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SIMATICS7-400 PLC是具有高性能的PLC，采用模块化无风扇设计，坚固耐用，易于扩展，通信能力强大，适用于对可靠性要求极高的大型复杂的控制系统，如图0-11所示。
S7-400有很强的通信功能，CPU模块集成有MPI和DP通信接口，另有PROFIBUS-DP、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。
S7-400的模块插座焊在机架中的总线连接板上，模块插在模块插座上，有不同槽数的机架供用户选用，如果一个机架容纳不下所有的模块，可以扩展一个或数个机架，各机架之间用接口模块和通信电缆交换信息。
S7-400提供了多种级别的CPU模块和种类齐全的通用功能模块，使用户能根据需要组成不同的专用系统。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。可以扩展多达300个模块，背板总线集成在模块内，没有插槽限制，支持多处理器计算(在中央机架上可以使用多达4个CPU)。模块具有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能，并可带电插拔。
图0-11 S7-400 PLC
1. S7-400家族
S7-400有多种不同型号的CPU：CPU412-1、412-2、414-2、414-3、416-2、416-3，以及417-4 等，分别适用于不同等级的控制要求。
CPU 412-1和 CPU412-2用于中等性能的经济型中小型项目，集成的MPI允许PROFIBUS-DP总线操作。CPU412-2有两个PROFIBUS-DP接口。
CPU 412-2和CPU412-3具有中等性能，适用于对程序规模，指令处理速度及通信要求较高的场合。CPU 417-4 DP适用于*高性能要求的复杂场合，有两个插槽供 IF接口模块(串口)使用。CPU 417H 用于S7-400H容错控制PLC。
通过TF964 DP适用于*高性能要求的复杂场合，有两个插槽供IF接口模块(串口)使用。CPU 417-4 可以扩展两个PROFIBUS-DP接口。
除了CPU412-1之外，集成的DP接口使CPU可作PROFIBUS-DP的主站。表0-4列出了几种有典型S7-400PLC的CPU技术规范。
表0-4 几种S7-400PLC的CPU技术规范
2. S7-400PLC基本结构
S7-400 PLC由机架、电源模块(PS)、中央处理单元(CPU)、数字量输入/输出(DL/DO)模块、模拟量输入/输出(AI/AO)模块、通信处理器(CP)、功能模块(FM)和接口模块(IM)组成，如图0-12所示。DI/DO模块和AI/AO模块统称为信号模块(SM)。
图0-12 S7-400基本结构
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一、问题提出
可编程控制器技术*主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。
二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤
1 ．系统设计的主要内容
（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；
（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
（ 3 ）选定 PLC 的型号；
（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
根据具体任务，上述内容可适当调整。
2 ． 系统设计的基本步骤
可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，
1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O 设备
根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
（ 3 ）选择合适的 PLC 类型
根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。
（ 4 ）分配 I/O 点
分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（ 5 ）设计应用系统梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的*核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
（ 6 ）将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。
（ 7 ）进行软件测试
程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（ 8 ）应用系统整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。
（ 9 ）编制技术文件
系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。