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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
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
1.通用机架URl和UR2
URl（18槽6ES7 400-1TA01-0AA0）和UR2（9槽6ES7 400-1JA01-0AA0）机架用于安装CR（中央机架）和EU（扩展机架），都有I/O总线和通信总线。
当UR1和UR2用作中央机架时，可安装除接收IM外的所有S7-400模板。当UR1和UR2用作扩展机架时，可安装除CPU和发送IM外的所有S7-400模板。特殊情况下，电源模板不可与IM 461-1接收IM一起使用。
2.UR2-H机架
UR2-H（6ES7 400-2JA00-0AA0）机架用于在一个机架上安装两个中央机架或两个扩展机架，它类似于在相同机架结构上的两个具有电气隔离的UR2机架，其主要应用在冗余S7-400系统的紧凑型结构中（在一个机架上有两个子机架和子系统）。
当UR2-H用作中央机架时，可安装除接收IM外的所有S7-400模板。当UR2-H用作扩展机架时，可安装除CPU、发送IM、IM 463-2和适配器外的所有S7-400模板。
3.中央机架CR2
CR2（6ES7 401-2TA01-0AA0）机架用于安装分段的中央机架，带有一个I/O总线和一个通信总线。I/O总线分为两个本地总线段，分别带有10个和8个插槽。CR2机架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模板。
4.中央机架CR3
CR3（6ES7 401-2TA01-0AA0）机架用于标准系统中（非故障容错系统）的CR的安装，有一个I/O总线和一个通信总线。CR3机架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模板，但在单独运行时只能使用CPU 414-4H和CPU 417-4H。
5.扩展机架ER1和ER2
ER1（6ES7 403-1TA01-0AA0）和ER2（6ES7 403-1JA01-0AA0）机架用于安装扩展机架，只有一个I/O总线机架。
因为未提供中断线，所以从ER1或ER2中的模板来的中断不起作用。同时，ER1或ER2中的模板没有24V供电，需要24V供电的模板不可用于ER1或ER2。因为ER1或ER2中的模板既不能用电源模板中的后备电池，也不能用从外部为CPU或接收IM供电的后备电源，因此，ER1和ER2中电源模板的后备电池没有优势，当电源故障以及后备电源故障时不对CPU报告。插入ER1或ER2中的电源模板的电池监视功能总是断开的。
ER1和ER2机架中可使用所有电源模板、接收IM以及所有符合上述限制条件的信号模板，但是电源模板不可与IM 461-1接收IM一起使用。
S7-400有7种CPU，此外S7-400H还有两种CPU。
CPU 412-1是低档项目使用的CPU，适用于中等性能范围，用于I/O数量有限的较小系统的安装。然而，组合的MPI接口允许PROFIBUS-DP总线操作。
CPU 412-2适于中等性能范围的应用。它带有的2个PROFIBUS-DP总线可以随时使用。
CPU 414-2和CPU 414-3适用于中等性能应用范围中有较高要求的场合。它们满足对程序规模和指令处理速度的更高要求。集成的PROFIBUS-DP接口使它能够作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。CPU 414-3有一条额外的DP线，可用IF 964-DP接口子模块进行连接。
CPU 416-2和CPU 416-3是功能强大的SIMATIC S7-400CPU。集成的PROFIBUS-DP接口使它能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。CPU 416-3有一条额外的DP线，可用IF 964-DP接口子模块进行连接。
CPU 417-4在SIMATIC S7-400的CPUzhonggong能强大。集成的PROFIBUS-DP接口使它能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。可通过IF 964-DP接口子模板进一步连接2条DP线。
CPU414-4H用于SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH，可配置为容错式S7-400H系统。连接上运行许可证后，其可以作为安全型S7-400F/FH自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口使其能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
CPU 417-4H是SIMATIC S7-400H和S7-400F/FHzhonggong能强的，可配置为容错式S7-400H系统。连接上运行许可证后，其可以作为S7-400F/FH容错自动化系统应用。集成的PROFIBUS-DP接口使其能作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
2.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。
6）CPU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。
