概述

众所周知，输入/输出模块（I/O模块）是自动化系统的基本组成部分，用于连接传感器、执行器和控制器。西门子提供了各种系列产品和对应的 I/O 模块，来满足用户不同应用场景的需求。常用的系列产品有 S7-1500、ET200MP、ET200SP、ET200 PRO、ET200eco和ET200AL等，如下图所示。

西门子 PLC I/O 模块具有以下特点：

产品种类丰富：西门子提供各种类型和规格的 I/O 模块，包括数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、温度采集模块以及高速计数器模块等

性能强：具有高速（如过采样）、高精度（如16位）、高稳定性的特点，能满足各种工业的需求；

功能强大：模块的快速响应（如硬件中断）、随时可改变模块参数（通过编程）、输出模块 stop 后响应（保持上一个值/替代值等）、共享输入/输出功能等；灵活连接：支持多种总线连接方式，如：PROFINET、PROFIBUS等，方便根据实际需求选择；易于选型配置和维护：支持多种选型配置工具，如：TIA Portal、STEP 7、选型工具（TIA Selection Tool）等，方便用户进行模块的参数配置，提供多种方式的故障诊断（如：HF 模块自带的诊断、读取数据记录的诊断、OB 诊断等），便于用户维护。

作为一个自动化工程师，无论是新入门小白，还是历练了很多年的老工程师，搞定 I/O 模块juedui是一门基本功。接下来，让我们一起走进 I/O 模块的世界，检验一下我们的基本功是不是扎实。下文会通过三个方面：基础知识、重要参数、特殊应用来为大家介绍。

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基础知识

2.1  模拟量模块 4线制、2线制，接线如何区别？

常见的电流变送器可分为2线制和4线制。按字面上意思，2线制变送器，仅两根线，2根线即是电源线又是信号线；而4线制变送器，有4根线，电源线和信号线分开，2根电源线（接电源正和负），2根信号线（输出信号正和负）。变送器与模块的接线如下图所示。

2线制变送器接入模拟量输入模块

4线制变送器接入模拟量输入模块

2.2  数字量输出保护回路在数字量输出负载为感性负载时，为了防止输出回路在接通或断开时的高压瞬变干扰，需要增加抑制回路，否则可能导致 PLC 运行中断甚至设备损坏。根据负载的情况，分为直流和交流两种。不同的负载采用不同的抑制回路。可以参考下列的方式来选择合适的抑制回路。根据实际应用场景，要保证所有的器件参数与实际应用相符合。a. 用于直流输出和控制直流负载的继电器输出的保护电路在大多数应用中，只需在直流感性负载两端增加一个二极管 (A)。应用大电感或频繁开关的感性负载，要求更快的关闭时间，建议可再增加一个稳压二极管 (B)。 请确保正确选择稳压二极管，以适合输出电路中的电流量。

b. 用于开关 AC 感性负载的继电器输出的保护电路

使用继电器输出控制115 VAC/230 V AC负载时，应当在继电器触点输出负载上跨接 RC 回路，或使用压敏电阻（MOV） 来限制峰值电压，注意选择 MOV 的工作电压比正常的线电压至少高出20%。

2.3  模拟量等电位

在模拟量接线中，模拟量除了需要连接信号线外，有的现场还需要做等电位线缆的连接。这里的等电位线缆连接是指信号负、模块参考位MANA、供电负以及接地之间的连接，如下图中虚线所示连接。

等电位连接是可选的，不是必须连接。只有当出现共模电压 UCM/绝缘电压UISO超出模块允许的范围时，才需要考虑等电位连接，否则可能会发生测量错误/故障（如信号上溢）。

注意：Ucm/UISO允许电压差的值可在各模块的技术数据中找到。