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占位模块DM 370为模块保留一个插槽，如果用一个其他模块代替占位模块，整个配置和地址都保持不变。只有当为可编程信号模块进行模块化处理时，才能在STEP 7中组态DM 370占位模块。如果该模块为某个接口模块预留了插槽，则可在STEP 7中删除模块组态。

9.模拟器模块

模拟器模块DM 374的16个开关可以被设置为16路输入/16输出或8路输入/8路输出。

10.位置模块

位置模块SM 338额定输入电压24VDC，与CPU没有电气隔离，它主要用于连接多达三个值编码器（SSI）的输入（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），以及两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。

11.接口模块

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三个扩展机架，IM 365用于配置一个中央控制器和一个扩展机架。

11.接口模块

5.2　S7-400的硬件组成

S7-400系列PLC采用模块化结构，系统通常包括：一个机架（CR）、一个电源模块（PS）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每个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和抗冲击性、耐振动性，因而能大限度地满足各种工业标准

S7-400的硬件组成

S7-400系列PLC采用模块化结构，系统通常包括：一个机架（CR）、一个电源模块（PS）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每个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和抗冲击性、耐振动性，因而能大限度地满足各种工业标准。

5.2.1　机架

S7-400的机架具有固定模块、提供模块工作电压及通过信号总线将不同模块连接在一起的功能，机架通常由用螺栓固定模块并用横向切口安装机架的铝安装导轨、将模块滑入到其位置用的塑料件、一个背板总线及一个I/O总线组成，图5-15为机架的结构图。

1.通用机架UR1和UR2

UR1（18槽6ES7 400-1TA01-0AA0）和UR2（9槽6ES7 400-1JA01-0AA0）有UR1和UR2机架用于安装中央机架和扩展机架。UR1和UR2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模块。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模块。特殊情况下电源模块不可与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，它表示在相同机架结构上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模块。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模块。特殊情况下电源模块不可与IM 461-1接收IM一起使用。3.中央CR2机架

CR2（6ES7 401-2TA01-0AA0）机架用于安装分段的中央机架。它带有一个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。在CR2机架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模板。

4.中央CR3机架

CR3（6ES7 401-2DA01-0AA0）机架用于在标准系统中（非故障容错系统）的CR的安装。CR3有一个I/O总线和一个通信总线。在CR3机架上可以使用除接收IM外的所有S7-400模块，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。ER1和ER2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中的模块来的中断不起作用，同时，ER1或ER2中的模块没有24V供电，需要24V供电的模块不可用于ER1或ER2。因为ER1或ER2中的模块既不能用电源模块中的电池后备，也不能用从外部为CPU或接收IM供电的电源后备，因此，使用ER1和ER2中电源模块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中的电源模块的电池监视功能总是断开的。

在ER1和ER2机架中可使用所有的电源模块、接收IM、所有符合上述限制条件的信号模块，但是，电源模块不可与IM 461-1接收IM一起使用。

5.2.2　处理器单元

1.CPU模块概述

S7-400系列PLC有7种CPU，此外S7-400H还有两种CPU。

CPU 412-1是廉价的，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适用于中等性能范围的应用。它带有两个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 S7-400系列PLC的CPU。集成的PRO-FIBUS-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是SIMATIC S7-400中央处理单元能强大的。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。通过IF 964-DP接口子模块进一步连接两条DP线。

CPU 414-4H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，可以作为安全型S7-400F/FH自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口能作为主站直接连接到CPU 414-4H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，可以作为安全型S7-400F/FH自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口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/FH能强的CUP，可配置为容错式S7-400H系统。连接上运行许可证后，可以作为S7-400F/FH容错自动化系统使用。集成的PROFIBUS-DP接口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模块的一些共同的特性。

1）S7-400有一个中央机架，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，通过适配器在中央机架上可以连接6块S5模块。

2）实时钟功能：CPU有后备时钟、8个小时计数器和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

PROFIBUS-DP现场总线。

自从 第一台PLC在GM公司汽车生产线上首次应用成功以来，PLC凭借其方便性、可靠性以及低廉的价格得到了广泛的应用。但PLC毕竟是一个黑盒子，不能实时直观地观察控制过程，与DCS相比存在比较大的差距。计算机技术的发展和普及，为PLC又提供了新的技术手段，通过计算机可以实施监测PLC的控制过程和结果，让PLC如虎添翼。但是各PLC通讯介质和通讯协议各不相同，下面将简单介绍主要PLC的通讯介质和协议内容。

日系PLC

欧姆龙

欧姆龙系列PLC在中国推广的也比较多。在通讯方式上，OMRON现在主要采用两种通讯方式：

Host bbbb协议是基于串口方式进行数据传输的通讯方式。当PLC进入MONITOR方式时，上位机可以和欧姆龙PLC通讯。在和欧姆龙通讯时要注意，两次通讯之间要留一定时间，如果通讯速度过快容易造成PLC通讯异常。

Controlbbbb是欧姆龙PLC的一种快速通讯方式。Control bbbb通过板卡进行数据通讯，板卡之间有数据交换区，由板卡实现数据的交换从而完成数据采集功能。使用该方式通讯需配置欧姆龙的驱动。

三菱

三菱PLC的小型PLC在国内的应用非常广泛。三菱的PLC型号也比较多，主要包括FX系列，A系列和Q系列。三菱系列PLC通讯协议是比较多的，各系列都有自己的通讯协议。如FX系列中就包括通过编程口或232BD通讯，也可以通过485BD等方式通讯。其A系列和Q系列可以通过以太网通讯。当然，三菱的PLC还可以通过CC-bbbb协议通讯。

松下

松下PLC和计算机之间可以通过串口和以太网进行通讯。其采用的通讯协议是MEWTOCOL协议。如大多数日系PLC一样，MEWTOCOL协议比较简单。包括紫金桥组态软件在内的许多软件都可以从PLC中直接读取数据。

欧洲系列

西门子

西门子系列PLC主要包括其早期的S5和现在的S7-200、S7-300、S7-400等各型号PLC，早期的S5PLC支持的是3964R协议，但是因为现在在国内应用较少，除极个别改造项目外，很少有与其进行数据通讯的。

S7-200是西门子小型PLC，因为其低廉的价格在国内得到了大规模的应用，支持MPI、PPI和自由通讯口协议。

西门子300的PLC支持MPI，还可以通过PROFIBUS 和工业以太网总线系统和计算机进行通讯。如果要完成点对点通讯，可以使用CP340/341。

S7400作为西门子的大型PLC，提供了相当完备的通讯功能。可以通过S7标准的MPI进行通讯，同时可以通过C-总线，PROFIBUS和工业以太网进行通讯。如果要使用点对点通讯，S7-400需要通过CP441通讯模块。

西门子的通讯协议没有公开，包括紫金桥组态软件在内许多组态软件都支持MPI、PPI等通讯方式，PROFIBUS和工业以太网一般通过西门子的软件进行数据通讯。

施耐德（莫迪康）

施耐德的PLC型号比较多，在国内应用也比较多。其通讯方式主要是支持MODBUS和MODBUS PLUS两种通讯协议。

MODBUS协议在工控行业得到了广泛的应用，已不仅仅是一个PLC的通讯协议，在智能仪表，变频器等许多智能设备都有相当广泛的应用。MODBUS经过进一步发展，现在又有了MODBUS TCP方式，通过以太网方式进行传输，通讯速度更快。

MODBUS PLUS相对于MODBUS传送速度更快，距离更远，该通讯方式需要在计算机上安装MODCON提供的SA85卡并需安装该卡的驱动才可以进行通讯。

除了上述两种方式之外，莫迪康的PLC还支持如TCP/IP以太网，Unitelway， FIPWAY，FIPIO，AS-I，Interbus-s等多种通讯方式。

美系厂家

RockwellAB

Rockwell的PLC主要是包括PLC2、PLC3、PLC5、SLC500、ControlLogix等型号，PLC2和PLC3是早期型号，现在用的比较多的小型PLC是SLC500，中型的一般是ControlLogix，大型的用PLC5系列。

DF1协议是Rockwell各PLC都支持的通讯协议，DF1协议可以通过232或422等串口介质进行数据传输，也可以通过DH、DH+、DH485、ControlNet等网络介质来传输。DF1协议的具体内容可以在AB的资料库中下载。

AB的plc也提供了OPC和DDE，其集成的软件中RSLogix中就包含DDE和OPC SERVER，可以通过上述软件来进行数据通讯。

AB的中高档的PLC还提供了语言编程功能，用户还可以通过编程实现自己的通讯协议。

GE

GE现在在国内用的比较多的主要是90-70和90-30系列plc，这两款PLC都支持SNP协议，SNP协议在其PLC手册中有协议的具体内容。

现在GE的PLC也可以通过以太网链接，GE的以太网协议内容不对外公开，但GE提供了一个SDK开发包，可以基于该开发包通讯。