…

　　EUI/OI

　　MII/OCP, FMM…

　　集中式擴(kuò)展方式適用于小型配置或一個控制柜中的系統(tǒng)。CC和EU的最大距離為1.5m(帶5V電源)或3m(不帶5V電源)。 分布式擴(kuò)展適用于分布范圍廣的場合，CC與最后一個EU的最大距離為100m(S7 EU)或600m(S5 EU)。

　　用ET 200分布式I/O可以進(jìn)行遠(yuǎn)程擴(kuò)展，用于分布范圍很廣的系統(tǒng)。通過CPU中的PROFIBUS-DP接口，最多連接125個總線節(jié)點。使用光纜時CC和最后一個節(jié)點的距離為23km。 …IMII/OCP, FMMI/OIMI/OIM

　　S7-400的特點

　　(1)運(yùn)行速度高，S7 416執(zhí)行一條二進(jìn)制指令只要0.08s。

　　(2)存儲器容量大，例如CPU 417-4的RAM可以擴(kuò)展到16MB，裝載存儲器(FEPROM或RAM)可以擴(kuò)展到64MB。

　　(3)I/O擴(kuò)展功能強(qiáng)，可以擴(kuò)展21個機(jī)架，S7 417-4最多可以擴(kuò)展262144個數(shù)字量I/O點和16384個模擬量I/O。

　　(4)有極強(qiáng)的通信能力，集成的MPI能建立最多32個站的簡單網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)CPU集成有PROFIBUS-DP主站接口，用來建立高速的分布式系統(tǒng), 通信速率最高12M bit/s。

　　(7)集成的HMI服務(wù)，只需要為HMI服務(wù)定義源和目的地址，自動傳送信息。

　　機(jī)架與接口模塊

　　(1)通用機(jī)架UR1/UR2

　　(2)中央機(jī)架，CR2是18槽,一個電源模塊和兩個CPU模塊。 CR3是4槽的中央機(jī)架，有I/O總線和通信總線。

　　圖 機(jī)架與總線

　　(3)擴(kuò)展機(jī)架ER1/ER2

　　ER1和ER2是擴(kuò)展機(jī)架，分別有18槽和9槽，只有I/O總線。

　　(4)UR2-H機(jī)架

　　UR2-H機(jī)架用于在一個機(jī)架上配置一個完整的S7-400H冗余系

　　統(tǒng)，每個均有自己的I/O。兩個電源模塊和兩個冗余CPU模塊。 2.5.3 S7-400的通信功能

　　MPI、PROFIBUS-DP、工業(yè)以太網(wǎng)或AS-i現(xiàn)場總線，周期性自動交換I/O模塊的數(shù)據(jù)?；蚧谑录?qū)動，由用戶程序塊調(diào)用。 2.5.4 冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)S7-400H

　　Rack 0

　　Rack 1

　　ET 200M

　　PROFIBUS-DP

　　冗余控制系統(tǒng)

　　S7 Software Redundancy(軟件冗余性)可選軟件在S7-300和S7-400標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)上運(yùn)行。生產(chǎn)過程出現(xiàn)故障時，在幾秒內(nèi)切換到替代系統(tǒng)。

　　S7-400H主要器件都是雙重的：CPU、電源模塊以及連接兩個CPU的硬件„„

　　使用分為兩個區(qū)(每個區(qū)9個槽)的機(jī)架UR2H，或兩個獨立的UR1/UR2。CPU 414-4H或CPU 417-4H，一塊PS 407電源模塊。同步子模塊用于連接兩個CPU，由光纜互連。

　　每個CC上有S7 I/O模塊，也可以有擴(kuò)展機(jī)架或ET 200M分布式I/O。中央功能總是冗余配置的，I/O模塊可以是常規(guī)配置、切換型配置或冗余配置?？梢圆捎萌哂喙╇姷姆绞健?/p>

　　S7-400H可以使用系統(tǒng)總線或點對點通信，支持PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)的容錯通信。

　　3.S7-400H冗余控制PLC的工作原理

　　S7-400H采用“熱備用”模式的主動冗余原理，在發(fā)生故障時，無擾動地自動切換。

　　兩個控制器使用相同的用戶程序，接收相同的數(shù)據(jù)，兩個控制器同步地更新內(nèi)容，任意一個子系統(tǒng)有故障時，另一個承擔(dān)全部控制任務(wù)。

　　安全型自動化系統(tǒng)S7-400F/FH

　　(1)S7-400F：安全型自動化系統(tǒng)，出現(xiàn)故障時轉(zhuǎn)為安全狀態(tài)，并執(zhí)行中斷。

　　(2)S7-400FH：安全及容錯自動化系統(tǒng)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，生產(chǎn)過程能繼續(xù)執(zhí)行。

　　S7-400F/FH使用標(biāo)準(zhǔn)模塊和安全型模塊，整個工廠用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具軟件來配置和編程。

　　PRFISafe PROFIBUS規(guī)范允許安全型功能的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)報文幀一起傳送。

　　多CPU處理

　　S7-400中央機(jī)架上最多4個具有多CPU處理能力的CPU同時運(yùn)行。這些CPU自動地、同步地變換其運(yùn)行模式。

　　適用場合：程序太長，存儲空間不夠，系統(tǒng)可以分。通過通信總線，CPU彼此互連。

　　輸入/輸出模塊

　　S7-400的信號模塊地址是在STEP 7中自動生成的。用戶可以修改。

　　S7-400的模擬量模塊起始地址從512開始，同類模塊的地址按順序連續(xù)排列。

　　表2-5 模塊地址舉例

　　表2-6 S7-300與S7-400性能比較接近的功能模塊

　　ET 200分布式I/O

　　基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的分布式I/O。I/O傳送信號到CPU只需ms級。

　　只需要很小的空間，能在非常嚴(yán)酷的環(huán)境(例如酷熱、嚴(yán)寒、強(qiáng)壓、潮濕或多粉塵)中使用。

　　(1)電機(jī)啟動器：異步電機(jī)的單向或可逆啟動，7.5kW，最大電流40A，一個站可以帶6個電機(jī)啟動器。 (2)氣動系統(tǒng)：ET 200X用于閥門控制。 (3)變頻器

　　(4)智能傳感器：光電式編碼器或光電開關(guān)等與使用ET 200S進(jìn)行通信。

　　(5)安全技術(shù)：在冗余設(shè)計的容錯控制系統(tǒng)或安全自動化系統(tǒng)中使用。包括緊急斷開開關(guān)，安全門的監(jiān)控以及眾多與安全有關(guān)的電路。

　　有ET 200S故障防止模塊、故障防止CPU和PROFISafe協(xié)議。

　　ET 200的分類

　　(1) ET 200S是分布式I/O系統(tǒng)。

　　(2) ET 200M是模塊化的分布式I/O，采用S7-300全系列模塊，最多8個模塊。

　　ET 200M戶外型溫度范圍-25C到+60C。 (3) ET 200is是本質(zhì)安全系統(tǒng)，適用于有爆炸危險的區(qū)域。 (4) ET 200X：IP65/67的分布式I/O，相當(dāng)于CPU 314，可用于有粉末和水流噴濺的場合。

　　(5) ET 200eco是經(jīng)濟(jì)實用的I/O，IP67。 (6) ET 200R適用于機(jī)器人，能抗焊接火花的飛濺。

　　(7) ET 200L是小巧經(jīng)濟(jì)的分布式I/O，像明信片大小的I/O模塊。

　　(8) ET 200B：整體式的一體化分布式I/O。

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