S7-400系列PLC的硬件組成

1、2.5 S7-400系列PLC的硬件組成模塊的尺寸為25(寬)×290(高)×210(深)mm。集中式擴(kuò)展方式適用于小型配置或一個(gè)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(chǎng)合，CC與最后一個(gè)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(guò)CPU中的PROFIBUS-DP接口，最多連接125個(gè)總線節(jié)點(diǎn)。使用光纜時(shí)CC和最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離為23km。2S7-400的特點(diǎn)（1）運(yùn)行速度高，S7 416執(zhí)行一條二進(jìn)制指令只要

2、0.08ms。（2）存儲(chǔ)器容量大，例如CPU 417-4的RAM可以擴(kuò)展到16MB，裝載存儲(chǔ)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(gè)機(jī)架，S7 417-4最多可以擴(kuò)展262144個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)和16384個(gè)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(gè)站的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)CPU集成有PROFIBUS-DP主站接口，用來(lái)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(dòng)傳送信息。2.5.2 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

3、,一個(gè)電源模塊和兩個(gè)CPU模塊。CR3是4槽的中央機(jī)架，有I/O總線和通信總線。圖2-17 機(jī)架與總線（3）擴(kuò)展機(jī)架ER1/ER2ER1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(gè)機(jī)架上配置一個(gè)完整的S7-400H冗余系統(tǒng)，每個(gè)均有自己的I/O。兩個(gè)電源模塊和兩個(gè)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(chǎng)總線，周期性自動(dòng)交換I/O模塊的數(shù)據(jù)。或基于事件驅(qū)動(dòng)，由用戶程序塊調(diào)用。2.5.4 冗余設(shè)計(jì)的容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)S7-400HS7 Software Redundancy（軟件冗

4、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(guò)程出現(xiàn)故障時(shí)，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(gè)CPU的硬件使用分為兩個(gè)區(qū)（每個(gè)區(qū)9個(gè)槽）的機(jī)架UR2H，或兩個(gè)獨(dú)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(gè)CPU，由光纜互連。每個(gè)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?。S7-400H可以使用系統(tǒng)總線或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，支持PROFIBUS或

5、工業(yè)以太網(wǎng)的容錯(cuò)通信。3S7-400H冗余控制PLC的工作原理S7-400H采用“熱備用”模式的主動(dòng)冗余原理，在發(fā)生故障時(shí)，無(wú)擾動(dòng)地自動(dòng)切換。兩個(gè)控制器使用相同的用戶程序，接收相同的數(shù)據(jù)，兩個(gè)控制器同步地更新內(nèi)容，任意一個(gè)子系統(tǒng)有故障時(shí)，另一個(gè)承擔(dān)全部控制任務(wù)。2.5.5 安全型自動(dòng)化系統(tǒng)S7-400F/FH（1）S7-400F：安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，出現(xiàn)故障時(shí)轉(zhuǎn)為安全狀態(tài)，并執(zhí)行中斷。（2）S7-400FH：安全及容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，生產(chǎn)過(guò)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(gè)工廠用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具軟件來(lái)配置和編程。PRFISafe PROFIBUS規(guī)范允許

6、安全型功能的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文幀一起傳送。2.5.6 多CPU處理S7-400中央機(jī)架上最多4個(gè)具有多CPU處理能力的CPU同時(shí)運(yùn)行。這些CPU自動(dòng)地、同步地變換其運(yùn)行模式。適用場(chǎng)合：程序太長(zhǎng)，存儲(chǔ)空間不夠，系統(tǒng)可以分。通過(guò)通信總線，CPU彼此互連。2.5.9 輸入/輸出模塊S7-400的信號(hào)模塊地址是在STEP 7中自動(dòng)生成的。用戶可以修改。S7-400的模擬量模塊起始地址從512開(kāi)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0號(hào)機(jī)架1號(hào)機(jī)架槽號(hào)模塊種類地址槽號(hào)模塊種類地址1PS 417 10A電源模塊132點(diǎn)DIIB4IB72 2 16點(diǎn)DOQB2，QB33CPU 412-2DP3

7、16點(diǎn)DOQB4，QB54 16點(diǎn)DOQB0，QB14 8點(diǎn)AOQW528QW5425 16點(diǎn)DIIB0，IB15 8點(diǎn)AIIW544IW5586 8點(diǎn)AOQW512QW5266 16點(diǎn)DOQB6，QB77 16點(diǎn)AIIW512IW5427 8點(diǎn)AIIW560IW5748 16點(diǎn)DIIB2，IB38 32點(diǎn)DIIB8IB119 IM460-140939 IM461-04092表2-6 S7-300與S7-400性能比較接近的功能模塊功能模塊S7-300系列S7-400系列計(jì)數(shù)器模塊FM 350-1FM 450-1定位模塊FM 351，雙通道FM 451，3通道定位模塊FM 353，雙通道FM

8、453，3通道電子凸輪控制器FM 352，13個(gè)數(shù)字量輸出 FM 452，16個(gè)數(shù)字量輸出閉環(huán)控制模塊FM 355，4通道FM 455，16通道2.6 ET 200分布式I/O基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式I/O。I/O傳送信號(hào)到CPU只需ms級(jí)。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(dòng)器：異步電機(jī)的單向或可逆啟動(dòng)，7.5kW，最大電流40A，一個(gè)站可以帶6個(gè)電機(jī)啟動(dòng)器。（2）氣動(dòng)系統(tǒng)：ET 200X用于閥門(mén)控制。（3）變頻器（4）智能傳感器：光電式編碼器或光電開(kāi)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(jì)的容錯(cuò)控制系統(tǒng)或安全自動(dòng)化系統(tǒng)中使用。包括緊急斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，安全門(mén)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。2.6.2 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(gè)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(xiǎn)的區(qū)域。(4) ET 200X：IP65/67的分布式I/O，相當(dāng)于CP