实例2 PLC的I/O接线
实例控制要求
如图1-4所示是S7-200PLC（CPU224/DC/DC/DC）的I/O接线图。通过本实例的学习，要求能对PLC进行正确的接线。
图1-4 S7-200PLC（CPU224/DC/DC/DC）的I/O接线图
基本知识
1）PLC的工作原理
PLC采用的是循环扫描工作方式。这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、执行用户程序、输出处理，如图1-5所示。称PLC执行的五个阶段为一个扫描周期。当PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，从而使扫描周而复始地进行。在图1-5中，当 PLC方式开关置于RUN（运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或离线编程。可编程控制器的输入处理、执行用户程序和输出处理过程的原理如图1-6所示。
图1-5 工作原理图
图1-6 程序执行原理图
由于是循环扫描机制，故可编程控制器在I/O处理方面需遵守以下几点。
① 输入映像寄存器的数据取决于各个输入端子在上一个刷新时间的状态。
② 输出映像寄存器的数据由输出指令决定。
③ 输出锁存寄存器的数据由上一个刷新时间输出映像寄存器的数据确定。
④ 输出端子板上的输出端的状态由输出锁存寄存器确定。
⑤ 程序如何执行取决于I/O映像寄存器。
2）输入/输出接口电路
输入/输出接口电路是PLC与被控对象之间传递输入和输出信号的接口部件。
（1）输入接口
在S7-200PLC（CPU224XP）中，主机配置的输入接口为14点，均为数字量直流输入方式。其工作电压为DC24V，采用了双向光电耦合器电路，如图1-7所示。如果是模拟量输入信号，则需要配置模拟量输入模块。
图1-7 S7-200的输入接口
（2）输出接口
可编程控制器的输出形式有继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种。S7-200PLC（CPU224XP）主机配置的输出接口为10点，通常有晶体管输出和继电器输出两种类型，如图1-8所示。前者用于控制或驱动直流负载，响应速度快；后者主要用于控制或驱动交流/直流负载，响应速度慢。
图1-8 S7-200的输出形式
实例解决方案
在如图1-4所示的接线图中，该CPU模块共有14个直流数字量输入点和10个直流数字量输出点，工作电源为直流24V。其中14个输入端被分成两组。第一组由输入端子I0.0～I0.7共8个输入端组成，每个外部输入的信号均由各输入端子接出并接到直流电源的正极上，电源的负极接到公共端1M上；第二组由输入端子I1.0～I1.5共6个输入端子组成，每个外部输入的信号均由各输入端子接出并接到直流电源的正极上，电源的负极接到公共端2M上。在模块中由M和L+两个端子提供DC24V传感器电源输出，此电源可以当做直流输入端的电源使用。10个输出端被分成两组。第一组由输出端子Q0.0～Q0.4共5个端子和公共端1L+组成，每个负载的一端和输出端相连，另一端与电源负极相连，并接入公共端1M；第二组由输出端子Q0.5～Q0.7及Q1.0和 Q1.1共5个端子和公共端2L+组成，每个负载的一端和输出端相连，另一端与电源负极相连，并接入公共端2M。