西门子PLC拆解：一款经典的小型PLC

今日快讯 2025年09月18日 02:07 0 admin

10年前，中国制造业正处于自动化升级爆发期——中小企业对稳定、可编程、且成本可控的PLC需求迫切，而传统方案往往昂贵或者笨重。当时西门子针对中小型自动化场景推出了一个爆款的PLC S7-200，而后这个PLC又迭代到SMART版本，本期内容与非网将拆解西门子这个S7-200 SMART PLC，一探究竟被全球用户认证的产品到底有何与众不同。

拆解前这个S7-200 SMART PLC还在服役，PLC两边的QC标志还在，没有被拆过，从整体外观察，结构上采用了无螺丝的设计，直接开拆，拆解过程可以观看视频了解。

拆解

无愧于服役年代久远，PLC拆解出来时PCB板子上全是灰尘，清理完可以看到整个PLC的结构为标准的主控板+I/O接口板+电源板，结构上通过连接器实现3个PCB板堆叠的架构。西门子PLC拆解：一款经典的小型PLC

其中主控板属于PLC的“大脑”，主要负责执行用户程序、处理数据、管理通信、协调其他模块。I/O接口板则是将外部现场的开关量（按钮、限位、继电器触点）或模拟量（如传感器等信号）安全、可靠地采集送入PLC，并且将PLC控制逻辑的输出结果安全、可靠地驱动到现场执行器（像继电器、接触器、指示灯等），并提供电气隔离保护PLC内部电路。电源板的功能就不用多说啥，主要是将外部的交流电源安全、可靠、高效地转换为PLC内部各个模块（主控板、I/O板）需要的不同等级、不同要求的直流电压（比如 +5V, +3.3V, +24V等），并且具备过流、过压、短路保护功能。了解了这几个PCB板的主要功能，那来看下各个板上的元器件选型情况。 主控板

PLC的核心控制器是西门子自家的产品，当然也有可能是找厂商定制，丝印为A5E30235063，这更像是芯片的一个代号，从资料上来看推测是一颗基于Arm Cortex-R4的实时控制MCU产品。R系列是Arm专为实时性、高可靠性、安全性设计的一款处理器，常用于汽车、工业控制，最大特点之一就是低延迟，确保控制系统即使在恶劣环境下也能稳定、可靠、安全地运行，及时响应外部事件（I/O变化、通信中断等）。 MCU旁边有4颗德州仪器的SN74AHC541缓冲器，具有三态输出的8通道、2V至5.5V缓冲器。主要应该用于增强MCU引脚的驱动能力，同时也提供一定的逻辑隔离作用。这个系列的产品兼容TTL电平的，速度较快，驱动能力强，三态输出是关键，允许多个设备共享总线（数据总线、地址总线、控制信号）。用了多个器件说明主控板需要驱动的信号线很多。恩智浦IO接口芯片PCA9539，具有中断和复位功能的16位I2C总线和SMBus低功耗I/O扩展芯片。它的功能就是扩展MCU的通用输入输出能力，用于主板状态的监控（电源状态、温度、风扇等）、LED指示灯控制、配置跳线读取等辅助功能，并且提供中断和复位功能，方便管理。 ISSI公司的SPI NOR Flash，看型号是IS25LP064，8MB的容量。通常用于存储引导程序、操作系统内核、固件程序等启动和运行必需的代码。 DB9接口旁边是东芝的一颗逻辑器件，三态缓冲器，型号是74VHC125FT，与上文提到的德州仪器的缓冲器功能类似，用于特定需要控制的信号线的缓冲和隔离。两颗安华高的光耦用于电气信号隔离，型号分别是HCPL-060L以及HCPL-063L。

主控板背面的芯片如下：德州仪器的三态缓冲器SN74AHC541PWR，和正面的4颗都是同样的型号，同样的功能。意法半导体的低功耗双电压比较器LM2903。可能用于电压/阈值检测，例如监测电源电压是否在正常范围（欠压/过压保护），监测温度传感器输出是否超限，或其他需要模拟量比较的场合。华邦电子的32MB SDRAM，看型号是W948D2FBJX6E。 Vishay的低输入电流光耦，型号为V0617A。德州仪器差分总线收发器SN75176A，对应的就是实现正面DB9接口的RS485通信电路，也就是PLC常见的点对点或网络通信方式。 I/O接口板

看完主控板上面的芯片选型，接着来看下接口板上的一些器件。那从布局来看，上面是输入，下面是输出，从下面一排器件可以大致知道是继电器输出，那具体来都用了哪些芯片。 3颗安华高HCPL-063L光耦，高速光耦，适合数字信号；6颗光宝LTV-214光耦，常用的标准型光耦，成本可能较低。 MPS的DC/DC降压转换器MP2467DN，为I/O板上的逻辑电路（光耦输入输出侧、比较器、状态指示等）提供稳定的本地电源。 5颗德州仪器的四路差分比较器LM2901，一款非常经典的芯片。它的作用就比较多了，比如输入电平的转换/整形：将模拟输入与预设阈值比较，输出干净的数字电平信号给MCU。或者是过流/欠压的检测，监测输入或输出通道的电流/电压是否异常（用于保护）。还有比如脉冲宽度检测/频率检测等。输出端是一排富士通的24V继电器，型号为MYAA024E，提供高隔离能力的输出通道。比如PLC内部的低压电路驱动继电器，继电器控制外部高压回路通断。也可以用于驱动指示灯、小型接触器线圈、报警器等。

I/O接口板的背面主要就是6颗光宝的LTV-214光耦。 电源板那最后再来看下电源板，电源板因为器件众多的原因，布局看起来都不太美观，不过西门子的这个PLC的电源板布局挺养眼的。整个电路布局泾渭分明，无论是器件布局还是PCB布线都看起来很规整，那来看下上面的器件。

输入端（也就是一次侧）有保险丝、热敏电阻、安规电容、Y电容、径向电流补偿扼流圈、整流器、一个用于整流后滤波的超大个铝电解电容、MOSFET、PWM控制器等。其中扼流圈也就是共模电感，是爱普科斯的产品，这一个器件大概就十几块人民币，比入门级的MCU还贵。它的作用是构成输入EMI滤波电路的一部分，与电容配合滤除电网传入的干扰，并防止开关电源产生的高频干扰窜回电网，提升电源的抗干扰性和满足电磁兼容标准。而整流器是Vishay的DF1510S。 MOSFET是安森美的产品，PWM控制器是安森美的HF01B00准谐振控制器，构成开关电源的核心，产生高频PWM波控制功率开关管。一次侧和二次侧电路桥接处有光宝的光耦提供输出电压的反馈隔离，型号是LTV-816-A。输出端电路上有德州仪器的可控精密稳压源TL431，作为输出侧的电压基准和误差放大器。这几颗芯片可以连起来看，光宝的光耦将次级侧的输出电压采样信号（也就是通过德州仪器基准源TL431处理后）传递回初级侧的控制器（MPS HF01B00

小结

通过拆解西门子S7-200 SMART PLC，我们最终看到了内部结构布局以及元器件选型。从结果看，硬件设计遵循模块化与隔离设计，三块PCB板卡分离设计，通过接插件连接，光耦是PLC中隔离的绝对主力，广泛应用于I/O接口、通信接口、电源反馈等地方，确保内部电路的安全。其中核心的MCU选用面向工业和高可靠性的ARM Cortex-R4，涉及到的元器件也普遍选用工业级或汽车级。逻辑器件、比较器等都是成熟、可靠的通用型号。总体来说无愧为一款经典的小型PLC。那屏幕前的你觉得这款PLC怎样呢？欢迎留言讨论。