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2.1.2　S7-1200 PLC的性能特点

S7-1200 PLC具有集成PROFINET接口、强大的集成工艺功能和灵活的可扩展性等特点，为各种工艺任务提供了简单的通信和有效的解决方案。S7-1200 PLC新的性能特点具体描述如下。

（1）集成了PROFINET接口

集成的PROFINET接口用于编程、HMI 通信和PLC间的通信。此外，它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信。该接口带一个具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的RJ-45连接器，提供10/100Mbit/s的数据传输速率，支持以下协议：TCP/IP、ISO-on-TCP和S7通信。大连接数为23个连接。

（2）集成了工艺功能

①高速输入。S7-1200控制器带有多达6个高速计数器。其中3个输入为100kHz，3个输入为30kHz，用于计数和测量。

②高速输出。S7-1200控制器集成了4个100kHz的高速脉冲输出，用于步进电机或伺服驱动器的速度和位置控制（使用PLCopen运动控制指令）。这4个输出都可以输出脉宽调制信号来控制电机速度、阀位置或加热元件的占空比。7-1200 PLC的硬件主要包括电源模块、CPU模块、信号模块、通信模块和信号板（CB和SB）。S7-1200 PLC多可以扩展8个信号模块和3个通信模块，大本地数字I/O点数为

③PID控制。S7-1200控制器中提供了多达16个带自动调节功能的PID控制回路，用于简单的闭环过程控制。通信状态的LED指示灯　S7-1200 PLC的CPU还配备了两个可指示PROFINET通信状态的LED指示灯。打开底部端子块的盖子可以看到这两个LED指示灯，分别是link和Rx/Tx，其点亮的含义如下：

• link（绿色）点亮，表示通信连接成功；

• Rx/Tx（黄色）点亮，表示通信传输正在进行。

③通道LED指示灯　S7-1200 PLC的CPU和各数字量信号模块（SM）为每个数字量输入和输出配备了I/O通道LED指示灯。通过I/O通道LED指示灯（绿色）的点亮或熄灭，指示各输入或输出的状态。例如Q0.0通道LED指示灯点亮，表示Q0.0线圈得电。块内部的电源。

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初学者往往不容易区分PNP型和NPN型的接法，经常混淆，若读者掌握以下的方法，就不会出错。把PLC作为负载，以输入开关（通常为接近开关）为对象，若信号从开关流出（信号从开关流出，向PLC流入），则PLC的输入为PNP型接法；把PLC作为负载，以输入开关（通常为接近开关）为对象，若信号从开关流入（信号从PLC流出，向开关流入），则PLC的输入为NPN型接法。三菱的FX2系列PLC只支持NPN型接法。数字量输出模块（SM1222）的接线　SM1222数字量继电器输出模块的接线，L+和M端子是模块的24V DC供电接入端子，而1L和2L可以接入直流和交流电源，给负载供电，这点要特别注意。可以发现，数字量输入输出扩展模块的接线与CPU的数字量输入输出端子的接线是类似的。

S7-1200 PLC的数字量扩展模块比较丰富，包括数字量输入模块（SM1221）、数字量输出模块（SM1222）、数字量输入/直流输出模块（SM1223）和数字量输入/交流输出模块（SM1223）。以下将介绍几个典型的扩展模块。　有一台CPU 1215C（AC/DC/RLY），输入端有一只三线PNP接近开关和一只二线PNP接近开关，应如何接线？在给CPU进行供电接线时，一定要注意分清是哪一种供电方式，如果把220V AC接到24V DC供电的CPU上，或者不小心接到24V DC传感器的输出电源上，都会造成CPU的损坏。模拟量输入模块有两个参数容易混淆，即模拟量转换的分辨率和模拟量转换的精度（误差）。分辨率是AD模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。若模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的小单位是满量程的1/4096。模拟量转换的精度除了取决于AD转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于AD芯片的转换误差。

当模拟量的扩展模块正常状态时，LED指示灯为绿色显示，而当为供电时，为红色闪烁。

使用模拟量模块时，要注意以下问题。双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”，单极性不过零。由于模拟量转换为数字量是有符号整数，所以双极性信号对应的数值会有负数。在S7-1200 PLC中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是0～27648；双极性模拟量信号的数值范围是-27648～27648。

③对于模拟量输入模块，传感器电缆线应尽可能短，而且应使用屏蔽双绞线，导线应避免弯成锐角。靠近信号源屏蔽线的屏蔽层应单端接地。

层应单端接地。

④一般电压信号比电流信号容易受干扰，应优先选用电流信号。电压型的模拟量信号由于输入端的内阻很高，极易引入干扰。一般电压信号是用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。电流型信号不容易受7-1200 PLC的CPU上可安装信号板，S7-200/300/400 PLC没有种信号板。目前有模拟量输入板、模拟量输出板、数字量输入板、数字量输出板、数字量输入/输出板和通信板，以下分别介绍。到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。热电偶和热电阻模拟量输入模块（SM1231）的技术规范具有PN IRT功能，可确保的响应时间以及工厂设备的高精度操作。

②集成具有不同IP地址的标准以太网口和PROFINET网口。

③集成网络服务器，可通过网页浏览器快速浏览诊断信息。

（4）优化的诊断机制

①STEP7、HMI、Web Server、CPU显示面板支持统一数据显示，可进行高效故障分析。

②集成系统诊断功能，模块系统诊断功能支持即插即用模式。

③即便CPU处于停止模式，也不会丢失系统故障和报警消息。

S7-1500 PLC配置标准的通信接口是PROFINET接口（PN接口），取消了S7-300/400标准配置的MPI口，S7-1500 PLC在少数的CPU上配置了PROFIBUS-DP接口，因此用户如需要进行PROFIBUS-DP通信，则需要配置相应的通信模块。

3.2　S7-1500 PLC常用模块及其接线

S7-1500 PLC的硬件系统主要包括电源模标准型CPU为常用，目前已经推出的产品分别是：CPU1511-1PN、CPU1513-1PN、CPU1515-2PN、CPU1516-3PN/DP、CPU1517-3PN/DP、CPU1518-4PN/DP和CPU1518- 4PN/DP ODK等。

PROFIBUS-DP通信模块。

CPU1516-3PN/DP、CPU1517-3PN/DP、CPU1518-4PN/DP和CPU1518-4PN/DP ODK除集成了PROFINET或以太网通信口外，还集成了PROFIBUS-DP通信口。块、CPU模块、信号模块、通信模块、工艺模块和分布式模块（如ET200SP和ET200MP）。S7-1500 PLC的中央机架上多可以安装32个模块，而S7-300多只能安装11个。

3.2.1　电源模块）分布式模块CPU

分布式模块CPU是一款兼备S7-1500 PLC的突出性能与ET 200SP I/O简单易用，身形小巧于一身的控制器。对机柜空间大小要求的机器制造商或者分布式控制应用提供了完美解决方案。

分布式模块CPU分为CPU 1510SP-1PN和CPU 1512SP-1PN。

（4）开放式控制器（CPU1515 SP PC）

开放式控制器（CPU1515 SP PC）是将PC-based平台与ET 200SP控制器功能相结合的可靠、紧凑的控制系统。可以用于特定的OEM设备以及工厂的分布式控制。控制器右侧可直接扩展ET 200SP I/O模块。

CPU1515 SP PC开放式控制器使用双核1GHz，AMD G Series APU T40E处理器，2G/4G内存，使用8G/16G Cfast卡作为硬盘，Windows 7嵌入版32位或64位操作系统。

目前CPU 1515SP PC开放式控制器有多个订货号供选择。

（5）S7-1500 PLC软控制器

S7-1500 PLC软件控制器采用Hypervisor技术，在安装到SIEMENS工控机后，将工控机的硬件资源虚拟成两套硬件，其中一套运行Windows系统，另一套运行S7-1500 PLC实时系统，两套系统并行运行，通过SIMATIC通信的方式交换数据。软PLC与S7-1500硬PLC代码兼容，其运行独立于Windows系统，可以在软PLC运行时重启Windows。

目前S7-1500 PLC软控制器只有2个型号，分别是CPU1505S和CPU1507S。

（6）S7-1500 PLC故障安全CPU加紧凑的设计，单个模块多支持16通道。