西门子TP177B控制面板

电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入器件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲期等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入输入映像区。

图2-11所示为直流32点数字量输入模块的内部电路和外部端子接线图，图中只画出了2路输入电路，其中的M为同一输入组内输入信号的公共端，L+为负载电压输入端

④ 诊断功能强，*新的故障和中断时间保存在FIFO（先入先出）缓冲区中。

⑤ 集成地HMI（人机接口）服务，用户只需要为HMI服务定义源和目的地址，系统会自动地传送信息。

S7-400系列PLC与S7-300系列PLC一样，都用STEP 7编程软件编程，编程语言与编程方法完全相同。

2.2 CPU模块及性能特点IFM是带有集成的数字量和模拟量输入/输出的紧凑型CPU模块，用于要求响应快速并具有许多特殊功能的装备。CPU313、CPU314、CPU315模块上不带集成的I/O端口，其存储容量、指令执行速度、可扩展的I/O点数、计数器/定时器数量、软件块数量等随序号的递增而增加。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP模块都具有现场总线扩展功能。CPU模块以梯形图（LAD）、功能块（FBD）或语句表（STL）进行编程

PU模块

S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等多种不同的中央处理单元模块可供选择。CPU312IFM、CPU31

S7-400系列PLC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合成不同的专用系统。S7-400系列PLC采用模块化设计，性能范围宽广，不同模块可以灵活组合，扩展十分方便。

中央机架（或称为中央处理器，CR）必须配置CPU模块和一个电源模块，可以安装除用于接收的接口模块（IM）外的所有S7-400模块。

如果一个机架容纳不下所有的模块，可以增设一个或者多个扩展机架（或称为扩展单元，EU），各机架之间用接口模块和通信电缆交换信息，扩展机架可以安装除CPU、发送IM、IM463-2适配器外的所有S7-400模块，但是电源模块不能与IM461-1（接收IM）一起使用。

S7-300系列PLC可供选择的电源模块有：PS305（2A）、PS307（2A）、PS307（5A）、PS307（10A）等。PS307系列电源模块的特点包括：连接单相交流系统（输入电压为AC 120V/230V，50/60Hz）；输出电流为2A/5A/10A，输出电压为DC 24V；防短路和开路保护；可靠的隔离特性，符合EN 60950标准；可用作负载电源。S7-300系列PLC采用紧凑的、无槽位限制的模块化组合结构，根据应用功能的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一个机架（导轨）或者多个机架上。与CPU312IFM和CPU313配套的模块只能安装在同一个机架上。机架是一种PLC专用的金属机架，只需将模块装在DIN标准的安装机架上，然后用螺栓锁紧就可以了。有多种不同长度规格的机架供用户选择。

模块安装在机架的*左边，CPU模块紧靠电源模块；如果有接口模块（IM），接口模块放在CPU模块的右侧；除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机架上*多只能再安装8个信号模块、通信处理器模块或功能模块

PS307系列电源模块的输入和输出有可靠的隔离，输出正常电压为24V时，绿色LED亮；输出过载时，LED闪烁；输出过电流时，以PS307（10A）为例，输出电流大于13A时，电压跌落，跌落后自动恢复；输出短路时，输出电压消失，短路故障排除后，电压自动恢复。

3. 中央处理单元（CPU）模块

SIMATIC S7-300/400系列PLC提供了多种不同性能的CPU模块，以满足用户不同的要求

PS305（2A）电源模块的特点为：连接直流电源（输入电压为DC 24V/48V/72V/96V/110V）；输出电流为2A，输出电压为DC 24V；防短路和开路保护；可靠的隔离特性，符合

S7-300/400系列PLC均采用模块式结构，由机架和模块组成。品种繁多的CPU模块、信号模块和功能模块能满足各种领域的自动控制任务，用户可以根据系统的具体需求选择合适的模块，维修时更换模块也很方便。当系统规模扩大和更为复杂时，可以增加模块，对PLC进行扩展。简单实用的分布式结构和强大的通信联网能力，使其应用十分灵活。近年来，它广泛应用于机床、纺织机械、包装机械、通用机械、控制系统、普通机床、楼宇自动化、电器制造工业等诸多领域。

2.1.2 S7-300/400系列PLC的组成

S7-300/400系列PLC是基于模块化结构设计的，各种模块之间可以进行组合和扩展。它的主要组成部分有机架（或导轨）、电源（PS）模块、中央处理单元（CPU）模块、接口模块（IM）、信号模块（SM）、功能模块（FM）和通信处理器（CP）模块。

1. 机架（或导轨）

S7-1200具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术，用于速度、位置或占空比控制的高速输出，是一个功能非常强大的系统，可以实现多种类型的自动化任务。S7-1200控制器集成了两个高速输出，可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为PTO进行组态时，以高达100kHz的速度提供50%的占空比脉冲序列，用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。当作为PWM输出进行组态时，将提供带有可变占空比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。西门子S7-1200支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的PLCopen运动功能块，在工程组态软件西门子STEP 7中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能，也支持**移动、相对移动和速度移动。

西门子S7-1200*多可支持16个PID控制回路，用于简单的过程控制应用。借助PID控制器技术对象和工程组态软件西门子STEP 7中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。西门子STEP 7中随附的PID调试控制面板，简化了回路调整过程。并为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。另外，西门子S7-1200支持PID自动调整功能，可自动计算出**调整值。

1.8 本章小结

本章简述了PLC的基本知识，主要包括PLC的发展历史、功能特点、工作原理、性能指标、系统基本组成以及部分西门子S7系列PLC产品的特点。