每块CPU模块内可以安装1块信号板（Signal Board，SB），安装后不会改变CPU模块的外形和体积。可以选择添加具有1路模拟量输入或输出的信号板、具有2路开关量输入/2路开关量输出的信号板、提供RS485/RS232接口的通信扩展板或者用于实时时钟长期备份的电池板。
3．信号模块
信号模块（SM）包括数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块。数字量输入模块、数字量输出模块合称为I/O模块或开关量模块DI/DQ，模拟量输入模块、模拟量输出模块合称为AI/AQ模块。PLC多可扩展6个信号模块。
信号模块是CPU联系外部现场设备的桥梁。输入模块用来采集与接收各种输入信号，如接收从按钮、开关、继电器等传来的数字量输入信号和各种变送器提供的电压、电流信号，以及热电阻、热电偶等信号。
输出模块用来控制现场的各种控制设备，如接触器、继电器、电磁阀等数字量控制以及调节阀、变频器等模拟量控制。
CPU模块内部工作电压一般是DC 5V，为防止外部的尖峰电压和干扰噪声损害CPU模块，在信号模块中，常用光电隔离或继电器等器件隔离PLC内部电路与外部的输入、输出电路。
4．通信扩展模块
S7-200 SMART PLC可以通过EM DP01通信扩展模块实现PROFIBUS DP通信。
5．精简系列面板
S7-200 SMART PLC支持Comfort HMI、SMART HMI、Basic HMI和Micro HMI。
6．编程软件
STEP7-Micro/WIN SMART是西门子公司专门为S7-200 SMART PLC设计的编程软件，它为用户提供了一个友好的环境，供用户开发、编辑和监视控制应用所需的逻辑。
STEP7-Micro/WIN SMART提供3种程序编辑器（LAD、FBD和STL），用于方便高效地开发适合用户应用的控制程序。
为帮助用户找到所需信息，STEP7-Micro/WIN SMART提供了内容丰富的在线帮助系统。
1.2.2 CPU模块
CPU模块有多种型号，它们提供了各种各样的特征和功能，这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。
S7-200 SMART V2.3 CPU系列包含12种型号，分属2条产品线：紧凑型产品线和标准型产品线。CPU标识符的首字母指示产品线，紧凑型用“C”表示，标准型用“S”表示。标识符的第2个字母指示交流电源／继电器输出（R）或直流电源／直流晶体管（T）。标识符中的数字用于指示板载数字量I/O点数。
新的紧凑型号由小写字符“s”（串行端口）后加I/O点数指示。
PLC的硬件是标准化的，加之PLC的产品已系列化，功能模块品种多，可以灵活组成各种不同大小和不同功能的控制系统。2.可靠性高
微机功能强大但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度的变化，都可能导致一般通用微机不能正常工作；传统的继电器—接触器控制系统抗干扰能力强，但由于存在大量的机械触点（易磨损、烧蚀）而寿命短，系统可靠性差。PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高，从实际使用情况来看，PLC控制系统的平均无故障时间一般可达40000～50000h。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，能适应各种强烈干扰的工业现场，并具有故障自诊断能力。3.维护方便
PLC的接口按工业控制的要求设计，有较强的带负载能力（输入输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连），接口电路一般亦为模块式，便于维修更换。有的PLC甚至可以带电插拔输入输出模块，可不脱机停电而直接更换故障模块，大大缩短了故障修复时间。4.功能强
PLC除了具备逻辑运算、定时、计数等基本功能外，还具备模拟信号采集、运动控制、通信联网等功能。5.编程简单
PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简单指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要专门的计算机知识和语言，具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用编程软件，可方便地查看、编辑、修改用户程序。6.设计、施工、调试周期短
西门子KP700触摸屏
浔之漫智控技术（上海）有限公司
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用继电器—接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出电气元器件的布置和接线图等，再进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其靠软件实现控制，硬件线路非常简洁，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了硬接线来实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，缩短了施工周期。
和继电器控制系统相比，PLC具有修改程序就能改变控制功能的优点，但是在进行简单控制时，成本较高。另外，利用单片机也能实现自动控制PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1.离散行业自动化
数字量的逻辑控制是PLC基本、广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机控控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、装订机械、组合机床、磨床、包装生产线和电镀流水线等，。2.过程控制工业
在工业生产过程当中，有许多连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、液位和速度等。为了使PLC处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A-D转换及D-A转换。
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。PLC的新产品都基本具有以太网接口，通信非常方便。
PLC的基本组成
从图1-6可以看出，PLC内部主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、通信接口和拓展接口等组成。
中央处理器
中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连接。与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作。用户程序和数据事先存入存储器中，当PLC处于运行方式时，CPU按循环扫描方式执行用户程序。
2.存储器
存储器用于完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。3.输入接口
输入接口用来进行输入信号的隔离滤波及电平转换；输入单元接口是PLC获取控制现场信号的输入通道。输入接口电路由滤波电路、光电隔离电路和输入内部电路组成
4.输出接口
输出接口用来对PLC的输出进行放大及电平转换，驱动控制对象。输出接口电路由输出锁存器、电平转换电路及输出功率放大电路组成。PLC功率输出电路有3种形式：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。5.通信接口
每个S7-300/400 PLC均支持MPI协议。不必添加CP（通信处理器）便可将S7设备连接至MPI网络，
PLC的工作原理
PLC系统通电后，首先进行内部处理，包括：①系统的初始化，如设置堆栈指针，工作单元清零，初始化编程接口，设置工作标志及工作指针等；②工作状态选择，如编程状态、运动状态等。PLC系统工作过程对用户编程来说影响不大，但是PLC在运行用户程序时的工作过程对于用户编程者来说关系密切，务必引起用户编程人员注意。
严格地讲，一个扫描周期主要包括：为保障系统正常运行的公共操作占用时间，系统与外界交换信息占用时间及执行用户程序占用时间三部分。对于用户编程者来说，没有必要详细了解PLC系统的动作过程，但务必了解PLC在运行状态执行用户指令的动作过程。
PLC在运行状态执行用户指令的动作过程可分为3个时间段。阶段是输入信号采样阶段；第二阶段是用户指令执行阶段；第三阶段是结果输出阶段。
PLC的阶段和第三阶段动作是处于屏蔽状态的，即在此时，PLC的输入口信息即使变化，输入数据寄存器的内容也不会改变，输出锁存器的动作也不会改变。
结果输出阶段也叫输出刷新（Q刷新）阶段，当PLC指令执行阶段完成后，输出映像存储器的状态将成批输出到输出锁存寄存器中，输出锁存寄存器对应着PLC硬件的物理输出点，这时才是PLC的实际输出。在Q刷新时，PLC对阶段和第二阶段是处于屏蔽状态的。
输入刷新、程序执行及输出刷新构成PLC用户程序的一个扫描周期。PLC内部设置了监视定时器（平时说的看门狗），用来监视每个扫描周期是否超出规定的时间，一旦超过，PLC就停止运行，从而避免了由于PLC内部CPU出现故障使程序运行进入死循环。
1.2.3 PLC的编程语言1.梯形图（Ladder Diagram，LAD）
梯形图是使用多的PLC编程语言。因与继电器电路很相似，具有直观易懂的特点，很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，特别适合于数字量逻辑控制。
西门子S7-300/400 PLC的存储区可以分为装载存储区、工作存储区和系统存储区。1.装载存储器
装载存储器用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据（组态、连接和模块参数等）。有的CPU集成装载存储器，有的可以用微存储器卡（Multi-Media Card，MMC）来扩展，CPU 31xC的用户程序只能装入插入式的MMC。断电时数据保存在MMC存储器中，数据块的内容基本上保留。
