S7-400基础知识介绍

1、西门子S7-400可编程序控制器,S7-400的组件,机架,中央机架CR S7-400系统中插有中央处理模块CPU的机架。,扩展机架ER 扩展机架和中央机架的连接需要IM接口模块，并且这样的IM接口模块需要成对使用。,中央机架CR和扩展机架ER的连接,S7-400系统中都有哪些机架,S7-400系统的扩展方法,通过机架扩展 通过远程I/O模块扩展 使用可以作为主站的PLC系统； 使用输入输出模块ET200系列作为从站； 使用所有可以作为从站的设备。 通过网络扩展 使用CP Ethernet 扩展系统到Industrial Ethernet subnet； 使用CP Profibus 扩展系统到

2、Profibus DP subnet； 使用集成的MPI接口扩展系统到MPI subnet； 使用集成的Profibus DP接口扩展系统到Profibus DP subnet。,S7-400系统的编址,S7-400系统在运行用户程序的过程中需要对信号模块的输入、输出数据进行存取，以便完成对实际生产过程的监视和控制。为了达到这个目的，需要使用户程序中的数据逻辑地址和该数据的实际物理存取地址一一对应。因此，我们有必要对400系统进行编址操作。,逻辑地址的确定,逻辑地址仅出现在用户程序中，逻辑地址的命名只要符合编程的合法性并使编程者容易记忆就可以。,编址的步骤,S7-400系统编址步骤主要有两步：

3、 确定现场过程信号的占位情况，即物理地址的确定； 在编程环境中，将逻辑地址与物理地址进行关联。,注意,如果你的PLC系统在组态时仅使用了中央机架CR，而没有扩展ER机架，那么你也可以使用系统的默认编址！,信号模块的默认地址,根据机架的槽位分布确定,在下面的例子中我们将假设数字信号模块插在第12槽,在下面的例子中我们将假设模拟信号模块插在第6槽,数字信号模块的默认地址,默认地址（槽位号-1）4,模拟信号模块的默认地址,默认地址（槽位号-1）64+512,例：插在第12号槽位的数字信号模块的默认地址应该是： （12-1）444。,例：插在第6号槽位的模拟信号模块的默认地址应该是： （6-1）64+

4、512832。,模块中信号通道的默认地址,假设图中的信号模块：,数字输入信号模块 位于第12号槽位,“44”为计算的该模块默认地址,4个字节，每字节8位，共32个信号通道,假设图中的信号模块：,模拟输入信号模块 位于第6号槽位,“832”为计算的该模块默认地址,8个字，共8个信号通道,S7-400系统的供电模块,PLC供电由UPS（不间断电源）提供。 S7-400供电模块通过背板总线向400系统的模块供电。 供电模块将网侧电压转换为5V和24V直流工作电压。 供电模块的输出电流为4A、10A和20A三种。 传感器执行器需要的负载电压单独提供。,PS405和PS407供电模块,三针电源连接器,网

5、络电压选择器开关,电池监视开关,后备电池部件,输出电压通断开关,故障确认按钮,电源模块供电状态和内部故障LED指示,电源模块的更换,断开电源模板的电源。 取出电源模板。 将新电源模板安装到机架槽位1。 至少等待1分钟，然后再接通电源。,电源模块后备电池,后备电池功能 1、当PLC外部电源发生故障时，参数设置和存储器内容(RAM)将通过背板总线备份到CPU和存储卡中。 2、系统上电后，后备电池可以对CPU执行重启。,后备时间 最长后备时间取决于后备电池的容量以及在基板上的后备电流。 后备电流是指当电源关闭时，所插入的后备模板的电流及电源模板所需要的电流的总和。,CPU416-3外形图,模块名，版

6、本号 订货号等,CPU工作状态指示灯,工作模式 选择开关,MPI/DP 接口,DP 接口,外接515V 直流电源,工作模式指示,存储卡插槽,接口模块插槽,面板盖,CPU416-3工作状态显示,典型的S7-400系列PLC上CPU的模式转换开关有RUN-P、RUN、STOP和MRES四种方式。,CPU上的存储卡,存储卡,CPU模块,标志点,存储器卡分为两种 RAM卡：用RAM卡可以扩展CPU装载存储器的容量。 FLASH卡：在没有后备电池的情况下，其内容也不会丢失。,S7-400系统的信号模块,数字和模拟的信号模块SM,电源模块PS,CPU,信号模块SM,数字信号输入模块SM421,数字信号输出

7、模块SM422,模拟信号输入模块SM431,模拟信号输出模块SM432,信号模块SM,数字信号输入模块SM421,特性 32点输入，所有的输入通道共地。 额定负载电压：24VDC。 适用于开关和2/3/4线制接近开关(BERO；IEC 61131，类型2)。 LED状态指示灯指示过程状态。,应用 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。 模板适合于连接开关或接近开关。,信号模块SM,特性 32点输出，隔离为1组32通道。 每8个通道一组进行供电。 输出电流：0.5A。 额定负载电压：24VDC。 能通过状态LED指示系统状态（即使没插入前连接器）。,应用 数字量输出模板将S

8、7-400的内部信号电平转换成过程所需要的外部信号电平。 模板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。,数字信号输出模块SM422,信号模块SM,模拟信号输入模块SM431,应用 模拟量输入模板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。 电压和电流传感器、热电偶、电阻器和热电阻可作为传感器连接到S7-400。,特性 快速A/D转换，特别适用于高速动态处理。 8点输入，可测量电压/电流。 4点输入，用于测量电阻。 无量程选择限制。 14位分辨率。 供电电压：只有连接2线变送器时需要24VDC。 模拟部分与CPU隔离。 通道间及通道与中央接地点间的最大共

9、模电压为8VAC。,信号模块SM,模拟信号输出模块SM432,应用 模拟量输出模板将从S7-400来的数字量转换为过程用的模拟量信号，信号的大小为（4-20mA）。,特性 8路输出。 每个输出通道均可编程为电压输出和电流输出。 13位分辨率。 模拟部分与CPU隔离。 通道间及通道与中央接地点间的最大共模电压为3VDC。,数字信号的输入原理,L 数据总线 Min,L+/L1,Mex/N,外部开关量信号 如按钮，接近开关，位置传感器等,信号在电气上隔离，实际传输采用光电耦合,DO,L 数据总线 Min,L+/L1,M/N,外部指示灯，电磁阀等开关量执行器,信号在电气上隔离，实际传输采用光电耦合,数

10、字信号的输出原理,ET200系列远程I/O模块,ET200系列I/O模块在S7-400系统中作为信号模块SM的延伸。其功能与信号模块SM相似，一般的配置形式如下：,IM接口模块,负载电源模块,信号输入输出模块,S7-400系统网络配置,S7-400系统为了实现工艺控制功能，需要很多控制器和数据采集设备协同工作，各个控制器间的数据交换是通过网络连接实现的。这一点对实现现代化的工业控制很重要。 西门子PLC的通讯方式主要有以太网通讯方式，PROFIBUS通讯方式，MPI通讯方式和PPI通讯方式。其中，以太网通讯采用的是TCP/IP协议。,CP通讯模块,扩展DP网络接口CP443-5,扩展工业以太网

11、络接口CP443-1,CP443-5接口模块,应用：扩展连接S7-400系统到PROFIBUS网络。 网络：可组态到MPI/DP网络。 接口：9针SUB-D。 安装：直接安装在400机架，单模数。,CP443-5外形,状态指示,操作模式转换开关,DP接口,INTF,EXTF,RUN,STOP,CP443-1接口模块,应用：扩展连接S7-400系统到工业以太网。 网络：可组态到以太网。 接口：8针RJ-45TP接口/15针sub-D接口。 安装：直接安装在400机架，单模数。,CP443-1外形,状态指示,模块盖板,工作模式选择开关,8针RJ-45TP接口,15针AUI接口,INTF EXTF

12、FDX LINK TXD RXD FAST RUN STOP,MAC地址,为每个网络节点分配MPI地址和最高MPI地址（或DP地址）。 每次向网络中加入新的节点时，必须首先切断该节点的供电。 使网络中的所有节点处于同一行，包括PG和OP（调试和维修时可以采用分支连接）。 如果网络节点超过其最大容量，则必须使用RS485中继器连接不同的网段。 所有网段中必须至少包括1个DP主站和1个DP从站。 浮地网段和接地网段的互连必须采用RS485中继器。 一个网段的两端需要连入终段电阻。,网络配置的原则,网络节点类型,节点数量,在同一网段，我们可以连接的最大节点数量如下：,默认的MPI地址,MPI地址的编址一般是从3开始至最大地址。,网络传输速率和距离,MPI网络中，网段电缆的传输速率和允许长度如下：,DP网络中，网段电缆的传输速率和允许长度如下：,MPI网络配置图,S7-400,PG,S7-300,S7-400,S7-400,OP,OP,PG,用于调试和维护，分支连接，默认地址0,Profibus DP网络配置图,S7-400,OP,ET200,ET200,ET200,PG,PG,用于调试和维护，分支连接，默认地址0,S7-4