S7-1200 PLC的硬件与硬件组态.ppt

2023/4/27 1 S7-1200 PLC的硬件与硬件组态的硬件与硬件组态 2023/4/27 2 S7-1200 PLC(Programmable Logic Controller)是西门子公司推是西门子公司推出的一款出的一款PLC，主要面向简单而高精度的自动化任务主要面向简单而高精度的自动化任务。S7-1200 PLC设计紧凑设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集组态灵活且具有功能强大的指令集，这这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。CPU将微处理器将微处理器、集成电源集成电源、输入电路和输出电路组合到一个设输入电路和输出电路组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的计紧凑的外壳中以形成功能强大的PLC。CPU根据用户程序逻辑监视输入并更改输出根据用户程序逻辑监视输入并更改输出，用户程序可以包含用户程序可以包含布尔逻辑布尔逻辑、计数计数、定时定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通复杂数学运算以及与其它智能设备的通信信。2.1 S7-1200 PLC 简介简介 2023/4/27 3 2.1 S7-1200 PLC 简介简介西门子西门子PLC系列产品系列产品 2023/4/27 4 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件 2023/4/27 5 最多可扩展最多可扩展7个模块个模块 最多可扩展最多可扩展8个个 信号模块信号模块(SM)最多可扩展最多可扩展3个个 通信模块通信模块(CM)最多可扩展最多可扩展8个模块个模块(Rack0)S7-200 S7-300 S7-1200 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU模块模块 2023/4/27 6 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU模块模块 2023/4/27 7 I/O状态指示灯状态指示灯 以太网接口以太网接口 存储卡插槽存储卡插槽 CPU状态指示灯状态指示灯 安装信号板处安装信号板处 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU模块模块 2023/4/27 8 特性特性 CPU1211C CPU1212C CPU1214C 本机数字量本机数字量I/O 本机模拟量输入点本机模拟量输入点 6I/4O 2 8I/6O 2 14I/10O 2 脉冲捕获输入点数脉冲捕获输入点数 6 8 14 扩展模块个数扩展模块个数-2 8 上升沿上升沿/下降沿中断点数下降沿中断点数 6/6 8/8 12/12 集成集成/可扩展的工作存储器可扩展的工作存储器 集成集成/可扩展的装载存储器可扩展的装载存储器 25KB/不可扩展不可扩展 1MB/24MB 25KB/不可扩展不可扩展 1MB/24MB 50KB/不可扩展不可扩展 2MB/24MB 高速计数器点数高速计数器点数/最高频率最高频率 3点点/100kHz 3点点/100kHz 1点点/30kHz 3点点/100kHz 3点点/30kHz 高速脉冲输出点数高速脉冲输出点数/最高频率最高频率 2点点/100kHz(DC/DC/DC型型)操作员监控功能操作员监控功能 无无 有有 有有 传感器电源输出电流传感器电源输出电流/mA 300 300 400 外形尺寸外形尺寸/mm 90 100 75 90 100 75 110 100 75 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU模块模块 CPU模块技术规范模块技术规范 2023/4/27 9 DC/DC/DC：直流供电：直流供电、直流数字量输入直流数字量输入、数字量输出点是晶体数字量输出点是晶体管直流电路的类型；管直流电路的类型；AC/DC/Relay：交流供电：交流供电、直流数字量输入直流数字量输入、数字量输出点是继数字量输出点是继电器触点的类型；电器触点的类型；集成的集成的2点模拟量输入点模拟量输入(0 10V)，输入电阻输入电阻100k，10位分辨率位分辨率。集成的集成的24V传感器传感器/负载电源可供传感器和编码器使用负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用也可以用做输入回路的电源做输入回路的电源。有有16个参数自整定的个参数自整定的PID控制器控制器。2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU模块模块 2023/4/27 10 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU1214C AC/DC/Relay的外部接线的外部接线 2023/4/27 11 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU1214C DC/DC/Relay的外部接线的外部接线 2023/4/27 12 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件CPU1214C DC/DC/DC的外部接线的外部接线 2023/4/27 13 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件无源输入接线示意图无源输入接线示意图 2023/4/27 14 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件有源直流输入接线示意图有源直流输入接线示意图 2023/4/27 15 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件外部不同电电源供电示意图外部不同电电源供电示意图 2023/4/27 16 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件晶体管输出形式的接线示意图晶体管输出形式的接线示意图 2023/4/27 17 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件继电器输出形式的接线示意图继电器输出形式的接线示意图 2023/4/27 18 通过信号板可以给通过信号板可以给 CPU 增加增加 I/O。SB 连接在连接在 CPU 的前端的前端。2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件信号板信号板SB(signal board)2023/4/27 19 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件信号板信号板SB 1221的接线图的接线图 2023/4/27 20 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件信号板信号板SB 1222的接线图的接线图 2023/4/27 21 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件信号板信号板SB 1223的接线图的接线图 2023/4/27 22 信号模块连接在信号模块连接在 CPU 右侧右侧。2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件信号模块信号模块SM(signal module)数字量数字量I/O 8点点、16点和点和32点的数字量输入点的数字量输入/输出模块输出模块 模拟量模拟量I/O 模拟量模拟量I/O模块的任务就是实现模块的任务就是实现A/D和和D/A。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例例如如4 20mA，1 5V，0 10V，模拟量模拟量I模块的模块的A/D转换器将它们转转换器将它们转换成数字量换成数字量，送入送入PLC。模拟量模拟量O模块的模块的D/A转换器将转换器将PLC中的数字量转换为电压或电流中的数字量转换为电压或电流，再去控制执行机构再去控制执行机构。A/D和和D/A的二进制位数反映了分辨率的二进制位数反映了分辨率，位数越多位数越多，分辨率越高分辨率越高。2023/4/27 23 实时工业以太网是现场总线发展的趋势实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业是基于工业以太网的现场总线以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准是开放式的工业以太网标准，它使工业以太它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。S7-1200 PLC与编程计算机的通信与编程计算机的通信 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 1/3 2023/4/27 24 S7-1200 PLC与精简系列面板的通信与精简系列面板的通信 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 2/3 2023/4/27 25 利用工业以太网交换机利用工业以太网交换机CSM 1277 进行多设备的连接进行多设备的连接 2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 3/3 2023/4/27 26 有两种通信模块：有两种通信模块：CM1241 RS232 和和CM1241 RS485，CPU 最多支最多支持持 3 个通信模块个通信模块，连接在连接在CPU的左侧的左侧(或连接到另一或连接到另一CM 的左侧的左侧)2.2 S7-1200 PLC的硬件的硬件通信模块通信模块(Communication module)利用利用 CM1241 进行进行点对点连接点对点连接 2023/4/27 27 SIMATIC STEP 7 Basic 是西门子公司开发的高集成度工程组态是西门子公司开发的高集成度工程组态系统系统，包括面向任务的包括面向任务的HMI智能组态软件智能组态软件SIMATIC Wincc Basic。上述两个软件集成在一起上述两个软件集成在一起，也称为也称为TIA(Totally Integrated Automation，全集成自动化全集成自动化)Portal，它提供了直观易用的编辑器它提供了直观易用的编辑器，用于对用于对S7-1200 和精简系列面板进行高效组态和精简系列面板进行高效组态。除了支持编程以外除了支持编程以外，STEP 7 Basic还为硬件和网络组态还为硬件和网络组态、诊断等诊断等提供通用的工程组态框架提供通用的工程组态框架。STEP 7 Basic 提供了两种编程语言提供了两种编程语言(LAD 和和 FBD)。SIMATIC STEP 7 Basic有两种视图：有两种视图：Portal(门户门户)视图和项目视视图和项目视图图。2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic特点特点 2023/4/27 28 2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic典型的自动化系统典型的自动化系统 2023/4/27 29 TIA Portal可以在同一个工程组态系统中组态可以在同一个工程组态系统中组态 PLC 和和HMI。STEP 7和和WinCC可以访问公共数据库可以访问公共数据库。2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic工程组态系统工程组态系统 2023/4/27 30 在在TIA Portal中中，所有数据都存储在一个项目中所有数据都存储在一个项目中。修改后的应用程修改后的应用程序数据序数据(如变量如变量)会在整个项目内会在整个项目内(甚至跨越多台设备甚至跨越多台设备)自动更新自动更新。2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic数据管理数据管理 2023/4/27 31 任务卡任务卡 详细视图详细视图 工作区工作区 巡视区巡视区 设备概览设备概览区或网络区或网络概览区概览区 编辑器栏编辑器栏 2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic界面总览界面总览 2023/4/27 32“项目项目”“新建新建”，出现出现“创建新项目创建新项目”对话框：对话框：2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic创建新项目创建新项目 2023/4/27 33“选项选项”“设臵设臵”：2.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic参数设置参数设置 2023/4/27 34 设备组态设备组态(configuring)的任务就是在设备和网络编辑器中生成一的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实际的硬件系统对应的模拟系统个与实际的硬件系统对应的模拟系统，包括系统中的设备包括系统中的设备(PLC和和HMI)，PLC各模块的型号各模块的型号、订货号和版本订货号和版本。模块的安装位臵和设备之间的通信连接模块的安装位臵和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统都应与实际的硬件系统完全相同完全相同。此外还应设臵模块的参数此外还应设臵模块的参数，即给参数赋值即给参数赋值，或称为参数化或称为参数化。自动化系统启动时自动化系统启动时，CPU比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬件系统件系统，如果两个系统不一致如果两个系统不一致，将采取相应的措施将采取相应