一、S7-200 数字量I/O接线图

不同型号CPU输入/输出接线

图1. CPU SR20接线图

图2. CPU SR40接线图

图3. CPU CR40接线图

图4. CPU ST40接线图

图5. CPU SR60接线图

图6. CPU ST60接线图

数字量输入接线

图7. 漏型输入接法 图8. 源型输入接法

大多数输入均属于此类，ST CPU的I0.0至I0.3端口能够接受5至24伏特的电压输入，同时ST20/30型号的I0.6和I0.7端口同样支持这一电压范围的输入。具体信息请参照下表。

S7-200型PLC的数字量输入端采用双向二级管设计，既可连接成漏型电路（如图7所示），也可连接成源型电路（如图8所示），只需确保每组连接方式保持一致即可。

在数字量输入电路的设计中，核心在于建立电流回路。输入端可以按照组别连接到不同的电源，而这些电源之间无需相互关联。

数字量输出接线

图9. 源型输出 图10. 继电器输出

晶体管输出只能配置为源型输出（参见图9），不可设置为漏型输出，其输出电压为24伏特。

该继电器输出端由若干个节点组成，这些节点共享一个公共端子，能够适配交流电或直流电，其电压范围最高可达220伏特。

接入24V/110V/220V的交流或直流信号是允许的，但必须确保同一组输出连接相同电压，即一组输出共用一个公共端，例如1L或2L。对于微弱信号，特别是低于5V的信号，用户需自行检验其输出是否稳定可靠。当继电器输出端（参见图10）连接直流电源时，公共端可以连接正极或负极。

在数字量输出电路的设计中，核心在于构建电流回路。输出端可以按组连接到不同的电源，而这些电源之间无需相互关联。

1代表传感器电源输出

常问问题

能否有一种设备，其同一模块的数字量输入端口，能够同时接受NPN和PNP两种类型的信号？

不允许，由于NPN与PNP两种信号类型在DI端构成的电路中，DI点的电流流向相反，类似地，M点的电流流向亦相反，如图7和图8所示，其中NPN与PNP电路的电流流向差异清晰可见。若将这两种信号接入同一M端，M端将出现两种不同的电流流向，这显然是不恰当的。鉴于此，同一模块的DI输入端不应同时接入NPN和PNP两种信号类型的设备。

2、DO分成晶体管和继电器两种类型，它们的区别是什么？

继电器的承载电流较晶体管为高，然而，其输出频率受机械结构影响，无法达到较高速度，并且机械结构的使用寿命也存在一定限制。相较之下，晶体管的承载电流较小，但输出频率较高，适用于高速脉冲信号的输出，且不受机械寿命的约束。

3、S7-200 CPU数字量输出可以接漏型的设备吗？

不允许使用，S7-200中央处理单元及其扩展部件的数字输出端仅能连接至24伏电压的源极型设备，也就是指具有集电极开路特性的PNP型设备。

S7-200系列中的I/O扩展模块，其DIAG指示灯为何呈现红色闪烁状态？

数字量扩展模块的DIAG指示灯之所以呈现红色闪烁状态，根本原因在于24V直流供电电源的缺失。为了明确具体的错误原因，建议查阅CPU的相关信息。关于如何查看CPU信息，请参考硬件诊断指南或诊断方法示例。

当I/O扩展模块未接收到24V直流电源供应时，所有通道的指示灯将呈现红色闪烁状态。建议您仔细检查模块的接线图，特别是注意那些包含两排端子的供电端部分，确保供电接线准确无误。以EM DR32为例，正确的接线方法可参照下方的图示。

图11. EM DR32接线图

S7-200 开关量输出的典型抑制电路

S7-200在驱动感性负载的开关量输出过程中，必须安装抑制电路。这种电路能有效遏制开关量输出断电时感应电压的急剧上升，从而保障输出端的稳定，同时避免因切断感性负载而产生的高压对CPU造成损害或引发内部固件错误。

此外，抑制电路能够有效遏制关断感性负载时产生的电磁干扰。若安装一个外部抑制电路，并将其跨接在负载两端，同时确保其位置靠近负载，则对减少电磁干扰效果最佳。

S7-200型晶体管输出模块内置了抑制回路，这一回路能够充分应对多数应用场景中感性负载的需求。

继电器输出的触点适用于直流和交流负载，因此并未配备内部防护措施。

请注意，抑制电路的实际效用需根据具体的使用场景来确定，对此必须进行相应的测试，以确保其与您的特定应用相匹配。

表1展示了开关直流感性负载中，晶体管或继电器所输出的典型抑制电路。

开关交流感性负载的继电器输出的典型抑制电路见表2所示：

二、S7-200 模拟量模块接线图

1、普通模拟量模块接线

模块类型涉及模拟量，具体分为三种：常规模拟量模块、热电阻模块以及热电偶模块。

这种通用模拟量模块具备捕捉规范电流与电压波形的能力。具体而言，电流信号涵盖了0至20毫安和4至20毫安两种类型，而电压信号则包含了+/-2.5伏特、+/-5伏特以及+/-10伏特这三种规格。

注意：

S7-200的CPU常规模拟量通道的数值区间为0至某个特定值，或者为负某个特定值。

图1展示了普通模拟量模块的接线端子布局，其中每个模拟量通道均配备了两个接线端子。

图1、模拟量模块接线

模拟量电流和电压信号，依据所使用的模拟量仪表或设备线缆数量，可划分为四线制、三线制以及两线制这三种模式。而这三种不同模式的信号，其接线方法也各有差异。

四线制信号，即指在模拟量仪表或设备中，信号线和电源线共计四根。此类仪表或设备配备有独立的供电电源，其中不仅包括两根电源线，还包含两根信号线。具体接线方式，可参照图2中展示的模拟量电压/电流四线制接线图。

图2、模拟量电压/电流四线制接线

三线制信号涉及仪表或设备中的信号线与电源线，共计三条线路。其中，负信号线与供电电源的M线构成共用线路。具体的三线制信号接线方法，可参照图3中展示的模拟量电压/电流三线制接线图。

图3 模拟量电压/电流三线制接线

两线制信号是指仪表或设备上，信号线和电源线总共仅有两个接线端子。鉴于S7-200 CPU模拟量模块不具备供电功能，因此仪表或设备必须额外连接一个24V直流电源。具体的两线制信号接线方法，请参照图4中模拟量电压/电流两线制接线图。

图4 模拟量电压/电流两线制接线

对于未被使用的模拟量输入通道，应将这两个信号的输入端进行连接，具体接线方法可参照图5中展示的短接方式，该图明确标示了哪些通道需要进行短接处理。

图5 不使用的通道需要短接

2. RTD模块接线

RTD热电阻温度传感器分为两线、三线和四线三种类型，其中四线传感器的测温精度最高。S7-200 EM RTD模块能够兼容两线制、三线制以及四线制的RTD传感器信号，适用于测量多种常见的RTD温度传感器，具体型号信息请参考《S7-200系统手册》。

S7-200 EM RTD模块具备检测电阻信号的功能，而电阻的连接方式则包括双线、三线以及四线三种类型。

图6展示了EM RTD模块的接线方式，具体可参照传感器RTD/电阻信号的接线图。

图6 RTD传感器/电阻信号接线

3、TC模块接线

热电偶测温的原理在于，由两种成分不同的导体材料构成的闭合回路，在两端存在温差的情况下，回路内会产生电流，进而在这两端之间形成电动势。

S7-200 EM TC模块适用于检测J、K、T、E、R&S以及N系列的热电偶温度传感器，具体型号信息请参考《S7-200系统手册》。关于TC模块的接线方法，请参照图7所示的TC信号接线图。

图7 TC信号接线

注意：

请查阅《S7-200系统手册》中“技术规范”部分，以获取每个模块的接线图信息。

模拟量常问问题

S7-200的常规模拟量模块能否接入4至20毫安的信号？

当然可以，S7-200的CPU模拟量模块能够识别0至20毫安和4至20毫安的常规电流信号；这两种电流信号的接线方式以及在STEP 7-/WIN软件中的参数配置完全相同。不过，它们之间有一个不同点：0至20毫安信号对应的通道值量程为0至，而4至20毫安信号对应的通道值量程则是5530至。

2、S7-200 RTD模块可以测量电阻值吗？

当然可以，S7-200 RTD模块的测量范围最高可达3000Ω的电阻值。具体操作如下：首先，在“类型”选项中挑选电阻类型；接着，在“电阻”选项中设定可测量的最大电阻值，例如图2.31中所示，选择合适的阻值量程范围。

图1.选择阻值量程范围

3、S7-200 RTD和TC模块如何得到实际温度值？

将S7-200 EM RTD与TC模块的通道数值进行十倍分割，即可获得真实温度数据。鉴于RTD与TC模块的通道数值均为整数，必须将其转换为浮点数，以确保计算结果中包含小数部分的温度值。

4、模拟量模块分辨率和转换精度的区别？

分辨率代表了A/D模拟量转换芯片的转换精确度，具体而言，就是用多少位数的数值来描述模拟量的大小。以下将通过实例来阐述10位分辨率与11位分辨率之间的差异。以S7-200 CPU为例，其模拟量0至20mA的通道值区间为0至某个值。若分辨率设定为10位，那么意味着只有当外部电流信号的变化幅度超过某个微小值时，模拟量A/D转换芯片才会识别出外部信号的变化。当分辨率达到11位时，若外部电流信号发生的变化超过特定阈值，模拟量至数字量转换的芯片便会认定外部信号已发生变动。

图2.模拟量分辨

模拟量转换的精确度不仅依赖于A/D转换器的分辨率，还受到转换芯片周边电路性能的制约。在具体应用场景中，输入的模拟信号常常伴随波动、噪声以及干扰，而内部模拟电路同样会产生噪声和漂移现象，这些因素均可能对转换结果的最终精度产生不利影响。此类误差往往超过了A/D转换芯片本身的转换误差。

表1.模拟量扩展模块基础技术参数

S7-200 I/O扩展模块的DIAG指示灯为何呈现红色闪烁状态？

S7-200 I/O扩展模块的DIAG指示灯呈现红色闪烁状态，这通常由两个因素导致。为了明确具体的错误原因，建议查阅CPU的相关信息。关于如何查看CPU信息，请参考硬件诊断指南或诊断方法的相关示例。

该模块未配备24V直流电源；若I/O扩展模块未接通24V直流电源，所有通道的指示灯将呈现红色闪烁状态。建议仔细检查模块的接线图，特别是那些包含两排端子的供电接口部分，确保供电接线的准确性。以EM DR32为例，正确的接线方法可参照下图的示例。

图3. EM DR32接线图

模拟量模块的通道出现断线情况，或者输入的数值超出了量程限制。这种情况下，模块的DIAG指示灯会以红色闪烁，同时，断线或超量程的通道指示灯也会以红色闪烁，以此来向用户发出存在故障通道的警报。

以热电阻检测模块或温度控制模块为例，若选用了断线警报功能，如图2.39所示启动断线警报，模块便会监测各通道的断线状态。在默认设置中，此功能是处于关闭状态的。至于RTD或TC模块对未使用的通道的处理方式，具体如下：

RTD模块的操作包括：将电阻元件以与现有通道相同的接线方式接入空余的通道；亦或是，将已安装的热电阻线路上的每根导线，逐一与空通道中的相应接线端子对接。

TC模块中，对于未被使用的通道，可以选择将其短接至相邻的实际接线通道。在图2.39中，若出现启动断线报警，这并非由通道断线所导致，则可能是输入值超出了量程。在系统默认设置中，RTD与TC模块的通道输入值超出上下限时的报警功能是开启的。一旦触发此报警，用户需辨别导致通道值超出量程的具体原因，是信号问题还是模块硬件存在问题。

图4.模拟量断线报警

在使用S7-200模拟量输入模块时，为何会接收到波动幅度较大的不稳定数值？

可能的原因如下：

模拟量输入模块可能采用了自主供电或隔离供电的方式，而现场传感器也独立使用了各自的电源。这两个电源并未相互连接，也就是说，模拟量输入模块的供电与现场传感器的信号地之间没有建立连接。这种情况会导致一个相当高的共模电压在上下之间波动，从而对模拟量输入的数值造成影响。

另一个原因可能是由于模拟量输入模块的接线过长，或者绝缘性能不佳，导致其遭受了电磁干扰。

可以用如下方法解决：

将现场传感器的负极与模块的公共M端相连，以抵消这种波动，具体操作如图1所示；同时，务必留意，这应成为这两个电源系统之间唯一的连接点。

背景是：

模拟量输入模块内部是非隔离的；

共模电压必须小于12V且大于-12V；

对于60Hz干扰信号的共模抑制比为40dB；

图5. 传感器信号等电位连接

请注意，模块中未使用的通道会将本通道的正负极直接连接，而已经使用的通道则会将传感器的负极与模块上的公共M端相连接。

B、使用模拟量输入滤波

选择需要滤波的通道；

选择滤波强度；

图6. 设置模拟量输入滤波

模拟量输入值的处理需经过滤波步骤，这一过程能够生成稳定的模拟信号。在处理变化平缓的信号，如温度测量等场合，滤波作用尤为显著。滤波过程可以划分为四个不同的等级：无滤波、弱滤波、中滤波和强滤波。在配置模块的周期内，该模块会对模拟量输入信号进行平滑处理，并将平均值传递给程序逻辑。滤波级别越高，处理后的模拟值稳定性越强，然而，这也意味着它无法及时反映快速变化的实际信号。

S7-200 模拟量输入模块在检测测量值波动时，需遵循特定的方法和步骤。

当S7-200模拟量输入模块检测到测量值出现波动现象，可以按照以下步骤进行排查：，具体操作可参照图中所示流程。

图7. 测量值波动时的检测方法

注意：

请参照本页图5了解等电位连接的相关内容，以及避免使用通道短接的注意事项。

B、对于屏蔽电缆而言，其单端接地操作指的是将电缆一端的金属屏蔽层直接与地相连接，而电缆的另一端则未接地或仅通过保护接地系统进行连接。

在屏蔽层仅一端接地时，非接地部分的金属屏蔽层与地之间会产生感应电压，这种感应电压的大小与电缆的长度呈正相关关系，然而，屏蔽层内部并没有形成电势环流。所谓的单端接地技术，是通过控制电势差来有效抑制电磁干扰。