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西门子S7-1200信号板与信号模块

西门子S7-1200的CPU可以根据系统的需要进行扩展。各种CPU的正面都可以增加一块信号板，以扩展数字量和模拟量I/O。信号模块连接到CPU的右侧，以扩展其数字量和模拟量I/O的点数。CPU1212C只能连接2个信号模块，CPU 1214C可以连接8个信号模块。所有的S7-1200 CPU都可以在CPU的左侧安装*多3个通信模块。

  S7-1200所有的模块都具有内置的安装夹，能方便地安装在一个标准的35mm DIN 导轨上。S7-1200的硬件可以竖直安装或水平安装。

  所有的S7-1200硬件都配备了可拆卸的端子板，不用重新接线，就能迅速地更换组件。① 信号板 信号板可以用于只需要少量附加1/O的情况。所有的S7-1200 CPU模块都可以安装1块信号板，并且不会增加安装的空间。在某些情况下使用信号板，可以提高控制系统的性能价格比。只需要添加1块信号板，就可以根据需要增加CPU的数字量和模拟量I/O点。

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  安装时将信号板直接插入S7-1200 CPU正面的槽内。信号板有可拆卸的端子，因此可以很容易地更换信号板。信号板有8种。

  a.SB1223数字量输入/输出信号板如图2-113所示。它的两点DC24V输入有上升沿、下降沿中断和脉冲捕获功能。输入参数与CPU集成的输入点基本上相同。用作高速计数器的时钟输入时，*高输入频率为30kHz。

  两个DC24V MOSFET输出点的*大输出电流为0.5A，*大白炽灯负载为DC5W，可以输出*高 20kHz的脉冲列。

  b.SB1232模拟量输出信号板如图2-114所示。其分辨率为12位的-10～ 10V电压，负载阻抗≥1000Ω;或输出分辨率为11位的0～20mA电流信号，负载阻抗≤600Q，不需要附加的放大器。25℃满量程的*大误差为±0.5%，0～55℃满量程的*大误差为±1.0%。有超上限/超下限、电压模式对地短路和电流模式断线的故障诊断功能。

  S7-1200后来又增加了3种高速数字量输入和3种高速数字量输出信号板，工作频率为200kHz。

  ②数字量I/O模块数字量输入/输出(DI/DO)模块和模拟量输入/输出(AI/AO)模块统称为信号模块，可以选用8点、16点和32点的数字量输入/输出模块(见表2-57)。

  ③PLC对模拟量的处理 在工业控制中，某些输入量(例如压力、温度、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构(例如电动调节阀和变频器等)要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电流或电压，例如4～20mA、1～5V、0～10V、PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。

  模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟量电压或电流，再去控制执行机构。模拟量1/O模块的主要任务就是实现A/D转换(模拟量输入)和D/A转换(模拟量输出)。

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  A/D转换器和D/A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。模拟量输入/输出模块的另一个重要指标是转换时间。

  ④模拟量模块 S7-1200有3种模拟量模块，此外还有计划中的热电阻/热电偶模块。a.4通道模拟量输入模块SM1231AI4×13bit。该模块的模拟量输入可选±10V、±5V、±2.5V，或0～20mA电流。分辨率为12位加上符号位，电压输入的输入电阻≥9MQ，电流输入的输入电阻为250Ω。模块有中断和诊断功能，可监视电源电压和断线故障。所有通道的*大循环时间为625μs。额定范围的点压转换后对应的数字为-27648～27648。25℃或55℃满量程的*大误差为±0.1%或±0.2%。

  可按弱、中、强3个级别对模拟量信号做平滑(滤波)处理，也可以选择不做平滑处理。模拟量模块的电源电压均为DC24V。

  安装其硬件升级包后，可以使用8通道模拟量输入模块SM1231A18×13bit，其通道参数与4通道模拟量输入模块SM1231AI4×13bit相同。

  b.2通道模拟量输出模块SM1232AQ2×14bit。该模块的输出电压为-10～ 10V时，分辨率为14位，*小负载阻抗1000Ω。输出电流为0～20mA时，分辨率为13位，*大负载阻抗600Ω。有中断和诊断功能，可监视电源电压、短路和断线故障。数字-27648～27648被转换为一10～ 10V的电压，数字0～27648被转换为0～20mA的电流。

  电压输出负载为电阻时转换时间为300μs，负载为1μF电容时转换时间为750μs。电流输出负载为1mH电感时转换时间为600μs，负载为10mH电感时转换时间为2ms。安装其硬件升级包后，可以使用4通道模拟量输出模块SM1232AQ4×14bit，其通道参数与2通道模拟量输出模块SM1232AQ2×14bit相同。

  c.4通道模拟量输入/2通道模拟量输出模块SM1234。模块SM1234的模拟量输入和模拟量输出通道的性能指标分别与SM1231AI4×13bit和SM1232AQ2×14bit相同，相当于这两种模块的结合。