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西門子PLC S7-400的基本結(jié)構(gòu)和特點有哪些

1.S7-400的基本結(jié)構(gòu)

??S7-400是具有中性能的PLC，采用模塊化無風扇設(shè)計，適用于對可靠性要求的大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)。S7-400采用大模塊結(jié)構(gòu)(見圖2-9和圖2-10)，大多數(shù)模塊的尺寸為25mm(寬)×290mm(高)×210mm(深)。S7-400由機架(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元(CPU)、數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)模塊、模擬量輸入/輸出(AI/AO)模塊、通信處理器(CP)、功能模塊(FM)和接口模塊(IM)組成。DI/DO模塊和AI/AO模塊統(tǒng)稱為信號模塊(SM)。

??機架用來固定模塊、提供模塊工作電壓和實現(xiàn)局部接地，并通過信號總線將不同模塊連接在一起。S7-400的模塊插座焊在機架的總線連接板上，模塊插在模塊插座上，有不同槽數(shù)的機架供用戶選用，如果一個機架容納不下所有的模塊，可以增設(shè)一個或數(shù)個擴展機架(見圖2-11)，各機架之間用接口模塊和通信電纜交換信息。

??S7-400提供多種級別的CPU模塊和種類的通用功能的模塊，使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。S7-400采用模塊化設(shè)計，性能范圍寬廣的不同模塊可以靈活組合，擴展十分方便。中央機架(或稱中央控制器，CC)配置CPU模塊和一個電源模塊，可以安裝除用于接收的IM(接口模塊)之外的所有S7-400模塊。如果有擴展機架，中央機架和擴展機架都需要安裝接口模塊。

??擴展機架(或稱擴展單元，EU)可以安裝除CPU、發(fā)送IM、IM463-2適配器之外所有的S7-400模塊。但是電源模塊不能與IM461-1(接收IM)一起使用。

??電源模塊應(yīng)安裝在機架的左邊(第1槽)，有冗余功能的電源模塊是一個例外。中央機架只能插入多6塊發(fā)送型的接口模塊，每個模塊有兩個接口，每個接口可以連接4個擴展機架，多能連接21個擴展機架。中央機架中同時傳送電源的發(fā)送接口模塊(IM460-1)不能超過兩塊，IM460-1的每個接口只能帶一個擴展機架。

??擴展機架中的接口模塊只能安裝在右邊的槽(第18槽或第9槽)。通信處理器CP只能安裝在編號不大于6的擴展機架中。

??2.S7-400的特點

??1)運行速度高。CPU417-4執(zhí)行一條位操作指令、字操作指令或運算指令只要18ns。

??2)存儲器容量大。例如CPU417-4集成的工作存儲器為30MB，可以擴展64MB的裝載存儲器(FEPROM或RAM)。

??3)I/O擴展功能強?？梢詳U展21個機架，CPU417-4多可以擴展262144點數(shù)字量V0和16384點模擬量I/0。

??4)有的通信能力。有的CPU集成了多種通信接口，容易實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)和冗余控制系統(tǒng)。用ET200分布式I/O可以實現(xiàn)遠程擴展，用于分布范圍很廣的系統(tǒng)。

??5)診斷功能強。新的故障和中斷時間保存在FIFO(先入先出)緩沖區(qū)中。

??6)集成有HMI(人機接口)服務(wù)。用戶只需要為HMI服務(wù)定義源和目的地址，系統(tǒng)會自動地傳送信息。

??S7-400與S7-300一樣，都用STEP7編程軟件編程，編程語言與編程方法完全相同。

憑其擴展的環(huán)境條件，SIMATIC S7-1500 幾乎可用于任何地方。許多控制器可以在 -25°C 至 + +60°C的溫度范圍內(nèi)運行，安裝海拔高達 5000 m。除此以外，還提供了各種各樣的 SIPLUS 控制器。

SIMATIC S7-1500

S7-300/400 PLC地址分配有兩種形式，早期的S7-300PLC采用的是“固定地址”分配方式，而目前則大部分采用“自動分配型”與“用戶定義型”地址分配方式。

??①固定地址分配方式

??固定地址形S7-300 PLC的默認開關(guān)量輸入/輸出與模擬量輸入/輸出地址的分配情況可參見圖3-14。

??②地址分配實例

??【例3-2】 某配套固定地址型S7-300PLC的控制系統(tǒng)，采用CPU312模塊，并選配1個32點輸入模塊、1個16點輸入模塊、2個16點輸出模塊、1個8點輸出模塊，并按照以上次序安裝，其輸入輸出地址的分配如下。

??第1輸入模塊：地址10.0～13.7，無空余地址;

??第2輸入模塊：地址14.0～15.7，16.0～17.7為空余地址;第1輸出模塊：地址Q8.0～Q9.7，Q10.0～Q11.7為空余地址;第2輸出模塊：地址Q12.0～Q13.7，Q14.0～Q15.7為空余地址：第3輸出模塊：地址Q16.0～Q16.7，Q17.0～Q19.7為空余地址。

??目前使用的大部分S7-300PLC，已經(jīng)可以采用自動分配型地址分配方式。但是，一般還只能按照Zui大開關(guān)量輸入/輸出進行地址自動分配，當使用32點以下模塊時，多余的地址仍然不可以使用(對于遠程I/O單元，地址總是連續(xù)的)。

??【例3-3】 對于上例同樣的配置與安裝，當采用自動分配型地址時，其輸入/輸出地址的分配如下。

??第1輸入模塊：地址10.0～13.7，無空余地址;

??第2輸入模塊：地址14.0～15.7，I6.0～I7.7為空余地址;第1輸出模塊：地址Q0.0～Q1.7，Q2.0～Q3.7為空余地址;第2輸出模塊：地址Q4.0～Q5.7，Q6.0～Q7.7為空余地址;第3輸出模塊：地址Q8.0～Q9.7，Q10.0～Q11.7為空余地址。

??對于S7-300PLC的CPU新產(chǎn)品(如CPU315-2DP、CPU317等)，可以采用用戶定義型地址分配方式。在這種情況下，只要地址不重復(fù)，每一安裝模塊的地址均可以由用戶定義，因此，一般不存在多余的地址。

??【例3-4】 對于與上例同樣的配置與安裝，當采用用戶定義型地址分配時，按照正常的情況，輸入/輸出地址的分配如下。

??第1輸入模塊：地址I0.0～I3.7;

??第2輸入模塊：地址I4.0～15.7，16.0～17.7可以在后面的輸入模塊中繼續(xù)使用;第1輸出模塊：地址Q0.0～Q1.7;第2輸出模塊：地址Q2.0～Q3.7;第3輸出模塊：地址Q4.0～Q5.7。