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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.位置解码器模块

位置解码器模块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

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。

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，因而能较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，因而能较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*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*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*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*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.*CR2机架

CR2（6ES7 401-2TA01-0AA0）机架用于安装分段的*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.*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*处理单元中功能较强大的。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中功能较强的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*机架，可扩展21个扩展机架。使用URI或UR2机架的多CPU处理较多安装4个CPU。每个*机架较多使用6个IM，通过适配器在*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。

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——存储在*＜地址＞的位值为1时，（常开触点）处于闭合状态。触点闭合时，梯形图轨道能流流过触点，逻辑运算结果（RLO）=1。否则，如果*＜地址＞的信号状态为0，触点将处于断开状态。触点断开时，能流不流过触点，RLO=0。常开触点对应的地址位为1状态时，该触点闭合。

串联使用时，通过AND逻辑将——与RLO位进行连接。并联使用时，通过OR逻辑将其与RLO位进行连接。

【例6-1】常开触点指令实例

常开触点指令实例如图6-1所示。

[图片]图　6-1　常开触点指令实例图

满足下列条件之一时，将会通过能流，Q16.4通电。

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或输入端I4.2的信号状态为1时。

例6-1的输入/输出状态如表6-4所示。

2.常闭触点（地址）

符号：

＜address＞

——|/|——

常闭触点指令参数如表6-5所示。

[图片]

——/——存储在*＜地址＞的位值为0时，（常闭触点）处于闭合状态。触点闭合时，梯形图轨道能流流过触点，RLO=1。否则，如果*＜地址＞的信号状态为1，将断开触点。触点断开时，能流不流过触点，RLO=0。常闭触点对应的地址位为0状态时该触点闭合。

串联使用时，通过AND逻辑将——/——与RLO位进行连接。并联使用时，通过OR逻辑将其与RLO位进行连接。

【例6-2】常闭触点指令实例

常闭触点指令实例如图6-2所示。——|NOT|——表示取反RLO位。取反触点的中间标有“NOT”，用来将它左边电路的逻辑运算结果RLO取反（见图6-3），运算结果若为1则变为0，为0则变为1，该指令没有操作数。换句话说，能流到达该触点即停止流动；若能流未到达该触点，该触点给右侧供给能流。

【例6-3】能流取反指令实例

能流取反指令实例如图6-3所示。

[图片]图　6-3　能流取反指令实例图

满足下列条件之一时，输出端Q16.4的信号状态将是0。

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或当输入端I4.2的信号状态为1时。

例6-3的输入/输出状态如表6-7所示。

——（）的工作方式与继电器逻辑图中线圈的工作方式类似。如果有能流通过线圈（RLO=1），将置位＜地址＞位置的位为1。如果没有能流通过线圈（RLO=0），将置位＜地址＞位置的位为0。只能将输出线圈置于梯级的右端。可以有多个（较多16个）输出单元（请参见实例）。使用——NOT——单元可以创建取反输出。

【例6-4】输出线圈指令实例

输出线圈指令实例如图6-4所示。

满足下列条件之一时，输出端Q16.4的信号状态将是1。

[图片]图　6-4　输出线圈指令实例图

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或输入端I4.2的信号状态为0时。

满足下列条件之一时，输出端Q16.5的信号状态将是1。

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或输入端I4.2的信号状态为0且输入端I4.3的信号状态为1时。

例6-4的输入/输出状态如表6-9所示。

——（#）——是中间分配单元，它将RLO位状态（能流状态）保存到*＜地址＞。中间输出是一种中间赋值元件，用该元件*的地址来保存它左边电路的逻辑运算结果（RLO位，或能流的状态）。中间标有“#”号的中线输出线圈与别的触点串联，就像一个插入的触点一样。中线输出只能放在梯形图的中间，不能接在左侧的垂直“电源线”上，也不能放在电路较右端结束的位置。使用——|NOT|——单元可以创建取反——（#）——。

【例6-5】中间输出指令实例

中间输出指令实例如图6-5所示。

只有在前面指令的RLO为1（能流通过线圈）时，才会执行——（R）。如果能流通过线圈（RLO为1），将把单元的*＜地址＞复位为0。即使RLO变为0，它也仍然保持l状态，除非有新的操作。RLO为0（没有能流通过线圈）将不起作用，单元*地址的状态将保持不变。＜地址＞也可以是值复位为0的定时器（T编号）或值复位为0的计数器（C编号）。如果被*复位的是定时器或计数器，将清除定时器/计数器的定时/计数当前值，并将它们的地址位复位。

【例6-6】复位线圈指令实例

满足下列条件之一时，将把输出端Q16.4的信号状态复位为0：

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或输入端I4.2的信号状态为0时。

满足下列条件时才会复位定时器T0的信号状态：

输入端I4.3的信号状态为1时。

满足下列条件时才会复位计数器C0的信号状态：

输入端I4.4的信号状态为1时。

只有在前面指令的RLO为1（能流通过线圈）时，才会执行——（S）。即使RLO变为0，它也仍然保持l状态，除非有新的操作。如果RLO为1，将把单元的*＜地址＞置位为1。RLO=0将不起作用，单元的*＜地址＞的当前状态将保持不变。

【例6-7】置位线圈指令实例

置位线圈指令实例如图6-7所示。

满足下列条件之一时，输出端Q16.4的信号状态将是1：

[图片]图　6-7　置位线圈指令实例图

输入端I4.0和I4.1的信号状态为1时或输入端I4.2的信号状态为0时。

8.RS置位**型RS双稳态触发器

如果R输入端的信号状态为1，S输入端的信号状态为0，则复位RS（置位**型RS双稳态触发器）。否则，如果R输入端的信号状态为0，S输入端的信号状态为1，则置位RS。如果两个输入端的RLO均为1，则指令的执行顺序是较重要的。RS触发器先在*＜地址＞执行复位指令，然后执行置位指令，以使该地址在执行余下的程序扫描过程中保持置位状态。只有在RLO为1时，才会执行S（置位）和R（复位）指令。这些指令不受RLO为0的影响，指令中*的地址保持不变。输入/输出状态如表6-14所示。

[图片]

【例6-8】置位**型RS双稳态触发器指令实例

置位**型RS双稳态触发器指令实例如图6-8所示。

如果输入端I4.0的信号状态为1，I4.1的信号状态为0，则复位存储器位M0.0，输出Q16.4将是0。否则，如果输入端I4.0的信号状态为0，I4.1的信号状态为1，则置位存储器位M0.0，输出Q16.4将是1。如果两个信号状态均为0，则不会发生任何变化。如果两个信号状态均为1，将因顺序关系执行置位指令；置位M0.0，Q16.4将是1。该例输入/输出状态如表6-15所示。

如果S输入端的信号状态为1，R输入端的信号状态为0，则置位SR。否则，如果S输入端的信号状态为0，R输入端的信号状态为1，则复位SR。如果两个输入端的RLO均为1，则指令的执行顺序是较重要的。SR触发器先在*＜地址＞执行置位指令，然后执行复位指令，以使该地址在执行余下的程序扫描过程中保持复位状态。

只有在RLO为1时，才会执行S（置位）和R（复位）指令。这些指令不受RLO为0的影响，指令中*的地址保持不变。输入/输出状态如表6-17所示。

[图片]

【例6-9】复位**型SR双稳态触发器指令实例

复位**型SR双稳态触发器指令实例如图6-9所示。

如果输入端I4.0的信号状态为1，I4.1的信号状态为0，则置位存储器位M0.0，输出Q16.4将是1。否则，如果输入端I4.0的信号状态为0，I4.1的信号状态为1，则复位存储器位M0.0，输出Q16.4将是0。如果两个信号状态均为0，则不会发生任何变化。如果两个信号状态均为1，将因顺序关系执行复位指令；复位M0.0，Q16.4将是0。输入/输出状态如表6-18所示。

——（N）——检测地址中1到0的信号变化，并在指令后将其显示为RLO=1。将RLO中的当前信号状态与地址的信号状态（边沿存储位）进行比较。如果在执行指令前地址的信号状态为1，RLO为0，则在执行指令后RLO将是1（脉冲），在所有其他情况下将是0。指令执行前的RLO状态存储在地址中。

【例6-10】下降沿检测指令实例

下降沿检测指令实例如图6-10所示。

边沿存储位M0.0保存RLO的先前状态。RLO的信号状态从1变为0时，程序将跳转到标号CAS1。

——（P）——检测地址中0到1的信号变化，并在指令后将其显示为RLO=1。将RLO中的当前信号状态与地址的信号状态（边沿存储位）进行比较。如果在执行指令前地址的信号状态为0，RLO为1，则在执行指令后RLO将是1（脉冲），在所有其他情况下将是0。指令执行前的RLO状态存储在地址中。

【例6-11】上升沿检测指令实例

上升沿检测指令实例如图6-11所示。

边沿存储位M0.0保——（SAVE）将RLO保存到状态字的BR位。未复位**个校验位/FC，因此，BR位的状态将包含在下一程序段的AND逻辑运算中。

指令“SAVE”（LAD、FBD、STL）适用下列规则，手册及在线帮助中提供的建议用法并不适用：

用户不要在使用SAVE后在同一块或从属块中校验BR位，因为这期间执行的指令中有许多会对BR位进行修改。用户在退出块前使用SAVE指令，因为ENO输出（=BR位）此时已设置为RLO的值，所以可以检查块中是否有错误。

【例6-12】将RLO状态保存到BR指令实例

将RLO状态保存到BR指令实例如图6-12所示。

存RLO的先前状态。RLO的信号状态从0变为1时，程序将跳转到标号CAS1。