《PLC应用技术》课件-任务1 S7-1200 PLC认知

可编程控制器技术项目化教程（西门子S7-1200PLC机型）任务1S7-1200PLC认知

项目一S7-1200PLC与博图软件认知学习目标任务书1.了解S7-1200的功能特点认识其面板2.认识S7-1200PLC的面板3.了解S7-1200PLC家族模块4.掌握S7-1200PLC的选型方法5.树立正确的人生观、价值观、职业观现提供S7-1200CPU和各种模块若干，通过正确分辨各模块的名称，正确安装和拆卸CPU、信号模块、通信模块、信号板和端子板连接器。任务1S7-1200PLC认知1.S7-1200PLC的功能特点知识准备

S7-1200PLC是西门子公司2009年推出的一款面向离散自动化系统和独立自动化系统的PLC,它采用了模块化设计，具备强大的工艺功能,适用于多种场合,可以满足不同的自动化需求。S7-1200的定位处于原有的SIMATICS7-200和S7-300之间。在涵盖S7-200原有功能基础上，S7-1200增加了许多新的功能，可以满足更广泛领域的应用要求。S7-1200的CPU继承了PROFINET接口。可以实现编程设备与CPU，CPU与HMI以及CPU与CPU之间的通信。另外，S7-1200还可以通过开放的以太网协议实现与第三方设备的通信。S7-1200CPU集成有强大的计数、测量、闭环以及运动控制等功能。1.S7-1200PLC的功能特点知识准备

(1)计数和测量S7-1200CPU最多包含6个高速计数器。这些高速计数器可用作增量式编码器，频率计数或者过程事件的高速计数等精确检测。(2)速度、位置或占空比控制S7-1200最多可以有4个高速脉冲输出，CPU本体输出频率可达100kHz，通过信号板可提高至200kHz，CPU1217最多可支持1MHz。高速脉冲输出可以应用到包括电机转速，阀门位置或者加热元件的循环周期控制。(3)运动控制功能块S7-1200拥有对步进电机和伺服驱动器进行开环速度控制和位置控制的PLCopen运动功能块。还可以使用驱动调试控制面板，对电机进行启动和调试。(4)简单的过程控制S7-1200支持多达16个PID控制回路，PID调试控制面板简化了控制回路的调节过程，对于单个控制回路，除了提供自动调节和手动调节方式外，还提供调节过程的图形化趋势图。西门子公司的SIMATIC精简系列面板，拥有该对比度的图形显示屏，具有简便组网和无缝通信的特点，使其成为适用于S7-1200的理想面板。2.S7-1200PLC面板的认识知识准备

S7-1200CPU将微处理器、集成电源输入电路和输出电路集成到一个设计紧凑的外壳中，以形成功能强大的PLC。S7-1200PLC不同型号的CPU面板是类似的，如图1-1所示。S7-1200_CPU有三类状态指示灯，用于指示CPU模块的运行状态。RUN/STOP指示灯，纯橙色指示stop模式，纯绿色指示run模式，闪烁指示CPU正在启动。Error状态指示灯，红色闪烁指示有错误，如CPU内部错误，存储卡错误或组态错误，纯红色指示硬件出现故障。MAINT状态指示灯在每次插入存储卡时闪烁。CPU面板上I/O状态指示灯的点亮或熄灭指示各种输入或输出的状态。CPU面板上提供了一个PEOFINET接口，用于网络通信。S7-1200_CPU还两个指示PROFINET通信状态的指示灯，打开底部端子块的盖板可以看到。其中，lINK指示灯点亮时，指示连接成功，Rx/Tx指示灯点亮时指示传输活动。拆下CPU上的挡板可以安装一个信号板。通过信号板，可以在不增加空间的前提下，给CPU增加I/O点数和RS485通信功能。目前，信号板包括数字量输入、数字量输出、数字量输入/输出、模拟量输入、模拟量输出、热电偶和热电阻模拟量输入以及RS485通信等类型。（1）CPU模块目前，S7-1200的CPU有五个型号，分别是CPU1211C，CPU1212C，CPU1214C，CPU1215C，CPU1217C。根据电源和输入输出信号的不同，前四款CPU有三种类型，分别是DC/DC/DC,AC/DC/RLY,DC/DC/RLY。S7-1200不同型号CPU的性能指标如表1所示。3.S7-1200PLC家族模块（2）信号模块S7-1200plc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。各种数字量信号模块，还提供了指示模块状态的诊断指示灯，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，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，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。3.S7-1200PLC家族模块（3）通信模块S7-1200的CPU最多可以添加3个通信模块，支持PROFIBUS主从站通讯，RS485和RS232通信模块可以实现点对点的串行通信。SIMATICTIAportalstep7BASIC工程组态系统中有各种扩展指令或库功能，如USS驱动协议、ModbusRTU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、PRO、PROFINET、PROFIBUS、远距离控制通信、点对点通信、USS通信、ModbusRTU、AS-i及I/OLinkMASTER等。S7-1200的CPU有一个内部电源，为CPU、信号模块、信号扩展模板及通信模块提供电源，也可以为用户提供24V电源。选用S7-1200PLC时，首先要根据输入输出信号类型和点数选择合适的CPU以及所需的扩展模块。硬件选型时，还需计算所有扩展模块的功率总和，检查该数值是否在CPU提供的功率范围之内，如果超出这必须更换容量更大的CPU或减少扩展模块的数量。4.S7-1200PLC选型和电源的计算例：某工程项目经统计I/O点数为20个DI,直流24V输入；10个DO，其中继电器输出8个，直流输出2个；1路模拟量输入1路模拟量输出。选用S7-1200PLC，CPU选型如下：由于数字量I/O点数较多，且继电器输出，选用CPU1214CAC/DC/RLY，订货号为6ES7214-1BE30-0XB0。由于需要两个DC输出，选用扩展的信号模块SM12238*24VDC输入/8*24VDC输出，订货号为6ES7222-1BF30-0XB0。一路模拟量输入CPU自带，一路模拟量输出可选用信号板SB1232的一路模拟量输出，订货号为6ES7232-4HA30-0XB0。电源需求的计算。本例中CPU为信号模块提供了足够的5V直流电流，通过传感器电源可以为所有输入和扩展的继电器线圈提供足够的24V直流电流，故额外不再需要24V直流电源，如表1-2所示。根据项目需要，可以选用相应尺寸的面板，此处选用6寸彩色屏。1.给每个模块贴上正确的标签任务实施根据获取的知识，把所有的模块贴上正确的标签。S7-1200的设计易于安装，尺寸较小可以有效的利用空间，S7-1200安装时要注意以下几点：①S7-1200可以安装在面板或标准导轨上,既可以水平安装也可以垂直安装。②S7-1200可以实现自然对流冷却，为保证通风散热必须在设备的上方和下方留出至少25毫米的空隙，另外，模块前端与机柜内壁之间至少应留出25毫米的深度，如图1-2所示。③当采用垂直安装方式时，其允许的最大环境温度要比水平安装方式降低10℃，此时要确保CPU被安装在最下面。2.模块的安装和拆卸任务实施（1）安装和拆卸CPU首先将全部通信模块连接到CPU上，然后将它们作为一个单元来进行安装。将CPU安装到DIN导轨上需要以下几步，如图1-3所示。①安装DIN导轨每隔75毫米将导轨固定到安装板上；②将CPU挂到DIN导轨上方；③拉出CPU下方的DIN导轨卡夹以便能将CPU安装到导轨上；④向下转动CPU使其在导轨上就位；⑤推入卡夹将CPU锁定到导轨上。2.模块的安装和拆卸任务实施拆卸CPU时，首先一定要断开CPU的电源及其I/O连接器、连线或电缆，然后将CPU所有相邻的通信模块作为一个完整的单元拆卸。所有信号模块应保持安装状态，如果信号模块已连接到CPU则需要缩回总线连接器。拆卸步骤如下，如图1-4所示。①将螺丝刀放到信号模块的上方的小接头旁；②向下按螺丝刀使连接器与CPU相分离；③将小接头完全滑倒右侧；④拉出DIN导轨卡夹，从导轨上松开CPU；⑤向上转动CPU使其脱离导轨然后从系统中卸下CPU。2.模块的安装和拆卸任务实施2）安装和拆卸信号模块在安装CPU之后,分别安装信号模块，如图1-5所示。①卸下CPU右侧的连接器盖。将螺丝刀插入盖上方的插槽中，将上方的盖轻轻撬出并卸下盖，收好盖以备再次使用；②将信号模块挂到DIN导轨上方，拉出下方的DIN导轨卡夹，以便将信号模块安装到导轨上；③向下转动信号模块使其就位并推入下方的卡夹，将其锁定到导轨上；④伸出总线连接器就可以建立信号模块之间的机械和电气连接。具体操作为：将螺丝刀放到信号模块上方的小接头旁，将小接头滑倒最左侧，使总线连接器伸到CPU中。2.模块的安装和拆卸任务实施也可在不卸下CPU或其他信号模块时卸下任何信号模块。在拆卸信号模块时一定要断开CPU电源并卸下信号模块I/O连接器的接线，如图1-6所示。步骤如下描述。①使用螺丝刀缩回总线连接器；②拉出信号模块下方的DIN导轨卡夹从导轨上松开信号模块向上转动使其脱离导轨；③盖上CPU的总线连接器。2.模块的安装和拆卸任务实施(3)安装和拆卸通信模块首先将通信模块连接到CPU上，然后再将整个组件作为一个单元安装到DIN导轨或面板上。具体做法如下，如图1-7所示。①卸下CPU左侧的总线盖板。将螺丝刀插入盖上方的插槽中，轻轻撬出上方的盖板；②然后连接单元是通信模块的总线连接器和连线柱与CPU上的孔对齐；③用力将两个单元压在一起直到接线柱卡入到位；④将该组合单元安装到DIN导轨或面板上即可；⑤从DIN导轨或面板上卸下通信模块时，将CPU和通信模块作为一个完整单元卸下即可。2.模块的安装和拆卸任务实施(4)安装和拆卸信号板在CPU上安装信号板，首先要断开CPU的电源，再卸下CPU上部和下部的端子盖板。步骤如图1-8所示。①将螺丝刀插入CPU上部接线盒盖背面的槽中；②轻轻将盖撬起并从CPU上卸下；③将信号板直接向下放入CPU上部的安装位置中；④用力将信号板压入该位置直到卡入就位；⑤重新装上端子盖板。2.模块的安装和拆卸任务实施卸下信号板时也要断开CPU的电源，并卸下CPU上部和下部的端子盖板，步骤如下，如图1-9所示。①将螺丝刀插入信号板上部的槽中；②轻轻使信号板撬起使其与CPU分离；③将信号板直接从CPU上部的安装位置取出；④重新装上信号板盖板；⑤重新装上端子盖板。2.模块的安装和拆卸任务实施(5)安装和拆卸端子板连接器拆卸端子板连接器，首先要断开CPU的电源，步骤如下，如图1-10所示。①打开连