機架構成SIMATIC S7-400 基本機械機構。它們執行以下任務：

• 給模塊提供機械支持
• 給模塊提供電源
• 通過背板總線將各個模塊連接在一起

機架的設計具有墻裝式、框架安裝式和機柜安裝式。

SIMATIC S7-400可以安裝多種機架。

UR1（通用機架）
 

• 用于配置*控制器和擴展單元
• zui多可安裝18個模板
• 也適用于S7-400H

UR2（通用機架）
 

• 用于配置*控制器和擴展單元
• zui多可安裝9個模板
• 也適用于S7-400H
• 也提供鋁制機架

CR2（*機架）
 

• 用于配置*控制器
• zui多用于 18 個模塊
• 分段機架：
  用于運行兩個獨立的 S7-400 CPU （無S7-400多CPU模式），通過背板總線（C總線）進行CPU之間的通訊。 兩個CPU可以具有局部地址，可以具有單獨的I/O模板（分段的P總線）。

CR3（*機架）

• 用于配置*控制器
• 適用于分布式自動化任務，zui多支持4個模板

UR2-H

• 用于在一個單機架結構上建立一個完整的S7-400H系統
• 同樣適用于S7-400H:
  運行兩個獨立的CPU，各CPU帶有自己獨立的I/O（各自的P總線和C總線）
• 也可作為擴展單元使用
• zui多可安裝18個模板
• 也提供鋁制機架

ER1（擴展機架）
 

• 用于經濟型的擴展單元的配置
• zui多用于 18 個帶有限功能性的模塊
• 也適合用于 S7-400^®H

ER2（擴展機架）
 

• 用于經濟型的擴展單元的配置
• zui多用于 9 個帶有限功能性的模塊
• 也適用于S7-400H

所有機架都具有：

• 一個安裝導軌（帶有用于安裝模塊的螺絲）以及用于將機架安裝到墻壁上或其他支架上的側面凹口
• 用于將模塊安裝到位的塑料導向件
• 保護接地導體的連接
• 帶插入式連接器的背板總線

用于*控制器的通用機架 UR1

• 18 個單寬度插槽
• 總需要： 一個電源模塊和一個 CPU
• 可進行集中擴展（zui長 5 m）和分布式配置（zui長 600 m）
• 擴展需要：
  • 接口模塊（發送 IM）zui多 6 個插入式接口模塊
• 可連接zui多 21 個擴展機架

用于*控制器的通用機架 UR2

• 9 個單寬度插槽
• 總需要： 一個電源模塊和一個 CPU
• 可進行集中擴展（zui長 5 m）和分布式配置（zui長 600 m）
• 擴展需要：
  • 接口模塊（發送 IM）zui多 6 個插入式接口模塊
• 可連接zui多 21 個擴展機架

用于*控制器的*機架 CR2

• 18 個單寬度插槽；2 段，帶 8 個或 10 個插槽
• 總需要： 一個電源模塊和兩個 CPU
• 可進行集中擴展（zui長 5 m）和分布式配置（zui長 600 m）
• 擴展需要：
  • 接口模塊（發送 IM）zui多 6 個插入式接口模塊
• 可連接zui多 21 個擴展機架
• 2 個 CPU（每個帶有自己的 I/O）可相鄰運行：
  2 個帶 10 個或 8 個插槽的 P 總線段，每個段用于 1 個 CPU（帶有自己的 I/O 模塊）
• 直通式 C 總線： 可從兩個總線段訪問 C 總線節點

用于*控制器的*機架 CR3

• 4 個單寬度插槽
• 總需要： 一個電源模塊和一個 CPU
• 可進行集中擴展（zui長 5 m）和分布式配置（zui長 600 m）
• 擴展需要：
  • 接口模塊（發送 IM）。 可插入zui多 2 個接口模塊
• 可連接zui多 16 個擴展機架
• 連續 C 總線和 P 總線
• 不能結合 H 系統使用

UR2-H

• 18 個單寬度插槽；2 段，每個段帶 9 個插槽
• 總需要： 2 個電源模塊 （PS） 和 2 個 CPU
• 可進行集中擴展（zui長 5 m）和分布式配置（zui長 600 m）。
• 擴展需要：
  • 接口模塊（發送 IM）zui多 6 個插入式接口模塊。
• 可連接zui多 21 個擴展機架
• 2 個 CPU（每個帶有自己的 I/O）可相鄰運行：
  2 個 P 總線段和 2 個 C 總線段，每個段帶有 9 個插槽，用于 1 個 CPU（帶有自己的 I/O）
• 直通式 C 總線： 可從兩個總線段訪問 C 總線節點

用于擴展機架的 UR1

• 18 個單寬度插槽
• 總需要： 接口模塊（接收 IM）

用于擴展機架的 UR2

• 9 個單寬度插槽
• 總需要： 接口模塊（接收 IM）

用于擴展機架的 ER1

• 18 個單寬度插槽
• 總需要： 接口模塊（接收 IM）
• 帶有有限功能的 P 總線：
  • 無中斷處理
  • 沒有插入模塊的緩沖
  • 沒有模塊的 24 V DC 電源
• 沒有 C 總線
• 可以使用下列模塊：
  • SM 模塊
  • 接收 IM
  • 電源模塊

用于擴展機架的 ER2

• 9 個單寬度插槽
• 總需要： 接口模塊（接收 IM）
• 帶有有限功能的 P 總線：
  • 無中斷處理
  • 沒有插入模塊的緩沖
  • 沒有模塊的 24 V DC 電源
• 沒有 C 總線
• 可以使用下列模塊：
  • SM 模塊
  • 接收 IM
  • 電源模塊
  •  6ES7400-2JA00-0AA0
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    控產品 Schneider（施耐德） 140系列PLC,CPU  Ovation 系統模塊

    一般認為輸入點數是按系統輸入信號的數量來確定的。但在實際應用中，通過以下措施可達到節省PLC輸入點數的目的，下面以FX1N系列PLC來介紹。

    （1）分組輸入  如圖1所示，系統有“手動”和“自動”兩種工作方式。用X000來識別使用“自動”還是“手動”操作信號，“手動”時的輸入信號為SB0～SB3，“自動”時的輸入信號為S0～S3，如果按正常的設計思路，那么需要X000～X007一共8個輸入點，若按圖1的方法來設計，則只需X001～X004一共4個輸入點。圖中的二極管用來切斷寄生電路。如果圖中沒有二極管，系統處于自動狀態，SB0、SB1、S0閉合S1斷開，這時電流從COM端子流出，經SB0、SB1、S0形成寄生回路流入X000端子，使輸入位X002錯誤地變為ON。各開關串聯了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯誤的產生。但使用該方法應考慮輸入信號強弱。

    

    圖1  分組輸入

    （2）矩陣輸入  如圖2所示為4?4矩陣輸入電路，它使用PLC的四個輸入點（X000～X003）和四個輸出點（Y000～Y003）來實現16個輸入點的功能，特別適合PLC輸出點多而輸入點不夠的場合。當Y000導通時，X000～X003接受的是Q1～Q4送來的輸入信號；當Y001導通時，X000～X003接受的是Q5～Q8送來的輸入信號；當Y002導通時，X000～X003接受的是Q9～Q12送來的輸入信號；當Y003 導通時，X000～X003接受的是Q13～Q16送來的輸入信號。將Y000的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q1～Q4；將Y1的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q5～Q8；將Y002的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q9～Q12；將Y003的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q13～Q16。

    

    圖2  矩陣輸入

    使用時應注意的是除按圖2進行接線外，還必須有對應的軟件來配合，以實現Y000～Y003輪流導通；同時還要保證輸入信號的寬度應大于Y000～Y003輪流導通一遍的時間，否則可能丟失輸入信號。該方法的缺點是使輸入信號的采樣頻率降低為原來的三分之一，而且輸出點Y000～Y003不能再使用。

    

    （3）組合輸入  對于不會同時接通的輸入信號，可采用組合編碼的方式輸入。如圖3所示，三個輸入信號SB0～SB2只占用兩個輸入點，M0～M2圖3  組合輸入

    分別代表SB0～SB2。

    （4）輸入設備多功能化  在傳統的繼電控制系統中，一個主令（按鈕、開關等）只產生一種功能的信號。在PLC控制系統中，一個輸入設備在不同的條件下可產生不同的信號，如一個按鈕既可用來產生啟動信號，又可用來產生停止信號。如圖4所示，只用一個按鈕通過X000去控制Y000的“通”與“斷”。即接通X000時Y000“通”再次接通X000時Y000“斷”。

    

    圖4  用一個按鈕控制的啟動、保持、停止電路

    （5）輸入觸點的合并  將某些功能相同的開關量輸入設備合并輸入（常閉觸點串聯輸入、常開觸點并聯輸入）。一些保護電路和報警電路常常采用此法。

    如果外部某些輸入信號總是以某種“與或非”組合的整體形式出現在梯形圖中，可以將它們對應的某些觸點在可編程序控制器外部串并聯后作為一個整體輸入可編程序控制器，只占可編程序控制器的一個輸入點。

    例如某負載可在多處啟動和停止，可以將多個啟動信號并聯，將多個停止信號串聯，分別送給可編程序控制器的兩個輸入點，如圖5所示。與每一個啟動信號和停止信號占用一個輸入點的方法相比，不僅節約了輸入點，還簡化了梯形圖電路。

    

    圖5  輸入觸點的合并

    （6）某些輸入信號不進入PLC  系統中有些信號功能簡單、涉及面窄，如圖6中的手動按鈕、過載保護的熱繼電器觸點等，有時就沒有必要作為PLC的輸入，將它們設計在PLC外圍的硬件電路中同樣可以滿足控制要求。如果外部硬件電路過于復雜，則應考慮仍將有關信號送入可編程序控制器，

    

    圖6  輸入信號設在PLC外部用梯形圖來實現連鎖。

    （7）利用RUN口  大多PLC有RUN口，而且只有該口接通（RUN到COM之間用導線短接）時，PLC才能運行，因此，可將某些輸入信號送入RUN口。在進行電梯控制系統的設計時，曾將電梯牽引電動機進行過載保護的熱繼電器常閉觸點、安全窗開關的常開觸點、安全鉗開關的常開觸點、上下限位開關的常閉觸點等串入到RUN口到COM之間的連線上。當出現牽引電動機過載、安全窗被打開、安全鉗動作及沖頂和沉底等故障情況時，RUN口被切斷，PLC停止運行，既保證了電梯和乘客的安全，又可以督促維修人員進行維修。這樣做有以下兩點好處，一是牽引電動機過載、安全窗被打開等故障信號不送到PLC內，也就不占用PLC的輸入口；二是不通過軟件實現保護，可以簡化控制程序。