在S7-200 SMART标准型CPU模块的中央有一块预留的区域，可以用来安装信号板，

信号板不会增加额外的空间，特别适合空间有限的情况下对系统功能进行扩展。

S7-200 SMART提供如下几种信号板： 数字量输入及输出信号板——SB DT04；模拟量输入信号板——SB AE01；模拟量输出信号板——SB AQ01；串行通信信号板——SB CM01（RS485/RS232）；电池板——SB BA01。

西门子KTP400控制面板

浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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2.9.2　数字量输入及输出信号板——SB DT04

信号板SB DT04消耗背板5V电流50mA，有两路数字量输入和两路数字量输出。数字量输入仅支持漏型接线方式，正常输入电压为24V DC，大运行输入电压为30V DC；数字量输出为晶体管源型输出，输出电压范围为20.4 ～28.8 V DC，每个通道的大输出电流为0.5A。

信号板的下端有一个接线端子排，编号为X19。X19端子排有6个接线端子，从左到右编号为1～6。

信号板SB AE01消耗背板5V电流50mA，有1路模拟量输入通道。支持的模拟量输入信号包括电压信号和电流信号。电压信号包括±10V、±5V、±2.5V，分辨率为12bit（11bit+1bit符号位），数据范围为-27648～+27648；电流信号为0～20mA，分辨率为11bit，数据范围为0～+27648。

在介绍SB CM01信号板之前，我们先来认识下 “串口”。“串口”是“串行通信接口”的简称。所谓“串行通信”，是指数据一位接着一位按照顺序在一条数据线上进行传输。根据电气信号的不同，常见的串口可以分为RS232接口和RS485接口。

简单的RS232接口由三根线组成：发送（TX）、接收（RX）及公共地（GND）。之所以说“简单”，是因为这里不涉及RS232的握手信号（RTS、CTS等）。RS232传输的逻辑信号是根据发送或者接收线路与公共地之间的电压来确定的。当线路上的电压范围为+3～+15V时，表示逻辑“0”；当线路上的电压范围为-3～-15V时，表示逻辑“1”。这种正电压代表逻辑“0”，负电压代表逻辑“1”的逻辑，被称为“负逻辑”，RS232的电气接口是典型的负逻辑接口。

RS485接口由两根线组成：信号正（+）和信号负（-）。通常，信号正（+）被称为A线，信号号负（-）被称为B线。但在西门子产品中，RS485中的B线是信号正（+），A线是信号负（-），要注意区分。

RS485电气信号的逻辑值由两条线之间的电压差确定。对于发送端而言，当AB之间的电压差在+2～+6V之间时，表示逻辑“1”；当AB之间的电压差在-2～-6V之间时，表示逻辑“0”。对于接收端而言，当AB之间的电压差大于+200mV时，输出逻辑“1”；当AB之间的电压小于“-200mV”时，输出逻辑“0”。RS485接口可以组成网络，在网络的两端需要匹配终端电阻。

接下来我们来认识下SB CM01串行通信板。SB CM01消耗背板5V电流50mA，支持RS232或者RS485两种接口，信号板的下端有一个接线端子排，编号为X20。X20端子排有6个接线端子，从左到右编号为1～6。当SB CM01进行RS232通信时，把信号板的2号端子（Tx）与RS232的接收端（Rx）相连；把信号板的5号端子（Rx）与RS232的发送端（Tx）相连；把信号板的4号端子（M）与RS232的公共地（GND）相连

当SB CM01进行RS485通信时，把信号板的2号端子（B）与RS485的信号正（+）相连；把信号板的5号端子（A）与RS485的信号负（-）相连。这里要注意的是：在RS485的接线中，要搞清楚A、B两条线哪个是信号正，哪个是信号负。很多厂家把A线定义为信号正，但是西门子的A线是信号负，因此，不能简单地把A-A相连、B-B相连，而是要把两个信号正（+）相连，把两个信号负（-）相连，

当信号板SB CM01作为RS485网络终端通信节点时，需要接终端电阻和连接偏置电阻

电池板（SB BA01）的功能是用来长时间维持CPU的实时时钟（Real Time Clock，RTC）。在断电的情况下，如果没有电池板，CPU的实时时钟是依靠电路板上的超级电容来维持的，其典型值为20天（40℃的情况下约12天）。为了能更长时间地维持实时时钟，可以使用SB BA01电池板。

电池板SB BA01消耗背板5V电流约18mA，能保持实时时钟大约1年的时间。电池板SB BA01额定电压3V，临界电压2.5V。当电压低于2.5V时，会使SB BA01上的红色LED指示灯常亮，并在CPU的诊断缓冲区写入事件。如果在组态中激活了电池状态输入（I7.0），则可以在程序中通过I7.0来判断电池电压是否正常。I7.0=0表示电压正常；I7.0=1表示电池电压低。电池的状态会在CPU开机时更更新，之后在CPU运行时每天更新一次。需要注意如下几点：

① 必须在硬件组态中对SB BA01进行组态并下载到CPU中才能激活电池板的功能（参考3.7.11节）；

② 电池板支持的电池型号为CR1025；

③ 购买电池板不附带电池，要分别购买。

电池的安装：电池是从信号板的底部插进去的。安装时将电池的正面朝上，负极靠近印刷线路板。

S7-200 SMART有两种RTD模块： EM AR02和EM AR04。EM AR02消耗背板总线电流80mA，具有两路RTD连接通道，可以温度和电阻两种形式对外输出测量结果。输出温度时，分辨率为0.1℃/℉，输出值是测量值的10倍。比如，输出值为219，则表示测量的温度值为21.9℃/℉（测量温度单位可以在组态中修改）；输出电阻时，分辨率为15bit+1bit符号位，正常情况下大输出值为27648。EM AR04与EM AR02类似，不同之处在于它有四路RTD连接通道。我们以EM AR02为例介绍S7-200 SMART的RTD模块。

S7-200 SMART CPU本体的RS485接口不支持PROFIBUS-DP协议，不能直接连接到PROFIBUS-DP网络中。为了让S7-200 SMART能够进行PROFIBUS-DP通信，西门子推出扩展模块——EM DP01。EM DP01需要单独供电，

在模块的上端有编号为X80的端子排，其中1号针脚（Pin1）接24V DC正极；2号针脚（Pin2）接24V DC 负极；3号针脚（Pin3）为功能性接地。端子排的下端有四个LED指示灯，从左到右分别

是诊断（DIAG）、电源（POWER）、DP错误（DP ERROR）和数据交换模式（DX MODE）。

EM DP01的RS485接口支持PROFIBUS-DP和MPI两种协议，但都是从站模式。也就是说，EM DP01用于PROFIBUS-DP通信时，只能作为PROFIBUS的从站，而不能作为主站。因此两个EM DP01模块之间不能通信。

EM DP01支持多种波特率，比如常见的9.6kbps、19.2kbps、500kbps等， 大支持 12Mbps。

在RS485接口的右侧，有两个旋钮开关（S10和S1），用来设置EM DP01的PROFIBUS网络地址。把S10的值乘以10加上S1的值，就是当前模块的网络地址。地址范围：0～99。

EM DP01一方面和PROFIBUS网络的主站进行通信，另一方面和S7-200 SMART CPU进行通信，为了保证数据传输的准确性，EM DP01采用“缓冲区一致性”的方式进行数据传输。 “缓冲区一致性”是PROFIBUS协议支持的一种“数据一致性”方案。

PROFIBUS协议支持三种“数据一致性”方案：字节一致性、字一致性和缓冲区一致性。字节一致性是将“字节”作为一个整体进行传输，不会因为中断而被打断；字一致性是将“字”作为一个整体进行传输，不会因为中断而被打断；缓冲区一致性是将“缓冲区”作为一个整体进行传输，不会因为中断而被打断。

EM DP01采用的数据一致性是“缓冲区一致性”，具体的实现方法如下：当EM DP01接收到来自PROFIBUS-DP主站的消息时，它会将这个消息作为一个整体，传送给S7-200 SMART CPU，传送的过程不能被中断；S7-200 SMART CPU接收到整个消息后，会将其作为一个整体，传送到V存储区，这个传送过程也不能被中断。发送的过程也是采用类似的方式，只是方向相反。这种把缓冲区的内容作为一个整体进行传输的方式，保证了数据的一致性，提高了通信的可靠性。

在CPU和扩展模块不能安装到同一个导轨的情况下，S7-200 SMART提供I/O扩展电缆来连接CPU和扩展模块（EMs）。I/O扩展电缆长度1m，一端为公头，另一端为母头。可以安装在CPU与个扩展模块之间，或者任意两个扩展模块之间。

TD400C是一种能够与S7-200 SMART CPU进行通信的文本显示器，

TD400C的外形尺寸为174mm×102mm，具有4英寸显示屏，屏幕分辨率为192×64像素，能够显示4行文本，每行多24个字符，显示器上有四个方向键（上、下、左、右）、16个功能键（F9～F16需同时按下SHIFT键）、1个退出键和1个回车键。采用RS485 PPI通信协议，高通信速率187.5kbps，随机附赠通信线缆，无需单独购买。可单独连接电源线，也可通过通信电缆从S7-200 SMART CPU通信口获取电源。不需专用组态软件，使用 STEP7 Micro/WIN SMART TD 文本显示器向导即可组态。多可组态64个画面，80条报警信息。支持屏幕保护、密码保护功能。

PLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。随着计算机技术和通信技术的发展，PLC采用微处理器作为其控制核心，它的功能已不再局限于逻辑控制的范畴。因此，1980年美国电气制造协会（NEMA）将其命名为Programmable Controller（PC），但为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称PC混淆，习惯上仍将其称为PLC。

1987年2月，国际电工委员会（IEC）对PLC的定义为：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用于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，控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设备，都应按照方便与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

PLC的控制系统构成

PLC的核心部件是【CPU模块】，该模块主要由【微处理器】和【存储器】组成，主要负责数据处理和数据存储，同时它连接了【输入模块】和【输出模块】，还可以通过【编程设备】编写和修改CPU内部的程序。当然所有的模块和设备都是需要供电的，【CPU模块】、【输入模块】、【输出模块】都需要【供电电源】来供电。【输入模块】的作用是负责采集【外部设备】的输入状态和信号，经过【CPU模块】处理后，决定输出信号，而输出信号必须通过【外部设备】来实现控制和动作。我们看到【输入模块】和【输出模块】都是连接的【外部设备】，但两者是不一样的，一个是输入设备，而另一个是输出设备。即使是同一个设备，也可能不是同一个端口，还是要区分输入和输出的。后边讲到的变频器和电动调节阀在同一个设备上既可作为输入也可作为输出，但是接线端子必须区分输入和输出。