上海西门子电源经销商

1.3 编程软件初学者可以借助面向任务的用户指南（类似于向导操作，可以一步一步进行相应的选择），以及适合其自动化任务的编辑器来进行工程组态。

选择不同的“入口任务”可处理启动、设备与网络、PLC编程、运动控制、可视化、在线和诊断等各种工程任务。在已经选择的任务入口中可以找到相应的操作，例如选择“启动”任务后，可以进行“打开现有项目”“创建新项目”“移植项目”“关闭项目”等操作。“与已选操作相关的列表”显示的内容与所选的操作相匹配，例如选择“打开现有项目”后，列表将显示近使用的项目，可以从中选择打开。

博途（Portal）是西门子新的全集成自动化（Totally Integrated Automation，TIA）软件平台，是未来西门子软件编程的方向，它是将PLC编程软件、运动控制软件、可视化的组态软件集成在一起，形成功能强大的自动化软件。其中SIMATIC STEP 7 Basic版本只能对S7-1200 PLC编程，而SIMATIC STEP 7 Professional版本既能对S7-1200 PLC编程，还支持对S7-300、S7-400，S7-1500的编程。本书使用STEP 7 Professional V13

1.2.3 集成的通信接口与通信模块1.集成的PROFINET接口

工业以太网是现场总线发展的趋势，已经占有现场总线的半壁江山。PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络底层的现场设备。

通过以太网通信协议TCP/IP，S7-1200提供的集成PROFINET接口可用于编程软件STEP 7通信，以及与SIMATIC HMI精简系列面板通信，或与其他PLC通信。此外它还通过开放的以太网通信协议TCP/IP和ISO-on-TCP支持与第三方设备的通信。该接口的RJ-45连接器具有自动交叉网线功能，数据传输速率为10Mbit/s或100Mbit/s，支持多16个以太网连接。该接口能实现快速、简单、灵活的工业通信。

CSM 1277是一个4端口的紧凑型交换机，用户可以通过它使S7-1200 PLC连接到多3个附加设备。除此之外，如果将S7-1200和SIMATIC NET工业无线局域网组件一起使用，还可以构建一个全新的网络。2.通信模块

S7-1200 PLC多可以增加3个通信模块和1个通信信号板，如CM 1241 RS232、CM 1241 RS485、CP1241 RS232、CP1241 RS485、CB1241 RS485，它们安装在CPU模块的

（2）ERROR指示灯ERROR指示灯为红色闪烁状态时指示有错误，如CPU内部错误、存储卡错误或组态错误（模块不匹配）等，纯红色时指示硬件出现故障。

（3）MAINT指示灯MAINT指示灯在每次插入存储卡时闪烁。

CPU模块上的I/O状态指示灯用来指示各数字量输入或输出的信号状态。

CPU模块上提供一个以太网通信接口用于实现以太网通信，还提供了两个可指示以太网通信状态的指示灯。其中“link”（绿色）点亮表示连接成功，“Rx/Tx”（黄色）点亮指示进行传输活动。

拆卸下CPU上的挡板可以安装一个信号板（Signal Board，，通过信号板可以在不增加空间的前提下给CPU增加数字量或模块量的I/O点数。2.CPU技术性能指标

S7-1200 PLC是西门子公司2009年推出的面向离散自动化系统和独立自动化系统的紧凑型自动化产品，定位在原有的S7-200 PLC和S7-300 PLC产品之间。表1-1给出了目前S7-1200 PLC系列不同型号的性能指标。

用户可以用编程装置读出RAM的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读写存储器，它是易失性的存储器，它的电源中断后，存储的信息将会丢失。RAM的工作速度快，价格便宜，改写方便。在关断可编程控制器的外部电源后，可用锂电池保存在RAM中的用户程序和某些数据，锂电池可用2～5年，需要更换锂电池时，由可编程控制器发出信号，通知用户。现在部分可编程控制器仍用RAM来存储用户程序。2.只读存储器（ROM）

ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失性的，它的电源消失后，仍能保存存储的内容。ROM一般用来存放可编程控制器的用户程序。3.可电擦除可编程的只读存储器（E2PROM）

它是非易失性的，但是可以用编程装置对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点，但是将信息写入它需要的时间比RAM长得多。E2PROM用来存放用户程序和断电时需要保存的重要数据。

1.2 S7-1200的硬件S7-1200是西门子公司的新一代小型PLC，它将微处理器、集成电源、输入和输出电路组合到一个设计紧凑的外壳中以形成强大的功能，它具有集成的PROFINET接口、强大的工艺集成性和灵活的可扩展性等特点，为各种小型设备提供简单的通信和有效的解决方案法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性。

3）对控制规模较大、控制关系较复杂的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，因此编程和组态时间可以缩短，调试时间也能减少。4.顺序功能图

顺序功能图也称为流程图或状态转移图，是一种图形化的功能性说明语言，专用于描述工业顺序控制程序，使用它可以对具有并行、选择等复杂结构的系统进行编程。顺序功能图程序设计语言有如下特点：

1）以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通。

浔之漫智控技术（上海）有限公司（w）

是中国西门子的合作伙伴，公司主要从事工业自动化产品的集成,销售和维修，是全国的自动化设备公司。

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2）对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间。

3）常用于系统规模较大，程序关系较复杂的场合。

4）整个程序的扫描时间较其他程序设计语言编制的程序扫描时间大大缩短。5.结构文本

结构文本是一种的文本语言，可以用来描述功能、功能块和程序的行为，还可以在顺序功能流程图中描述步、动作和转换的行为。结构文本程序设计语言有如下特点：

1）采用语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算。

2）需要有计算机程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员要求较高。

3）直观性和易操作性较差。

4）常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制场合。

本书以西门子公司新一代小型PLC S7-1200为讲授对象，它只使用梯形图和功能块图这对模拟量实行闭环的PID控制。

（4）数据处理

现代的PLC具有数学运算、数据传送、转换、排序、查表和位操作等功能，可以完成数据的采集、分析与处理。

（5）通信联网

PLC可以实现PLC与外设、PLC与PLC、PLC与其他工业控制设备、PLC与上位机、PLC与工业网络设备等之间通信，实现远程的I/O控制。

1.1.4 PLC的工作过程

PLC是采用循环扫描的工作方式，其工作过程主要分为3个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，PLC的工作过用于存储中间计算结果和数据、系统管理，主要包括I/O状态存储器和数据存储器。传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，PLC外部仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元器件，因触点接触不良造成的故障大为减少。（5）系统的设计、安装、调试及维护工作量少

由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器等器件，控制柜的设计、安装和接线工作量大为减少。同时，PLC的用户程序可以先模拟调试通过后再到生产现场进行联机调试，这样可减少现场的调试工作量，缩短设计、调试周期。（6）体积小、重量轻、功耗低

复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，PLC的体积较小，且结构紧凑、坚固、重量轻、功耗低。由于PLC的抗干扰能力强，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

（3）输入/输出模块PLC的输入/输出模块是PLC与工业现场设备相连接的接口。PLC的输入和输出信号可以是数字量或模拟量，其接口是PLC内部弱电信号和工业现场强电信号联系的桥梁。接口主要起到隔离保护作用（电隔离电路使工业现场与PLC内部进行隔离）和信号调整作用（把不同的信号调整成CPU可以处理的信号）。2.PLC的特点（1）编程简单，容易掌握

梯形图是使用多的PLC编程语言，其电路符号和表达式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员很快就能学会梯形图语言，并用来编制用户程序。（2）功能强，

PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元器件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器控制系统相比，具有很高的性价比。（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化和模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。硬件配置确定后，可以通

1968年，美国通用汽车制造公司为了适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以解决继电器-接触器控制系统普遍存在的问题。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点与继电器控制系统的简单易懂、操作方便和价格便宜等优点结合起来，制成一种适于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969年，美国数字设备公司根据通用汽车的要求首先研制成功台可编程序控制器，称之为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。2.PLC的定义