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② 继电器输出型可以接交流负载，也可以接直流负载；晶体管输出型只能接直流负载。

③ 继电器输出型由于机械特性，不适合作为脉冲串（PTO）输出。如果要使用PTO来控制伺服驱动器，必须选择晶体管输出型的CPU模块。EM DT0EM QT16是具有16个晶体管输出通道的数字量输出模块，其外形尺寸为45mm×

100mm×81mm（宽度×高度×厚度）之前介绍的数字量输入模块的通道全部是输入型，而数字量输出模块的通道全是输出型。如果工程项目还需要少量的输入及少量的输出通道，就需要分别购买数字量输入及数字量输出模块才能满足要求。有没有一种模块，其本身既集成了数字量输入通道，又集成了数字量输出通道呢？

S7-200 SMART的设计人员考虑到了这种需求，提供了四种同时集成数字量输入及输出的模块，分别是：EM DT16、EM DR16、EM DT32和 EM DR32。

2.5.2　数字量输入及输出模块——EM DT16

EM DT16是具有8通道的数字量输入及8通道的晶体管输出型数字量模块，模块的外形尺寸为45mm×100mm×81mm（宽度×高度×厚度）。每个EM DT16模块消耗背板5V电流145mA，每个输入通道消耗24V传感器电流4mA。EM DR16模块具有8个数字量输入通道和8个继电器型数字量输出通道，其外形尺寸为45mm×100mm×81mm（宽度×高度×厚度）。每个模块消耗背板5V电流145mA；模块的每个数字量输入通道消耗24V传感器电流4mA，每个继电器线圈消耗24V传感器电流11mA。

EM DR16上下各有两个接线端子排，上面两个编号为X10和X11，为数字量输入接线端子；下面两个编号为X12和X13，为数字量输出接线端子。EM DT32的输入通道既支持源型接线方式，也支持漏型接线方式，而输出通道仅支持漏型接线方式。其接线图见附录中

2.5.5　数字量输入及输出模块——EM DR32工业现场有很多模拟量信号需要采集和控制。所谓“模拟量”，是指其信号值随着时间的变化而连续变化的物理量，比如温度、压力、转速等。模拟量与数字量的区别在于：数字量是离散的，只有0和1两种取值；模拟量的值是连续变化的曲线，在大值和小值之间连续变化。

模拟量信号采集基本是这样一个过程：现场的模拟量传感器将采集的信号通过信号线传送到PLC的模拟量输入模拟量中，CPU通过读取模拟量输入模块的值来获取实际的物理量。常见的模拟量传输信号有：4～20mA、±10V等。

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假如当前信号线上的电流等于5mA，那么它表达了一个什么样的含义呢？这“5mA”的信号是怎样被转换成温度或压力的值的呢？我们知道现代的微电子计算机都是基于冯·诺依曼的二进制理论，它只能处理0和1组成的数字量的信号，CPU是无法理解“5mA”表示的含义的。模拟量的信号在被CPU处理之前，都要先转换成数字量，这就常说的模数转换。

模数转换也称为A/D转换，由专门的模数转换器完成。总体来说，模数转换器包括两个部分，即模拟部分和数字部分，模拟部分主要包括采样器和调节器，采样后的信号经过调制器，然后输出一位一位的数据位流；数字部分是一个数字滤波器，它对模拟部分输出的数字流进行除噪处理，滤除大部分的量化噪声，终得到转换后的数字量结果。

听起来有点抽象，对于模数转换，我们不探究太多的细节，先弄清楚几个与模拟量模块型号选择有关的概念。

① 分辨率：是指将满量程的信号分成N等份，每一份所表示的大小。N越大，分辨率就越高，转换后的数字量就越接近实际模拟量。比如S7-1200的模拟量输入模块SM 1231 AI 4×13bit，名称中的“13bit”表示“12bit”的分辨率+“1bit”的符号位。“12bit”的分辨率表示把满量程信号分成2的12次方（4096）等份；比如满量程信号为温度100℃，那么每一份等于100℃/4096=0.0244℃，表示该模拟量模块能检测到的小温度变化是0.0244℃。如果我们选择“8bit”的模块，它表示把满量程信号分成2的8次方（256）等份；仍以满量程信号为温度100℃为例，则每一份等于100℃/256=0.39℃，所以“8bit”的模块能检测到的小温度变化为0.39℃，显然它的分辨率比12bit的要小很多，对测量信号的变化的敏感度要低。可编程控制器是工业控制领域中自动化技术发展的产物。众所周知，工业生产过程中存在大量顺序控制和安全互锁逻辑控制，在20世纪60年代之前，这些功能是通过气动或电气控制系统实现的，相应的控制系统主要由继电器和计数器等构成。这种系统的主要缺点是体积大，接线复杂和可靠性差，特别是系统适应性差，不易维护和更改。上述缺点不但增加了生产成本，而且严重制约生产效率的进一步提高。为解决这一问题，美国通用汽车公司（GM）提出要设计一种新的系统来代替继电器系统，并于1968年向社会公开招标，同时给出了10条招标指标，即“通用十条”：

（1）编程方便，可现场修改和调试程序；

（2）维护方便，采用模块化结构；美国电器制造商协会（NEMA）经过4年的调查，于1980年把它正式命名为可编程控制器（Programmable Controller，PC），但是为了与个人计算机（Personal Computer，PC）相区别，仍将可编程控制器简称为PLC。

PLC自诞生起就进入了快速发展阶段，国际电工委员会（IEC）分别于1982年11月、1985年1月和1987年2月颁布了可编程控制器标准的草案稿、第二稿和第三稿，并在草案第三稿中将可编程控制器定义为：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”作为一种应用于工业环境下的计算机，该定义强调了PLC应具有抗干扰性强，适应性好和应用范围广泛的特点，这正是工业控制计算机区别于一般微型计算机的重要特征。CPU 与所有微型计算机系统（如通用计算机系统和单片微型计算机系统）相同，CPU是PLC的核心部件，主要包含运算器、控制器和寄存器。控制器控制CPU工作，由CPU读取指令、解释指令及执行指令。运算器用于进行算术、逻辑等运算，其工作由控制器控制完成。另外，CPU内部还有一些寄存器参与运算，并存储运算的中间结果。CPU可以是通用微处理器（如8086、80286和80386等）和单片机（如8051和M6800）等。可读可写；二是只读存储器ROM（Read only Memory），只能读不能写。

按照存储功能，PLC存储空间可划分为：系统程序存储区、系统RAM存储区和用户程序存储区。

（1）系统程序存储区：存放系统程序即所谓的系统软件（相当于计算机操作系统软件），是由PLC制造厂家编写的与PLC硬件有关的程序，和硬件一起决定了PLC的性能。它主要完成系统诊断，命令解释，提供PLC运行平台等功能，通常固化到ROM中，用户不能访问和修改。

（2）系统RAM存储区：存放I/O映像区及各类软设备，如逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等。

（3）用户程序存储区：存放用户编制的程序，不同类型的PLC，其存储容量各不相同。

3）I/O模块 I/O模块又称I/O单元，负责实现I/O信号的扩展，这些数据可以由被控对象通过I/O模块传送给PLC，也可由PLC通过I/O模块传送给被控对象。在数据传输过程中，I/O模块的作用是实现PLC与外部输入和输出设备间不同信号间的电平转换。

4）其他功能模块

（1）A/D、D/A模块：A/D模块主要用于将电压、电流、湿度和温度等模拟信号转换成PLC能够处理的数字量。D/A模块与A/D模块的作用相反，其作用是把PLC内部的数字量转换成电压、电流等模拟信号以控制外部设备，如变频器和温度控制器等。

（2）电源模块：为PLC的各个模块提供工作电源。电源模块的一般输入为AC220V（有的AC220V与AC110V均可以），部分电源模块输入为宽电压范围（AC86～240V），输出电源电压可以是交流的，也可以是直流的。

（3）通信模块：主要通过通信网络实现PLC之间、PLC与个人计算机间及与其他设备间的信息交换。通信模块实现PLC与各种控制总线或工业以太网的通信，如西门子S7-200CN PLC的CP243-1、CP243-1IT CP241等。通信模块使得PLC与其他计算机系统和被控对象之间形成一个统一的整体，使分散集中的远程控制和信息交换成为可能。

5）PLC的外部设备

（1）编程器，是用户进行PLC程序设计和系统监控的必备设备，可以对PLC在线编程和修改程序。

（2）存储设备，用于性地存储用户资料，PLC应用中一般为专用的存储卡。

（3）I/O设备，用于接收输入信号和发送输出信号，如打印机和键盘等。4.PLC程序的存储和执行过程

作为一种用于工业控制的计算机，PLC与通用的个人计算机有所不同，这主要表现在程序存储方式和程序执行过程两方面。上电初始化：对堆栈指针、工作单元和编程接口进行初始化，并进行PLC工作状态的选择（主要是设置编程状态和运行状态），这部分工作由操作系统完成，并且只进行一次。