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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*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*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*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*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*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*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*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。
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S7-400PLC集中式和分布式扩展形式单个PLC机架的安装模块总数受到机架尺寸的限制，机架的安装模块数(插槽位置)*大为18个。在控制系统较为复杂、1/O点数多的场合，需要通过扩展接口模块、扩展电缆、扩展机架等增加模块的安装位置进行PLC的扩展。
在分布式PLC控制系统中，为了实现PLC对远程I/O点的控制，同样需要通过远程I/()扩展接口、扩展电缆、扩展机架等连接远程I/O点。
S7-400 PLC根据不同的情况可以选用如下不同的扩展类型。
①集中控制式PLC扩展 集中控制式PLC控制系统用于控制复杂、I/O模块与功能模块众多，但控制对象相对集中，PLC系统可以统一安装于控制柜(或控制室)，各PLC模块间的安装距离在1.5～3m的场合。
集中控制式PLC可以采用如下两种扩展形式。
a.简易I/O扩展。这是一种仅用于PLC基本I/O扩展的连接形式，扩展单元与中央单元间只连接PLC的并行1/O连接总线(Parallel Backplane Bus，简称P总线)，扩展单元上可以安装的模块功能受到局限。
采用简易1/O扩展的PLC，系统*大的扩展单元连接数为4个，*大连接距离为1.5m。为了降低系统的成本，简易I/O扩展时应选择后述的ER型简易扩展机架与相应的扩展接口模块。
S7-400 PLC的集中式简易扩展连接如图2-103所示。集中式简易扩展方式具有如下特点：
(a)中央控制单元与扩展单元间用IM460-1/IM461-1扩展接口模块连接;
(b)扩展接口模块IM460-1/IM461-1间只连接PLC的并行I/O连接总线(P)，不连接通信总线(Communication Bus，简称C总线);
(c)中央控制单元*大只能安装2个IM460-1模块;
(d)每个1M460-1模块带有2个相同的扩展接口，2接口均可通过468-3连接电缆与扩展单元的接口模块IM461-1连接;
(e)扩展单元接口模块IM461-1具有输入与输出2个接口，输入接口通过468-3连接电缆与中央单元的接口模块M460-1连接;输出接口上安装461-1“终端连接器”;
(f)扩展单元上的接口模块IM461-1不可以再向下进行串联式连接，因此，1个IM460-1 接口模块*多可连接的扩展单元数为2个，整个PLC*大可以连接的扩展单元数量为4个;
(g)扩展单元安装模块的功能受到限制;
(h)扩展单元的DC5V电源由接口模块提供(每1单元为DC5V/5A)，扩展单元本身不安装电源模块;
(i)扩展单元与中央控制单元的距离不能超过1.5m。
b.标准扩展。这是一种用于集中控制式PLC扩展的标准连接形式，扩展单元与中央单元间有完整的并行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，扩展单元上可以安装任何S7-400系列的I/O模块与功能模块。
采用标准扩展的PLC，系统*大扩展单元实际连接数不能超过21个(理论上可以为48 个)，*大连接距离为3m。扩展时应选择下述的UR型扩展机架与相应的扩展接口模块。
S7-400 PLC的集中式标准扩展连接如图2-104所示。
集中式标准扩展方式具有如下特点;
(a)中央控制单元与扩展单元间用IM460-0/IM461-0接口模块连接;
(b)扩展接口模块IM460-0/IM461-0间同时连接PLC的并行I/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线);
(c)中央控制单元*大能安装6个IM460-0模块;
(d)每个IM460-0模块带有2个相同的扩展接口，2接口均可通过468-1连接电线与扩展单元的接口模块IM461-0连接;
(e)扩展单元的接口模块IM461-0具有输入与输出2个接口，第1扩展单元的输入接口通过468-1连接电缆与中央单元的接口模块IM460-0连接;输出接口可以与其他扩展单元接口模块IM461-0的输入接口进行"串联"式连接;
(D扩展单元的*大"串联"扩展级数为4级，*后一个IM461-0模块的输出接口上应安装461-0“终端连接器”;
(g)采用1个IM460-0接口模块的*多扩展单元连接数为8个;但整个PLC*大可以连接的扩展单元数量为21个;
(h)扩展单元安装模块的功能不受限制;
(i)IM460-0接口模块不提供DC5V电源，扩展单元必须单独安装PS电源模块;(j)扩展单元与中央控制单元的距离不能超过3m。
②分布式PLC扩展 分布式PLC控制扩展系统用于系统规模较大、控制对象分散、PLC的中央控制器与控制对象的I/O距离较远、需要PLC对远程I/O进行控制的场合。这种情况下，PLC的中央控制器与相应的操作、显示面板，I/O模块等统一安装在控制柜(或控制室)内;分散的1/O点按照相对集中的原则，连接到各个远程扩展单元上，从而组成分布式(或远程I/O控制)PLC扩展系统。
a.分布式PLC的扩展形式。分布式PLC控制扩展系统可以用于模块间安装距离大于3m的场合，可采用如下3种扩展形式。
(a)简易I/O扩展。与集中式扩展一样，这是一种仅用于PLC基本I/O扩展的连接形式，扩展单元与中央单元间只连接并行1/O连接总线(P总线)，扩展单元上可以安装的模块功能受到局限。
采用简易I/O扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可*多连接8个扩展单元;中央单元*大可以安装6个接口模块，但是，系统*大扩展单元连接数不能超过21个;*大连接距离 605m。为了降低系统的成本，扩展时应选择下述的ER型简易扩展机架与相应的扩展接口模块。
(b)标准扩展。与集中式扩展一样，这是一种用于PLC扩展的标准连接形式，扩展单元与中央单元间有完整的并行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，扩展机架可以安装任何S7-400系列的1/O模块与功能模块。
采出标准扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可*多连接8个扩展单元;中央单元*大可以安装6个接口模块，但是，系统*大扩展单元连接数不能超过21个;*大连接距离为102.25m。扩展时应选择下述的UR型扩展机架与相应的扩展接口模块。
(c)S5系列扩展。这是一种用于S7-400 PLC与早期的S5系列PLC扩展单元连接的扩展形式，S5扩展单元与S7中央单元间有完整的并行1/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线)转换接口模块，扩展机架可以选择S5系列机架并安装S5系列的I/O模块与功能模块。
采用SS系列扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可*多连接8个扩展单元，中央单元*大可以安装4个接口模块，系统*大S5扩展单元的连接数为32个，*大连接距离为600m。扩展时应选择下述的UR型扩展机架与相应的扩展接口模块。
b.分布式扩展连接要点。分布式扩展的连接形式与图4-31相似，其主要区别在于所使用的接口模块型号、中央控制单元上接口的安装数量、连接电缆的型号、连接功能(连接总线)、扩展单元的型号与连接距离等方面。
分布式扩展连接时应重点注意以下几点：
(a)当中央控制单元与扩展单元间进行分布式简易扩展连接时(用1M460-4/TM461-4 接口模块)，接口模块间只连接PLC的并行I/O连接总线(P总线)，而不连接通信总线(C 总线)，因此，扩展单元安装模块的功能受到限制;
(b)当连接 S5系列扩展单元时，中央控制单元*大可以安装的接口模块(IM463-2模块)数为4个，其余情况均为6个;
(c)扩展单元均可以采用“串联”式扩展(包括简易扩展连接)，*大“串联”扩展级数都为4级，*后一个接口模块的输出接口上应安装"终端连接器";
(d)整个PLC*大可以连接的S7系列扩展单元的数量为21个，但连接S5系列扩展单元可以为32个;
(e)分布式扩展的接口模块均不提供DC5V电源，扩展单元必须单独安装PS电源模块。
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