1.2 S7-200 SMART PLC硬件组成
S7-200 SMART PLC的硬件系统由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电阻与热电偶模块和相关设备组成。
1.2.1 CPU模块
CPU模块又称基本模块或主机，它由CPU单元、存储器单元、输入输出接口单元以及电源组成。CPU模块是一个完整的控制系统，它可以单独地完成一定的控制任务，主要功能是采集输入信号、执行程序、发出输出信号和驱动外部负载。
CPU模块有经济型和标准型两种。经济型CPU模块有4种，分别为CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s和CPU CR60s，经济型CPU价格便宜，但不具有扩展能力；标准型CPU模块有8种，分别为CPU SR20、CPU ST20、CPU SR30、CPU ST30、CPU SR40、CPU ST40、CPU SR60和CPU ST60，它们具有扩展能力。
CPU模块的外形，如图1-1所示。
CPU模块的技术参数，见表1-1。
表1-1 CPU模块的技术参数
（续）
图1-1 CPU模块的外形
1.2.2 数字量扩展模块
数字量扩展模块的外形，如图1-2所示。当CPU模块数字量I/O点数不能满足控制系统的需要时，用户可根据实际的需要对数字量I/O点数进行扩展。数字量扩展模块不能单独使用，需要通过自带的连接器插在CPU模块上。
数字量扩展模块通常有3类，分别为数字量输入模块，数字量输出模块和数字量输入输出混合模块。
数字量输入模块有2个，型号分别为EM DE08和EM DE16，EM DE08为8点输入，EM DE16为16点输入。
数字量输出模块有4个，型号分别为EM DR08、EM DT08、EM QR16和EM QT16。其中，EM DR08模块和EM QR16模块为8点和16点继电器输出型，每点额定电流为2A；EM DT08模块和EM QR16为8点和16点晶体管输出型，每点额定电流为0.75A。
数字量输入/输出模块有4个，型号为EM DR16、EM DT16、EM DR32和EM DT32。其中，EM DR16/DT16模块为8点输入/8点输出，继电器/晶体管输出型，每点额定电流为2A/0.75A；EM DR32/DT32模块为16点输入/16点输出，继电器/晶体管输出型，每点额定电流为2A/0.75A。
图1-2 数字量扩展模块的外形
1.2.3 信号板
S7-200 SMART PLC有3种信号板，分别为模拟量输入/输出信号板、数字量输入/输出信号板和RS-485/RS-232信号板。信号板的外形，如图1-3所示。
模拟量输入信号板型号为SB AE01，1点模拟量输入，输入量程有± 10V、± 5V、± 2.5V或0～20mA共4种，电压模式的分辨率为11位+符号位，电流模式的分辨率为11位，对应的数据字范围-27648～27648；模拟量输出信号板型号为SB AQ01，1点模拟量输出，输出量程为±10V或0～20mA，对应数据字范围为±27648或0～27648。
数字量输入/输出信号板型号为SB DT04，为2点输入/2点输出晶体管输出型，输出端每点最大额定电流为0.5A。
图1-3 信号板的外形
RS-485/RS-232信号板型号为SB CM01，可以组态RS-485或R-S232通信接口。
编者有料
1.和S7-200PLC相比，S7-200 SMART PLC信号板配置是特有的，在功能扩展的同时，也兼顾了安装方式，且配置灵活，不占控制柜空间。
2.读者在应用PLC及数字量扩展模块时，一定要注意引脚的载流量，继电器输出型载流量为2A；晶体管输出型载流量为0.75A。在应用时，不要超过上限值；如果超限，则需要用继电器过渡，这也是工程中常用的手段。
1.2.4 模拟量扩展模块
模拟量扩展模块为主机提供了模拟量输入、输出功能，适用于复杂控制场合。它通过自带连接器与主机相连，并且可以直接连接变送器和执行器。模拟量扩展模块通常可以分为3类，分别为模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量输入/输出混合模块。模拟量扩展模块的外形，如图1-4所示。
图1-4 模拟量扩展模块的外形
模拟量输入模块有2种，分别为4路输入和8路输入，对应型号为EM AE04和EM AE08，量程有4种，分别为±10V、±5V、±2.5V和0～20mA。其中，电压型模拟量输入模块的分辨率为12位+符号位，满量程输入对应的数字量范围为-27648～27648，输入阻抗不小于9MΩ；电流型的分辨率为12位，满量程输入对应的数字量范围为0～27648，输入阻抗为250Ω。
模拟量输出模块有2种，分别为2路输出和4路输出，对应型号为EM AQ02和EM AQ04，量程有2种，分别为±10V和0～20mA。其中，电压型的分辨率为11位+符号位，满量程输入对应的数字量范围为-27648～27648；电流型的分辨率为11位，满量程输入对应的数字量范围为0～27648。
模拟量输入/输出模块有2种，分别为2路模拟量输入/1路模拟量输出和4路模拟量输入/2路模拟量输出，对应型号为EM AM03和EM AM06。实际上就是模拟量输入模块与模拟量输出模块的叠加，故不再赘述。
1.2.5 热电阻与热电偶模块
热电阻或热电偶扩展模块是模拟量模块的特殊形式，可直接连接热电偶和热电阻测量温度。热电阻和热电偶扩展模块的外形，如图1-5所示。
热电阻或热电偶扩展模块可以支持多种热电阻和热电偶。热电阻扩展模块型号为EM AR02和EM AR04，温度测量分辨率为0.1℃/0.1℉，电阻测量精度为15位+符号位；热电偶扩展模块型号为EM AT04，温度测量分辨率和电阻测量精度与热电阻相同。
图1-5 热电阻模块和热电偶模块的外形
1.2.6 相关设备
相关设备是为了充分和方便地利用系统硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面等。编程设备和人机界面，如图1-6所示。
编程设备主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200 SMART PLC的编程软件为STEP 7-Micro/WIN SMART。
人机操作界面主要指专用操作员界面。常见的如触摸面板、文本显示器等，用户可以通过该设备轻松地完成各种调整和控制任务。
图1-6 编程设备和人机界面