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技術(shù)數(shù)據(jù)

		SIMATIC S7-1200，CPU 1215C， 緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 2 個 PROFINET 端口， 機載 I/O： 14 個 24VDC 數(shù)字輸入；10 個 24VDC 數(shù)字輸出；0.5A； 2 AI 0-10V DC，2 AO 0-20mA DC， 電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存儲器/數(shù)據(jù)存儲器 125 KB
一般信息
產(chǎn)品類型標(biāo)志		CPU 1215C DC/DC/DC
固件版本		V4.2
附帶程序包的
● 工程系統(tǒng)		STEP 7 V14 以上
電源電壓
額定值 (DC)
● DC 24 V		是
允許范圍，下限 (DC)		20.4 V
允許范圍，上限 (DC)		28.8 V
反極性保護		是
負(fù)載電壓 L+
● 額定值 (DC)		24 V
● 允許范圍，下限 (DC)		20.4 V
● 允許范圍，上限 (DC)		28.8 V
輸入電流
耗用電流（額定值）		500 mA; 僅 CPU
耗用電流，最大值		1 500 mA; CPU 連同全部擴展模塊
接通電流，最大值		12 A; 28.8 V DC 時
I2t		0.5 A2·s
輸出電流
用于背板總線 (DC 5 V)，最大值		1 600 mA; 最大 5 V DC，用于 SM 和 CM
傳感器供電
24 V 傳感器供電
● 24 V		L+ 減去 4 V DC（最小值）
功率損失
功率損失，典型值		12 W
存儲器
工作存儲器
● 集成		125 kbyte
● 可擴展		否
裝載存儲器
● 集成		4 Mbyte
● 插拔式（SIMATIC 存儲卡），最大值		帶有 SIMATIC 存儲卡
緩沖
● 存在		是
● 免維護		是
● 不帶電池		是
CPU-處理時間
對于位運算，典型值		0.08 μs; / 說明
對于字運算，典型值		1.7 μs; / 說明
對于浮點運算，典型值		2.3 μs; / 說明
CPU-組件
組件數(shù)量（總計）		DBs、FCs、FBs、計數(shù)器和定時器?？稍O(shè)定地址的模塊數(shù)量可從1到65535?？刹皇芟拗朴糜谡麄€工作存儲器
OB
● 數(shù)量，最大值		只通過代碼工作存儲器進行限制
數(shù)據(jù)范圍及其剩磁
保留的數(shù)據(jù)范圍（包括時間、計數(shù)器、標(biāo)記），最大值		10 kbyte
標(biāo)記
● 數(shù)量，最大值		8 kbyte; 標(biāo)記范圍的大小
本地數(shù)據(jù)
● 每個優(yōu)先等級，最大值		16 kbyte; 優(yōu)先級等級 1（程序周期）：16 KB，優(yōu)先級等級 2 至 26：6 KB
地址范圍
過程映像
● 輸入端，可調(diào)整		1 kbyte
● 輸出端，可調(diào)整		1 kbyte
硬件擴展
每個系統(tǒng)的組件數(shù)量，最大值		3 個通訊模塊、1 個信號板、8 個信號模塊
時間
時鐘
● 硬件時鐘（實時時鐘）		是
● 緩沖持續(xù)時間		480 h; 典型值
● 每日偏差，最大值		25 °C 時 ±60 秒/月
數(shù)字輸入
數(shù)字輸入端數(shù)量		14; 集成
● 可用來實現(xiàn)技術(shù)功能的輸入端		6; HSC（高速運算）
源型輸入/漏性輸入		是
可同時控制的輸入端數(shù)量
所有安裝位置
— 最高可達(dá) 40 ℃，最大值		14
輸入電壓
● 額定值 (DC)		24 V
● 對于信號“0”		1 mA 時 DC 5 V
● 對于信號“1”		15 V DC，當(dāng)為 2.5 mA 時
輸入延遲（輸入電壓為額定值時）
對于標(biāo)準(zhǔn)輸入端
— 可參數(shù)化		0.2 ms、0.4 ms、0.8 ms、1.6 ms、3.2 ms、6.4 ms 和 12.8 ms，可在 4 個組別中選擇
— 從“0”到“1”時，最小值		0.2 ms
— 從“0”到“1”時，最大值		12.8 ms
對于報警輸入端
— 可參數(shù)化		是
對于計數(shù)器/技術(shù)功能
— 可參數(shù)化		單個相位： 3 @ 100 KHz & 3 @ 30 kHz，差分： 3 @ 80 kHz & 3 @ 30 kHz
導(dǎo)線長度
● 屏蔽，最大值		500 m; 50 m 用于技術(shù)功能
● 未屏蔽，最大值		300 m; 用于技術(shù)功能：否
數(shù)字輸出
數(shù)字輸出端數(shù)量		10
● 其中的快速輸出端		4; 100 KHz 脈沖序列輸出
感應(yīng)式關(guān)閉電壓的限制		L+ (-48 V)
輸出端的通斷能力
● 電阻負(fù)載時的最大值		0.5 A
● 照明負(fù)載時的最大值		5 W
輸出電壓
● 對于信號“0”的最大值		0.1 V; 附帶 10 kOhm 負(fù)載
● 對于信號 “1”，最小值		20 V
輸出電流
● 對于信號“1”的額定值		0.5 A
● 針對信號“0”的剩余電流，最大值		0.1 mA
電阻負(fù)載時的輸出延遲
● 從 “0” 到“1”，最大值		1 μs
● 從 ”1” 到“0”，最大值		5 μs
開關(guān)頻率
● 電阻負(fù)載的脈沖輸出端，最大值		100 kHz
導(dǎo)線長度
● 屏蔽，最大值		500 m
● 未屏蔽，最大值		150 m
模擬輸入
模擬輸入端數(shù)量		2
輸入范圍
● 電壓		是
輸入范圍（額定值），電壓
● 0 至 +10 V		是
● 輸入電阻（0 至 10 V）		≥100 千歐姆
導(dǎo)線長度
● 屏蔽，最大值		100 m; 扭線和屏蔽
模擬輸出
模擬輸出端數(shù)量		2
輸出范圍，電流
● 0 至 20 mA		是
輸入端的模擬值構(gòu)成
集成和轉(zhuǎn)換時間/每通道分辨率
● 帶有過調(diào)制的分辨率（包括符號在內(nèi)的位數(shù)），最大值		10 bit
● 可參數(shù)化的集成時間		是
● 轉(zhuǎn)換時間（每個通道）		625 μs
輸出端的模擬值構(gòu)成
集成和轉(zhuǎn)換時間/每通道分辨率
● 帶有過調(diào)制的分辨率（包括符號在內(nèi)的位數(shù)），最大值		10 bit
傳感器
可連接傳感器
● 雙線傳感器		是
1. 接口
接口類型		PROFINET
物理組成		以太網(wǎng)
電位隔離		是
傳輸速率的自動計算		是
自動協(xié)商		是
自動交叉		是
物理接口
● 端口數(shù)量		2
● 集成開關(guān)		是
功能性
● PROFINET IO 控制器		是
● PROFINET IO 設(shè)備		是
● SIMATIC 通訊		是
● 開放式 IE 通訊		是
● 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器		是
● 氣液冗余		是; 作為 MRP 客戶端
PROFINET IO 控制器
● 傳輸速率，最大值		100 Mbit/s
服務(wù)
— PG/OP 通訊		是
— S7 路由		是
— 等時模式		否
— 開放式 IE 通訊		是
— IRT		否
— MRP		是; 作為 MRP 客戶端
— MRPD		否
— PROFIenergy		否
— 按優(yōu)先級啟動		是
— 帶優(yōu)先啟動權(quán)限的 IO 設(shè)備數(shù)量，最大值		16
— 可連接的 IO 設(shè)備數(shù)量，最大值		16
— 用于 RT 的可連接 IO 設(shè)備數(shù)量，最大值		16
— 線路上的，最大值		16
— 激活/取消 IO 設(shè)備		是
— 可同時激活/取消的 IO 設(shè)備數(shù)量，最大值		8
— 更新時間		更新時間最小值還取決于為 PROFINET IO 設(shè)置的通信組件、IO 設(shè)備數(shù)目以及所組態(tài)的用戶數(shù)據(jù)量。
PROFINET IO 設(shè)備
服務(wù)
— PG/OP 通訊		是
— S7 路由		是
— 等時模式		否
— 開放式 IE 通訊		是
— IRT		否
— MRP		是; 作為 MRP 客戶端
— MRPD		否
— PROFIenergy		是
— 共享設(shè)備		是
— 共享設(shè)備中的 IO 控制器的最大數(shù)量		2
協(xié)議
PROFINET IO 支持的協(xié)議		是
PROFIBUS		是; 需要 CM 1243-5
AS 接口		是; 需要 CM 1243-2
協(xié)議（以太網(wǎng)）
● TCP/IP		是
● DHCP		否
● SNMP		是
● DCP		是
● LLDP		是
開放式 IE 通訊
● TCP/IP		是
— 數(shù)據(jù)長度，最大值		8 kbyte
● ISO-on-TCP (RFC1006)		是
— 數(shù)據(jù)長度，最大值		8 kbyte
● UDP		是
— 數(shù)據(jù)長度，最大值		1 472 byte
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
● 用戶定義的網(wǎng)頁		是
其他協(xié)議
● MODBUS		是
通訊功能
S7 通訊
● 提供支持		是
● 作為服務(wù)器		是
● 作為客戶端		是
● 每個任務(wù)的有效數(shù)據(jù)，最大值		參見在線幫助（S7 通訊，用戶數(shù)據(jù)大小）
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
● 提供支持		是
連接數(shù)量
● 全部		16; 動態(tài)
調(diào)試功能測試
狀態(tài)/控制
● 變量狀態(tài)/控制		是
● 變量		輸入/輸出端、標(biāo)記、DB、外圍設(shè)備輸入/輸出端、計時器、計數(shù)器
強制
● 強制		是
診斷緩沖器
● 存在		是
Trace
● 可組態(tài) Trace 的數(shù)量		2
● 每個 Trace 的最大存儲容量		512 kbyte
報警/診斷/狀態(tài)信息
診斷顯示 LED
● RUN/STOP LED		是
● ERROR LED		是
● MAINT LED		是
集成功能
計數(shù)器數(shù)量		6
計數(shù)頻率（計數(shù)器），最大值		100 kHz
頻率測量		是
控制定位		是
用于調(diào)節(jié)位置的定位軸數(shù)量，最大值		8
通過正向接口的定位軸數(shù)量		4; 帶集成輸出端
PID 調(diào)節(jié)器		是
報警輸入端的數(shù)量		4
脈沖輸出端的數(shù)量		4
極限頻率（脈沖）		100 kHz
電位隔離
數(shù)字輸入電位隔離
● 數(shù)字輸入電位隔離		否
● 在通道之間，分組點數(shù)		1
數(shù)字輸出電位隔離
● 數(shù)字輸出電位隔離		是
● 在通道之間		否
● 在通道之間，分組點數(shù)		1
EMV
抗靜態(tài)放電干擾的能力
● 抗靜態(tài)放電干擾的能力符合 IEC 61000-4-2		是
— 空氣放電時的試驗電壓		8 kV
— 接觸放電時的試驗電壓		6 kV
與導(dǎo)線相關(guān)的抗干擾能力
● 電源導(dǎo)線的抗干擾能力符合 IEC 61000-4-4		是
● 信號導(dǎo)線的抗干擾能力，符合 IEC 61000-4-4		是
針對沖擊電壓的抗干擾能力（浪涌）
● 電源導(dǎo)線符合 IEC 61000-4-5		是
針對通過高頻場引起的導(dǎo)線干擾量的抗干擾能力
● 針對高頻射線的抗干擾性，符合 IEC 61000-4-6		是
依據(jù) EN 55 011 標(biāo)準(zhǔn)抑制無線電干擾輻射
● 極限值等級 A 適用于工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用		是; 組 1
● 極限值等級 B 適用于居民區(qū)中的應(yīng)用		是; 通過恰當(dāng)?shù)拇胧┐_保遵守 EN 55011 規(guī)定的 B 級極限值
防護等級和防護類別
防護等級符合 EN 60529
● IP20		是
標(biāo)準(zhǔn)、許可、證書
CE 標(biāo)記		是
UL 許可		是
cULus		是
FM 許可		是
RCM（C-TICK 格式）		是
KC 許可		是
船舶建造許可		是
環(huán)境要求
露天情況下
● 最大落差		0.3 m; 五個，在發(fā)貨包裝內(nèi)
運行中的環(huán)境溫度
● 最小值		-20 °C
● 最大值		60 °C; 同時接通的輸入端或輸出端數(shù)量：7 或 5 個（無相鄰接頭），60 °C 水平或 50 °C 垂直，14 或 10 個，55 °C 水平或 45 °C 垂直
● 水平安裝，最小值		-20 °C
● 水平安裝，最大值		60 °C
● 垂直安裝，最小值		-20 °C
● 垂直安裝，最大值		50 °C
運輸/儲存時的環(huán)境溫度
● 最小值		-40 °C
● 最大值		70 °C
氣壓符合 IEC 60068-2-13 標(biāo)準(zhǔn)要求
● 操作，最小值		795 hPa
● 操作，最大值		1 080 hPa
● 存放/運輸，最小值		660 hPa
● 存放/運輸，最大值		1 080 hPa
參考海平面的運行高度
● 安裝高度，最小值		-1 000 m
● 安裝高度，最大值		2 000 m
相對空氣濕度
● 操作，最大值		95 %; 無凝結(jié)
振動
● 運行疲勞極限符合 IEC 60068-2-6		2 g (m/s2) 面板安裝，1 g (m/s2) DIN 凹槽導(dǎo)軌
● 操作，測試符合 IEC 60068-2-6		是
沖擊測試
● 測試符合 IEC 60068-2-27		是; IEC 68，2-27 部分；半波正弦：沖擊強度 15 g（峰值），持續(xù)時間 11 ms
有害物質(zhì)濃度
● RH < 60% 時的 SO2，無冷凝		二氧化硫： < 0.5 ppm；硫化氫： < 0.1 ppm；RH < 60% 無冷凝液
組態(tài)
編程
編程語言
— KOP		是
— FUP		是
— SCL		是
技術(shù)保護
● 用戶程序保護/密碼保護		是
● 復(fù)制保護		是
● 模塊保護		是
訪問保護
● 防護級別：寫保護		是
● 防護級別： 讀寫保護		是
● 防護級別： 全部保護		是
循環(huán)時間監(jiān)測
● 可調(diào)整		是
尺寸
寬度		130 mm
高度		100 mm
深度		75 mm
重量
重量，約		500 g
上一次修改：		2018/5/18

自動化任務(wù)：
在 S7-300 主站控制器和多個 S7-1200 從站之間，通過工業(yè)以太網(wǎng) (IE) 進行確定性的數(shù)據(jù)傳輸 (例如，用于時間同步)。
對于確定性數(shù)據(jù)傳輸，主站依次與每個從站交換數(shù)據(jù)。
應(yīng)該在
任務(wù) A 中通過 S7-通 信、在
任務(wù) B 中通過開放式 TCP/IP (T-通信) 進行數(shù)據(jù)交換。

圖 01 展示了兩個任務(wù)的演示設(shè)置，在此 S7-300 主站是與兩個 S7-1200 從站進行通信。

圖 01

S7-300 緊湊型控制器 CPU 315-2PN/DP 使用 STEP 7 V5.4 + SP5 + HF1 編程用戶界面進行組態(tài)。
S7-1200 緊湊型控制器使用 STEP 7 Basic V10.5 SP2 編程用戶界面進行組態(tài)。

自動化解決方案：

解決方案 A：S7-通信
S7-1200 PLC 為 S7 通信提供了被動服務(wù)器功能。由 S7-300 客戶端通過 PUT 和 GET 塊進行組態(tài)。在 STEP 7 V5.4 的 NetPro 中組態(tài)連接。為到 S7 服務(wù)器的每個連接分配一個確切的 ID?？蛻舳送ㄟ^動態(tài)更改此連接 ID 與服務(wù)器進行通信。在 NetPro 中可組態(tài)的最大連接數(shù)取決于所使用的 S7-300 CPU 的類型。CPU 315-2 PN/DP 可在 NetPro 中組態(tài)最多 14 個 S7-連接。

注意事項：
只有 S7-300 控制器支持S7 通信塊 PUT 和 GET 的 ID 動態(tài)更改。對于 S7-400 控制器，每個通信塊都需要一個靜態(tài) ID。

圖 02

主站和從站包含了發(fā)送和接收塊 (Send_DB 和 Receive_DB)。在接收到同步命令之后，主站讀取系統(tǒng)時間，并通過 PUT 塊 將此信息和用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到第一個從站，以進行 S7 通信。PUT 塊將它自己的系統(tǒng)時間與從主站中接收到的日時鐘鐘信息進行同步。然后主站通過 GET 通信塊獲得從站 1 的用戶數(shù)據(jù)。之后將從站 1 的此用戶數(shù)據(jù)存儲在主站接收塊的相關(guān)位置中。對所有后續(xù)從站單元重復(fù)此過程。在完成主站和最后一個從站之間的數(shù)據(jù)交換之后，主站單元重新啟動與從站 1 的數(shù)據(jù)交換。

解決方案 B：T-通信
S7-1200 和 S7-300/400 都提供了用于開放式 TCP/IP 通信的功能塊 - T 通信塊 TCON、TSEND、TRCV 和 TDISCON。
當(dāng)選擇協(xié)議為 “ISO-on-TCP”，則 “ISO-on-TCP” 提供了面向消息的操作原理，這在 SIMATIC 系統(tǒng)之間進行 通信時特別有用。
在 STEP 7 V5.4 中使用‘開放式通信向?qū)А?(OC 向?qū)? 組態(tài)該連接。各個連接伙伴通過 IP 地址來識別。OC 向?qū)ПＡ粢粋€連接資源，并創(chuàng)建一個相關(guān)的連接數(shù)據(jù)塊?；锇榈?IP 地址存儲在此數(shù)據(jù)塊中。開放式 IE 通信的最大連接數(shù)取決于所使用的 CPU。對于所使用的 CPU 315-2 PN/DP，可以使用“ISO-on-TCP”同時建立最多 8 個連接 。通過更改連接數(shù)據(jù)塊中的 IP 地址，可 通過相同的連接資源連續(xù)地與逾 8 個通信伙伴進行數(shù)據(jù)交換。
 

圖 03

主站和每個從站都有一個發(fā)送和一個接收數(shù)據(jù)塊 (Send_DB 和 Receive_DB)。通過 TCON 塊，主站將一個  TCP/IP 連接請求 發(fā)送到第一個從站。要確認(rèn)連接已建立，通信對端也要執(zhí)行 TCON 塊。當(dāng)存在同步作業(yè)時，主站讀取系統(tǒng)時間，并通過 TSEND 通信塊將此時間和用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到從站。對于 TRCV 接收塊，該塊在 Receive_DB 數(shù)據(jù)塊中接收數(shù)據(jù) 。從站使用從主站中接收到的日時鐘數(shù)據(jù)來同步它自己的系統(tǒng)時間。從站 1 通過 TSEND 塊 將它的用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到主站。在主站一側(cè)，使用 TRCV 塊將從站 1 的用戶數(shù)據(jù)存儲到接收數(shù)據(jù)塊中的指定位置。隨后，主站使用 TDISCON 塊斷開到從站 1 的連接 。對后續(xù)從站重復(fù)執(zhí)行此過程。在主站與最后一個從站交換數(shù)據(jù)完成之后，主站重新與從站 1 進行數(shù)據(jù)交換。一旦在從站側(cè)建立一個連接，該連接將一直保持。因此，僅須在初始化時調(diào)用 TCON。

啟動代碼
為了便于啟動，我們?yōu)橛脩籼峁┝藥в袦y試代碼和測試參數(shù)的軟件實例，以供下載。
這些軟件實例幫助用戶理解組態(tài)實例的一些起始步驟，及對組態(tài)實例的測試。
這樣用戶便可以快速測試組態(tài)實例中描述的產(chǎn)品的硬件和軟件接口。

西門子S7-1200 緊湊型PLC在當(dāng)前的市場中有著廣泛的應(yīng)用，作為經(jīng)常與SENTRON PAC3200系列儀表共同使用的PLC，其Modbus通信協(xié)議的使用一直在市場上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用Modbus 通信協(xié)議來實現(xiàn)S7-1200與SENTRON PAC3200儀表的通信。

1．西門子SENTRON PAC3200 儀表介紹

西門子的SENTRON PAC3200多功能電力儀表是一種用于面板安裝的儀表，可用來計量、顯示配電系統(tǒng)多達(dá)50個測量變量，例如電壓、電流、功率、有功功率、頻率以及最大值、最小值和平均值。中文大屏幕圖形液晶顯示使用戶可遠(yuǎn)距離讀表。PAC3200儀表如下圖所示。

圖1:儀表PAC3200

1.1 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊介紹

PAC3200多功能儀表的本體沒有MODBUS RTU通信的功能，如果希望將PAC3200作為從站連接到MODBUS RTU網(wǎng)絡(luò)與主站進行數(shù)據(jù)交換必須選用外部擴展通信模塊――SENTRON PAC RS485模塊。(注意: PAC RS485 擴展模塊使用錯誤的固件版本時將不能工作
SENTRON PAC3200 電力監(jiān)測設(shè)備的固件版本最低應(yīng)為FWV2.0X。 較早的版本不支持
PAC RS485 擴展模塊。)該擴展模塊具有下列性能特點：
        ? 可通過設(shè)備正面設(shè)置參數(shù)
        ? 即插即用
        ? 支持 4.8/9.6/19.2 以及 38.4 KBd 通信傳輸速率
        ? 通過6針螺釘端子接線
        ? 不需要外接輔助電源
        ? 通過模塊上的 LED 顯示狀態(tài)

PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊如下圖所示。

（1） 通信接線端子

（2） 安裝螺釘

（3） 通風(fēng)口

（4） LED

圖2:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊

1.2 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊的接線

SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊的接線如下圖所示

圖3:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊的接線圖

1. 將電纜連接到端子排上相應(yīng)的螺栓端子。
2. 將電纜屏蔽層的一端連接到保護性接地PE。
3. 將信號公共端連接到保護性接地。 這樣也使得擴展模塊接地。
4. 在第一個和最后一個通信節(jié)點上，在正信號和負(fù)信號之間接入總線端接電阻器。 為
此，PAC RS485 擴展模塊中集成了一個120 Ohm 的總線端接電阻器。 如果需要其它
電阻值，請使用外部總線端接電阻器。 將它連接到第一個和最后一個通信節(jié)點。