SIEMENS西门子梧州代理商

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S7-1200 PLC属于S7家族中新一代小型PLC，它结构紧凑、功能全面、扩展方便，其CPU模块集成有工业以太网通信接口和多种工艺功能，可以作为一个组件集成在完整的综合自动化系统中。

  S7-1200 PLC主要由CPU模块(简称CPU)、信号板、信号模块、通信模块和编程软件组成，各种模块安装在标准导轨上。通过CPU模块或通信模块上的通信接口，PLC被连接到通信。

  (2)CPU模块

  ①型号与规格 S7-1200 PLC现有3种型号的CPU模块。此外还有计划中在开发的CPU1215C和CPU1217C。②CPU的共性

  a.集成的24V传感器/负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用作输入回路的电源。b.2点集成的模拟量输入(0～10V)，输入电阻100kΩ，10位分辨率。c.2点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制(PWM)输出，高频率100kHz。

  d.每条位运算、字运算和浮点数数学运算指令的执行时间分别为0.1μs、12μs和18μs。e.多可以设置2048B有掉电保持功能的数据区(包括位处理器、功能块的局部变量和全局数据块中的变量)。

  通过可选的SIMATIC存储卡，可以方便地将程序传输到其他CPU。存储卡还可以用来存储各种文件或更新PLC系统的固件。f.过程映像输入、输出各1024B。数字量输入、输出各1024B。

  数字量输入电路的电压额定值为DC24V，输入电流4mA。1状态允许的小电压/电流为DC15V/2.5mA，0状态允许的大电压/电流为DC5V/1mA。可组态输入延迟时间(0.2～12.8ms)和脉冲捕获功能。在过程输入信号的上升沿或下降沿可以产生快速响应的中断输入。

  继电器输出的电压范围为DC5～30V或5～250V。大电流2A，白炽灯负载为DC30W 或AC200W。

  DC/DC/DC型MOSFET的1状态小输出电压为DC20V，输出电流0.5A;0状态允许的大电压为DC0.1V。大白炽灯负载为5W。

  g.可以扩展3块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入/输出。

  h. 4个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。

  i.硬件实时时钟的缓存时间典型值为10天，小值6天，25℃时的大误差为60s/月。j.集成的带隔离的PROFINET以太网接口，可使用TCP/IP和ISO-on-TCP两种协议。支持S7通信，可以作服务器和客户机，传输速率10Mbit/s或100Mbit/s，可建立多16个连接。自动检测传输速率，RJ-45连接器有自协商和自动交叉网线(Auto-Cross-Over)功能。后者是指用一条直通网线或者交叉网线都可以连接CPU和其他以太网设备或交换机。

  k.可以使用梯形图设备和功能块图这两种编程语言。

  1.可以用可选的SIMATIC存储卡扩展存储器的容量和更新PLC系统的固件，还可以用存储卡来方便地将程序传输到其他CPU。

  m.有16个参数自整定的PID控制器。

  n.可选的仿真器(小开关板)为数字量输入点提供输入信号来测试用户程序。③CPU的技术规范 每种CPU有板有3种具有不同电源电压和输入、输出电压的版本。图2-111是CPU 1214C AC/DC/Relay(继电器)型的外部接线图。输入回路一般使用CPU内置的DC24V电源，此时需要去除外接DC电源，将输出回路的1M端子与24V电源的端子连接起来，将24V电源的L 端子接到外接触点的公共端。

  CPU 1214C DC/DC/Relay 的电源电压为DC24V。

  CPU 1214C DC/DC/DC的接线图见图 2-112，其电源电压、输入/输出回路电压均为DC24V。输入回路也可以使用内置的DC24V电源。

  ④ CPU集成的工艺功能 S7-1200 PLC集成了高速计数与频率测量、高速脉冲输出、PWM控制、运动控制和PID功能。

  a.高速计数器。S7-1200的CPU多有6个高速计数器，用于对来自增量式编码器和其他设备的频率信号计数，或对过程事件进行高速计数。3点集成的高速计数器的高频率为100kHz(单相)或80kHz(互差90°的AB相信号)。其余各点的高频率为30kHz(单相)或20kHz(互差90°的AB相信号)。

  b.高速输出。S7-1200集成了两个100kHz的高速脉冲输出，组态为PTO时，它们提供高频率为100kHz的50%占空比的高速脉冲输出，可以对步进电动机或伺服驱动器进行开环控制和定位控制，通过两个高速计数器对高速脉冲输出进行内部反馈。组态为PWM输出时，将生成一个具有可变占空比、周期固定的输出信号，经滤波后，得到与占空比成正比的模拟量，可以用来控制电动机速度和阀门位置等。

  c.PLC open运动功能块。S7-1200支持使用步进电动机和伺服驱动器进行开环速度控制和位置控制。通过一个轴工艺对象和STEP7 Basic中通用的PLC open运动功能块，就可以实现对该功能的组态。除了返回原点和点动功能外，还支持位置控制、相对位置控制和速度控制。

  STEP7 Basic 中的驱动调试控制面板简化了步进电动机和伺服驱动器的启动和调试过程。它为单个运动轴提供了自动和手动控制以及在线诊断信息。

  d.用于闭环控制的PID功能。S7-1200支持多达16个用于闭环过程控制的PID控制回路(S7-200只支持8个回路)。

  这些控制回路可以通过一个PID控制器工艺对象和STEP7Basic中的编程器轻松地进行组态。除此之外，S7-1200还支持PID参数自调整功能，可以自动计算增益、积分时间和微分时间的佳调节值。

  STEP7 Basic中的PID调试控制面板简化了控制回路的调试过程，可以快速地调节PID控制回路。它除了提供自动调节和手动控制方式之外，还提供用于调试过程的趋势图。

PLC控制系统软件系统设计的步骤

  在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1)  对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2)  编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3)  绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4)  编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，好不要整个程序完成后一起算总帐。

5)  制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格满足要求。设备的安装注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题妥善处理。

6)  现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7)  编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。

 脱机编程是PLC编程的第一步。但编程之前当然要清楚工序及PLC的配置。这里主要有三个工作：PLC的配置、符号(即I/O或地址分配)编辑及梯形图编辑。

  (1)PLC配置

  它是根据实际系统的情况，对PLC进行配置。其步骤是：打开本软件，选择增加PI.C. 则出现PLC配置窗口。可在其上输入相应数据。具体有PLC型号、CPU型号、通信口参数，等等。

  (2)I/O表设计

  I/O表用于定义与显示PLC所安装的机架与单元(模块)，它与PLC的I/O地址相联系。显然，I/O表没设计好，PLC的I/O地址不确定，是无法编程的。当然，不是所有的PLC都要设计I/O表，只是CS1及CV机才要设计I/O表。设计时，双击工程工作区中的I/O表项，将弹出I/O表设计窗口。该窗口提供了Zui大可能的I/O配置，可按系统实际配置进行选择，设计后，可传送给PLC，但这个传送必须在如下三个条件下才能实现，

  ①PLC联机；

  ②PLC处编程状态；

  ③PLC只能是CS1或CV机。其他的PLCI/O是自动定位的可不设计，或用I/O登记的办法处理。

  (3)符号编辑

  本软件允许用符号(即变量)为I/O或内部器件的地址名。用它代替PLC I/O或其他内部器件的地址，如符号名按实际内容设，则可为程序读，修改及重用提供了方便。显然，读符号比读地址要好读得多。而更改符号与地址的对应关系，也就更改了程序。同时，由符号编成的程序，可做到与地址无关，实现标准化，只要在改用时，符号与地址再重新作对应，就可重用了。

  变量有全局与局部两种。全局变量在所选的PLC内有效；而局部变量仅在所编的程序中有效。这些变量可在相应的符号编辑窗口中进行。要指出的是，对多数PLC，下载程序时这里的符号不能下载到PLC中。PLC保存的只是梯形图程序编译后机器码，不保存符号。所以，从PLC上载的程序用的是地址，而不是符号。

  (4)梯形图编辑

  梯形图编辑是在梯形图编辑窗口中进行。可添加梯形图符号，删除梯形图符号，复制梯形图符号，剪切梯形图符号，粘贴梯形图符号，还可进行撤销，恢复，查找，替换等等。输入的数据可为即时数，也可为所定义的符号，按要求确定

  编辑好的梯形图程序要进行编译，按"Ctrl F7"键即可实现，编译的结果(程序的正确与否)会在输出窗口中显示。图4-24所示为梯形图程序例子。

  (5)程序注解

  ①变量注解，这在定义变量时进行。在梯形图显示时，将与变量名同时显示。

  ②枢注解。在梯形图上选好合适位置，在插入菜单项下单击注释枢项弹出空注释框，然后在其中加入所要的注释。同时，这个枢还可在梯形图上任意移动。

  ③条注解。在梯形图上，空出位置，在插入菜单项下单击注释条弹出空注释条，然后在其中加入所要注释。注释条不能移动。

  以上操作也可用热健或工具条进行。

  (6)查内存使用情况

  在编程过程中，如要查看PLC内存使用的情况，可打开地址引用工具，或交叉引用报告窗口，从中可看到相应内存单元使用情况。