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西门子CPU模块6ES7215-1HG40-0XB0

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*的集成工程组态兼容，可确保实现简化开发、快速启动、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*一系列的独立自动化系统的 应用需求。

在工程组态中实

使用*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] 

西门子代理商模块6ES7221-1BF32-0XB0

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*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。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，为您提供了和大灵活性。

 
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*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] 

大的 CPU 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*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*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 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

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] 

不需要专用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。

无需其它软件工具 –

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。

西门子CPU模块6ES7215-1HG40-0XB0

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*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。

触摸屏画面设计
　　触摸屏画面由ProTool等专用软件进行设计，然后先通过编程电脑调试，合格后再下载到触摸屏。触摸屏画面总数应在其存储空间允许的范围内，各画面之间尽量做到可相互及强制切换。
　　（1）主画面的设计
　　一般的，可用欢迎画面或被控系统的主系统画面作为主画面，该画面可进入到各分画面。各分画面均能一步返回主画面。若是将被控主系统画面作为主画面，则应在画面中显示被控系统的一些住要参数，以便在此画面上对整个被控系统有大致的了结。
　　（2）控制画面的设计
　　该种画面主要用来控制被控设备的启停及显示变频器内部的参数，也可将变频器参数的设定做在其中。该种画面的数量在触摸屏画面中占的多，其具体画面数量由实际被控设备决定。
　　（3）参数设置页面的设计
　　该画面主要是对变频器的内部参数进行设定，同时还应显示参数设定完成的情况，实际制做时还应考虑加密的问题。
　　（4）实时趋势页面的设计
　　该画面住要是以曲线记录的形式来显示被控值、变频器的主要工作参数（如输出频率）等的实时状态。
　　（5）信息记录页面的设计
　　该画面主要是记录可能出现的设备损坏、过载、数值超范围和系统急停等故障。另外该画面还可记录各设备启停操作，作为凭证。
　　（6） 节能画面的设计
　　该画面主要是记录和显示变频器的累积用电数及实时节电状态，以便向用户展示变频节能的好处，也可用来与其它的节电测量作比较。
PLC程序设计
　　PLC程序由S7-200专用编程软件进行设计，然后通过编程电脑下载到PLC进行联机调试，合格后即可使用。PLC在编程前应先对各功能程序段的地址进行规划，以免重复使用同一地址，造成误动。
　　（1）逻辑功能的设计
　　这部分程序主要是完成各变频水泵（或风机）的启动停止、联动、联锁及自动投切等等功能，一般在离线状态下就能完成软件逻辑功能的测试。
　　（2）PID功能的设计
　　通过S7-200中的PID向导可完成PID调节程序，具体应用时需根据实际被控设备及采样设备决定其配置。
　　（3）采样程序的设计
　　采样元件使用标准配置时，应注意采样A/D转换后的具体数据是否与PID及显示等程序配套，实际制做时还应考虑采样是多路且相关联的情况。
　　（4）PLC与变频器通信程序的设计
　　SIEMENS S7-200PLC与SIEMENS 430等变频器的通信一般使用USS4协议程序来完成，该程序的主要目的是监控变频器的实时运行状态。
　　（5）其它辅助程序的设计
　　PLC程序在实际编程过程中，需考虑对一些程序进行修补，尽量减少程序漏洞，反复推敲，不断的总结完善。
结束语
　　在闭环控制的变频节能系统中采用触摸屏可以使用户简单直观监控整个中央空调变频节能系统及与其相关联的设备和系统，提高了整个被控系统以及企业的自动化程度和硬件档次。随着微电脑技术的不断发展，触摸屏本身的成本也在不断的降低，再与PLC在系统中使用，实现了整个被控系统自动化程度的质的飞跃，这必将使触摸屏与PLC被更多的应用在未来的各种生产系统中，并成为自动化控制发展的一个亮点。