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西门子学习第一章 S7-1200基础

2023-05-16

第一章

      • 1.1 S7-1200系统概述
        • （1）PLC 运用领域
        • （2）S7-1200外观
        • （3）西门子系列分类
      • 1.2博途软件
      • 1.3 S7-1200系列PLC的硬件介绍
        • （1）CPU及扩展模块
        • （2）信号模块
        • （3）通讯模块：
    • 1.4 PLC的接线要求
      • （1）PLC工作电源接线
      • （2）数字量信号接线
      • （3）模拟量信号接线

1.1 S7-1200系统概述

​ PLC（Programmable Logic Controller）全称可编程逻辑控制器，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。

​ PLC是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，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的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

（1）PLC 运用领域

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（2）S7-1200外观

在这里插入图片描述

（3）西门子系列分类

大型：西门子SIMATIC S7-400系列

中型：西门子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

小型：SIMATIC S7-1200,SIMATIC SMART-200,S7_200

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PLC 的扩展性

S7-1200所有系列均可扩展3个通信模块（CM），其中CPU型号为1214C的最多可以扩展8个信号模块（SM）。
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通信功能：

具有一个网线接口是S7-1200系列的一个重要功能，通过此接口可以与上位机、其它设备进行PROFINET（工业以太网的一种）通信。
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1.2博途软件

​ TIA博途是全集成自动化软件TIA portal的简称，是西门子工业自动化集团发布的一款全新的全集成自动化软件。它是业内首个采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件，几乎适用于所有自动化任务。借助该全新的工程技术软件平台，用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统。

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1.3 S7-1200系列PLC的硬件介绍

S7-1200系列PLC系统的硬件包括以下内容:

  1. CPU 模块
  2. 扩展模块
  3. 信号扩展模块
  4. 通信扩展模块

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（1）CPU及扩展模块

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CPU模块含以下内容：
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CPU模块型号：

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根据工作电源和输出方式的不同，又可具体分以下三种类型：

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​ 继电器输（RLY）出与晶体管输出（DC）的区别：

			1.  继电器输出电流大，带负载能力强；
			2.  晶体管输出反应速度快，用于高速输出，如控制伺服电机。

各端口分布：

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​ 从上图可以看出：一个CPU只可以添加一个扩展模板；如果扩展模板不能满足要求可以添加扩展模块来增加更多的输入输出点和通讯能力。CPU可添加8个输入输出信号模块和3个通讯模块；具体的数量取决于CPU的型号

（2）信号模块

数字量模块又称为开关量模块；

输入模块又称为DI模块；

输出模块又称为DQ模块；

模拟量输入输出成为AI、AQ模块；

上诉模块统称为信号模块：SM

除了输入扩展模块、输出扩展模块以外，还有输入输出扩展模块。

（3）通讯模块：

安装方式：在CPU的左边

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S71200 系列PLC的扩展模块需要CPU来进行供电。

注意：扩展模块的电流总和不能超过CPU的电流供应量

1.4 PLC的接线要求

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PLC是通过电信号的输入输出来实现自动化控制。

1.PLC把输入点连接到传感器、开关等输入的电信号转化为数字信号。

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2.数字信号通过plc的内部逻辑运算，其结果通过输出点把数字信号转化为电信号实现自动化控制。

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PLC的接线主要有三类：

  1. PLC工作电源接线
  2. 数字量信号接线
  3. 模拟量信号接线

（1）PLC工作电源接线

CPU电源对工作电源没有过多的要求，只需要按要求正确类型接入供电电源以及做好接地就可以了

①.交流220V

交流220V是我国的用电标准。有380v而没有零线的情况下需要提供380转220v的单相隔离变压器，来得到220v交流电；而且还可以降低电源对控制柜的干扰

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②直流24V

使用直流开关稳压电源，上图中右边部分。

（2）数字量信号接线

**输入：**分为源型输入和漏型输入。

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DPU模块提供一个输入点和传感器24v的直流电源，这组电源的供电能力比较较削，一般不适用；输入点的电源我们通过外部直流开关稳压电源提供。

输出：

  1. 场效应管输出（DC）：只能输出源型直流24v信号
    在这里插入图片描述

  2. 继电器输出（RLY）：可以输出直流信号也可以输出交流信号

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（3）模拟量信号接线

首先要确定好信号的类型，模拟量信号分电压信号和电流信号两种。

工业常见电压信号：

​ 1. 0-10 V 电压型：信号直观，便于检测。对设备维护和调试时测量此较方便，但由于模拟量信号输入设备的输入电阻比较大，因此线路在传送时受到电磁干扰。即使产生很小的电流也会产生很大的电压降。因此，电压信号型模拟量系统的抗干扰能力比较弱。

工业常见电流信号：

  1. 0-20 mA 电流型 ：在传送时可以很好地避免电磁干扰，这是因为模拟量输入设备的内阻小，线路受到电磁感应产生的电流，在回路电阻比较小的情况下，产生的压降非常小。
  2. 4-20 mA 电流型：与0-20mA基本一样，差别是4mA为信号0点，利用这4mA的电流，可以为两线制传感器提供工作电流，也可以通过4mA的电流来判断传感器线路是否开路。

电流型号可以很方便的转成电压型号，还有很好的抗干扰性。

方法：

当模拟量信号不一致时；比如PLC的模拟量输出是电流信号，而执行设备的输入类型为电压信号，这时就需要进行信号之间的转化；我们在电压信号的输入端并联一个电阻，利用电阻的压降来实现电流电压之间的转换

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