S7- 400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。
S7 - 400用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。
在S7- 400的许多器件也可用于环境条件下的SIPLUS版本。
由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的。
强大的CPU允许集成新的功能，无需额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。
可以以模块化的方式构建S7 - 400，有各种用于集中配置和分布式结构的模块，以实现处理备件方面的低成本。
在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。
项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。
可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。
S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25 60�C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。
S7- 400的高速背板总线确保集中式I/O模块的高速通讯。
模块化
S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。
设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。设计
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。
除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。
多值计算
多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：
可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。
有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。
在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。
数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。
特殊功能
S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）
通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
西门子S7-400模块6ES7414-3EM05-0AB0
德国的西门子( SIEMENS)公司是欧洲的电子和电气设备制造商之一，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于地位。其代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATIC S3系列控制系统。之后在1979年，西门子公司将微处理器技术应用到可编程序控制器中，研制出了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，目前S5系列产品仍然在工业现场使用，在20世纪末，西门子又在S5系列的基础上推出了S7系列产品。的SIMATIC产品为SIMATIC S7和C7等几大系列。C7是基于S7-300 PLC性能，同时集成了HMI。
SIMATIC S7系列产品分为：通用逻辑模块(LOGO!)、S7-200 PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC和S7-400 PLC 5个产品系列。S7-200 PLC是在德州仪器公司的小型PLC的基础上发展而来，因此其指令系统、程序结构、编程软件，这些和S7-300/400 PLC有较大的区别。S7-1200 PLC是在2009年才推出的新型小型PLC，定位于S7-200 PLC和S7-300 PCL产品之间。S7-300/400 PLC是由西门子的S5系列发展而来。西门子的PLC产品系列的定位见表2-1。
表2-1 SIMATIC控制器的定位
| 序号 | 控制器 | 定位 | 主要任务和性能特征 |
| 1 | LOGO! | 低端独立自动化系统中简 单的开关量解决方案和智能 逻辑控制器 | 简单自动化 作为时间继电器、计数器和辅助接触器的替代开关设备 模块化设计，柔性应用 有数字量、模拟量和通信模块 用户界面友好，配置简单 使用拖放功能的智能电路图开发 串行模块结构、模块化扩展 |
| 2 | S7-200 | 低端的离散自动化系统和 独立自动化系统中使用的紧 凑型逻辑控制器模块 | 紧凑设计，CPU集成I/O 实时处理能力，高速计数器、报警输入、中断 易学易用的软件 多种通信选项 |
| 3 | S7-1200 | 低端的离散自动化系统和 独立自动化系统中使用的小 型控制器模块 | 可升级及灵活的设计 集成了PROFINET接U 集成了强大的计数、测量、闭环控制及运动控制功能 直观高效的STEP 7 Basic工程系统可以直接组态控制器和HMI |
| 4 | S7-300 | 中端的离散自动化系统中 使用的控制器模块 | 通用型应用和丰富的CPU模块种类 高性能 模块化设计，紧凑设计 由于使用MMC存储程序和数据，系统免维护 |
| 5 | S7-400 | 的离散和过程自动化 系统中使用的控制器模块 | 特别高的通信和处理能力 定点加法或乘法的指令执行速度快为0.03μs 大型I/O框架和20MB的主内存 快速响应，实时性强，垂直集成 支持热插拔和在线I/O配置，避免重启 具备等时模式，可以通过PROFIBUS控制高速机器 |
PLC机型选择:
PLC机型选择的着眼点不外乎有这样几个方面：
1、确定控制规模，即I/O点数；2、价格；3、售后服务是否有保障，我们经过充分调研，以及考虑日后维修上的便利后，终确定选用中外合资无锡华光电子有限公司生产的SR-21PLC,这是一种性能价格比较高的小型PLC，大I/O点数达168点，大容量达1.7K～3.7K指令字，模块化结构，配置灵活，有多种I/O模块和特殊功能模块。该PLC指令丰富，有数据处理功能，能和上位机连接，组成工业局部网。与之相配套的外围设备也基本上能满足用户要求，有打印机接口、EPROM写入器，可接磁带录音机。
控制装置的配置:
根据压机工艺特点和对控制装置的基本要求以及整个装置的成本所确立的配置原则，我们决定采用I/O点数80点这一规模的PLC,为了便于今后操作使用，还配置了编程器及打印机接口单元。
电路设计:
我们将122～127六个定义号接上接近开关输入信号，分别作为右、前、上三缸活塞空程前进时是否越位以及充液时六缸（此时包括左、右、下三缸活塞）是否同时运行（即同步动作）的监测，其余的I/O接按钮，行程开关，外设时间继电器、接触器、220V交流电磁阀、指示灯等电气元件。在实际安装过程中，为了防止电磁干扰，所有输入线与强电导线严格分开；接近开关输入信号线用双绞线；PLC电源侧加装隔离变压器；所有电磁阀及接触器线圈两端并接R-C吸收器。由于考虑到成本及PLC对来自电源干扰抑制器。
软件设计及数据处理功能的应用:
1、 软件设计：
分段工作程序与自动工作程序基本相同，只是在保压结束后不会立即自动卸压，需操作者掀压增压器卸压（即分段卸压）按钮后才卸压，然后直至程序结束。调整程序主要用于手动调整六缸活塞的位置。
2、 数据处理功能的应用
由于篇幅，我们这里仅举例说明SR-21数据处理指令在六缸同步监测及调整时防止多个按钮同时操作的用法，下面逐一说明。
（1） 同步监测程序模块
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