PLC编程与应用课件 项目一认知S7-1200PLC任务2：熟知西门子S7-1200PLC

任务2熟知西门子S7-1200PLC项目一：

认知S7-1200PLC1.了解S7-1200PLC的特点。2.了解S7-1200PLC的基本结构。3.了解S7-1200系列中不同型号的适用范围。知识目标：技能目标：1.能熟练操作进行硬件的安装与接线。2.能根据不同情况对S7-1200进行选型。知识点1：

西门子S7-1200概述西门子可编程控制器是一个完整的产品组合，拥有迷你控制器S7-200CN、S7-1200、S7-300、S7-400、

S7-1500、LOGO等。SIMATICS7-1200系列（如图1-2-1所示）是西门子公司新推出的一款面向离散自动化系统和独立自动化系统的PLC，采用了模块化设计并具有灵活性、可扩展性以及强大的工艺功能。图1-2-1SIMATICS7-1200PLCSIMATICS7-1200可应用于OEM机械控制、远程通信、低端的运动/位置控制、建筑自动化设备、非传统非制造业应用等范围。如图1-2-2、图1-2-3、图1-2-4所示，简单列举出了SIMATICS7-1200应用场合示例。S7-1200的定位处于原有的S7-200和S7-300之间，是紧凑型自动化产品的新成员。西门子SIMATIC系列产品定位可以参考图1-2-5。图1-2-5西门子SIMATIC系列产品定位知识点2：S7-1200PLC硬件模块S7-1200PLC设计紧凑、使用灵活、成本低廉、功能强大，这些优势的组合可以满足各种各样的自动化需求。CPU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以及板载模拟量输入组合到了一个设计紧凑的外壳中，形成了功能强大的PLC。CPU集成了PROFINET端口，可以实现CPU与编程设备、HMI面板或者CPU与CPU的通信；还可使用通信模块通过RS485或RS232进行网络通信，如图2-2-6所示。1.CPU模块（1）

CPU的主要技术指标CPU的主要技术指标有内存空间、运算速度、内部资源、中断处理、通信方式等，S7-1200现在有5种型号的CPU模块，其特征与功能见表1-2-1。表1-2-1S7-2005种型号CPU模块的特点与功能特性CPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217C本机数字量I/O点数6入/4出8入/6出14入/10出14入/10出14入/10出本机模拟量I/O点数2入2入2入2入/2出2入/2出工作存储器/装载存储器50KB/1MB75KB/1MB100KB/4MB125KB/4MB150KB/4MB信号模块扩展个数无2888最大本地数字量I/O点数1482284284284高速计数器点数3点5点6点同前6点上升沿/下降沿中断点数6/68/812/1214/1414/14（2）CPU操作模式S7-1200CPU有三种操作模式：STOP模式、STARTUP模式和RUN模式。CPU前面的状态指示灯指示当前操作模式。①在STOP模式下，CPU不执行任何程序，用户可以下载项目。②在STARTUP模式下，CPU会执行存在的所有启动逻辑但不处理任何中断事件。③在

RUN模式下，重复执行扫描周期。说明：CPU处于RUN模式下时，无法下载任何项目，只有在CPU处于STOP模式时，才能下载项目。（3）CPU集成的工艺功能S7-1200的CPU集成了强大的高速计数、频率测量、高速脉冲输出、PWM控制、运动控制和PID控制功能。①高速计数器S7-1200的CPU内含6个高速计数器，3个100KHz和3个30KHz。这些高速计数器包括增量式编码器，频率测量或者过程控制的高速计数等精确检测。②高速输出A.共有2个脉宽调制（PWM）输出，可生成一个类似模拟量的、可变占空比、周期固定的输出信号，应用于电机转速、阀门位置或者加热元件循环周期的控制。B.共有2个脉冲序列输出（PTO），可提供最高频率为100KHz的50%占空比的高速脉冲输出，可以对步进电机或伺服驱动器进行开环速度控制和定位控制，通过HSC0和HSC0对高速脉冲输出（PTO）进行内部反馈，如图1-2-7所示。图1-2-7s7-1200PLC高速脉冲输出（PTO）③PLCopen运动控制功能块S7-1200系列PLC拥有对步进电机和伺服驱动器的开环速度控制和位置控制的PLCopen运动控制功能块，支持返回原点、点动功能、绝对位置控制、相对运动和速度控制功能，如图1-2-8所示。图1-2-8PLCopen运动控制示例④PID控制S7-1200支持多达16个PID控制回路，可进行PID自动调节，提供了PID调试控制面板，简化控制回路的调节过程，达到最佳的比例增益值、积分时间、和微分时间。面板能提供自动调节和手动调节功能，还能以图形显示结果，能显示错误和报警，如图1-2-9、图1-2-10所示。2.CPU面板图1-2-11S7-1200系列的面板（1）状态指示灯S7-1200CPU有三类状态指示灯，用于指示CPU模块的运行状态，分别为STOP/RUN指示灯、ERROR指示灯、MAINT指示灯，如图1-2-12所示。①STOP/RUN指示灯：当该指示灯为橙色和绿色交替闪烁时，CPU处于正在启动；当指示灯颜色为绿色时，CPU处于RUN（运行）模式；当指示灯颜色为红色时CPU处于STOP（停止）模式。②ERROR指示灯：该指示灯为纯红色时，表示硬件出现故障；该指示灯为红色闪烁时为有错误，例如CPU内部错误、存储卡错误、组态错误（模块不匹配）等。③MAINT指示灯：每次插入存储卡时闪烁。（2）

I/O状态指示灯通过I/O状态指示灯（如图1-2-13所示）的点亮或熄灭用来指示各种输入或输出的状态。图1-2-13I/O状态指示灯（3）

PROFINET通信状态指示灯S7-1200CPU提供了2个指示PROFINET通信状态的指示灯：“Likn”和“Rx/Tx”，“Likn”点亮时指示连接成功，“Rx/Tx”点亮时指示传输活动，如图1-2-14所示。图1-2-14PROFINET通信状态的指示灯（4）存储卡

S7-1200PLC使用的存储卡为SD卡（其插槽如图1-2-15所示），使用时应注意以下几个问题：①S7-1200P本身内置存储器，没有存储卡一样可以使用。②对在正在运行的CPU上插存储卡会造成CPU停机。③S7-1200CPU只支持由西门子制造商预先格式化过的存储卡。④如果用Windows格式化程序对存储卡进行格式化操作，该存储卡将无法被CPU识读。图1-2-15存储卡插槽3.信号板S7-1200CPU可以根据系统需要进行扩展，各种CPU正面都可以增加一块信号板（如图1-2-16所示），信号板为嵌入式安装（如图1-2-17所示），可以在不增加空间的情况扩展CPUI/O点，从而提高控制系统的性价比。S7-1200有SB1222、SB1223、SB1231、SB1232等信号板，可与S7-1200系列所有CPU通用。信号板的类型有：①具有4个数字量I/O（2*DC输入和2*DC输出）的信号板②具有1路模拟量输出的信号板。4.信号模块S7-1200可通过附加各种信号模块来扩展其能力，分为模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入/输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入/输出模块。信号板如图1-2-18所示。图1-2-18信号模块表1-2-2信号模块指示灯说明DIAG（红色/绿色）I/OChannel（红色/绿色）现场侧电源关闭呈红色闪烁呈红色闪烁没有组态或更新在进行中呈绿色闪烁灭模块已组态且没有错误亮（绿色）亮（绿色）I/O错误（启用诊断时）--呈红色闪烁I/O错误（禁用诊断时）--亮（绿色错误状态呈红色闪烁--5.通信模块S7-1200CPU集成了一个PROFINET通信端口，支持传输控制协议（TCP）、ISO-on-TCP（RFC1006）与S7通信，该接口的数据传输速率为10Mbit/s、100Mbit/s，支持电缆交叉自适应，支持最多16个以太网连接，可用于标准的或交叉的以太网，实现快速、简单、灵活的工业通信。S7-1200可以通过TCP通信协议与S7-1200CPU、STEP7Basic编程设备、HMI设备和非西门子设备通信。S7-1200最多可以增加3个通信模块，它们安装在CPU的左边。RS-485和RS-232通信模块为点到点（P2P）串行通信提供连接，其有以下特征：端口经过隔离、支持点对点协议、通过扩展指令和库功能指令进行组态和编程、通过LED显示传送和接收活动，显示诊断LED、有CPU供电，不必外接电源。知识点3：S7-1200PLC的安装S7-1200PLC尺寸较小，易于安装，是敞开式控制器。S7-1200PLC可以水平或垂直安装在外壳、控制柜或电控室内的面板或标准导轨上。如图1-2-19所示：①DIN导轨安装③面板安装②DIN导轨卡夹处于锁紧位置④卡夹处于伸出位置用于面板安装图1-2-19S7-1200PLC的安装（1）S7-1200PLC应安装在干燥的环境中，必须将产生高压和高电噪声的设备与S7-1200等低压逻辑型设备隔离开。（2）S7-1200采用自然对流冷却设计，为保证适当冷却，在设备上方和下方必须留出至少25mm的空隙。此外，模块前端与机柜内壁间至少应留出25mm的深度。（3）规划S7-1200系统的布局时，应留出足够的空隙以方便接线和通信电缆连接。（4）在安装或拆卸S7-1200模块之前，要确保已关闭相应设备的电源及已关闭所有相关设备的电源。安装CPU步骤1）安装DIN导轨。按照每隔75mm将导轨固定到安装板上。2）确保CPU和所有S7-1200设备都与电源断开。3）将CPU挂到DIN导轨上方。4）拉出