S7-1200输入/输出点参数设置详解

1.输入/输出点的地址分配

在CPU 1214C的设备视图中添加DI 2/DQ 2信号板、DI 8模块和DQ8模块，它们的I、Q地址是自动分配的。组态任务完成后，可以用设备概览视图查看硬件组态的详细信息（见图1-37）。在设备概览视图中，可以看到CPU集成的I/O点和信号模块的字节地址。例如CPU1214C集成的14点数字量输入的字节地址为0和1（I0.0～I0.7和I1.0～I1.5），10点数字量输出的字节地址为0和1（Q0.0～Q0.7、Q1.0和Q1.1）。

图1-37 设备视图与设备概览视图

CPU集成的模拟量输入点的地址为IW64和IW66，每个通道占一个字或两个字节。模拟量输入、模拟量输出的地址以组为单位分配，每一组有两个输入/输出点。

DI 2/DQ 2信号板的字节地址均为4（I4.0～I4.1和Q4.0～Q4.1）。DI、DQ的地址以字节为单位分配，如果没有用完分配给它的某个字节中所有的位，剩余的位也不能再作它用。

从设备概览视图还可以看到分配给各插槽的信号模块的输入、输出字节地址。

选中设备概览中某个插槽的模块，可以修改自动分配的I、Q地址。建议采用自动分配的地址，不要修改它。但是在编程时必须使用组态时分配给各I/O点的地址。

2.CPU集成的数字量输入点的参数设置

组态数字量输入时，首先选中设备视图或设备概览中的CPU或有数字量输入的信号板，再选中巡视窗口中的“属性＞常规＞常规”，右边窗口是模块的常规信息，例如模块的型号、订货号、固件版本号、所在的机架号和插槽号、模块的简要说明等。

选中CPU或数字量输入信号板，然后选中巡视窗口的“属性＞常规＞数字量输入”文件夹中的某个通道（见图1-38），可以用选择框设置输入滤波器的输入延时时间（0.1μs～20ms）。还可以用复选框启用各通道的上升沿中断、下降沿中断和脉冲捕捉功能，以及设置产生中断事件时调用的硬件中断组织块（OB）。

图1-38 组态CPU的数字量输入点

脉冲捕捉功能暂时保持窄脉冲的1状态，直到下一次刷新输入过程映像。可以同时启用上升沿中断和下降沿中断，但是不能同时启用中断和脉冲捕捉功能。

3.DI模块的参数设置

选中设备视图中的数字量输入模块，再选中图1-39中的“数字量输入”，只能分组（每组4点）设置输入滤波器的延时时间（0.2～12.8ms）。

图1-39 组态DI模块的I/O地址

选中图1-39中的“I/O地址”，可以查看I/O地址。可以通过修改“起始地址”来修改模块的字节地址，软件将会提醒地址冲突。

S7-1200/1500的过程映像分区与中断功能配合，可以显著地减少PLC的输入、输出响应时间。S7-1200有5个过程映像分区。默认的情况下，在设备视图中插入模块时，STEP 7会将1-39中的“过程映像”设置为“自动更新”，S7-300/400称为“OB1过程映像”。对于组态为“自动更新”的I/O，CPU将在每个扫描周期自动处理模块和过程映像之间的数据交换。即在每次扫描循环开始时，CPU读取输入模块的外部输入电路的状态，并将它们存入过程映像输入表。在扫描循环中，用户程序计算输出值，并将它们存入过程映像输出表。在下一扫描循环开始时，将过程映像输出表的内容写入输出模块。

其余4个分区为PIP1～PIP4，用于将I/O过程映像更新分配给不同的中断事件。可以用“组织块”选择框将过程映像分区连接到一个组织块（OB）。

下面举例说明过程映像分区的使用方法。在硬件组态时，将数字量输入模块分配给过程映像分区PIP1（见图1-39），再将PIP1分配给硬件中断组织块“Hardware interrupt”（OB40），这样该模块就被分配给OB40。在调用OB40时，CPU自动读入被组态为属于过程映像分区PIP1的输入模块的输入值，OB40被执行完后，输出值被立即写至被组态为属于PIP1的输出模块。

CPU、信号模块和信号板的输入/输出点属性中的“I/O地址”的组态方法与上述的相同。

4.数字量输出点的参数设置

首先选中设备视图或设备概览中的CPU、数字量输出模块或信号板，用巡视窗口选中“数字量输出”后（见图1-40），可以选择在CPU进入STOP模式时，数字量输出保持为上一个值（Keep last value），或者使用替代值。选中后者时，选中左边窗口的某个输出通道，用复选框设置其替代值，以保证系统因故障自动切换到STOP模式时进入安全的状态。复选框内有“√”表示替代值为1，反之为0（默认的替代值）。

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图1-40 组态CPU的数字量输出点

5.模拟量输入模块的参数设置

选中设备视图中的4 AI/2 AQ模块，模拟量输入需要设置下列参数：

1）积分时间（见图1-41）。它与干扰抑制频率成反比，后者可选400Hz、60Hz、50Hz和10Hz。积分时间越长，精度越高，快速性越差。积分时间为20ms时，对50Hz的工频干扰噪声有很强的抑制作用，所以一般选择积分时间为20ms。

2）测量类型（电压或电流）和测量范围。

3）A-D转换得到的模拟值的滤波等级。模拟值的滤波处理可以减轻干扰的影响，这对缓慢变化的模拟量信号（例如温度测量信号）是很有意义的。滤波处理根据系统规定的转换次数来计算转换后的模拟值的平均值。有“无、弱、中、强”这4个等级，它们对应的计算平均值的模拟量采样值的周期数分别为1、4、16和32。所选的滤波等级越高，滤波后的模拟值越稳定，但是测量的快速性越差。

4）设置诊断功能，可以选择是否启用断路和溢出诊断功能。只有4～20mA输入才能检测是否有断路故障。

图1-41 组态AI/AQ模块的模拟量输入

CPU集成的模拟量输入点、模拟量输入信号板与模拟量输入模块的参数设置方法基本上相同。

6.模拟量输入转换后的模拟值

模拟量输入/模拟量输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码（整数）来表示。最高位（第15位）为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。

模拟量经A-D转换后得到的数值的位数（包括符号位）如果小于16位，转换值被自动左移，使其最高的符号位在16位字的最高位。模拟值左移后未使用的低位则填入“0”，这种处理方法称为“左对齐”。设模拟值的精度为12位加符号位，左移3位后未使用的低位（第0～2位）为0，相当于实际的模拟值被乘以8。

这种处理方法的优点在于模拟量的量程与移位处理后的数字的关系是固定的，与左对齐之前的转换值的位数（即AI模块的分辨率）无关，便于后续的处理。

表1-7给出了模拟量输入模块的模拟值与以百分数表示的模拟量之间的对应关系，其中最重要的关系是双极性模拟量量程的上、下限（100%和−100%）分别对应于模拟值27648和−27648，单极性模拟量量程的上、下限（100%和0%）分别对应于模拟值27648和0。上述关系在表1-7中用黑体字表示。

表1-7 模拟量输入模块的模拟值

S7-1200的热电偶和RTD（电阻式温度检测器）模块输出的模拟值每个数值对应于0.1℃。

7.模拟量输出模块的参数设置

选中设备视图中的4AI/2 AQ模块，设置模拟量输出的参数。

与数字量输出相同，可以设置CPU进入STOP模式后，各模拟量输出点保持上一个值，或使用替代值（见图1-42）。选中后者时，应设置各点的替代值。

图1-42 组态AI/AQ模块的模拟量输出

需要设置各输出点的输出类型（电压或电流）和输出范围。可以激活电压输出的短路诊断功能，电流输出的断路诊断功能，以及超出上限值或低于下限值的溢出诊断功能。

CPU集成的模拟量输出点、模拟量输出信号板与模拟量输出模块的参数设置方法基本上相同。