北京西门子模块中国一级供货商

PLC是Programmable LogicController的简称，又称可编程逻辑控制器。它是以微处理器、嵌入式芯片为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展而来的一种新型工业控制装置，是现代工业的主要控制手段和重要的基础设备之一。

国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月和1985年1月颁布了PLC标准的稿和第二稿，对PLC做如下的定义：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境的应用而设计，可采用可编程序存储器在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备都应易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能。

PLC含有CPU，可以执行数字运算操作，将输入部分和输出部分通过指令集合进行逻辑运算、顺序控制等，实现对电动机M的控制。

1.1.2　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，S7-1200PLC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。如图1-2所示，西门子S7-1200PLC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。

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S7-1200的CPU有一个内部电源，为CPU、信号模块、信号扩展板及通信模块提供电源，并且也可以为用户提供24V电源。

CPU为信号模块、信号扩展板及通信模块提供5V直流电源，不同的CPU能够提供的功率是不同的。在硬件选型时，需要计算所有扩展模块的功率总和，检查该数值是否在CPU提供功率范围之内，如果超出则必须更换容量更大的CPU或减少扩展模块数量。

S7-1200的CPU也可以为信号模块的24V输入点、继电器输出模块或其他设备提供电源（称作传感器电源），如果实际负载超过了此电源的能力，则需要增加一个外部24V电源，此电源不可与CPU提供的24V电源并联。建议将所有24V电源的负端连接到一起。

传感器24V电源与外部24V电源应当供给不同的设备，否则将会产生冲突。

浔之漫智控技术（上海）有限公司

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如果S7-1200PLC系统的一些24V电源输入端互联，此时可用一个公共电路连接多个M端子。例如当设计CPU为24V电源供给、信号模块继电器为24V电源供给及非隔离模拟量输入为24V电源供给的“非隔离”电路时，所有非隔离的M端子必须连接到同一个外部参考点上。

下面通过例子说明电源的计算方法。

某工程项目经统计I/O点数为20个DI，DC24V输入，10个DO中继电器输出8个，2个DC输出，1路模拟量输入，1路模拟量输出，选用S7-1200PLC，CPU选型如下。由于数字量I/O点数较多，且为继电器输出，选用CPU 1214C AC/DC/继电器，订货号为6ES7214-1BE30-0XB0。由于需要2个DC输出，选用扩展的信号模块SM 1223 8×DC 24V输入/8×DC24V输出，订货号为6ES7 222-1BF30-0XB0，1路模拟量输入为CPU自带，1路模拟量输出可以选用信号板SB1232的1路模拟量输出，订货号为6ES7 232-4HA30-0XB0。

PLC是在传统顺序控制器的基础上，通过引入微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术而形成的新型工业控制装置，初是用来取代继电器、计时、计数等顺序控制功能的，终建立柔性远程控制系统。西门子S7-1200PLC作为中小型PLC的佼佼者，无论在硬件配置上还是在软件编程上都具有强大的优势。本章将介绍S7-1200PLC的软件、硬件功能，深入阐述位逻辑编程、用来控制负载工作时长和逻辑时序的定时器，以及对脉冲测量、计数和控制的计数器等。

从PLC的定义可以得出，S7-1200PLC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。图1-3为S7-1200PLC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、CPU1214FC、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CPU1215C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。

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。以如图1-11所示为例，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）、S7-1200PLC、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，来完成如图1-14所示的分拣输送应用等，实现逻辑控制、顺序控制、定位控制等。