西门子S7-1200 PLC应用技术项目教程（第3版） 课件 1.认识S7-1200PLC宽屏-(LAD+SCL)

项目1认识S7-1200PLC1234认识PLC认识S7-1200PLCS7-1200PLC的工作过程S7-1200PLC的扩展功能认识

PLCPLC的产生与定义

1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。1.编程简单方便，可在现场修改程序2.硬件维护方便，采用插件式结构3.可靠性高于继电器接触器控制装置4.体积小于继电器接触器控制装置5.可将数据直接送入计算机认识

PLC6.用户程序存储器容量至少可以扩展到4 KB7.输入可以是110V交流8.输出115V/2A以上交流，驱动电磁阀、接触器等9.通用性强，扩展方便10.成本上可与继电器接触器控制装置竞争1969年，美国数字设备公司（DEC），研制出第一台PLCPLC的产生与定义

1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。PLC的产生与定义

国际电工委员会(IEC)1987年将可编程序控制器定义为“一种数字运算操作的电子系统，专为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、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字和模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其外部设备都应按易于与工业系统联成一个整体且易于扩充其功能的原则设计。”

PLC的定义认识

PLC定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。PLC的特点与应用1、可靠性高、抗干扰能力强2、通用性强、灵活性好、功能齐全3、编程简单、使用方便4、模块化结构使系统组合灵活5、安装简单、调试方便

认识

PLCPLC的特点与应用1.开关量的逻辑控制：PLC最基本、最广泛的应用领域。2.运动控制：广泛用于各种机械，如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人和电梯等。3.过程控制:过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。4.数据处理:现代的PLC具有数学运算、数据传递、转换、排序和查表、位操作等功能，也能完成数据的采集、分析和处理。这些数据可通过通信接口传送到其它智能装置，或者将它们打印制表。5.通信联网:PLC的通信包括PLC相互之间，PLC与上位计算机，PLC和其它智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要。认识

PLCPLC的基本结构PLC硬件组成PLC软件组成0201系统程序（控制PLC系统自身运行的控制程序）一般由管理程序、指令译码程序、标准程序块三部分组成应用程序（PLC使用者根据控制要求与条件编写的程序）编制方法、语言及程序结构取决于PLC具体型号认识

PLCPLC的基本结构1.中央处理单元(CPU)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令将各种输入信号取入把运算结果送到输出端响应各种外部设备的请求

CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储器、输入/输出接口电路连接。认识

PLCPLC的基本结构可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存储空间一般包括以下三个区域：

（1）系统程序存储区（2）系统RAM存储区（包括I/O映像寄存区和系统软设备等）（3）用户程序存储区RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。2.存储器认识

PLCPLC的基本结构3.输入输出接口电路采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。输出三种形式：继电器--低速大功率 可控硅--高速大功率 晶体管--高速小功率输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。认识

PLCPLC的基本结构1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰认识

PLCPLC的基本结构2）输出接口电路：认识

PLCPLC的基本结构4.电源把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。认识

PLCPLC的工作原理1.建立I/O映像寄存器区认识

PLC在PLC存储器内开辟了I/O映像寄存器区，对于系统的一个输入点总有输入映像寄存器区的某一位与之相对应。对于系统的每一输出点都有输出映像寄存器区的某一位与之对应。系统的输入输出点的地址编号与I/0映像区寄存器地址号对应。

认识

PLC初始化PLC的工作原理2.循环扫描工作方式

初始化：PLC上电后，首先进行系统初始化。清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，对电源、PLC内部电路、用户程序的语法进行检查CPU自诊断

定期检查用户程序存储器、I/O单元的连接、I/O总线是否正常，定期复位监控定时器WDT等，以确保系统可靠运行通信信息处理外部设备交换信息执行用户程序输入/输出信息处理

在每个通信信息处理扫描阶段，PLC之间以及PLC与PC之间；PLC与其他带微处理器的智能装置通信

PLC与外部设备连接时，在每个扫描周期内要与外部设备交换信息。这些外部设备有PLC编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机PLC在运行状态下，每个扫描周期都要执行用户程序，执行用户程序时，是以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，扫描一条执行一条，运算结果存入输出映像区对应位或存储单元中PLC在运行时，每个扫描周期都要进行输入输出信号处理，扫描的方式把输入信号的状态存入输入映像寄存器区；程序的执行结果存入输出映像寄存器区，直至传送到外部被控设备PLC的工作原理3.扫描执行过程输入采样阶段在输入采样阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入映像寄存器。外部输入电路闭合时，对应的输入映像寄存器为“1”，梯形图中对应的常开触点接通，常闭触点断开。外部的输入电路断开时，对应的输入过程映像寄存器为“0”，梯形图中对应的常开触点断开，常闭触点闭合。完成输入采样工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。程序执行阶段CPU在RUN工作模式时，在程序执行阶段，根据用户控制程序的排列顺序，在没有跳转指令时，从第一条开始逐步执行指令。在指令执行时，从I/O映像寄存器或位元件的存储单元读出其0/1状态，并将相应的指令执行结果存入对应的位元件的存储单元或输出映像寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输出刷新阶段。输出刷新阶段当所有指令执行完毕，将输出映像寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。由于输入采样阶段是紧接输出刷新阶段后进行的，所以亦将这两个阶段统称为I/O刷新阶段。认识

PLC认识

PLC①

初始状态:SB1/SB2都断开结合“启-保-停”实例，讲述PLC的工作原理认识

PLC②

当启动按钮SB1闭合结合“启-保-停”实例，讲述PLC的工作原理认识

PLC③

当启动按钮SB1断开，回到初始时结合“启-保-停”实例，讲述PLC的工作原理认识

PLC④

当停止按钮SB2闭合结合“启-保-停”实例，讲述PLC的工作原理⑤

自锁回路断开认识

PLC结合“启-保-停”实例，讲述PLC的工作原理

S7-1200PLC控制器是西门子系列PLC的新产品，因其设计紧凑、组态灵活、扩展方便、功能强大，可用于控制各种各样的设备以满足自动化需求。S7-1200CPU模块将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置PROFINET、高速运动控制I/O、多种工艺功能以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中来形成功能强大的控制器，这些特点的组合使它成为各种控制应用中完美的解决方案认识S7-1200PLC应用复杂性I/O容量、程序规模、命令速度、通讯功能、…模块化小型PLC，用于中低端各种独立式自动化解决方案SIMATICS7-1200模块化控制器，适用于各种中端自动化解决方案SIMATICS7-300模块化控制器，适用于各种苛刻型应用和过程自动化的系统解决方案SIMATICS7-400用于开关和控制解决方案的逻辑模块，适用于中低端独立式自动化应用LOGO!模块化控制器的定位认识S7-1200PLC全新、简洁的自动化功能–适用于小型自动化等更多的相关应用使用全新SIMATICS7-1200控制器系列产品控制器和HMI使用全新全集成工程组态系统

SIMATICWINCC控制器与驱动器全新集成工程组态SINATICStartdrive用户获益：硬件延展性更好，可以实现具备高度灵活性的智能解决方案支持量身定制的通信功能，网络构建更加简单、高效编程和调试期间，工程组态更加直观、快捷认识S7-1200PLC全新模块化小型PLCSIMATICS7-1200采用了全新可伸缩式灵活设计方案，

适用于紧凑的智能解决方案集成了

PROFINET接口，可用于编程、

HMI连接和CPU之间的通信功能集成了功能强大的技术工艺功能，可以轻松实现

计数、测量、闭环控制和运动控制等功能用户获益：完美地适应各种自动化需求工程组态、HMI面板和控制器之间的网络连接极其简便可以针对技术工艺任务，实现高效的解决方案认识S7-1200PLC认识S7-1200PLC

1—电源接口2—存储卡插槽（保护盖下面）4—板载输入/输出状态指示灯3—可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）5—PROFINET接口（CPU的底部）在STOP（停止）运行模式下，CPU不执行程序；用户可以加载项目在STARTUP（调试）运行模式下，CPU执行调试在RUN（运行）运行模式下，将循环执行程序。在CPU的RUN模式下，不能加载项目

PLC面板上没有用于切换运行模式的物理开关。可使用软件的操作员面板上的按钮来切换。另外，该操作员面板还提供了用于执行全面存储器复位的按钮MRES，并具有可显示CPU状态的LED指示灯三种工作模式S7-1200PLC的工作过程三种工作模式STARTUPA清除I（映像）存储区B使用上一个值或替换值对输出执行初始C执行启动OBD将物理输入的状态复制到I存储器E将所有中断事件存储到要在进入RUN模式后处理的队列中F启用Q存储器到物理输出的写入操作RUN

①将Q存储器写入物理输出

②将物理输入的状态复制到I存储器③执行程序循环OB

④执行自检诊断

⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信STARTUP和RUN过程S7-1200PLC的工作过程CPU前面的LEDRUN/STOP的颜色指示出CPU的当前运行模式●

黄色灯指示STOP模式●

绿色灯指示RUN模式●闪烁灯指示STARTUP模式●红色错误指示灯ERROR●

需要维护指示灯MAINT三种工作模式S7-1200PLC的工作过程1.信号板数字量输入、数字量输出以及数字量输入/输出模拟量输入、模拟量输出信号板用于为CPU添加模拟量、数字量I/O连接或通信板，CPU尺寸不会改变S7-1200PLC的扩展功能点对点通信

板CB1241（RS485）2.信号模块数字量模块S7-1200PLC的扩展功能信号模块SM1231AI模拟量输入AI4x13bit

±10VDC/0-20mA信号模块SM1232AQ模拟量输出AO2x14bit

±10VDC/0-20mA信号模块SM1234AI/AQ模拟量输入/输出AI4x13bit

±10VDC/0-20mA

AO2x14bit

±10VDC/0-20mA2.信号模块模拟量S7-1200PLC的扩展功能

3.通信模块串行通信模块CM1241紧凑型交换机CSM1277PROFIBUS-DP主站通信模块CM243-5PROFIBUS-DP从站通信模块CM242-5GPRS模块CP1242-7I/O主站模块CM1278通信处理器CP1243-1S7-1200PLC的扩展功能紧凑型交换机模块CSM12774xRJ45插座，10/100Mbit/sSIMATIC内存卡2MB~24MB电源模块PM107 输入:120/230VAC50/60Hz,1.2/0.7A输出:24VDC/2.5A