X11 的方框图和端子分配下图显示了如何连接板载数字量 I/O X11 以及如何为通道分配地址（输入字节 a 和 b，输出字节 c 和 d）。① 数字量输入的编码器电源② CPU 接口xL+ 连接 24 V DC 电源电压xM 接地CHx 通道或通道状态 LED 指示灯（绿色）RUN 状态 LED 指示灯（绿色）ERROR 错误 LED 指示灯（红色）PWR POWER 电源电压 LED 指示灯（绿色）图 4-11 板载数字量 I/O X11 的方框图和端子分配接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)98 设备手册, 05/2021, A5E40899002-ABX12 的方框图和端子分配下图显示了如何连接板载数字量 I/O X12 以及如何为通道分配地址（输入字节 a 和 b，输出字节 c 和 d）。① 数字量输入的编码器电源② CPU 接口xL+ 连接 24 V DC 电源电压xM 接地CHx 通道或通道状态 LED 指示灯（绿色）RUN 状态 LED 指示灯（绿色）ERROR 错误 LED 指示灯（红色）PWR POWER 电源电压 LED 指示灯（绿色）图 4-12 板载数字量 I/O X12 的方框图和端子分配接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 99使用板载数字量 I/O X11 供电的应用示例板载数字量 I/O 的输入和输出可分为两个负载组，由 24 V DC 电源进行供电。数字量输入 DI0 到 DI15 为一个负载组，通过连接 1L+（端子 19）和 1M（端子 20）进行供电。数字量输出 DQ0 到 DQ7 通过连接 2L+（端子 29）进行供电。数字量输出 DQ8 到 DQ15则通过连接 3L+（端子 39）进行供电。请注意，数字量输出 DQ0 到 DQ15 仅有一个公共接地。这些输出分别通过端子 30 和 40 (2M/3M) 进行接地并在模块内进行桥接。数字量输出可组成一个公共负载组。注意电源电压极性反转内部保护电路可保护板载数字量 I/O，防止在发生电源电压时遭到损坏。但在发生电源电压极性反转时，数字量输出处可发生意外状态。数字量输出对输出接地断路时的响应基于模块中所用输出驱动程序的特性，在发生接地断路时，25 mA 的电流将通过一个寄生二极管流向输出。这一特性将导致未设置的输出同样带有高电平，可输出高达 25 mA 的输出电流。根据负载类型，25 mA 足以控制高电平的负载。要防止数字量输出在接地断路时发生意外切换，请按以下步骤操作：接地两次将端子 30 和端子 40 接地。1.第一次接地时，将端子 30 连接到设备的中央地连接处。2.第二次接地时，将端子 40 连接到设备的中央地连接处。如果端子 30 或 40 发生接地断路中断，则输出将由另一个连接完好的接地连接进行供电。警告接地连接处发生断路在前连接器中不桥接端子 30 和端子 40，而且不只接线一次中央地连接。连接端子 30 和端子 40 与公共地。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)100 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB下图为方框图和端子分配的补充，显示了输出的正确接线方式，可有效预防因发生接地断路而导致的意外切换。图 4-13 以板载数字量 I/O X11 为例的正确接线方式在接地过程中，使用第一根电缆连接中央电子块和该模块的端子 30，再使用另一根电缆连接中央端子口和该模块的端子 40。在数字量输出端，负载的每个接地连接都通过一根单独的电缆与中央端子块相连接。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 101下图为正确接线时的电流。图 4-14 以板载数字量 I/O X11 为例，正确接线时的电流。正确接线时，电源 2L+ 的电流通过端子 29 为模块供电。在模块中，电流流经输出驱动器并通过端子 40 离开模块。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)102 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB下图为第一根接地电缆断路时的情况。图 4-15 以板载数字量 I/O X11 为例，第一根接地电缆发生断路如果连接中央端子块到端子 30 的第一根接地电缆发生断路，则模块可以继续运行而无任何影响。这是因为，该模块仍通过连接中央端子块和端子 40 的第二根电缆进行接地。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 103下图为第二根接地电缆断路时的情况。图 4-16 以板载数字量 I/O X11 为例，第二根接地电缆发生断路如果连接中央端子块到端子 30 的第二根接地电缆发生断路，则模块可以继续运行而无任何影响。这是因为，该模块仍通过连接中央端子块和端子 40 的第一根电缆进行接地。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)104 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB下图为两根接地电缆同时断路时的电流。图 4-17 以板载数字量 I/O X11 为例，两根接地电缆同时断路时的电流流向如果连接中央端子块和端子 30/40 的二根接地电缆同时发生断路，则模块发生故障。模块的两路接地连接都断路。电源 2L+ 的电流通过端子 29 为模块供电。在模块中，电流通过输出驱动器流入寄生二极管，并通过输出端子离开模块。在本图中，由端子 27 流出模块。因此，电源电流会流经所连接的负载。内部电源电流通常为 25 mA.警告两根接地电缆都发生断路如果接地端子 30 和 40 都发生断路，则可能发生以下错误响应：切换为高电平的已激活输出，将在高电平和低电平之间反复切换。如果输出处所连接的负载足够小，则该输出将持续激活。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 105接线错误下图为前连接器上带有一个电路桥的错误接线方式。图 4-18 以板载数字量 I/O X11 为例的错误接线方式电路桥接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)106 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB端子 30 和 40 连接在前连接器上，仅通过一根电缆连接到中央端子块上。发生断路时，端子 30 和 40 都将不再接地。模块的电源电缆将通过输出端子流出。下图中显示了负载的接地连接和端子 30 的接地连接使用一个公共电缆连接到中央端子块上时的电流流向。① 其它设备部件进行接地连接时，同样可携带大电流图 4-19 以板载数字量 I/O X11 为例的错误接线方式公共电缆如果公共电缆故障，则输出电流通过端子 30 流向模块并通过端子 40 流向中央端子块。该电流通过模块进行传送。警告接线错误时的电流流向如果公共电缆故障，则电流值可能非常高（具体取决于设备），可能导致模块损害。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 107下图显示了正确接线时，在接地点存在电位差时的电流流向。① 接功能地 1 (FE 1)② 接功能地 2 (FE 2)图 4-20 以板载数字量 I/O X11 为例时的电位差通过端子 30 和 40 实现等电位连接。接地点 PE1 和 FE2 之间存在电位差时，则通过端子 30 和 40 通过提供补偿电流。警告接线错误时的电流流向如果存在电位差，则电流值可能非常高（取决于电位条件），可能导致模块损害。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)108 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB输出 (X12) 接地处发生断路时，数字量输出的响应数字量板载 I/O X12 与数字量板载 I/O X11 不同，根据模块的设计原理，数字量板载 I/OX12 发生接地断路时，电流不会通过输出流入地面。图 4-21 数字量板载 I/O X12 的内部电路接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 109数字量输入的输入滤波器为了防止中断，可为数字量输入组态一个输入延时。可指定以下输入延时值：• 无• 0.05 ms• 0.1 ms• 0.4 ms• 1.6 ms• 3.2 ms（默认值）• 12.8 ms• 20 ms说明屏蔽如果将标准数字量输入的输入延时设置为“无”，则必需使用屏蔽电缆。如果将标准数字量输入的输入延时设置为 0.05 ms 或更高值，则建议使用屏蔽和供电元件而非必需。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)110 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB4.3.4 高速计数器的地址板载数字量 I/O 上的两个 40 针前连接器可分别连接编码器信号、数字量输入和输出信号以及编码器电源。有关前连接器接线和制作电缆屏蔽层的信息，请参见系统手册《S7-1500、ET 200MP (http://support.automation.siemens.com/WW/view/zh/59191792)》。编码器信号24 V 编码器信号使用字母 A、B 和 N 进行表示。可连接以下类型的编码器：• 带信号 N 的增量式编码器：信号 A、B 和 N 通过相应的连接标记进行连接。信号 A 和 B 是两个相移为 90° 的增量信号。N 则是按转数生成脉冲的零位标记信号。• 不带信号 N 的增量式编码器：信号 A、B 通过相应的连接标记进行连接。信号 A 和 B 是两个相移为 90° 的增量信号。• 不带有方向信号的脉冲编码器：该计数信号将连接到 A 连接处。• 带有方向信号的脉冲编码器：该计数信号将连接到 A 连接处。该方向信号将连接到 B 连接处。• 带有向上/向下计数信号的脉冲编码器：向上计数信号将连接到 A 连接处。向下方向信号将连接到 B 连接处。以下编码器或传感器可连接到 A、B 和 N 输入处：• 切换为 P 电位：编码器或传感器将 A、B 和 N 处的输入转换为 24 V DC 电压。说明外部负载电阻请注意，根据信号源、有效负载和信号频率的幅值，可能需要连接一个外部负载电阻，对高电平到低电平的下降时间进行限制。对于负载电阻进行组态时，需要了解信号源（如，传感器）的技术规范/技术数据。• 推挽式：编码器或传感器将 A、B 和 N 处的输入交替转换为 24 V DC 电压和接地 M。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB 111数字量输入 HSC DI0 和 HSC DI1数字量输入可在逻辑上分配给高速计数器 (HSC)。有关高速计数器中板载 I/O 输入的分配信息，请参见表格“输入的互连概览 (页 115)”。每个高速计数器最多可连接两个数字量输入（HSC DI0 和 HSC DI1）。数字量输入可用于门控制 (Gate)、同步 (Sync) 和 Capture 函数。也可将一个或多个数字量输入作为未指定函数的标准数字量输入，通过该反馈接口读取各数字量输入的信号状态。那些非高速计数的数字量输入可用作标准数字量输入。高速计数器的输入地址在 STEP 7 (TIA Portal)中，可设置高速计数器 (HSC) 所使的数字量输入地址并分配 A/B/N、DI0、DI1 和 DQ1 信号。组态紧凑型 CPU 时，可启用各个 HSC 并进行相应组态。紧凑型 CPU 将根据组态为 A/B/N 信号中的分配输入地址。根据表格“输入的互连概览 (页 115)”，可为 DI0 和 DI1 指定输入地址。进行互连时，HSC会直接连接到板载 I/O 的输入端。之后高速计数器即可将该输入用作 HSC DI0 或 HSC DI1（[DI] 符号）。在硬件配置中，可将表格中的 [DI] 符号选择为 HSC DI0 和 HSC DI1 的输入地址。输入的 HSC 地址分配有关前连接器 X11 和 X12 的输入互联概览信息，请参见“输入的互连概览 (页 115)”部分。说明HSC 的兼容模式“输入的互连概览 (页 115)”部分中显示的互连方式，均基于“CPU 1511C 系列前连接器的分配”选项取消激活。如果启用该选项，则输入信号的互连方式与 CPU 1511C-1 PN 的相同。具体信息，请参见 CPU 1511C-1 PN 手册中的互连方式。接线4.3 端子和方框图CPU 1512C-1 PN (6ES7512-1CK01-0AB0)112 设备手册, 05/2021, A5E40899002-AB数字量输出 HSC-DQ0 和 HSC-DQ1每个高速计数器带有两个数字量输出。数字量输出 HSC-DQ0 是一个逻辑输出，无法互连板载 I/O 的数字量输出。数字量输出 HSC-DQ0 仅在用户程序中使用。HSC-DQ1 是一个实际的物理输出，可互连板载 I/O 的数字量输出。这些数字量输出均为对 M 的 24 V 源型输出开关，其额定负载电流为 0.1 A。用作标准输出时，其额定负载电流为 0.5 A。这些数字量输出均具有过载保护和短路保护功能。说明因此，无需外部接线即可直接连接继电器和接触器。有关这些数字量输出最大工作频率以及感性负载的电感值等信息，请参见“技术规范”部分。有关可互连高速计数器的数字量输出概览信息，请参见“输入的互连概览 (页 117)”部分。与高速计数器互连的数字量输出可用作标准输出。可用作标准输出的数字量输出的最大输出延时时间为 500 µs。屏蔽说明使用带有工艺功能的数字量 I/O（如互连高速计数器的 I/O）时，需使用屏蔽电缆和带有屏蔽功能的供电元件。参考有关组态高速计数器输入的更多信息，请参见功能手册《S7-1500、ET 200MP、ET 200SP计数、测量和位置检测》
脉宽调制 (PWM) 模式和频率输出模式下的脉冲发生器地址将输出组态为脉冲发生器如果将 CPU 输出的存储器组态为脉冲发生器（PWM 或 PTO），则这些输出的相应地址将从存储器中删除。此后，在用户程序中这些输出的地址将不能用作其它用途。用户程序将值写入用作脉冲发生器的输出时，CPU 不会将该值写入到物理输出中。输出的 PWM 地址分配有关可互连 PWM 通道的数字量输出概览信息，请参见“输入的互连概览 (页 117)”部分。说明无法强制为 PWM 和 PTO 分配数字量输入和输出。在设备组态过程中，可为脉宽调制 (PWM) 和脉冲串输出 (PTO) 指定数字量输入和输出。如果为这些函数指定数字量输入和输出，则在监控表中函数无法强制更改所分配数字量输入和输出的地址值。但可将输出位 TM_CTRL_DQ 强制为 0，并通过位 SET_DQA 接通或关断该输出（与 PWM 和频率输出模式相关）。有关输入输出强制操作的更多信息，请参见《S7-1500，ET 200MP 系统手册