2.3　S7-1500 PLC信號(hào)模塊

S7-1500 PLC的信號(hào)模塊SM是CPU模塊與控制設(shè)備之間的接口。外部信號(hào)通過(guò)信號(hào)模塊傳送到CPU模塊進(jìn)行計(jì)算和邏輯處理后，邏輯結(jié)果和控制命令通過(guò)信號(hào)模塊輸出到控制設(shè)備，從而達(dá)到控制設(shè)備的目的。外部信號(hào)主要分為數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)，因此信號(hào)模塊也分為數(shù)字量輸入DI/輸出DQ模塊和模擬量輸入AI/輸出AQ模塊。

S7-1500 PLC信號(hào)模塊的寬度尺寸有35mm和25mm兩種，通過(guò)前連接器連接。前連接器如圖2.44所示。圖2.45為內(nèi)部電位橋的連接，+24V直流電壓經(jīng)過(guò)電位橋傳導(dǎo)送到下一個(gè)模塊。

2.3.1　數(shù)字量輸入模塊

1. 型號(hào)名稱

S7-1500 PLC數(shù)字量輸入模塊的型號(hào)以SM521開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；2表示數(shù)字量；1表示輸入類型。S7-1500 PLC常用的數(shù)字量輸入模塊如圖2.46所示：DI表示數(shù)字量輸入；16（32）表示輸入通道數(shù)；24VDC表示輸入額定直流電壓；BA表示基本型，基本型不需參數(shù)化，沒(méi)有診斷功能（HF表示高性能）。常用數(shù)字量輸入模塊的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.17。

2. 接線

數(shù)字量輸入模塊的接線基本相似，下面以DI 16×24VDC HF模塊為例進(jìn)行介紹，其接線圖如圖2.47所示，按每組8個(gè)進(jìn)行電氣隔離。

【實(shí)例2.5】數(shù)字量輸入模塊與光電開(kāi)關(guān)的接線。

圖2.48是3線制PNP型光電開(kāi)關(guān)與數(shù)字量輸入模塊接線圖。光電開(kāi)關(guān)引出三根線：棕色線接電源24V正極；藍(lán)色線接電源負(fù)極；黑色線為控制信號(hào)線，連接輸入端子10（I1.0）。

2.3.2　數(shù)字量輸出模塊

1. 型號(hào)名稱

S7-1500 PLC數(shù)字量輸出模塊的型號(hào)以SM522開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；第一個(gè)2表示數(shù)字量；第二個(gè)2表示輸出類型。S7-1500 PLC常用的數(shù)字量輸出模塊如圖2.49所示：DQ表示數(shù)字量輸出；8（16、32）表示輸出通道數(shù)；24VDC/0.5A表示輸出額定電壓為直流24V，每個(gè)通道的額定電流為0.5A，輸出類型為晶體管輸出；230VAC/2A表示輸出額定電壓為交流230V，額定電流為2A，輸出類型為繼電器輸出；ST表示標(biāo)準(zhǔn)型。常用數(shù)字量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.18。

2. 接線

（1）晶體管輸出類型的接線

晶體管輸出類型的數(shù)字量輸出模塊的接線基本相似，下面以DQ 16×24VDC/0.5A ST模塊為例進(jìn)行介紹，其接線圖如圖2.50所示，按每組8個(gè)進(jìn)行電氣隔離。

（2）繼電器輸出類型的接線

繼電器輸出類型的數(shù)字量輸出模塊的接線基本相似，下面以DQ 8×230VAC/5A ST模塊為例進(jìn)行介紹，其接線圖如圖2.51所示，8個(gè)數(shù)字量繼電器輸出，每個(gè)輸出都是電氣隔離的。

2.3.3　數(shù)字量輸入/輸出混合模塊

1. 型號(hào)名稱

S7-1500 PlC數(shù)字量輸入/輸岀混合模塊的型號(hào)以SM523開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；2表示數(shù)字量；3表示數(shù)字量輸入/輸出混合型，目前常用的型號(hào)為DI 16/DQ16×24VDC，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.19。

（1）16路數(shù)字量輸入，以16個(gè)為一組進(jìn)行電氣隔離，額定輸入電壓為24VDC，適用于開(kāi)關(guān)和2/3/4線制接近開(kāi)關(guān)。

（2）16個(gè)數(shù)字量輸出，按每組8個(gè)進(jìn)行電氣隔離，額定輸出電壓為24VDC，每個(gè)通道的額定輸出電流為0.5A。

2. 接線

數(shù)字量輸入/輸出混合模塊的接線圖如圖2.52所示。

2.3.4　模擬量輸入模塊

由模擬量輸入模塊輸入的模擬信號(hào)需轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后才可傳送到CPU模塊進(jìn)行計(jì)算和處理。例如，測(cè)量溫度信號(hào)為0°～100°，溫度的變化對(duì)應(yīng)輸出為0～10V的電壓信號(hào)，通過(guò)A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器按線性比例關(guān)系轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)為0～27648，即可傳送到CPU模塊進(jìn)行計(jì)算和處理，也可以發(fā)送到人機(jī)界面用于溫度顯示。S7-1500 PLC標(biāo)準(zhǔn)型模擬量輸入模塊為多功能測(cè)量模塊，具有多種測(cè)量類型，每個(gè)通道的測(cè)量類型和范圍都可以選擇。

1. 型號(hào)名稱

S7-1500 PLC模擬量輸入模塊的型號(hào)以SM531開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；3表示模擬量；1表示輸入類型。S7-1500 PLC常用的模擬量輸入模塊（AI）如圖2.53所示：AI表示模擬量輸入；4表示通道數(shù)；U/I/RTD/TC表示測(cè)量類型為電壓/電流/熱電阻/熱電偶。模擬量輸入模塊的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.20。

2. 接線

模擬量輸入模塊的接線基本相似，下面以AI 8×U/I/RTD/TC ST模塊為例進(jìn)行介紹。

（1）測(cè)量電壓時(shí)的接線

模擬量輸入模塊AI 8×U/I/RTD/TC ST測(cè)量電壓時(shí)的接線圖如圖2.54所示。電壓類傳感器與每個(gè)通道4個(gè)端子中的第3個(gè)和第4個(gè)端子連接，其他通道接線類似。模擬量輸入模塊需要配接24V直流電壓，用前連接器供電，如圖2.55所示。

（2）使用4線制變送器測(cè)量電流時(shí)的接線

模擬量輸入模塊AI 8×U/I/RTD/TC ST的4線制變送器的電流測(cè)量接線圖如圖2.56所示。一個(gè)4線制變送器有2根線連接24V供電，2根輸出信號(hào)線連接模擬量輸入通道中第2個(gè)和第4個(gè)端子上，其他通道的接線類似。

（3）使用2線制變送器測(cè)量電流時(shí)接線

模擬量輸入模塊AI 8XU/I/RTD/TC ST的2線制變送器的電流測(cè)量接線圖如圖2.57所示。

（4）電阻傳感器或熱電阻的2線制、3線制、4線制接線

電阻傳感器或熱電阻的2線制、3線制、4線制接線圖如圖2.58所示。每個(gè)傳感器的接線都需要占用2個(gè)通道，使用1、3、5、7通道的第3個(gè)和第4個(gè)端子向傳感器提供恒流源信號(hào)IC+和IC-，在熱電阻上產(chǎn)生電壓信號(hào)，使用相應(yīng)通道0、2、4、6通道的第3個(gè)和第4個(gè)端子作為測(cè)量端。

（5）使用每個(gè)通道中的第3個(gè)、第4個(gè)端子進(jìn)行熱電偶的接線，如圖2.59所示。

2.3.5　模擬量輸出模塊

模擬量輸出模塊可將數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)輸出。模擬量輸出模板只有電壓和電流兩種信號(hào)。目前模擬量輸出模塊都是16位高分辨率模塊，精度非常高，由CPU處理后的數(shù)字量信號(hào)傳送到模擬量輸出模塊內(nèi)部后，經(jīng)過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量信號(hào)0～27648按線性比例關(guān)系轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)0～10V并輸出，用于控制相關(guān)設(shè)備。

1. 型號(hào)名稱

S7-1500 PLC模擬量輸出模塊的型號(hào)以SM532開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；3表示模擬量；2表示輸出類型。S7-1500 PLC常用的模擬量輸出模塊（AQ）如圖2.60所示：AQ表示模擬量輸出；4表示通道數(shù)；U/I表示輸出類型為電壓/電流。模擬量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.21。

2. 接線

模擬量輸出模塊的接線基本都相似，下面以AQ 4×U/I ST模塊為例進(jìn)行介紹。

（1）電壓輸出接線

模擬量輸出模塊電壓輸出接線圖如圖2.61所示，包含2線制和4線制，兩種線制的電壓類負(fù)載接線均占用1個(gè)通道，通道中的端子1、2短接，端子3、4短接后，分別接到負(fù)載上。

（2）電流輸出接線

模擬量輸出模塊電流輸出接線圖如圖2.62所示，使用通道中4個(gè)端子中的第1個(gè)和第4個(gè)端子連接負(fù)載。

2.3.6　模擬量輸入/輸出混合模塊

S7-1500 PLC模擬量輸入/輸出混合模塊的型號(hào)以SM534開(kāi)頭：5表示S7-1500系列；3表示模擬量；4表示模擬量輸入/輸出類型。例如，AI 4×U/I/RTD/TC/AQ 2×U/I ST模塊，有4個(gè)模擬量輸入、2個(gè)模擬量輸出。模擬量輸入/輸出混合模塊的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.22。