存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使可编程控制器具有基本的智能，能够完成可编程控制器设计者规定的各种工作。系统程序由可编程控制器生产厂家设计并固化在ROM中，用户不能读取。用户程序由用户设计，它使可编程控制器完成用户要求的特定功能。存储器的容量以字节为单位。可编程控制器使用以下物理存储器。1.随机存取存储器（RAM）

用户可以用编程装置读出RAM的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读写存储器，它是易失性的存储器，它的电源中断后，存储的信息将会丢失。RAM的工作速度快，价格便宜，改写方便。在关断可编程控制器的外部电源后，可用锂电池保存在RAM中的用户程序和某些数据，锂电池可用2～5年，需要更换锂电池时，由可编程控制器发出信号，通知用户。现在部分可编程控制器仍用RAM来存储用户程序。2.只读存储器（ROM）

ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失性的，它的电源消失后，仍能保存存储的内容。ROM一般用来存放可编程控制器的用户程序。3.可电擦除可编程的只读存储器（E2PROM）

它是非易失性的，但是可以用编程装置对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点，但是将信息写入它需要的时间比RAM长得多。E2PROM用来存放用户程序和断电时需要保存的重要数据。

1.2 S7-1200的硬件S7-1200是西门子公司的新一代小型PLC，它将微处理器、集成电源、输入和输出电路组合到一个设计紧凑的外壳中以形成强大的功能，它具有集成的PROFINET接口、强大的工艺集成性

 CPU模块

打开其编程软件可见S7-1200目前有7种型号CPU模块，CPU 1211C、CPU 1212C、CPU 1214C、CPU 1215C、CPU 1217C、CPU 1214FC、CPU 1215FC，CPU模块类型。

S7-1200 PLC的外形及结构（已拆卸上、下两盖板），其中①是3个指示CPU运行状态的LED（发光二极管）；②是集成I/O（输入/输出）的状态LED；③是信号板安装处（安装时拆除盖板）；④是PROFINET以太网接口的RJ-45连接器；⑤是存储器插槽（在盖板下面）；⑥是可拆卸的接线端子板。1.CPU面板

S7-1200 PLC不同型号的CPU面板是类似的，在此以CPU 1214C为例进行介绍：CPU有3类运行状态指示灯，用于提供CPU模块的运行状态信息。

集成的通信接口与通信模块1.集成的PROFINET接口

工业以太网是现场总线发展的趋势，已经占有现场总线的半壁江山。PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络底层的现场设备。

通过以太网通信协议TCP/IP，S7-1200提供的集成PROFINET接口可用于编程软件STEP 7通信，以及与SIMATIC HMI精简系列面板通信，或与其他PLC通信。此外它还通过开放的以太网通信协议TCP/IP和ISO-on-TCP支持与第三方设备的通信。该接口的RJ-45连接器具有自动交叉网线功能，数据传输速率为10Mbit/s或100Mbit/s，支持多16个以太网连接。该接口能实现快速、简单、灵活的工业通信。

CSM 1277是一个4端口的紧凑型交换机，用户可以通过它使S7-1200 PLC连接到多3个附加设备。除此之外，如果将S7-1200和SIMATIC NET工业无线局域网组件一起使用，还可以构建一个全新的网络。2.通信模块

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 1241 RS485、CP1241 RS232、CP1241 RS485、CB1241 RS485，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

S7-200 SMART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S7-200 SMART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。

（2）存储区容量更大

S7-200 SMART CPU模块的内置存储区比S7-200更大。S7-200的CPU226，其用户程序存储区大小为20KB，用户数据存储区的大小为10KB；而S7-200 SMART的CPU ST60，其用户程序存储区的大小为30KB，用户数据存储区的大小为20KB。更大的存储容量意味着支持更大、更复杂的代码。

（3）机型丰富、模块多样

S7-200 SMART提供标准型和经济型两个系列的CPU模块，标准型CPU模块包括ST20/SR20、ST30/SR30、ST40/SR40、ST60/SR60；经济型CPU模块包括CR20s、CR30s、CR40s和CR60s。CPU模块本身集成了数字量信号输入/输出（DI/DO）通道，并且标准型CPU模块还支持使用扩展信号板来增加信号通道的数量，多支持扩展6个信号模块，大大增强了信号处理能力。

（4）创新的信号板设计

S7-200 SMART CPU模块的中央有一块预留的位置，可以用来安装信号板（Signal Board）信号板支持的功能包括数字量输入/输出、模拟量输入/输出、RS485/RS232通信、实时时钟电池等。通过将信号板安装在CPU模块上，既可以增加CPU的功能，又不占用额外的空间。这种创新式的设计，在S7-1200系列PLC的设计上也被采用。

（5）通用SD卡，可及时更新固件

S7-200 SMART标准型CPU支持使用市面上通用的Micro SD卡来进行CPU固件版本更新，省去了CPU返厂更新固件的不便，可以大限度地利用新版本的优势，这是S7-200没有的功能。另外，通用SD卡还可以执行程序传输及恢复出厂默认设置的功能。

（6）集成以太网口，经济方便

S7-200 SMART标准型CPU集成了以太网口，可以使用一根普通的网线将程序下载到CPU中，省去了专用编程电缆的费用，经济方便。该以太网口具有强大的以太网通信功能，可以与人机界面（HMI）、其他CPU模块及第三方以太网通信设备进行通信，可以十分方便地组建局域网。从V2.4版本开始该网口还支持PROFINET通信。

（7）CPU模块集成工艺功能

S7-200 SMART CPU模块支持高速脉冲输入计数。以CPU ST40为例，多支持6个高速脉冲计数器（HSC），如果使用单相输入，高支持200kHz的输入频率；如果使用A/B相输入，高支持100kHz的输入频率。

S7-200 SMART CPU模块支持高速脉冲输出。CPU ST40多支持3个100kHz的高速脉冲输出，支持脉冲串输出（PTO）和脉宽调制（PWM）两种方式，可以用来控制伺服驱动器进行调速或定位。

CPU模块集成的这些工艺功能，可以进行PID控制和运动控制。同时其内部提供了PID和运动控制的指令库，编程十分方便。

（8）更加友好的编程开发环境

STEP7 Micro-WIN/SMART是西门子专门为S7-200 SMART PLC打造的软件编程开发平台，秉承西门子编程软件的强大功能，融入了很多人性化的设计（例如全新的软件界面、新颖的带状菜单、移动式窗口界面、方便的程序注释及强大的密码保护功能），可以更快、更方便地进行编程开发。

（9）支持PROFINET通信协议

2019年3月，V2.4版本的S7-200 SMART标准型CPU集成的以太网口正式支持PROFINET协议。这标志着SMART系列PLC已经完全融入SIMATIC家族，这必将对SMART系列产品的更广泛的应用打下更加坚实的基础。V2.4版本的S7-200 SMART标准型CPU多支持8个PROFINET设备，每台设备大支持128个字节的输入和128个字节输出；PROFINET网络多可以有64个模块。

2020年1月，V2.5版本发布，新版本可以使S7-200 SMART标准型CPU作为智能设备（I-Device）使用，大支持128个输入字节和128个输出字节的数据交换区。

　电源模块

2.1.1　供电功率计算

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24V DC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5V DC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。

CPU ST40可向外提供5V DC的大电流为1400mA；可向外提供24V DC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，因此CPU ST40本身消耗24V电流=4×24=96(mA)。EM DR08每个输出通道消耗24V电流11mA；整个模块消耗5V电流120mA。EM DE16每个输入通道消耗24V电流4mA；整个模块消耗5V电流105mA。EM AQ02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），但是不能满足系统对24V 电源的需求（电流差值为-280mA）。因此，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（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（35mm DIN）。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。另外在外形尺寸上，PM207 24V/10A模块是大的，为60mm×125mm×125mm，其质量为0.925kg；PM207 24V/3A模块的外形尺寸小，为45mm×100mm×81mm，质量为0.46kg。

S7-200 SMART系列PLC的CPU模块可以分为标准型和经济型两种。标准型CPU的名称以“S”开头（Standard的首字母），比如CPU SR40；经济型CPU的名称以“C”开头（Compact的首字母），比如CPU CR60s。

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目前，S7-200 SMART推出的标准型CPU包括：ST20 DC/DC/DC、SR20 AC/DC/Relay、ST30 DC/DC/DC、SR30 AC/DC/Relay、ST40 DC/DC/DC、SR40 AC/DC/Relay、ST60 DC/DC//DC、SR60 AC/DC/Relay。

经济型CPU与标准型CPU相比，具有如下特点：

① 不支持扩展信号模块；

② 不支持信号板；

③ 没有集成Micro SD卡插槽，不能使用Micro SD卡；

④ 没有集成RJ45网口，不支持以太网通信；

⑤ 支持使用RS485接口进行编程，可通过RS485接口连接人机界面（HMI）。

目前，S7-200 SMART推出的经济型CPU模块包括：CR20s AC/DC/Relay、CR30s AC/DC/Relay、CR40s AC/DC/Relay、CR60s AC/DC/Relay。

无论是标准型CPU还是经济型CPU，其模块本身都集成了数字量输入/输出（DI/DO）通道。不同型号的CPU集成的DI/DO的数量不同，但二者的比例都为3∶2。

2.2.2　标准型CPU模块的特点

本节以ST40为代表，介绍标准型CPU模块的特点。CPU ST40的全称是“CPU ST40 DC/DC/DC”。