S7-1200 PLC的CPU模块

在西门子工厂自动化系统中，核心的就是PLC。它通过在现场层、控制层和管理层分别部署硬件产品和对应软件，实现管理控制一体化。西门子目前主流的PLC产品为S7系列PLC，包括S7-200SMART、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。其中，S7-1200 PLC作为中小型PLC的典型代表，具有外观轻巧、速度敏捷、标准化程度高等特点，借助优异的网络通信能力和标准，可以构成复杂多变的控制系统。西门子S7-1200 PLC模块包括CPU、电源、输入信号处理回路、输出信号处理回路、存储区、RJ45端口和扩展模块接口等。

从PLC的定义可以得出，S7-1200 PLC的本质为一台计算机，负责系统程序的调度、管理、运行和自诊断，并将用户程序做出编译解释处理以及调度用户目标程序运行。与之前西门子S7-200系列PLC模块的大区别在于，它标准配置了以太网端口RJ45，可以采用一根标准网线与安装有博途软件的PC进行编程组态和工程应用。S7-1200 PLC系统，包括CPU模块、SM信号模块、CM通信模块、电源模块和其他附件等。

目前，西门子公司提供CPU 1211C、CPU 1212C、CPU 1212FC、CPU 1214C、CPU 1214FC、CPU 1215C、CPU 1215FC、CPU 1217C等多种类型的CPU模块。

这些CPU模块的共同指标包括1024个字节输入（I）和1024个字节输出（Q）、扩展3个左侧通信模块、SIMATIC存储卡（选件）、实时时钟保持时间通常为20天（40℃时少12天）、实数数学运算执行速度2.3μs/指令、布尔运算执行速度0.08μs/ 指令等。

不同型号CPU模块的技术指标见表1-1，包括用户存储器、本地集成I/O、信号扩展、高速计数器、脉冲输出、PROFINET接口等，如CPU 1215C有125KB工作存储器、4MB装载存储器、10KB保持型存储器、8192个字节位存储器，可以扩展8个模块，具有4路100kHz脉冲输出和2个PROFINET接口等。

S7-1200 PLC的扩展模块设计方便并易于安装，无论安装在面板上还是标准DIN导轨上，其紧凑型设计都有利于有效地利用空间。使用模块上的DIN导轨卡夹将设备固定到导轨上，导轨卡夹还能掰到一个伸出位置以提供将设备直接安装到面板上的螺钉安装位置，

S7-1200 PLC有三种类型的扩展模块：

（1）信号板（SB），仅为CPU提供几个附加的I/O点，SB安装在CPU的前端。

（2）信号模块（SM），提供附加的数字或模拟I/O点，连接在CPU的右侧。

（3）通信模块（CM），为CPU提供附加的通信端口（RS232或RS485），连接在CPU的左侧。

信号模块用于扩展PLC的输入和输出点数，可以使CPU增加附加功能，连接在CPU模块的右侧

信号板（Signal Board）是S7-1200 PLC特有的，可以给CPU模块增加输入和输出点数。每一个CPU模块都可以添加一个具有数字量或模拟量I/O的SB。SB连接在CPU的前端，

3. 通信模块（CM）

通信模块安装在CPU模块的左侧，用于RS232、RS485、MODBUS通信

内存模块主要用于存储用户程序，有的还为系统提供辅助工作内存。在结构上，内存模块都是附加在CPU模块中的，功能如下：

（1）作为CPU的装载存储区，用户项目文件可以仅存储在卡中，CPU中没有项目文件，离开存储卡无法运行。

（2）在有编程器的情况下，作为向多个S7-1200 PLC传送项目文件的介质。

（3）忘记密码时，清除CPU内部的项目文件和密码。

（4）24M卡可以用于更新S7-1200 CPU的固件版本。

要插入存储卡，首先需要打开CPU顶盖，然后将存储卡插入插槽，推弹式连接器可以轻松地插入和取出。存储卡要求正确安装

S7-1200 PLC使用博途软件进行编辑、编译、调试、模拟。自从2009年发布款SIMATIC STEP7 V10.5（STEP 7 basic）以来，已经发布的博途软件版本有V10.5、V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17等，支持西门子SIMATIC S7-1200/1500系列PLC，并向下兼容S7-300/400等系列PLC和WinAC控制器

西门子 TP1500触摸屏

西门子 TP1500触摸屏

PLC常用的编程语言是梯形图。梯形图是接近继电器、线圈等电气元件实体的符号表示方法。，左边是电源线，经过I0.0常开触点、I0.1常闭触点后，由线圈Q0.0输出。当I0.0所对应的开关动作，I0.1对应的开关不动作时，线圈Q0.0闭合；此时若I0.1对应的开关动作，则线圈Q0.0断开。

在PLC的端子上接入行程开关、继电器等外部元件（I0.0、I0.1和Q0.0所对应的电气元件），用户可以在博途编程软件平台上编写梯形图，通过网线下载到PLC，PLC就可以按照用户的逻辑和能流（电流）方向进行控制了

PLC常见的三种元件是输入继电器、输出继电器和内部辅助继电器，见表1-3。根据IEC61131-3标准，PLC元件用百分数符号%开始，随后是位置前缀符号；如果有分级，则用整数表示分级，并用小数点符号“.”分隔。

需要注意的是，在本书后续讲述中，为了简洁，一般把%省略。用户在编辑梯形图程序时，软件会自动补全%符号。

有了输入电气元件（如按钮、选择开关、行程开关、接近开关等）、S7-1200 PLC、输出电气元件（如指示灯、接触器、蜂鸣器、电磁阀线圈等），就可以组成基基本的PLC控制系统，分拣输送应用等，实现逻辑控制、顺序控制、定位控制等。

西门子S7-200 SMART PLC是在S7-200 PLC基础上发展起来的全新自动化控制产品，该产品的以下特点，使其成为经济型自动化市场的理想选择。