工业机器人自动化单元设计与应用开发
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2.1 S7-1215C PLC的结构

S7-1215C PLC的外部结构由壳体、保护盖板和各种端口构成,如图2-1所示,端口被盖板所保护,故在正面无法直接观察到。

图2-1 S7-1215C PLC俯视图

去掉保护盖板后,PLC的各种端口都可以直接观察到,如图2-2所示。

图2-2 拆掉保护盖板的S7-1215C PLC俯视图

X10端口集成了1路DC 24V电源输入接口、公共地接口、1路DC 24V电源输出接口和14路DC 24V信号输入接口。电源输入接口用于给PLC供电;电源输出接口用于给传感器供电,但在实践中一般闲置不用,以防止对PLC供电系统产生负面影响;信号输入接口用于连接按键、传感器等外部控制信号。

X11端口集成了2路10位分辨率的模拟输出接口和2路10位分辨率的模拟输入接口。模拟输出接口可以输出0~20mA的电流信号,模拟输入接口则可以输入DC 0~10V的电压信号。模拟输出接口用于驱动外部设备,如G120变频器等;而模拟输入接口则用于采集外部的模拟信号。若需要将模拟输出接口的电流信号转换为电压信号,可以在该接口上并联一个标准电阻即可;标准电阻的功率可以选择1/8W或者1/4W,其阻值大小则需要根据电压信号的范围来确定,可以采用R=U/I来进行计算。

X12端口集成了10路DC 24V信号输出接口,用于驱动中间继电器、控制步进电动机等。

X1端口集成了2路PROFINET接口,可使用TCP/IP和ISO-on-TCP;支持S7通信,可用作服务器和客户机;RJ45接口有自协商和自动交叉线功能。

X50端口集成了1路外部存储卡接口,用于用户程序存储或备份。

PLC电路一般由三部分构成——电源模块、CPU模块和I/O模块,这三个模块通过内部端子相连接,如图2-3所示。

图2-3 PLC电路结构图

S7-1215C PLC的内部结构如图2-4所示,从上到下依次是CPU模块、I/O模块和电源模块,三个模块之间通过双排排针连接。

图2-4 S7-1215C PLC的内部结构

电源模块——将输入的电源转换为系统所需的各种电源,如DC 24V、DC 5V、DC 3.3V和DC 1.8V等,以供系统各部分电路正常工作之用,如图2-5所示。

图2-5 S7-1215C PLC的电源模块

CPU模块——采集I/O模块的输入信号、存储并分析用户程序、控制系统工作流程、驱动I/O模块的输出信号,如图2-6所示。

图2-6 S7-1215C PLC的CPU模块

I/O模块——是PLC与外部设备进行通信的接口,将外部数字、模拟信号进行隔离输入,并将处理结果进行隔离输出,防止外部电平的波动对PLC的CPU模块产生危害,如图2-7所示。

图2-7 S7-1215C PLC的I/O模块