1.5.1 S7-200系列PLC简介

1. S7系列PLC

S7系列PLC是西门子生产的可编程控制器，它包括小型机（S7-200、S7-1200系列）、中大型机（S7-300C、S7-300和S7-400系列）。S7系列PLC如图1-17所示，图中的LOGO！为智能逻辑控制器。

2. S7-200 系列PLC

S7-200系列PLC是S7系列中的小型系列PLC，常用在小型自动化设备中。根据使用的CPU模块不同，S7-200 系列PLC可分为CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型，除CPU221无法扩展外，其他类型都可以通过增加扩展模块来增加功能。

（1）外形尺寸

S7-200系列PLC外形尺寸如图1-18所示，图中6DI/4DO表示有6个数字量输入端和4个数字量输出端。

（2）硬件与端子介绍

由于S7-200系列PLC型号较多，下面以S7-224CN（即CPU224）为例进行说明。S7-224CN 的硬件与端子如图1-19所示，从图中可以看出，其端子主要有模拟量输入和输出端子（AI&AO）、输出端子（数字量）、输入端子（数字量）、电源端子、24V直流源输出端子（供给外部传感器）、通信接口和扩展模块电缆连接端子，另外还有拨码开关及内置模拟量调节旋钮。

（3）技术规范

S7-200系列PLC技术的规范见表1-3。

1.5.2 S7-200 PLC的接线与输出保护电路

1. 接线

PLC的接线包括电源接线、输入端接线和输出端接线，这三种接线的具体形式可从S7-200 PLC型号看出来，例如CPU221DC/DC/DC型PLC采用直流电源作为工作电源，输入端接直流电源，输出端接直流电源（输出形式为晶体管）；CPUAC/DC/继电器型PLC采用交流电源作为工作电源，输入端接直流电源，输出形式为继电器，输出端接直流、交流电源均可。

S7-200 PLC接线时要注意以下规律。

① 工作电源有直流电源供电和交流电源供电两种方式。

② PLC输出形式有继电器输出、晶体管（场效应管或三极管）输出和晶闸管输出。对于继电器输出形式，负载接交流电源或直流电源均可；对于晶体管输出形式，负载只能接直流电源；对于晶闸管输出形式，负载只能接交流电源。

③输入端可接外部提供的24V直流电源，也可接PLC本身输出的24V直流电压。

（1）DC/DC/DC接线

图1-20为CPU 221 DC/DC/DC型PLC的接线图。该型号PLC的电源端子L+、M接24V的直流电源；输出端负载一端与输出端子0.0～0.3连接，另一端连接在一起并与输出端直流电源的负极和M端连接，输出端直流电源正极接L+端子，输出端直流电源的电压值由输出端负载决定；输入端子分为两组，每组都采用独立的电源，第一组端子（0.0～0.3）的直流电源负极接端子1M，第二组端子（0.4、0.5）的直流电源负极接端子2M；PLC还会从电源输出端子L+、M输出24V直流电压，该电压可提供给外接传感器作为电源，也可作为输入端子的电源。

图1-21为CPU 226 DC/DC/DC型PLC的接线图，从图中可以看出，它与CPU221DC/DC/DC型PLC的接线方法基本相同，区别在于CPU226 DC/DC/DC输出端采用了两组直流电源，第一组直流电源正极接1L+端，负极接1M端，第二组直流电源正极接2L+端，负极接2M端。

（2）AC/DC/继电器接线

图1-22（a）为CPU 221 AC/DC/继电器型PLC的接线图。该型号PLC的工作电源采用120V或240V交流电源供电，该电源电压允许范围为85～264V，交流电源接在L1、N端子上；输出端子分为两组，采用两组电源，由于采用继电器输出形式，故输出端电源既可为交流电源，也可为直流电源，当采用直流电源时，电源的正极分别接1L、2L端，采用交流电源时不分极性；输入端子也分为两组，采用两组直流电源，电源的负极分别接1M、2M端。

如果使用的输入端子较少，也可让PLC输出的24V直流电压为输入端子供电。在接线时，将1M、M端接在一起，L+与输入设备的一端连接，具体如图1- 22（b）所示。

图1-23为CPU 226 AC/DC/继电器型PLC的接线图，它与CPU 221 AC/DC/继电器型PLC的接线方法基本相同。

（3）S7-200 CPU与扩展模块的总接线

S7-200 CPU与扩展模块在交流电源中的总接线如图1-24（a）所示，在直流电源中的总接线如图1-24（b）所示，从图1-24（b）中可以看出，直流电源是由AC/DC变换器将交流电源转换而来的。

2. 输出端保护电路

当PLC的输出端接感性负载（如线圈）时，在端子内部器件断开时线圈会产生很高的反峰电压，易击穿端子内部器件。为了安全起见，可在输出端接感性负载时接保护电路。

（1）直流感性负载保护电路

当PLC输出端接直流感性负载时，如图1-25所示，可在负载两端并联保护二极管或RC元件来吸收反峰电压。

对于晶体管或继电器输出型PLC，可在感性负载两端并联保护二极管，这里以图1-25（a）为例进行说明，当晶体管由导通转为截止时，感性负载两端立刻产生很高的左负右正反峰电压，该电压通过电源加到晶体管两端，易击穿晶体管，并联保护二极管（如1N4001）后，感性负载两端的反峰电压使二极管导通，反峰电压迅速降低。如果需要提高晶体管的关断速度，可在保护二极管两端再串联一个稳压二极管，如图1-25（b）所示，对于继电器输出型PLC，也可在感性负载两端并联RC元件，如图1-25（c）所示，反峰电压会对RC元件充电而迅速降低。

（2）交流感性负载保护电路

当PLC输出端接交流感性负载时，可接RC元件或峰值抑制器（如压敏电阻）来吸收峰值电压，如图1-26所示。在输出端子内部器件断开时，感性负载两端也会产生峰值电压（其极性不定），若峰值电压与交流电源极性一致，两者会叠加作用于输出端子内部开关器件，易将其损坏，如果采用图1-26所示的方式并联RC元件和压敏电阻，感性负载产生的瞬时峰值电压会对RC元件充电而降低，也可能击穿压敏电阻而泄放高压。