西门子S7-1200PLC模块维修

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概述

设计

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

• 性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。
• 各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。
• 各种数字量和模拟量信号模块。
• 各种通信模块和处理器。
• 带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑
• SIWAREX 称重系统终端模块
• PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

• 坚固、紧凑的塑料机壳
• 连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护
• 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

• 国际标准：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

• 集成 PROFINET IO 控制器接口
• 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块
• 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块
• GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络
• LTE 模块，用于在第四代 LTE（长期演进）移动电话网络中进行通信。
• 通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。
• 通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。
• RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。
• 模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。
• 通过通信模块实现点到点连接。

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

• 编程设备
• HMI 设备
• 其它 SIMATIC 控制器
• PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通信

可连接以下设备：

• 通过标准 5 类电缆连接现场编程器和 PC。

在编程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• SIMATIC HMI 精简面板

在精简面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• 其它 SIMATIC S7-1200 控制器

通过 CSM 1277 以太网交换机连接多台设备

点到点接口，可自由编程的接口模式

通信模块可通过点到点连接进行通信。采用 RS232 和 RS485 物理传输介质。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下进行数据传输。采用面向位的用户特定通信协议（例如，ASCII 协议、USS 或 Modbus）。

可以连接任何具有串行接口的终端设备，如驱动、打印机、条码读码器、调制解调器等。

在可编程接口模式下，通过 CM 1241 实现点到点连接

功能

技术规范

概述 ---- SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 ---- S7-200系列出色表现在以下几个方面：  --------* 极高的可靠性  --------* 极丰富的指令集  --------* 易于掌握  --------* 便捷的操作  --------* 丰富的内置集成功能  --------* 实时特性  --------* 强劲的通讯能力  --------* 丰富的扩展模块  ----S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 ---- S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。

CPU单元设计  集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。  不同的设备类型  CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。  本机数字量输入/输出点  CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。  本机模拟最输入/输出点  CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。  中断输入  允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。  高速计数器  CPU 221/222  4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器  CPU224/224XP/226  6个高速计数器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。  CPU 222/224/224XP/226  可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。  模拟电位器  CPU221/222 1个  CPU224/224XP/226 2个  CPU221/222/224/224XP/226还具有  脉冲输出  2路高频率脉冲输出（最大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），并可进行辅助软件归档工作。  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。

应用 
---- S7-300是模块化中小型 PLC 系统，它能满足中等性能要求的应用。 

---- 模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。 

---- SIMATIC S7-300的应用领域包括： 

---- 多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。

---- 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。 

---- SIMATIC S7-300已经得到以下国内和国际标准认证： 

结构 
---- SIMATIC S7-300可编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。 

---- 系统组成：

• 中央处理单元 (CPU) 
  各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
• 信号模块 (SM) 
  用于数字量和模拟量输入/输出 
• 通讯处理器 (CP) 
  用于连接网络和点对点连接 
• 功能模块 (FM) 
  用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。 
  
  根据客户要求，还可以提供以下设备： 
• 负载电源模块 (PS) 
  用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。 
• 接口模块 (IM) 
  用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。 
• SIMATIC M7自动化计算机 
  AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为 CPU，也可以作为功能模块使用。 
  
  SIMATIC S7-300适用于通用领域： 
• 高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。 
  S7-300 有两种类型： 
• 标准型 
  温度范围从0到60°C 
• 环境条件扩展型 
  温度范围从-25°C到 +60°C，更强的耐受振动和污染特性。 
  
  用在扩展环境条件的特殊模块可以单独订货。 
  
  简单的结构使得S7-300灵活而易于维护 
• DIN标准导轨安装 
  只需简单地将模块钩在 DIN标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。 
• 集成的背板总线 
  背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 
• 更换模块简单并且不会弄错 
  更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。 
• 可靠的接线端子 
  对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子 
• TOP连接 
  采用一个带螺钉或夹紧连接的1至3线系统进行预接线。或者直接在信号模块上进行接线。 
• 确定的安装深度 
  所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。 
• 没有槽位的限制 
  信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态。 
  
  如果用户的自控系统任务需要多于8个信号模块或通讯处理器模块时，则可以扩展 s7-300机架(CPU314以上) 
• 在4个机架上最多可安装 32个模块 
  最多3个扩展机架(ER) 可以接到中央机架(CR) 上，每个机架(CR/ER)可以插入8个模块。 
• 通过接口模块连接 
  - 每个机架上(CR/ER)都有它自己的接口模块。它总是插在CPU旁边的槽内，负责与其他扩展机架自动地进行通讯。 
  - 通过IM365扩展，可扩展1个机架，最长1米，电源也是由此扩展提供。 
  - 通过IM360/361扩展，可扩展3个机架，中央机架(CR)到扩展机架(ER)及扩展机架之间的距离最大为10米。 
• 独立安装 
  每个机架可以距离其他机架很远进行安装，两个机架间(主机架与扩展机架，扩展机架与扩展机架)的距离最长为10 米。 
• 灵活布置 
  机架(CR/ER)可以布局需要，水平或垂直安装。

功能 
---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护

• 高速的指令处理 
  0.6~0.1ms的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。 
• 浮点数运算 
  用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算 
• 方便用户的参数赋值 
  一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。 
• 人机界面 (HMI) 
  方便的人机界面服务已经集成在S7-300 操作系统内。因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中要求数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。 
• 诊断功能 
  CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件 
  (例如：超时，模块更换，等等)。 
• 口令保护 
  多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 
• 操作方式选择开关 
  操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯 

---- SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口：

• 多种通讯处理器用来连接AS-i接口、PROFIBUS 和工业以太网总线系统 
• 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统 
• 多点接口(MPI) 集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

---- 这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的step7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。 

---- CPU 支持下列通讯类型：

• 过程通讯 
  通过总线(AS-i或PROFI- BUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换) 
• 数据通讯 
  在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

通过PROFIBUS的过程通讯 
---- S7-300通过通讯处理器，或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。 

---- 带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU能够实现高速的、用户方便的分布式自动化组态