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西門子模塊6ES7215-1BG40-0XB0

S7-200系列CPU具有強(qiáng)大的通信能力。主要支持以下幾種協(xié)議：
1．PI(Point-to-Point)協(xié)議,即點到點接口協(xié)議。PPI是一個主/從協(xié)議，主站(其它CPU或SIMATIC編程器)給從站發(fā)送申請，從站進(jìn)行響應(yīng)。從站不初始化信息，只響應(yīng)主站的申請或查詢。如果在用戶程序中允許PPI主站模式，S7-200 CPU在RUN模式下可以作為主站，還可以利用網(wǎng)絡(luò)讀(NETR)和網(wǎng)絡(luò)寫(NETW)指令讀寫其他CPU，同時也能夠作為從站響應(yīng)來自其它主站的申請。采用PPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中多只能有32個主站。該協(xié)議主要是用來編程、PPI組網(wǎng)等
2．MPI(Multi-Point)協(xié)議,即多點接口協(xié)議。MPI可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作依賴于設(shè)備類型（設(shè)備是S7-200系列CPU時建立主/從連接）。MPI總在兩個相互通信的設(shè)備之間建立連接，其它主站不能干涉兩個設(shè)備之間已建立的連接。由于S7-200的連接是非公用的，并且需要CPU中的資源，每個S7-200 CPU只能支持4個連接，每個EM277模塊支持6個連接。在使用時，每個S7-200 CPU和EM277模塊保留兩個連接，分別用于連接SIMATIC編程器（或計算機(jī)）以及操作面板。這些保留連接不能被其它類型的主站使用。
3．ROFIBUS協(xié)議。PROFIBUS協(xié)議設(shè)計用于分布式I/O設(shè)備(遠(yuǎn)程I/O)的高速通信。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通常有一個主站和幾個I/O從站，主站配置成知道所連接的I/O從站的型號和地址。主站初始化網(wǎng)絡(luò)并核對網(wǎng)絡(luò)上的從站設(shè)備和配置中的是否匹配。主站連續(xù)的把輸出數(shù)據(jù)寫到從站并從它們讀取輸入數(shù)據(jù)。
4．戶自定義協(xié)議(自由口協(xié)議)。自由口協(xié)議可以由用戶定義通訊協(xié)議，通過用戶程序控制S7-200通信口的操作模式，將CPU與任意通訊協(xié)議公開的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，如上位計算機(jī)、打印機(jī)、變頻器等。用戶程序通過使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)來控制通信口的操作。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由用戶程序控制。用戶程序通過設(shè)置SMB30(0口)允許自由口模式，而且只有在CPU處于RUN模式時才能允許。當(dāng)CPU處于STOP模式時，自由口通信停止，通信口轉(zhuǎn)換成正常的PPI協(xié)議操作。
可以利用PC/PPI電纜和自由口通信功能把S7-200 CPU連接到許多和RS-232標(biāo)準(zhǔn)兼容的設(shè)備。PC/PPI電纜支持波特率設(shè)置，利用PC/PPI電纜盒上的DIP開關(guān)可以配置所需的波特率。波特率和開關(guān)位置的對應(yīng)關(guān)系如表4-6所示：
表4-6 波特率和開關(guān)位置對應(yīng)表
波特率


當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-232傳送到RS-485口時，PC/PPI電纜是發(fā)送模式。當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-485傳送到RS-232口時，PC/PPI電纜是接收模式。當(dāng)檢測到RS-232的發(fā)送線有字符時，電纜立即從接收模式轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式。當(dāng)RS-232發(fā)送線處于閑置的時間超過電纜切換時間時，電纜又切換到接收模式。這個時間與電纜上的DIP開關(guān)設(shè)定的波特率選擇有關(guān)，如表4-7所示：
在使用自由口的系統(tǒng)中使用PC/PPI電纜時，必須在S7-200 CPU的用戶程序中包含轉(zhuǎn)換時間。S7-200 CPU在接收到RS-232設(shè)備的申請信息后，S7-200 CPU的發(fā)送信息響應(yīng)必須延遲超過或等于電纜的切換時間。RS-232設(shè)備在接收到RS-232設(shè)備的申請信息后，S7-200 CPU的下一次申請信息的發(fā)出必須延遲超過或等于電纜的切換時間。在以上兩種情況中，需要通過延遲使PC/PPI電纜有足夠的時間從發(fā)送模式切換到接收模式，以便于數(shù)據(jù)從RS-485口傳送到RS-232口

• 一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算
      I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再10%～20%的可擴(kuò)展
      余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。
      二、存儲器容量的估算
      存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。
      存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
      三、控制功能的選擇
      該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
      (一)運(yùn)算功
      簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
      (二)控制功能
      控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
      (三)通信功能
      大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
      PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合，通信距離應(yīng)裝置實際要求
      PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
      為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。
•  (四)編程功能
      離線編程：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。
      五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求

緊湊型 CPU 1215C 帶有：

• 3 種設(shè)備類型，帶有不同的電源和控制電壓。
• 集成電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 ~ 264 V AC 或 24 V DC）
• 集成的 24 V 編碼器/負(fù)載電流源：
• 用于直接連接傳感器和編碼器。帶有 400 mA 輸出電流，它也可用作負(fù)載電源。
• 14 點集成 24 V 直流數(shù)字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））。
• 10 點集成數(shù)字量輸出，24 V 直流或繼電器。
• 2 點集成模擬量輸入 0 ~ 10 V。
• 2 點集成模擬量輸出 0 ~ 20 mA。
• 4 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高 100 kHz。
• 脈沖寬度調(diào)制輸出 (PWM)，頻率高 100 kHz。
• 2 個集成以太網(wǎng)接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）。
• 6 個快速計數(shù)器（3 個大頻率為 100 kHz；3 個大頻率為 30 kHz），帶有可參數(shù)化的使能和復(fù)位輸入，可以同時用作帶有 2 點單獨(dú)輸入的加減計數(shù)器，或用于連接增量型編碼器
• 通過附加通信接口擴(kuò)展，例如，RS485 或 RS232
• 通過信號板使用模擬或數(shù)字信號直接在 CPU 上擴(kuò)展（保持 CPU 安裝尺寸）
• 通過信號模塊使用各種模擬量和數(shù)字量輸入和輸出信號擴(kuò)展。
• 可選存儲器擴(kuò)展（SIMATIC 存儲卡）。
• PID 控制器，具有自動調(diào)諧功能。
• 集成實時時鐘。
• 中斷輸入：
  對過程信號的上升沿或下降沿作出極高速響應(yīng)
• 所有模塊上均為可拆卸的端子。
• 仿真器（可選）：
  用于仿真集成輸入和測試用戶程序。

制造行業(yè)中的創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案——模塊化控制器SIMATIC S7-1200 控制器具有模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、功能等特點，適用于多種應(yīng)用，能夠保障現(xiàn)有投資的長期安全。由于該控制器具有可擴(kuò)展的靈活設(shè)計，符合工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，以及的集成工藝功能，因此它可以作為一個組件集成在完整的綜合自動化解決方案中。

通訊模塊集成工藝

集成的 PROFINET 接口用于編程、HMI 通訊和 PLC 間的通訊。此外它還通過開放的以太網(wǎng)協(xié)議支持與第三方設(shè)備的通訊。該接口帶一個具有自動交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能的 RJ45 連接器，提供10/100 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，它支持最多 16 個以太網(wǎng)連接以及下列協(xié)議：TCP/IPnative、ISO-on-TCP 和 S7 通訊。

SIMATIC S7-1200 CPU 最多可以添加三個通訊模塊。RS485和 RS232 通訊模塊為點到點的串行通訊提供連接。對該通訊的組態(tài)和編程采用了擴(kuò)展指令或庫功能、USS 驅(qū)動協(xié)議、Modbus RTU 主站和從站協(xié)議，它們都包含在 SIMATICSTEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)中。

高速輸入

SIMATIC S7-1200 控制器帶有多達(dá)6個高速計數(shù)器。其中3個輸入為100kHz，3個輸入為30kHz，用于計數(shù)和測量。

高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個100kHz的高速脈沖輸出，用于步進(jìn)電機(jī)或控制伺服驅(qū)動器的速度和位置。這兩個輸出都可以輸出脈寬調(diào)制信號來控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。

存儲器

用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的可變邊界可提供最多50KB容量的集成工作內(nèi)存。同時還提供了最多2MB 的集成裝載內(nèi)存和 2 KB 的掉電保持內(nèi)存。SIMATIC 存儲卡可選，通過它可以方便地將程序傳輸至多個CPU。該卡還可以用來存儲各種文件或更新控制器系統(tǒng)的固件。

可擴(kuò)展的靈活設(shè)計

信號模塊

多達(dá)8個信號模塊可連接到擴(kuò)展能力的CPU，以支持更多的數(shù)字和模擬量輸入/輸出信號。

信號板

一塊信號板就可連接至所有的CPU，由此您可以通過向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號來量身定做CPU，而不必改變其體積。SIMATIC S7-1200控制器的模塊化設(shè)計允許您按照自己的需要準(zhǔn)確地設(shè)計控制器系統(tǒng)。

SIMATIC S7-1200 I/O模塊

信號模塊和通訊模塊具有大量可供選擇的信號板，可量身定做控制器系統(tǒng)以滿足需求，而不必增加其體積。

多達(dá)8個信號模塊可連接到擴(kuò)展能力的CPU。一塊信號板就可連接至所有的 CPU，由此您可以通過向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號來量身定做 CPU，而不必改變其體積。

SIMATIC S7-1200 CPU

信號板、信號模塊、通訊模塊

SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)的 CPU 有三種不同型號：CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。每一種都可以根據(jù)您機(jī)器的需要進(jìn)行擴(kuò)展。任何一種 CPU 的前面都可以增加一塊信號板，以擴(kuò)展數(shù)字或模擬 I/O，而不必改變控制器的體積。信號模塊可以連接到 CPU 的右側(cè)，以進(jìn)一步擴(kuò)展其數(shù)字或模擬 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 則可連接 8 個。所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 都可以配備最多3 個通訊模塊（連接到控制器的左側(cè)）以進(jìn)行點到點的串行通訊。

安裝簡單方便

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置夾，能夠方便地安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的 35 mmDIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的夾子可以咬合到某個伸出位置，以便在需要進(jìn)行面板安裝時提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些集成功能在安裝過程中為用戶提供了的靈活性，同時也使得 SIMATIC S7-1200 成為眾多應(yīng)用場合的理想選擇。

緊湊的結(jié)構(gòu)

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設(shè)計時都力求緊湊，以節(jié)省控制面板中的空間。例如，CPU 1214C 的寬度僅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度也僅有90 mm。通訊模塊和信號模塊的體積也十分小巧，使得這個緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過程中為您提供了的效率和靈活性。

快速、簡單、靈活的工業(yè)通訊

集成 PROFINET 接口

新型的 SIMATIC S7-1200 配備了集成PROFINET 接口，提供與下列組件的無縫通訊：集成 SIMATIC STEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)（用于編程）；SIMATIC HMI 精簡系列面板（用于可視化）；其它控制器（用于 PLC 間的通訊）；第三方設(shè)備（用于可選的高級集成）。

組網(wǎng)簡單

SIMATIC S7-1200 通訊接口由一個抗干擾的 RJ45 連接器組成。該連接器具有自動交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能，支持最多 16 個以太網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)10/100 Mbit/s。為了使布線最少并提供的組網(wǎng)靈活性，可以將緊湊型交換機(jī)模塊 CSM 1277 和 SIMATIC S7-1200 一起使用，以便輕松組建一個統(tǒng)一或混合的網(wǎng)絡(luò)（具有線型、樹型或星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。CSM 1277 是一個 4 端口的非托管交換機(jī)，用戶可以通過它將 SIMATIC S7-1200連接到最多 3 個附加設(shè)備。除此之外，如果將 SIMATIC S7-1200 和 SIMATIC NET 工業(yè)無線局域網(wǎng)組件一起使用，您還可以獲得一個全新的組網(wǎng)規(guī)模。

與其它控制器和 HMI 設(shè)備進(jìn)行通訊

為了保證與其它控制器和 HMI 設(shè)備之間的通訊，SIMATIC S7-1200 可以連接到多個S7 控制器和 HMI 設(shè)備，使用成熟的 S7 通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。

與第三方設(shè)備進(jìn)行通訊

SIMATIC S7-1200 上的集成接口不僅可以與其它廠商的設(shè)備進(jìn)行無縫集成，還可以通過開放式以太網(wǎng)協(xié)議 TCP/IP native 和ISO on TCP 與多個第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。集成的工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP7 Basic 還為 SIMATIC S7-1200 提供了標(biāo)準(zhǔn) T-Send/T-Receive 指令，因此用戶在設(shè)計自動化解決方案時能夠獲得更高的靈活性。

將強(qiáng)大的工藝功能集于一身

用于計數(shù)和測量的高速輸入

集成了多達(dá)6個高速計數(shù)器（3個100kHz，3個30kHz），用于精確監(jiān)視增量編碼器、頻率計數(shù)或?qū)^程事件進(jìn)行高速計數(shù)。

用于速度、定位或占空比控制的高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器中集成了 2 個高速輸出，可用作高速脈沖輸出或脈寬調(diào)制輸出。當(dāng)組態(tài)成 PTO 時，它們將提供頻率為 100kHz 的 50% 占空比高速脈沖輸出，以便對步進(jìn)電機(jī)或伺服驅(qū)動器進(jìn)行開環(huán)速度控制和定位控制。通過 2 個高速計數(shù)器對高速脈沖輸出進(jìn)行內(nèi)部反饋。當(dāng)組態(tài)成 PWM 輸出時，將生成一個具有可變占空比的固定周期輸出來控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。

PLCopen 運(yùn)動功能塊

SIMATIC S7-1200 支持對步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動器進(jìn)行開環(huán)速度控制和位置控制。對該功能的組態(tài)十分簡單：通過一個軸工藝對象和通用的 PLCopen 運(yùn)行功能塊（包含在工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic中）即可實現(xiàn)。除了返回（home）和點動（jog）功能以外，還支持*對、相對和速度運(yùn)動。

驅(qū)動調(diào)試控制面板

工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic 中的驅(qū)動調(diào)試控制面板簡化了步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動器的啟動和調(diào)試過程。它為單個運(yùn)動軸提供了自動和手動控制，以及在線診斷信息