S7-1200 硬件与组态培训（高端培训）

工程师培训资料工程师培训资料 标题：S7-1200 硬件与组态硬件与组态培训（高端培训）（高端培训）培训人：xx电源接口电源接口可拆卸用户接线连接可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）器（保护盖下面）板载板载 I/O 的状态的状态LEDPROFINET 连接器（连接器（CPU 的底部）的底部）S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块模块指示指示CPU运行运行状态的状态的LED41.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范特性CPU1211CCPU1212CCPU1214C本机数字量I/O本机模拟量输入点6I/4O28I/6O214I/10O2脉冲捕获输入点数6814扩展模块个数-28上升沿/下降沿中断点数6/68/812/12集成/可扩展的工作存储器集成/可扩展的装载存储器25KB/不可扩展1MB/24MB25KB/不可扩展1MB/24MB50KB/不可扩展2MB/24MB高速计数器点数/最高频率3点/100kHz3点/100kHz1点/30kHz3点/100kHz3点/30kHz高速脉冲输出点数/最高频率2点/100kHz(DC/DC/DC型)操作员监控功能无有有传感器电源输出电流/mA300300400外形尺寸/mm9010075901007511100755CPU的共性：的共性：集成的集成的24V传感器传感器/负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。集成的集成的2点模拟量输入点模拟量输入(0 10V)，输入电阻，输入电阻100k，10位分辨率。位分辨率。2点脉冲列输出点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制或脉宽调制(PWM)输出，最高频率为输出，最高频率为100kHz。有有16个参数自整定的个参数自整定的PID控制器。控制器。4个时间延迟与循环中断，分辨率为个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。可以扩展可以扩展3块通信模块和一块信号板，块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入数字量输入/输出。输出。1.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范61.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范版本版本电源电压电源电压DI输入电压输入电压DO输出电压输出电压DO输出电流输出电流DC/DC/DCDC 24VDC 24VDC 24V0.5A,MOSFETDC/DC/RelayDC 24VDC 24VDC 5 30VAC 5 250V2A,DC30W/AC200WAC/DC/Relay AC 85 264V DC 24VDC 5 30VAC 5 250V2A,DC30W/AC200WCPU的的3种版本：种版本：71.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C AC/DC/Relay的外部接线图的外部接线图81.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C DC/DC/DC的外部接线图的外部接线图91.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C DC/DC/Relay的外部接线图的外部接线图101.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB(signal board)通过信号板可以给 CPU 增加 I/O。SB 连接在 CPU 的前端。l 具有 4 个数字量 I/O（2 x DC 输入和 2 x DC 输出）的 SB l 具有 1 路模拟量输出的 SB 111.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1221接线图接线图121.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1222接线图接线图131.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1223接线图接线图141.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1232 1x模拟量输出接线图151.2 S7-1200 的硬件的硬件信号模块信号模块 SM(signal module)可以使用信号模块给 CPU 增加附加功能。信号模块连接在 CPU 右侧。161.2 S7-1200 的硬件的硬件数字量数字量I/O可以选用可以选用8点、点、16点和点和32点的数字量输入点的数字量输入/输出模块，来满足不同的控制需要。输出模块，来满足不同的控制需要。171.2 S7-1200 的硬件的硬件模拟量模拟量I/O在工业控制中，某些输入量在工业控制中，某些输入量(温度、压力、流量、转速等温度、压力、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构是模拟量，某些执行机构(例例如电动调节阀和变频器等如电动调节阀和变频器等)要求要求PLC输出模拟量信号，而输出模拟量信号，而PLC的的CPU只能处理数字量。只能处理数字量。模拟量模拟量I/O模块的任务就是实现模块的任务就是实现A/D和和D/A。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如4 20mA，1 5V，0 10V，PLC用模拟量输入模块的用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在电压在A/D转换后用二进制补码来表示。转换后用二进制补码来表示。模拟量输出模块的模拟量输出模块的D/A转换器将转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。行机构。A/D和和D/A的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。181.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 1/3实时工业以太网是现场总线发展的趋势，实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。备。S7-1200与编程计算机的通信与编程计算机的通信191.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 2/3S7-1200与精简系列面板的通信与精简系列面板的通信201.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 3/3利用工业以太网交换机利用工业以太网交换机CSM 1277 进行多设备的连接进行多设备的连接211.2 S7-1200 的硬件的硬件通信模块通信模块(Communication module)1/2有两种通信模块：有两种通信模块：CM1241 RS232 和和CM1241 RS485 l CPU 最多支持最多支持 3 个通信模块个通信模块 l 各各 CM 连接在连接在 CPU 的左侧（或连接到另一的左侧（或连接到另一 CM 的左侧）的左侧）221.2 S7-1200 的硬件的硬件通信模块通信模块(Communication module)2/2在编程接口模式下在编程接口模式下利用利用 CM1241 进行进行点对点连接点对点连接23SIMATIC STEP 7 Basic 是西门子公司开发的高集成度工程组态系统，包括面向任务的是西门子公司开发的高集成度工程组态系统，包括面向任务的HMI智能组态软件智能组态软件SIMATIC Wincc Basic。上述两个软件集成在一起，也称为上述两个软件集成在一起，也称为TIA(Totally Integrated Automation，全集成自动，全集成自动化化)Portal，它提供了直观易用的编辑器，用于对它提供了直观易用的编辑器，用于对S7-1200 和精简系列面板进行高效组和精简系列面板进行高效组态。态。除了支持编程以外，除了支持编程以外，STEP 7 Basic还为硬件和网络组态、诊断等提供通用的工程组态框还为硬件和网络组态、诊断等提供通用的工程组态框架。架。STEP 7 Basic 提供了两种编程语言提供了两种编程语言(LAD 和和 FBD)。有两种视图：有两种视图：Portal(门户门户)视图，可以概览自动化项目的所有任务；项目视图，将整个视图，可以概览自动化项目的所有任务；项目视图，将整个项目项目(包括包括PLC和和HMI)按多层结构显示在项目树中。按多层结构显示在项目树中。1.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic特点特点241.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic典型的自动化系统典型的自动化系统 1/2典型的自动化系统包含以下内容：典型的自动化系统包含以下内容：l 借助程序来控制过程的借助程序来控制过程的PLC；l 用来操作和可视化过程的用来操作和可视化过程的 HMI 设备。设备。251.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic典型的自动化系统典型的自动化系统 2/2TIA Portal 可用来帮助您创建自动化系统，关键的组态步骤为：可用来帮助您创建自动化系统，关键的组态步骤为：l 创建项目创建项目 l 配置硬件配置硬件 l 联网设备联网设备 l 对对PLC 编程编程 l 组态可视化组态可视化 l 加载组态数据加载组态数据 l 使用在线和诊断功能使用在线和诊断功能 261.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic工程组态系统工程组态系统可以使用可以使用 TIA Portal 在同一个工程组态系统中组态在同一个工程组态系统中组态 PLC 和可视化。和可视化。所有数据均存储在一个项目中，所有数据均存储在一个项目中，STEP 7和和WinCC不是单独的程序，而是可以访问公共数不是单独的程序，而是可以访问公共数据库。据库。所有数据均存储在一个公共的项目文件中。所有数据均存储在一个公共的项目文件中。271.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic数据管理数据管理在在 TIA Portal 中，所有数据都存储在一个项目中。修改后的应用程序数据（如变量）会在中，所有数据都存储在一个项目中。修改后的应用程序数据（如变量）会在整个项目内整个项目内(甚至跨越多台设备甚至跨越多台设备)自动更新。自动更新。281.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic界面总览界面总览任务卡详细视图工作区巡视区设备或网络概览区编辑器栏291.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic创建新项目创建新项目“项目项目”“新建新建”，出现，出现“创建新项目创建新项目”对话框：对话框：301.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic添加新设备添加新设备双击项目树中的双击项目树中的“添加新设备添加新设备”：311.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic参数设置参数设置“选项选项”“设置设置”：321.4 硬件组态硬件组态组态的任务组态的任务设备组态设备组态(configuring)的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实际的硬件系统对的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实际的硬件系统对应的模拟系统，包括系统中的设备应的模拟系统，包括系统中的设备(PLC和和HMI)，PLC各模块的型号、订货号和版本。各模块的型号、订货号和版本。模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值，或称为参数化。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值，或称为参数化。自动化系统启动时，自动化系统启动时，CPU比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬件系统，如果两个系统比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬件系统，如果两个系统不一致，将采取相应的措施。不一致，将采取相应的措施。331.4 硬件组态硬件组态添加模块添加模块在硬件组态时，需要将在硬件组态时，需要将I/O模块或通信模块放置到工作区的机架的插槽内：用模块或通信模块放置到工作区的机架的插槽内：用“拖放拖放”的方法放置硬件对象；用的方法放置硬件对象；用“双击双击”的方法放置硬件对象。的方法放置硬件对