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描述
新的模块化
SIMATIC S7-1200
控制器是西门子公司新推出产品的核心,可实现简单却高度的自动化任务。
SIMATIC
S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计,功能强大、投资并且完全适合各种应用
。
可扩展性强、灵活度高的设计,可实现标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能,使该控制器成为完整、的自动化解决方案的重要组成部分。
设计和功能
SIMATIC S7-1200 CPU
SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块,分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。
其中的每一种模块都可以进行扩展,以完全满足您的系统需要。
可在任何 CPU 的前方加入一个信号板,轻松扩展数字或模拟量 I/O,同时不影响控制器的实际大小。
可将信号模块连接至 CPU 的右侧,进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。
CPU 1212C 可连接 2 个信号模块,CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可连接 8 个信号模块。
,所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块,便于实现端到端的串行通讯。
安装简单方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣,可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。
这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置,当需要安装面板时,可提供安装孔。
SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置,为您提供其它安装选项。
这些集成的功能在安装过程中为用户提供了的灵活性,并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。
.
节省空间的设计
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过设计,以节省控制面板的空间。
例如,经过测量,
CPU
1214C 的宽度仅为 110 mm,CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。
结合通信模块和信号模块的较小占用空间,在安装过程中,该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间,为您提供了率和灵活性。
SIMATIC S7-1200
可扩展的紧凑自动化的模块化概念
它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案,并能完全满足一系列的立自动化需求。
亮点
要对SEND_PTP赋值参数,先需要创建SEND_PTP的背景数据块和发送缓冲数据块 ,双击“Devices”——> “PLC_1”——>“Program Block ”——“Add new block”,在弹出的串口命名DB_Send_PTP,选择DB块,在Type后选择“SEND_PTP(SFB113)”
图8: 创建发送功能块的背景数据块
插入背景DB后,再插入发送缓冲DB块,重复上面的步骤,只是在选择DB类型为“Global DB”,并去掉“Symbolic access only”选项勾(这样可以对该DB块进行直接地址访问),并取名该DB块为DB_SEND_BUFF。建好这两个DB块后,双击打开DB_SEND_BUFF预先定义好要发送的数据,如下图所示:
图9:在接收缓冲区中接收到的数据
定义完发送缓冲区后,接下来可以对SEND_PTP赋值参数,赋值参数后如下图:
图10:发送编程
在上面的编程块里需要注意的是,在发送缓冲区时。字符的开始地址是从第二个字节,而不是零字节开始,即是P#DB2.DBX2.0 Byte10 而不是P#DB2.DBX0.0 Byte10,原因是由于S7-1200对字符串的存放的格式造成的,S7-1200对字符串的前两个字节的定义字节是的字符长度,第二个字节是实际的字符长度。接下来才是存放实际字符。如下图:
图11:String存储格式
上面完成了程序的编写,对项目进行编译;右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“Complies ALL”选项,这样对硬件与软件进行编译,如下图:
图12:编译项目
编译且没有错误后可以下载程序到PLC中,同样右击PLC_1项目,在弹出的菜单选择“Download to Device”。
②、用串叉线连接S7-1200的串口与计算机的串口,打开计算机的超级终端程序,并设置硬件端口参数如下图:
经典的编程模式
S7-1200使用simaticstep7basic工具编程,而这款的工具的使用风格基本与step7professional一样,提供lad和fbd两种编程语言并采用ob组织块fb功能块fc功能函数db数据块的编程形式(通过背景db的支持可以实现功能块参数化调用),这次西门子公司终于把全线产品的编程风格统一了。
d)复杂的数据结构
复杂的数据结构意味着什么呢!其实是数组、结构等这样的多元素组成的数据单位,而市面上很少会有低端plc的编程语言能够支持复杂的数据结构,都是采用扁平式的数据类型(bool、int、word、dword、real)。S7-1200这款产品继承了300/400中PLC所具备的数据结构开始支持数组和结构等。
e)指令参数的多态性
在西门子的经典的编程指令当中都是采用数据类型一致分类,例如加/减/乘/除的指令根据不同的数据类型是不同的指令,而在对S7-1200编程时不分数据类型只是调用功能,让功能块放置在network中时才会让用户选择是哪种的数据类型,这轻松实现了参数的多态性。
然后使用将转化后的实数使用 CALCULATE 进行数算,即根据公式 : Ov=[(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)]+Osl ,如图写入公式:
这样自己编写的程序可以实现模拟量信号转化为工程值,当然也可以加入对信号的处理,如对信号的处理,小于0或者大于27648进行直接赋值为0或者27648,以及进行报警处理等。
第二种方法:使用“ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 指令来转换模拟量值
SCALE_ X 为“缩放” ,NORM_X 为“标准化”。功能块位于 TIAPortal指令的“转换操作”中。 功能与参数的详细说明参考 帮助。若要取得某个功能块的在线帮助。
计算公式:
SCALE_X_OUT = [(NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN)/(NORM_X_MAX - NORM_X_MIN)] * (SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN) + SCALE_X_MIN
NORM_X中,上下限分别为 MAX=27648 和MIN=0 ,SCALE_X中量程转化后对应于 MAX=80 和 Min=0。输入值为整数数据类型,量程转化后输出值为实数数据类型。NORM_X_VALUE对应模拟量模块采集的值。
至此,西门子博图 TIA 平台上的模拟量转化讲解完了,具体应用需要根据现场要求行,这里只是简单的量程转化,实际应用了需要对输入信号进行提前处理如滤波处理等,做相关的报警处理。 前面我们介绍了西门子S7-1200的硬件产品和编程软件的使用,下面通过一个电动机起保停控制的实例,介绍S7-1200的使用方法,按下瞬时启动按钮I0.6,电动机Q0.0启动,按下瞬时停止按钮I0.7,电动机Q0.0停止。
起保停控制练习
一、
组态设备
。打开编程软件STEP7 Basic,单击创建新项目,输入项目名称MOTOR1,单击创建按钮,开始创建项目。
创建新项目
接下来,在入门向导中单击组态设备项,选择添加新设备,单击SIMATIC PLC图标添加一个PLC。在设备树中单击CPU1214C,在显示的该CPU三种不同订货号的产品中,根据实际情况选择CPU。
选择CPU
在勾选打开设备视图复选框后,单击视图右下角的添加按钮,则自动进入到项目视图中的设备视图。在打开的设备视图,可以对CPU的信号模块和通信模块进行组态,在此我们不做修改。
设备视图
二、
PLC编程
。单击项目视图中左下角的Portal视图,切换到Portal视图,选择PLC编程项,双击对象列表中的Main块,打开项目视图的主程序,进入OB1编辑界面,拖动工具栏的常开触点到程序段一,输入地址I0.6,拖动常闭触点到程序段一,输入地址I0.7,拖动线圈到程序段一,输入地址Q0.0,拖动常开触点与I0.6并联,输入地址Q0.0,拖动连线形成闭合通路。这样一个简单的电动机起保停控制程序编写好了,单击工具栏中的保存项目按钮,保存项目。
编写程序
SM1231 RTD 模块在通道测量类型选择“电阻”时,能测量哪些阻值的电阻?
能测量150/300/600欧。此时,额定上限数值为 27648。如下图 12 所示:
图 12. SM1231 RTD 模块测量的电阻范围如果有用过西门子S7-200 SMART系列 PLC的学员,应该会知道PLC提供了各种模块和插入式板,用于扩展CPU 的功能,那么S7-1200 系列PLC也不例外。
西门子S7-1200系列PLC的扩展模块包括三类,信号模块、信号板和通信模块。信号模块是扩展在CPU的右侧,信号板扩展在CPU的正上方,通信模块扩展在CPU的左侧。
下面来简单的介绍一下S7-1200系列的模块。
信号模块
信号模块可以为CPU补充集成的IO口,模块型号名称一般是SM开头的。信号模块SM是连接在CPU右侧的,包括数字量 I/O、模拟量 I/O、热电阻和热电偶、SM 1278 IO-Link 主站等模块。
注意:CPU1211C不支持扩展信号模块,CPU1212C支持多扩展2个信号模块,其他型号CPU都可以多扩展8个信号模块。
数字量IO信号模块包括了以下这几种:
SM 1221 数字量输入模块、SM 1222 数字量输出模块、SM 1223 数字量直流输入 / 输出模块、SM 1223 数字量交流输入 / 输出模块。
总结一下,从输入输出点数来看,有8个点的有16个点的,从输入的电源类型来看,有直流的也有交流的,从输出类型来看,有晶体管输出和继电器输出的。
模拟量IO信号模块包括以下这几种:
SM 1231 模拟量输入模块、SM 1232 模拟量输出模块、SM 1231 热电偶和热电阻模拟量输入模块、SM1234模拟量输入和输出混合模块。
SM 1231、SM 1232和SM1234是用于接收或输出标准的电压信号和电流信号的,SM 1231是用于接热电阻或热电偶进行温度采集的。
信号板
CPU 支持扩展信号板,信号板是使用嵌入式的安装方式的,安装在CPU的正上方,安装不会占用空间,比如我们需要扩展少量IO点的时候,可以选择扩展数字量IO的信号板。
除了数字量IO的信号板,还有模拟量的信号板,这些信号板一般型号是以SB开头的。此外,还有通信板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。
通信模块
通信相关的模块包括通信模块 (CM) 和通信处理器 (CP) ,用于增加 CPU 的通信接口,例如利用CM模块可以支持PROFIBUS 或 RS232/RS485 (支持 PtP通信、Modbus通信或USS通信)或者 AS-i 主站通信。
利用CP 模块可以提供其它通信类型的功能,例如通过 GPRS、IEC、DNP3 或 WDC 网络连接到 CPU。S7-1200 CPU 的通信模块CM或通信处理器CP扩展在CPU的左侧(或连接到另一CM或CP的左侧),而且多支持三个CM或CP的扩展。
通信模块CM包括CM1241通信模块、CM1243-5 PROFIBUS-DP主站模块、CM1242-5 PROFIBUS-DP从站模块,通信处理器CP包括CP1242-7 GPRS模块、CP1243-1以太信处理器。
以CM1241通信模块举例,用于扩展RS232口或RS485口进行串行通信,这个模块可以支持ASCII协议、MODBUS协议、USS协议。
当然除了这个模块可以扩展RS232或RS485通信接口之外,我们还可以使用前面所说的CB信号板,这样我们有了多个选择。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,
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解决方案。
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