西门子通信模块

2019/8/17控制科学与工程学院12.3.1数字量信号模块2.3.2模拟量信号模块§2.3信号模块（SM）输入/输出模块统称信号模块（SM），包括数字量（或开关量）输入模块和输出模块；模拟量输入模块和输出模块；位置输入模板；用于连接爆炸危险场合的输入模块和输出模块。2019/8/17控制科学与工程学院22.3.1数字量信号模块SM321数字量输入模块（DI）SM322数字量输出模块（DO）SM323数字量输入/输出模块（DI/DO）SM327数字量输入/可配置输入或输出模块SM374仿真模块2019/8/17控制科学与工程学院3数字量输入模块将现场过程送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲器等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。1.数字量输入模块(DI)数字量输入模块SM321有14种型号数字量输入模块可供选择，常用的有四种型号模块可供选择，即直流16点输入、直流32点输入、交流32（16）点输入、交流8点输入模块。表2-6SM321数字量输入模板技术参数2019/8/17控制科学与工程学院4SM321数字量输入模板技术特性技术特性直流16点输入模板直流32点输入模板交流8点输入模板交流16点输入模板输入点数1632832额定负载电压（V）DC24DC24负载电压范围（V）20.4～28.820.4～28.8额定输入电压（V）DC24DC24AC120AC120输入电压“1”范围（V）13～3013～3079～13279～132输入电压“0”范围（V）－3～＋5－3～＋50～200～20输入电压频率（Hz）47～6347～63隔离（与背板总线）方式光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器输入电流“1”信号（mA）77.5621最大允许静态电流（mA）1.51.514典型输入延迟（ms）1.2～4.81.2～4.82525背板总线最大消耗电流mA）25251629功率损耗（W）3.544.14.02019/8/17控制科学与工程学院5DI接口电路（直流）光电耦合器发光二极管限流电阻滤波电路外部用户接线1采用光电耦合器，防止强电干扰。3V5V2019/8/17控制科学与工程学院6输入信号处理电路光电耦合器降压电阻交流滤波电路外部用户接线直流滤波电路DI接口电路（交流）2019/8/17控制科学与工程学院7汇点式输入接线方式隔离式输入接线方式DI模板的外部接线方式2019/8/17控制科学与工程学院8直流16点数字量输入模板的端子接线图和框图直流供电汇点式光电隔离2019/8/17控制科学与工程学院9直流32点数字量输入模板的端子接线图和框图直流供电汇点式光电隔离2019/8/17控制科学与工程学院10图2-5直流32点数字量输入模块的内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院110123456701234567通道号绿色状态灯10987654321NMM背板总线接口N~~20191817161514131211NMMN~~(b)交流16点数字量输入模块SM321端子连接及电气原理图交流供电分组式整流、滤波光电隔离2019/8/17控制科学与工程学院12图2-6交流32点数字量输入模块的内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院13带硬件和诊断中断的直流16点数字量输入模板的端子接线图和框图2019/8/17控制科学与工程学院142.数字量输出模块(DO)数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，同时又隔离和功率放大的作用，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。按负载回路使用的电源不同，它可分为直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。按输出开关器件的种类不同，它又可分为晶体管输出方式、可控硅输出方式和继电器触点输出方式。数字量输出模块SM322有多种型号输出模块可供选择，常用模块的有8点晶体管输出、16点晶体管输出、32点晶体管输出、（8）16点可控硅输出、16点可控硅输出、8点继电器输出和16点继电器输出。2019/8/17控制科学与工程学院15SM322数字量输出模板技术特性技术特性8点晶体管16点晶体管32点晶体管16点晶闸管32点晶闸管8点继电器16点继电器输出点数816321632816额定电压（V）DC24DC24VDC24AC120AC120AC120AC230与总线隔离方式光耦合器输出组数4888828最大输出电流（A）0.50.50.50.5122短路保护电子保护熔断保护最大消耗电流（mA）6012020018427540100功率损耗（W）6.84.959252.24.52019/8/17控制科学与工程学院16SM322模块16点晶体管32点晶体管16点可控硅8点晶体管8点可控硅8点继电器16点继电器输出点数16321688816额定电压24VDC24VDC120VAC24VDC120/230VAC——额定电压范围20.4～28.8VDC20.4～28.8VDC93～132VAC20.4～28.8VDC93～264VAC——与总线隔离方式光耦光耦光耦光耦光耦光耦光耦“1”信号0.5A0.5A0.5A2A1A——最大输出电流“0”信号0.5mA0.5mA0.5mA0.5mA2mA——最小输出电流(“1”信号)5mA5mA5mA5mA10mA——触点开关容量—————2A2A阻性负载100Hz100Hz100Hz100Hz10Hz2Hz2Hz感性负载0.5Hz0.5Hz0.5Hz0.5Hz0.5Hz0.5Hz0.5Hz触点开关频率灯负载100Hz100Hz100Hz100Hz1Hz2Hz2Hz触点使用寿命—————106次106次短路保护电子保护电子保护熔断保护电子保护熔断保护——诊断——红色LED指示—红色LED指示——从背板总线80mA90mA184mA40mA100mA40mA100mA最大电流消耗从L+120mA200mA3mA60mA2mA——功率损耗4.9W5W9W6.8W8.6W2.2W4.5W数字量输出模块SM322的技术特性从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。2019/8/17控制科学与工程学院17电路可分为译码、控制逻辑、输出锁存、光电隔离和输出驱动五个部分光电耦合器发光二极管1限流电阻晶体管输出型每个输出点的最大带负载能力为0．75A(0.5A)，但是因为有温度上升的限制，每4点输出总电流不得大于1A(0．8A)(每点平均0.5(0．2A))。晶体管输出型的接口，其响应速度较快，从光电耦合器动作(或关断)到晶体管导通的时间为15μs以下。DO接口电路（晶体管输出型）2019/8/17控制科学与工程学院18光电耦合器双向晶闸管1压敏电阻5V高频滤波电路双向晶闸管输出型：每点最大带负载能力为0.5～1A，每4点输出总电流不得大于1.6～4A。双向晶闸管输出型的响应速度最快，从晶闸管门极驱动到双向晶闸管导通的时间为1ms以下DO接口电路（双向晶闸管或双向可控硅型）2019/8/17控制科学与工程学院19光电耦合器1压敏电阻稳压管V1既可防止继电器线圈过电压，同时可以抑制VT截止瞬间使继电器线圈上产生反向高压，从而保护VT以免反向击穿。继电器输出型接口在250VAC以下电路电压可驱动的负载能力为：纯电阻负载为2A/1点；感性负载为80VA以下(AC100V或AC200V)；灯负载为100W以下(AC100V或AC200V)。继电器输出型接口响应时间最慢，从输出继电器的线圈得电(或断电)到输出接点ON(或OFF)的响应时间均为10ms。DO接口电路（继电器输出型）2019/8/17控制科学与工程学院20汇点式输出隔离式输出DO模板的外部接线方式2019/8/17控制科学与工程学院21图2-732点数字量晶体管输出模块的内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院22绿色发光二极管显示输出状态，输出逻辑“1”时，二极管点亮光电隔离放大直流电源晶体管型输出模块设有反极性保护措施，输出具有短路保护功能，适用于驱动电磁阀和直流接触器。晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模块；32点数字量晶体管输出模板的端子接线图和框图2019/8/17控制科学与工程学院23图2-832点数字量晶闸管输出模块的内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院2432点数字量晶闸管输出模块的内部电路及外部端子接线图可控硅输出方式属于交流输出模块；适用于驱动交流电磁阀、接触器、电机启动器和灯。2019/8/17控制科学与工程学院250123456701234567通道号状态灯(绿色)10987654321L1M背板总线接口N~(b)SF5VSFM20191817161514131211L1MN~5VSFM故障显示灯(红色)16点晶闸管输出端子连接及电气原理图断线检测2019/8/17控制科学与工程学院26图2-916点数字量继电器输出模块的内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院2716点数字量继电器输出模板的端子接线图和框图继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。直流可以从24V到120V，交流可以从48V到230V，继电器触点容量与负载电压有关，电压越高，触点容量越低。2019/8/17控制科学与工程学院28SM323数字量输入／输出模板是在一块模板上同时具有数字量输入点和数字量输出点，有两种类型，一种是8点输入和8点输出模块，输入点和输出点均有一个公共端。另一种是16点输入（8点1组）和16点输出（8点1组）模块。I/O额定负载电压24VDC，输入电流为7mA，最大输出电流为0.5A，每组总输出电流4A。输入电压“1”信号电平为11～30V，“0”信号电平为－3～＋5V，I/O通过光耦与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为1.2～4.8ms。输出具有电子短路保护功能。3.数字量输入/输出模块(DI/DO)(SM323)2019/8/17控制科学与工程学院29DI8/DO8直流模板SM323的端子接线图和框图公共端8路输出8路输入公共端2019/8/17控制科学与工程学院30图2-10SM323DI16/DO16×24VDC/0.5A内部电路及外部端子接线图2019/8/17控制科学与工程学院31图2-11SM327DI8/DX8内部电路及外部端子接线图4.数字量输入/可配置输入或输出模块(SM327)2019/8/17控制科学与工程学院32SM374仿真模块的操作面板5.仿真模块(SM374)输入状态开关16个开关可进行输入信号仿真输出状态LED16个LED指示输出端的信号状态方式选择器用户可使用螺丝刀设定下列三种方式:-16个输入端(用于仿真16DI)-16个输出端(用于仿真16DO)-8个输入端和8个输出端(仿真8DI/8DO)•仿真模板用于在启动和运行时调试程序•通过开关仿真传感器信号•通过LED显示输出信号状态2019/8/17控制科学与工程学院332.3.2模拟量信号模块（AI／AO）1.SM331模拟量输入模块（AI）2.SM332模拟量输出模块（AO）3.SM334模拟量输入/输出模块（AI/AO）2019/8/17控制科学与工程学院341.SM331模拟量输入模块(AI)(1)功能：将控制过程中的模拟信号转换为PLC内部处理用的数字信号(2)基本结构：主要由A／D转换器、切换开关、恒流源、补偿电路、光隔离器及逻辑电路组成。SM331的输入通道有８个，每个通道即可测量电压信号也可以测量电流信号，且可以选用不同的量程。模拟量转换为数字量是顺序执行的，每个模拟量通道的输入信号是被依次轮流转换的。2019/8/17控制科学与工程学院35(3)SM331的扫描时间