S7-1200的CPU有一个内部电源,为CPU、信号模块、信号扩展板及通信模块提供电源,并且也可以为用户提供24V电源。
CPU为信号模块、信号扩展板及通信模块提供5V直流电源,不同的CPU能够提供的功率是不同的。在硬件选型时,需要计算所有扩展模块的功率总和,检查该数值是否在CPU提供功率范围之内,如果超出则必须更换容量更大的CPU或减少扩展模块数量。
S7-1200的CPU也可以为信号模块的24V输入点、继电器输出模块或其他设备提供电源(称作传感器电源),如果实际负载超过了此电源的能力,则需要增加一个外部24V电源,此电源不可与CPU提供的24V电源并联。建议将所有24V电源的负端连接到一起。
传感器24V电源与外部24V电源应当供给不同的设备,否则将会产生冲突。
如果S7-1200 PLC系统的一些24V电源输入端互联,此时可用一个公共电路连接多个M端子。例如当设计CPU为24V电源供给、信号模块继电器为24V电源供给及非隔离模拟量输入为24V电源供给的“非隔离”电路时,所有非隔离的M端子必须连接到同一个外部参考点上。
下面通过例子说明电源的计算方法。
某工程项目经统计I/O点数为20个DI,DC 24V输入,10个DO中继电器输出8个,2个DC输出,1路模拟量输入,1路模拟量输出,选用S7-1200 PLC,CPU选型如下。
由于数字量I/O点数较多,且为继电器输出,选用CPU 1214C AC/DC/继电器,订货号为6ES7 214-1BE30-0XB0。由于需要2个DC输出,选用扩展的信号模块SM 1223 8×DC 24V输入/8×DC 24V输出,订货号为6ES7 222-1BF30-0XB0,1路模拟量输入为CPU自带,1路模拟量输出可以选用信号板SB 1232的1路模拟量输出,订货号为6ES7 232-4HA30-0XB0。
可编程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是以微处理器为基础的通用工业控制装置,它综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术,具有功能强大、使用方便、可靠性高、通用且使用灵活和易于扩充等优点,特别适于在恶劣的工业环境中使用,是为了顺应现代制造业生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品要求而出现的,在交通、冶金、化工、制造、建筑、造纸以及食品等行业得到了广泛应用。
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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。
在存储卡大小上,S7-1200 PLC的存储卡*大可到24MB。对于S7-200 PLC和S7-1200 PLC,存储卡都是可选的,可以存放的内容是相同的。而S7-300 PLC的存储卡是必需的,且S7-300 PLC的存储卡无法存放配方和数据记录等。此外,S7-1200 PLC的存储卡还将用来实现存储区扩展、程序分配及固件升级等功能。
在块的类型方面,S7-200 PLC有主程序、子程序、中断子程序及数据区V区等,而S7-1200 PLC和S7-300 PLC类似,有OB、FB、FC及数据块DB等。
在程序结构方面,S7-200 PLC调用子程序,*大嵌套深度为8,所有程序块共用一个通用数据块;而S7-1200 PLC像S7-300 PLC一样具有FC、FB和OB等,高度模块化,且可以重复利用,*大嵌套深度为16。S7-200 PLC中将事件分配给中断,中断事件触发相应的子程序;而S7-1200 PLC和S7-300 PLC类似,都是通过组织块分配事件。
S7-1200 PLC的新数据类型使应用更加灵活。例如用于日期和时间时,S7-200 PLC需要读取相应的V区数据,S7-300 PLC通过调用SFC读取日期时间数据,而S7-1200 PLC可以通过符号名访问DTL结构的所有组成部分。
在计数器指令方面,S7-200 PLC、S7-300 PLC和S7-1200 PLC也有不同。S7-200 PLC的计数器当计数值大于或等于设定值时,计数器状态位置位;S7-300 PLC的计数器当计数值大于0时,计数器输出置位;而S7-1200 PLC的计数器当计数值大于或等于设定值时,输出置位。S7-200 PLC计数器的计数范围是0~32767,S7-300 PLC的S5计数器的计数范围是0~999,S7-1200 PLC的计数范围可以调整。
在定时器指令方面,S7-200 PLC和S7-1200 PLC也有差异。S7-200 PLC的定时器当计时值大于或等于设定值时,定时器状态位置位;S7-300 PLC的定时器当计时值大于设定值时,定时器输出置位;而S7-1200 PLC的定时器当计时值大于或等于设定值时,输出置位;而且S7-1200 PLC的定时时间可以像S7-300 PLC的一样直接输入,不需要像S7-200 PLC那样使用定时时基1/10/100ms进行换算。
在工艺功能方面,S7-200 PLC一般是通过向导来实现的,而S7-1200 PLC则是通过调用相应的块来实现的。
PLC的产生和定义1.PLC的产生
为了尽可能地减少重新设计和安装的工作量,降低成本,缩短周期,美国通用汽车公司在1968年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器-接触器控制系统。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台PLC(Programmable Logic Controller),即可编程序逻辑控制器,型号为PDP-14,用它取代传统的继电器-接触器控制系统,应用在美国通用汽车公司的汽车自动装配线上,取得了巨大成功,很快在其他工业领域推广应用。
随着计算机技术、自动控制技术和通信技术的发展,PLC大致经历了4次更新换代,现在已经渗透到工业控制的各个领域。
1987年国际电工委员会(IEC)对可编程序控制器定义如下:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备,都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”
1.1.2 PLC的结构组成
PLC由中央处理单元(Central Process Unit,CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源以及扩展单元有机组合而成。根据结构形式的不同,PLC可以分为整体式和模块式两类。
整体式PLC又称为单元式或箱体式,体积小、价格低且结构紧凑。一般小型PLC采用整体式,如西门子的S7-200系列PLC。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源模块装在一个箱体内构成主机。还提供许多I/O扩展模块供用户需要时选用,另外还配备多种专用的特殊功能模块,使PLC的功能得到扩展。