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西门子S7-1200系列PLC简介

各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。 各种数字量和模拟量信号模块。 各种通信模块和处理器。 带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑 SIWAREX 称重系统终端模块 PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC 机械特性 坚固、紧凑的塑料机壳 连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子 设备特性 国际标准： SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。 通信 SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制： 集成 PROFINET IO 控制器接口 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块 GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动网络 LTE 模块，用于在*四代 LTE（长期演进）移动网络中进行通信。 通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。 通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。 RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。

西门子PLC S7-1200系列的组成

SIMATIC S7-1200是SIMATIC S7可编程控制器系列中的新型模块化微型 PLC，其组成有：

（1）控制器，带有集成PROFINET接口，用于编程设备、HMI或其它 SIMATIC 控制器之间通信；

（2）信号板，可直接插入到控制器；

（3）信号模块，用于扩展控制器输入和输出通道；

（4）通信模块，用于扩展控制器通信接口；

（5）附件，如电源、开关模块及SIMATIC存储卡

描述编辑
新的模块化SIMATIC S7-1200控制器是我们新推出产品的核心，可实现简单却高度精确的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用 [2]  。
可扩展性强、灵活度高的设计，可实现较高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
优势编辑
**整合
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态**兼容，可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和较高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个**的水平 [3]  。
用于可扩展设计中紧凑自动化的模块化概念。
实现了通信简便，有效的技术任务解决方案，并完全满足一系列的独立自动化系统的 应用需求。
在工程组态中实现较高效率.
使用完全集成的新工程组态 SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现较高效率。一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求，西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的 [4]  。
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设计和功能编辑
S7-1200功能图片
S7-1200功能图片(12张)
SIMATIC S7-1200 CPU [5] 
SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以完全满足您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可连接 8 个信号模块。较后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。
安装简单方便 [6] 
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。这些集成的功能在安装过程中为用户提供了较大的灵活性，并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。.
[6]  节省空间的设计
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了较高效率和较大灵活性。
SIMATIC S7-1200
可扩展的紧凑自动化的模块化概念 [6] 
它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案，并能完全满足一系列的独立自动化需求。
亮点编辑
可扩展性强、灵活度高的设计
信号模块： [7] 
较大的 CPU 较多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O。
信号板： [6] 
可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU，同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统，以完全满足您应用的需求。
内存
为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件 [6]  。
集成的 PROFINET 接口
集成的PROFINET 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，该接口支持使用开放以太网协议的第三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器，并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技术
SIMATIC S7-1200 具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术，是一个功能非常强大的系统，

可以实现多种类型的自动化任务 [8]  。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出 [9] 
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出，可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组

态时，以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列，用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时，将提供带有可变占空比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块，在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能，也支持**移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板 [9] 
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板，简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能 [9] 
SIMATIC S7-1200 较多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 

自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算较佳调整值。
PID 调试控制面板 [9] 
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动

调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。
SIMATIC S7-1200硬件创新…
集成Profinet / Ethernet 端口 – [10] 
不需要**编程电缆和以太网扩展模块，减少了安装空间和成本。
信号板的概念 – [9] 
信号板可以增加额外的I / O点，而不必要改变CPU的体积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，

通过信号板就可以完成。

CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O – [9] 
不需要额外的硬件扩展，减少了PLC安装空间和成本。
SIMATIC S7-1200软件创新…
Step7 Basic是针对逻辑控制，HMI和网络通信功能进行开发的通用型编辑器 – [11] 
所有向导，工具条和菜单具有相似的可视化效果，易于学习与维护可节约使用者大量时间。
自动检测和上载的概念 –
在设计阶段，硬件组态简单快速，所有文档存储于CPU中，包括符号，注释，描述，易于维护。
*其它软件工具 –
具有PID控制环节自整定功能，应用PLCopen 架构的运动控制功能，这些功能都嵌入到工程软件包括用户程序中。

SIMATIC S7-1200新特性…
[9]  安全集成 –
未经授权不能修改代码或过程量，提高操作的安全性。
[9]  作为通信模块与主站链接 –
集成的通讯接口能够快速、简单的与设备建立链接，比如SIRIUS软启动器和RFID识别器。
[9]  专有技术保护 –
通过密码保护，未经授权的第三方无法打开你的程序和算法。
[9]  智能IO设备 –
通过简单的组态， 利用对I/O映射区的读写操作，使S7-1200 控制器搭建成（实现）主从结构的分布式I/O应用。
[9]  集成跟踪功能 –
为了高效调试、快速的解决现场遇到的问题，S7-1200 新发布的V4.0版本集成了功能强大的信号示踪与分析工具，

可以分析CPU所有的变量，标签，模拟量和数字量信号。
[9]  配方功能 –
直接存储在CPU的内部存储器或扩展存储器中。
[9]  DB块的在线–
CPU在RUN 模式下，可以下载已修改的数据块。
[9]  RFID和条码识别 –
通过扩展RF120C模块能够让S7-1200集成有 [12]  RFID和条码识别功能。
集成WEB服务器
以访问系统和过程信息，以及识别数据
具有系统诊断功能
通信参数诊断和分析
可以通过符号表和自定义符号方式，访问过程数据
用户可自定义 Web页面
固件升级
[9]  数据日志
可以从 Web 服务器的“文件浏览器”页面打开、编辑、保存、重命名或删除数据日志文件。数据日志文件按照标准 CSV 格式存储。
可以记录用户自定义符号。
通讯编辑
PROFINET I/O作为所有控制器的接口标准，用于现场通信；同时也支持TCP/IP标准通信方式 [13]  。
通过PN网络，可以进行固件升级。
智能IO设备（I-Device ）。
标准的Web服务器功能，用户可自定义Web网页，可以获取控制和诊断信息。
针对控制器和通讯模块的编程非常简单。
新模块S7-1217C和已有模块S7-1215C都具有*二个PROFINET接口，可以同时连接HMI，I/O，驱动和编程计算机。

图 5 通过附加供电端子实现4线制信号的连接


2.1.带集成电阻温度计的BaseUnit
此类BaseUnit用于在连接热电偶时补偿基准结温度：BU..T


西门子S7-1200PLC模块西门子S7-1200PLC模块


   电 话：（同号）


西门子SIMATIC S7-300代理商西门子SIMATIC S7-300代理商西门子SIMATIC S7-300代理商


3 aseUnit的选型：
BaseUnit的选项涉及到以下几个方面，电位组的划分；是否需要AUX辅助接线端子；

BaseUnit与所安装的信号模块是否匹配等多方面的问题。


3.1 电源分组的确定
带有电源分组能力的BaseUnit均为浅色，根据ET 200SP系统工作原理（图6），在下列情况下，

必须采用带电源分组能力的BaseUnit；






图 6 ET200SP系统工作原理


 


?         ET 200SP接口模块后的一个BaseUnit；


?         一个电位组的所有I/O模块及负载的总供电负荷已**过10A；


?         模块间的AUX辅助接线端子所接电压等级不同；


?         由于个别模块（如RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块、电能测量模块等）

只能使用不带电位分组功能的BaseUnit，因此如果一个分布式ET 200SP上只有此类模块，

则这些模块左侧必须有一个带电位分组功能的BaseUnit。


电位组也可根据实际功能划分，如数字量输入信号使用一个电位组，数字量输出信号使用另一个电位组；

或者根据BaseUnit的供电能力对电位组进行分组。各电位组可使用的I/O模块数取决于下列因素： 


1.  此电位组上运行的所有 I/O模块的电源总需求；


2.  从外部连接到此电位组上的所有负载的电源总需求；


1和2中计算出的总电流数不得**过10 A 。


3.2 根据模块选择相对应的BaseUnit
数字量模块和不带温度测量的模拟量模块（6ES7 134-6GD00-0BA1除外）选型: 


图 7 I/O模块和不带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型图


1浅色BaseUnit：组态新的电位组，电气隔离左侧相邻模块。ET 200SP的*个BaseUn

it始终是浅色的BaseUnit，用于馈电电源电压L+。深色BaseUnit：从左侧相邻模块传导内部电源和AUX总线。


2AUX端子：可独立使用的10个内部桥接端子，高达24V DC/10A或用作保护导体。


3AI 4xI 2/4-wire ST模块（6ES7 134-6GD00-0BA1）选择BaseUnit不适用于此图。


模拟量模块AI 4xI 2/4-wire ST（6ES7 134-6GD00-0BA1）选型:






图8 AI 4xI 2/4-wire ST BaseUnit选型图


 


带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型：






图 9 热电偶测量模块BaseUnit选型图


 


注：温度测量模块也可选择A0类型的BaseUnit，但由于A0类型的BaseUnit不带温度补偿功能，故不推荐。


继电器输出模块BaseUnit选型：






图 10 继电器模块BaseUnit选型图


 


由于继电器输出模块 RQ4 x 120 VDC / 230 VAC / 5A （6ES7 132-6HD00-0BB0）没有对应的形成新电位组的

BaseUnit，故该模块的供电需来自左侧的BaseUnit，如果一个ET200 SP的分布式I/O站只有该模块时，

需在该模块左侧单独配置一个有形成新电位组能力的BaseUnit。


通信模块BaseUnit选型：


 图 11 通信模块BaseUnit选型图


注：需注意每个AS-i通信模块必须单独形成电位组。


电能测量模块BaseUnit选型：






图  12 电能测量模块BaseUnit选型图


 


 西门子CPU312中央控制单元S7-300提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。高速执行指令

：指令执行时间低可达0.01 μs，为中低端性能设备开创了全新的应用方案。浮点数运算：可以高效率地使用浮

点运算甚至复数运算功能。用户友好的参数赋值：仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的

参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。人机界面（HMI）：S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界

面服务。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据， S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且完全使用相同的符号和数据库。诊断功能：

CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件

（例如，时间错误、模块故障等）。采用环境缓冲区记录事件信息，并带有时间截，以利于今后的故障排除。口令保护:使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，

以防受到非授权复制与更改。SIMATIC S7-300符合的国家标准和国际标准有：DINUL 认证CSA 认证FM class 1 div. 2；组别：A、B、C 和 D （温度组别：T4（≤135°C））ATEX 认证澳大利亚标志以下船级社资格认证美国船级社法国

船级社挪威船级社德国船级社英国劳氏船级社日本船级社（NK）抗震一 .可编程控制器的结构1. PLC的结构包括硬件和软件两大部分。在硬件和控制对象之间有三环：2. *个环：是

操作系统，用它来管理PLC的硬件资源；3. *二个环：是编译系统，这两 个环构成了的PLC软件系统。4. *三个环：是实现用户要求的应用程序。 PLC的硬件原理框图二 .可编程控制器的编程方法1. 梯形图梯形图(LD——Ladder Diagram)法编程与传统的继电器电路图2. 的设计很相似，用电路元件符号来表示控制任务直观易理解

。3. 语句表语句表也称指令表(IL—Instruction List)。或叫指令表语言。它是以RD、OR、AND、NOT……等逻辑指令为语句的操作码，以操作地址或参数操作数的编程语言。操作码表示要操作的功能类型，

操作数表示到哪里去操作。这种编程方法紧凑、系统化，但比较抽象，有时先用梯形图表达，然后写成相应的指令语句输入。 梯形图与语句表的关系4. 高级语言编程法（如C语言等）；随着数控技术的发展，

可编程控制器控制的设备已由单机扩展到FMS、CIMS等。可编程控制器处理的信息除开关量信号、模拟量信号、交流信号外，还需要完成与上位机或下位机的信息交换。某些信息的处理已不能采用顺序执行的方式，而必须采用高速实时处理方式。基于这些原因，计算机所用的高级语言便逐步被引用到PC的应用程序中来。

5. 其他编程法控制系统流程图(逻辑功能图) 编程；功能模块图表示的“功能块语言”编程法；基于图形表示的“图形语言”编程法；

用*子程序控制和指令语句表示的“结构文本语言”编程法；逻辑式编程法。
ET 200SP的一个BaseUnit必须为打开新电位组的BaseUnit BU...D （带浅色接线盒和浅色安装导轨释放按钮）： 
–  打开新的电位组（电源和  AUX  总线与左侧断开） 


–  接入电源电压  L+ ，馈电电流zui高10 A


2.2 用于传导电位组的BaseUnit
此类BaseUnit无打开新电位组功能，故该类型BaseUnit的左侧必须配合形成电位组的BaseUnit使用，

此类BaseUnit带深色接线盒：  BU..B


2.3 带AUX辅助接线端子的BaseUnit
带有额外AUX辅助接线端子的BaseUnit （例如  BU15-P16+A10+2D ）还可连接一个安装在  AUX

 总线上的电位（不**过模块的zui大电源电压）。  


AUX总线可单独用作： 


作为PE bar（满足EN 60998-1的要求）。为确保符合这一标准，PE bar的长度不能**过8个安装的BaseUnit所允许的zui大数量。 


用于额外要求的电压 


AUX总线被设计为： 


zui大载流量（环境温度为60°C时）：10 A


允许的电压：取决于BaseUnit的类型。


以下为2个使用AUX辅助接线端子的典型例子：