数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。SM322数字量输出模块将S7-300的内部信号电平转换为控制过程所需的外部信号电平，有隔离和功率放大的作用。模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。
CPU模块内部的工作电压一般是DC 5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如DC 24V或AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC不能正常工作。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用，其用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC内部电路和外部的输入、输出电路。
1.数字量输入模块
数字量输入模块分为直流输入模块和交流输入模块。S7-300的数字量输入模块主要有6ES7 321系列和6ES7131系列，后者主要用于ET 200（分布式I/O）。
直流输入模块内部电路和外部接线图中只画出了单条输入电路，M是同一输入组内各输入信号的公共点。当外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
交流数字量输入模块的额定输入电压为AC 120V或AC230V，其用电容隔离输入信号中的直流成分，利用电阻限流，交流成分经桥式整流电路转换为直流电流。外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管和显示用的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
直流输入电路的延迟时间短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。如果信号线不是很长，PLC所处的物理环境较好，电磁干扰较轻，应考虑优先选用DC24V的直流输入模块。交流输入方式适于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
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数字量输出模块将PLC的内部信号电平转换为控制过程所需的外部信号电平，有隔离和功率放大的作用。S7-300的数字量输出模块主要有6ES7322系列和6ES7 132系列，后者主要用于ET 200（分布式I/O）。
307电源模块可以将AC 120/230V电压转换为DC24V电压，可以为S7-300、传感器和执行器供电，输出电流有2A、5A或10A 3种。
PS 3072A电源模块的接线图，电源模块方框图，模块的输入和输出之间有可靠的隔离，输出正常电压24V时，绿色LED亮；输出过载时，红色LED闪烁；输出电流大于2A时，电压跌落，跌落后输出电流会自动恢复；输出短路时输出电压消失，短路消失后电压会自动恢复
电源模块除了给CPU模块供电外，还要给输入/输出模块提供DC24V电源。CPU模块上的M端子（系统的参考点）一般是接地的，接地端子与M端子用短接片连接。某些大型工厂（例如化工厂和发电厂）为了监视对地的短路电流，可能采用浮动参考电位，这时应将M点与接地点之间的短接片去掉，可能存在的干扰电流会通过集成在CPU中M点与接地点之间的RC电路对接地母线放电。
计数器模块的计数器均为0～32位或±31位加减计数器，可以判断脉冲的方向。其有比较功能，达到比较值时，通过集成的数字量输出响应信号，或通过背板总线向CPU发出中断。其可以2倍频和4倍频计数，4倍频是指在两个互差90°的A、B相信号的上升沿、下降沿都计数。通过集成的数字量输入模块可以直接接收启动、停止计数器等数字量信号。
以FM350-l为例，它是单通道计数器模块，可以检测*高达500kHz的脉冲，有连续计数、单向计数、循环计数3种工作模式。其有设定计数器、门计数器和用门功能控制计数器的启/停3种特殊功能；达到基准值、过零点和超限时都可以产生中断；有3个数字量输入和2个数字量输出。
2.位置控制与位置检测模块
常用的位置控制模块有FM 351、FM 352、FM 353、FM 354和FM 357，常用的位置检测模块有FM 352和SM338。
闭环控制模块
FM 355闭环控制模块有4个闭环控制通道，用于控制压力、流量、液位等，有自优化温度控制算法和PID算法。FM355C是具有4个模拟量输出端的连续控制器；FM 355S是具有8个数字输出点的步进或脉冲控制器。
FM 355-2是适用于温度闭环控制的4通道闭环控制模块，可以方便地实现在线自优化温度控制。FM355-2C是具有4个模拟量输出端的连续控制器。FM 355-2S是具有8个数字输出端的步进或脉冲控制器。
4.称重模块
SIWAREXU称重模块是紧凑型电子秤，可用于化学工业和食品工业等行业来测定料仓和储斗的料位，可以对起重机载荷进行监控，也可对传送带载荷进行测量或对工业提升机、轧机超载进行安全防护等。
SIWAREXM称重模块是有校验能力的电子称重和配料单元，可以组成多料秤称重系统，安装在易爆区域；还可以作为独立于PLC的现场仪器使用。
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5.前连接器
前连接器用于将传感器和执行元件连接到信号模块，有20针和40针两种。它被插入信号模块上，有前盖板保护。更换模块时只需要拆下前连接器，不用花费很长的时间即可完成重新接线。模块上有两个带顶罩的编码元件，第一次插入时，顶罩会**地插入前连接器，前连接器以后只能插入同样类型的编码元件。
6.TOP连接器
TOP连接器包括前连接器模块、连接电缆和端子块，所有部件均可以方便地连接，并可以单独更换。TOP全模块化端子允许方便、快速和无错误地将传感器和执行元件连接到S7-300，*长距离为30m，模拟信号模块的负载电源L+和地端M的允许距离为5m。超过5m时，前连接器一端和端子块一端均需要加电源。
前连接器模块可以代替前连接器插入信号模块，用于连接16通道或32通道的信号模块。