S7-1200 PLC多可以增加3个通信模块和1个通信信号板,如CM 1241 RS232、CM 1241RS485、CP1241 RS232、CP1241 RS485、CB1241RS485,它们安装在CPU模块的左边和CPU的面板上
S7-200 SMART的产品特点
(1)CPU芯片的运算速度更快
S7-200SMART的CPU模块使用西门子专用高速芯片,与S7-200相比,运算速度更快。S7-200的布尔指令运算速度为0.22μs/条,而S7-200SMART的布尔指令的运算速度为0.15μs/条。这个速度在同级别的小型PLC里遥遥,保证了对复杂程序的快速处理。
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S7-200 SMART的CPU模块可以向外提供两种电源:直流24V (DC)电源和直流 5V(DC)电源。直流24V电源用于模块的输入通道、输出继电器线圈及其他外部的传感器的供电。若输入/输出及外部传感器消耗的电流总和超过了CPU模块的供电能力,可以通过外接24VDC电源的方法进行补充。直流5V 电源用来给扩展模块和信号板供电。
CPU模块提供的5V DC的电流的大小,决定了能连接的模块的数量。若系统对5VDC电流需求的总和超过了CPU可提供的大电流,则不能通过增加外部5V电源的方法进行补充,必须移除某些模块。
下面我们举例来讲解如何计算S7-200 SMART的电源需求。
假设系统由如下硬件组成:
① CPU ST40 DC/DC/DC;
② 2个EM DR08 (8通道数字量继电器输出);
③ 2个EM DE16 (16通道数字量输入);
④ 1个EM AQ02(2通道模拟量输出)。
CPU ST40可向外提供5V DC的大电流为1400mA;可向外提供24VDC的大电流为300mA。本身集成24个数字量输入通道,每个通道消耗24V电流4mA,CPUST40本身消耗24V电流=4×24=96(mA)。EMDR08每个输出通道消耗24V电流11mA;整个模块消耗5V电流120mA。EMDE16每个输入通道消耗24V电流4mA;整个模块消耗5V电流105mA。EMAQ02每个模拟量通道消耗24V电流90mA;整个模块消耗5V电流60mA。
CPU ST40能满足该系统对5V电源的需求(电流差值890mA),不能满足系统对24V电源的需求(电流差值为-280mA)。该系统必须增加外部电源才能满足所有输入、输出对24V电流的消耗。
PM207是西门子为S7-200SMART量身打造的电源模块。名称中的“PM”为“电源模块”。PM207目前总共有三种型号:PM207 24V/3A、PM20724V/5A和PM207 24V/10。其外形和设计与S7-200SMART完美匹配,能够把输入的交流电(AC)经过整流、滤波后变成直流电(DC)进行输出。也能连接直流电网。也就是说,输入端也能接受直流电。当输入端连接交流电时,其输入电压的范围为85~264VAC,电流的频率为50Hz或者60Hz(我国交流电的频率为50Hz);当输入端连接直流电时,其输入电压的范围为88~370 VDC。以PM207 24V/5A为例,其额定输出电压为24V DC,且输出电压的范围可调,为22.8~26.4VDC,额定输出电流为5A;建议使用额定电流为10A、脱扣特性为C型的微型断路器。
PM207模块的下端有三个接线端子:L、N和PE。当使用交流供电时,“L”接相线,“N”接中性线,“PE”接保护地线;当使用直流电供电时,“L”接正极,“N”接负极。在底部接线端子的上部,有一个可调旋钮,可以调节输出电压的大小,其范围为:22.8~26.4VDC。可调旋钮的上面有一个LED指示灯,当输出电压正常时会点亮,为绿色。上部的四个接线端子为输出电压的接线端子,左边两个为正极,右边两个为负极。
PM207(24V/3A、24V/5A和24V/10A)三种型号的模块有很多相似之处,比如:输入电压/频率;输出电压范围;防护等级(均为IP20);安装导轨尺寸(35mmDIN)。其主要区别在于额额定输出电流的不同, 分别是3A、5A和10A。当然,其输入电流也是不同的。在外形尺寸上,PM20724V/10A模块是大的,为60mm×125mm×125mm,其质量为0.925kg;PM20724V/3A模块的外形尺寸小,为45mm×100mm×81mm,质量为0.46kg。
其实数字量模块除了有外部输入电路,还有内部的检测电路,内部和外部电路没有电气上的连接,是通过光电耦合在一起的,也就是常说的光电耦合电路。
PLC的数字量输入有两种方式:源型输入和漏型输入。所谓“源型输入”,是指电流从模块的公共端流入,从模块的通道流出的方式。公共端作为电源正极(共阳极),外部的输入线路相当于电源的负极。源型输入可以等效为在模块内部连接一节干电池,电池的负极连接在PLC输入模块的公共端,电池的正极经过输入通道连接到开关,再从开关连接到公共端。当开关闭合后,电流从模块的输入通道流出,经过开关后,从模块的公共端流回到负极。数字量输入通道的内部有光耦合电路,不用担心开关闭合会造成短路。源型输入电气原理图。所谓“漏型输入”,是指电流经过外部开关,从模块的通道流入到模块内部,再经过内部电路,从公共端流出的输入方式。公共端作为电源负极(共阴极)。漏型输入相当于在模块外部连接一节干电池,电池的正极连接开关一端,再从开关另一端连接到输入通道,经过模块内部电路从公共端流出返回到电池的负极。
源型输入和漏型输入在电气设计和接线方式上都有所不同,有的厂家的输入模块有源型输入和漏型输入的区别,要根据实际情况进行选型。
S7-200 SMART有两种数字量输入扩展模块:EM DE08 和EMDE16。这两种模块既支持源型输入接线方式,也支持漏型输入接线方式。
2.3.2 数字量输入模块——EM DE08
在系统I/O点数(通道)超过了CPU模块本身集成的I/O点数的时候,S7-200 SMART标准型CPU模块还支持通过扩展模块来扩展系统的I/O点数。
EM DE08是S7-200 SMART的扩展数字量输入模块,名称中的“EM”是英文“ExpansionModule”的缩写,中文翻译为“扩展模块”;“DE”是“数字量输入”的缩写,“08”表示有8个输入通道。
EM DE08的外形尺寸为45mm×100mm×81mm(宽度×高度×厚度),EMDE08消耗背板5V电流105mA,每个输入通道消耗24V传感器电流4mA;模块功耗为1.5W。
模块的左边有一个插接销,可以连接到标准型CPU模块或者其他扩展模块上;模块右边的插接孔可以继续扩展其他模块