西门子KP400人机界面

所有s7-1200cpu的正面都可以安装一块信号板，不会增加安装空间。添加一块信号板，不但扩展了plc点数，也可以增加需要的功能，例如继电器输出的cpu添加一块数字量输出信号板具有200khz高速脉冲输出的功能。

（1）数字量信号板

数字量信号板见表1-4，sb1221为数字量4点输入，高计数频率为200khz；sb1222为数字量4点固态mosfet输出，高输出频率为200khz；sb1223为数字量2点输入和2点输出，高频率均为200khz。数字量输入和数字量输出均有额定电压24vdc和5vdc两种。

模拟量信号板

模拟量信号板见表1-5，sb1231有一路12位（11位+符号位）模拟量输入，可用于测量电压或电流；sb1231热电偶和热电阻均有1路16位（15位+符号位）输入，可选多种热电偶和热电阻传感器，分辨率为0.1℃或0.1℉；sb1232有1路12位模拟量输出，可用于输出±10v电压（分辨率12位）或0～20ma电流（分辨率11位）。

（3）rs485信号板

cb1241为rs485信号板，提供一个rs485接口。5vdc消耗电流50ma，24vdc消耗电流80ma。

（4）电池板

bb1297为电池板，适用于实时时钟的长期备份。

1.2.3　通信模块（cm）

（1）cm1241通信模块

cm1241是用于执行强大的点对点高速串行通信的模块，可执行的协议有ascii、uss驱动协议、modbusrtu主站和从站协议，常用于simatics7自动化系统及其他制造商的系统、打印机、机械手控制、调制解调器、扫描仪、条形码扫描器等。cm1241rs232模块提供一个rs232接口，消耗+5vdc总线电流200ma；cm1241rs422/rs485模块提供一个rs422或rs485接口，消耗+5vdc总线电流220ma。两种模块的高通信波特率均为115.2kbit/s。

（2）csm1277交换机模块

csm1277是一款应用于simatics7-1200的结构紧凑和模块化设计的工业以太网交换机，能够被用来增加simatic以太网接口，以便实现与操作员面板、编程设备、其他控制器或者办公环境的同步通信。它具有4个自检测和交叉自适应功能的rj45连接器，通信速率为10/100mbit/s，可以与s7-1200共同安装在导轨上，不需要组态。

（3）cm1242-5 dp从站模块和cm1243-5 dp主站模块

通过使用profibus dp主站通信模块cm1243-5，s7-1200可以和其他cpu、编程设备、人机界面、profibusdp从站设备（例如et200和sinamics）进行通信。消耗外部24vdc电源电流100ma。

通过使用profibus dp从站通信模块cm1242-5，s7-1200可以作为一个智能dp从站设备与任何profibusdp主站设备通信。需要消耗总线电流150ma。

（4）cp1242-7 gprs模块

通过使用gprs通信处理器cp1242-7，s7-1200可以与下列设备远程通信：中央控制站、其他的远程站、移动设备（sms短消息）、编程设备（远程服务）、使用开放用户通信（udp）的其他通信设备。消耗外部24vdc电源电流100ma。

1.2.4　电源计算

s7-1200cpu通过背板总线提供5vdc电源，同时提供一个24vdc电源作为传感器电源。当有扩展模块时，所有扩展模块消耗的5vdc电源电流之和不能超过该cpu提供的电流额定值。如果不够用，不能外接5vdc电源；cpu的24vdc电源可以为本机输入点和扩展模块提供电源，如果消耗的电流之和超过了该电源的额定值，可以通过外接一个24vdc电源供电。

例如，某系统使用cpu1214c ac/dc/rly的plc，扩展了1个sm1231 ai4×13位、3个sm1223di8×24vdc/dq8×继电器和1个sm1221di8×24vdc。cpu提供的背板总线5vdc电流为1600ma，24vdc传感器电源提供的电流为400ma。

消耗的5vdc电流为1×80+3×145+1×105=620（ma），cpu提供了足够的5vdc电源电流。

cpu的数字量输入为14点，则消耗的24vdc电源电流为14×4+1×45+3×8×4+3×8×11+8×4=493（ma），大于传感器电源所提供的电流（400ma），故需要外接一个24vdc电源。1.3　s7-1200plc的存储器及数据类型

1.3.1　s7-1200 plc的存储器

cpu提供了全局储存器、数据块（data block，db）、临时存储器（l）用于在执行用户程序期间存储数据。

全局储存器：包括输入（i）、输出（q）和位存储器（m），所有代码块可以无限制地访问该储存器。

数据块：可在用户程序中加入db，以存储代码块的数据。从相关代码块开始执行一直到结束，存储的数据始终存在。“全局”db存储所有代码块均可使用的数据，而“背景”db存储特定函数块fb（functionblock）的数据并且由fb的参数进行构造。

临时存储器：只要调用代码块，cpu的操作系统就会分配要在执行块期间使用的临时或本地存储器（l）。代码块执行完成后，cpu将重新分配本地存储器，以用于执行其他代码块。

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（1）过程映像输入（i）

在扫描周期开始时，cpu读取数字量物理输入信号的状态，并将它们存入过程映像输入区。每个存储单元都有唯一的地址，用户程序利用这些地址访问存储单元中的信息，对输入存储区（例如i0.3）的引用会访问过程映像。可以按位、字节、字或双字访问输入过程映像，允许对过程映像输入进行只读访问。地址由存储区标识符、要访问的数据的大小和数据的起始地址组成，位的格式为：i[字节地址].[位地址]，例如i0.2。字节、字和双字的格式为：i[大小][起始字节地址]，例如ib0、iw0和id0，其中i表示存储区标识符，访问的数据的大小为b（字节，byte）、w（字，word）或d（双字，dword），数据起始地址为0。

程序编辑器自动地在地址前面插入“%”，表示该地址为地址，例如%i0.0。过程映像i的状态有常开触点和常闭触点，常开触点与外部输入状态一致，常闭触点与外部输入状态相反。常开触点和常闭触点在编程时可以无限次使用。

（2）外设（物理）输入

用户对外部输入点进行访问时，除通过映像区访问外，还可以通过外设地址输入区直接进行访问。与过程映像区功能相反，不经过过程映像区的扫描，程序访问外设地址区时直接将输入模块当前的信息读入并作为逻辑运算的条件，例如在程序中直接读取模拟量输入的信息等。通过在地址后面添加“:p”可以立即读取cpu、sb、sm或分布式模块的数字量和模拟量输入。使用i_:p访问与使用i访问的区别是，前者直接从被访问点而非输入过程映像获得数据。这种i_:p访问称为“立即读”访问，因为数据是直接从源而非上次更新输入过程映像获取的。例如访问外设输入1个位i0.1可以表示位i0.1:p（ib0的第1位），访问1个字节表示方法为ib4:p（b为字节byte的首字母，4为外设字节地址），访问1个字表示方法为iw5:p（w为字word的首字母，5为外设起始字节地址），访问1个双字表示方法为id2:p（d为双字doubleword的首字母，2为外设起始字节地址）。

（3）过程映像输出（q）

在扫描周期开始时，cpu将存储在输出过程映像中的值复制到物理输出点。可以按位、字节、字或双字访问输出过程映像，允许对过程映像输出进行读写访问。地址由存储区标识符、要访问的数据的大小和数据的起始地址组成。位的格式为：q[字节地址].[位地址]，例如q0.2；字节、字和双字的格式为：q[大小][起始字节地址]，例如qb0、qw0和qd0，其中q表示存储区标识符，访问的数据的大小为b、w或d，数据起始地址为0。

数据块（db）存储器

db存储器用于存储各种类型的数据，其中包括操作的中间状态、fb的其他控制信息参数以及许多指令（如定时器和计数器）所需的数据结构。

数据块可以分为全局数据块和背景数据块。全局数据块不能分配给任何一个函数块或系统函数块，可以在程序的任意一个位置直接调用。背景数据块是分配给函数块或系统函数块的数据块，包含存储在变量声明表中的函数块数据。

可以使用优化的数据块或标准的数据块。优化的数据块可以节省存储空间，按变量字符访问。标准数据块可以按位、字节、字和双字存取。按位访问db区的格式为：db[数据块编号].dbx[字节地址].[位地址]，例如db1.dbx20.0（在数据块db1中字节地址为20的第0位，x表示位信号）；按字节、字和双字访问db区的格式为：db[数据块编号].db[大小][起始字节地址]，例如db1.dbb20、db1.dbw8、db1.dbd30（在数据块db1中，分别为地址为20的字节、地址为8的字和地址为30的双字）。

1.3.2　数制与编码

1.3.2.1　数制

（1）二进制数

二进制数的1位（bit）只能取“1”或“0”，可以用来表示开关量（或称为数字量）的两种不同的状态，例如触点的接通与断开、线圈的通电与断电等。如果该位为“1”，则表示梯形图中对应的位元件（例如位存储器m或过程映像输出位q）线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开；如果该位为“0”，则对应位元件线圈“断电”，其常开触点断开，常闭触点接通。

（2）多位二进制数

plc用多位二进制表示数字，二进制数遵循逢二进一的运算规则，从右往左的第n位（低位为第0位）的权值为2n-1。二进制常数以2#开始，2#1100对应的十进制数为1×23+1×22+0×21+0×20=8+4=12。

（3）十六进制数

多位二进制书写和阅读都不方便，可以用十六进制数来表示。每个十六进制数对应4位二进制数，十六进制数的16个数字是0～9和a～f（对应十进制的10～15）。b#16#、w#16#、dw#16#分别用来表示十六进制的字节、字、双字数，如w#16#45af表示十六进制的一个字。或者直接用16#表示十六进制有符号的二进制整数用补码表示，其高位为符号位，高位为0时为正数，为1时为负数。正数的补码是其本身，大的16位二进制正数为2#0111_1111_1111_1111，对应的十进制数为32767。

负数的补码是将该负数的值的二进制编码逐位取反后加1。如负数-3200，将3200的二进制编码2#0000_1100_1000_0000逐位取反后加1，得到补码为2#1111_0011_1000_0000。

（2）bcd码

bcd（binary-codeddecimal）是二进制编码的十进制数的缩写，bcd码是用4位二进制数表示一位十进制数，每一位bcd码允许的数值范围为2#0000～2#1001，对应十进制的0～9。如十进制的2345的bcd码十六进制表示为16#2345。bcd码的高位二进制数用来表示符号，负数为1，正数为0。一般令负数和正数的高4位二进制数分别为1111或0000。如-729的bcd码二进制表示为2#1111_0111_0010_1001。