电压输出负载为电阻时转换时间为300μs,负载为1μF电容时转换时间为750μs。
电流输出负载为1mH电感时转换时间为600μs,负载为10mH电感时为2ms。
(3)4通道模拟量输入/2通道模拟量输出模块
模块SM 1234的模拟量输入和模拟量输出通道的性能指标分别与SM 1231 AI 4×13bit和SM 1232AO 2×14bit的相同,相当于这两种模块的组合。2.1.3 集成通信接口及通信模块1.集成的PROFINET接口
实时工业以太网是现场总线发展的趋势,PROFINET是基于工业以太网的现场总线(IEC 61158现场总线标准的类型10),是开放式的工业以太网标准,它使工业以太网的应用扩展到了控制网络*底层的现场设备。
通过TCP/IP标准,S7-1200提供的集成PROFINET接口可用于与编程软件STEP 7 Basic通信(见图2-3),以及与SIMATIC HMI精简系列面板通信,或与其他PLC通信
此外它还通过开放的以太网协议TCP/IP和ISO-on-TCP支持与第三方设备的通信。该接口的RJ-45连接器具有自动交叉网线(Auto-Cross-Over)功能,数据传输速率为10Mbit/s、100Mbit/s,支持*多16个以太网连接。该接口能实现快速、简单、灵活的工业通信。
S7-1200可以通过成熟的S7通信协议连接到多个S7控制器和HMI设备。将来还可以通过PROFINET接口将分布式现场设备连接到S7-1200,或将S7-1200作为一个PROFINET IO设备,连接到作为PROFINET IO主控制器的PLC。它将为S7-1200系统提供从现场级到控制级的统一通信,以满足当前工业自动化的通信需求。
STEP 7 Basic中的网络视图使用户能够轻松地对网络进行可视化组态。
为了使布线*少并提供*大的组网灵活性,可以将紧凑型交换机模块CSM 1277和S7-1200一起使用,以便组建成一个具有线形、树形或星形拓扑结构的网络。CSM 1277是一个4端口的紧凑型交换机,用户可以通过它将S7-1200连接到*多3个附加设备。除此之外,如果将S7-1200和SIMATIC NET工业无线局域网组件一起使用,还可以构建一个全新的网络。2.通信模块
S7-1200*多可以增加3个通信模块,它们安装在CPU模块的左边。
RS-485和RS-232通信模块为点对点(P2P)的串行通信提供连接(见图2-5)。STEP 7Basic工程组态系统提供了扩展指令或库功能、USS驱动协议、Modbus RTU主站协议和Modbus RTU从站协议,用于串行通信的组态和编程。
此外还有计划中的PROFINET(控制器/IO设备)模块和PROFIBUS主站/从站模块。
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PLC编程语言的****
为了电子技术能够更好地发展,国际电工委员会为其定制了****,名称为IEC61131。它由5部分组成,分别是:通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。
在IEC 61131中的第三部分(IEC 61131-3)是PLC的编程语言标准。IEC 61131-3是世界上第一个,也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。
目前已有越来越多的生产PLC的厂家提供符合IEC 61131-3标准的产品,IEC 61131-3已经成为DCS(集散控制系统)、IPC(工业控制计算机)、FCS(现场总线控制系统)、SCADA(数据采集与监视控制)和运动控制系统事实上的软件标准。
有的厂家推出的在个人计算机上运行的“软件PLC”软件包也是按IEC 61131-3标准设计的。IEC 61131-3详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言:
1)指令表(Instruction List,IL)。
2)结构文本(Structured Text,ST)。
3)梯形图(Ladder Diagram,LD):西门子公司简称为LAD。
4)功能块图(Function Block Diagram,FBD)。
5)顺序功能图(Sequential Function Chart,SFC)。2.S7-1200的编程语言
S7-200只有梯形图和功能块图这两种编程语言。
PLC使用的物理存储器
1)随机存取存储器。CPU可以读出随机存取存储器(RAM)中的数据,也可以将数据写入RAM。它是易失性的存储器,电源中断后,存储的信息将会丢失。
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,可以用锂电池保存RAM中的用户程序和某些数据。
2)只读存储器。只读存储器(ROM)的内容只能读出,不能写入。它是非易失的,电源消失后,仍能保存存储的内容,ROM一般用来存放PLC的操作系统。
3)快闪存储器和可电擦除可编程只读存储器。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
SIMATIC微存储卡基于FEPROM,用于在断电时保存用户程序和某些数据。微存储卡用来作装载存储器(Load Memory)或作便携式媒体。
(3)装载存储器与工作存储器
1)装载存储器。装载存储器是非易失性的存储器,用于保存用户程序、数据和组态信息。所有的CPU都有内部的装载存储器,CPU插入存储卡后,用存储卡作装载存储器。项目下载到CPU时,保存在装载存储器中。装载存储器具有断电保持功能。
2)工作存储器。工作存储器是集成在CPU中的高速存取的RAM。为了提高运行速度,CPU将用户程序中与程序执行有关的部分,例如组织块、功能块、功能和数据块从装载存储器复制到工作存储器。装载存储器类似于计算机的硬盘,工作存储器类似于计算机的内存条。CPU断电时,工作存储器中的内容将会丢失。
(4)断电保持存储器
断电保持存储器(保持性存储器)用来防止在电源关闭时丢失数据,暖启动后断电保持存储区中的数据保持不变。冷启动时断电保持存储器的值被清除。
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CPU提供了2048B的保持存储器,可以在断电时,将工作存储器的某些数据(例如数据块或位存储器M)的值**保存在保持存储器中。断电时CPU有足够的时间来保存数量有限的指定的存储单元的值。断电时选择的工作存储器的值被复制到保持存储器,首先进行求和运算,保存校验和之后,被保持的值写入非易失存储器。校验和与CPU的操作系统需要保持的其他值不会占用给用户使用的2048B保持存储器。电源恢复后,系统将保持存储器保存的断电之前工作存储器的数据,恢复到原来的存储单元。需要保存的数据如果超过2048B,将被拒绝。
在暖启动时,所有非保持的位存储器被删除,非保持的数据块的内容被复位为装载存储器中的初始值。保持存储器和有保持功能的数据块的内容被保持。可以用下列方法设置变量的断电保持属性:
1)位存储器中的变量:可以在PLC变量表或分配表(见5.5.2节)中,定义从MBO开始的有断电保持功能的位存储器的地址范围。
2)FB的局部变量:如果生成FB时激活了“仅符号访问”属性,可以在FB的界面区定义单个变量是否有保持功能。如果没有激活FB的该属性,只能在指定的背景数据块中定义所有的变量是否有断电保持属性。
3)全局数据块中的变量:如果激活了“仅符号访问”属性,则可以对每个变量单独设置断电保持属性。如果禁止了DB的该属性,则只能设置DB中所有的变量是否有断电保持属性。