S7-1200 PLC屬于S7家族中新一代小型PLC，它結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面、擴(kuò)展方便，其CPU模塊集成有工業(yè)以太網(wǎng)通信接口和多種工藝功能，可以作為一個(gè)組件集成在完整的綜合自動化系統(tǒng)中。

  S7-1200 PLC主要由CPU模塊(簡稱CPU)、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成，各種模塊安裝在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。通過CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信。

 (2)CPU模塊

  ①型號與規(guī)格 S7-1200 PLC現(xiàn)有3種型號的CPU模塊。此外還有計(jì)劃中在開發(fā)的CPU1215C和CPU1217C。②CPU的共性

  a.集成的24V傳感器/負(fù)載電源可供傳感器和編碼器使用，也可以用作輸入回路的電源。b.2點(diǎn)集成的模擬量輸入(0～10V)，輸入電阻100kΩ，10位分辨率。c.2點(diǎn)脈沖列輸出(PTO)或脈寬調(diào)制(PWM)輸出，最高頻率100kHz。

  d.每條位運(yùn)算、字運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算指令的執(zhí)行時(shí)間分別為0.1μs、12μs和18μs。e.最多可以設(shè)置2048B有掉電保持功能的數(shù)據(jù)區(qū)(包括位處理器、功能塊的局部變量和全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中的變量)。

  通過可選的SIMATIC存儲卡，可以方便地將程序傳輸?shù)狡渌鸆PU。存儲卡還可以用來存儲各種文件或更新PLC系統(tǒng)的固件。f.過程映像輸入、輸出各1024B。數(shù)字量輸入、輸出各1024B。

  數(shù)字量輸入電路的電壓額定值為DC24V，輸入電流4mA。1狀態(tài)允許的最小電壓/電流為DC15V/2.5mA，0狀態(tài)允許的最大電壓/電流為DC5V/1mA。可組態(tài)輸入延遲時(shí)間(0.2～12.8ms)和脈沖捕獲功能。在過程輸入信號的上升沿或下降沿可以產(chǎn)生快速響應(yīng)的中斷輸入。

  繼電器輸出的電壓范圍為DC5～30V或5～250V。最大電流2A，白熾燈負(fù)載為DC30W 或AC200W。

  DC/DC/DC型MOSFET的1狀態(tài)最小輸出電壓為DC20V，輸出電流0.5A;0狀態(tài)允許的最大電壓為DC0.1V。最大白熾燈負(fù)載為5W。

  g.可以擴(kuò)展3塊通信模塊和一塊信號板，CPU可以用信號板擴(kuò)展一路模擬量輸出或高速數(shù)字量輸入/輸出。

  h. 4個(gè)時(shí)間延遲與循環(huán)中斷，分辨率為1ms。

  i.硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘的緩存時(shí)間典型值為10天，最小值6天，25℃時(shí)的最大誤差為60s/月。j.集成的帶隔離的PROFINET以太網(wǎng)接口，可使用TCP/IP和ISO-on-TCP兩種協(xié)議。支持S7通信，可以作服務(wù)器和客戶機(jī)，傳輸速率10Mbit/s或100Mbit/s，可建立最多16個(gè)連接。自動檢測傳輸速率，RJ-45連接器有自協(xié)商和自動交叉網(wǎng)線(Auto-Cross-Over)功能。后者是指用一條直通網(wǎng)線或者交叉網(wǎng)線都可以連接CPU和其他以太網(wǎng)設(shè)備或交換機(jī)。

  k.可以使用梯形圖設(shè)備和功能塊圖這兩種編程語言。

  1.可以用可選的SIMATIC存儲卡擴(kuò)展存儲器的容量和更新PLC系統(tǒng)的固件，還可以用存儲卡來方便地將程序傳輸?shù)狡渌鸆PU。

  m.有16個(gè)參數(shù)自整定的PID控制器。

  n.可選的仿真器(小開關(guān)板)為數(shù)字量輸入點(diǎn)提供輸入信號來測試用戶程序。③CPU的技術(shù)規(guī)范 每種CPU有板有3種具有不同電源電壓和輸入、輸出電壓的版本。圖2-111是CPU 1214C AC/DC/Relay(繼電器)型的外部接線圖。輸入回路一般使用CPU內(nèi)置的DC24V電源，此時(shí)需要去除外接DC電源，將輸出回路的1M端子與24V電源的端子連接起來，將24V電源的L 端子接到外接觸點(diǎn)的公共端。

  CPU 1214C DC/DC/Relay 的電源電壓為DC24V。

  CPU 1214C DC/DC/DC的接線圖見圖 2-112，其電源電壓、輸入/輸出回路電壓均為DC24V。輸入回路也可以使用內(nèi)置的DC24V電源。

  ④ CPU集成的工藝功能 S7-1200 PLC集成了高速計(jì)數(shù)與頻率測量、高速脈沖輸出、PWM控制、運(yùn)動控制和PID功能。

  a.高速計(jì)數(shù)器。S7-1200的CPU最多有6個(gè)高速計(jì)數(shù)器，用于對來自增量式編碼器和其他設(shè)備的頻率信號計(jì)數(shù)，或?qū)�過程事件進(jìn)行高速計(jì)數(shù)。3點(diǎn)集成的高速計(jì)數(shù)器的最高頻率為100kHz(單相)或80kHz(互差90°的AB相信號)。其余各點(diǎn)的最高頻率為30kHz(單相)或20kHz(互差90°的AB相信號)。

  b.高速輸出。S7-1200集成了兩個(gè)100kHz的高速脈沖輸出，組態(tài)為PTO時(shí)，它們提供最高頻率為100kHz的50%占空比的高速脈沖輸出，可以對步進(jìn)電動機(jī)或伺服驅(qū)動器進(jìn)行開環(huán)控制和定位控制，通過兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器對高速脈沖輸出進(jìn)行內(nèi)部反饋。組態(tài)為PWM輸出時(shí)，將生成一個(gè)具有可變占空比、周期固定的輸出信號，經(jīng)濾波后，得到與占空比成正比的模擬量，可以用來控制電動機(jī)速度和閥門位置等。

  c.PLC open運(yùn)動功能塊。S7-1200支持使用步進(jìn)電動機(jī)和伺服驅(qū)動器進(jìn)行開環(huán)速度控制和位置控制。通過一個(gè)軸工藝對象和STEP7 Basic中通用的PLC open運(yùn)動功能塊，就可以實(shí)現(xiàn)對該功能的組態(tài)。除了返回原點(diǎn)和點(diǎn)動功能外，還支持絕對位置控制、相對位置控制和速度控制。

  STEP7 Basic 中的驅(qū)動調(diào)試控制面板簡化了步進(jìn)電動機(jī)和伺服驅(qū)動器的啟動和調(diào)試過程。它為單個(gè)運(yùn)動軸提供了自動和手動控制以及在線診斷信息。

  d.用于閉環(huán)控制的PID功能。S7-1200支持多達(dá)16個(gè)用于閉環(huán)過程控制的PID控制回路(S7-200只支持8個(gè)回路)。

  這些控制回路可以通過一個(gè)PID控制器工藝對象和STEP7Basic中的編程器輕松地進(jìn)行組態(tài)。除此之外，S7-1200還支持PID參數(shù)自調(diào)整功能，可以自動計(jì)算增益、積分時(shí)間和微分時(shí)間的最佳調(diào)節(jié)值。

  STEP7 Basic中的PID調(diào)試控制面板簡化了控制回路的調(diào)試過程，可以快速精確地調(diào)節(jié)PID控制回路。它除了提供自動調(diào)節(jié)和手動控制方式之外，還提供用于調(diào)試過程的趨勢圖。