西门子S7-1200系列PLC简介
各种信号板卡(模拟量和数字量),用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展,同时节省安装空间。 各种数字量和模拟量信号模块。 各种通信模块和处理器。 带 4 个端口的以太网交换机,用于实现各种网络拓扑 SIWAREX 称重系统终端模块 PS 1207 稳压电源装置,电源电压 115/230 V AC,额定电压 24 VDC 机械特性 坚固、紧凑的塑料机壳 连接和控制部件易于接触,并由前盖板提供保护 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子 设备特性 国际标准: SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM(I 类,类别 2;危险区组别 A、B、C 和 D,T4A)。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。 通信 SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制: 集成 PROFINET IO 控制器接口 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块 GPRS 模块,用于连接到 GSM/G 移动网络 LTE 模块,用于在*四代 LTE(长期演进)移动网络中进行通信。 通信处理器,可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件,并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。 通信处理器,可连接到服务应用的控制中心。 RF120C,可连接到 SIMATIC Ident 系统。
西门子PLC S7-1200系列的组成
SIMATIC S7-1200是SIMATIC S7可编程控制器系列中的新型模块化微型 PLC,其组成有:
(1)控制器,带有集成PROFINET接口,用于编程设备、HMI或其它 SIMATIC 控制器之间通信;
(2)信号板,可直接插入到控制器;
(3)信号模块,用于扩展控制器输入和输出通道;
(4)通信模块,用于扩展控制器通信接口;
(5)附件,如电源、开关模块及SIMATIC存储卡
描述编辑
可以实现多种类型的自动化任务 [8] 。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出 [9]
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出,可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组
态时,以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列,用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时,将提供带有可变占空比的固定周期数输出,用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块,在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能,也支持**移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板 [9]
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板,简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制,以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能 [9]
SIMATIC S7-1200 较多可支持 16 个 PID 控制回路,用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器,可轻松组态这些控制回路。另外,SIMATIC S7-1200 支持 PID
自动调整功能,可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算较佳调整值。
PID 调试控制面板 [9]
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板,简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动
调整和手动控制功能,同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。
SIMATIC S7-1200硬件创新…
集成Profinet / Ethernet 端口 – [10]
不需要**编程电缆和以太网扩展模块,减少了安装空间和成本。
信号板的概念 – [9]
信号板可以增加额外的I / O点,而不必要改变CPU的体积;例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入,
通过信号板就可以完成。
CPU本体集成数字量I/O,模拟量I/O和运动控制I/O – [9]
不需要额外的硬件扩展,减少了PLC安装空间和成本。
SIMATIC S7-1200软件创新…
Step7 Basic是针对逻辑控制,HMI和网络通信功能进行开发的通用型编辑器 – [11]
所有向导,工具条和菜单具有相似的可视化效果,易于学习与维护可节约使用者大量时间。
自动检测和上载的概念 –
在设计阶段,硬件组态简单快速,所有文档存储于CPU中,包括符号,注释,描述,易于维护。
*其它软件工具 –
具有PID控制环节自整定功能,应用PLCopen 架构的运动控制功能,这些功能都嵌入到工程软件包括用户程序中。
SIMATIC S7-1200新特性…
[9] 安全集成 –
未经授权不能修改代码或过程量,提高操作的安全性。
[9] 作为通信模块与主站链接 –
集成的通讯接口能够快速、简单的与设备建立链接,比如SIRIUS软启动器和RFID识别器。
[9] 专有技术保护 –
通过密码保护,未经授权的第三方无法打开你的程序和算法。
[9] 智能IO设备 –
通过简单的组态, 利用对I/O映射区的读写操作,使S7-1200 控制器搭建成(实现)主从结构的分布式I/O应用。
[9] 集成跟踪功能 –
为了高效调试、快速的解决现场遇到的问题,S7-1200 新发布的V4.0版本集成了功能强大的信号示踪与分析工具,
可以分析CPU所有的变量,标签,模拟量和数字量信号。
[9] 配方功能 –
直接存储在CPU的内部存储器或扩展存储器中。
[9] DB块的在线–
CPU在RUN 模式下,可以下载已修改的数据块。
[9] RFID和条码识别 –
通过扩展RF120C模块能够让S7-1200集成有 [12] RFID和条码识别功能。
集成WEB服务器
以访问系统和过程信息,以及识别数据
具有系统诊断功能
通信参数诊断和分析
可以通过符号表和自定义符号方式,访问过程数据
用户可自定义 Web页面
固件升级
[9] 数据日志
可以从 Web 服务器的“文件浏览器”页面打开、编辑、保存、重命名或删除数据日志文件。数据日志文件按照标准 CSV 格式存储。
可以记录用户自定义符号。
通讯编辑
PROFINET I/O作为所有控制器的接口标准,用于现场通信;同时也支持TCP/IP标准通信方式 [13] 。
通过PN网络,可以进行固件升级。
智能IO设备(I-Device )。
标准的Web服务器功能,用户可自定义Web网页,可以获取控制和诊断信息。
针对控制器和通讯模块的编程非常简单。
新模块S7-1217C和已有模块S7-1215C都具有*二个PROFINET接口,可以同时连接HMI,I/O,驱动和编程计算机。
图 5 通过附加供电端子实现4线制信号的连接
2.1.带集成电阻温度计的BaseUnit
此类BaseUnit用于在连接热电偶时补偿基准结温度:BU..T
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电 话:(同号)
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3 aseUnit的选型:
BaseUnit的选项涉及到以下几个方面,电位组的划分;是否需要AUX辅助接线端子;
BaseUnit与所安装的信号模块是否匹配等多方面的问题。
3.1 电源分组的确定
带有电源分组能力的BaseUnit均为浅色,根据ET 200SP系统工作原理(图6),在下列情况下,
必须采用带电源分组能力的BaseUnit;
图 6 ET200SP系统工作原理
? ET 200SP接口模块后的一个BaseUnit;
? 一个电位组的所有I/O模块及负载的总供电负荷已**过10A;
? 模块间的AUX辅助接线端子所接电压等级不同;
? 由于个别模块(如RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块、电能测量模块等)
只能使用不带电位分组功能的BaseUnit,因此如果一个分布式ET 200SP上只有此类模块,
则这些模块左侧必须有一个带电位分组功能的BaseUnit。
电位组也可根据实际功能划分,如数字量输入信号使用一个电位组,数字量输出信号使用另一个电位组;
或者根据BaseUnit的供电能力对电位组进行分组。各电位组可使用的I/O模块数取决于下列因素:
1. 此电位组上运行的所有 I/O模块的电源总需求;
2. 从外部连接到此电位组上的所有负载的电源总需求;
1和2中计算出的总电流数不得**过10 A 。
3.2 根据模块选择相对应的BaseUnit
数字量模块和不带温度测量的模拟量模块(6ES7 134-6GD00-0BA1除外)选型:
图 7 I/O模块和不带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型图
1浅色BaseUnit:组态新的电位组,电气隔离左侧相邻模块。ET 200SP的*个BaseUn
it始终是浅色的BaseUnit,用于馈电电源电压L+。深色BaseUnit:从左侧相邻模块传导内部电源和AUX总线。
2AUX端子:可独立使用的10个内部桥接端子,高达24V DC/10A或用作保护导体。
3AI 4xI 2/4-wire ST模块(6ES7 134-6GD00-0BA1)选择BaseUnit不适用于此图。
模拟量模块AI 4xI 2/4-wire ST(6ES7 134-6GD00-0BA1)选型:
图8 AI 4xI 2/4-wire ST BaseUnit选型图
带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型:
图 9 热电偶测量模块BaseUnit选型图
注:温度测量模块也可选择A0类型的BaseUnit,但由于A0类型的BaseUnit不带温度补偿功能,故不推荐。
继电器输出模块BaseUnit选型:
图 10 继电器模块BaseUnit选型图
由于继电器输出模块 RQ4 x 120 VDC / 230 VAC / 5A (6ES7 132-6HD00-0BB0)没有对应的形成新电位组的
BaseUnit,故该模块的供电需来自左侧的BaseUnit,如果一个ET200 SP的分布式I/O站只有该模块时,
需在该模块左侧单独配置一个有形成新电位组能力的BaseUnit。
通信模块BaseUnit选型:
图 11 通信模块BaseUnit选型图
注:需注意每个AS-i通信模块必须单独形成电位组。
电能测量模块BaseUnit选型:
图 12 电能测量模块BaseUnit选型图
西门子CPU312中央控制单元S7-300提供有大量功能,支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。高速执行指令
:指令执行时间低可达0.01 μs,为中低端性能设备开创了全新的应用方案。浮点数运算:可以高效率地使用浮
点运算甚至复数运算功能。用户友好的参数赋值:仅需一个带有统一操作界面的软件工具,就可以完成所有模块的
参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。人机界面(HMI):S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界
面服务。这些功能不再需要成本高昂的编程工作:SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据, S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且完全使用相同的符号和数据库。诊断功能:
CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件
(例如,时间错误、模块故障等)。采用环境缓冲区记录事件信息,并带有时间截,以利于今后的故障排除。口令保护:使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息,
以防受到非授权复制与更改。SIMATIC S7-300符合的国家标准和国际标准有:DINUL 认证CSA 认证FM class 1 div. 2;组别:A、B、C 和 D (温度组别:T4(≤135°C))ATEX 认证澳大利亚标志以下船级社资格认证美国船级社法国
船级社挪威船级社德国船级社英国劳氏船级社日本船级社(NK)抗震一 .可编程控制器的结构1. PLC的结构包括硬件和软件两大部分。在硬件和控制对象之间有三环:2. *个环:是
操作系统,用它来管理PLC的硬件资源;3. *二个环:是编译系统,这两 个环构成了的PLC软件系统。4. *三个环:是实现用户要求的应用程序。 PLC的硬件原理框图二 .可编程控制器的编程方法1. 梯形图梯形图(LD——Ladder Diagram)法编程与传统的继电器电路图2. 的设计很相似,用电路元件符号来表示控制任务直观易理解
。3. 语句表语句表也称指令表(IL—Instruction List)。或叫指令表语言。它是以RD、OR、AND、NOT……等逻辑指令为语句的操作码,以操作地址或参数操作数的编程语言。操作码表示要操作的功能类型,
操作数表示到哪里去操作。这种编程方法紧凑、系统化,但比较抽象,有时先用梯形图表达,然后写成相应的指令语句输入。 梯形图与语句表的关系4. 高级语言编程法(如C语言等);随着数控技术的发展,
可编程控制器控制的设备已由单机扩展到FMS、CIMS等。可编程控制器处理的信息除开关量信号、模拟量信号、交流信号外,还需要完成与上位机或下位机的信息交换。某些信息的处理已不能采用顺序执行的方式,而必须采用高速实时处理方式。基于这些原因,计算机所用的高级语言便逐步被引用到PC的应用程序中来。
5. 其他编程法控制系统流程图(逻辑功能图) 编程;功能模块图表示的“功能块语言”编程法;基于图形表示的“图形语言”编程法;
用*子程序控制和指令语句表示的“结构文本语言”编程法;逻辑式编程法。
ET 200SP的一个BaseUnit必须为打开新电位组的BaseUnit BU...D (带浅色接线盒和浅色安装导轨释放按钮):
– 打开新的电位组(电源和 AUX 总线与左侧断开)
– 接入电源电压 L+ ,馈电电流zui高10 A
2.2 用于传导电位组的BaseUnit
此类BaseUnit无打开新电位组功能,故该类型BaseUnit的左侧必须配合形成电位组的BaseUnit使用,
此类BaseUnit带深色接线盒: BU..B
2.3 带AUX辅助接线端子的BaseUnit
带有额外AUX辅助接线端子的BaseUnit (例如 BU15-P16+A10+2D )还可连接一个安装在 AUX
总线上的电位(不**过模块的zui大电源电压)。
AUX总线可单独用作:
作为PE bar(满足EN 60998-1的要求)。为确保符合这一标准,PE bar的长度不能**过8个安装的BaseUnit所允许的zui大数量。
用于额外要求的电压
AUX总线被设计为:
zui大载流量(环境温度为60°C时):10 A
允许的电压:取决于BaseUnit的类型。
以下为2个使用AUX辅助接线端子的典型例子: