1.1 认识西门子PLC的硬件
实例1：单输入/单输出控制
实例说明
本实例主要实现指示灯的控制。通过本实例，认识西门子PLC主要实现的功能。
实例实现
如图1-1所示是最基本的PLC单输入/单输出控制系统的接线图。它由一个按钮、一个指示灯和一台PLC主机模块组成。最简单的情况是当按下按钮时，指示灯亮；松开按钮时，指示灯灭。
图1-1 单输入/单输出控制系统PLC接线图
实例分析
从PLC的接线图中可以看出，PLC模块连接了输入和输出，处于核心地位。
有了对 S7-200 PLC 的初步认识，下面主要介绍S7-200 PLC的主机模块和I/O接线。
1.1.1 S7-200 PLC的主机模块
S7-200 PLC的主机模块将一个微处理器、一个集成电源和一定数量的数字量I/O端子集成封装在一个独立、紧凑的设备中，从而形成了一个功能强大的微型PLC。由于主机模块中封装了负责执行程序和存储数据的微处理器，因此也常被称为CPU模块。其外观面板布置如图1-2所示。
图1-2 S7-200 CPU模块面板布置
打开CPU模块的顶部端子盖可以看到电源及输出端子。CPU模块通过电源端子获得工作电流。S7-200 PLC可以接受交流110 V/230 V或直流24 V电源作为工作电源。需要注意的是，一个CPU模块的电源只能接交流电源或接直流电源。实例1中接的是交流220V的电源。揭开底部端子盖，可以看到输入端子及传感器电源。输入端子和输出端子是系统的控制点，输入部分从现场设备（实例中的按钮）中采集信号；输出部分则控制泵、电动机及工业过程中的其他设备。
在前盖下面是PLC的工作模式（RUN/STOP）选择开关、电位器和扩展I/O连接端口。PLC有RUN和STOP两种工作模式，只有在RUN模式时，用户编写的程序才会被执行。所以可通过模式开关来控制用户程序的执行。通过电位器可以使用户根据需要进行一些控制参数的输入。随着控制系统规模和功能的增加，一个CPU模块往往满足不了需要，这时可以通过扩展I/O连接端口进行扩展（S7-200 CPU221除外），以提升PLC的控制能力和通信能力。
在CPU模块左上角的状态LED信号灯显示了CPU的工作模式（运行或停止），本机I/O的当前状态，以及检查出的系统错误。另外，通信端口允许将S7-200同编程器或其他一些设备连接起来。一些CPU具有内置的实时时钟，其他CPU则需要实时时钟卡。通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。通过选配EEPROM卡可扩展PLC的存储量。这些卡的使用都要通过CPU模块左中部的可选卡插槽来进行扩展。
S7-200系列 PLC 主机的型号和规格较多，可以适应不同需求的控制场合。目前，该系列中主流的主机模块有CPU221、CPU222、CPU224/ CPU224XP/ CPU224XPsi、CPU226等模块。CPU22X系列产品指令丰富、速度快、具有较强的通信能力。该系列主机模块的主要性能指标如表1-1所示。S7-200系列PLC的扩展单元本身没有CPU，只能与基本单元连接使用，用于扩展I/O端子数，增强控制功能。S7-200系列PLC常用I/O扩展单元型号及输入/输出端子数的分配如表1-2所示。
表1-1 S7-200系列PLC 主要性能指标
表1-2 S7-200系列PLC常用I/O扩展单元型号及输入/输出端子数的分配
1.1.2 S7-200系列PLC的I/O接线
下面以 CPU226 AC/DC/继电器模块的数字量输入、输出单元的接线为例来说明S7-200系列PLC的I/O接线。CPU226指的是该PLC主机的型号， AC指的是主机的电源类型是交流，DC指的是该主机的输入模块的类型是直流的，与之相对应的还有交流输入模块。继电器指的是该主机输出模块的类型。除此之外，数字量输出模块还有直流和交流两种类型。因此，可以根据控制对象的需要灵活配置I/O模块的类型。如图1-3所示是CPU226 AC/DC/继电器模块接线图。
图1-3 CPU226 AC/DC/继电器模块接线图
该 CPU 模块共有24个数字量输入端子和16个数字量输出端子。其中24个输入端子被分成两组。第一组由输入端子I0.0～I0.7、I1.0～11.4共13个输入端子组成，每个外部输入的开关信号均由各输入端子接出，经一个直流电源终至公共端1M；第二组由输入端子I1.5～I1.7、I2.0～I2.7共11个输入端子组成，每个外部输入信号由各输入端子接出，经一个直流电源终至公共端2M。由于是直流输入模块，所以采用直流电源作为检测各输入接点状态的电源，且直流电源的极性可以任意设定。M、L+两个端子提供DC24V/400mA传感器电源，可以作为传感器的电源输出，也可以作为输入端的检测电源使用。16个数字量输出端子分成三组。第一组由输出端子Q0.0～Q0.3共4个输出端子与公共端1L组成；第二组由输出端子Q0.4～Q0.7、Q1.0共5个输出端子与公共端2L组成；第三组由输出端子Q1.1～Q1.7共7个输出端子与公共端3L组成。每个负载的一端与输出端子相连，另一端经电源与公共端相连。由于是继电器输出方式，所以既可带直流负载，也可以带交流负载。负载的激励源由负载性质确定。输出端子排的右端N、L1端子是供电电源AC110V/230V输入端。该电源电压允许范围为AC85～264V。
其他规格的主机模块和扩展模块的接线与之类似。