模拟量输入模块有2种，分别为2路输入和4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≥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/输出混合模块有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。
（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℉[注]，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。
（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。
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① 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。
② 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。1.2 S7-200 SMART PLC的CPU模块外部结构及外部接线 CPU模块的外部结构
S7-200 SMART PLC的CPU模块的外部结构如图1-2所示，其CPU单元、存储器单元、输入输出单元及电源集中封装在同一塑料机壳内。当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与主机连接。
① 输入端子：是外部输入信号与PLC连接的接线端子，在顶部端盖下面。此外，顶部端盖下面还有输入公共端子和PLC工作电源接线端子。
② 输出端子：输出端子是外部负载与PLC连接的接线端子，在底部端盖下面。此外，底部端盖下面还有输出公共端子和24V直流电源端子，24V直流电源为传感器和光电开关等提供能量。
③ 输入状态指示灯（LED）：输入状态指示灯用于显示是否有输入控制信号接入PLC。当指示灯亮时，表示有控制信号接入PLC；当指示灯不亮时，表示没有控制信号接入PLC。
④ 输出状态指示灯（LED）：输出状态指示灯用于显示是否有输出信号驱动外部设备。当指示灯亮时，表示有输出信号驱动外部设备；当指示灯不亮时，表示没有输出信号驱动外部设备。
⑤ 运行状态指示灯：运行状态指示灯有RUN、STOP、ERROR三个，其中RUN、STOP指示灯用于显示当前工作方式。当RUN指示灯亮时，表示运行状态；当STOP指示灯亮时，表示停止状态；当ERROR指示灯亮时，表示系统故障，PLC停止工作。
⑥ 存储卡插口：该插口插入Micro SD卡，可以下载程序和PLC固件版本更新。
⑦ 扩展模块接口：用于连接扩展模块，采用插针式连接，使模块连接更加紧密。
⑧ 选择器件：可以选择信号板或通信板，实现**化配置的同时，又可以节省控制柜的安装空间。
⑨ RS-485通信接口：可以实现PLC与计算机之间、PLC与PLC之间、PLC与其他设备之间的通信。
⑩ 以太网接口：用于程序下载和设备组态。程序下载时，只需要1条以太网线即可，无须购买专用的程序下载线。 CPU模块的外部接线
S7-200 SMART PLC的CPU模块虽然较多，但接线方式相似，因此本书以CPU SR30/ST30为例，对S7-200 SMART PLC的CPU模块外部接线进行讲解。
（1）CPU SR30的接线
CPU SR30的接线如图1-3所示。在图1-3中L1、N端子接交流电源，电压允许范围为85～264V。L+、M为PLC向外输出24V/大300mA直流电源，L+为电源正，M为电源负，该电源可作为输入端电源使用，也可作为传感器供电电源。
① 输入端子：CPU SR30共有18点输入，端子编号采用8进制。输入端子I0.0～I2.1，公共端为1M。
② 输出端子：CPU SR30共有12点输出，端子编号也采用8进制。输出端子共分3组，Q0.0～Q0.3为组，公共端为1L；Q0.4～Q0.7为第二组，公共端为2L；Q1.0～Q1.3为第三组，公共端为3L。根据负载性质的不同，输出回路电源支持交流和直流。
（2）CPU ST30接线
CPU ST30的接线如图1-4所示。在图1-4中，电源为24V DC，输入点接线与CPU SR30相同。不同点在于输出点的接线，输出端子共分2组，Q0.0～Q0.7为组，公共端为2L+、2M；Q1.0～Q1.3为第二组，公共端为3L+、3M。根据负载性质的不同，输出回路电源只支持直流电源
（3）CPU模块与外围器件的接线
外围器件包括输入器件和输出器件。输入器件可分为触点型和电子型，触点型的输入器件如开关、按钮、行程开关和液位开关等，这类器件多为二线制；电子型输入器件如接近开关、光电开关、电感式传感器、电容式传感器和电磁流量计等，这类器件多为三线制。输出器件如接触器、继电器和电磁阀等。
① 输入器件与CPU模块的连接 输入器件如果是二线制，它的一端连接CPU模块的输入点，另一端经熔断器连接到输入回路电源的正极；输入器件如果是三线制，两根电源线正常供电，信号线连接到CPU模块的输入点上，② 输出器件与CPU模块的连接 输出器件的一端连接到CPU模块的输出点上，另一端连接到输出
（1）电源需求与计算概述
S7-200 SMART PLC的CPU模块有内部电源，为CPU模块、扩展模块和信号板的正常工作供电。
当有扩展模块时，CPU模块通过总线为扩展模块提供5V DC电源，因此要求所有的扩展模块消耗的5V DC不得超出CPU模块本身的供电能力。
每个CPU模块都有1个24V DC电源（L+、M），它可以为本机和扩展模块的输入点和输出回路继电器线圈提供24V DC电源，因此要求所有输入点和输出回路继电器线圈耗电不得超出CPU模块本身24V DC电源的供电能力。
基于以上两点考虑，在PLC控制系统的设计中，有必要对S7-200 SMART PLC 电源需求进行计算。计算的理论依据是：CPU供电能力表格和扩展模块的耗电表格。
S7-200 SMART PLC的指令系统所用的数据类型有：1位布尔型（BOOL）、8位字节型（BYTE）、16位无符号整数型（WORD）、16位有符号整数型（INT）、32位符号双字整数型（DWORD）、32位有符号双字整数型（DINT）和32位实数型（REAL）。
（2）数据长度与数据范围
在S7-200 SMART PLC中，不同的数据类型有不同的数据长度和数据范围。通常情况下，用位、字节、字和双字所占的连续位数表示不同数据类型的数据长度，其中布尔型的数据长度为1位，字节的数据长度为8位、字的数据长度为16位，双字的数据长度为32位。
S7-200 SMART PLC的存储器有3个存储区，分别为程序区、系统区和数据区。S7-200 SMART PLC存储区的划分
程序区用来存储用户程序，存储器为EEPROM；系统区用来存储PLC配置结构的参数，如PLC主机和扩展模块I/O配置和编制、PLC站地址等，存储器为EEPROM。
数据区是用户程序执行过程中的内部工作区域。该区域用来存储工作数据和作为寄存器使用，存储器为EEPROM和RAM。数据区是S7-200 SMART PLC存储器的特定区域
（1）输入映像寄存器（I）与输出映像寄存器（Q）
① 输入映像寄存器（I） 输入映像寄存器是PLC用来接收外部输入信号的窗口，工程上经常将其称为输入继电器。在每个扫描周期的开始，CPU都对各个输入点进行集中采样，并将相应的采样值写入输入映像寄存器中，这一过程可以形象地将输入映像寄存器比作输入继电器来理解。在图1-8中，每个PLC的输入端子与相应的输入继电器线圈相连，当有外部信号输入时，对应的输入继电器线圈得电，即输入映像寄存器相应位写入“1”，程序中对应的常开触点闭合、常闭触点断开；当无外部输入信号时，对应的输入继电器线圈失电，即输入映像寄存器相应位写入“0”，程序中对应的常开触点和常闭触点保持原来状态不变。
西门子PLC为用户提供了多种类型，多种功能的产品，用户可以根据需求进行灵活选择和配置。西门子PLC丰富的功能可以为自动化控制系统提供多种解决方案。而且界面友好的各种西门子PLC的组态软件为用户更好的实现人机交互操作，为工程项目的完成提高了效率。
滤波电路一般由电容C和电阻R组成，其作用是将整流电路输出的脉动直流电变为较为平整的直流电。逆变电路通常由电力电子全控功率器件VT和功率二极管VD构成，作用是将直流电变换为频率和电压可调的三相交流电。1.3变频器的工作原理常用变频器的主电路。
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若变频器输入侧没有安装EMC滤波器（没有为高频漏电流提供一个低阻抗的回流通路），那么所有的高频漏电流将通过公共地回路流到变压器的中性点PCC（公共电源接入点），通过三相电源返回变频器（电磁干扰源）。这样，由高频漏电流造成的高频电压将会叠加到公共电源接入点PCC，从而影响甚至损坏连接到此公共电源的其他设备和变频器本身。
PLC应用技术的内容简介：本书主要内容包括电气控制电路应用、西门子S7-200PLC介绍、西门子PLC编程软件应用、PLC控制电动机电路设计、机械手臂控制程序设计、步进电动机控制电路设计、PLC网络控制系统设计、三菱PLC及其生产线控制电路设计等。