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西門子S7-1200信號板與信號模塊

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西門子S7-1200的CPU可以根據系統的需要進行擴展。各種CPU的正面都可以增加一塊信號板，以擴展數字量和模擬量I/O。信號模塊連接到CPU的右側，以擴展其數字量和模擬量I/O的點數。CPU1212C只能連接2個信號模塊，CPU 1214C可以連接8個信號模塊。所有的S7-1200 CPU都可以在CPU的左側安裝*多3個通信模塊。

??S7-1200所有的模塊都具有內置的安裝夾，能方便地安裝在一個標準的35mm DIN 導軌上。S7-1200的硬件可以豎直安裝或水平安裝。

??所有的S7-1200硬件都配備了可拆卸的端子板，不用重新接線，就能迅速地更換組件。① 信號板 信號板可以用于只需要少量附加1/O的情況。所有的S7-1200 CPU模塊都可以安裝1塊信號板，并且不會增加安裝的空間。在某些情況下使用信號板，可以提高控制系統的性能價格比。只需要添加1塊信號板，就可以根據需要增加CPU的數字量和模擬量I/O點。

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??安裝時將信號板直接插入S7-1200 CPU正面的槽內。信號板有可拆卸的端子，因此可以很容易地更換信號板。信號板有8種。

??a.SB1223數字量輸入/輸出信號板如圖2-113所示。它的兩點DC24V輸入有上升沿、下降沿中斷和脈沖捕獲功能。輸入參數與CPU集成的輸入點基本上相同。用作高速計數器的時鐘輸入時，*高輸入頻率為30kHz。

??兩個DC24V MOSFET輸出點的*大輸出電流為0.5A，*大白熾燈負載為DC5W，可以輸出*高 20kHz的脈沖列。

??b.SB1232模擬量輸出信號板如圖2-114所示。其分辨率為12位的-10～ 10V電壓，負載阻抗≥1000Ω;或輸出分辨率為11位的0～20mA電流信號，負載阻抗≤600Q，不需要附加的放大器。25℃滿量程的*大誤差為±0.5%，0～55℃滿量程的*大誤差為±1.0%。有超上限/超下限、電壓模式對地短路和電流模式斷線的故障診斷功能。

??S7-1200后來又增加了3種高速數字量輸入和3種高速數字量輸出信號板，工作頻率為200kHz。

??②數字量I/O模塊數字量輸入/輸出(DI/DO)模塊和模擬量輸入/輸出(AI/AO)模塊統稱為信號模塊，可以選用8點、16點和32點的數字量輸入/輸出模塊(見表2-57)。

??③PLC對模擬量的處理 在工業控制中，某些輸入量(例如壓力、溫度、流量、轉速等)是模擬量，某些執行機構(例如電動調節閥和變頻器等)要求PLC輸出模擬量信號，而PLC的CPU只能處理數字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉換為標準量程的電流或電壓，例如4～20mA、1～5V、0～10V、PLC用模擬量輸入模塊的A/D轉換器將它們轉換成數字量。帶正負號的電流或電壓在A/D轉換后用二進制補碼來表示。

??模擬量輸出模塊的D/A轉換器將PLC中的數字量轉換為模擬量電壓或電流，再去控制執行機構。模擬量1/O模塊的主要任務就是實現A/D轉換(模擬量輸入)和D/A轉換(模擬量輸出)。

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??A/D轉換器和D/A轉換器的二進制位數反映了它們的分辨率，位數越多，分辨率越高。模擬量輸入/輸出模塊的另一個重要指標是轉換時間。

??④模擬量模塊 S7-1200有3種模擬量模塊，此外還有計劃中的熱電阻/熱電偶模塊。a.4通道模擬量輸入模塊SM1231AI4×13bit。該模塊的模擬量輸入可選±10V、±5V、±2.5V，或0～20mA電流。分辨率為12位加上符號位，電壓輸入的輸入電阻≥9MQ，電流輸入的輸入電阻為250Ω。模塊有中斷和診斷功能，可監視電源電壓和斷線故障。所有通道的*大循環時間為625μs。額定范圍的點壓轉換后對應的數字為-27648～27648。25℃或55℃滿量程的*大誤差為±0.1%或±0.2%。

??可按弱、中、強3個級別對模擬量信號做平滑(濾波)處理，也可以選擇不做平滑處理。模擬量模塊的電源電壓均為DC24V。

??安裝其硬件升級包后，可以使用8通道模擬量輸入模塊SM1231A18×13bit，其通道參數與4通道模擬量輸入模塊SM1231AI4×13bit相同。

??b.2通道模擬量輸出模塊SM1232AQ2×14bit。該模塊的輸出電壓為-10～ 10V時，分辨率為14位，*小負載阻抗1000Ω。輸出電流為0～20mA時，分辨率為13位，*大負載阻抗600Ω。有中斷和診斷功能，可監視電源電壓、短路和斷線故障。數字-27648～27648被轉換為一10～ 10V的電壓，數字0～27648被轉換為0～20mA的電流。

??電壓輸出負載為電阻時轉換時間為300μs，負載為1μF電容時轉換時間為750μs。電流輸出負載為1mH電感時轉換時間為600μs，負載為10mH電感時轉換時間為2ms。安裝其硬件升級包后，可以使用4通道模擬量輸出模塊SM1232AQ4×14bit，其通道參數與2通道模擬量輸出模塊SM1232AQ2×14bit相同。

??c.4通道模擬量輸入/2通道模擬量輸出模塊SM1234。模塊SM1234的模擬量輸入和模擬量輸出通道的性能指標分別與SM1231AI4×13bit和SM1232AQ2×14bit相同，相當于這兩種模塊的結合。