1.3　S7-200 SMART PLC外形結(jié)構(gòu)與接線

1.3.1　S7-200 SMART PLC的外形結(jié)構(gòu)

S7-200 SMART PLC的外形結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，其CPU單元、存儲(chǔ)器單元、輸入輸出單元和電源集中封裝在同一塑料機(jī)殼內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，可選用需要的擴(kuò)展模塊與主機(jī)連接。

① 輸入端子：是外部輸入信號(hào)與PLC連接的接線端子，在頂部端蓋下面。此外，頂部端蓋下面還有輸入公共端子和PLC工作電源接線端子。

② 輸出端子：輸出端子是外部負(fù)載與PLC連接的接線端子，在底部端蓋下面。此外，底部端蓋下面還有輸出公共端子和24V直流電源端子，24V直流電源可以為傳感器和光電開關(guān)等提供能量。

③ 輸入狀態(tài)指示燈（LED）：輸入狀態(tài)指示燈用于顯示是否有輸入控制信號(hào)接入PLC。當(dāng)指示燈亮?xí)r，表示有控制信號(hào)接入PLC；當(dāng)指示燈不亮?xí)r，表示沒有控制信號(hào)接入PLC。

④ 輸出狀態(tài)指示燈（LED）：輸出狀態(tài)指示燈用于顯示是否有輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備。當(dāng)指示燈亮?xí)r，表示有輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備；當(dāng)指示燈不亮?xí)r，表示沒有輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。

⑤ 運(yùn)行狀態(tài)指示燈：運(yùn)行狀態(tài)指示燈有RUN、STOP、ERROR三個(gè)，其中RUN、STOP指示燈用于顯示當(dāng)前工作方式。當(dāng)RUN指示燈亮?xí)r，表示運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)STOP指示燈亮?xí)r，表示停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)ERROR指示燈亮?xí)r，表示系統(tǒng)故障，PLC停止工作。

⑥ 存儲(chǔ)卡插口：該插口插入Micro SD卡，可以下載程序和PLC固件版本更新。

⑦ 擴(kuò)展模塊接口：用于連接擴(kuò)展模塊，采用插針式連接，使模塊連接更加緊密。

⑧ 選擇器件：可以選擇信號(hào)板或通信板，實(shí)現(xiàn)精確化配置的同時(shí)，又可以節(jié)省控制柜的安裝空間。

⑨ RS-485通信接口：可以實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)之間、PLC與PLC之間、PLC與其他設(shè)備之間的通信

⑩ 以太網(wǎng)接口：用于程序下載和設(shè)備組態(tài)。程序下載時(shí)，只需要1條以太網(wǎng)線即可，無(wú)需購(gòu)買專用的程序下載線。

1.3.2　S7-200 SMART PLC的外部接線圖

外部接線設(shè)計(jì)也是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分之一。由于CPU模塊、輸出類型和外部電源供電方式的不同，PLC外部接線也不盡相同。鑒于PLC的外部接線與輸入輸出點(diǎn)數(shù)等諸多因素有關(guān)，本書給出了S7-200 SMART PLC標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型兩大類端子排布情況，具體如表1-2所示。備注：最后兩種為經(jīng)濟(jì)型，其余為標(biāo)準(zhǔn)型。

本節(jié)僅給出CPU SR30和CPU ST30的接線情況，其余類型的接線讀者可查閱附錄。

（1）CPU SR30的接線

如圖1-3所示，CPU SR30接線圖中，L1、N端子接交流電源，電壓允許范圍為85～264V。L+、M為PLC向外輸出24V/300mA直流電源，L+為電源正，M為電源負(fù)，該電源可作為輸入端電源使用，也可作為傳感器供電電源。

? 輸入端子：CPU SR30共有18點(diǎn)輸入，端子編號(hào)采用8進(jìn)制。輸入端子I0.0～I(xiàn)2.1，公共端為1M。

?輸出端子：CPU SR30共有12點(diǎn)輸出，端子編號(hào)也采用8進(jìn)制。輸出端子共分3組，Q0.0～Q0.3為第一組，公共端為1L；Q0.4～Q0.7為第二組，公共端為2L；Q1.0～Q1.3為第三組，公共端為3L；根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，輸出回路電源支持交流和直流。

（2）CPU ST30的接線

CPU ST30的接線如圖1-4所示，電源為DC24V，輸入點(diǎn)接線與CPU SR30相同。不同點(diǎn)在于輸出點(diǎn)的接線，輸出端子共分2組，Q0.0～Q0.7為第一組，公共端為2L+、2M；Q1.0～Q1.3為第二組，公共端為2L+、2M；根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)的不同，輸出回路電源只支持直流電源。

1.3.3　S7-200 SMART PLC電源需求與計(jì)算

（1）電源需求與計(jì)算概述

S7-200 SMART PLC CPU模塊有內(nèi)部電源，為CPU模塊、擴(kuò)展模塊和信號(hào)板正常工作供電。

當(dāng)有擴(kuò)展模塊時(shí)，CPU模塊通過總線為擴(kuò)展模塊提供DC 5V電源，因此要求所有的擴(kuò)展模塊消耗的DC 5V不得超出CPU模塊本身的供電能力。

每個(gè)CPU模塊都有1個(gè)DC 24V電源（L+、M），它可以為本機(jī)和擴(kuò)展模塊的輸入點(diǎn)和輸出回路繼電器線圈提供DC 24V電源，因此要求所有輸入點(diǎn)和輸出回路繼電器線圈耗電不得超出CPU模塊本身DC 24V電源的供電能力。

基于以上兩點(diǎn)考慮，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，有必要對(duì)S7-200 SMART PLC電源需求進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的理論依據(jù)是CPU供電能力和擴(kuò)展模塊電流消耗，如表1-3，表1-4所示。

（2）電源需求與計(jì)算舉例

某系統(tǒng)有CPU SR20模塊1臺(tái)，2個(gè)數(shù)字量輸出模塊EM DR08，3個(gè)數(shù)字量輸入模塊EM DE08，1個(gè)模擬量輸入模塊EM AE04，試計(jì)算電流消耗，看是否能用傳感器電源24V DC供電。

解：計(jì)算過程如表1-5所示。

經(jīng)計(jì)算，5V DC電流差額=105>0，24V DC電流差額=-12<0，5V CPU模塊提供的電量夠用，24V CPU模塊提供的電量不足，因此這種情況下24V供電需外接直流電源，實(shí)際工程中由外接24V直流電源供電，不用CPU模塊上的傳感器電源（24V DC），以免出現(xiàn)擴(kuò)展模塊不能正常工作的情況。