西门子S7-300信号控制电缆

所有CPU模块都有一个MPI，有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS-DP接口，有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个DP接口。

MPI用于PLC与其他西门子PLC、PG/PC（编程器或个人计算机）、OP（操作员接口）通过MPI网络进行通信。PROFIBUS-DP*高传输速率为12Mbit/s，用于与其他西门子带DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和从站进行通信。

6.电池盒

电池盒是用于安装锂电池的盒子，在PLC断电时，锂电池可以用来保证实时时钟的正常运行，并可以在RAM中保存用户程序和更多的数据，保存的时间为1年。有的低端CPU（例如312 IFM与313）没有实时时钟，所以没有配备锂电池。

7.电源接线端子

电源模块的L1、N端子用于接AC 220V电源，接地端子和M端子一般用短路片短接后再接地，机架的导轨也应接地。

电源模块上的L+和M端子分别是DC 24V输出电压的正极和负极，应用专用的电源连接器或导线连接电源模块和CPU模块的L+和M端子。

8.实时时钟与运行时间计数器

有的CPU（例如312 IFM与313）没有锂电池，只有软件实时时钟，PLC断电时停止计时，恢复供电后从断电瞬时的时刻开始计时。有后备锂电池的CPU有硬件实时时钟，可以在PLC断电时继续运行。运行时间计数器的计数范围为0～32767h。

9.CPU模块上的集成I/O

某些CPU模块上有集成的数字量I/O，有的还有集成的模拟量I/O。

输入/输出模块统称为信号模块，包括数字量（或称开关量）输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，主要有数字量输入模块SM 321、数字量输出模块SM 322、模拟量输入模块SM 331和模拟量输出模块SM 332。S7-300的输入/输出模块的外部接线接在插入式的前连接器的端子上，前连接器插在前盖后面的凹槽内，不需断开前连接器上的外部连线，就可以迅速地更换模块。

信号模块面板上的LED灯用来显示各数字量输入/输出模块电的信号状态。输入/输出模块安装在DIN标准导轨上，通过总线连接器与相邻的模块连接，默认地址由模块所在的位置决定，也可以用STEP 7指定模块的地址。

输入模块用来接收和采集输入信号。数字量输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字传感器，接收如按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关及压力继电器等的开关量输入信号，将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号。输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。模拟量输入模块用来接收热电阻、热电偶、电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号。

数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。SM 322数字量输出模块将S7-300的内部信号电平转换为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。

CPU模块内部的工作电压一般是DC 5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如DC 24V或AC 220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC不能正常工作。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用，其用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC内部电路和外部的输入、输出电路。

1.数字量输入模块

数字量输入模块分为直流输入模块和交流输入模块。S7-300的数字量输入模块主要有6ES7 321系列和6ES7 131系列，后者主要用于ET 200（分布式I/O）。

直流输入模块内部电路和外部接线图中只画出了单条输入电路，M是同一输入组内各输入信号的公共点。当外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。

交流数字量输入模块的额定输入电压为AC 120V或AC 230V，其用电容隔离输入信号中的直流成分，利用电阻限流，交流成分经桥式整流电路转换为直流电流。外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管和显示用的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。

直流输入电路的延迟时间短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。如果信号线不是很长，PLC所处的物理环境较好，电磁干扰较轻，应考虑优先选用DC 24V的直流输入模块。交流输入方式适于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

数字量输出模块将PLC的内部信号电平转换为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。S7-300的数字量输出模块主要有6ES7 322系列和6ES7 132系列，后者主要用于ET 200（分布式I/O）。

数字量输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管或场效应管（见图1-10）、驱动交流负载的双向晶闸管或固态继电器

在选择数字量输出模块时，应注意负载电压的种类和大小、工作频率和负载的类型（电阻性负载、电感性负载、机械负载或白炽灯）。除了每一点的输出电流外，还应注意每一组的*大输出电流。

生产过程中有大量连续变化的模拟量需要PLC来测量或控制，有的是非电量，例如温度、压力、流量、液位、物体的成分（例如气体中的含氧量）和频率等；有的是强电电量，例如发电机组的电流、电压、有功功率、无功功率和功率因数等。模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成部分是A/D（Analog/Digit）转换器。模拟量输入模块的输入信号一般是模拟量变送器输出的标准量程的直流电压、电流信号。S7-300的模拟量输入模块可以直接连接电压/电流传感器、热电偶、热电阻和电阻式温度计。