第2章 西門子PLC硬件系統(tǒng)

2.1 西門子PLC的主機

西門子公司為了滿足用戶的不同要求，推出了多種PLC產品，每種PLC產品可構成的控制系統(tǒng)的硬件結構有所不同，這里主要以西門子常見的S7系列PLC（包括S7-200系列、S7-200 SMART系列、S7-300系列和S7-400系列）為例進行介紹。

西門子PLC的硬件系統(tǒng)主要包括PLC主機（CPU模塊）、電源模塊（PS）、信號模塊（SM）、通信模塊（CP）、功能模塊（FM）、接口模塊（IM）等部分，如圖2-1所示。

PLC主機是構成西門子PLC硬件系統(tǒng)的核心單元，由于其包括了負責執(zhí)行程序和存儲數據的微處理器，所以也稱為CPU（中央處理器）模塊。

西門子各系列PLC主機的類型和功能各不相同，且每一系列的主機又都包含多種類型的中央處理器（CPU），以適應不同的應用要求。

2.1.1 S7-200 SMART系列PLC的主機（CPU模塊）

S7-200 SMART 是一款性價比高的小型PLC產品。該系列PLC具有結構緊湊、組態(tài)靈活、功能強大的指令集等特點和優(yōu)勢，可實現小型自動化應用控制。

S7-200 SMART系列PLC的主機（CPU模塊）將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個結構緊湊的外殼中形成功能強大的 Micro PLC。下載用戶程序后，CPU將包含監(jiān)控應用中的輸入和輸出設備所需的邏輯。

S7-200 SMART系列PLC的主機包括標準型和經濟型兩種。其中，標準型作為可擴展CPU 模塊，可滿足對I/O 規(guī)模有較大需求、邏輯控制較為復雜的應用；經濟型CPU模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。

標準型CPU主機型號主要有CPU SR20/SR30/SR40/SR60、CPU ST20/ST30/ST40/ST60，經濟型CPU主機型號主要有CPU CR40/CR60，如圖2-2所示。

西門S7-200 SMART系列PLC中，不同型號的CPU具有不同的規(guī)格參數，如表2-1所列。

2.1.2 S7-200系列PLC的主機（CPU模塊）

西門子S7-200系列PLC的主機將CPU、基本輸入/輸出和電源等集成封裝在一個獨立、緊湊的設備中，從而構成了一個完整的微型PLC系統(tǒng)。因此，該系列的PLC主機可以單獨構成一個獨立的控制系統(tǒng)，并實現相應的控制功能。

西門子S7-200系列PLC主機的CPU包括多種型號，主要有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP/CPUXPsi和CPU226等，如圖2-3所示。

西門子S7-200系列PLC中，不同型號的CPU具有不同的規(guī)格參數，如表2-2所列。

2.1.3 S7-300系列PLC的主機（CPU模塊）

西門子S7-300系列PLC采用模塊式結構，有多種不同型號的中央處理器（CPU）模塊，不同型號的CPU模塊有不同的性能，如有些模塊集成了數字量和模擬量的I/O端子，有些則集成了現場總線通信接口（PROFIBUS）。

西門子S7-300系列PLC常見CPU型號主要有CPU313、CPU314、CPU315/CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU312IFM、CPU312C、CPU313C和CPU315F等，如圖2-4所示。

西門子S7-300系列PLC中，不同型號的CPU具有不同的規(guī)格及應用特點，如表2-3所列。

2.1.4 S7-400系列PLC的主機（CPU模塊）

西門子S7-400系列PLC采用大模塊結構，一般適用于對可靠性要求極高的大型復雜的控制系統(tǒng)。

西門子S7-400系列PLC常見的CPU型號主要有CPU412-1、CPU413-1/413-2、CPU414-1/414-2DP和CPU416-1等，如圖2-5所示。

西門子S7-400系列PLC中，不同型號的CPU具有不同的規(guī)格參數，如表2-4所列。