s7-1200编程手册 西门子s71200编程手册 S7-1200 系统手册下载

2018年6月19日21:54:49 发表评论 5,892 阅读

SIMATIC S7 S7-1200 可编程控制器

产品概述 1
STEP 7 编程软件 2
 安装 3
PLC 概念 4
 设备配置 5
 编程概念 6
 基本指令 7
 扩展指令 8
 工艺指令 9

通信 10

Web 服务器 11

通信处理器 12

远程服务通信(SMTP 电子邮件)

在线和诊断工具 14

技术规范 A
 计算功率预算 B
 订货号 C

手册用途

S7-1200 系列是一款可编程逻辑控制器 (PLC, Programmable Logic Controller),可以控制各种自动化应用。 S7-1200 设计紧凑、成本低廉且具有功能强大的指令集,这些特点使它成为控制各种应用的完美解决方案。 S7-1200 型号和基于 Windows 的编程工具提供了解决自动化问题时需要的灵活性。

本手册提供了有关 S7-1200 PLC 的安装和编程信息,其主要用户是具备可编程逻辑控制器基本知识的工程师、编程人员、安装人员和电工人员。

所需的基本知识

要理解本手册,需要具备自动化和可编程逻辑控制器的基本知识。

手册适用范围

本手册介绍了以下产品:

  • STEP 7 V11 Basic 和 Professional
  • S7-1200CPU 固件版本 0

有关本手册中所述 S7-1200 产品的完整列表,请参见 技术规范 (页 755)。

文档和信息

S7-1200 和 STEP 7 提供了各种文档和其它资源,供您查找所需的技术信息。

  • S7-1200系统手册提供了有关完整 S7-1200 产品系列的操作、编程和规范的特定信息。 除系统手册外,S7-1200 入门手册还对 S7-1200 系列的功能进行了更详细的概述。

系统手册和入门手册都有电子版 (PDF) 和印刷版。 电子版手册既可从客户支持网站下载,也可在随每个 S7-1200 CPU 提供的配套光盘中找到。

  • 通过 STEP7 的在线信息系统,可以直接访问概念性信息和具体说明,它们介绍了编程数据包的操作和功能以及 SIMATIC CPU 的基本操作。
  • MyDocumentation Manager 用于访问电子版 (PDF) 的 SIMATIC 文档集,其中包括STEP 7 的系统手册、入门手册和信息系统。借助 My Documentation Manager,您可以通过拖放不同文档中的主题来创建自己的自定义手册。

前言 3

1 产品概述 21

1.1 S7-1200 PLC 简介 21

1.2 CPU 的扩展功能 24

1.3 S7-1200 模块 27

  • 新功能 28
  • HMI 基本型面板 29
  • STEP7 编程软件 31
    • 系统要求 31
    • 使工作更轻松的不同视图 32
    • 易于使用的工具 33
      • 将指令插入用户程序中 33
      • 从“收藏夹”工具栏调用指令 34
      • 使用简单指令创建复杂等式 34
      • 向LAD 或 FBD 指令添加输入或输出 36
      • 可扩展指令 37
      • 选择指令的版本 37
      • 修改STEP 7 的外观和组态 38
      • 在编辑器之间拖放 38
      • 更改CPU 的工作模式 39
      • 更改DB 的调用类型 40
      • 暂时从网络中断开设备 40
      • 从组态中虚拟拔出设备 42

3 安装 43

3.1 S7-1200 设备安装准则 43

  • 功率预算 44
  • 安装和拆卸步骤 46

3.3.1 S7-1200 设备的安装尺寸 46

  • 安装和拆卸CPU 49
  • 安装和拆卸SB、CB 或 BB 51
  • 安装和拆卸SM 53
  • 安装和拆卸CM 或 CP 55
  • 拆卸和重新安装S7-1200 端子板连接器 56
  • 安装和卸下扩展电缆 57
  • TS(远程服务)适配器 59
    • 连接远程服务适配器 59
    • 安装SIM 卡 60
    • 安装TS 适配器单元 61
    • 将TS 适配器安装到墙壁上 62
  • 接线准则 63
  • PLC概念 69
    • 用户程序的执行 69
      • CPU的工作模式 71
      • 在RUN 模式下处理扫描周期 74
      • 组织块(OB) 75
      • 事件执行的优先级与排队 76
      • 监视循环时间 81
      • CPU存储器 83
        • 系统和时钟存储器 85
      • 诊断缓冲区 87
      • 日时钟 87
      • 组态从RUN 切换到 STOP 时的输出 88
    • 数据存储、存储区、I/O和寻址 88

4.2.1 访问 S7-1200 的数据 88

  • 模拟值的处理 94
  • 数据类型 94
    • Bool、Byte、Word和 DWord 数据类型 96
    • 整数数据类型 97
    • 浮点型实数数据类型 97
    • 时间和日期数据类型 98
    • 字符和字符串数据类型 100
    • 数组数据类型 101
    • 数据结构数据类型 103
    • PLC数据类型 103
    • 指针数据类型 103
      • “Pointer”指针数据类型 104
      • “Any”指针数据类型 105
      • “Variant”指针数据类型 107
    • 访问一个变量数据类型的“片段” 107
    • 访问带有一个AT 覆盖的变量 109
  • 使用存储卡 111
    • 在CPU 中插入存储卡 112
    • 将项目复制到存储卡之前组态CPU 的启动参数 113
    • 将存储卡用作“传送”卡 113
    • 将存储卡用作“程序”卡 116
    • 固件更新 118
  • 丢失密码后恢复 120
  • 设备配置 121
    • 插入CPU 122
    • 检测未指定的CPU 的组态 123
    • 将模块添加到组态 124
    • 组态CPU 的运行 125
    • 组态模块的参数 127
    • 组态CPU 以进行通信 128
      • 创建网络连接 128
      • 组态本地/伙伴连接路径 129
      • PROFINET连接的参数 132
      • 分配Internet 协议 (IP) 地址 135
        • 为编程设备和网络设备分配IP 地址 135
        • 检查编程设备的IP 地址 137
        • 在线给CPU 分配 IP 地址 138
        • 为项目中的CPU 组态 IP 地址 139
      • 测试PROFINET 网络 142
      • 查找CPU 上的以太网 (MAC) 地址 143
      • 组态网络时间协议同步 144
      • PROFINET设备启动时间、命名和地址分配 146
    • 编程概念 147
      • 设计PLC 系统的指南 147
      • 构建用户程序 148
      • 使用块来构建程序 149

6.3.1 组织块 (OB) 150

6.3.2 功能 (FC) 152

6.3.3 功能块 (FB) 152

6.3.4 数据块 (DB) 153

  • 了解数据一致性 154
  • 编程语言 155
    • 梯形图(LAD) 156
    • 功能块图(FBD) 157

6.5.3 SCL 157

6.5.4 LAD、FBD 和 SCL 的 EN 和 ENO 164

6.6 保护 166

  • CPU的访问保护 166
  • 专有技术保护 167
  • 复制保护 168
  • 下载程序的元素 169
  • 从CPU 上传 170
    • 复制项目元素 170
    • 使用比较功能 171
  • 调试和测试程序 172
    • 监视和修改CPU 中的数据 172
    • 监视表格和强制表格 172
    • 用于显示使用情况的交叉引用 173
    • 用于检查调用层级的调用结构 174
  • 基本指令 177

7.1 位逻辑 177

  • 位逻辑触点和线圈 177
  • 置位和复位指令 180
  • 上升沿和下降沿指令 183

7.2 定时器 185

7.3 计数器 193

7.4 比较 200

7.4.1 比较 200

  • 范围内和范围外指令 201
  • OK 和Not OK 指令 202

7.5 数学 203

  • 计算指令 203
  • 加法、减法、乘法和除法指令 204
  • 求模指令 205
  • 取反指令 206
  • 递增和递减指令 207
  • 绝对值指令 207
  • 最小值和最大值指令 208
  • Limit 指令 209
  • 浮点型算术运算指令 210

7.6 移动 212

  • 移动和块移动指令 212
  • FieldRead 和FieldWrite 指令 215
  • 填充指令 217
  • 交换指令 218

7.7 转换 220

  • CONV指令 220
  • SCL的转换指令 221
  • 取整和截取指令 224
  • 上取整和下取整指令 225
  • 标定和标准化指令 226
  • 程序控制 229
    • SCL程序控制语句概述 229
    • IF-THEN语句 230
    • CASE语句 231
    • FOR语句 232
    • WHILE-DO语句 233
    • REPEAT-UNTIL语句 234
    • CONTINUE语句 235
    • EXIT语句 236
    • GOTO语句 236
    • RETURN语句 237
    • 跳转和标签指令 237
    • JMP_LIST指令 238
    • SWITCH指令 239
    • RET执行控制指令 241
    • 重新触发扫描循环看门狗指令 242
    • 停止扫描循环指令 243
    • 获取错误指令 243
  • 字逻辑指令 248
    • AND、OR和 XOR 指令 248
    • 取反指令 249
    • 编码和解码指令 249
    • 选择、多路复用和多路分用指令 251
  • 移位和循环 254
    • 移位指令 254
    • 循环指令 255
  • 扩展指令 257
    • 日期和日时钟 257
      • 日期和时间指令 257
      • 设置和读取系统时钟 260
      • 运行时间计时器指令 261
      • SET_TIMEZONE指令 263
    • 字符串和字符 265
      • String数据概述 265
      • S_MOVE指令 266
      • 字符串转换指令 266
        • 字符串到值以及值到字符串的转换 266
        • 字符串到字符和字符到字符串的转换 277
        • ASCII到十六进制和十六进制到 ASCII 的转换 279
      • 字符串操作指令 281

8.2.4.1 LEN 282

  • CONCAT 282
  • LEFT、RIGHT和 MID 284
  • DELETE 285
  • INSERT 286
  • REPLACE 287
  • FIND 289
  • 分布式I/O(PROFINET、PROFIBUS 或 AS-Interface) 290
    • 分布式I/O 指令 290
    • RDREC和 WRREC 291
    • RALRM 294
    • RDREC、WRREC和 RALRM 的 STATUS 参数 297
    • DPRD_DAT和 DPWR_DAT 302
    • DPNRM_DG 305

8.4 中断 308

  • 附加和分离指令 308
  • 循环中断 311
    • SET_CINT(Set循环中断) 311
    • QRY_CINT(Query循环中断) 313
  • 延时中断 315
  • 异步事件中断 317
  • 诊断(PROFINET或 PROFIBUS) 318
    • 诊断指令 318
    • 分布式I/O 的诊断事件 318
    • LED指令 319
    • DeviceStates指令 321
    • ModuleStates 指令 322
    • GET_DIAG指令 324

8.6 脉冲 333

  • CTRL_PWM指令 333
  • 脉冲输出的作用 335
  • 组态PWM 的脉冲通道 336
  • 数据记录 338
    • 数据日志记录结构 338
    • 控制数据日志的程序指令 339
      • DataLogCreate 339
      • DataLogOpen 342
      • DataLogClose 344
      • DataLogWrite 346
      • 347
    • 使用数据日志 350
    • 对数据日志文件大小的限制 351
    • 数据日志示例程序 354
  • 数据块控制 358
    • READ_DBL、WRIT_DBL(读取或写入装载存储器中的DB) 358
  • “扩展”指令的常见错误代码 361
  • 工艺指令 363
    • 高速计数器 363
      • 高速计数器的使用方法 365
      • 组态HSC 373
    • PID控制 374
      • 插入PID 指令和工艺对象 376
      • PID_Compact指令 378
      • PID_Compact指令 ErrorBit 参数 383
      • PID_3STEP指令 384
      • PID_3STEP指令 ErrorBit 参数 391
      • 组态PID 控制器 393
      • 调试PID 控制器 396
    • 运动控制 397

9.3.1 组态轴 401

  • 组态TO_CommandTable_PTO 404
  • 运动控制指令 407
    • MC_Power指令 407
    • MC_Reset指令 410
    • MC_Home指令 411
    • MC_Halt指令 414
    • MC_MoveAbsolute指令 416
    • MC_MoveRelative指令 418
    • MC_MoveVelocity指令 420
    • MC_MoveJog指令 423
    • MC_CommandTable指令 425
    • MC_ChangeDynamic 428

9.3.4 S7-1200 的运动控制操作 430

  • 用于运动控制的CPU 输出 430
  • 用于运动控制的硬件和软件限位开关 432

9.3.4.3 回原点 435

9.3.4.4 冲击限制 440

9.3.5 调试 441

  • 监视激活的命令 444
    • 监视具有输出参数“Done”的MC 指令 444
    • 监视MC_Velocity 指令 449
    • 监视MC_MoveJog 指令 453

10 通信 457

  • 支持的异步通信连接数 458
  • PROFINET 459
    • 本地/伙伴连接 459
    • 开放式用户通信 461

10.2.2.1 PROFINET 指令的连接 ID 461

10.2.2.2 协议 463

  • 特殊模式 464
  • TCP 和ISO on TCP 465

10.2.2.5 UDP 481

  • T_CONFIG 486
  • 指令的公共参数 493
  • 与编程设备通信 495
    • 建立硬件通信连接 495
    • 配置设备 496
    • 分配Internet 协议 (IP) 地址 497
    • 测试PROFINET 网络 497
  • HMI 到PLC 通信 497
    • 组态两个设备之间的逻辑网络连接 498
  • PLC 到PLC 通信 499
    • 组态两个设备之间的逻辑网络连接 500
    • 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 500
    • 组态传送(发送)和接收参数 501
  • 配置CPU 和 PROFINET IO 设备 503

10.2.7 诊断 507

  • 分布式I/O 指令 507
  • 诊断指令 508
  • 分布式I/O 的诊断事件 508
  • PROFIBUS 508
    • 通信模块PROFIBUS 509
      • 连接到PROFIBUS 509
      • PROFIBUSCM 的通信服务 510
      • PROFIBUSCM 的其它属性 511
      • PROFIBUS组态示例 513
    • 配置DP 主站和从站设备 514
      • 添加CM 1243-5(DP 主站)模块和 DP 从站 514
      • 组态两台PROFIBUS 设备之间的逻辑网络连接 514
      • 给CM 1243-5 模块和 DP 从站分配 PROFIBUS 地址 515
    • 分布式I/O 指令 516
    • 诊断指令 517
    • 分布式的诊断事件 517

10.4 AS-i 517

  • 组态AS-i 主站和从站设备 517
    • 添加AS-i 主站 CM 1243-2 和 AS-i 从站 518
    • 组态两个AS-i 设备之间的逻辑网络连接 518
    • 组态AS-i 主站 CM1243-2 的属性 519
    • 为AS-i 从站分配 AS-i 地址 520
  • 在用户程序和AS-i 从站之间交换数据 521
    • STEP7 基本组态 521
    • 使用STEP 7 组态从站 522
  • 分布式I/O 指令 524
  • 使用AS-i 在线工具 524

10.5 S7 通信 526

  • GET 和PUT 指令 526
  • 创建S7 连接 530
  • 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 531
  • GET/PUT连接参数分配 531
    • 连接参数 532
    • 组态CPU 间的 S7 连接 535
  • Web 服务器 541
    • 启用Web 服务器 542
    • 标准Web 页面 543
      • 通过PC 访问标准 Web 页面 543
      • 标准Web 页面的布局 545

11.2.3 简介 547

  • Start 548
  • Identification 549
  • Diagnostic Buffer 549
  • 模块信息 550
  • Communication 553
  • VariableStatus 554
  • DataLogs 556
  • 更新固件 559
  • 用户定义的Web 页面 561
    • 创建HTML 页面 562
    • S7-1200 Web服务器支持的 AWP 命令 563
      • 读取变量 564
      • 写入变量 565
      • 读取特殊变量 567
      • 写入特殊变量 569
      • 对变量引用使用别名 570
      • 定义枚举类型 571
      • 通过枚举类型引用CPU 变量 572
      • 创建片段 573
      • 导入片段 574
      • 组合定义 575
      • 处理包含特殊字符的变量名称 575
    • 组态用户定义Web 页面的使用 577
    • 针对用户定义Web 页面编写 WWW 指令 579
    • 将程序块下载到CPU 580
    • 通过PC 访问用户定义 Web 页面 581
    • 特定于用户定义Web 页面的限制 581
    • 用户定义Web 页面示例 582
      • 用于监控风力发电机的Web 页面 582
      • 读取和显示控制器数据 584
      • 使用枚举类型 585
      • 将用户输入写入控制器 586
      • 写入特殊变量 587
      • 引用:远程风力发电机监视 Web 页面的 HTML listing 587
      • STEP7 中示例 Web 页面的组态 592
    • 创建多语言用户定义Web 页面 594
      • 创建文件夹结构 594
      • 设置语言切换 595
      • 组态STEP 7 以使用多语言页面结构 597
    • 高级用户定义Web 页面控制 597

11.4 限制 601

  • 禁用JavaScript 时的受限功能 602
  • 不允许使用cookie 时受限的功能 603
  • 导入Siemens 安全证书 603
  • 将CSV 格式的数据日志导入非 USA/UK 版本的 Microsoft Excel 中 604
  • 通信处理器 607
    • 使用串行通信接口 607
    • 偏置和端接RS485 网络连接器 608
    • 点对点(PtP) 通信 609
      • 点对点指令 610
        • 点对点指令的公共参数 610
        • PORT_CFG指令 613
        • SEND_CFG指令 615
        • RCV_CFG指令 616
        • SEND_PTP指令 622
        • RCV_PTP指令 625
        • RCV_RST指令 627
        • SGN_GET指令 628
        • SGN_SET指令 629
      • 组态通信端口 630
        • 管理流控制 632
      • 组态传送(发送)和接收参数 634
        • 组态传送(发送)参数 634
        • 组态接收参数 635
      • 设计PtP 通信 643
        • 轮询架构 644
      • 示例:点对点通信 645
        • 组态通信模块 646

12.3.5.2 组态 RS422 和 RS485 648

  • 编写STEP 7 程序 651
  • 组态终端仿真器 652
  • 运行示例程序 652
  • 通用串行接口(USS) 通信 653
    • 使用USS 协议的要求 654
    • USS_DRV指令 657
    • USS_PORT指令 660
    • USS_RPM指令 661
    • USS_WPM指令 662
    • USS状态代码 664
    • 常规驱动器设置信息 666
  • Modbus 通信 670
    • ModbusRTU 和 TCP 通信概述 670
    • ModbusTCP 673
      • MB_CLIENT(Modbus TCP) 673
      • MB_SERVER(Modbus TCP) 680
      • MB_SERVER 示例:多个 TCP 连接 686
      • MB_CLIENT示例 1: 通过公共 TCP 连接发送多个请求 687
      • MB_CLIENT示例 2: 通过不同的 TCP 连接发送多个请求 688
      • MB_CLIENT示例 3: 输出映像写入请求 690
      • MB_CLIENT示例 4: 协调多个请求 690
    • ModbusRTU 691
      • MB_COMM_LOAD 692
      • MB_MASTER 695
      • MB_SLAVE 701
      • Modbus RTU主站示例程序 708
      • Modbus RTU从站示例程序 709
    • 采用CP 1242-7 的遥控和远程服务 710
      • 连接到GSM 网络 710

12.6.2 CP 1242-7 的应用 711

12.6.3 CP 的其它属性 713

12.6.4 附件 714

12.6.5 遥控组态示例 715

  • 远程服务通信(SMTP电子邮件) 721

13.1 TM_Mail 发送电子邮件指令 721

  • 在线和诊断工具 729
    • 状态LED 729
    • 转到在线并连接到CPU 731
    • 在线为PROFINET IO 设备分配名称 732
    • 设置IP 地址和日时钟 734
    • 复位为出厂设置 734
    • 在线CPU 的 CPU 操作员面板 735
    • 监视循环时间和存储器使用情况 736
    • 显示CPU 中的诊断事件 736
    • 比较离线CPU 与在线 CPU 737
    • 监视和修改CPU 中的值 738
      • 转到在线模式监视CPU 中的值 739
      • 显示程序编辑器中的状态 739
      • 捕获DB 的在线值以重设起始值 740
      • 使用监视表格来监视和修改CPU 中的值 741
        • 监视或修改PLC 变量时使用触发器 743
        • 在STOP 模式下启用输出 743
      • CPU中的强制值 744
        • 使用强制表格 744
        • 强制功能的操作 745
      • 在RUN 模式下下载 746
        • “在RUN 模式下下载”的先决条件 747
        • 在RUN 模式下更改程序 747
        • 下载所选块 749
        • 其它块中存在编译错误时下载选定的单个块 750
        • 下载失败时的系统响应 751
        • 在RUN 模式下下载程序 751

A 技术规范 755

A.1 常规技术规范 755

A.2 CPU 1211C 762

  • 常规规范和特性 762
  • CPU1211C 支持的定时器、计数器和代码块 764
  • 数字量输入和输出 767
  • 模拟量输入 769
    • CPU内置模拟量输入的阶跃响应 769
    • CPU内置模拟端口的采样时间 770
  • CPU1211C 的接线图 770

A.3 CPU 1212C 774

  • 常规规范和特性 774
  • CPU1212C 支持的定时器、计数器和代码块 776
  • 数字量输入和输出 779
  • 模拟量输入 781
    • CPU内置模拟量输入的阶跃响应 782
    • CPU内置模拟端口的采样时间 782
  • CPU1212C 的接线图 783

A.4 CPU 1214C 786

  • 常规规范和特性 786
  • CPU1214C 支持的定时器、计数器和代码块 788
  • 数字量输入和输出 791
  • 模拟量输入 793
    • CPU内置模拟量输入的阶跃响应 794
    • CPU内置模拟端口的采样时间 794
  • CPU1214C 的接线图 795

A.5 CPU 1215C 799

  • 常规规范和特性 799
  • CPU1215C 支持的定时器、计数器和代码块 801
  • 数字量输入和输出 803
  • 模拟量输入和输出 805
    • 模拟量输入规范 805
    • CPU内置模拟量输入的阶跃响应 806
    • CPU内置模拟端口的采样时间 807
    • 模拟量输出规格 807
  • CPU1215C 的接线图 808
  • 数字信号模块(SM) 813
    • SM 1221数字量输入规范 813
    • SM 1222 8点数字量输出技术规格 815
    • SM 1222 16点数字量输出技术规格 817
    • SM 1223数字量输入/输出 VDC 规范 823
    • SM 1223数字量输入/输出 AC 规范 829
  • 模拟信号模块(SM) 833
    • SM 1231模拟量输入模块规范 833
    • SM 1232模拟量输出模块规范 838
    • SM 1234模拟量输入/输出模块规范 840
    • 模拟量输入的阶跃响应 844
    • 模拟量输入的采样时间和更新时间 844
    • 模拟量输入的电压测量范围 845
    • 模拟量输入的电流测量范围 846
    • 输出(AQ) 的电压和电流测量范围(SB 和 SM) 846
  • 热电偶和RTD 信号模块 (SM) 848

A.8.1 SM 1231 热电偶 848

  • 热电偶的基本操作 851
  • SM 1231热电偶选型表 852

A.8.2 SM 1231 RTD 854

A.8.2.1 SM 1231 RTD 选 型表 857

  • 数字信号板(SB) 861
    • SB1221 200 kHz 数字量输入规范 861
    • SB1222 200 kHz 数字量输出规范 863
    • SB1223 200 kHz 数字量输入/输出规范 866
    • SB1223 2 X 24 VDC 输入/2 X 24 VDC 输出规范 870
  • 模拟信号板(SB) 874
    • SB1231 1 路模拟量输入规范 874
    • SB1232 1 路模拟量输出规范 877
    • 模拟量输入和输出的测量范围 879
      • 模拟量输入的阶跃响应 879
      • 模拟量输入的采样时间和更新时间 879
      • 模拟量输入的电压测量范围 880
      • 模拟量输入的电流测量范围 881
      • 输出(AQ) 的电压和电流测量范围(SB 和 SM) 881
    • 热电偶SB 883
      • SB1231 1 路热电偶模拟量输入规范 883
      • 热电偶的基本操作 884
    • RTDSB 887
      • SB1231 1 路模拟量 RTD 输入的规范 887
      • SB1231 RTD 选型表 891

A.11 BB 1297 电池板 893

  • 通信接口 895
    • PROFIBUS 895

A.12.1.1 CM 1242-5 895

A.12.1.2 CM 1243-5 897

  • GPRS 899

A.12.2.1 CP 1242-7 899

A.12.3 CM 1243-2 AS-i 主站 903

  • AS-i主站 CM 1243-2 的技术数据 903
  • AS-i主站 CM 1243-2 的电气连接 905

A.12.4 RS232、RS422 和 RS485 906

A.12.4.1 CB 1241 RS485 规范 906

A.12.4.2 CM 1241 RS232 规范 909

A.12.4.3 CM 1241 RS422/485 技术规格 910

  • 远程服务(TS适配器和 TS 适配器模块) 912
  • SIMATIC存储卡 912
  • 输入仿真器 913
  • I/O 扩展电缆 914
  • 随附产品 915
    • PM 1207电源模块 915
    • CSM 1277紧凑型交换机模块 915
  • 计算功率预算 917
  • 订货号 921
    • CPU模块 921
    • 信号模块(SM)、信号板 (SB) 以及电池板 (BB) 921
    • 通信 923
    • 其它模块 924
    • 存储卡 925
    • Basic HMI设备 925
    • 备件和其它硬件 925
    • 编程软件 926
    • 文档 927

索引 929

1.1 S7-1200 PLC 简介

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您的自动化需求。 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。

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。 在您下载用户程序后,CPU 将包含监控应用中的设备所需的逻辑。 CPU 根据用户程序逻辑监视输入并更改输出,用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通信。

CPU 提供一个 PROFINET 端口用于通过 PROFINET 网络通信。 还可使用附加模块通过

PROFIBUS、GPRS、RS485 或 RS232 网络进行通信。

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)

有多种安全功能可用于保护对 CPU 和控制程序的访问:

  • 每个 CPU都提供 密码保护 (页 166)功能,用户可以通过该功能组态对 CPU 功能的访问权限。
  • 可以使用 “专有技术保护” (页 167)隐藏特定块中的代码。

可以使用 复制保护 (页 168)将程序绑定到特定存储卡或 CPU

表格 1- 1 CPU 型号的比较  
特征   CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C CPU 1215C
物理尺寸 (mm)   90 x 100 x 75 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75 130 x 100 x 75
用户存储器 工作 30 KB 50 KB 75 KB 100 KB
  负载 1 MB 1 MB 4 MB 4 MB
  保持性 10 KB 10 KB 10 KB 10 KB
本地板载 I/O 数字量 6 点输入/4 点输 8 点输入/6 点输 14 点输入/10 点 14 点输入/10 点
    输出 输出
  模拟量 2 路输入 2 路输入 2 路输入 2 点输入/2 点输
         
过程映像大小 输入 (I) 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节
  输出 (Q) 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节
位存储器 (M)   4096 个字节 4096 个字节 8192 个字节 8192 个字节
信号模块 (SM) 扩展 2 8 8
信号板 (SB)、电池板 (BB) 或通信板 (CB) 1 1 1 1
通信模块 (CM) 3 3 3 3
(左侧扩展)        
高速计数器 总计 3 个内置 I/O,

SB 为 5 个

4 个内置 I/O,

SB 为 6 个

6 6
单相 3 个,100 kHz 3 个,100 kHz 3 个,100 kHz 3 个,100 kHz
  SB:2 个,30 kHz 1 个,30 kHz

SB:2 个,30

3 个,30 kHz 3 个,30 kHz
    kHz    
正交相位 3 个,80 kHz 3 个,80 kHz 3 个,80 kHz 3 个,80 kHz

脉冲输出 1 4 4 4 4

存储卡 SIMATIC 存储卡(选件)

实时时钟保持时间 通常为 20 天, 40°C 时最少为 12 天(免维护超级电容)

  • S7-1200PLC 简介
特征 CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C CPU 1215C
PROFINET 1 个以太网通信端口   2 个以太网通信端口
实数数学运算执行速度 2.3 μs/指令    
布尔运算执行速度 0.08 μs/指令  

对于具有继电器输出的 CPU 型号,必须安装数字量信号板 (SB) 才能使用脉冲输出。

每个 CPU 提供专用的 HMI 连接,以支持最多 3 个 HMI 设备。 支持的 HMI 总数受组态中 HMI 面板类型的影响。 例如,可以将最多 3 个 SIMATIC 基本面板连接到 CPU,或者最多可以连接两个 SIMATIC 精智面板与一个附加基本面板。

不同的 CPU 型号提供了各种各样的特征和功能,这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。 有关特定 CPU 的详细信息,请参见 技术规范 (页 755)。

表格 1- 2 S7-1200 支持的块、定时器和计数器

元素 说明

大小 30 KB (CPU 1211C) 50 KB (CPU 1212C)块 类型 OB、FB、FC、DB

数量 一共多达 1024 个块 (OB + FB + FC + DB)64 KB(CPU 1214C 和 CPU 1215C)

FB、FC 和 DB 的地址范围

1 到 65535(例如 FB 1 到 FB 65535)

嵌套深度 16(从程序循环或启动 OB 开始);4(从延时中断、日时钟中断、循环中断、硬件中断、时间错误中断或诊断错误中断 OB 开始)

OB 程序循环 多个: OB 1、OB 200 到 OB 65535监视 可以同时监视 2 个代码块的状态

延时中断和循环中断    41(每个事件 1 个): OB 200 到 OB 65535 硬件中断(沿和 HSC) 50(每个事件 1 个): OB 200 到 OB 65535 时间错误中断 1: OB 80启动 多个: OB 100、OB 200 到 OB 65535

元素   说明
定时器 类型 IEC
  数量 仅受存储器大小限制
  存储 DB 结构,每个定时器 16 个字节
计数器 类型 IEC
  数量 仅受存储器大小限制
  存储 DB 结构,大小取决于计数类型

· SInt 和 USInt: 3 个字节

· Int 和 UInt: 6 个字节

· DInt 和 UDInt: 12 个字节

诊断错误中断 1: OB 82

延时中断和循环中断在 CPU 中使用相同的资源。 延时中断和循环中断的总和只能为 4 个。 不能有 4 个延时中断和 4 个循环中断。

1.1 CPU 的扩展功能

S7-1200 系列提供了各种模块和插入式板,用于通过附加 I/O 或其它通信协议来扩展

CPU 的功能。 有关特定模块的详细信息,请参见 技术规范 (页 755)。

① 通信模块 (CM)、通信处理器 (CP) 或 TS 适配器

② CPU

③ 信号板 (SB)、通信板 (CB) 或电池板 (BB)

④ 信号模块 (SM)

1.2 CPU 的扩展功能

表格 1- 3 数字量信号模块和信号板

类型 仅输入 仅输出 输入/输出组合
③ 数字量 SB · 4 x 24VDC 输入,

200 kHz

· 4 x 5VDC 输入,

200 kHz

· 4 x 24VDC 输出,

200 kHz

· 4 x 5VDC 输出,

200 kHz

· 2 x 24VDC 输入/2 x 24VDC 输出

· 2 x 24VDC 输入/2 x 24VDC 输出,

200 kHz

· 2 x 5VDC 输入/2 x 5VDC 输出,

200 kHz

④ 数字量 SM · 8 x 24VDC 输入 · 8 x 24VDC 输出

· 8 x 继电器输出

· 8 x 继电器输出(切换)

· 8 x 24VDC 输入/8 x 24VDC 输出

· 8 x 24VDC 输入/8 x 继电器输出

· 8 x 120/230VAC 输入/8 x 继电器输出

· 16 x 24VDC 输入 · 16 x 24VDC 输出

· 16 x 继电器输出

· 16 x 24VDC 输入/16 x 24VDC 输出

· 16 x 24VDC 输入/16 x 继电器输出

表格 1- 4 模拟量信号模块和信号板

类型 仅输入 仅输出 输入/输出组合
③ 模拟量 SB · 1 x 12 位模拟量输入

· 1 x 16 位 RTD

· 1 x 16 位热电偶

· 1 x 模拟量输出 -
④ 模拟量 SM · 4 x 模拟量输入

· 4 x 模拟量输入 x 16 位

· 8 x 模拟量输入

· 热电偶:

– 4 x 16 位 TC

– 8 x 16 位 TC

· RTD:

– 4 x 16 位 RTD

– 8 x 16 位 RTD

· 2 x 模拟量输出

· 4 x 模拟量输出

· 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出

表格 1- 5 通信接口

模块 类型 说明
① 通信模块 (CM) RS232 全双工
RS422/485 全双工 (RS422)

半双工 (RS485)

PROFIBUS 主站 DPV1
PROFIBUS 从站 DPV1
AS-i 主站 (CM 1243-2) AS-Interface 接口
① 通信处理器 (CP) 调制解调器连接性 GPRS
① 通信板 (CB) RS485 半双工
① TeleService TS Adapter IE Basic1 连接到 CPU
TS Adapter GSM GSM/GPRS
TS Adapter Modem 调制解调器
TS Adapter IE-ISDN ISDN
TS Adapter RS232 RS232

TS 适配器允许用户将各种通信接口连接到 CPU 的 PROFINET 端口。 将 TS 适配器安装在 CPU 左侧,然后将 TS 适配器模块(最多 3 个)连入 TS 适配器。

表格 1- 6 其它板

模块 说明
③ 电池板 从 CPU 前端的扩展板接口插入。 提供长期的实时时钟备份。

表格 1- 7 S7-1200 扩展模块

模块类型 说明
CPU 支持一个插入式扩展板:

· 信号板 (SB) 可为 CPU 提供附加 I/O。 SB 连接在

CPU 的前端。

· 通信板 (CB) 可以为 CPU

增加其它通信端口。

· 电池板 (BB) 可提供长期的实时时钟备份。

 

 

SB 上的状态

LED

可拆卸用户接线连接器
信号模块 (SM) 可以为 CPU 增

 

状态 LED
加其它功能。 SM 连接在 总线连接器
CPU 右侧。

· 数字量 I/O

可拆卸用户接线连接器
· 模拟量 I/O    
· RTD 和热电偶    
通信模块 (CM) 和通信处理器(CP) 将增加 CPU 的通信选项,例如 PROFIBUS 或RS232 / RS485 的连接性(适用于 PtP、Modbus 或 USS)

或者 AS-i 主站。 CP 可以提供

状态 LED
通信连接器
其它类型的通信功能,例如通    
过 GPRS 网络连接 CPU。    
· CPU 最多支持 3 个 CM 或

CP

   
· 各 CM 或 CP 连接在 CPU 的左侧(或连接到另一 CM 或 CP 的左侧)  
  • 新功能

以下是此版本中新加的功能:

  • 一个 标准 Web服务器页面,用于执行 CPU 固件更新 (页 559)
  • 能够使用三个 PROFIBUSDP CM 1243-5 主站模块或三个 AS-i CM 1243-2 主站模块说明

要使用三个 AS-i 模块作为主站,必须更新 AS-i 模块的固件。

S7-1200 的新模块

各种新模块扩展了 S7-1200 CPU 的功能,因而能够灵活地满足您的自动化需要:

  • 新的和改进的 CPU:
    • 新的 CPU1215C DC/DC/DC、CPU 1215C DC/DC/继电器和 CPU 1215C AC/DC/

继电器提供了 100KB 的工作存储器、双以太网和模拟量输出。

  • 新的和改进的 CPU1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C 具有更短的处理时间、可使用 4 个 PTO(CPU 1211C 需要信号板)、更大的保持性存储器 (10 KB) 以及更长的日时钟保持时间(20 天)。
  • 新 I/O信号模块: SM 1231 AI 4 x 16 位提供了更高的采样率而且增加了位数。
  • 新的电池板 (BB1297) 可提供长期的实时时钟备份。 BB 1297 可插入 S7-1200 CPU

(固件版本 3.0 及更高版本)的信号板插槽中。

要使用新模块,必须使用 STEP 7 V11 SP2 Update 3 或更高版本(Basic 或Professional),而且必须通过 STEP 7选项 > 支持包”(Options > Support Packages) 菜单命令为新模块下载硬件支持包 (HSP)。通过西门子服务和支持网站

STEP 7 编程软件

STEP 7 软件提供了一个用户友好的环境,供用户开发、编辑和监视控制应用所需的逻辑,其中包括用于管理和组态项目中所有设备(例如控制器和 HMI 等设备)的工具。 为了帮助用户查找需要的信息,STEP 7 提供了内容丰富的在线帮助系统。STEP 7 提供了标准编程语言,用于方便高效地开发适合用户具体应用的控制程序。

● LAD(梯形图逻辑)是一种图形编程语言。 它使用基于电路图 (页 156)的表示法。

● FBD(功能块图)是基于布尔代数 (页 157)中使用的图形逻辑符号的编程语言。

● SCL(结构化控制语言)是一种基于文本的高级编程语言。

创建代码块时,应选择该块要使用的编程语言。 用户程序可以使用由任意或所有编程语
言创建的代码块。

说明

STEP 7 是 TIA Portal 中的编程和组态软件。 除了包括 STEP 7 外,TIA Portal 中还包括
设计和执行运行过程可视化的 WinCC,以及 WinCC 以及 STEP 7 的在线帮助。

安装

S7-1200 设备安装准则

S7-1200 设备设计得易于安装。 可以将 S7-1200 安装在面板或标准导轨上,并且可以水
平或垂直安装 S7-1200。 S7-1200 尺寸较小,用户可以有效地利用空间。

PLC 概念

4.1 用户程序的执行

CPU 支持以下类型的代码块,使用它们可以创建有效的用户程序结构:

  • 组织块 (OB) 定义程序的结构。 有些 OB具有预定义的行为和启动事件,但用户也可以创建具有自定义启动事件的 OB。 在事件执行的优先级与排队 (页 76)中说明了有效 OB 号的范围。
  • 功能 (FC) 和功能块 (FB) 包含与特定任务或参数组合相对应的程序代码。 每个 FC或

FB 都提供一组输入和输出参数,用于与调用块共享数据。 FB 还使用相关联的数据块

(称为背景数据块)来保存执行期间的值状态,程序中的其它块可以使用这些值状态。有效的 FC 和 FB 数目范围从 1 到 65535。

  • 数据块 (DB) 存储程序块可以使用的数据。有效的 DB数目范围从 1 到 65535。

用户程序的执行顺序是:从一个或多个在进入 RUN 模式时运行一次的可选启动组织块(OB) 开始,然后执行一个或多个循环执行的程序循环 OB。 OB 也可以与中断事件(可以是标准事件或错误事件)相关联,并在相应的标准或错误事件发生时执行。

功能 (FC) 或功能块 (FB) 是指可从 OB 或其它 FC/FB 调用的程序代码块,可下至以下嵌套深度:

  • 16(从程序循环 OB或启动 OB 开始)
  • 4(从延时中断、循环中断、日时钟中断、硬件中断、时间错误中断或诊断错误中断OB开始)

FC 不与任何特定数据块 (DB) 相关联,而 FB 与 DB 直接相关并使用 DB 来传送参数以及存储中间值和结果。

用户程序、数据及组态的大小受 CPU 中可用装载存储器和工作存储器的限制。 对各个

OB、FC、FB 和 DB 块的数目没有特殊限制。 但是块的总数限制在 1024 之内。

每个周期都包括写入输出、读取输入、执行用户程序指令以及执行后台处理。 该周期称为扫描周期或扫描。

设备配置

通过向项目中添加 CPU 和其它模块,可以为 PLC 创建设备配置。

① 通信模块 (CM) 或通信处理器 (CP): 最多 3 个,分别插在插槽 101、102 和 103

② CPU: 插槽 1

③ CPU 的以太网端口

④ 信号板 (SB)、通信板 (CB) 或电池板 (BB): 最多 1 个,插在 CPU 中

⑤ 数字或模拟 I/O 的信号模块 (SM): 最多 8 个,分别插在插槽 2 到 9 中

(CPU 1214C 和 CPU 1215C 允许使用 8 个;CPU 1212C 允许使用 2 个;CPU1211C 不允许使用任何信号模块)

要创建设备配置,需向项目中添加设备。

  • 在视图中,选择“设备和网

络”(Devices & Networks) 并单击

“添加新设备”(Add new

device)。

  • 在项目视图中的项目名称下,双击“添加新设备”(Addnew

device)。

编程概念

6.1 设计 PLC 系统的指南

设计 PLC 系统时,可从若干方法和标准中进行选择。 下列常规指南可应用到许多设计项目中。 当然,必须遵守您自己公司程序的指令、自身培训以及当地已被接受的实践。

 

表格 6- 1 设计 PLC 系统的指南

 

建议步骤 任务
对过程或机器进行分区 将过程或机器划分为彼此独立的部分。 这些分区会确定控制器之间的边界,并影响功能描述规范和资源的分配。
创建功能规范 写下过程或机器的每一部分(如 I/O 点)的操作说明、操作的功能描述、在允许进行每个执行器(如螺线管、电机或驱动器)的操作之前必须实现的状态、操作员界

面的描述以及过程或机器其它部分的任何接口。

设计安全电路 出于安全考虑,标识任何可能需要硬接线逻辑的设备。 请记住,控制设备在不安全方式下可能会出现故障,可能会造成意外启动或机械运转变化。 其中意外或错误的机械运转可能会导致人员的身体伤害或重大的财产损失,请考虑实施机电替代装置

(其独立于 PLC 运行)以防止不安全的运行。 安全电路的设计中应包含以下任务:

· 标识任何可能造成危险的不正确或意外的执行器操作。

· 标识可确保操作不危险的条件,并确定如何独立于 PLC 检测这些条件。

· 标识上电和断电时 PLC 如何影响过程,并标识检测错误的方式和时间。 此信息仅用于设计正常和预期的异常操作。 出于安全考虑,不应依赖此“最佳情况”方案。

· 设计可独立于 PLC 来阻止危险运行的手动或机电安全替代装置。

· 从独立于 PLC 的电路提供相应状态信息,以便程序和任何操作员界面具有必要的信息。

· 标识针对过程安全运行的任何其它安全相关要求。

规划系统安全 确定访问相关过程所需的 保护 (页 166)级别。 可以对 CPU 和程序块进行密码保护,以防受到未经授权的访问。
指定操作员站 根据功能规范的要求,创建以下操作员站的绘图:

· 显示与过程或机器相关的每个操作员站的位置的总览图。

· 操作员站中设备的机械布局图,如显示屏、开关和灯。

· 包含 PLC 和信号模块中相关 I/O 的电气图。

基本指令

7.1 位逻辑
7.1.1 位逻辑触点和线圈

使用 LAD 和 FBD 处理布尔逻辑非常高效。 SCL 不但非常适合处理复杂的数学计算和项目控制结构,而且也可以使用 SCL 处理布尔逻辑。

LAD 触点

表格 7- 1 常开触点和常闭触点

 

LAD SCL 说明
 

 

IF in THEN

Statement;

ELSE

Statement; END_IF;

常开触点和常闭触点: 可将触点相互连接并创建用户自己的组合逻辑。 如果用户指定的输入位使用存储器标识符 I(输入)或

Q(输出),则从过程映像寄存器中读取位值。 控制过程中的物理触点信号会连接到 PLC 上的 I 端子。 CPU 扫描已连接的输入信号并持续更新过程映像输入寄存器中的相应状态值。

通过在 I 偏移量后追加“:P”,可指定立即读取物理输入(例如:

“%I3.4:P”)。 对于立即读取,直接从物理输入读取位数据值, 而非从过程映像中读取。 立即读取不会更新过程映像。

 

 

IF NOT (in) THEN

Statement;

ELSE

Statement; END_IF;

 

表格 7- 2 参数的数据类型

 

参数 数据类型 说明
IN Bool 分配位
  • 在赋的位值为 1时,常开触点将闭合 (ON)。
  • 在赋的位值为 0时,常闭触点将闭合 (ON)。
  • 以串联方式连接的触点创建 AND逻辑程序段。
  • 以并联方式连接的触点创建 OR逻辑程序段。

 

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