西門子模塊6ES7351-1AH02-0AE0

占位模塊DM 370為模塊保留一個插槽，如果用一個其他模塊代替占位模塊，整個配置和地址都保持不變。只有當(dāng)為可編程信號模塊進(jìn)行模塊化處理時，才能在STEP 7中組態(tài)DM 370占位模塊。如果該模塊為某個接口模塊預(yù)留了插槽，則可在STEP 7中刪除模塊組態(tài)。

9.模擬器模塊

模擬器模塊DM 374的16個開關(guān)可以被設(shè)置為16路輸入/16輸出或8路輸入/8路輸出。

10.位置解碼器模塊

位置解碼器模塊SM 338額定輸入電壓24VDC，與CPU沒有電氣隔離，它主要用于連接多達(dá)三個值編碼器（SSI）的輸入（幀長度為13位的值編碼器、幀長度為21位的值編碼器、幀長度為25位的值編碼器），以及兩個用于凍結(jié)編碼器數(shù)值的數(shù)字量輸入，采集方式為周期采集或同步采集。它允許在運(yùn)動系統(tǒng)中對編碼器值直接做出反應(yīng)，并且支持同步模式。

11.接口模塊

IM 360、IM 361、IM 365為接口模塊，通過接口模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。IM 360、IM 361用于配置一個中央控制器和三個擴(kuò)展機(jī)架，IM 365用于配置一個中央控制器和一個擴(kuò)展機(jī)架。

11.接口模塊

IM 360、IM 361、IM 365為接口模塊，通過接口模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。IM 360、IM 361用于配置一個中央控制器和三個擴(kuò)展機(jī)架，IM 365用于配置一個中央控制器和一個擴(kuò)展機(jī)架。

5.2　S7-400的硬件組成

S7-400系列PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)通常包括：一個機(jī)架（CR）、一個電源模塊（PS）和一個CPU。它所具有的模塊的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。模塊能帶電插拔且具有很高的電磁兼容性和抗沖擊性、耐振動性，因而能大限度地滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

S7-400的硬件組成

S7-400系列PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)通常包括：一個機(jī)架（CR）、一個電源模塊（PS）和一個CPU。它所具有的模塊的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。模塊能帶電插拔且具有很高的電磁兼容性和抗沖擊性、耐振動性，因而能大限度地滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

5.2.1　機(jī)架

S7-400的機(jī)架具有固定模塊、提供模塊工作電壓及通過信號總線將不同模塊連接在一起的功能，機(jī)架通常由用螺栓固定模塊并用橫向切口安裝機(jī)架的鋁安裝導(dǎo)軌、將模塊滑入到其位置用的塑料件、一個背板總線及一個I/O總線組成，圖5-15為機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖。

1.通用機(jī)架UR1和UR2

UR1（18槽6ES7 400-1TA01-0AA0）和UR2（9槽6ES7 400-1JA01-0AA0）有UR1和UR2機(jī)架用于安裝中央機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架。UR1和UR2機(jī)架都有I/O總線和通信總線。

當(dāng)UR1和UR2用作中央機(jī)架時，可安裝除接收IM外的所有S7-400模塊。當(dāng)UR1和UR2用作擴(kuò)展機(jī)架時，可安裝除CPU和發(fā)送IM外的所有S7-400模塊。特殊情況下電源模塊不可與IM 461-1接收IM一起使用。

2.UR2-H機(jī)架

UR2-H（6ES7 400-2JA00-0AA0）機(jī)架用于在一個機(jī)架上安裝兩個中央機(jī)架或兩個擴(kuò)展機(jī)架，它表示在相同機(jī)架結(jié)構(gòu)上兩個具有電氣隔離的UR2機(jī)架，其主要應(yīng)用在冗余S7-400系統(tǒng)的緊湊型結(jié)構(gòu)中（在一個機(jī)架上有兩個子機(jī)架和子系統(tǒng)）。

當(dāng)UR2-H用作中央機(jī)架時，可安裝除接收IM外的所有S7-400模塊。當(dāng)UR2-H用作擴(kuò)展機(jī)架時，可安裝除CPU、發(fā)送IM、IM 463-2和適配器外的所有S7-400模塊。特殊情況下電源模塊不可與IM 461-1接收IM一起使用。3.中央CR2機(jī)架

CR2（6ES7 401-2TA01-0AA0）機(jī)架用于安裝分段的中央機(jī)架。它帶有一個I/O總線和一個通信總線。I/O總線分為兩個本地總線段，分別帶有10個和8個插槽。在CR2機(jī)架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模板。

4.中央CR3機(jī)架

CR3（6ES7 401-2DA01-0AA0）機(jī)架用于在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中（非故障容錯系統(tǒng)）的CR的安裝。CR3有一個I/O總線和一個通信總線。在CR3機(jī)架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模塊，但在單獨(dú)運(yùn)行時只能使用CPU 414-4H和CPU 417-4H。

5.擴(kuò)展機(jī)架ER1和ER2

ER1（6ES7 403-1TA01-0AA0）和ER2（6ES7 403-1JA01-0AA0）機(jī)架用于安裝擴(kuò)展機(jī)架。ER1和ER2機(jī)架只有一個I/O總線機(jī)架。

因?yàn)槲刺峁┲袛嗑€，所以從ER1或ER2中的模塊來的中斷不起作用，同時，ER1或ER2中的模塊沒有24V供電，需要24V供電的模塊不可用于ER1或ER2。因?yàn)镋R1或ER2中的模塊既不能用電源模塊中的電池后備，也不能用從外部為CPU或接收IM供電的電源后備，因此，使用ER1和ER2中電源模塊的后備電池沒有優(yōu)勢。當(dāng)電源故障以及后備電源故障時不對CPU報(bào)告。插入ER1或ER2中的電源模塊的電池監(jiān)視功能總是斷開的。

在ER1和ER2機(jī)架中可使用所有的電源模塊、接收IM、所有符合上述限制條件的信號模塊，但是，電源模塊不可與IM 461-1接收IM一起使用。

5.2.2　處理器單元

1.CPU模塊概述

S7-400系列PLC有7種CPU，此外S7-400H還有兩種CPU。

CPU 412-1是廉價(jià)的，低檔項(xiàng)目使用的CPU，適用于中等性能范圍，用于I/O數(shù)量有限的較小系統(tǒng)的安裝。然而，組合的MPI接口允許PROFIBUS-DP總線操作。

CPU 412-2適用于中等性能范圍的應(yīng)用。它帶有兩個PROFIBUS-DP總線可以隨時使用。

CPU 414-2和CPU 414-3適用于中等性能應(yīng)用范圍中有較高要求的場合。它們滿足對程序規(guī)模和指令處理速度的更高要求。集成的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。CPU 414-3有一條額外的DP線，可用IF 964-DP接口子模塊進(jìn)行連接。

CPU 416-2和CPU 416-3是功能強(qiáng)大的SIMATIC S7-400系列PLC的CPU。集成的PRO-FIBUS-DP接口，使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。CPU 416-3，有一條額外的DP線，可用IF 964-DP接口子模塊進(jìn)行連接。

CPU 417-4是SIMATIC S7-400中央處理單元中功能強(qiáng)大的。集成的PROFIBUS-DP接口，使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。通過IF 964-DP接口子模塊進(jìn)一步連接兩條DP線。

CPU 414-4H用于SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH可配置為容錯式S7-400H系統(tǒng)。連接上運(yùn)行許可證后，可以作為安全型S7-400F/FH自動化系統(tǒng)使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作為主站直接連接到CPU 414-4H用于SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH可配置為容錯式S7-400H系統(tǒng)。連接上運(yùn)行許可證后，可以作為安全型S7-400F/FH自動化系統(tǒng)使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。

CPU 417-4H是SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH中功能強(qiáng)的CUP，可配置為容錯式S7-400H系統(tǒng)。連接上運(yùn)行許可證后，可以作為S7-400F/FH容錯自動化系統(tǒng)使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。

2.S7-400 CPU模塊的共同特性

下面是S7-400 CPU模塊的一些共同的特性。

1）S7-400有一個中央機(jī)架，可擴(kuò)展21個擴(kuò)展機(jī)架。使用URI或UR2機(jī)架的多CPU處理多安裝4個CPU。每個中央機(jī)架多使用6個IM，通過適配器在中央機(jī)架上可以連接6塊S5模塊。

2）實(shí)時鐘功能：CPU有后備時鐘、8個小時計(jì)數(shù)器和8個時鐘存儲器位，有日期時間同步功能，同步時在PLC內(nèi)和MPI上可以作為主站和從站

PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線

• 具有集成技術(shù)/運(yùn)動控制功能的 SIMATIC CPU

• 具有標(biāo)準(zhǔn) CPU 315-2 PN/DP 的完整功能（CBA 除外）

• 用于系列機(jī)器、機(jī)器以及工廠中的跨領(lǐng)域自動化任務(wù)

• 理想用于同步運(yùn)動，例如與虛擬/實(shí)際主設(shè)備的耦合、減速器同步、凸**、路徑插補(bǔ)或印刷標(biāo)記修正

• 具有不同運(yùn)動學(xué)的三維路徑插補(bǔ)

• 位置和壓力控制液*

• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用

• 帶有集成 I/O，可實(shí)現(xiàn)高速技術(shù)功能（例如，凸輪切換、參考點(diǎn)采集）

• PROFIBUS DP (DRIVE) 接口，用來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動部件的等時同步連接

• 用于 2 端口交換機(jī)的 PROFINET 接口

• PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運(yùn)行分布式I/O

• 控制任務(wù)和運(yùn)動控制任務(wù)使用相同的 S7 用戶程序(無需其它編程語言即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制)

• 需要“S7 technology"選件包（V4.2 SP3 及更高版本）

CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微型存儲卡 (8 MB)。

應(yīng)用

CPU 315-3 PN/DP 主要在需使用帶大容量存儲器的控制器并且需滿足很高處理速度以及運(yùn)動控制要求的機(jī)器上使用，例如：

• 生產(chǎn)線/裝配線

• 紙箱裝配器

• 碼堆機(jī)

• 搬運(yùn)系統(tǒng)

• 飛剪

• 罐裝設(shè)備

• 包裝設(shè)備

• 貼標(biāo)機(jī)

• 輥道輸送系統(tǒng)

• 帶插補(bǔ)功能的 Portal

**可控制 8 根軸。 與**的單軸定位相結(jié)合，該模塊主要適用于復(fù)雜的運(yùn)動序列（如聯(lián)軸器），以形成一個虛擬或?qū)嶋H主站、齒輪傳動、凸輪以及印刷標(biāo)記校正系統(tǒng)。

由于容量較高，因此 CPU 315T-3 PN/DP 適合使用 SIMATIC 工程工具，例如：

• 用SCL編程

• S7-GRAPH 加工步驟編程

設(shè)計(jì)

CPU 315T-3 PN/DP 的功能與高性能 CPU 315 的功能相同，并具有用于工藝/運(yùn)動控制附加集成功能。用于凸輪切換或起始位置檢測等的集成、快速 I/O 使該模塊的功能更加完整。

CPU 315T-3 PN/DP 具有：

• 微處理器；
  處理器處理每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時間約為 0.05祍，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)行指令約為 0.45 µs?￡ CPU 315T-3 PN/DP 可達(dá)到非常高的處理速度，尤其是對于字命令或雙字命令以及 32 位定點(diǎn)數(shù)命令。

• 384 KB 工作存儲器（相當(dāng)于約 128 K 條指令）；
  用于與執(zhí)行相關(guān)的程序組件的大容量工作存儲器可為用戶程序提供充足空間。 作為程序裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（**為 8 MB），也允許將項(xiàng)目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中，并可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。

• 集成輸入和輸出；
  4 點(diǎn)數(shù)字量輸入和 8 點(diǎn)數(shù)字量輸出，可用于原點(diǎn)采集 (BERO) 或快速凸輪開關(guān)信號等工藝功能。
  數(shù)字量輸入也可在 STEP 7 用戶程序中使用（具有一些限制）。

• 靈活擴(kuò)展；
  ** 8 個模塊（單層組態(tài)）

• MPI/DP 組合接口；
  第 1 個內(nèi)置 MPI/DP 接口可以**同時建立 32 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個連接。 通過 MPI 和全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，可配置含有** 32 個 CPU 的簡易網(wǎng)絡(luò)。
  可將此接口從 MPI 重新配置為 PROFIBUS DP 接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運(yùn)行。

• PROFIBUS DP (DRIVE) 接口： 
  PROFIBUS DP (DRIVE) 接口支持等時同步模式，因此可滿足對高速運(yùn)行及對時間要求嚴(yán)格的運(yùn)行進(jìn)行控制的基本要求，例如在同步應(yīng)用中的分布式軸中的那些運(yùn)行就存在這樣的要求。此接口僅作為 DP 主站接口.它用于連接驅(qū)動部件。 除驅(qū)動系統(tǒng)外，DP-V0 從站也可在 DP (DRIVE) 線路上運(yùn)行，但要受到一定限制。技術(shù)數(shù)據(jù)中規(guī)定了可連接的驅(qū)動器。 
   

• PROFINET
  CPU 315T-3 PN/DP 的第 3 個集成接口是一個基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶雙端口交換機(jī)。它支持下列協(xié)議：

• S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊

• PG/OP 通訊，用于通過 STEP 7 進(jìn)行編程、調(diào)試和診斷

• 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊

• 在PROFINET上實(shí)現(xiàn)開放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通訊

• SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進(jìn)行通訊