数字量输入模块

数字量输入模块将外部过程发送的数字信号电平转换成S7-400内部的信号电平，适合于连接开关或2线BERO接近开关。

数字量输入模板有以下特点。

·紧凑的设计。坚固的塑料外壳上，绿色LED灯指示输入信号的状态；利用诊断和过程中断功能，红色LED灯指示模板中的来自内部和外部的故障和错误。

·容易安装。

·接线方便，模板通过插入前连接器来接线。

2.数字量输出模块

数字量输出模块将S7-400的内部信号电平转换成过程所需要的外部信号电平，适合于连接如电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电机启动器等装置。

数字量输出模板有以下特点。

·紧凑的设计。坚固的塑料外壳上，绿色LED灯指示输出信号的状态；红色LED灯指示模板内部和外部的故障和错误，并在6ES7 422-1FF和6ES7 422-1FH产品中显示熔丝断和负载电压故障信息。

·容易安装。

·接线方便，模板通过插入前连接器来接线。

用于S7-400的模拟量输入/输出模块能将模拟量传感器和执行器连接到SIMATIC S7-400。使用模拟量输入/输出模块能给用户提供优化的适配性能，因此能连接各种不同类型的模拟量传感器和执行器。

模拟量输入/输出模板的机械结构有以下特点。

·紧凑的设计。坚固的塑料外壳上，标签条可插入前盖板内（根据使用手册复制），覆盖薄膜可单独订购。

·容易安装。将模板挂在机架上后，拧紧螺钉即可，安装非常方便。

·接线方便。模板通过前连接器来接线。初次插入前连接器时，应嵌入一个编码元件，这样前连接器只能插入有相同电压范围的模块中。更换模块时，前连接器能保持完整的接线状态，因此能用于相同类型的新模块。

模拟量输入模板用于将从过程来的模拟量信号转换成S7-400内部处理用的数字量信号。

模拟量输出模板SM432只有一个型号，即6ES7 432-1HF00-0AB0，输出点数为8，额定负载电压为24V DC，输出电压范围为±10V、0～10V和1～5V，输出电流范围为±20mA。

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S7-400的组态和编程基于STEP 7。对于S7-400，需要使用HW升级补丁的STEP 7 V5.2 SP1HF3或STEP 7 V5.3来组态编程，STEP 7为自动化项目的用户提供从组态到启动、测试以及维护等所有阶段的功能。

STEP 7结合SIMATIC Manager中央工具用于项目中与软件相关的操作，不仅关系到单CPU，也关系到整个工厂，与解决方案中包括多少控制器、驱动器和HMI设备无关。使用STEP 7可以确保整个项目中的数据保持一致。STEP 7既包括设备的硬件配置，又包括模块的参数化，所以不需要再进行硬件设置。STEP 7包括3种基本语言，分别是语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）。STEP 7还可以实现联网CPU之间参数数据的高速传输。

由于通常用于执行大型程序，S7-400还包括语言和基于STEP 7的图形工程工具，可用S7-SCL、S7-GRAPH、S7-HiGraph及CFC等语言进行编程

S7-400有很强的通信功能，CPU模块集成了MPl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。

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通信以及使用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，包括通过FROFIBUS-DP和工业以太网的S5兼容通信和标准通信。

S7-400的机架具有固定模板、为模板提供工作电压及通过信号总线将不同模板连接在一起的功能。机架通常由用螺栓固定模板并用横向切口安装机架的铝安装导轨、将模板滑入其位置用的塑料件、一个背板总线及一个I/O总线组成

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55U的所有I/O模板都可和相应的SIMATIC S5扩展单元一起使用。另外，专用的IP和WF模板可用于SIMATIC S5扩展单元，也可直接用于中央控制器（通过适配器盒）。

如果用户需要比中央控制器更多的功能，S7-400还可以扩展。S7-400多可有21个扩展单元，这21个扩展单元（EU）都可以连接到中央控制器。中央控制器和扩展单元通过发送IM和接收IM连接。中央控制器多可插入6个发送IM，每个扩展单元可容纳1个接收IM。每个发送IM有2个接口，每个接口多可支持4个扩展单元。

S7-400系列PLC共有CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-4H、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 417-4和CPU 417-4 9种性能档次不同的CPU可供控制使用。

S7-400 CPU模块的共同特性

下面是S7-400 CPU模块的一些共同特性。

1）都有1个中央机架，可扩展21个扩展机架。使用URI或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（接口模块），通过适配器在中央机架上可以连接6块S5模块。

2）实时时钟功能：CPU有后备时钟和8个小时计数器、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。

3）都有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。

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。有状态块和单步执行功能，调试程序时可以设置断点。

5）FM（功能模块）和CP（通信处理器）的块数只受槽的数量和通信的连接量的限制。S7-400可以与编程器和OP（操作员面板）通信，有全局数据通信功能。在S7通信中，可以作为服务器和客户机，分别为PG（编程器）和OP保留了一个连接。

PU模块内置的个通信接口可以作为MPI和DP主站。作为MPI接口时，可以与编程器和OP通信，可以用作路由器。全局通信的GD数据包大为64KB。S7标准通信每个作业的用户数据大为76B,S7通信每个作业的用户数据大为64B,S5兼容通信每个作业的用户数据大为8KB。内置各通信接口大传输速率为12Mbit/s。作为DP主站时，可以与编程器和OP通信，支持点对点通信功能，除S7-412外，都具有全局通信、S7基本通信功能；多支持32个DP从站，多支持512个插槽；大地址区为2KB，每个DP从站大可用数据为244B输入/244B输出。

7）CPU模块内置的第二个通信接口可以用作DP主站和点对点连接。作为DP主站时，可以与编程器和OP通信，支持内部节点通信。每个DP从站大可用数据为244B输入/244B输出。

S7-400的电源模板的任务是通过背板总线向机架上的其他模板提供工作电压。它们不为信号模板提供负载电压。

S7-400的电源模板用于S7-400系统安装基板的封装设计，它通过自然对流冷却，带AC-DC编码的电源电压的插入式连接具有短路保护功能，具有两个输出电压的监视，且两个输出电压（5V DC和24V DC）共地。如果其中一个电压故障，则向CPU发送故障信号。S7-400的电源模板通过背板总线对CPU和可编程模板的参数设置和存储器内容（RAM）进行后备。此外，后备电池可以对CPU热启动。电压模板和后备模块都能监视电池电压。