SIMATIC S7-300系列PLC是针对中小型控制系统而设计的中型PLC，采用模块化、无风扇结构，一般适用于I/O点数为1000点左右的集中或分布式中小型控制系统。典4.SIMATIC新一代的PLC S7-1200

S7-1200 PLC是西门子开发的新产品，实现了模块化和紧凑型设计，可完成简单逻辑控制、逻辑控制、HMI（人机界面）和网络通信等任务。它可扩展性强、灵活度高，具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的应用功能。S7-1200的性能介于S7-200和S7-300之间，其编程软件由博途（TIA PORTAL）完成。5.SIMATIC S7-400系列PLC

SIMATIC S7-400系列PLC是针对大中型控制系统而设计的大型PLC，采用模块化、无风扇结构，一般适用于I/O点数为10000点左右的自动化控制系统。SIMATIC S7-400系列PLC还包括H（冗余）系统和F（故障安全）系统，如S7-400H PLC、S7-400F PLC等

SIMATIC S7-300/400系列PLC的编程软件为STEP 7，中英文新版本为STEP 7 V5.6 SP1，多语言版为STEP 7 V5.6 SP1及SIMATIC STEP 7 Professional 2017 SR1。6.SIMATIC S7-1500

SIMATIC S7-1500 PLC是SIMATIC S7-300/400 PLC的升级版。S7-1500 PLC借助于西门子新一代框架结构的TIA（Totally Integrated Automation）博途平台，采用统一的工程组态和软件环境，通过添加不同领域的软件，进行自动化系统的组态、编程、调试，方便轻松、快速地进行互连互通，真正达到了控制系统的全集成自动化。

S7-200 SMART是微型的PLC，S7-300是中型PLC，S7-400是大型PLC，S7-1200是小型PLC，S7-1500是中型和大型的PLC，目前S7-1200和S7-1500具有广大的应用前景。

SIMATIC S7-300系列PLC采用配置灵活的模块化结构，SIMATIC S7-300系列PLC的逻辑结构。系统以中央处理单元（CPU）为核心，通过背板总线（BUS）与输入信号模块、输出信号模块、功能模块、通信处理器模块、接口模块及其他模块共同组成完整的PLC应用系统。

1.机架（Rack）

机架用于安装和连接PLC的所有模块，CPU所在机架为主机架，如果主机架不能容纳控制系统的全部模块，可以增设一个或者多个扩展机架。2.中央处理单元（CPU）

与一般计算机一样，中央处理单元（CPU）是PLC的核心，它按PLC系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作，其主要任务有：为背板总线提供5 V电源；通过输入信号模块接收外部设备信息；存储、检查、校验和执行用户程序；通过输出信号模块送出控制信号；通过通信处理器或自身的通信接口与其他设备交换数据；进行故障诊断等。

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数字量输出模块有8点、16点、32点和64点几种，有继电器（适用于感性及交流负载）、晶体管（适用于直流负载）和晶闸管（适用于交流及直流负载）3种输出形式，可连接的外部负载电压等级有DC 24 V、AC 120 V、DC/AC 24/48 V、DC 48～125 V、AC 120/230 V、DC 120 V、AC 230 V等多种，可根据信号类型进行选择。S7-300系列PLC的数字量输出模块型号以“SM 322”开头。例如，SM 322 DO 8×Rel. AC 230 V是一块额定负载电压为交流230 V，具有8个输出点的继电器输出型数字量输出模块。

S7-200 SMART PLC有3种信号板，分别为模拟量输入/输出信号板、数字量输入/输出信号板和RS-485/RS-232信号板。

模拟量输入信号板型号为SB AE01，1点模拟量输入，输入量程有±10V、±5V、±2.5V或0～20mA四种，电压模式的分辨率为11位+符号位，电流模式的分辨率为11位，对应的数据字范围为-27648～27648；模拟量输出信号板型号为SB AQ01，1点模拟量输出，输出量程为±10V或0～20mA，对应数据字范围为±27648或0～27648。

数字量输入/输出信号板型号为SB DT04，为2点输入/2点输出、晶体管输出型，输出端子每点多额定电流为0.5A。

RS-485/RS-232信号板型号为SB CM01，可以组态RS-485或R-S232通信接口。

（4）模拟量扩展模块

模拟量扩展模块为主机提供了模拟量输入输出功能，适用于复杂控制场合。它通过自带连接器与主机相连，并且可以直接连接变送器和执行器。模拟量扩展模块通常可以分为3类，分别为模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量输入/输出混合模块。

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。

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。

需要说明的是，输入映像寄存器中的数值只能由外部信号驱动，不能由内部指令改写；输入映像寄存器有无数个常开和常闭触点供编程时使用，且在编写程序时，只能出现输入继电器触点，不能出现线圈。

PLC工作原理的理解　下面将对PLC工作原理的理解加以说明，等效电路

（2）内部标志位存储器（M）

内部标志位存储器在实际工程中常称作辅助继电器，其作用相当于继电器控制电路中的中间继电器，它用于存放中间操作状态或存储其他相关数据。内部标志位存储器在PLC中无相应的输入、输出端子对应，辅助继电器线圈的通断只能由内部指令驱动，且每个辅助继电器都有无数对常开、常闭触点供编程使用。辅助继电器不能直接驱动负载，它只能通过本身的触点与输出继电器线圈相连，由输出继电器实现终的输出，从而达到驱动负载的目的。

（3）特殊标志位存储器（SM）

有些内部标志位存储器具有特殊功能或用来存储系统的状态变量和有关控制参数和信息，这样的内部标志位存储器被称为特殊标志位存储器。它用于CPU与用户之间的信息交换。

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西门子KP300面板

（4）顺序控制继电器存储器（S）

顺序控制继电器用于顺序控制（也称步进控制），与辅助继电器一样也是顺序控制编程中的重要编程元件之一，它通常与顺序控制继电器指令（也称步进指令）联用以实现顺序控制编程。

CPU运算相关结果存放在模拟量输出映像寄存器中，将1个字长（16位）的数字量信号通过D/A（数模转换）转换为模拟量输出信号，用以驱动外部模拟量控制设备。和模拟量输入映像寄存器一样，模拟量输出映像寄存器中的数值也为只读值，且模拟量输出映像寄存器的地址也必须使用偶数字节地址来表示，如AQW2、AQW4等，地址编号范围为：AQW0～AQW110。 数据区存储器的地址格式

存储器由许多存储单元组成，每个存储单元都有唯一的地址，在寻址时可以依据存储器的地址来存储数据。数据区存储器的地址格式有如下几种。

① 位地址格式　位是小的存储单位，常用0、1两个数值来描述各元件的工作状态。当某位取值为1时，表示线圈闭合，对应触点发生动作，即常开触点闭合、常闭触点断开；当某位取值为0时，表示线圈断开，对应触点发生动作，即常开触点断开、常闭触点闭合。