概述   

1．电源模板    2．后备电池 

4．状态和故障LED   5．存储器卡 

6．有标签区的前连接器  7．CPU 1 

8．CPU 2    10．I/O模板 

11．IM 接口模板 

图1  使用CR2机架的SIMATIC S7-400可编程序控制器 

•  功能强大的PLC，适用于中高性能控制领域 

•  解决方案满足**复杂的任务要求 

•  功能分级的CPU 以及种类齐全的模板，总能为其自动化任务找到**

佳的解决方案 

•  实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便，组成系统灵活自如 

•  用户友好性强，操作简单，免风扇设计 

•  随着应用的扩大，系统扩展无任何问题 

 应用   

SIMATIC S7-400是用于中、**性能范围的可编程序控制器。 

模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，

容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使 SIMATIC S7-400 成

为中、**性能控制领域中**的理想解决方案。 

SIMATIC S7-400的应用领域包括： 

•  自动化工业 (如：生产线) 

•  机械工程，包括专业化的机械制造 

•  仓储业 

•  建筑系统自动化 

•  钢铁工业 

•  发电和配电 

•  造纸和印刷业 

•  木材加工业 

•  纺织品生产 

•  医药业 

•  食品和饮料加工 

•  工艺工程，如：供水和处理 

•  石油和化工工业 

•  水泥业 

•  玻璃陶瓷业 

功能逐步升级的多种级别的 CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全

的功能模板，使用户能够构成**的解决方案，满足自动化的任务要

求。 

当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而

不必过多的添加额外的模板。 

SIMATIC S7-400符合如下国家和国际标准： 

•  DIN；EN，IEC 

•  UL认证 

•  CAS认证 

•  FM1级，div 2；组A、B、C和D； 

温度组：T4（≤135° C） 

•  造船业认证； 

包括 

- 美国船舶制造局 

- 法国船级社  

- 挪威船级社  

- 德国船级社  

- 英国劳氏船级社 

•  英国劳氏船级社允许环境温度0~60° C 

•  抗震性强 

 综述 

  SIMATIC S7-400 

西门子ST 70·2007 年 

设计综述   

S7-400自动化系统采用模块化设计。它所具有的模板的扩展和配置功

能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。 

一个系统包括： 

•  电源模板； 

将SIMATIC S7-400连接到120/230 V AC或24 V DC 电源上。 

•  中央处理单元（CPU） 

有多种CPU可供用户选择，有些带有内置的PROFIBUS-DP接口，

用于各种性能范围。一个中央控制器可包括多个 CPU，以加强其

性能。 

•  各种信号模板（SM）用于数字量输入和输出（DI/DO）以及模拟

量的输入和输出（AI/AO） 

•  通讯模板（CP）用于总线连接和点到点的连接。 

•  功能模板（FM）：专门用于计数、定位、凸轮控制等任务。 

根据用户需要还提供以下部件： 

•  接口模板（IM），用于连接中央控制单元和扩展单元。 

SIMATIC S7-400中央控制器**多能连接21个扩展单元。 

•  SIMATIC S5模板： 

SIMATIC S5-155U，135U 和 155U 的所有 I/O 模板都可和相应的

SIMATIC S5扩展单元一起使用。另外，专用的 IP 和WF模板可用

于S5扩展单元，也可直接用于中央控制器（通过适配器盒）。 

SIMATIC S7-400是一种通用控制器 

•  由于有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能，因而能**限度

的满足各种工业标准。模板能带电插、拔。 

系统安装   

图2  SIMATIC S7-400设计系统 

简单的设计系统使S7-400用途广泛、灵活、适用性强： 

•  模板安装非常简便 

•  背板总线集成在机架内 

•  方便、机械码式的模板更换 

•  经过现场考验的连接系统 

•  TOP连接 

用螺钉或弹簧端子的1到3线系统的预装配接线 

•  规定的安装深度 

所有端子和接线器都放置在模板凹槽内并有盖板保护 

•  没有槽位规则 

扩展   

如果用户需要比中央控制器更多的功能，S7-400还可以扩展： 

•  **多21个扩展单元（EU） 

21个扩展单元（EU）都可以连接到中央控制器（CC）。 

•  通过接口模板（IM）连接： 

中央控制器 CC 和扩展单元 EU 通过发送 IM 和接收 IM 连接。中

央控制器（CC）可插入**多 6 个发送 IM，每个 EU 可容纳 1 个

接收IM。每个发送IM 有2 个接口，每个接口都能连接一条扩展

线路。 

•  集中式扩展： 

这种扩展方式适用于小型配置或控制柜直接在机器上的场合。每

个发送 IM 接口可支持 4 个 EU，如有必要，还可同时提供 5V 电

源。 

中央控制器和**后一个EU的**距离是1.5 m （带5 V电源） ； 3 m

（不带5 V电源） 。 

•  用EU进行分布式扩展： 

这种方式适用于分布范围广，并在一个地方有几个 EU 的场合。

发送IM 的每个接口**多可支持 4个 EU。可以使用S7-400 EU，

或SIMATIC S5 EU。 

中央控制器和**后一个 EU 的**距离为100 m（S7 EU）；600 m（S5 

EU）。采用扩展方案时应遵守以下原则： 

- 任一中央控制器的扩展单元（EU）数量**多不应超过21个。 

- 连接到任一中央控制器的发送 IM 不能超过 6 个，并且**多只有

2个IM 可提供5 V电源。 

- 中央控制器器和S7 EU的**距离为100 m。 

- 通过 C 总线的数据交换，**于中央控制器和 6 个 EU

（EU1~EU6）之间。 

- 电源模板总是安装在中央控制器和EU的**左边。 

•  用ET 200 进行远程扩展；这种方式适用于分布范围很广的系统。通

过CPU中的PROFIBUS –DP接口**多可连接125个总线结点。中

央控制器和**后一个结点的**距离为23 km（使用光缆

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。

信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。

CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测，检查控制器运行的正确性。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对 I/O 进行检测。

当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的运行无需使用一份 F 运行版授权。

编程

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的编程方式与其它 SIMATIC S7 系统的编程方式相同。通过诸如 STEP 7 编程工具可创建非安全型用户程序。

选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。 选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。

带有安全功能的 F 程序链接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 库中的特殊功能块。使用 F FBD 或 F LAD 可简化工厂的组态与编程，也因与特定工厂无关的统一表示形式而简化了验收测试。 无需借助额外的功具，程序员就可以完全专注于组态安全型应用。对安全型程序段进行编程需要 STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。