1.2 S7-200 SMART PLC的CPU模块外部
结构及外部接线
CPU模块的外部结构
S7-200 SMART PLC的CPU模块的外部结构如图1-2所示，其CPU单元、存储器单元、输入输出单元及电源集中封装在同一塑料机壳内。当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与主机连接。
图1-2 S7-200 SMART PLC的CPU模块的外部结构
① 输入端子：是外部输入信号与PLC连接的接线端子，在顶部端盖下面。此外，顶部端盖下面还有输入公共端子和PLC工作电源接线端子。
② 输出端子：输出端子是外部负载与PLC连接的接线端子，在底部端盖下面。此外，底部端盖下面还有输出公共端子和24V直流电源端子，24V直流电源为传感器和光电开关等提供能量。
③ 输入状态指示灯（LED）：输入状态指示灯用于显示是否有输入控制信号接入PLC。当指示灯亮时，表示有控制信号接入PLC；当指示灯不亮时，表示没有控制信号接入PLC。
④ 输出状态指示灯（LED）：输出状态指示灯用于显示是否有输出信号驱动外部设备。当指示灯亮时，表示有输出信号驱动外部设备；当指示灯不亮时，表示没有输出信号驱动外部设备。
⑤ 运行状态指示灯：运行状态指示灯有RUN、STOP、ERROR三个，其中RUN、STOP指示灯用于显示当前工作方式。当RUN指示灯亮时，表示运行状态；当STOP指示灯亮时，表示停止状态；当ERROR指示灯亮时，表示系统故障，PLC停止工作。
⑥ 存储卡插口：该插口插入Micro SD卡，可以下载程序和PLC固件版本更新。
⑦ 扩展模块接口：用于连接扩展模块，采用插针式连接，使模块连接更加紧密。
⑧ 选择器件：可以选择信号板或通信板，实现精确化配置的同时，又可以节省控制柜的安装空间。
⑨ RS-485通信接口：可以实现PLC与计算机之间、PLC与PLC之间、PLC与其他设备之间的通信。
⑩ 以太网接口：用于程序下载和设备组态。程序下载时，只需要1条以太网线即可，无须购买专用的程序下载线。
CPU模块的外部接线
S7-200 SMART PLC的CPU模块虽然较多，但接线方式相似，因此本书以CPU SR30/ST30为例，对S7-200 SMART PLC的CPU模块外部接线进行讲解。
（1）CPU SR30的接线
CPU SR30的接线如图1-3所示。在图1-3中L1、N端子接交流电源，电压允许范围为85～264V。L+、M为PLC向外输出24V/最大300mA直流电源，L+为电源正，M为电源负，该电源可作为输入端电源使用，也可作为传感器供电电源。
图1-3 CPU SR30的接线
① 输入端子：CPU SR30共有18点输入，端子编号采用8进制。输入端子I0.0～I2.1，公共端为1M。
② 输出端子：CPU SR30共有12点输出，端子编号也采用8进制。输出端子共分3组，Q0.0～Q0.3为第一组，公共端为1L；Q0.4～Q0.7为第二组，公共端为2L；Q1.0～Q1.3为第三组，公共端为3L。根据负载性质的不同，输出回路电源支持交流和直流。
（2）CPU ST30接线
CPU ST30的接线如图1-4所示。在图1-4中，电源为24V DC，输入点接线与CPU SR30相同。不同点在于输出点的接线，输出端子共分2组，Q0.0～Q0.7为第一组，公共端为2L+、2M；Q1.0～Q1.3为第二组，公共端为3L+、3M。根据负载性质的不同，输出回路电源只支持直流电源。
图1-4 CPU ST30的接线
编者心语
1．CPU SR××模块输出回路电源既支持直流型又支持交流型，有时候交流电源用多了，以为CPU SR××模块输出回路电源不支持直流型，这是误区，需读者注意。
2．CPU ST××模块输出为晶体管型，输出端能发射出高频脉冲，常用于含有伺服电机和步进电机的运动量场合，这点CPU SR××模块不具备。
3．运动量场合，CPU ST××模块不能直接驱动伺服电机或步进电机，需配驱动器。伺服电机需配伺服电机驱动器，步进电机需配步进电机驱动器。驱动器的厂商很多，例如西门子、三菱、松下和和利时等，读者可根据需要，进行查找。
（3）CPU模块与外围器件的接线
外围器件包括输入器件和输出器件。输入器件可分为触点型和电子型，触点型的输入器件如开关、按钮、行程开关和液位开关等，这类器件多为二线制；电子型输入器件如接近开关、光电开关、电感式传感器、电容式传感器和电磁流量计等，这类器件多为三线制。输出器件如接触器、继电器和电磁阀等。
① 输入器件与CPU模块的连接 输入器件如果是二线制，它的一端连接CPU模块的输入点，另一端经熔断器连接到输入回路电源的正极；输入器件如果是三线制，两根电源线正常供电，信号线连接到CPU模块的输入点上，如图1-5所示。
图1-5 CPU模块与外围器件的接线
② 输出器件与CPU模块的连接 输出器件的一端连接到CPU模块的输出点上，另一端连接到输出回路电源的负极，如图1-5所示。
S7-200 SMART PLC电源需求与计算
（1）电源需求与计算概述
S7-200 SMART PLC的CPU模块有内部电源，为CPU模块、扩展模块和信号板的正常工作供电。
当有扩展模块时，CPU模块通过总线为扩展模块提供5V DC电源，因此要求所有的扩展模块消耗的5V DC不得超出CPU模块本身的供电能力。
每个CPU模块都有1个24V DC电源（L+、M），它可以为本机和扩展模块的输入点和输出回路继电器线圈提供24V DC电源，因此要求所有输入点和输出回路继电器线圈耗电不得超出CPU模块本身24V DC电源的供电能力。
基于以上两点考虑，在PLC控制系统的设计中，有必要对S7-200 SMART PLC 电源需求进行计算。计算的理论依据是：CPU供电能力表格和扩展模块的耗电表格。以上两个表格如表1-2、表1-3所示。
表1-2 CPU供电能力
表1-3 扩展模块的耗电情况
（2）电源需求与计算举例
某系统有1台CPU SR20模块，2块数字量输出模块EM DR08，3块数字量输入模块EM DE08，1块模拟量输入模块EM AE04，试计算电流消耗，看是否能用传感器电源24V DC供电。
解析：计算过程如表1-4所示。
表1-4 某系统扩展模块耗电计算
经计算（具体见表1-4），5V DC电流差额=105mA>0mA，24V DC电流差额=-12mA <0mA，5V CPU模块提供的电量够用，24V CPU模块提供的电量不足，因此这种情况下24V供电需外接直流电源，实际工程中干脆由外接24V直流电源供电，就不用CPU模块上的传感器电源（24V DC）了，以免出现扩展模块不能正常工作的情况。