7-1200 PLC提供了各种I/O信号模块用于扩展其CPU能力,信号模块包括数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入/直流输出模块、数字量输入/交流输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、热电偶和热电阻模拟量输入模块以及模拟量输入/输出模块等
各数字量信号模块还提供了指示模块状态的诊断指示灯。其中,绿色指示模块处于运行状态,红色指示模块有故障或处于非运行状态。
各模拟量信号模块为各路模拟量输入和输出提供了I/O状态指示灯。其中,绿色指示通道已组态且处于激活状态,红色指示个别模拟量输入或输出处于错误状态。此外,各模拟量信号模块还提供有指示模块状态的诊断指示灯。其中,绿色指示模块处于运行状态,而红色指示模块有故障或处于非运行状态。
在硬件组态方面,S7-200 PLC的地址自动分配,不能改变;而S7-1200 PLC和S7-300 PLC的地址可以由用户手动重新分配。
在通信方面,S7-200 PLC、S7-300 PLC和S7-1200 PLC都支持通过RS232和RS485实现点对点通信,支持ASCII、USS和Modbus等通信协议。S7-200 PLC需要RS232转换器实现RS232的串口通信,S7-300 PLC需要选用带PtP接口的CPU或者CP模块实现RS232的串口通信,而S7-1200 PLC通过RS232通信模块即可实现。S7-1200 PLC本机集成了PROFINET以太网接口,支持与编程设备、HMI和其他CPU的通信。
PLC含有CPU,可以执行数字运算操作,将输入部分和输出部分通过指令集合进行逻辑运算、顺序控制等,实现对电动机M的控制。
1.1.2 S7-1200 PLC的CPU模块
在西门子工厂自动化系统中,核心的就是PLC。它通过在现场层、控制层和管理层分别部署硬件产品和对应软件,实现管理控制一体化。西门子目前主流的PLC产品为S7系列PLC,包括S7-200SMART、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。其中,S7-1200 PLC作为中小型PLC的典型代表,具有外观轻巧、速度敏捷、标准化程度高等特点,借助优异的网络通信能力和标准,可以构成复杂多变的控制系统。如图1-2所示,西门子S7-1200 PLC模块包括CPU、电源、输入信号处理回路、输出信号处理回路、存储区、RJ45端口和扩展模块接口等。
从PLC的定义可以得出,S7-1200 PLC的本质为一台计算机,负责系统程序的调度、管理、运行和自诊断,并将用户程序做出编译解释处理以及调度用户目标程序运行。与之前西门子S7-200系列PLC模块的大区别在于,它标准配置了以太网端口RJ45,可以采用一根标准网线与安装有博途软件的PC进行编程组态和工程应用。图1-3为S7-1200 PLC系统,包括CPU模块、SM信号模块、CM通信模块、电源模块和其他附件等。
S7-1200 PLC的编程软件STEP 7 Basic提供了一个易用、集成的工程框架,可以用于S7-1200 PLC、精简HMI面板和伺服系统的组态。
在存储器方面,S7-200 PLC的程序存储器和数据存储器的大小是固定不变的,而S7-1200 PLC和S7-300 PLC的则是浮动的。
在装载存储区方面,S7-1200的CPU符号表和注释可以在线获得,即S7-1200的CPU符号表和注释可以保存在CPU中,而S7-200和S7-300的CPU皆不支持此功能。
S7-200 SMART PLC控制系统硬件由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电偶与热电阻模块和相关设备组成。CPU模块、扩展模块及信号板
(1)CPU模块
CPU模块又称基本模块和主机,它由CPU单元、存储器单元、输入输出接口单元以及电源组成。CPU模块(这里说的CPU模块指的是S7-200 SMART PLC基本模块的型号,绝不是中央微处理器CPU的型号。)是一个完整的控制系统,它可以单独地完成一定的控制任务,主要功能是采集输入信号,执行程序,发出输出信号和驱动外部负载。CPU模块有经济型和标准型两种。经济型CPU模块有两种,分别为CPU CR40和CPU CR60,经济型CPU价格便宜,但不具有扩展能力;标准型CPU模块有8种,分别为CPU SR20、CPU ST20、CPU SR30、CPU ST30、CPU SR40、CPU ST40、CPU SR60和CPU ST60,具有扩展能力。
(2)数字量扩展模块
当CPU模块数字量I/O点数不能满足控制系统的需要时,用户可根据实际的需要对数字量I/O点数进行扩展。数字量扩展模块不能单独使用,需要通过自带的连接器插在CPU模块上。数字量扩展模块通常有3类,分别为数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出混合模块。数字量输入模块有1个,型号为EM DI08,8点输入。数字量输出模块有2个,型号有EM DR08和EM DT08,EM DR08模块为8点继电器输出型,每点额定电流2A;EM DT08模块为8点晶体管输出型,每点额定电流0.75A。数字量输入/输出模块有4个,型号有EM DR16、EM DT16、EM DR32和EM DT32,EM DR16/DT16模块为8点输入/8点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流2A/0.75A;EM DR32/DT32模块为16点输入/16点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流2A/0.75A。
S7-1200 PLC中利用“符号化存取”,可以优化分配数据块所占的存储区;而在S7-300 PLC中,由于是混合声明数据块中的数据类型,这使得存储区的分配使用非常杂乱,在保持存储区方面,S7-200 PLC仅有数据区可以设置为保持性的,S7-300 PLC是以字节为单位进行保持性设置的,而S7-1200 PLC多可以设置2048B的保持区,可以对数据块中的离散变量设置保持性。
PLC常用的编程语言是梯形图。梯形图是接近继电器、线圈等电气元件实体的符号表示方法。以如图1-11所示为例,左边是电源线,经过I0.0常开触点、I0.1常闭触点后,由线圈Q0.0输出。当I0.0所对应的开关动作,I0.1对应的开关不动作时,线圈Q0.0闭合;此时若I0.1对应的开关动作,则线圈Q0.0断开。
在PLC的端子上接入行程开关、继电器等外部元件(I0.0、I0.1和Q0.0所对应的电气元件),用户可以在博途编程软件平台上编写梯形图,通过网线下载到PLC,PLC就可以按照用户的逻辑和能流(电流)方向进行控制了
PLC常见的三种元件是输入继电器、输出继电器和内部辅助继电器,见表1-3。根据IEC61131-3标准,PLC元件用百分数符号%开始,随后是位置前缀符号;如果有分级,则用整数表示分级,并用小数点符号“.”分隔。
需要注意的是,在本书后续讲述中,为了简洁,一般把%省略。用户在编辑梯形图程序时,软件会自动补全%符号。
有了输入电气元件(如按钮、选择开关、行程开关、接近开关等)、S7-1200 PLC、输出电气元件(如指示灯、接触器、蜂鸣器、电磁阀线圈等),就可以组成基基本的PLC控制系统,来完成如图1-14所示的分拣输送应用等,实现逻辑控制、顺序控制、定位控制等。
西门子S7-200 SMART PLC是在S7-200 PLC基础上发展起来的全新自动化控制产品,该产品的以下特点,使其成为经济型自动化市场的理想选择。
(1)机型丰富,选择更多
该产品可以提供不同类型,I/O点数丰富的CPU模块。产品配置灵活,在满足不同需要的同时,又可以大限度地控制成本,是小型自动化系统的理想选择。
(2)选件扩展,配置灵活
S7-200 SMART PLC新颖的信号板设计,在不额外占用控制柜空间的前提下,可实现通信端口、数字量通道、模拟量通道的扩展,其配置更加灵活。
(3)以太互动,便捷经济
CPU模块的本身集成了以太网接口,用1根以太网线,便可以实现程序的下载和监控,省去了购买专用编程电缆的费用,经济便捷;同时,强大的以太网功能,可以实现与其他CPU模块、触摸屏和计算机的通信和组网。
(4)软件友好,编程高效
STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件融入了新颖的带状菜单和移动式窗口设计,先进的程序结构和强大的向导功能,使编程效率更高。
(5)运动控制功能强大
S7-200 SMART PLC的CPU模块本体多集成3路高速脉冲输出,支持PWM/PO输出方式以及多种运动模式。配以方便易用的向导设置功能,快速实现设备调速和定位。
(6)完美整合,无缝集成
S7-200 SMART PLC、Smart Line系列触摸屏和SINAMICS V20变频器完美结合,可以满足用户人机互动、控制和驱动的全方位需要
S7-1200 PLC的通信模块
浔之漫智控技术(上海)有限公司
本公司是西门子授权代理商 自动化产品,全新,西门子PLC,西门子屏,西门子数控,西门子软启动,西门子以太网西门子电机,西门子变频器,西门子直流调速器,西门子电线电缆我公司**供应,德国进口
S7-1200的CPU多可以添加3个通信模块,支持PROFIBUS主从站通信,RS485和RS232通信模块可以实现点对点的串行通信。SIMATIC STEP 7 Basic工程组态系统中有各种扩展指令或库功能,如USS驱动协议、Modbus RTU主站和从站协议等,能够实现相关通信的组态和编程。
S7-1200的CPU家族提供各种各样的通信选项以满足用户的网络要求,如I-Device、PROFINET、PROFIBUS、远距离控制通信、点对点(PtP)通信、USS通信、Modbus RTU、AS-i及I/O link MASTER等。1. PROFINET
S7-1200 PLC本机集成的PROFINET接口允许与以下设备通信:编程设备、HMI设备及其他SIMATIC控制器等;支持以下协议:TCP/IP、ISO-on-TCP及S7通信(服务器端)。