S7-1200的CPU可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行擴(kuò)展。各種CPU的正面都可以增加一塊信號(hào)板，以擴(kuò)展數(shù)字量和模擬量I/O。信號(hào)模塊連接到CPU的右側(cè)，以擴(kuò)展其數(shù)字量和模擬量I/O的點(diǎn)數(shù)。CPU1212C只能連接2個(gè)信號(hào)模塊，CPU 1214C可以連接8個(gè)信號(hào)模塊。所有的S7-1200 CPU都可以在CPU的左側(cè)安裝最多3個(gè)通信模塊。

  S7-1200所有的模塊都具有內(nèi)置的安裝夾，能方便地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的35mm DIN 導(dǎo)軌上。S7-1200的硬件可以豎直安裝或水平安裝。

  所有的S7-1200硬件都配備了可拆卸的端子板，不用重新接線，就能迅速地更換組件。① 信號(hào)板 信號(hào)板可以用于只需要少量附加1/O的情況。所有的S7-1200 CPU模塊都可以安裝1塊信號(hào)板，并且不會(huì)增加安裝的空間。在某些情況下使用信號(hào)板，可以提高控制系統(tǒng)的性能價(jià)格比。只需要添加1塊信號(hào)板，就可以根據(jù)需要增加CPU的數(shù)字量和模擬量I/O點(diǎn)。

  安裝時(shí)將信號(hào)板直接插入S7-1200 CPU正面的槽內(nèi)。信號(hào)板有可拆卸的端子，因此可以很容易地更換信號(hào)板。信號(hào)板有8種。

  a.SB1223數(shù)字量輸入/輸出信號(hào)板如圖2-113所示。它的兩點(diǎn)DC24V輸入有上升沿、下降沿中斷和脈沖捕獲功能。輸入?yún)?shù)與CPU集成的輸入點(diǎn)基本上相同。用作高速計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入時(shí)，最高輸入頻率為30kHz。

  兩個(gè)DC24V MOSFET輸出點(diǎn)的最大輸出電流為0.5A，最大白熾燈負(fù)載為DC5W，可以輸出最高 20kHz的脈沖列。

  b.SB1232模擬量輸出信號(hào)板如圖2-114所示。其分辨率為12位的-10～ 10V電壓，負(fù)載阻抗≥1000Ω;或輸出分辨率為11位的0～20mA電流信號(hào)，負(fù)載阻抗≤600Q，不需要附加的放大器。25℃滿量程的最大誤差為±0.5%，0～55℃滿量程的最大誤差為±1.0%。有超上限/超下限、電壓模式對(duì)地短路和電流模式斷線的故障診斷功能。

  S7-1200后來又增加了3種高速數(shù)字量輸入和3種高速數(shù)字量輸出信號(hào)板，工作頻率為200kHz。

  ②數(shù)字量I/O模塊數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)模塊和模擬量輸入/輸出(AI/AO)模塊統(tǒng)稱為信號(hào)模塊，可以選用8點(diǎn)、16點(diǎn)和32點(diǎn)的數(shù)字量輸入/輸出模塊(見表2-57)。

  ③PLC對(duì)模擬量的處理 在工業(yè)控制中，某些輸入量(例如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等)是模擬量，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻器等)要求PLC輸出模擬量信號(hào)，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流或電壓，例如4～20mA、1～5V、0～10V、PLC用模擬量輸入模塊的A/D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。帶正負(fù)號(hào)的電流或電壓在A/D轉(zhuǎn)換后用二進(jìn)制補(bǔ)碼來表示。

  模擬量輸出模塊的D/A轉(zhuǎn)換器將PLC中的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量1/O模塊的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換(模擬量輸入)和D/A轉(zhuǎn)換(模擬量輸出)。

  A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高。模擬量輸入/輸出模塊的另一個(gè)重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換時(shí)間。

  ④模擬量模塊 S7-1200有3種模擬量模塊，此外還有計(jì)劃中的熱電阻/熱電偶模塊。a.4通道模擬量輸入模塊SM1231AI4×13bit。該模塊的模擬量輸入可選±10V、±5V、±2.5V，或0～20mA電流。分辨率為12位加上符號(hào)位，電壓輸入的輸入電阻≥9MQ，電流輸入的輸入電阻為250Ω。模塊有中斷和診斷功能，可監(jiān)視電源電壓和斷線故障。所有通道的最大循環(huán)時(shí)間為625μs。額定范圍的點(diǎn)壓轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)的數(shù)字為-27648～27648。25℃或55℃滿量程的最大誤差為±0.1%或±0.2%。

  可按弱、中、強(qiáng)3個(gè)級(jí)別對(duì)模擬量信號(hào)做平滑(濾波)處理，也可以選擇不做平滑處理。模擬量模塊的電源電壓均為DC24V。

  安裝其硬件升級(jí)包后，可以使用8通道模擬量輸入模塊SM1231A18×13bit，其通道參數(shù)與4通道模擬量輸入模塊SM1231AI4×13bit相同。

  b.2通道模擬量輸出模塊SM1232AQ2×14bit。該模塊的輸出電壓為-10～ 10V時(shí)，分辨率為14位，最小負(fù)載阻抗1000Ω。輸出電流為0～20mA時(shí)，分辨率為13位，最大負(fù)載阻抗600Ω。有中斷和診斷功能，可監(jiān)視電源電壓、短路和斷線故障。數(shù)字-27648～27648被轉(zhuǎn)換為一10～ 10V的電壓，數(shù)字0～27648被轉(zhuǎn)換為0～20mA的電流。

  電壓輸出負(fù)載為電阻時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間為300μs，負(fù)載為1μF電容時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間為750μs。電流輸出負(fù)載為1mH電感時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間為600μs，負(fù)載為10mH電感時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間為2ms。安裝其硬件升級(jí)包后，可以使用4通道模擬量輸出模塊SM1232AQ4×14bit，其通道參數(shù)與2通道模擬量輸出模塊SM1232AQ2×14bit相同。

  c.4通道模擬量輸入/2通道模擬量輸出模塊SM1234。模塊SM1234的模擬量輸入和模擬量輸出通道的性能指標(biāo)分別與SM1231AI4×13bit和SM1232AQ2×14bit相同，相當(dāng)于這兩種模塊的結(jié)合。