淺談S7-1200 PLC電源需求與計算

西門子S7-1200上市以來，應用越來越廣泛，已經逐步取代了傳統的S7-300PLC，作為plc工程師，懂得S7-1200的配置和設計是基本的技能。今天分享一篇文章，詳細解讀如何計算S7-1200最大I/O和電源需求，這是系統設計首先要做的。

S7-1200 最大I/O能力取決于以下幾個因素，這些因素之間互相影響、制約，必須綜合考慮：

CPU 輸入/輸出過程變量映像區大小

CPU 本體的 I/O 點數

CPU 帶擴展模塊的數目，見表1（CPU 所帶智能通訊模塊安裝于 CPU 左側，不占用擴展模板資源數）

CPU 的 5 VDC 電源是否滿足所有擴展模塊的需要

影響因素請參考如下表1 。

表1. S7-1200 PLC 影響 I/O 能力的性能參數

1、S7-1200 PLC 電源需求與計算

S7-1200 CPU 提供 5 VDC 和 24 VDC 電源：

當有擴展模板時，CPU 通過 I/O 總線為其提供 5 VDC 電源，所有擴展模塊的 5 VDC 電源消耗之和不能超過該 CPU 提供的電源額定值。若不夠用不能外接 5 VDC 電源。

每個 CPU 都有一個 24 VDC 傳感器電源，它為本機輸入點和擴展模塊輸入點及擴展模塊繼電器線圈提供 24 VDC。如果電源要求超出了 CPU 模塊的電源額定值，你可以增加一個外部24 VDC 電源來提供給擴展模塊。

所謂電源計算，就是用 CPU 所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。

S7-1200 系統電源數據簡表

詳情請參考最新的《 S7-1200 系統手冊》或模塊說明書。

表2. CPU 的供電能力

表3. CPU 上及擴展模塊上的數字量輸入所消耗的電流

表4. 數字擴展模塊所消耗的電流

表5.模擬擴展模塊所消耗的電流

表6.信號板所消耗的電流

表7.通訊模塊所消耗的電流

2、電源需求計算實例

以下實例是 PLC 電源計算實例，該 PLC 包括一個 CPU 1214C AC/DC/繼電器型、1xSM 1231 4 x 模擬量輸入、 3xSM 1223 8 DC輸入/8 繼電器輸出和 1xSM 1221 8DC 輸入。該實例一共有 46 點輸入和 34 點輸出。電源需求如下表8.所示

表8.電源需求計算實例列表

注意：該 CPU 已分配驅動內部繼電器線圈所需的電源，則電源計算中無需包括 CPU 內部繼電器線圈的功率要求。

由表中可以看出，所選 CPU 已經為 SM 提供了足夠的 5 VDC 電流，但沒有通過傳感器電源為所有輸入和擴展繼電器線圈提供足夠的 24 VDC 電流。I/O 需要 493 mA 而 CPU 只能提供 400 mA。則該系統而外需要一個至少為 93 mA 的 24 VDC 電源以運行所有包括的 24 VDC 輸入和輸出。

3、常見問題和處理方案

1 ）CPU 提供的 5 VDC 電源能否使用外部電源擴展？

答：不能，根據模板 5 VDC 電源使用情況選擇合適的 CPU 。

2） CPU 提供的 24 VDC 電源不夠用時，能否使用外部電源擴展？

答：可以，根據需要可以選擇使用外部電源。

3 ）通訊模板（CM）和信號板（SB）是否占用信號擴展模板數量？

答：

擴展模板僅指信號模板，安裝于 CPU 的右側，共有 8 個擴展槽位

通訊模塊安裝于 CPU 左側，并不占用擴展模板資源數

信號模塊安裝于 CPU 上側，每個 CPU 最多只能安裝 1 個，并不占用擴展模板資源數

S7-1200 模板安裝位置如下：