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接口模板（IM）：用于连接CPU和扩展单元。SIMATIC S7-400的中央控制器*多能连接21个扩展单元。

SIMATIC S5模板：SIMATIC S5-155U、SIMATIC S5-135U和SIMATIC S5-155U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。

所有CPU都有一个组合的编程和PROFIBUS DP接口，即它们在任何时间都可以被OP或编程器/工控机所访问或与各种控制器联网。该接口也可以连接分布式PROFIBUS DP设备，这意味着CPU能直接与分布式I/O一起执行。除基本型CPU 412-1外，所有CPU，都配备PROFIBUS-DP接口作为连接分布式I/O的接口，也可通过组态用于与OP或编程器/工控机的通信。高端CPU还有空余的插槽，用于安装PROFIBUS DP接口模板，以便连接附加的DP线路。另外，各级CPU之间的唯一区别是性能范围，例如RAM容量、地址范围、可以连接的模块数量以及指令处理时间。

一台S7-400中央控制器中可以运行多CPU，意味着S7-400的整体性能可以被分解。例如控制、计算或通信可以分离并分配给不同的CPU，每个CPU可赋予其本地的I/O，使不同的功能彼此分工运行。例如一个CPU完成实时处理功能，而另一个CPU完成非实时处理功能。在多CPU模式下，所有CPU如同一个CPU那样联合运行，也就是说如有一个CPU为STOP（停机）模式，则所有其他CPU也同时停机。同步调用可以使多个CPU在运行每一条指令时能彼此协调动作，同时通过“全局数据”机制使CPU之间的数据传输以非常高的速率进行。

S7-400系列CPU的出色之处不仅表现为极短的响应时间，更有极大的性能裕量，即使需要同时进行通信或出现意想不到的负荷，仍可获得非常短的响应时间。换句话说即可以实现特定的响应时间，例如输出信号对输入信号变化的响应。

S7-400系列CPU的智能诊断系统可连续监测系统和过程的功能性，记录错误和特定系统事件（CPU“黑匣子”），并提供附加诊断报文添加选项。诊断功能可确定模板的信号记录（对于数字量模板）或模拟处理（对于模拟量模板）功能是否正常。如果出现诊断报文事件（例如编码器掉电），模板将触发一个诊断中断。然后，CPU中断用户程序的执行，执行相应的诊断中断块。过程中断意味着过程信号可以被监视，并可对信号变化触发响应

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

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。

位置解码器模块SM 338额定输入电压为24V DC，与CPU没有电气隔离，主要用于连接多达3个**值编码器（SSI）（帧长度为13位的**值编码器、帧长度为21位的**值编码器、帧长度为25位的**值编码器）的输入以及2个用于冻结编码器数值的数字量输入，采集方式为周期采集或同步采集。它允许在运动系统中对编码器值直接做出反应，并且支持同步模式。

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IM 360/IM 361、IM 365为接口模块，通过接口模块实现系统的扩展。IM 360/IM 361用于配置一个中央控制器和3个扩展机架，IM 365用于配置一个中央控制器和一个扩展机架。

在PLC产品领域，SIMATIC S7-400被设计成生产和过程自动化的系统解决方案。S7-400的主要特色为极高的处理速度、强大的通信性能和卓越的CPU资源裕量。S7-400可以与SIMATIC组态工具配套使用，从而进行高效率的配置和编程，尤其是应用于工程量较大的自动化解决方案中，例如**语言SCL以及用于顺序控制、状态图和面向工艺的图形组态工具等。S7-400能够保存整个项目数据，包括CPU的符号和说明等，有助于便捷地进行检修和维护。此外，功能强大的集成系统的诊断功能可以增强控制器的实用性，并提高其工作效率。为此，S7-400增加了可以设置的过程诊断功能，可以据此分析过程问题，从而减少停机时间，并进一步提高生产效率。1.3.1　整体设计

S7-400自动化系统采用模块化设计，通常包括一个机架（CR）、一个电源（PS）、一个信号模块（SM）和一个CPU，。它所具有的模块的扩展和配置功能使其能够按照不同的需求灵活组合。模块能带电插拔，且具有很高的电磁兼容性、抗冲击和耐震动性能，因而能*大限度地满足各种工业标准