西门子PLC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC,可完成简单逻辑控制、逻辑控制、HMI 和网络通信等任务 。单机小型自动化系统的解决方案。 对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统,易于设计和实施。
新的模块化 西门子PLC S7-1200控制器是我们新推出产品的核心,可实现简单却高度的自动化任务。 西门子PLC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计,功能强大、投资安全并且完全适合各种应用 。
可扩展性强、灵活度高的设计,可实现高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、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
设计和功能
西门子PLC 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。后,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。
模块CPU1211C性能参数 模块CPU1211C性能参数是为工业生产过程控制而设计的控制装置大型机:大型机的控制点一般大于2048点即使把电池去掉来自西门子为性能度身定制的可编程逻辑控制器提醒更换电池有助于实施功能强大、前瞻未来的集成数据网络适合于单机控制或小型系统的控制西门子plcs7-400系列到2020年互联系统的数量将翻一番操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段电池通常是3v或3但用户实际使用plc的环境情况不尽相同
用户程序运行在CPU模块中,CPU模块内没有程序装载存储器,程序存储在的存储卡中里,概念同S7-300。存储卡需要单订货。CPU目前有三种型号:
• CPU 1511-1 PN
• CPU 1513-2 PN
• CPU 1516-3 PN/DP
三个CPU型号从上至下性能由低到高排列,区别于指令执行速度,各种地址空间尺寸,内存大小,集成通讯口种类个数等等方面,具体请参考对应的CPU手册。
西门子CPU1211C DC/DC/Rly 控制器单元
2.对于PLC,用户程序处理的是输入/输出(I/O)直接的逻辑关系。那么往往需配置I/O模块,S7-1500的CPU模块自身没有集成I/O,I/O输入通过拓展I/O模块进行输入输出。常见I/O有,
• 数字量输入(DI):也就是开关量(还有称作离散量)输入
• 数字量输出(DQ):开关量输出
• 模拟量输入(AI):连续量输入,如电压-10V ~ +10V, 4 ~ 20mA等
• 模拟量输出(AQ):连续量输出
• 还有脉冲输入(PI), 脉冲输出(PQ)等
西门子PLC扩展单元的功能特点
S7-200系列西门子PLC是模块式结构,可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200西门子plc主要有类扩展模块。
(1)输入/输出扩展模块 S7-200系列CPU226CN上已经集成了一定数量的数字量I/O点,但如用户需要多于CPU单元I/O点时,必须对系统做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力,CPU 222多可连接2个扩展模块(数字量或模拟量),而CPU224XP和CPU226CN多可连接7个扩展模块。
S7-200 系列西门子PLC系列目前总共提供共5大类扩展模块:数字量输入扩展板EM221(8路扩展输入);数字量输出扩展板EM222(8路扩展输出);数字量输入和输出混合扩展板EM223(8I/O,16I/O,32I/O);模拟量输入扩展板EM231,每个EM231可扩展3路模拟量输入通道,A/D转换时间为25μs,12位;模拟量输入和输出混合扩展模板EM235,每个西门子plc模块EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输出通道,其中A/D转换时间为25μs,D/A转换时间]100μs,位数均为12位。基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器(插件)与扩展单元左侧的扩展接口相连接。扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源,此电源由基本单元通过总线连接器提供,扩展单元的24VDC输入点和输出点电源,可由基本单元的24VDC电源供电,但要注意基本单元所提供的大电流能力。
(2)热电偶/热电阻扩展模块 热电偶、热电阻模块(EM231)是为CPU222,CPU224,CPU226设计的,S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型,接线方式,测量单位和开路故障的方向。
(3)通讯扩展模块 除了西门子plc的CPU集成通讯口外,S7-200西门子plc还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块:PROFIBUS-DP扩展从站模块(EM277)和AS-i接口扩展模块(CP243-2)。可以方便的才有TPC1162HI。
对于MICROMASTER系列变频器见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形
发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无常工
作。
对于MIDIMASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDIMASTER的驱动电路是由一
对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱
动回路,导致驱动电路的元器件损坏。
此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检
测电路的损坏会导致输入缺相,如排除此故障原因,信号还不能,那故障很有可能就是CU板的损坏了。
此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰
到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011,要特别注意由于这种原因而引起的故障。
对于ECO的变频器,碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)
与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏
在 RUN 模式下处理扫描周期
在每个扫描周期中,CPU 都会写入输出、读取输入、执行用户程序、更新通信模块以及响
应用户中断事件和通信请求。 在扫描期间会定期处理通信请求。
以上操作(用户中断事件除外)按先后顺序定期进行处理。 对于已启用的用户中断事件,将
根据优先级按其发生顺序进行处理。 对于中断事件,如果适用的话,CPU 将读取输入、执
行 OB,然后使用关联的过程映像分区 (PIP) 写入输出。
在每个扫描周期的开始,从过程映像重新获取数字量及模拟量输出的当前值,然后将其
写入到 CPU、SB 和 SM 模块上组态为自动 I/O 更新(默认组态)的物理输出。 通过指
令访问物理输出时,输出过程映像和物理输出本身都将被更新。
随后在该扫描周期中,将读取 CPU、SB 和 SM 模块上组态为自动 I/O 更新(默认组态)
的数字量及模拟量输入的当前值,然后将这些值写入过程映像
电气原理图设计的基本步骤是:
(l)根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图。
(2)设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计时按主电路、控制电路、电路、联锁与保护、总体检查反复修改与完善的先后顺序进行。
(3)绘制总原理图。
(4)恰当选用电器元件,并制订元器件明细表。
设计过程中,可根据控制电路的简易程度适当地选用上述步骤。
1)光电式传感器的外形结构
光电传感器的种类很多,应用场合也各不相同,外形结构更是多种多样。图1所示是部分光电传感器的外形结构图。
2)光电传感器的应用
它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等
西门子数控系统产品功能说明
控制类型
采用32位微处理器、实现 CNC 控制,用于完成 CNC 连续轨迹控制以及内部集成式 PLC 控制。。
机床配置
可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制,备有全数字化的 SIMDRIVE611数字驱动模块:多可以控制31个进给轴和主轴.进给和快速进给的速度范围为100-9999mm/min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补,这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了
便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。
操作方式
其操作方式主要有 AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教(TEACH IN) 手动输入运行(MDA) ,自动方式:程序的自动运行,加工程序中断后,从断点恢复运行;可进行进给保持及主轴停止,跳段功能,单段功能,空运转。
轮廓和补偿
840D 可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、半径补偿的进入和退出策略及交点计算、长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等
NC 编
840D 系统的 NC 编程符合 DIN 66025标准(德国工业标准),具有语言编程特色的程序编辑器,可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程,程序编制与加工可同时进行,系统具备1.5兆字节的用户内存,用于零件程序、偏置、补偿的存储。
PLC 编程
840D 的集成式 PLC 完全以标准 sIMAncs7模块为基础,PLC 程序和数据内存可扩展到288KB,u/o 模块可扩展副2048个输入/输出点、PLC 程序能以高的采样速率监视数据输入,向数控机床发送运动停止/起动等指令。
操作部分硬件840D 系统提供了标准的PC 软件、硬盘、奔腾处理器,用户可在Windows98/2000下开发自定义的界面。此外,2个通用接过 RS232可使主机与外设进行通信,用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。
显示部分
840D 提供了多言种的显示功能,用户只需按一下按钮.即可将用户界面从一种语自转换为一种语言,系统提供的话言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语:显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。
用户多可将 3 个 TS 适配器模块安装到 TSAdapter IE Basic 上。西门子CPU1211C 技术参数:技术数据CPU 1211CAC/DC/继电器CPU 1211CDC/DC/继电器CPU 1211CDC/DC/DC订货号6ES7 211-1BE40-0xB06ES7 211-1HE40-0xB06ES7 211-1AE40-0xB0尺寸 W x H x D (mm)90 x 100 x 7590 x 100 x 7590 x 100 x 75装运重量420 g380 g370 g功耗10 W8 W8 W可用电流(CM 总线)大 750 mA (5 VDC)大 750 mA (5 VDC)大 750 mA (5 VDC)可用电流 (24 VDC)大 300 mA(传感器电源)大 300 mA(传感器电源)大 300 mA(传感器电源)数字量输入电流消耗 (24 VDC)所用的每点输入 4 mA所用的每点输入 4 mA所用的每点输入 4 mA列表: CPU 特征技术数据说明用户存储器工作30 KB负载内置 1 MB,可用 SD 卡扩展,具体视卡容量而定保持性10 KB板载数字 I/O6 点输入/4 点输出板载模拟 I/O2 路输入过程映像大小1024 字节输入 (I)/1024 字节输出 (Q)位存储器 (M)4096 个字节临时(局部)存储器16 KB 用于启动和程序循环(包括相关的 FB 和 FC)6 KB 用于其它各中断优先级(包括 FB 和 FC)信号模块扩展无SB、CB、BB 扩展多 1 个通信模块扩展多 3 个通信模块高速计数器多可组态 6 个使用任意内置或 SB 输入的高速计数器。 请参见表CPU 1211C: HSC 默认地址分配100/180 kHz(Ia.0 到 Ia.5)脉冲输出2多可组态 4 个使用任意内置或 SB 输出的脉冲输出100 kHz(Qa.0 到 Qa.3)脉冲捕捉输入6延时中断共 4 个,精度为 1 ms循环中断共 4 个,精度为 1 ms沿中断6 个上升沿和 6 个下降沿(使用可选信号板时,各为 10 个)存储卡SIMATIC 存储卡(选件)实时时钟精度+/- 60 秒/月实时时钟保持时间通常为 20 天,40 °C 时少为 12 天(免维护超级电容)1将 HSC 组态为正交工作模式时,可应用较慢的速度。2对于具有继电器输出的 CPU 型号,必须安装数字信号板 (SB) 才能使用脉冲输出。列表: 性能指令类型执行速度布尔运算0.08 μs/指令移动字1.7 μs/指令实数数算2.3 μs/指令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以满足您的自动化需求。 S7-1200 设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集,这些优势的组合使它成为控制各种应用的解决方案。CPU 将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置 PROFINET、高速运动控制 I/O 以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的控制器。 在您下载用户程序后,CPU 将包含应用中的设备所需的逻辑。 CPU 根据用户程序逻辑监视输入与更改输出,用户程序逻辑可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数算以及与其它智能设备的通信。为了与编程设备通信,CPU 提供了一个内置 PROFINET 端口。 借助 PROFINET 网络,CPU 可以与 HMI 面板或其它 CPU 通信。为了确保应用程序安全,每个 S7-1200 CPU 都提供密码保护功能,用户通过它可以组态对 CPU 功能的访问。类型描述订货号CPUCPU1211CPU1212CPU1214C1211 CPU AC/DC/Rly1211 CPU DC/DC/DC1211 CPU DC/DC/Rly1212 CPU AC/DC/Rly1212 CPU DC/DC/DC1212 CPU DC/DC/Rly1214 CPU AC/DC/Rly1214 CPU DC/DC/DC1214 CPU DC/DC/Rly6ES7 211 1BD30 0xB06ES7 211 1AD30 0xB06ES7 211 1HD30 0xB06ES7 212 1BD30 0xB06ES7 212 1AD30 0xB06ES7 212 1HD30 0xB06ES7 214 1BE30 0xB06ES7 214 1AE30 0xB06ES7 214 1HE30 0xB0数字量扩展模块SM 1222SM 1222SM 1223SM 1223SM 1221SM 1222SM 1222SM 1223SM 1223SM 12218 x继电器输出8 x 24V DC输出8 x 24V DC输入/8 x继电器输出8 x 24V DC输入/8 x 24V
SIMATICS7-1200,CPU1214C,紧凑型CPU,AC/DC/继电器,机载I/O:14个24VDC数字输入;10DO继电器2A;2AI0-10VDC,电源:交流47-63Hz时85-264VAC,程序/数据存储器100KB
概述
S7入门级控制器,带有灵活扩展选件
可通过以下方式扩展:
1个信号板(SB)、电池板(BB)或通信板(CB)
8信号模块(SM)
多3个通信模块(CM)
设计
紧凑型CPU1214C具有:
3种设备类型,带有不同的电源和控制电压
集成的电源,可作为宽范围交流或直流电源(85至264V交流或24V直流)
集成的24V编码器/负载电流源:
用于直接连接传感器和编码器。400mA的输出电流也可用作负载电源
14点集成24V直流数字量输入(漏电流/源电流(IEC1型漏电流))
10点集成数字量输出,24V直流或继电器
2点集成模拟量输入,0至10V
2点脉冲输出(PTO),频率高达100kHz
脉冲宽度调制输出(PWM),频率高达100kHz
集成以太网接口(TCP/IPnative、ISO-on-TCP)
6个快速计数器(3个大频率为100kHz;3个大频率为30kHz),带有可参数化的使能和复位输入,可以同时用作带有2点单输入的加减计数器,或用于连接增量型编码器
通过附加通讯接口扩展,例如,RS485或RS232
通过信号板使用模拟或数字信号直接在CPU上扩展(保持CPU安装尺寸)
通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展
可选存储器扩展(SIMATIC存储卡)
PID控制器,具有自动调谐功能
集成实时时钟
西门子模块6ES72141BG400XB0
中断输入:
对过程信号的上升沿或下降沿作出为快速的响应
所有模块上均为可拆卸的端子
仿真器(可选):
用于仿真集成输入和测试用户程序
概述
S7入门级控制器
可通过以下方式扩展:
1个信号板(SB)、电池板(BB)或通信板(CB)
多3个通信模块(CM)
设计
紧凑型CPU1211C具有:
3种设备类型,带有不同的电源和控制电压。
集成的电源,可作为宽范围交流或直流电源(85264V交流或24V直流)
集成的24V编码器/负载电流源:
用于直接连接传感器和编码器。300mA输出电流,也可用作负载电源。
6点集成24V直流数字量输入(漏电流/源电流(IEC1型漏电流))
4点集成数字量输出,24V直流或继电器
2点集成模拟量输入010V
2点脉冲输出(PTO),频率100kHz。
脉冲宽度调制输出(PWM),频率100kHz。
集成以太网接口(TCP/IPnative、ISO-on-TCP)
3个快速计数器(100kHz),带有可参数化的使能和复位输入,可以同时用作带有单输入的加减计数器,或用于连接增量型编码器。
通过附加通信接口(如RS485或RS232)进行扩展
通过信号板使用模拟或数字信号直接在CPU上扩展(保持CPU安装尺寸)
基本操作,如二进制逻辑运算、结果赋值、存储、计数、产生时间、装载、传输、比较、移位、循环移位、产生补码、调用子程序(带局部变量)
集成通信命令(例如,USS协议、ModbusRTU、S7通信“T-Send/T-Receive”(T发送/T接收)或自由端口模式(Freeport))
使用简便的功能,如脉冲宽度调制、脉冲序列功能、运算功能、浮点运算功能、PID闭环控制、跳转功能、环路功能和代码转换
CPU 221/222 1个
CPU 224/224XP/226 2个
2路高频率脉冲输出(大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
实时时钟
例如为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块(选件)
可作为修改与拷贝程序的快速工具(无需编程器),并可进行软件归档工作。
电池模块
用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
编程
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包,但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程,则需要使用PC/PPI电缆。
。
CPU 有以下三种工作模式:STOP 模式、STARTUP 模式和 RUN 模式。CPU 前面的状态 LED 指示当前工作模式。
在 STOP 模式下,CPU 不执行程序。您可以下载项目。
在 STARTUP 模式下,执行一次启动 OB(如果存在)。在启动模式下,CPU 不会处理中断事件。
在 RUN 模式,程序循环 OB 重复执行。可能发生中断事件,并在 RUN 模式中的任意点执行相应的中断事件 OB。可在 RUN 模式下下载项目的某些部分。
CPU 支持通过暖启动进入 RUN 模式。暖启动不包括储存器复位。执行暖启动时,CPU 会初始化所有的非保持性系统和用户数据,并保留所有保持性用户数据值。
存储器复位将清除所有工作存储器、保持性及非保持性存储区、将装载存储器复制到工作存储器并将输出设置为组态的“对 CPU STOP 的响应”(Reaction to CPU STOP)。存储器复位不会清除诊断缓冲区,也不会清除保存的 IP 地址值
可组态 CPU 中“上电后启动”(startup after POWER ON) 设置。该组态项出现在 CPU“设备组态”(Device Configuration) 的“启动”(Startup) 下。通电后,CPU 将执行一系列上电诊断检查和系统初始化操作。在系统初始化过程中,CPU 将所有非保持性位 (M) 存储器,并将所有非保持性 DB 的内容复位为装载存储器的初始值。CPU 将保留保持性位 (M) 存储器和保持性 DB 的内容,然后进入相应的工作模式。检测到的某些错误会阻止 CPU 进入 RUN 模式
只要工作模式从 STOP 切换到 RUN,CPU 就会清除过程映像输入、初始化过程映像输出并处理启动 OB。通过“启动 OB”中的指令对过程映像输入进行任何的读访问,都只会读取零值,而不是读取当前物理输入值。因此,要在启动模式下读取物理输入的当前状态,必须执行立即读取操作。接着再执行启动 OB 以及任何相关的 FC 和 FB。如果存在多个启动 OB,则按照 OB 编号依次执行各启动 OB,OB 编号小的先执行
一、 设备组态
1. 软件:西门子博途v14 SP1
2. 硬件组态:两台S7-1200系列PLC
(型号:1214C DC/DC/DC,订货号:6ES7 214-1AG-40-0XB0)
打开主站PLC_1组态,启用时钟存储器字节
双击主站PLC_1以太网口,新建网络PNIE_1,设定IP地址为192.168.0.1
打开从站PLC_2组态,启用时钟存储器字节
双击从站PLC_2以太网口,选择PLC_1已建立的PNIE_1网络,设定IP地址为192.168.0.2
网络视图显示两台PLC已连接
网络组态完毕,下面开始写程序
3. 程序编写
(1). 主站发送,从站读取数据
打开主站程序块中Main(OB1)主程序块,选择“通讯”指令中的“开放式用户通信”子选项,调用“TSEND_C”(通过以太网发送数据)指令:
自动生成背景DB块,点击确定
组态主站发送程序块:
点击程序块上的“开始组态”按钮,先组态连接参数,选择通讯伙伴为从站PLC_2,连接类型为TCP,连接ID主站从站均为1.,主站从站分别新建“连接数据”主站选中“主动建立连接”,其他设置默认。
打开从站MAIN(OB1)程序块,选择“通讯”指令中的“开放式用户通信”子选项,调用“TRCV_C”(通过以太网读取数据)指令
S7 入门级控制器,带有基本扩展选件
可通过以下方式扩展:
1 个信号板 (SB)、电池板 (BB) 或通信板 (CB)
2 个信号模板 (SM)
多 3 个通信模块 (CM)
设计
紧凑型 CPU 1212C 具有:
3 种设备类型,带有不同的电源和控制电压。
集成的电源,可作为宽范围交流或直流电源(85 ... 264 V 交流或 24 V 直流)
集成的 24 V 编码器/负载电流源:
用于直接连接传感器和编码器。300 mA 输出电流,也可用作负载电源
8 点集成 24 V 直流数字量输入(漏电流/源电流(IEC 1 型漏电流))
6 点集成数字量输出,24 V 直流或继电器
2 点集成模拟量输入 0 ... 10 V
2 点脉冲输出 (PTO)CP)
4 个快速计数器(3 个频率为 100 kHz;1 个频率为 30 kHz),带有可参数化的使能和复位输入,可以同时用作带有 2 点单输入的加减计数器,或用于连接增量型编码器
通过附加通信接口(如 RS 485 或 RS 232)进行扩展
通过信号板使用模拟或数字信号直接在 CPU 上扩展(保持 CPU 安装尺寸)
通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展
可选存储器扩展(SIMATIC 存储卡)
PID 控制器,具有自动调谐功能