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了多种级别的CPU模块和种类齐全的通用功能的模块，使用户能根据需要组合成不同的专用系统，S7-400采用模块化设计，性能范围宽广的不同模块可以灵活组合，扩展十分方便。

（1）通用机架UR1和UR2　UR1（18槽6ES7 400-1TA01-0AA0）和UR2（9槽6ES7 009-1JA01-0AA0）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IM461-1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、IM463-2和适配器外的所有S7-400模块。特殊情况下电源模块不可与IM461-1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总线分为两个本地一段，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 401-2D因为未提供中断线，所以从ER1和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2

和ER2。因为ER1和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和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IM461-1接收IM一起使用。

1.2　S7-400的通信功能

S7-400有很强的通信功能，CPU模块集成有MPI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；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。这些服务包括通过PROFIBUS-DP和工业以太网的S5兼容通信和标准通信（第三方系统）。

S7-400的通信功能，通信模块，通信的设置与编程的详细情况见第6章。

1.3　S7-400 CPU模块

S7-400系列PLC有7种CPU，此外S7-400H还有两种CPU。

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-D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。

CPU417-4H是SIMATIC S7-400H和S7-400F/FH**能*强的CPU，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。

（1）S7-400 CPU模块的共同特性

①S7-400有一个中央机架，可连接21个扩展机架，使用UR1和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。

③S7-400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。S7指令功能可以处理诊断报文。

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。有状态和单步执行功能，调试程S7-400的电源模块的任务

线，向机架上的其他模块提供工作电压。它们不为信号模块提供负载电压。

S7-400的电源模块用于S7-400系统安装基板的）冗余电源模块　如果使用两个型号为PS 40710A R（6ES7 407-0KB00-0AA0，输入电压85～264V AC或88～300V DC，输出电压5V DC/10A和24V DC/1A）或PS 405 10A R（6ES7 405-0KR00-0AA0，输入电压19.2～72V DC，输出电压5V DC/10A和24V DC/1A）的电源模块，可以在安装基板上安装冗余电源。如果需要提高PLC的可靠性，特别是工作在一个不可靠的电源系统中时，应进行冗余设计，建立一个冗余的电源时，可以将一个电源模块插入机架的插槽1和插槽3。可以插入尽量多的模块。但所有这些模块只能由一个电源模块供电，换句话说，在冗余运行状态下，所有模块只能消耗10A电流。源模块将两个电池中的一个定义为后备电池。当电池充足时该设置始终有效；当后备电池放完电后，则系统将另一个电池切换到后备方式。后备电池的状态也存储在电源故障的事件中。

后备电池的*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，所插入的后备模块的电流及电源模块所需要的电流的总和。【例1-1】　计算对于一个具有PS407 4A和CPU417-4的中央机架的后备时间。

后备电池容量为1.9A·h，电源的*大后备电流（包括电源关闭时自己所需的电流）为100μA，CPU417-4典型的后备电流为75μA，当计算后备时间时，因在电源打开时后备电池也会受影响，所以额定能力将低于****。

一个具有63%额定容量的电池具有：后备时间=1.9A·h×0.63÷（100+75）μA=（1.197÷175）×1000000=6840h，得出*大后备时间为285天。