S7-1200系列的CPU1211C～CPU1215C都有DC/DC/DC、DC/DC/Rly和AC/DC/Rly三种类型，CPU1217C只有DC/DC/DC，在CPU型号下标出。每种类型用斜线分割成三部分，分别表示CPU电源电压、输入端口的电压及输出端口器件的类型。电源电压的DC表示直流24V供电，AC表示交流120～240V供电；输入端口电压的DC表示输入使用直流电压，一般为直流24V；输出端口类型中，DC为晶体管输出，Rly为继电器输出。
（1）上部端子
L1、N、：120～240VAC电源供电的相线、中线和接地线。
L+、M：24VDC电源输出的正极、负极，为外部传感器供电。
1M：输入信号的公共端。
DI a、DI b：数字量输入，默认为DI0、DI1（可由编程软件修改），则DI a.0～DI a.7为I0.0～I0.7，DIb.0～DI b.5为I1.0～I1.5，输入电压为24VDC。
2M、0、1：分别为模拟量输入的公共端、0路模拟量输入、1路模拟量输入。
（2）下部端子
1L、2L：输出信号的公共端。
DQ a、DQ b：数字量输出，默认为DQ0、DQ1（可由编程软件修改），则DQ a的.0～.7为Q0.0～Q0.7，DIb的.0～.1为Q1.0～Q1.1，PLC的输出分为两组，1L作为Q0.0～Q0.4的公共端，2L作为Q0.5～Q0.7、Q1.0、Q1.1的公共端，这样，不同组的负载可以使用不同的电压系列（如1L组使用220VAC、2L组使用24VDC等）。
1.1.1.3 PLC的结构
学习PLC无须深入研究其内部结构，只需了解PLC大致结构即可。PLC主要由CPU、存储器、输入/输出单元、电源等几部分组成。
（1）中央处理器CPU
CPU进行逻辑运算和数学运算，并协调系统工作。
（2）存储器
用于存放系统程序及监控运行程序、用户程序、逻辑及数学运算的过程变量和其他所有信息。
（3）电源
包括系统电源、备用电源和记忆电源。
（4）输入接口
输入接口用来完成输入信号的引入、滤波及电平转换。输入接口电路的主要器件是光电耦合器。光电耦合器可以提高PLC的抗干扰能力和安全性能，进行高低电压（24V/5V）转换。输入接口电路的工作原理如下：当输入端常开触点未闭合时，光电耦合器中发光二极管不导通，光敏三极管截止，放大器输出高电平信号到内部数据处理电路，输入端口LED指示灯灭；当输入端常开触点闭合时，光电耦合器中发光二极管导通，光敏三极管导通，放大器输出低电平信号到内部数据处理电路，输入端口LED指示灯亮。对于S7-1200直流输入系列的PLC，输入端直流电源额定电压为24V，既可以漏型接线，也可以源型接线。西门子的源型和漏型概念与我们正常理解恰好本书中使用的是西门子的概念。（5）输出接口
PLC的输出接口有晶体管（MOSFET）输出和继电器输出
继电器输出可以接交/直流负载，负载电流允许大于2A，但受继电器触点开关速度低的限制，只能满足一般的低速控制需要。内部参考电路如图1-4（a）所示。
晶体管输出只能接36V以下的直流负载，开关速度高，适合高速控制的场合，负载电流约为0.5A。
CPU有三种工作模式：STOP（停止）模式、STARTUP（启动）模式和RUN（运行）模式。可以通过CPU面板上的状态LED指示当前的操作模式，可以用编程软件改变CPU的运行模式。
西门子开关电源授权一级供应商
在STOP模式，CPU仅处理通信请求和自诊断，不执行用户程序，不会自动更新过程映像。CPU通电后进入STARTUP模式，进行上电诊断和系统初始化，如果检测到错误时，CPU保持在STOP模式，否则进入RUN模式。
（1）启动过程
阶段A：清除过程映像输入区（I区）。
阶段B：使用组态的零、后一个值或替换值初始化过程映像输出区（Q区）。
阶段C：将非保持性M存储器和数据块初始化为初始值，并启用组态的循环中断和时间事件。执行启动OB。
阶段D：将物理输入的状态复制到过程映像输入区（I区）。
阶段E：将所有中断事件存储到要在进入RUN模式后处理的队列中。
阶段F：将过程映像输出区（Q区）的值写入到外设输出。
（2）运行过程
启动阶段结束后，进入RUN模式。PLC是在RUN模式进行循环扫描工作的，每个扫描周期都包括写入输出、读取输入、执行用户程序指令以及执行系统维护或后台处理。
阶段①：将Q存储器写入物理输出。
阶段②：将物理输入的状态复制到过程映像输入区（I区）。
阶段③：执行程序循环OB。
阶段④：执行自检诊断。
阶段⑤：在扫描周期的任何阶段处理中断和通信。
（3）操作模式切换
S7-1200CPU模块上没有模式选择开关，可以通过在线的“CPU操作面板”的RUN按钮和STOP按钮，或工具栏上的按钮和按钮来切换RUN模式或STOP模式。
1.1.3 PLC的分类
PLC按结构可分为整体式和模块式。整体式的PLC具有结构紧凑、体积小、价格低的优势，适合常规电气控制。整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大其使用范围。模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等作成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。
PLC按输入/输出接口（I/O接口）总数的多少可分为小型机、中型机和大型机。I/O点数小于128点为小型机；I/O点数在129～512点为中型机；I/O点数在512点以上为大型机。PLC的I/O接口数越多，其存储容量也越大，价格也越贵，在设计电气控制系统时应尽量减少使用I/O接口的数量。
西门子S7-1200系列属于整体式的小型PLC，S7-300系列属于模块式的中小型PLC，S7-400系列属于模块式的大型PLC。1.2 S7-1200系列PLC的扩展
当CPU集成的数字量不够用、需要模拟量输入/输出或有其他特殊需求时，要考虑PLC的扩展。各种CPU的正面都可以添加一块信号板。信号模块连接到CPU的右侧，CPU1211C不能扩展信号模块，CPU1212C多扩展两个信号模块，其他CPU多可以扩展8个信号模块。所有的CPU左侧多可以安装3个通信模块。
1.2.1 信号模块（SM）西门子开关电源授权一级供应商
数字量输入/输出（DI/DQ）模块和模拟量输入/输出（AI/AQ）模块统称为信号模块。S7-1200PLC的信号模块有SM1221数字量输入模块、SM1222数字量输出模块、SM1223数字量输入/输出模块、SM1231模拟量输入模块、SM1232模拟量输出模块、SM1231热电偶和热电阻模拟量输入模块、SM1234模拟量输入/输出模块。
1.2.1.1 数字量信号模块
数字量信号模块见表1-2，可以选用8点或16点的数字量输入/输出模块来满足不同的控制需要。表中DI8×24VDC表示8点输入，输入电压为24VDC；DQ8×24VDC表示8点晶体管输出；DQ8×继电器表示8点继电器输出；DQ8×继电器切换表示用公共端子、一个常开触点和一个常闭触点分别控制两个负载，例如用0L（公共端）、DIa.0（常开触点）、DIa.X（常闭触点）端子控制两个负载。
在工业控制中，需要对某些模拟量输入（如压力、温度等）进行测量，又需要输出一些模拟量进行控制（如通过变频器对电动机调速）。可以通过模拟量输入模块将标准信号（如4～20mA、0～10V）转换为数字量，即A/D转换；也可以将数字量转换为模拟量（如0～10V）对执行机构进行控制，即D/A转换。
SM1231模拟量输入模块
具有4路、8路13位和4路16位模拟量输入，输入信号可以是电压或电流，有±10V、±5V、±2.5V、±1.25V、0～20mA、4～20mA等多种量程可选，双极性的模拟量满量程转换后对应的数据字为-27648～+27648，单极性的模拟量满量程转换后对应的数据字为0～+27648。
（2）SM1231热电偶（TC）和热电阻（RTD）模块
热电偶和热电阻模块都具有4路、8路16位（15+符号位）输入，可选多种传感器，分辨率为0.1℃或0.1℉。
（3）SM1232模拟量输出模块
具有2路、4路模拟量输出，可以输出-10V～+10V的模拟量电压，对应的满量程范围-27648～+27648，负载阻抗应大于或等于1000Ω；也可以输出0～20mA或4～20mA电流，对应的满量程范围0～+27648，负载阻抗应小于或等于600Ω。
（4）SM1234模拟量输入输出模块
具有4路13位模拟量输入和2路14位模拟量输出，其模拟量输入性能指标与SM1231相同，模拟量输出性能指标与SM1232相同，相当于这两种模块的组合。
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1.2.2 信号板（SB）
所有S7-1200CPU的正面都可以安装一块信号板，不会增加安装空间。添加一块信号板，不但扩展了PLC点数，也可以增加需要的功能，例如继电器输出的CPU添加一块数字量输出信号板具有200kHz高速脉冲输出的功能。
（1）数字量信号板
数字量信号板见表1-4，SB1221为数字量4点输入，高计数频率为200kHz；SB1222为数字量4点固态MOSFET输出，高输出频率为200kHz；SB1223为数字量2点输入和2点输出，高频率均为200kHz。数字量输入和数字量输出均有额定电压24VDC和5VDC两种。