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更新时间：2020-04-28
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西门子笔尝颁的SM322数字量输出模块
（1）DO模板的功能
3．输入/输出单元
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。
PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。
常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有叁种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口，其基本原理电路如图3所示。
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，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。
（2）DO模板的类型
按负载回路使用的电源不同分为：
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分为：
晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。
（3）DI模板的特点
晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；
晶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。
S7-300 CPU模板的运行方式选择和状态指示
（1）颁笔鲍模板的运行方式选择
RUN-P：可编程运行方式。 RUN：运行方式。
STOP：停止方式。 MRES：清除存储器，不能保持。
（2）颁笔鲍的尝贰顿状态及故障指示灯
SF（红色）：系统出错/故障指示灯。
BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。
DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。 FRCE（黄色）：强制有效指示灯。
RUN（绿色）：运行状态指示灯。 STOP（黄色）：停止状态指示灯。
（3）CPU315-2DP CPU的另外两个状态及故障指示灯
BUS DF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
SF DP(红色)：DP接口错误指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
时钟和电池模块
√ 实时时钟和日历
（对于 221/222 CN CPU）
√ 一般可备份 200 天
电池模块
√ 内部数据备份（数据块）
√ 一般可备份 200 天
内存模块（存储卡模块）
√ 程序传送和备份
√ 数据记录文件，配方
文件和通用文件存储
可选配件：
存储卡模块
实时时钟模块
电池模块
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
1．中央处理单元（CPU）
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有叁类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。
在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：
1） 接收从编程器输入的用户程序和数据。
2） 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
3） 通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
4） 从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。
5） 根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
2．存储器
存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。
用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP、CPU 224XPsi 与 CPU 226 相同技术参数 | |
特点 | CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226 |
32 位浮点计算，符合 IEEE 标准 | √ |
可*组态的全集成 PID 控制器 | √，多可集成 8 个单独的 PID 控制器 |
位处理速度 | 0.22 μs |
时间控制中断 | 2（循环时间为 1 到 255 ms 之间，分辨率为 1 ms） |
硬件中断（输入处进行边沿检测） | 多 4 个输入 |
标志、定时器、计数器 | 每个 256 |
高速计数器 | 4–6（取决于 CPU），多 30 kHz，CPU 224 XP 为 200 kHz |
脉冲输出（脉宽或调频） | 2 个输出，每个为 20 kHz（对于 DC），CPU 224 XP 为 100 kHz |
程序和数据存储器 | 掉电保护（非易失） |
掉电时动态数据的储存 | 掉电保护：内部高性能电容和/或附加电池模块保证了非易失性：使用 STEP 7-Micro/WIN、TD200C 或用户程序向集成的 EEPROM 装载数据 |
使用电池模块对动态数据的掉电保护 | 一般 200 天 |
集成通信接口 | √，RS 485 接口支持下列工 作模式：PPI 主站或从站/MPI 从站/自由口（自由组态的 ASCII 协议） |
波特率 | 187.5 kbaud (PPI/MPI) 或 115.2 kbaud（自由口） |
编程软件 | STEP 7-Micro/WIN 支持所有标准，如 STL、CSF 或 LAD |
可选的程序存储模块 | √，CPU 中编程，用于程序传输、数据记录、配方、文档记录 |
DC/DC/DC | √ |
电源电压 | 24 V DC |
数字量输入 | 24 V DC |
数字量输出 | 24 V DC， 0.75 A，并联，具有更高的切换能力 |
础颁/顿颁/继电器 | √ |
电源电压 | 85 – 264 V AC |
数字量输入 | 24 V DC |
数字量输出 | 5 – 30 V DC 或 5–250 V AC， 2 A（继电器）
|
西门子笔尝颁模块CPU222CN中央处理单元
笔尝颁的硬件组成
PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图1所示；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
