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CPU ST40模块本身集成了24个数字量输入（DI）和16个数字量输出（DO），在IO点数不超过该范围的项目中，可以直接使用CPU本身集成的数字量输入/输出通道。但是，如果项目的IO点数超过了CPU集成的点数范围怎么办呢？CPU本身集成的是数字量输入/输出，如果现场需要处理模拟量信号又该怎么办呢？答案是：使用S7-200 Smart系列PLC的扩展模块（当然，还可以使用信号板）。
扩展模块的英文名称为“Expansion Module"，简写为“EM"。Smart系列PLC提供了多种扩展模块，有数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、热电偶模块及电阻测温模块。这篇文章，我们就先来认识下数字量输入的扩展模块（EM DE）。
Smart系列PLC的数字量输入扩展模块包括：8通道数字量输入（EM DE08）和16通道数字量输入（EM DE16）两种。下面这张图是EM DE16的外观图：
模块的右边有一个背板总线扩展口，左边有一个向外伸出的总线连接器，可以连接到CPU模块（或其它扩展模块）的扩展口上，从而实现模块的扩展连接。S7-200 Smart系列PLC的标准型CPU模块支持多6个扩展模块（紧凑型不支持扩展），下图这张图可以看到CPU ST40右侧的背板总线扩展接口：
来谈谈扩展模块的命名规则：以“EM DE08"为例，“EM"表示扩展模块（Expansion Module）；“D"表示数字量（Digital）；“E"是德文“Eingabe"的首字母，表示输入（Input）；“08"表示有8个通道。因此，EM DE08就是有着8个输入通道的数字量输入扩展模块。无论是8通道的数字量输入还是16通道的数字量输入模块，都支持源型和漏型两种输入方式；两种模块消耗背板5V电流相同，均为105mA，在选择电源模块时要注意电流的计算。
(一)按控制不同的物理置及负载特性选用变频器
1.速度控制变频器的选择：(1)根据系统要求必须选择能覆盖所需转速控制范围的变频器；(2)为避免危险速度下的连续运转应选用具有频率跳变功能的变频器。
2.位置控制变频器的选择：(1)应选用容量足够的变频器以得到大的加减速转矩；(2)应选择负载惯性极低的设备与变频器配合使用。
3.张力控制变频器的选择：(1)采用转矩电流控制张力必须选用有速度限制功能的变频器；(2)采用拉延控制张力必须选用具有速度反馈控制的变频器；(3)采用调节辊的张力控制应选用u／f控制通用变频器；(4)采用张力检测器的张力控制应选用矢量控制方式的变频器。
4.流量控制变频器的选择：对于有可能因外部因素导致发生反转的场合必须选用大容量的变频器，以便能充分耐受从反转状态下启动的冲击电流。
5.温度控制变频器的选择：(1)应优先选用IGBT、IPM调制频率高的变频器；(2)应优先根据设备的启动电流和运转时间选择变频器。
6.压力控制变频器的选择：(1)应选择具有无供水保护和具有市电节电功能的变频器；(2)应选择装设单向阀并具备瞬停对策和启动联锁功能的变频器。
7.负载特性要求响应快变频器的选择：(1)系统要求短时间内能进行加减速时应优先选择过载容量大具有限流功能的转差频率控制或矢量控制的变频器；(2)在需要交叉角频率Wc比较大、响应速度比较快的场合，应优先选用主电路开关频率高、过载容量大、系统谐振频率高的变频器；(3)对于PWM控制的变频器要求开关频率为1—3KHZ，能够满足机床等用途。
8.负载特性要求调节准确度高变频器的选择：(1)当系统要求±0.05％高准确度时应选用采用PLG模拟控制和低漂移控制电路的变频器；(2)当系统要求±0.01％转速控制准确度时应选择采用PLG反馈全数字控制的变频器。
9.负负载变频器的选择：(1)用于起重机、电梯、生产流水线时应优先选用带再生整流器的变频器；(2)在要求减速制动转矩时要有效防止过电压跳闸应采用带二极管整流器的晶体管变频器；(3)使用制动单元时必须充分注意散热，不要对其他设备产生不良影响。
10.冲击负载变频器的选择：(1)应选用容量充分大的变频器以耐受冲击过电流；(2)增设飞轮可以减轻直接加在电动机上的冲击负载，应优先选用转差频率控制的变频器。
(二)按不同电动机的种类选择变频器
1 标准笼型电动机变频器的选择
(1)根据电动机电流选择变频器
1)在连续运行的场合应按变频器的额定输出电流≥(0.5—1.1)电动机的额定电流，即：I变额≥(0.5～1.1)I电额。
2)加减速时变频器容量的选定：一般情况下对于短时间的加减速而言变频器允许达到额定输出电流130％～150％(视变频器容量有别)。 3)电动机直接启动时所需变频器容量的选定，可按下式选取变频器的额定电流： 即：I变额t>I堵转／kg
I变额——变频器的额定电流(A)
I堵转——额定电压额定频率下电动机启动时的堵转电流(A)
K广变频器的允许过载倍数Kg=1.3～1.5。
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对S7-1500 PLC的模拟量模块进行接线，为保证信号安全，必须带有屏蔽支架和屏蔽线夹。另外，模拟量模块还需要使用电源元件，将电源元件插入前连接器，可为模拟量模块供电。电源元件的接线如图5-186所示，其中端子41(L+)和44(M)连接电源电压，通过端子42(L+)和43(M)为下一个模块供电。
模拟量输出模块是指驱动硬件输出和相关数据通路，按照运行方式选择当前的设定值，也可根据需要反向并提供结果给硬件输出或软件输出。模块可以设置为CAS_IN和RCAS_IN自动方式。SP经选择器（SPSELECTOR）对CASIN、SPLOCAL（本机设定）和RCASIN以及反馈值进行选择后输出设定值。 [1]
为避免设定值SP的剧烈变化设置了限制器（(rate limiter)，对SP进行速率限制，再经限位器(clamper)对SP进行值限制后，进入一个按特殊功能做的特性补偿器（characterization）。特性补偿后，SP与偏置值相加后分三路：*路返回SP选择器；第二路进入反向通路输出参数选择器；第三路在转换器中将工程单位转换为百分数，标度参数为PVSCALE（SP%），也可通过开关（INCCLOSE）输出反向（INVERT SPAN 100 VALUE)设定值（INV.SP%），并由传送输出给转换器（块）。SP支持串联（级)结构，CAS方式必须把其他模块的输出作为A0模块的SP，SP设有标准的速率和值限制。
模拟量采集模块采用RS485通讯网路，将分散的现场数据点的模拟量经AD变换传输到主机或由PC控制远程主站点。 具有*的双看门狗安全设计。DATA-7215模拟量采集模块具有计量数据采集、测量数据采集、设备开关状态采集和对外逻辑控制等多项功能，主要用作各种测控终端的数据采集、控制和显示设备，适用于各行业的自动化、信息化系统 [1] 。
模
在上述通信方式下，由于只用两根线进行数据传送，所以不能够利用硬件握手信号作为检测手段。因而在PC机与PLC通信中发生误码时，将不能通过硬件判断是否发生误码，或者当 PC与 PLC工作速率不一样时，就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作，所以必须使用软件进行握手，以保证通信的可靠性。
由于通信是在PC机以及PLC之间协调进行的，所以PC机以及PLC中的通信程序也必须相互协调，即当一方发送数据时另一方必须处于接收数据的状态。如图7-18、图7-19所示分别是PC、PLC的通信程序流程。
图7-18 PC机通信程序流程图
图7-19 S7-PLC通信程序流程图
通信程序的工作过程：PC每发送一个字节前首先发送握手信号，PLC收到握手信号后将其传送回PC，PC只有收到PLC传送回来的握手信号后才开始发送一个字节数据。PLC收到这个字节数据以后也将其回传给PC，PC将原数据与PLC传送回来的数据进行比较，若两者不同，则说明通信中发生了误码，PC机重新发送该字节数据；若两者相同，则说明PLC收到的数据是正确的，PC机发送下一个握手信号，PLC收到这个握手信号后将前一次收到的数据存入的存储区。这个工作过程重复一直持续到所有的数据传送完成。
采用软件握手以后，不管PC与PLC的速度相差多远，发送方永远也不会超前于接收方。软件握手的缺点是大大降低了通信速度，因为传送每一个字节，在传送线上都要来回传送两次，并且还要传送握手信号。但是考虑到控制的可靠性以及控制的时间要求，牺牲一点速度是值得的，也是可行的。
PLC方的通信程序只是PLC整个控制程序中的一小部分，可将通信程序编制成PLC的中断程序，当PLC接收到PC发送的数据以后，在中断程序中对接收的数据进行处理。PC方的通信程序可以采用VB、VC等语言，也可直接采用西门子组态软件，如STEP7、WinCC。
. 程序设计前的准备工作
程序设计前的准备工作就是要了解控制系统的全部功能、规模、控制方式、输入/输出信号的种类和数量、是否有特殊功能的接口、与其它设备的关系、通信的内容与方式等，从而对整个控制系统建立一个整体的概念。接着进一步熟悉被控对象，可把控制对象和控制功能按照响应要求、信号用途或控制区域分类，确定检测设备和控制设备的物理位置，了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模及之间的关系。
2. 设计程序框图
根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况，确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图，然后再根据工艺要求，绘出各功能单元的功能流程图。
3. 编写程序
根据设计出的框图逐条地编写控制程序。编写过程中要及时给程序加注释
