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可編程控制器

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西門子S7-1200可編程序控制器產(chǎn)品樣本2010（中文）        技術(shù)綜述     S7-1200 CPU     CPU 1211C     CPU 1212C     CPU 1214C         輸入/輸出擴(kuò)展模塊     SB 1223 數(shù)字量輸入/輸出模塊（信號板）     SM 1221 數(shù)字量輸入模塊     SM 1222 數(shù)字量輸出模塊     SM 1223 數(shù)字量輸入/輸出模塊     SB 1332 模擬量輸出模塊（信號板）     SM 1231 模擬量輸入模塊     SM 1232 模擬量輸出模塊     SM 1234 模擬量輸入/輸出模塊     電源模塊 PM 1207     輸入仿真器 SIM 1274     通訊模塊     CM 1241 通訊模塊     CSM 1277 緊湊型交換機(jī)模塊     SIMATIC HMI 精簡系列面板     工程組態(tài)軟件 STEP 7 Basic 類別：西門子資料 -- 西門子PLC資料 -- S7-1200系列PLC 分類： 產(chǎn)品選型

西門子S7-1200可編程控制器系統(tǒng)手冊2009（中文）        S7-1200 可編程邏輯控制器 (PLC, Programmable Logic Controller) 提供了控制各種設(shè)備以滿足您自動化需要的靈活性和強(qiáng)大功能。 S7-1200 設(shè)計(jì)緊湊、組態(tài)靈活且具有功能強(qiáng)大的指令集，這些特點(diǎn)的組合使它成為控制各種應(yīng)用的*解決方案。     CPU 將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個設(shè)計(jì)緊湊的外殼中以形成功能強(qiáng)大的 PLC。 在您下載用戶程序后，CPU 將包含監(jiān)控應(yīng)用中的設(shè)備所需的邏輯。CPU 根據(jù)用戶程序邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出，用戶程序可以包含布爾邏輯、計(jì)數(shù)、定時、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能設(shè)備的通信。有多種安全功能可用于保護(hù)對 CPU 和控制程序的訪問：     ● 每個 CPU 都提供密碼保護(hù)功能，用戶通過它可以組態(tài)對 CPU 功能的訪問。     ● 可以使用“專有技術(shù)保護(hù)”隱藏特定塊中的代碼。     CPU 提供一個 PROFINET 端口用于通過 PROFINET 網(wǎng)絡(luò)通信。 還可使用通信模塊通過RS485 或 RS232 網(wǎng)絡(luò)通信。

可編程控制器的工作過程及FN2N PLC的組成

PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，有鍵按下或I/O動作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序無鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，如：           

1        ×  ×  ×  ×

2        ×  ×  ×  ×

3        ×  ×  ×  ×

10  ×  ×  ×  ×

11  ED

CPU從*條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回*條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。整個工作過程可分為五個階段：自診斷，與編程器等的通信，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新，其工作過程框圖如圖所示：

PLC工作過程框圖

1）每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容為I/O部分、存儲器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。

2）PLC檢查是否有與編程器和計(jì)算機(jī)的通信請求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如接收由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果有與計(jì)算機(jī)等的通信請求，也在這段時間完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù)。

 3）PLC的*處理器對各個輸入端進(jìn)行掃描，將輸人端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中，這就是輸入采樣階段。

 4）*處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對輸人和原輸出狀態(tài)（這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理”，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中，這就是程序執(zhí)行階段。

 5）當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時，集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。

 PLC經(jīng)過這五個階段的工作過程，稱為一個掃描周期。完成一個周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，在不考慮第二個因素（與編程器等通信）時，掃描周期T為：

 T＝（讀入一點(diǎn)時間×輸入點(diǎn)數(shù)）+（運(yùn)算速度×程序步數(shù)）＋（輸出一點(diǎn)時間×輸出點(diǎn)數(shù)）十故障診斷時間

顯然掃描時間主要取決于程序的長短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對于工業(yè)設(shè)備通常沒有什么影響。但對控制時間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，就應(yīng)該精確的計(jì)算響應(yīng)時間，細(xì)心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延時等不良影響。

 PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制是按“并行”方式工作的，也就是說是按同時執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個繼電器同時動作。而PLC是以反復(fù)掃描的式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任一時刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說PLC是以“串行”方式工作的。這種串行工作方式可以避免繼電接觸器控制的觸點(diǎn)競爭和時序失配問題。

 總之，采用循環(huán)掃描的工作方式也是PLC區(qū)別于微機(jī)的zui大特點(diǎn)，使用者應(yīng)特別注意。

FN2N PLC 的規(guī)格及組成

FN_2N系列PLC有FN_2N16、FN_2N32、FN_2N48、FN_2N64、FN_2N80 、FN_2N128等， FN_2N 32，主要由以下幾個部分構(gòu)成：

    1、控制單元：設(shè)有與編程器，計(jì)算機(jī)的接口，與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，輸入、輸出端子、電源輸入和輸出端子，F(xiàn)N_2N有16個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)。

    2、擴(kuò)展單元。

    3、智能單元。

    4、鏈接單元。

    5、編程工具：使用MELSOFT GX Developer編程軟件。

  PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程序，每一時鐘周期執(zhí)行一條指令。對用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時掃描兩種，掃描過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，如圖1所示。

（1）輸入采樣階段。PLC在輸入采樣階段以掃描方式順序讀人所有輸入端子的狀態(tài)，存人輸人寄存器，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。

（2）程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段中順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描。先從輸人寄存器讀人所有輸入端子的狀態(tài)。

  圖 PLC程序執(zhí)行過程

（3）輸出刷新階段。所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出寄存器中所有的輸出狀態(tài)送到輸出電路，成為PLC的實(shí)際輸出。

PLC執(zhí)行完上述的三個階段稱為一個掃描周期。

訂貨號 注釋
CPU 
6ES72111AD300XB0 CPU 1211C，緊湊型 CPU，DC/DC/DC，板載 I/O： 6 DI 24V DC；4 DO 24 V DC； 2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： DC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB 
6ES72111BD300XB0 CPU 1211C，緊湊型 CPU，AC/DC/繼電器，板載 I/O： 6 DI 24V DC；4 DO 繼電 器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB
6ES72111HD300XB0 CPU 1211C，緊湊型 CPU，DC/DC/繼電器，板載 I/O： 6 DI 24V DC；4 DO 繼電 器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB
6ES72121AD300XB0 CPU 1212C，緊湊型 CPU，DC/DC/DC，板載 I/O： 8 DI 24V DC；6 DO 24 V DC； 2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： DC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB
6ES72121BD300XB0 CPU 1212C，緊湊型 CPU，AC/DC/繼電器，板載 I/O： 8 DI 24V DC；6 DO 繼電 器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB
6ES72121HD300XB0 CPU 1212C，緊湊型 CPU，DC/DC/繼電器，板載 I/O： 8 DI 24V DC；6 DO 繼電 器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 25 KB
6ES72141AE300XB0 CPU 1214C，緊湊型 CPU，DC/DC/DC，板載 I/O： 14 DI 24V DC；10 DO 24 V DC ；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： DC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 50 KB
6ES72141BE300XB0 CPU 1214C，緊湊型 CPU，AC/DC/繼電器，板載 I/O： 14 DI 24V DC；10 DO 繼 電器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 50 KB
6ES72141HE300XB0 CPU 1214C，緊湊型 CPU，DC/DC/繼電器，板載 I/O： 14 DI 24V DC；10 DO 繼 電器 0.5A；2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA，電源： AC 20.4 - 28.8 V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲器： 50 KB
DI/DO 
6ES72211BF300XB0 SM 1221 數(shù)字量輸入模板，8 點(diǎn)數(shù)字量輸入，直流 24 V，漏/源輸入
6ES72211BH300XB0 SM 1221 數(shù)字量輸入模板，16 點(diǎn)數(shù)字量輸入，直流 24 V，漏/源輸入
6ES72221BF300XB0 SM 1222 數(shù)字量輸出模板，8 點(diǎn)數(shù)字量輸出，直流 24V，晶體管
6ES72221BH300XB0 SM 1222 數(shù)字量輸出模板，16 點(diǎn)數(shù)字量輸出，直流 24V，晶體管 0.5A 
6ES72221HF300XB0 SM 1222 數(shù)字量輸出模板，8 點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器 2A 
6ES72221HH300XB0 SM 1222 數(shù)字量輸出模板，16 點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器 2A
6ES72231BL300XB0 SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板，16 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，16 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V ，漏/源，16 點(diǎn)數(shù)字量輸出，晶體管 0.5A 
6ES72231PH300XB0 SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板，8 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，8 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V， 漏/源，8 點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器 2A 
6ES72231PL300XB0 SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板，16 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，16 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V ，漏/源，16 點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器 2A 
AI/AO 
6ES72314HD300XB0 SM 1231 模擬量輸入模板，4 點(diǎn)模擬量輸入， /-10V、 /-5V、 /-2.5V、或 0-20 MA 12 位 符號位（13 位 ADC）
6ES72324HB300XB0 SM 1232 模擬量輸出模板，2 點(diǎn)模擬量輸出， /-10V，14 位分辨率，或 0-20 MA ，13 位分辨率
6ES72344HE300XB0 SM 1234 模擬量 I/O 模板，4 點(diǎn)模擬量輸入/2 點(diǎn)模擬量輸出， /-10V，14 位分 辨率，或 0-20 MA，13 位分辨率
SB 
6ES72230BD300XB0 SB 1223 數(shù)字量 I/O 模板，2 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，2 點(diǎn)數(shù)字量輸入24V DC/2 點(diǎn) 數(shù)字量輸出 24V DC
6ES72324HA300XB0 SB 1232 模擬量輸出模板，1 點(diǎn)模擬量輸出， /- 10VDC (12 位分辨率) 或 0 - 20 MA (11 位分辨率
CP 
6GK72771AA000AA0 緊湊型交換機(jī)模塊 CSM 1277

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