CPU ST40的尺寸为125mm×100mm×81mm（宽度×高度×厚度），功率为18W。

CPU ST40模块的左下角是RS485接口，编号为X20。其右边是一个端盖，掀开盖子可以看到两个接线端子排，左边编号为X12，右边编号为X13。X12和X13是数字量输出的接线端子排，其具体的针脚定义见表2-2（X12）和表2-3（X13）。

ST40 CPU模块的中央有个方形的盖板，可以用来插接信号板（Signal Board），具体请参考2.9节。

ST40 CPU模块提供了很多指示LED灯，用来指示CPU模块的状态。比如CPU的运行（RUN）、停止（STOP）、报错（ERROR）指示灯，数字量输入/输出指示灯，以太网网络连接（link）和数据传输（Rx/Tx）指示灯等，

S7-200 SMART CPU的存储区分为用户存储区和系统存储区。用户存储区又分为程序存储区、数据存储区和保持存储区。系统存储区包括过程映像区、模拟量存储区、位存储区、临时存储区、顺序控制继电器存储区。

CPU ST40的用户程序存储区的大小为24KB；用户数据存储区的大小为16KB；保持存储区的大小为10KB。CPU ST40的过程映像区包括256位的输入映像和256位的输出映像；模拟量存储区包括56字的输入和56字的输出；位存储区的大小为256位；每一个程序组织单元（POU）都有64个字节的临时存储区；顺序控制继电器存储区的大小为256位。

CPU ST40*多支持6个扩展模块和1个信号板模块。

CPU ST40集成了6路高速脉冲计数器：在单相脉冲输入的情况下，其中4路*大支持200kHz的脉冲输入，两位2路支持30kHz的脉冲输入；在A/B相脉冲输入的情况下，*大支持100kHz的脉冲输入。

CPU ST40集成了3路高速脉冲输出通道，*高输出频率为100kHz；集成了14路脉冲输入捕获，可以捕获快速的脉冲信号。

2.2.3　经济型CPU模块的特点

本节以CR60s为代表，介绍经济型CPU模块的特点。CPU CR60s的全称是“CPU CR60s AC/DC/Relay”。

CPU CR60s的尺寸为175mm×100mm×81mm（宽度×高度×厚度），功率为10W。

与CPU ST40相同，CPU CR60s的左下角也是RS485接口，编号为X20。

在X20的右边是一个端盖，打开盖子可以看到两个接线端子排，左边编号为X12，右边编号为X13。X12和X13均为继电器输出通道的接线端子排。

X12总共有20个端子，各端子的定义见表2-6。X13总共有10个接线端子

CPU模块的上端也有两个接线端子排，左边编号为X10，右边编号为X11，均为数字量输入的接线端子排 。X10总共有20个接线端子，各端子的定义见表2-8。X11总共有20个接线端子，其中第18、19号端子用来给CPU模块供电。该CPU模块使用120～240V的交流电作为电源，18号端子连接相线（L），19号端子连接中性线（N），20号端子为功能性接地。从1号到17号，均为数字量输入

在工控行业中，“数字量”又称为“开关量”。顾名思义，它有“开”和“关”两种状态，反映在信号值上就是“1”和“0”两种值。数字量输入模块（Digital Input Module）用来接收外部的开关信号输入，并把接收到的信号传递给CPU。

图2-8是典型的数字量输入电气原理图。电路中的按钮是外部数字量输入元件。当按下按钮后，电流从24V电源的正极流入到数字量输入模块中，此时模块的输入通道能检测到输入信号，因此该通道的值为1；当松开按钮时，电路断开，模块的输入通道检测不到电流，因此通道的值为0。

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，而且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，所以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，然后经过模块内部电路从公共端流出返回到电池的负极。

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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EM DE16。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。

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“Expansion Module”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），EM DE08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

EM DE08的每一个输入通道都有一个LED指示灯，当通道有输入信号时，相应的LED灯会亮起。EM DE08的输入通道既支持源型输入（Sourcing Input），又支持漏型输入（Sinking Input）。漏型输入接线图见附录中附图2-1。

EM DE08模块上有一个DIAG的诊断指示灯，当模块有故障时，DIAG指示灯会红色闪烁。

2.3.3　数字量输入模块——EM DE16

EM DE16是具有16个输入通道的数字量扩展模块，其外形尺寸为45mm×100mm×

81mm（宽度×高度×厚度）。EM DE16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2.3W。

EM DE16上面端盖里有两个接线端子排，分别是X10和X11；下面端盖里有两个接线端子排，分别是X12和X13。每个接线端子排有7个接线端子

EM DE16的每一个输入通道都有一个LED指示灯，当通道有输入信号时，相应的LED灯会亮起。EM DE16的输入通道既支持源型输入，又支持漏型输入

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。

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。

模拟量输出模块实现这样一种功能：把CPU的运算结果（数字量）转换成标准的电压信号或电流信号进行输出。这种电压或电流信号，通过电缆输入到执行机构中。随着输出电压或电流信号的变化，执行机构也相应地发生变化。例如：我们可以把模拟量输出模块和比例阀相连，通过输出信号的大小，来控制比例阀的开度（可在0%～****之间连续变化）。常见的模拟量电压信号包括：±5V，±10V；常见的模拟量电流信号包括：0～20mA；4～20mA。

从数字量到模拟量的转换，称为数模转换。数模转换又称为D/A转换，它是靠模块内部的数模转换器完成的。数模转换器可以将输入的二进制数字量转换成模拟量，并以电压或电流的形式向外输出。一般常用的线性数模转换器，其输出的模拟量电压U0与输入数字量Dn之间成正比关系，U0=UrefDn，Uref为参考电压。