西门子PLC模块控制器CPU414-3西门子代理商

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浔之漫智控技术（上海）有限公司 

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1.1 S7-1200系统概述

PLC（Programmable Logic Controller）全称可编程逻辑控制器，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。

PLC是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

（1）PLC 运用领域

（2）S7-1200外观

（3）西门子系列分类

大型：西门子SIMATIC S7-400系列

中型：西门子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

小型：SIMATIC S7-1200,SIMATIC SMART-200,S7_200

PLC 的扩展性

S7-1200所有系列均可扩展3个通信模块（CM），其中CPU型号为1214C的*多可以扩展8个信号模块（SM）。

通信功能：

具有一个网线接口是S7-1200系列的一个重要功能，通过此接口可以与上位机、其它设备进行PROFINET（工业以太网的一种）通信。

1.2博途软件

TIA博途是全集成自动化软件TIA portal的简称，是西门子工业自动化集团发布的一款全新的全集成自动化软件。它是业内首个采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件，几乎适用于所有自动化任务。借助该全新的工程技术软件平台，用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统。

1.3 S7-1200系列PLC的硬件介绍

S7-1200系列PLC系统的硬件包括以下内容:

CPU 模块

扩展模块

信号扩展模块

通信扩展模块

（1）CPU及扩展模块

CPU模块含以下内容：

CPU模块型号：

根据工作电源和输出方式的不同，又可具体分以下三种类型：

继电器输（RLY）出与晶体管输出（DC）的区别：

1.  继电器输出电流大，带负载能力强；

2.  晶体管输出反应速度快，用于高速输出，如控制伺服电机。

1

2

各端口分布：

从上图可以看出：一个CPU只可以添加一个扩展模板；如果扩展模板不能满足要求可以添加扩展模块来增加更多的输入输出点和通讯能力。CPU可添加8个输入输出信号模块和3个通讯模块；具体的数量取决于CPU的型号

（2）信号模块

数字量模块又称为开关量模块；

输入模块又称为DI模块；

输出模块又称为DQ模块；

模拟量输入输出成为AI、AQ模块；

上诉模块统称为信号模块：SM

除了输入扩展模块、输出扩展模块以外，还有输入输出扩展模块。

（3）通讯模块：

安装方式：在CPU的左边

S71200 系列PLC的扩展模块需要CPU来进行供电。

注意：扩展模块的电流总和不能超过CPU的电流供应量

1.4 PLC的接线要求

PLC是通过电信号的输入输出来实现自动化控制。

1.PLC把输入点连接到传感器、开关等输入的电信号转化为数字信号。

2.数字信号通过plc的内部逻辑运算，其结果通过输出点把数字信号转化为电信号实现自动化控制。

PLC的接线主要有三类：

PLC工作电源接线

数字量信号接线

模拟量信号接线

（1）PLC工作电源接线

CPU电源对工作电源没有过多的要求，只需要按要求正确类型接入供电电源以及做好接地就可以了

①.交流220V

交流220V是我国的用电标准。有380v而没有零线的情况下需要提供380转220v的单相隔离变压器，来得到220v交流电；而且还可以降低电源对控制柜的干扰

②直流24V

使用直流开关稳压电源，上图中右边部分。

（2）数字量信号接线

**输入：**分为源型输入和漏型输入。

DPU模块提供一个输入点和传感器24v的直流电源，这组电源的供电能力比较较削，一般不适用；输入点的电源我们通过外部直流开关稳压电源提供。

输出：

场效应管输出（DC）：只能输出源型直流24v信号

继电器输出（RLY）：可以输出直流信号也可以输出交流信号

（3）模拟量信号接线

首先要确定好信号的类型，模拟量信号分电压信号和电流信号两种。

工业常见电压信号：

1. 0-10 V 电压型：信号直观，便于检测。对设备维护和调试时测量此较方便，但由于模拟量信号输入设备的输入电阻比较大，因此线路在传送时受到电磁干扰。即使产生很小的电流也会产生很大的电压降。因此，电压信号型模拟量系统的抗干扰能力比较弱。

工业常见电流信号：

0-20 mA 电流型 ：在传送时可以很好地避免电磁干扰，这是因为模拟量输入设备的内阻小，线路受到电磁感应产生的电流，在回路电阻比较小的情况下，产生的压降非常小。

4-20 mA 电流型：与0-20mA基本一样，差别是4mA为信号0点，利用这4mA的电流，可以为两线制传感器提供工作电流，也可以通过4mA的电流来判断传感器线路是否开路。

电流型号可以很方便的转成电压型号，还有很好的抗干扰性。

方法：

当模拟量信号不一致时；比如PLC的模拟量输出是电流信号，而执行设备的输入类型为电压信号，这时就需要进行信号之间的转化；我们在电压信号的输入端并联一个电阻，利用电阻的压降来实现电流电压之间的转换

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PLC的操作系统使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。用户程序由用户设计，它使PLC能完成用户要求的特定功能。用户程序存储器的容量以字节(Byte，简称为B)为单位。

  1. PLC使用的物理存储器

  (1)随机存取存储器(RAM)

  CPU可以读出RAM中的数据，也可以将数据写入RAM，因此RAM又叫读/写存储器。它是易失性的存储器，电源中断后，储存的信息将会丢失。

  RAM的工作速度高，价格便宜，改写方便。在关断PLC的外部电源后，可以用锂电池来保存RAM中储存的用户程序和数据。需要更换锂电池时，由PLC发出信号，通知用户。

  (2)只读存储器(ROM)

  ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，电源消失后，仍能保存储存的内容，ROM一般用来存放PLC的操作系统。

  (3)快闪存储器和EEPROM

  快闪存储器(Flash EPROM)简称为FEPROM，可电擦除可编程的只读存储器简称为EEPROM。它们是非易失性的，可以用编程装置对它们编程，兼有ROM的非易失性和RAM 的随机存取优点，但是将信息写入它们所需的时间比RAM长得多。它们用来存放用户程序和断电时需要保存的重要数据。

  2.微存储卡

  基于FEPROM的微存储卡简称为MMC，用于在断电时保存用户程序和某些数据。MMC用来作S7、C7和ET200S的CPU的装载存储器，程序和数据下载后保存在MMC 内。如果CPU未插MC，不能下载STEP7的程序和数据。应当注意，不能带电插拔MMC，否则会丢失程序或损坏MMC。西门子的PLC必须使用西门子专用的MMC，不能使用数码产品使用的通用型MMC.

  不能用CPU的模式选择开关的操作来删除下载到MMC的系统数据和程序。为了完成上述操作，首先建立好PLC与计算机之间的通信连接，点击SIMATIC管理器工具栏上的在线按钮一，打开在线视图，选中块文件夹中需要删除的块，按计算机键盘上的〈Delete〉(删除)键，删除它们。不能删除CPU中集成的SFB和SFC块。

  如果忘记了密码，只能用西门子的专用编程器上的读卡槽或用西门子带USB接口的读卡器，使用SIMATIC管理器的菜单命令“文件”→“S7存储卡”→“删除”命令，删除MMC上的程序、数据和密码，这样MMC就可以作为一个未加密的空卡使用了。

  3. CPU的存储区

  CPU的存储区由装载存储器、工作存储器和系统存储器组成。工作存储器类似于计算机的内存条，装载存储器类似于计算机的硬盘。

  (1)装载存储器

  CPU的装载存储器用于保存不包含符号地址和注释的逻辑块、数据块和系统数据(硬件组态、连接和模块的参数等)。下载程序时，用户程序(逻辑块和数据块)被下载到装载存储器，符号表和注释保存在编程设备中。在PLC上电时，CPU把装载存储器中的可执行部分复制到工作存储器，符号表和注释保存在编程设备中。在CPU断电时，需要保存的数据被自动保存在装载存储器中。

  S7-300用MMC作装载存储器。现在生产的$7-300 CPU没有集成的装载存储器，必须插入MMC，才能下载和运行用户程序。CPU与MMC是分开订货的。

  S7-400的CPU有集成的装载存储器(带后备电池的RAM)，也可以用FEPROM存储卡或RAM存储卡来扩展装载存储器(见图2-6)。

  (2)工作存储器

  工作存储器是集成在CPU中的高速存取的RAM存储器，用于存储CPU运行时的用户程序和数据，例如组织块、功能块、功能和数据块。为了保证程序执行的快速性和不过多地占用工作存储器，只有与程序执行有关的块被装人工作存储器。用模式选择开关复位CPU 的存储器时，RAM中的程序被清除，FEPROM中的程序不会被清除。

  (3)系统存储器

  系统存储器是CPU为用户程序提供的存储器组件，用于存放用户程序的操作数据，例如过程映像输入、过程映像输出、位存储器、定时器和计数器、块堆栈、中断堆栈和诊断缓冲区等。系统存储器还包括临时存储器(局部数据堆栈)，在逻辑块被调用时用来储存临时变量。在执行逻辑块时它的临时变量才有效，执行完后可能被覆盖。