S71200I/O和电源选择计算

cjhsf2019

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	无	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

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
减
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 。