1.1　S7-200 SMART PLC概述與控制系統硬件組成

1.1.1　S7-200 SMART PLC概述

西門子S7-200 SMART PLC是在S7-200 PLC基礎上發展起來的全新自動化控制產品，該產品的以下特點，使其成為經濟型自動化市場的理想選擇。

（1）機型豐富，選擇更多

該產品可以提供不同類型，I/O點數豐富的CPU模塊。產品配置靈活，在滿足不同需要的同時，又可以最大限度地控制成本，是小型自動化系統的理想選擇。

（2）選件擴展，配置靈活

S7-200 SMART PLC新穎的信號板設計，在不額外占用控制柜空間的前提下，可實現通信端口、數字量通道、模擬量通道的擴展，其配置更加靈活。

（3）以太互動，便捷經濟

CPU模塊的本身集成了以太網接口，用1根以太網線，便可以實現程序的下載和監控，省去了購買專用編程電纜的費用，經濟便捷；同時，強大的以太網功能，可以實現與其他CPU模塊、觸摸屏和計算機的通信和組網。

（4）軟件友好，編程高效

STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件融入了新穎的帶狀菜單和移動式窗口設計，先進的程序結構和強大的向導功能，使編程效率更高。

（5）運動控制功能強大

S7-200 SMART PLC的CPU模塊本體最多集成3路高速脈沖輸出，支持PWM/PO輸出方式以及多種運動模式。配以方便易用的向導設置功能，快速實現設備調速和定位。

（6）完美整合，無縫集成

S7-200 SMART PLC、Smart Line系列觸摸屏和SINAMICS V20變頻器完美結合，可以滿足用戶人機互動、控制和驅動的全方位需要。

1.1.2　S7-200 SMART PLC硬件系統組成

S7-200 SMART PLC控制系統硬件由CPU模塊、數字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、熱電偶與熱電阻模塊和相關設備組成。CPU模塊、擴展模塊及信號板，如圖1-1所示。

（1）CPU模塊

CPU模塊又稱基本模塊和主機，它由CPU單元、存儲器單元、輸入輸出接口單元以及電源組成。CPU模塊（這里說的CPU模塊指的是S7-200 SMART PLC基本模塊的型號，絕不是中央微處理器CPU的型號。）是一個完整的控制系統，它可以單獨地完成一定的控制任務，主要功能是采集輸入信號，執行程序，發出輸出信號和驅動外部負載。CPU模塊有經濟型和標準型兩種。經濟型CPU模塊有兩種，分別為CPU CR40和CPU CR60，經濟型CPU價格便宜，但不具有擴展能力；標準型CPU模塊有8種，分別為CPU SR20、CPU ST20、CPU SR30、CPU ST30、CPU SR40、CPU ST40、CPU SR60和CPU ST60，具有擴展能力。

CPU模塊具體技術參數，如表1-1所示。

（2）數字量擴展模塊

當CPU模塊數字量I/O點數不能滿足控制系統的需要時，用戶可根據實際的需要對數字量I/O點數進行擴展。數字量擴展模塊不能單獨使用，需要通過自帶的連接器插在CPU模塊上。數字量擴展模塊通常有3類，分別為數字量輸入模塊、數字量輸出模塊和數字量輸入/輸出混合模塊。數字量輸入模塊有1個，型號為EM DI08，8點輸入。數字量輸出模塊有2個，型號有EM DR08和EM DT08，EM DR08模塊為8點繼電器輸出型，每點額定電流2A；EM DT08模塊為8點晶體管輸出型，每點額定電流0.75A。數字量輸入/輸出模塊有4個，型號有EM DR16、EM DT16、EM DR32和EM DT32，EM DR16/DT16模塊為8點輸入/8點輸出，繼電器/晶體管輸出型，每點額定電流2A/0.75A；EM DR32/DT32模塊為16點輸入/16點輸出，繼電器/晶體管輸出型，每點額定電流2A/0.75A。

（3）信號板

S7-200 SMART PLC有3種信號板，分別為模擬量輸出信號板、數字量輸入/輸出信號板和RS485/RS232信號板。

模擬量輸出信號板型號為SB AQ01，1點模擬量輸出，輸出量程為-10～10V或0～20mA，對應數字量值為-27648～27648或0～27648。

數字量輸入/輸出信號板型號為SB DT04，為2點輸入/2點輸出晶體管輸出型，輸出端子每點最大額定電流為0.5A。

RS485/RS232信號板型號為SB CM01，可以組態RS-485或R-S232通信接口。

（4）模擬量擴展模塊

模擬量擴展模塊為主機提供了模擬量輸入/輸出功能，適用于復雜控制場合。它通過自帶連接器與主機相連，并且可以直接連接變送器和執行器。模擬量擴展模塊通常可以分為3類，分別為模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和模擬量輸入/輸出混合模塊。

4路模擬量輸入模塊型號為EM AE04，量程有4種，分別為-10～10V、-5～5V、-2.5～2.5V和0～20mA，其中電壓型的分辨率為11位+符號位，滿量程輸入對應的數字量范圍為-27648～27648，輸入阻抗≥9MΩ；電流型的分辨率為11位，滿量程輸入對應的數字量范圍為0～27648，輸入阻抗為250Ω。

2路模擬量輸出模塊型號為EM AQ02，量程有2種，分別為-10～10V和0～20mA，其中電壓型的分辨率為10位+符號位，滿量程輸入對應的數字量范圍為-27648～27648；電流型的分辨率為10位，滿量程輸入對應的數字量范圍為0～27648。

4路模擬量輸入/2路模擬量輸出模塊型號為EM AM06，實際上就是模擬量輸入模塊EM AE04與模擬量輸出模塊EM AQ02的疊加，故不再贅述。

（5）熱電阻與熱電偶模塊

熱電阻或熱電偶擴展模塊是模擬量模塊的特殊形式，可直接連接熱電偶和熱電阻測量溫度。熱電阻或熱電偶擴展模塊可以支持多種熱電阻和熱電偶。熱電阻擴展模塊型號為EM AR02，溫度測量分辨率為0.1℃/0.1℉，電阻測量精度為15位+符號位；熱電偶擴展模塊型號為EM AT04，溫度測量分辨率和電阻測量精度與熱電阻相同。

（6）相關設備

相關設備是為了充分和方便地利用系統硬件和軟件資源而開發和使用的一些設備，主要有編程設備、人機操作界面等。

①編程設備主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進行監控和故障檢測。S7-200 SMART PLC的編程軟件為STEP 7-Micro/WIN SMART。

②人機操作界面主要指專用操作員界面。常見的如觸摸面板、文本顯示器等，用戶可以通過該設備輕松地完成各種調整和控制任務。