S7-400PLC安装机架与扩展接口

  ①机架的功能与结构 S7-400 PLC的安装机架有多种规格，不同机架可安装的模块数、外形体积各不相同，但其功能与基本结构相似。S7-400PLC安装机架(简称机架)主要功能如下：

  a.安装与固定PLC的各种控制模块;b.向安装在机架上的各种模块提供工作点源;c.通过总线，连接各种控制模块。

  S7-400 PLC机架的实样与基本结构简图如图2-105所示(不同机架的安装模块数、插槽数有所不同)。机架采用壁挂式设计，可以安装在电柜内或其他框架上。机架由如下部分组成：

  a.用于安装固定机架本身与安装各种控制模块的铝合金机架;b.用于安装固定各种控制模块的塑料架;c.各模块间的连接总线;d.机架接地端。

  ②机架的分类 根据功能与作用，S7-400 PLC的机架可以分为通用机架(Universal Rack，简称UR)、多CPU中央机架(Central Rack，简称CR)、扩展机架(Expansion Rack，简称ER)等多种类型，每类又可以按机架安装模块的数量分为18槽和9槽等规格，其中以通用机架与扩展机架最为常用，其余可以根据PLC控制系统的具体需要进行选择。

  a.通用机架UR1/UR2。通用机架(UR)是具有完整的连接总线、可以安装1个CPU 模块的标准型机架。UR机架既可以作为安装CPU模块的主机架使用，也可以作为标准扩展连接时的扩展机架使用。

  当UK机架作为主机架使用时，必须安装电源模块与CPU模块，其余I/O模块等可以根据需要安装。

  当UR机架作为扩展机架使用时，不需要安装CPU模块，但必须安装有与主机架通信的接口模块(1M461)。UR机架具有完整的并行I/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线)，总线连接的功能不受任何限制，因此，作为扩展机架使用时，可以安装任何S7-400系列的I/O模块与功能模块。但与下述的ER扩展机架相比，其价格相对较高。

  UR作为主机架使用时，如果系统需要，机架上可以安装扩展接口模块(1M460)，以连接PLC扩展单元。扩展单元与机架的最大距离为3m(如果选择分布式系统，这一距离允许为102.25m)。UR机架最多可以安装6个扩展接口模块，并进行“树枝形”连接，但连接的扩展单元总数不能超过21个单元。

  通用机架UR根据可以安装的模块数，分为UR1、UR2两种规格，UR1允许安装的模块数为18个，UR2允许安装的模块数为9个，其余性能相同，两种机架的结构示意与安装尺寸参见图2-106。

  b.扩展机架ER1/ER2。扩展机架(ER)是专门用于PLC扩展单元使用的低价安装机架，ER机架上没有安装通信总线(C总线)，且I/O总线(P总线)的功能也受到如下局限：

  (a)无中断处理功能;(b)无模块缓冲器;

  (c)不提供功能模块使用的DC24V电源总线。

  因此，部分S7-400 PLC功能模块不能在ER机架上安装(如果系统必须要选择功能模块，这些功能模块应安装于主机架上)。

  ER机架必须安装有与主机架通信的接口模块(1M461)，其余I/O模块等可以根据需要安装。ER机架根据可以安装的模块数，分为ER1、ER2两种规格，ER1允许安装的模块数为18个，ER2允许安装的模块数为9个，其余性能相同，两种机架的结构示意与安装尺寸参见图2-107。

  c.多CPU中央机架CR2/CR3。多CPU中央机架(CR)是用于多CPU系统的主机架，机架具有完整的连接总线、可以安装CPU模块。

  CR机架安装有相互独立的两条1/O连接总线(P总线)与一条公共通信总线(C总线)，因此，机架必须安装电源模块与2个CPU模块，每个CPU模块通过自身的I/O连接总线构成独立的模块安装区，用于I/O模块或功能模块的安装。同时，由于通信总线公用，CPU间既可以独立运行，也可以进行同步运行。

  CR为PLC主机架，如果系统需要，机架上可以安装扩展接口模块(IM460)，以连接PLC扩展单元。扩展单元与机架的最大距离为3m(如果选择分布式系统，这一距离允许为102.25m)。CR机架最多可以安装6个扩展接口模块，并进行“树枝形”连接，但连接的扩展单元总数不能超过21个单元。

  多CPU安装机架CR根据可以安装的模块数，分为CR2和CR3两种规格。CR2为集中式多CPU中央机架，允许安装的模块总数为18个;并分为10槽与8槽两个独立的I/O总线区(Segmentl、Segment2)。CR3为分离式CPU中央机架，单机架允许安装的模块总数为4个;在多CPU系统中应选择2个或2个以上的CR3机架。两种机架的结构示意与安装尺寸参见图2-108。

  d.冗余PLC机架UR2-H。S7-400PLC冗余系统需要选择冗余系统专用机架UR2-H，UR2-H机架的2个区域(Divisionl、Division2)均具有完整的I/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线)，但2个区域的C总线均可以进行数据交换，2个CPU均可以对其进行访问。UR2-H机架每个区域均有9个模块的安装插槽。

  UR2-H机架既可以作为冗余型PLC的主机架使用，也可以作为冗余型扩展机架使用UR2-H机架作为冗余型PLC的主机架使用时，必须安装2个电源模块与2个CPU模块，其余CPU模块等可以根据需要安装。如果系统需要，机架上可以安装扩展接口模块(M460)，以连接PLC扩展单元。

  扩展单元与机架的最大距离为3m(如果选择分布式系统，这一距离允许为102.25m)，UR机架最多可以安装6个扩展接口模块，并进行“树枝形”连接，但连接的扩展单元总数不能超过21个单元。

  当UR机架作为扩展机架使用时，不需要安装CPU模块，但必须安装有与主机架通信的接口模块(IM461)。

  UR2-H机架的结构示意与安装尺寸参见图2-109。