16个开关量输出点需要通过连接端2L+、3L+(21、31号引脚),由外部提供DC24V电源;输出端(22~29、32~39号引脚)连接负载,负载另一端及模块的2M、3M端(30、40号引脚)与电源0V相连。
对于CPU313C、CPU314C-2(2DP、2PtP)模块,共有24点开关量输入与16点开关量输出,安装有带30个连接端(引脚)的连接器X1(或X11)与40个连接端(引脚)的连接器X2(或X12),其中,X2(或X12)用于连接16点输入/16点输出,连接方式与CPU312C-2DP相同,X1(或X11)用于连接其余8点输入与模拟量输入。具体连接方式如图2-8所示。
S7-300紧凑型PLC的全部CPU模块,集成I/O点除可以作为一般的开关量I/O点使用外,还可以作为高速计数输入、频率测量输入、脉冲输出等使用。
当做为内部集成高速计数输入、频率测量输入、脉冲输出功能使用时,其连接方式根据不同的CPU型号有所不同,作用与功能需要通过PLC的“硬件组态”予以定义,作为高速计数输入、频率测量输入、脉冲输出使用的I/O点不可以再作为开关量I/O使用。
用于信号输入或输出的模块统称为信号模块(Signal Model,SM),它包括数字量(或称开关量)输入模块、数字量输出模块、数字量I/O模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量I/O模块。
S7-300 PLCI/O模块的外部接线接在插入式的前连接器端子上,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,就可以迅速更换模块。第一次插入连接器时,有一个编码元件与之啮合,这样该连接器就只能插入同样类型的模块中。
信号模块面板上的LED用来显示各数字量I/O点的信号状态,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。模块的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。
西门子S7-1200系列
数字量输入模块将现场过程送来的数字“1”信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入和交流输入两种方式。对现场输入元件,仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后,一般都经过光电隔离和滤波,然后才送至输入缓冲器等待CPU采样。采样时,信号经过背板总线进入到输入映像区。
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。
数字量输入模块的内部电路和外部接线图,图中只画出了一路输入电路,M和N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。
交流输入模块的额定输入电压为AC120V或230V。在图2-10中用电容隔离输入信号中的直流成分,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较短,可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接,DC24V是一种安全电压。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,应优先考虑选用DC24V的输入模块。交流输入方式适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
数字量输入模块可以直接连接两线式接近开关(BERO),两线式BERO的输出信号为0时,其输出电流(漏电流)不为0。在选型时应保证两线式BERO的漏电流小于输入模块允许的静态电流,否则将会产生错误的输入信号。
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S7-300 CPU模块的外部连接
对于紧凑型CPU,模块除DC电源输入外,还需要连接CPU集成的I/O点。开关量I/O的点数与CPU规格有关,集成开关量I/O的连接形式为DC24V电源输入/电源输出,I/O所需要的DC24V电源由外部供给。
对于CPU312C模块,安装有带20个连接端(引脚)的连接器X1(或X11),连接端2M(12号引脚)连接输入信号的电源0V端,输入端(2~11号引脚)连接开关量输入接点,接点的另一端与输入信号的DC24V电源端相连。
6个开关量输出点需要通过连接端1L+(13号引脚),由外部提供DC24V电源;输出端(14~19号引脚)连接负载,负载另一端与电源0V相连。
对于CPU313C-2(2DP、2PtP)模块,共有16点开关量输入与16点开关量输出,安装有带40个连接端(引脚)的连接器X1(或X11)。
连接端1M(20号引脚)连接输入信号的电源0V端,输入端(2~9、12~19号引脚)连接16个开关量输入接点,接点的另一端与输入信号的DC24V电源端相连,电源DC24V端还需要与1L+(1号引脚)连接。
数字量输入模块SM321的技术特性如表2-6所示。模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态,输入开关闭合,即有输入电压时,二极管点亮。
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成控制过程所要求的外部信号电平,同时有隔离和功率放大的作用,可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等,输出电流的典型值为0.5~2A,负载电源由外部现场提供。
按负载回路使用的电源不同,它可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。
按输出开关器件的种类不同,它又可分为 体管输出方式、闸管输出方式和继电器触点输出方式。体管输出方式的模块只能带直流负载,属于直流输出模块;闸管输出方式属于交流输出模块;继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看,
体管响应*快,继电器响应*慢。从安全隔离效果及应用灵活性角度来看,以继电器触点输出型*。
管或场效应 体管输出电路,只能驱动直流负载。输出信号经光耦合器送给输出元件,图中用一个带三角形符号的小方框表示输出元件。输出元件的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。这类输出电路的延迟时间小于1ms。
继电器输出模块的额定负载电压范围较宽,直流可以为 24~120V,交流可以为 48~230V。继电器触点容量与负载电压有关,电压越高,触点容量越低。当电源切断后约200ms内电容器仍 有能量,在这段时间内用户程序还可以暂时使继电器动作。
数字量输出模块SM322有多种型号输出模块可供选择,常用的模块有8点 体管输出、16点 体管输出、32点 体管输出、8点可控 输出、16点可控 输出、8点继电器输出和16点继电器输出。
数字量输出模块SM322的技术特性。模块的每个输出点有一个绿色发光二极管显示输出状态,输出逻辑“1”时,发光二极管点亮。
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 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。此外,因每个模块的端子共地情况不同,还要考虑现场输出信号负载回路的供电情况。例如,现场需要输出4点信号,但每点负载回路电源不同,此时选用8点继电器输出模块**,如果选用别的模块,将增加模块的数量