西门子S7-1200 PLC的硬件包括中央处理器单元(CPU)、数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入/直流输出模块、数字量输入/交流输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、热电偶和热电阻模拟量输入模块、模拟量输入/直流输出模块、数字量输入信号板、数字量输出信号板、数字量输入/输出信号板、热电偶和热电阻模拟量输入信号板、模拟量输入信号板、模拟量输出信号板、RS 485模块、RS 232模块、RS 485信号板、RS 232信号板、电源模块等。下面对一些常用的硬件进行介绍。
1.中央处理器单元(CPU)
西门子S7-1200 PLC的CPU型号有CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C和CPU1217C，CPU可以扩展1块信号板，左侧可以扩展3块通信模块
PLC的接线
CPU模式按输出类型可分为继电器输出型(如CPU1214C，DC/DC/RLY)和晶体管输出型(如CPU1214C，DC/DC/DC)。继电器输出型不能发高速脉冲，否则输出口容易损坏。
(1)晶体管输出型CPU的接线。CPU1214C DC/DC/DC的接线图。该CPU工作电源为直流24V，数字量输入信号为直流24V。输出侧负载电源为直流5～30V，大电流为0.5A，另外集成有2路模拟量输入信号。
2)继电器输出型CPU的接线。图1-5所示为CPU1214C AC/DC/RLY的接线图。该CPU工作电源为交流220V，数字量输入信号为直流24V。数字量输出侧负载电源可为交流5～250V或直流5～30V范围，大电流为2A。另外集成有2路模拟量输入信号。
西门子S7-200总代理
3.数字量输入/直流输出模块
数字量输入/直流输出模块型号众多，SM1223 DI8X24V(DC),DQ8X24V(DC)模块的接线图。该模块需外接直流24V电源，带8个数字量输入信号，8个数字量直流输出信号。
4.模拟量输入模块
模拟量输入模块SM1231 AI4X13位。该模块需外接直流24V电源，可外接4路模拟量输入信号，信号可为标准电压或电流信号(差动)，可2路选为一组。信号范围为±10V、±5V、±2.5V或0～20mA。满量程范围为-27648～27648。精度为12位+符号位。
5.热电阻模拟量输入模块
热电阻模拟量输入模块SM1231 4×16位的接线图。该模块需外接直流24V电源，可外接4路热电阻信号，可外接铂(Pt)、铜(Cu)、镍(Ni)、LG-Ni或电阻。
PLC是在继电接触控制和计算机控制的基础上发展起来的一门应用技术，是一种专用于工业现场的智能控制器。因此，要学好PLC，掌握PLC应用技术，必然要涉及电气技术、计算机硬件和软件技术、工业通信网络技术等知识。
1.1 电气技术基础
电器是对电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的工具之总称，如开关、熔断器、变阻器等。
为了便于讨论、突出共性，通常把能够按照外界指定信号手动或自动地接通和断开电路，实现对电路控制的电器称为控制电器，如熔断器、开关等。
很显然，由控制电器的定义可知，其功能是接通或断开电路；且其功能与外界指定的信号有关。外界指定信号对控制电器的作用即为控制电器的输入；控制电器对电路的通、断功能即为控制电器的输出。控制电器的输出只有通、断两种状态，其输入也只能有两种状态。因此，控制电器是一种双态元件。我们把控制电器接通电路的状态记作输出置“l”状态，断开电路记作输出置“0”状态，则控制电器可以被看成一种逻辑元件。
控制电器按动力的不同，分为自动控制电器和非自动控制电器两类。例如，刀开关由人力直接操作，属于非自动控制电器；接触器由电磁力操作，则属于自动控制电器。
按控制电器工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。
1.1.1 接触器
接触器是利用电磁吸力的作用使主触点接通或断开电动机电路或其他负载电路的控制电器。用它可以实现频繁的远距离操作，它具有比工作电流大数倍的接通和分断能力。接触器主要的用途是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。因此，它是电力拖动控制系统中重要也是常用的控制电器。
接触器按主触头流过电流的性质分为交流接触器和直流接触器。
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接触器的结构及工作原理
电磁式接触器包括以下几部分，
（1）触点
触点有主触点和辅助触点之分。主触点尺寸较大，并附有灭弧装置，接在主电路中，用于控制主电路通断；辅助触点用于控制辅助电路的通断，通过的电流较小。
主触点用来接通和分断被控电路。触点由动触点与静触点构成，其结构型式主要有桥式触点和指形触点，
为了使动、静触点接触紧密，减小接触电阻，在触点上装有弹簧以增加触点间的压力。桥式触点有两个断口，增加了断弧距离，利用触头回路产生的电动力拉长电弧，使电弧易于熄灭。指形触点在动、静触点的接触过程中有一个滚动过程，可使触点表面的氧化层脱落，所以接触电阻小，可以通过较大的电流。
触点按其动作状态可分为常开触点和常闭触点。常开触点是指在其线圈不通电状态下，该接点是断开状态，当其线圈通电时，该接点就闭合。故常开接点又称动合接点。另一种是常闭触点，指线圈在不通电状态是闭合的，当其线圈通电时，该接点断开。常闭接点又称动断接点。
（2）灭弧
当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过10～12V或电流超过100mA，此时两个触点之间将产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。所谓气体放电，就是气体中大量带电质点做定向运动。若触点分离瞬间触点间形成很强的电场强度，就会引起冲撞电离，甚至产生热电子发射和热电离，产生电子流，从而形成电弧。电弧可能灼伤触点表面，甚至使触点熔焊而不能正常工作。
为减少电弧的危害，常采用灭弧装置，使电弧迅速熄灭。在直流接触器中常在主触点电路中串入吹弧线圈，形成磁吹式灭弧装置，如图1-3所示；在交流接触器中常采用桥式触头的电动力灭弧及灭弧罩、灭弧栅、多点灭弧等。
在实际应用中，对频繁操作的交流接触器一般也采用直流电磁机构。为了克服吸合瞬间电磁吸力的不足，通常采用双线圈形式。2.接触器的型号
目前我国常用的交流接触器主要有CJ20、CJX1、CFX2、CJ12和CJ10等系列，引进产品应用较多的有德国BBC公司制造技术生产的B系列、德国SIEMENS公司的3TB系列、法国TE公司的LC1系列、罗克韦尔自动化公司的Bulletin 100-C/104-C接触器等。
CJ20、CJX接触器型号的含义如下：
CJl0、CJ12系列是早期全国统一设计的系列产品。CJ20系列交流接触器是全国统一设计的新型接触器，主要适用于交流50Hz、电压660V及以下、电流630A及以下的电气线路中，结构型式为直动式、立体布置、双断点结构。CJ20—63型及以上的交流接触器采用压铸铝底座，并以增强耐弧塑料底板和高强度陶瓷灭弧罩组成三段式结构。全系列接触器结构紧凑，便于检修和更换线圈。触头系统的动触桥为船形结构，因而具有较高的强度和较大的热容量。静触头选用型材并配以铁质引弧角，使之既具有形状的稳定性又便于电弧向外运动。触头材料选用银氧化镉，具有较高的抗熔焊和耐电磨损的性能。灭弧罩分纵缝式和栅片式两种。采用双线圈的U形铁心，气隙置于静铁心底部中间位置，使之释放可靠。辅助触头在主触头的两侧，采用无色透明聚碳酸脂做成的封闭式结构，以防灰尘侵入，确保接触良好。图1-10为CJ20-63型交流接触器的结构示意图。CJ20接触器的吸引线圈电压有36V、127V、220V、380V四个等级，吸合电压为80%～110%UN，当电压小于75%UN时释放。
B 系列交流接触器是我国接触器主要生产厂引进德国 BBC 公司技术生产的。其特点是，采用倒装式结构，即磁系统在前面而触头系统紧靠安装面，使吸引线圈更换方便，并缩短了主触头接线；通用件和附件多，接触器的零部件大都通用，可以配装气囊式继电器、机械联联锁、自锁继电器等；具有可拆卸的触头，其数量可根据需要配置，多可配置 8 对触头。目前国产的CJX1和CJX2系列小容量交流接触器也具有上述特点。联锁、自锁继电器等；具有可拆卸的触头，其数量可根据需要配置，多可配置 8 对触头。目前国产的CJX1和CJX2系列小容量交流接触器也具有上述特点。
3.接触器的主要技术指标
① 额定电压。接触器铭牌标注的额定电压是指主触点上的额定电压。常见的电压等级有：
直流接触器 220V、440V、660V。
交流接触器 220V、380V、500V。
② 额定电流。指主触点的额定电流。其中：
直流接触器 25A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。
交流接触器 5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A。
③ 线圈的额定电压。通常的电压等级有：
直流线圈 24V、48V、220V、440V。
交流线圈 36V、127V、220V、380V。
④ 额定操作频率；指每小时接通次数。4.接触器的选用原则
选用接触器可按下列步骤进行：
① 根据负载性质确定工作任务类别。一般交流负载用交流线圈的交流接触器，直流负载用直流线圈的直流接触器，但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器。
② 根据类别确定接触器系列。
③ 根据负载额定电压确定接触器的额定电压，一般二者相等。
④ 根据负载电流确定接触器的额定电流，并根据实际条件加以修正。例如，当接触器安装在箱柜内时，由于冷却条件变差，电流要降低70%～20%使用；当接触器工作于长期工作制，通电持续率不超过40%时，若敞开安装，电流允许提高10%～25%，若箱柜安装，允许提高5%～10%。
⑤ 选定吸引线圈的电压。
⑥ 根据负载情况复核操作频率，看是否在额定范围之内。
1.1.2 继电器
继电器是一种根据特定形式的输入信号（如电流、电压、转速、时间、温度等）的变化而动作的自动控制电器。它与接触器不同，主要用于反应控制信号，其触点通常接在控制电路中。一般来说，继电器由承受机构、中间机构和执行机构三部分组成。承受机构反映继电器的输入量，并传递给中间机构，将它与预定的量（即整定值）进行比较，当达到整定值时（过量或欠量），中间机构就使执行机构产生输出量，从而闭合或分断电路。
