S7 PLC的模块特性及硬件组态

1、海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 1 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 2 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 学习情境学习情境3 3：PLCPLC的模块使用、接线及项目建立的模块使用、接线及项

2、目建立 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 3 知识目标：知识目标： 1、理解、理解S7-300/400PLC主要模块的特点、功能及技术参数。主要模块的特点、功能及技术参数。 2、学习、学习STEP7软件的基本功能。软件的基本功能。 能力目标：能力目标： 1、掌握、掌握S7-300/400PLC主要模块的使用方法及主要模块的使用方法及I/O模块外围电路模块外围电路 的接线方法。的接线方法。 2、熟练运用、熟练运用STEP7软件进行项目建立、硬件

3、组态、程序编写、软件进行项目建立、硬件组态、程序编写、 程序运行调试。程序运行调试。 学习情境学习情境3 3：PLCPLC的模块使用、接线及项目建立的模块使用、接线及项目建立 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 4 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 3.2 S7-400PLC的模块特性的模块特性 3.3 PLC系统的硬件组态系统的硬件组态 3.1 S7-300PLC的模块特性的模块特性 海龙分厂电气专业海龙分厂

4、电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 5 3.1 S7-300PLC3.1 S7-300PLC的模块特性的模块特性 3.1.1 S7-300 PLC的模块概述的模块概述 S7-300PLC主要组成部分有导轨主要组成部分有导轨(RACK)、电源模块、电源模块(PS)、 CPU模块、接口模块模块、接口模块(IM)、信号模块、信号模块(SM)、功能模块、功能模块(FM)等。等。 S7-300 PLC是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，是模块化的组合结构，根据应用对象的不同

5、， 可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在 同一机架同一机架(导轨导轨)或多个机架上。或多个机架上。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 6 图图3-1 通用型通用型S7-300PLC的外型结构的外型结构 除了电源模块、除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机架上最多只模块和接口模块外，一个机架上最多只 能再安装能再安装8个信号模块或功能模块。个信号模块或功能模块。 通用

6、型通用型S7-300PLC的外型结构如图的外型结构如图3-1所示。所示。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 7 导导 轨：轨：是安装是安装S7-300各类模块的机架，各类模块的机架，S7-300采用背采用背 板总线的方式将各模块从物理上和电气上连接起来。板总线的方式将各模块从物理上和电气上连接起来。 总线连接器：总线连接器：除除CPU模块外，每块信号模块都带有总线连接模块外，每块信号模块都带有总线连接 器，安装时先将总线连接器装在器，安装时先

7、将总线连接器装在CPU模块并固定在导轨上，然后模块并固定在导轨上，然后 依次将各模块装入。依次将各模块装入。 模块安装规范：模块安装规范：插槽插槽1为电源模块，插槽为电源模块，插槽2为为CPU模块，插槽模块，插槽 3为接口模块，用于连接扩展机架，为接口模块，用于连接扩展机架，S7-300最多可以扩展最多可以扩展32 个模个模 块，即使不使用接口模块，块，即使不使用接口模块，CPU中也给接口模块分配逻辑地址。中也给接口模块分配逻辑地址。 从插槽从插槽4开始可自由分配信号模块、功能模块，根据模块插入的位开始可自由分配信号模块、功能模块，根据模块插入的位 置不同具有确定的置不同具有确定的I/O地址。

8、地址。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 8 图图3-2 PS307标准电源模块的外形图标准电源模块的外形图 3.1.2 S7-300 PLC的模块特性的模块特性 3.1.2.1 1#槽槽 PS模块模块 PS307是是S7-300 PLC专配的专配的24V DC电源。电源。 PS307系列模块有系列模块有2A、5A、10A三种（见图三种（见图3-2）。）。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块

9、特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 9 3.1.2.2 2#槽槽 CPU模块模块 1. S7-300 CPU模块的基本参数模块的基本参数 S7-300 PLC的的CPU的型号分类：的型号分类： CPU312 IFM、CPU313、CPU313 -2DP、CPU314、CPU314 - 2DP、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318- 2DP等。等。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有现场总都具有现场总 线扩展功能。线扩展功能。 CPU的主要特性（见表

10、的主要特性（见表3-1）：）： 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 10 表表3-1 部分中央处理单元部分中央处理单元CPU的主要特性的主要特性 特特 性性CPU312 IFMCPU312 IFMCPU313CPU313CPU314CPU314 CPU315/CPU315/ CPU315-2DPCPU315-2DP 执执 行行 时时 间间 位操作位操作0.6 s0.6 s0.6 s0.6 s0.3 s0.3 s0.3 s0.3 s 字操作字操作

11、2 s2 s2 s2 s1 s1 s1 s1 s 定点加定点加3 s3 s3 s3 s2 s2 s2 s2 s 浮点加浮点加60 s60 s60 s60 s50 s50 s50 s50 s 最大数字最大数字 I/OI/O点数点数 14414412812851251210241024 最大模拟最大模拟 I/OI/O通道通道 323232326464128128 最大配置最大配置1 1个机架个机架1 1个机架个机架4 4个机架个机架4 4个机架个机架 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原

12、理及应用原理及应用 2021-7-11 11 2. S7-300 CPU模块的运行方式选择和状态指示模块的运行方式选择和状态指示 （1） CPU模块的运行方式选择模块的运行方式选择 S7-300系列的系列的CPU312 IFM/313/314/314 IFM/315/315- 2DP/316-2DP以及以及318-2DP模块的方式选择开关都一样，有以下模块的方式选择开关都一样，有以下 4种工作方式，通过可卸的专用钥匙来控制选择（见图种工作方式，通过可卸的专用钥匙来控制选择（见图3-3）。）。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态

13、SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 12 图图3-3 S7-300 PLC CPU模块面板布置示意图模块面板布置示意图 RUN-P：可编程运行方式。：可编程运行方式。 RUN：运行方式。：运行方式。 STOP：停止方式。：停止方式。 MRES：清除存储器，不能：清除存储器，不能 保持。保持。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 13 （2） CPU的的LED状态及故障指示灯状态及故障指示灯 SF

14、（红色）：系统出错（红色）：系统出错/故障指示灯。故障指示灯。CPU硬件或软件错误硬件或软件错误 时亮。时亮。 BATF（红色）：电池故障指示灯（只有（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和和314配配 备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。 DC5V（绿色）：（绿色）：5V电源指示灯。电源指示灯。CPU和及总线和及总线5V电源电源 正常时亮。正常时亮。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 14 FRC

15、E（黄色）：强制有效指示灯。至少有一个（黄色）：强制有效指示灯。至少有一个I/O被强被强 制状态时亮。制状态时亮。 RUN（绿色）：运行状态指示灯。（绿色）：运行状态指示灯。CPU处于处于“RUN”状态状态 时亮；时亮；LED在在“Startup”状态以状态以2Hz频率闪烁；在频率闪烁；在“HOLD”状状 态以态以0.5Hz频率闪烁。频率闪烁。 STOP（黄色）：停止状态指示灯。（黄色）：停止状态指示灯。CPU处于处于“STOP”或或 “HOLD”或或“Startup”状态时亮；在存储器复位时状态时亮；在存储器复位时LED以以 0.5Hz频率闪烁；在存储器置位时频率闪烁；在存储器置位时LED以

16、以2Hz频率闪烁。频率闪烁。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 15 （3）CPU315-2DP CPU的另外两个状态及故障指示灯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）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带 有有DP接口的接口的CPU）。出错时亮。）。出错时亮。 SF DP（红色）：（红色）：DP接口错误指示灯（只适用于带有接口错误指示灯（只适用于带有DP 接口的接口的CPU）。当）。当DP接口故

17、障时亮。接口故障时亮。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 16 在在S7-300PLC中接口模块主要有中接口模块主要有IM360、IM361及及IM365。 图图3-4 IM360（左）和（左）和IM361（右）的外形图（右）的外形图 1. IM360、IM361 IM360用于发送数据，用于发送数据，IM361用于接收数据，用于接收数据，IM360和和IM361 的最大距离为的最大距离为10m。（见图。（见图3-4）。）。 3.1.2.3

18、3#槽槽 IM模块模块 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 17 图图3-5 多机架多机架S7-300 PLC的连接的连接 IM360、IM361是用于多机架的接口模块（最多可扩展至是用于多机架的接口模块（最多可扩展至4层层 机架），（见图机架），（见图3-5）。）。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-

19、7-11 18 2. IM365 如果只扩展两个机架，可选用比较经济的如果只扩展两个机架，可选用比较经济的IM365接口模块对接口模块对 （不需要辅助电源，在扩展机架上不能使用（不需要辅助电源，在扩展机架上不能使用CP模块）模块） ，这一对，这一对 接口模块由接口模块由1m长的连接电缆相互固定连接（见图长的连接电缆相互固定连接（见图3-6）。）。 图图3-6 IM365的外形图的外形图 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 19 （3）DI模块框

20、图和端子连接图示例（见图模块框图和端子连接图示例（见图3-7） 1. SM321 数字量输入模块数字量输入模块 （1）DI模块的功能模块的功能 数字量输入模块数字量输入模块SM321将现场过程送来的数字信号电将现场过程送来的数字信号电 平转换成平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输内部信号电平。数字量输入模块有直流输 入方式和交流输入方式。入方式和交流输入方式。 （2）DI模块的类型模块的类型 直流直流16点输入、直流点输入、直流32点输入、交流点输入、交流16点输入、交流点输入、交流8 点输入模块。点输入模块。 3.1.2.4 4#11#槽槽 SM模块模块 海龙分厂电气专业

21、海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 20 图图3-7 DI模块框图和端子连接图示例模块框图和端子连接图示例 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 21 2. SM322 数字量输出模块数字量输出模块 （1）DO模块的功能模块的功能 数字量输出模块数字量输出模块SM322将将S7-300内部信号电平转换成过内部信号

22、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、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。小型电动机、灯和电动机启动器等。 （2）DO模块的类型模块的类型 按负载回路使用的电源不同分为：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。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：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。晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S

23、7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 22 （3）DO模块的特点模块的特点 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；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。继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。 从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安 全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。

24、全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 23 （4）DO模块框图和端子连接图示例（见图模块框图和端子连接图示例（见图3-8） 图图3-8 DO模块框图和端子连接图示例模块框图和端子连接图示例 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 24 SM32

25、3模块有两种类型，一种是带有模块有两种类型，一种是带有8个共地输入端和个共地输入端和8个共个共 地输出端，另一种是带有地输出端，另一种是带有16个共地输入端和个共地输入端和16个共地输出端，两个共地输出端，两 种特性相同。种特性相同。 I/O额定负载电压额定负载电压24 V DC，在额定输入电压下，输入延迟为，在额定输入电压下，输入延迟为 1.24.8 ms。输出具有电子短路保护功能。输出具有电子短路保护功能。 3. SM323 数字量数字量I/O模块模块 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400

26、PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 25 4. SM331 模拟量输入模块模拟量输入模块 （1）AI模块的类型模块的类型 模拟量输入模拟量输入(简称简称AI)模块模块SM331目前有三种规格型号，即目前有三种规格型号，即 8AIl2位模块、位模块、2AIl2位模块和位模块和8AIl6位模块。位模块。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 26 （2）AI模块的特点模块的特点 SM331主要由主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电

27、路、转换部件、模拟切换开关、补偿电路、 恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。 A/D转换部件的转换原理采用积分方法，被测模拟量的精转换部件的转换原理采用积分方法，被测模拟量的精 度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值 的精度越高。的精度越高。 SM331可选四档积分时间：可选四档积分时间：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和和 l00 ms，相对应的以位表示的精度为，相对应的以位表示的精度为8、12、12和和14。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模

28、块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 27 （3）AI模块框图和端子连接图示例（见图模块框图和端子连接图示例（见图3-9） 图图3-9 AI模块框图和端子连接图示例模块框图和端子连接图示例 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 28 5. 模拟量输出模块模拟量输出模块SM332 （1）AO模块的类型模块的类型 模拟量输出模拟量输出(简称模出简称模出(AO)模块模

29、块SM332目前有三种规格型目前有三种规格型 号，即号，即4AOl2位模块、位模块、2AO12位模块和位模块和4AOl6位模块，位模块， 分别为分别为4通道的通道的12位模拟量输出模块、位模拟量输出模块、2通道的通道的12位模拟量输位模拟量输 出模块、出模块、4通道的通道的16位模拟量输出模块。位模拟量输出模块。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 29 （2）AO模块的特点模块的特点 SM332与负载与负载/执行装置的连接：执行装置的连接：S

30、M332可以输出电压，可以输出电压， 也可以输出电流。也可以输出电流。 在输出电压时，可以采用在输出电压时，可以采用2线回路和线回路和4线回路两种方式与负线回路两种方式与负 载相连。载相连。 采用采用4线回路能获得比较高的输出精度（见图线回路能获得比较高的输出精度（见图3-10）。）。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 30 图图3-10 通过通过4线回路将负载与隔离的模出模块相连线回路将负载与隔离的模出模块相连 海龙分厂电气专业海龙分厂电气

31、专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 31 （3）AO模块框图和端子连接图示例（见图模块框图和端子连接图示例（见图3-11） 图图3-11 AO 412位模拟量输出模块的接线图位模拟量输出模块的接线图 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 32 模拟量模拟量I/O模块模块SM334有两种规格，一种是有有两种规格，一种是有4模入

32、模入/2模出模出 的模拟量模块，其输入、输出精度为的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有位，另一种也是有4模入模入 /2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。位。 SM334模块输入测量范围为模块输入测量范围为010 V或或020 mA，输出，输出 范围为范围为010 V或或020 mA（见图（见图3-12）。）。 6. SM334 模拟量模拟量I/O模块模块 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-

33、11 33 图图3-12 SM334 AI 4/AO 28/8Bit的模拟量输入的模拟量输入/输出模块的接线图输出模块的接线图 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 34 西门子西门子S7-300 PLC不仅可连接通用不仅可连接通用I/O模块，还可以根据某些模块，还可以根据某些 特定控制要求选配其他功能模块。特定控制要求选配其他功能模块。 例如，例如，FM 350-1，FM 350-2计数器模块，计数器模块，FM 351用于快速用于快速/慢慢 速

34、驱动的定位模块，速驱动的定位模块，FM 353用于步进电机的定位模块，用于步进电机的定位模块，FM 354用用 于侍服电机的定位模块，于侍服电机的定位模块，FM 357-2定位和连续通道控制模块，定位和连续通道控制模块，SM 338 超声波位置探测模块，超声波位置探测模块，SM 338 SSI 位置探测模块，位置探测模块，FM 352电电 子凸轮控制器，子凸轮控制器，FM 352-5高速布尔运算处理器，高速布尔运算处理器，FM 355 PID模块模块 以及以及FM 355-2温度温度PID控制模块等。控制模块等。 返回目录返回目录 3.1.2.5 S7-300PLC的其它功能模块的其它功能模块

35、 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 35 3.2 S7-400PLC 3.2 S7-400PLC的模块特性的模块特性 S7-400由机架由机架(RACK)、电源模块、电源模块(PS)、中央处理单元、中央处理单元(CPU)、 数字量输入数字量输入/输出输出(DI/DO)模块、模拟量输入榆出模块、模拟量输入榆出(AI/AO)模块、通信模块、通信 处理器处理器(CP)、功能模块、功能模块(FM)和接口模块和接口模块(IM)组成。组成。DI/DO模块

36、和模块和 AI/AO模块统称为信号模块模块统称为信号模块(SM)。 3.2.1 S7-400 PLC的模块概述的模块概述 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 36 3.2.2 S7-400 PLC的模块特性的模块特性 3.2.2.1 PS模块模块 1电源模块的特点电源模块的特点 电源模块通过背板总线向电源模块通过背板总线向S7-400提供提供DC 5V和和DC 24V电源；电源； 输出电流的额定值有输出电流的额定值有4A、10A和和20A； P

37、S 405的输入为直流电压，的输入为直流电压，PS 407的输入为直流电压或交流电压；的输入为直流电压或交流电压； S7-400有带冗余功能的电源模块。有带冗余功能的电源模块。 2. 电源模块的电源模块的LED指示灯指示灯 INTF：内部故障；：内部故障； BATF：电池故障，背板总线上的电池电压过低；：电池故障，背板总线上的电池电压过低； BATT1F和和BATT2F：电池：电池1或电池或电池2接反、电压不足或电池不存在；接反、电压不足或电池不存在； DC5V和和DC24V：相应的直流电源电压正常时亮。：相应的直流电源电压正常时亮。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PL

38、C的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 37 1. S7-400 CPU模块的类型模块的类型 3.2.2.2 CPU模块模块 图图3-13 S7-400 PLC CPU模块模块 S7-400 PLC CPU模块的类型模块的类型 有有:CPU412-1、CPU412-2DP、 CPU413-1、CPU413-2DP、 CPU414-1、 CPU414-2DP、 CPU414-3DP、 CPU416-1、 CPU416-2DP、CPU416-3DP 、 CPU417-4等，（见图等，（见图3-13）。）。 海

39、龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 38 2. S7-400 CPU模块的运行方式选择和状态指示模块的运行方式选择和状态指示 （1）CPU模块的运行方式选择模块的运行方式选择 RUN-P：如果启动无故障，：如果启动无故障，CPU则进入则进入RUN模式，模式，CPU执行用执行用 户程序或空运行。程序可以从户程序或空运行。程序可以从CPU中读出，也可以传送到中读出，也可以传送到CPU。钥。钥 匙在该位置时不能拔出。匙在该位置时不能拔出。 RUN：如果

40、启动无故障，：如果启动无故障，CPU则进入则进入RUN模式，模式，CPU执行用户执行用户 程序或空运行。程序可以从程序或空运行。程序可以从CPU中读出，但不能修改中读出，但不能修改CPU中的程序。中的程序。 钥匙在该位置时可拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式。钥匙在该位置时可拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式。 STOP：CPU不能处理用户程序，数字量信号模块被禁止。钥匙不能处理用户程序，数字量信号模块被禁止。钥匙 在该位置时也可以拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式。在该位置时也可以拔出以确保在没有授权的情况下不能修改运行模式。 程序可以从程序可以从CPU中读出，

41、也可以传送到中读出，也可以传送到CPU。 MRES：钥匙开关的临时触点，用于：钥匙开关的临时触点，用于CPU的主站复位以及冷启动。的主站复位以及冷启动。 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 39 （2）CPU的的LED状态及故障指示灯（见表状态及故障指示灯（见表3-2） 表表3-2 S7-400 CPU 指示灯的含义指示灯的含义 指示灯指示灯颜色颜色含义含义412-1412-1 414-2414-2 416-2416-2 414-3414-3

42、416-3416-3 417-4417-4 414-4H414-4H 417-4H417-4H INTFINTF红色红色内部故障内部故障X XX XX XX XX X EXTFEXTF红色红色外部故障外部故障X XX XX XX XX X FRCEFRCE黄色黄色强制工作强制工作X XX XX XX XX X RUNRUN绿色绿色运行运行RUNRUN状态状态X XX XX XX XX X STOPSTOP黄色黄色停止停止STOPSTOP状态状态X XX XX XX XX X BUS1FBUS1F红色红色 MPI/PROFIBUS DPMPI/PROFIBUS DP 接口接口1 1的总线故障的总

43、线故障 X XX XX XX XX X BUS2FBUS2F红色红色 MPI/PROFIBUS DPMPI/PROFIBUS DP 接口接口2 2的总线故障的总线故障 - -X XX XX XX X MSTRMSTR黄色黄色CPUCPU运行运行- - - - -X X REDFREDF红色红色冗余错误冗余错误- - - - -X X RACK0RACK0黄色黄色CPUCPU在机架在机架0 0中中- - - - -X X RACK1RACK1黄色黄色CPUCPU在机架在机架1 1中中- - - - -X X IFM1FIFM1F红色红色接口子模块接口子模块1 1故障故障- - -X XX XX

44、X IFM2FIFM2F红色红色接口子模块接口子模块2 2故障故障- - - -X XX X 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 40 1数字量输入模块数字量输入模块SM421的主要特性的主要特性（见表见表3-3） 表表3-3 数字量输入模块数字量输入模块SM421的主要特性的主要特性 模块模块 特性特性 SM421SM421 32x24V DC32x24V DC SM421SM421 16x24V DC16x24V DC SM 421SM 4

45、21 16x120/230V UC16x120/230V UC SM 421SM 421 16x120/230V UC16x120/230V UC 输入点数输入点数 32DI32DI，隔离，隔离 为为32 32 组组 16DI 16DI ，隔离，隔离 为为8 8 组组 16DI 16DI ，隔离，隔离 为为4 4 组组 16DI 16DI ，隔离，隔离 为为4 4 组组 额定输入电压额定输入电压24 VDC24 VDC24 VDC24 VDC120VAC/230VDC120VAC/230VDC120 /230VUC120 /230VUC 可编程诊断可编程诊断不可以不可以可以可以不可以不可以不可

46、以不可以 诊断中断诊断中断不可以不可以可以可以不可以不可以不可以不可以 沿触发硬件中沿触发硬件中 断断 不可以不可以可以可以不可以不可以不可以不可以 输入延迟可调输入延迟可调 整整 不可以不可以可以可以不可以不可以不可以不可以 替换值输出替换值输出可以可以 3.2.2.3 SM模块模块 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 41 2. 数字量输出模块数字量输出模块SM422的主要特性（见表的主要特性（见表3-4） 表表3-4 数字量输出模块数字量

47、输出模块SM422的主要特性的主要特性 模块模块 特性特性 SM 422SM 422 16x24VDC/16x24VDC/ 2A2A SM 422SM 422 32x24VDC/032x24VDC/0 . 5A. 5A SM 422SM 422 32x24 32x24 VDC/0. 5AVDC/0. 5A SM 422SM 422 16x120/230VAC16x120/230VAC /2A/2A 输出点数输出点数 16DO 16DO ，隔，隔 离离 为为8 8 组组 32DO32DO，隔离，隔离 为为32 32 组组 32DO32DO，隔离，隔离 为为8 8 组组 16DO16DO，隔离，隔

48、离 为为4 4 组组 输出电流输出电流2A2A0.5A0.5A0.5A0.5A2A2A 额定负载电额定负载电 压压 24 VDC24 VDC24 VDC24 VDC24 VUC24 VUC120 /230VUC120 /230VUC 可编程诊断可编程诊断不可以不可以不可以不可以可以可以不可以不可以 诊断中断诊断中断不可以不可以不可以不可以可以可以不可以不可以 替换值输出替换值输出不可以不可以不可以不可以可以可以不可以不可以 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 20

49、21-7-11 42 3模拟量输入模块模拟量输入模块SM431的主要特性（见表的主要特性（见表3-5） 3-5 模拟量输入模块模拟量输入模块SM431的主要特性的主要特性 模块模块 特性特性 SM 431 AISM 431 AI 8x14 8x14 位位 SM 431 AISM 431 AI 8x14 8x14 位位 SM 431 SM 431 AIAI 13x16 13x16 位位 SM 431 AISM 431 AI 16x 16 16x 16 位位 SM 431 AISM 431 AI 8x16 8x16 位位 输入点数输入点数 8AIU/I 8AIU/I 测量测量4AI 4AI 电阻测

50、量电阻测量 8AIU/I 8AIU/I 测量测量4AI 4AI 电阻测量电阻测量 16 16 点点 16AI U/I/16AI U/I/温度温度 测量测量8AI 8AI 电阻测电阻测 量量 8 8 点点 分辨率分辨率14 14 位位14 14 位位13 13 位位16 16 位位16 16 位位 测量方法测量方法 电压电压 电流电流 电阻电阻 温度温度 电压电压 电流电流 电阻电阻 电压电压 电流电流 电压电压 电流电流 电阻电阻 温度温度 电压电压 电流电流 温度温度 测量原理测量原理积分式积分式瞬时值编码瞬时值编码积分式积分式积分式积分式积分式积分式 可编程诊断可编程诊断不可以不可以不可以

51、不可以不可以不可以可以可以可以可以 诊断中断诊断中断不可以不可以不可以不可以不可以不可以可调整可调整可以可以 监视极限值监视极限值不可以不可以不可以不可以不可以不可以可调整可调整可调整可调整 在周期结束在周期结束 时硬件中断时硬件中断 不可以不可以不可以不可以不可以不可以可调整可调整不可以不可以 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 43 4模拟量输出模块模拟量输出模块SM 432的主要特性（见表的主要特性（见表3-6） 表表3-6 模拟量输出模

52、块模拟量输出模块SM 432的主要特性的主要特性 模块模块 特性特性 SM 432SM 432；AO 8AO 813 13 位位 输出点数输出点数8 8 点点 分辨率分辨率13 13 位位 输出类型输出类型电压、电流电压、电流 可编程诊断可编程诊断无无 诊断中断诊断中断无无 替换值输出替换值输出无无 电势关系电势关系 模拟部分与模拟部分与CPU CPU 、负载电、负载电 压隔离压隔离 最大允许共模电压最大允许共模电压 通道与通道间对通道与通道间对MANA MANA 为为 3VDC3VDC 特性特性 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件

53、组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 44 S7-400 PLC的接口模块主要有的接口模块主要有 IM460、IM461、IM460-3、 IM461-3、IM460-4、IM461-4。 1接口模块接口模块IM460-0和和IM461-0 （1）接口模块的共性）接口模块的共性 接口模块接口模块IM460-0（发送（发送IM）和）和IM461-0（接收（接收IM）用于）用于 局域连接，通信总线采用最高传输率。局域连接，通信总线采用最高传输率。 （2）IM460-0和和IM461-0的技术特性（见表的技术特性（见表3-7） 3.2.2.4 I

54、M模块模块 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 45 表表3-7 IM460-0和和IM461-0的技术特性的技术特性 线路最大长度线路最大长度3 3 米，米，5 5 米，米， 尺寸尺寸 W WH HD (mm)D (mm)2525290290280280 重量重量 IM 460-0IM 460-0 IM 461-0IM 461-0 600 g600 g 610 g610 g 总线上总线上5V DC5V DC的的 电流消耗电流消耗 IM 460

55、-0IM 460-0 IM 461-0IM 461-0 典型值典型值 130 mA 130 mA 最大值最大值 140 mA140 mA 典型值典型值 260 mA 260 mA 最大值最大值 290 mA290 mA 功耗功耗 IM 460-0IM 460-0 IM 461-0IM 461-0 典型值典型值 650 mW 650 mW 最大值最大值 700 mW 700 mW 典型值典型值 1300 mW 1300 mW 最大值最大值 1450 mW1450 mW 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-30

56、0/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 46 2接口模块接口模块IM460-1和和IM461-1 （1）接口模块的共性）接口模块的共性 接口模块接口模块IM460-1（发送（发送IM）和）和IM461-1（接收（接收IM）用于）用于 局域连接（最长局域连接（最长1.5m）。）。 （2）IM460-1和和IM461-1的技术特性（见表的技术特性（见表3-8） 表表3-8 IM460-1和和IM461-1的技术特性的技术特性 线路最大长度线路最大长度1.5 m1.5 m 尺寸尺寸 W WH HD (mm)D (mm)2525290290280280 总线上总线上5V 5V DC

57、DC 的电流消的电流消 耗耗 IM 461-1IM 461-1 IM 460-1IM 460-1 典型值典型值 50 mA 50 mA 最大值最大值 85 85 mA mA 典型值典型值 120 mA 120 mA 最大值最大值 100 mA100 mA 功耗功耗IM 460-1IM 460-1 IM 461-1IM 461-1 典型值典型值 250 mW 250 mW 最大值最大值 425 mW 425 mW 典型值典型值 500 mW 500 mW 最大值最大值 600 mW600 mW EU EU 的电源的电源每条线路每条线路5V/5A5V/5A 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章

58、第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 47 3接口模块接口模块IM460-3和和IM461-3 （1）接口模块的共性）接口模块的共性 接口模块接口模块IM460-3（发送（发送IM）和）和IM461-3（接收（接收IM）用于远）用于远 程连接，最长程连接，最长102m（准确地说为（准确地说为100m加加0.75m的输入的输入/输出）。输出）。 （2）IM460-3和和IM461-3的技术特性（见表的技术特性（见表3-9） 表表3-9 IM460-3和和IM461-3的技术特性的技术特性

59、 线路最大长度线路最大长度102 102 米米 尺寸尺寸 W WH HD (mm)D (mm)2525290290280280 重量重量IM 460-3IM 460-3 IM 461-3IM 461-3 630 g630 g 620 g620 g 总线上总线上5V DC5V DC 的电流消耗的电流消耗 IM 460-3IM 460-3 IM 461-3IM 461-3 典型值典型值 1350 mA 1350 mA 最大值最大值 1550 1550 mAmA典型值典型值 590 mA 590 mA 最大值最大值 620 620 mAmA 功耗功耗IM 460-3IM 460-3 IM 461-3

60、IM 461-3 典型值典型值 6750 mW 6750 mW 最大值最大值 7750 7750 mWmW 典型值典型值 2950 mW 2950 mW 最大值最大值 3100 3100 mWmW 海龙分厂电气专业海龙分厂电气专业 第三章第三章 S7 PLC的模块特性及硬件组态的模块特性及硬件组态 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 2021-7-11 48 4接口模块接口模块IM460-4和和IM461-4 接口模块的共性：接口模块的共性： 接口模块接口模块IM460-4（发送（发送IM）和）和IM461-4（接收（接收IM）用于）用于 远程连接，最长远程连接，