S7-1200PLC介绍及特点分析

S7-1200 小型可编程控制器充分满足中小型自动化的系统需求，在研发过程中充分考虑了系统、控制器、人机界面和软件的无缝整合和高效协调的需求。S7-1200 系列的问世，标志着西门子在原有产品系列基础上拓展了产品版图，代表了未来小型可编程控制器的发展方向。

S7-1200 控制器使用灵活、功能强大，可用于控制各种各样的设备以满足自动化控制需求。S7-1200 设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。

2.2.1.1 S7-1200系列PLC硬件S7-1200的外观图如图2.5所示。

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一个设计紧凑的外壳中来，形成功能强大的控制器。当系统需要扩展时，选用需要的扩展模块与基本单元连接即可。

1.集成 PROFINET接口

集成的 PROFINET 接口用于编程、HMI通信和PLC间的通信。此外，它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信。该接口带一个具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的RJ-45 连接器，提供 10/100 Mbit/s 的数据传输速率，支持以下协议：TCP/IP native、ISO-on-TCP和S7通信。

最大的连接数为23个连接，其中：

（1）3个连接用于HMI与CPU的通信。

（2）1个连接用于编程设备（PG）与CPU的通信。

图2.5　S7-1200的外观图

1—电源接口；2—存储卡插槽（上部保护盖下面）；3—可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）；4—板载I/O的状态LED；5—PROFINET连接器（CPU的底部）。

（3）8个连接用于Open IE（TCP，ISO-on-TCP）的编程通信，通过T-block指令来实现，可用于S7-1200之间的通信，S7-1200与S7-300/400的通信。

（4）3 个连接用于 S7 通信的服务器端连接，可以实现与 S7-200，S7-300/400的以太网 S7通信。

（5）8 个连接用于S7 通信的客户端连接，可以实现与S7-200，S7-300/400的以太网S7通信。

2.集成工艺

1）高速输入

SIMATIC S7-1200 控制器带有多达 6 个高速计数器。其中 3 个输入为 100 kHz，3个输入为30 kHz，用于计数和测量。

2）高速输出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了4个100 kHz 的高速脉冲输出，用于步进电机或伺服驱动器的速度和位置控制（使用 PLCopen 运动控制指令）。这 4 个输出都可以输出脉宽调制信号来控制电机速度、阀位置或加热元件的占空比。SIMATIC S7-1217C 支持 6 路高速计数，其中 4路最快支持1 MHz时钟，PWM/PTO最快支持1 MHz输出。

3）存储器

存储器为用户指令和数据提供100 kB的共用工作内存，同时还提供了高达 4 MB 的集成装载内存和 10 kB 的掉电保持内存。SIMATIC 存储卡可选，最多可以扩展24 MB装载存储器。通过不同的设置可用作编程卡、传送卡和固件更新卡三种功能，通过它可以方便地将程序传输至多个 CPU。该卡还可以用来存储各种文件或更新控制器系统的固件（对 V3.0 及之后的版本不适用。）

4）智能设备

S7-1200 控制器通过对I/O 映射区的读写操作可实现主从架构的分布式I/O 应用。CPU可以连接在不同的网络系统中。进行速度和位置控制的PLCopen运动控制指令功能如下：

（1）PLCopen 是一个国际性的运动控制标准。

（2）支持绝对、相对运动和在线改变速度的运动。

（3）支持找原点和爬坡控制。(www.xing528.com)

（4）用于步进或伺服电机的简单启动和试运行。

（5）提供在线检测。

5）PID控制

SIMATIC S7-1200 控制器中提供了多达16 个带自动调节功能的 PID 控制回路，用于简单的闭环过程控制。

3.可扩展的灵活设计

1）信号板

一块信号板可以连接至所有的CPU，由此可以通过向控制器添加数字量或模拟量输入/输出通道来量身订制 CPU，不必改变其体积。SIMATIC S7-1200 控制器的模块化设计允许按照实际的应用需求准确地设计控制器系统。

2）信号模块

多达8个信号模块可连接到扩展能力最高的CPU，以支持更多的数字量和模拟量输入/输出信号连接。

4.通信模块

SIMATIC S7-1200 CPU 最多可以添加 3 个通信模块，支持 PROFIBUS 主从站通信，RS485和 RS232 通信模块为点对点的串行通信提供连接及 I/O 连接主站。对该通信的组态和编程采用了扩展指令或库功能、USS 驱动协议、Modbus RTU 主站和从站协议，它们都包含在SIMATICSTEP 7 Basic工程组态系统中。

5.简单远程控制应用

新的通信处理器 CP 1242-7 可以通过简单的HUB（集线器）或移动电话网络或 Internet（互联网）同时监视和控制分布式的S7-1200 单元。

2.2.1.2 S7-1200安装

所有的S7-1200 硬件都具有内置安装夹，能够方便地安装在一个标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的安装夹可以咬合到某个伸出位置，以便在需要进行背板悬挂安装时提供安装孔。S7-1200 硬件可进行竖直安装或水平安装。这些特性为用户安装 PLC 提供了最大的灵活性，同时也使得S7-1200成为众多应用场合的理想选择。

1.将S7-1200设备与热辐射、高压和电噪声隔离开

作为布置系统中各种设备的基本规则，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。在面板上配置 S7-1200的布局时，应考虑发热设备并将电子式设备布置在控制柜中较凉爽区域。尽量避免其暴露在高温环境中，可以延长所有电子设备的使用寿命。另外，还要考虑面板中设备的布线。避免将低压信号线和通信电缆铺设在具有交流动力线和高能量快速开关直流线的槽中。

2.留出足够的空隙以便冷却和接线

S7-1200 被设计成通过自然对流冷却。为保证适当冷却，在设备上方和下方必须留出至少25 mm 的空隙。此外，模块前端与机柜内壁间至少应留出 25 mm 的深度。S7-1200 安装如图2.6 所示。

图2.6　S7-1200安装图

1—侧视图；2—水平安装；3—垂直安装；4—空隙区域。

CPU1214C DC/DC/DC 的外部接线图如图2.7所示，CPU1214C DC/DC/RLY的外部接线如图2.8所示。

图2.7　CPU1214C DC/DC/DC的外部接线图

图2.8　CPU1214C DC/DC/RLY的外部接线图