信号板和信号模块：使用和优化

各种CPU的正面都可以增加一块信号板。信号模块连接到CPU的右侧，以扩展其数字量或模拟量I/O的点数。CPU 1211C不能扩展信号模块，CPU 1212C只能连接两个信号模块，其他CPU可以连接8个信号模块。所有的S7-1200 CPU都可以在CPU的左侧安装最多3个通信模块。

1.信号板

S7-1200所有的CPU模块的正面都可以安装一块信号板，并且不会增加安装的空间。有时添加一块信号板，就可以增加需要的功能。例如数字量输出信号板使继电器输出的CPU具有高速输出的功能。

安装时首先取下端子盖板，然后将信号板直接插入S7-1200 CPU正面的槽内（见图1-2）。信号板有可拆卸的端子，因此可以很容易地更换信号板。有下列信号板和电池板：

1）SB 1221数字量4输入信号板，最高计数频率为200kHz。数字量输入、数字量输出信号板的额定电压有DC 24V和DC 5V两种。

2）SB 1222数字量输出信号板，4点固态MOSFET输出的最高计数频率为200kHz。

3）SB 1223数字量输入/输出信号板，2点输入和2点输出的最高频率均为200kHz。

4）SB 1231热电偶信号板和RTD（热电阻）信号板，它们可选多种量程的传感器，分辨率为0.1℃/0.1℉，15位+符号位。

5）SB 1231模拟量输入信号板，有一路12位的输入，可测量电压和电流。

6）SB 1232模拟量输出信号板，一路输出，可输出分辨率为12位的电压和11位的电流。

7）CB 1241 RS485信号板，提供一个RS-485接口。

8）BB 1297电池板，适用于实时时钟的长期备份。

各种CPU、信号板和信号模块的技术规范见随书光盘中的手册《S7-1200产品样本》和《S7-1200系统手册》。

2.数字量I/O模块

数字量输入/数字量输出（DI/DQ）模块和模拟量输入/模拟量输出（AI/AQ）模块统称为信号模块。可以选用8点、16点和32点的数字量输入/数字量输出模块（见表1-3），来满足不同的控制需要。8继电器输出（双态）的DQ模块的每一点，可以通过有公共端子的一个常闭触点和一个常开触点，在输出值为0和1时，分别控制两个负载。

所有的模块都能方便地安装在标准的35mm DIN导轨上。所有的硬件都配备了可拆卸的端子板，不用重新接线，就能迅速地更换组件。(www.xing528.com)

表1-3 数字量输入/输出模块

3.模拟量I/O模块

在工业控制中，某些输入量（例如压力、温度、流量、转速等）是模拟量，某些执行机构（例如电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电流或电压，例如4～20mA，±0～10V，PLC用模拟量输入模块的A-D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A-D转换后用二进制补码来表示。模拟量输出模块的D-A转换器将PLC中的数字量转换为模拟量电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是实现A-D转换（模拟量输入）和D-A转换（模拟量输出）。

A-D转换器和D-A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。模拟量输入/模拟量输出模块的另一个重要指标是转换时间。

（1）SM 1231模拟量输入模块

有4路、8路的13位模块和4路的16位模块。模拟量输入可选±10V、±5V和0～20mA、4～20mA等多种量程。电压输入的输入电阻大于等于9MΩ，电流输入的输入电阻为280Ω。双极性和单极性模拟量满量程转换后对应的数字分别为-27648～27648和0～27648。

（2）SM1231热电偶和热电阻模拟量输入模块

有4路、8路的热电偶（TC）模块和4路、8路的热电阻（RTD）模块。可选多种量程的传感器，分辨率为0.1℃/0.1℉，15位+符号位。

（3）SM 1232模拟量输出模块

有2路和4路的模拟量输出模块，-10～+10V电压输出为14位，最小负载阻抗1000Ω。0～20mA或4～20mA电流输出为13位，最大负载阻抗600Ω。-27648～27648对应满量程电压，0～27648对应满量程电流。

电压输出负载为电阻时转换时间为300μs，负载为1μF电容时转换时间为750μs。

电流输出负载为1mH电感时转换时间为600μs，负载为10mH电感时为2ms。

（4）SM12344路模拟量输入/2路模拟量输出模块

SM 1234模块的模拟量输入和模拟量输出通道的性能指标分别与SM 1231 AI 4x 13bit模块和SM 1232 AQ 2x 14bit模块的相同，相当于这两种模块的组合。