数字量输入/直流输出模块

数字量输入/直流输出模块型号众多，图1-6所示为SM1223 DI8X24V(DC),DQ8X24V(DC)模块的接线图。该模块需外接直流24V电源，带8个数字量输入信号，8个数字量直流输出信号。

4.模拟量输入模块

图1-7所示为模拟量输入模块SM1231 AI4X13位。该模块需外接直流24V电源，可外接4路模拟量输入信号，信号可为标准电压或电流信号(差动)，可2路选为一组。信号范围为±10V、±5V、±2.5V或0～20mA。满量程范围为-27648～27648。精度为12位+符号位。

5.热电阻模拟量输入模块

热电阻模拟量输入模块SM1231 4×16位的接线图如图1-8所示。该模块需外接直流24V电源，可外接4路热电阻信号，可外接铂(Pt)、铜(Cu)、镍(Ni)、LG-Ni或电阻。

电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。继电器——接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更先进电气控制系统的基础。本章主要介绍电气控制的基本原理及基本线路。1.1 常用低压电器

凡是能自动或手动地接通或断开电路，连续或间断地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器元件统称为电器。简单地说，电器就是一种能控制电的工具。

电气是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。它是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。电气是广义词，既可以指一种行业，一种专业，也可指一种技术，而不具体指某种产品。

电气控制主要分为两大类：一种是传统的以继电器、接触器为主搭建起来的逻辑电路，即继电器——接触器控制；另一种是基于PLC（Programmable Logic Controller，可编程序控制器的系统——PLC控制）。

数据记录用于在连续的日志文件中存储运行时的数据值。在用户程序中可使用DataLog指令来建立数据日志文件。数据日志文件存储在CPU闪存中，数据以CSV格式组织起来。通过使用内建的网络服务器或者取下存储卡，把它插入PC机或PG中的SD(Secure Digital)或者MMC(MultiMediaCard)卡槽中，就可以从CPU内存中复制数据日志文件。

三、S7-1200 PLC硬件

西门子S7-1200 PLC的硬件包括中央处理器单元(CPU)、数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入/直流输出模块、数字量输入/交流输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、热电偶和热电阻模拟量输入模块、模拟量输入/直流输出模块、数字量输入信号板、数字量输出信号板、数字量输入/输出信号板、热电偶和热电阻模拟量输入信号板、模拟量输入信号板、模拟量输出信号板、RS 485模块、RS 232模块、RS 485信号板、RS 232信号板、电源模块等。下面对一些常用的硬件进行介绍。

1.中央处理器单元(CPU)

西门子S7-1200 PLC的CPU型号有CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C和CPU1217C，CPU可以扩展1块信号板，左侧可以扩展3块通信模块。

CPU模式按输出类型可分为继电器输出型(如CPU1214C，DC/DC/RLY)和晶体管输出型(如CPU1214C，DC/DC/DC)。继电器输出型不能发高速脉冲，否则输出口容易损坏。

(1)晶体管输出型CPU的接线。图1-4所示为CPU1214C DC/DC/DC的接线图。该CPU工作电源为直流24V，数字量输入信号为直流24V。输出侧负载电源为直流5～30V，*大电流为0.5A，另外集成有2路模拟量输入信号。

(2)继电器输出型CPU的接线。该CPU工作电源为交流220V，数字量输入信号为直流24V。数字量输出侧负载电源可为交流5～250V或直流5～30V范围，*大电流为2A。另外集成有2路模拟量输入信号。

可编程序控制器的软件分为两大部分，系统监控程序和用户程序。

系统监控程序是由可编程序控制器的制造者编制的，用于控制可编程序控制器本身的运行。用户程序是由可编程序控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。1.系统监控程序

系统监控程序由以下几部分组成。

（1）系统管理程序

系统管理程序是系统监控程序中*重要的部分，整个可编程序控制器的运行都由它主管。① 系统运行管理，即控制可编程序控制器何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通信等，进行时间上的分配管理。

浔之漫智控技术（上海）有限公司

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② 存储空间管理，即生成用户环境，由它规定各种参数、程序的存放地址。将用户使用的数据参数、存储地址转化为实际的数据格式和物理存放地址。它将有限的资源变为用户可直接使用的诸多元件。通过这部分程序，用户看到的不是实际存储地址，而是按照用户数据结构排列的元件空间和程序存储空间。

西门子PLC产品非常丰富，以前有S7-200、S7-300和S7-400PLC，现在又推出了新的S7-1200、S7-1500 PLC系列产品。西门子新的PLC产品系列如图1-1所示。S7-1200 PLC是一款模块化、紧凑型的控制器，用于简单离散自动控制系统，为独立的控制系统提供解决方案。

西门子S7-1200 PLC充分满足中小型自动化的系统需求，在研发过程中充分考虑了系统、控制器、人机界面和软件的无缝整合和高效协调的需求，它代表了未来小型可编程控制器的发展方向

S7-1200 CPU是一款强大的控制器，将微处理器(CPU)、一个集成电源、输入和输出集成在一起。CPU可以根据客户的程序逻辑管理输入信号，并相应地改变输出状态。这些程序逻辑包括计数、定时、复杂的数学操作和与其他智能设备进行通信。西门子S7-1200具有集成PROFINET接口和集成工艺功能，为各种工艺任务提供了简单的通信功能。

二、集成的技术和诊断

S7-1200 PLC集成了许多实用的技术和诊断功能。

1.高速计数器

高速计数器应用于比OB1块的执行速度还要快的计数事件。S7-1200 PLC为了对增量编码器、频率计数或过程事件高速计数的**监测，支持多达6个高速计数器。一些高速计数器允许选择是CPU集成输入或是信号板输入。CPU1214C以上级别的CPU都支持6路高速计数。

2.高速脉冲发生器

PLC通过发高速脉冲可控制步进电动机或伺服电动机。

S7-1200 CPU支持脉冲宽度调制(PWM)以控制占空比，支持脉冲序列输出(PTO)应用于运动控制指令。S7-1200 PLC支持多达4个脉冲发生器，脉冲发生器可以是CPU集成输出或信号板输出。

3.运动控制

脉冲输出接口可控制步进电动机和伺服电动机。对于“轴”功能块的设置，在Portal 工程系统中提供了配置、启用和诊断的工具。基于PLCopen的运动控制指令是国际公认的运动控制标准，可应用于控制轴和初始化运动任务的用户程序中。

轴运动具有在线调试和诊断工具。可通过控制面板测试轴和驱动功能，实现状态位用于监视轴的运动状态和显示错误信息。运动状态可用于监视轴的运动控制。

4.PID控制

PID控制应用于简单的过程控制。在Portal工程系统内为“PID控制器”技术对象提供了配置与调试的工具。趋势显示为设定点提供了一个可视的图形化显示，包括实际值和手动调整值。

在用户程序中使用PID指令配置PID控制器，拥有手动和自动校正功能，并支持PID参数的自整定功能。

5.网络服务

网络服务用于访问CPU和CPU进程数据的信息，包括访问标准网页，随时可用个人电脑使用访问。支持用户自定义的网页，可以访问CPU内部数据。