S7-1200 PLC 技术参考 v3.9

最大 I/O 能力计算

S7-1200 最大I/O能力取决于以下几个因素,这些因素之间互相影响、制约,必须综合考虑:

CPU 输入/输出过程变量映像区大小

CPU 本体的 I/O 点数

CPU 带扩展模块的数目,见表1(CPU 所带智能通讯模块安装于 CPU 左侧,不占用扩展模板资源数)

CPU 的 5 VDC 电源是否满足所有扩展模块的需要

5 VDC 电源需求请参考 S7-1200 PLC 电源需求与计算,其它影响因素请参考如下表1 。

表1. S7-1200 PLC 影响 I/O 能力的性能参数

CPU 参数 CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C CPU 1215C CPU 1217C
CPUs DC/DC/DC, AC/DC/RLY, DC/DC/RLY DC/DC/DC
集成数字量 I/O 6 输入 / 4 输出 8 输入/ 6 输出 14 输入 / 10 输出
集成模拟量 I/O 2 输入 2 输入/ 2 输出
过程映像区 1024 字节输入 / 1024 字节输出
信号板扩展 最多1个
信号模块扩展 最多2个 最多8个
最大本地数字量 I/O 14 82 284
最大本地模拟量 I/O 3 19 67 69 69
通信模块扩展 最多3个

S7-1200 PLC 电源需求与计算

S7-1200 CPU 提供 5 VDC 和 24 VDC 电源:

当有扩展模板时,CPU 通过 I/O 总线为其提供 5 VDC 电源,所有扩展模块的 5 VDC 电源消耗之和不能超过该 CPU 提供的电源额定值。若不够用不能外接 5 VDC 电源

每个 CPU 都有一个 24 VDC 传感器电源,它为本机输入点和扩展模块输入点及扩展模块继电器线圈提供 24 VDC。如果电源要求超出了 CPU 模块的电源额定值,你可以增加一个外部24 VDC 电源来提供给扩展模块。

所谓电源计算,就是用 CPU 所能提供的电源容量,减去各模块所需要的电源消耗量。

S7-1200 系统电源数据简表

详情请参考最新的《 S7-1200 系统手册》或模块说明书。

表2. CPU 的供电能力

CPU 型号 电流供应 (mA)
5 VDC 24 VDC
CPU 1211C 750 300
CPU 1212C 1000 300
CPU 1214C 1600 400
CPU 1215C 1600 400
CPU 1217C 1600 400

表3. CPU 上及扩展模块上的数字量输入所消耗的电流

CPU 上及扩展模块上的数字量 电流需求 (mA)
5 VDC 24 VDC
每点输入 ---- 4 mA/输入

注意:如果数字量输入点使用外接24VDC电源,则不必纳入计算。

表4. 数字扩展模块所消耗的电流

数字扩展模块型号 订货号 电流需求
5 VDC (mA) 24 VDC
SM 1221 8 x 24 VDC输入 6ES7221-1BF32-0XB0 105 4 mA/输入
SM 1221 16 x 24 VDC输入 6ES7221-1BH32-0XB0 130 4 mA/输入
SM 1222 8 x 24 VDC输出 6ES7222-1BF32-0XB0 120 50mA
SM 1222 16 x 24 VDC输出 6ES7222-1BH32-0XB0 140 100mA
SM 1222 8 x 继电器输出 6ES7222-1HF32-0XB0 120 11 mA/输出
SM 1222 8 x 继电器输出切换 6ES7222-1XF32-0XB0 140 16.7 mA/输出
SM 1222 16 x 继电器输出 6ES7222-1HH32-0XB0 135 11 mA/输出
SM 1223 8 x 24 VDC输入/8 x 24 VDC输出 6ES7223-1BH32-0XB0 145 150mA
SM 1223 16 x 24 VDC输入/16 x 24 VDC输出 6ES7223-1BL32-0XB0 185 200mA
SM 1223 8 x 24 VDC 输入/8 x 继电器输出 6ES7223-1PH32-0XB0 145 4 mA/输入 11 mA/输出
SM 1223 16 x 24 VDC 输入/16 x 继电器输出 6ES7223-1PL32-0XB0 180 4 mA/输入 11 mA/输出
SM 1223 8 x 120/230 VAC 输入/8 x 继电器输出 6ES7223-1QH32-0XB0 120 11 mA/输出

表5.模拟扩展模块所消耗的电流

模拟扩展模块型号 订货号 电流需求 (mA)
5 VDC 24 VDC
SM 1231 4 x 13位 模拟量输入 6ES7231-4HD32-0XB0 80 45
SM 1231 8 x 13位 模拟量输入 6ES7231-4HF32-0XB0 90 45
SM 1231 4 x 16位 模拟量输入 6ES7231-5ND32-0XB0 80 65
SM 1232 2 x 模拟量输出 6ES7232-4HB32-0XB0 80 45 (无负载)
SM 1232 4 x 模拟量输出 6ES7232-4HD32-0XB0 80 45 (无负载)
SM 1234 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出 6ES7234-4HE32-0XB0 80 60 (无负载)
SM 1231 4 x TC 模拟量输入 6ES7231-5QD32-0XB0 80 40
SM 1231 8 x TC 模拟量输入 6ES7231-5QF32-0XB0 80 40
SM 1231 4 x RTD 模拟量输入 6ES7231-5PD32-0XB0 80 40
SM 1231 8 x RTD 模拟量输入 6ES7231-5PF32-0XB0 90 40

表6.信号板所消耗的电流

信号板型号 订货号 电流需求
5 VDC (mA) 24 VDC
SB 1221,200kHz 4 x 24 VDC 输入 6ES7221-3BD30-0XB0 40 7 mA/输入 +20mA
SB 1221,200kHz 4 x 5 VDC 输入 6ES7221-3AD30-0XB0 40 15 mA/输入 +15mA
SB 1222,200kHz 4 x 24 VDC 输出 6ES7222-1BD30-0XB0 35 15mA
SB 1222,200kHz 4 x 5 VDC 输出 6ES7222-1AD30-0XB0 35 15mA
SB 1223,200kHz 2 x 24VDC输入/2x24 VDC输出 6ES7223-3BD30-0XB0 35 7 mA/输入 +30mA
SB 1223,200kHz 2 x 5 VDC 输入/2 x 5 VDC 输出 6ES7223-3AD30-0XB0 35 15 mA/输入 +15mA
SB 1223 2 x 24 VDC 输入/2 x 24 VDC 输出 6ES7223-0BD30-0XB0 50 4 mA/输入
SB 1231 1 路模拟量输入 6ES7231-4HA30-0XB0 55 ---
SB 1231 1路热电偶输入 6ES7231-5QA30-0XB0 5 20mA
SB 1231 1路热电阻输入 6ES7231-5PA30-0XB0 5 25mA
SB 1232 1 路模拟量输出 6ES7232-4HA30-0XB0 15 40 mA (无负载)
BB 1297 电池板 6ES7297-0AX30-0XA0 11 ---

表7.通讯板/模块所消耗的电流

通讯模块型号 订货号 电流供应 (mA)
5 VDC 24 VDC
CM 1241 RS232 6ES7241-1AH32-0XB0 200 ---
CM 1241 RS422/485 6ES7241-1CH32-0XB0 220 ---
CB 1241 RS485 6ES7241-1CH30-1XB0 50 80
CM 1243-5 6GK7243-5DX30-0XE0 --- 100
CM 1242-5 6GK7242-5DX30-0XE0 150 ---
CP 1243-1 6GK7243-1BX30-0XE0 250 ---

电源需求计算实例

以下实例是 PLC 电源计算实例,该 PLC 包括一个 CPU 1214C AC/DC/继电器型、1xSM 1231 4 x 13位 模拟量输入、 3xSM 1223 8 DI输入/8 继电器输出和 1xSM 1221 8DI 输入。该实例一共有 46 点输入和 34 点输出 。电源需求如下表8.所示

表8.电源需求计算实例列表

CPU 电源计算 5 VDC 24 VDC
CPU 1214C AC/DC/继电器型 1600 mA 400 mA
系统要求 5 VDC 24 VDC
CPU 1214C, 14点输入 --- 14 * 4 mA = 56 mA
1 个 SM 1231 1 * 80 mA = 80 mA 1 * 45 mA = 45 mA
3 个 SM 1223 3 * 145 mA = 435 mA 3 * 8 * 4 mA = 96 mA
3 * 8 * 11 mA = 264 mA
1 个 SM 1221 1 * 105 mA = 105 mA 8 * 4 mA = 32 mA
总要求 620 mA 493 mA
等于
电流差额 5 VDC 24 VDC
总电流差额 980 mA - 93 mA

注意:该 CPU 已分配驱动内部继电器线圈所需的电源,则电源计算中无需包括 CPU 内部继电器线圈的功率要求。

由表中可以看出,所选 CPU 已经为 SM 提供了足够的 5 VDC 电流,但没有通过传感器电源为所有输入和扩展继电器线圈提供足够的 24 VDC 电流。I/O 需要 493 mA 而 CPU 只能提供 400 mA。则该系统而外需要一个至少为 93 mA 的 24 VDC 电源以运行所有包括的 24 VDC 输入和输出。

常见问题

CPU 提供的 5 VDC 电源能否使用外部电源扩展?

答:不能,根据模板 5 VDC 电源使用情况选择合适的 CPU 。

CPU 提供的 24 VDC 电源不够用时,能否使用外部电源扩展?

答:可以,根据需要可以选择使用外部电源。

通讯模板(CM)和信号板(SB)是否占用信号扩展模板数量?

答:

扩展模板仅指信号模板,安装于 CPU 的右侧,共有 8 个扩展槽位

通讯模块安装于 CPU 左侧,并不占用扩展模板资源数

信号模块安装于 CPU 上侧,每个 CPU 最多只能安装 1 个,并不占用扩展模板资源数

S7-1200 模板安装位置如下:

1 号槽位为CPU

红色图框为信号板(SB)安装位置

蓝色图框内为 101 ~ 103 三个槽位,为通讯模板(CM)安装位置

绿色图框内为 2 ~ 9 八个槽位,为信号模板(SM)安装位置

通电时能否插拔模板?

答:不能,所有的信号板、信号模板和通讯模板都不支持通电时的插入和拔除 。