第2章 西门子PLC硬件系统

2.1 西门子PLC的主机

西门子公司为了满足用户的不同要求，推出了多种PLC产品，每种PLC产品可构成的控制系统的硬件结构有所不同，这里主要以西门子常见的S7系列PLC（包括S7-200系列、S7-200 SMART系列、S7-300系列和S7-400系列）为例进行介绍。

西门子PLC的硬件系统主要包括PLC主机（CPU模块）、电源模块（PS）、信号模块（SM）、通信模块（CP）、功能模块（FM）、接口模块（IM）等部分，如图2-1所示。

PLC主机是构成西门子PLC硬件系统的核心单元，由于其包括了负责执行程序和存储数据的微处理器，所以也称为CPU（中央处理器）模块。

西门子各系列PLC主机的类型和功能各不相同，且每一系列的主机又都包含多种类型的中央处理器（CPU），以适应不同的应用要求。

2.1.1 S7-200 SMART系列PLC的主机（CPU模块）

S7-200 SMART 是一款性价比高的小型PLC产品。该系列PLC具有结构紧凑、组态灵活、功能强大的指令集等特点和优势，可实现小型自动化应用控制。

S7-200 SMART系列PLC的主机（CPU模块）将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个结构紧凑的外壳中形成功能强大的 Micro PLC。下载用户程序后，CPU将包含监控应用中的输入和输出设备所需的逻辑。

S7-200 SMART系列PLC的主机包括标准型和经济型两种。其中，标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O 规模有较大需求、逻辑控制较为复杂的应用；经济型CPU模块直接通过单机本体满足相对简单的控制需求。

标准型CPU主机型号主要有CPU SR20/SR30/SR40/SR60、CPU ST20/ST30/ST40/ST60，经济型CPU主机型号主要有CPU CR40/CR60，如图2-2所示。

西门S7-200 SMART系列PLC中，不同型号的CPU具有不同的规格参数，如表2-1所列。

2.1.2 S7-200系列PLC的主机（CPU模块）

西门子S7-200系列PLC的主机将CPU、基本输入/输出和电源等集成封装在一个独立、紧凑的设备中，从而构成了一个完整的微型PLC系统。因此，该系列的PLC主机可以单独构成一个独立的控制系统，并实现相应的控制功能。

西门子S7-200系列PLC主机的CPU包括多种型号，主要有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP/CPUXPsi和CPU226等，如图2-3所示。

西门子S7-200系列PLC中，不同型号的CPU具有不同的规格参数，如表2-2所列。

2.1.3 S7-300系列PLC的主机（CPU模块）

西门子S7-300系列PLC采用模块式结构，有多种不同型号的中央处理器（CPU）模块，不同型号的CPU模块有不同的性能，如有些模块集成了数字量和模拟量的I/O端子，有些则集成了现场总线通信接口（PROFIBUS）。

西门子S7-300系列PLC常见CPU型号主要有CPU313、CPU314、CPU315/CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU312IFM、CPU312C、CPU313C和CPU315F等，如图2-4所示。

西门子S7-300系列PLC中，不同型号的CPU具有不同的规格及应用特点，如表2-3所列。

2.1.4 S7-400系列PLC的主机（CPU模块）

西门子S7-400系列PLC采用大模块结构，一般适用于对可靠性要求极高的大型复杂的控制系统。

西门子S7-400系列PLC常见的CPU型号主要有CPU412-1、CPU413-1/413-2、CPU414-1/414-2DP和CPU416-1等，如图2-5所示。

西门子S7-400系列PLC中，不同型号的CPU具有不同的规格参数，如表2-4所列。