、通信板(CB1241)可以作为RS-485模块使用,它集成的协议有:自由端口、ASCII、Modbus和USS。通信板(CB1241)的接线如图2-22所示。自由口通信一般与第三方设备通信时采用,而USS通信则是西门子PLC与西门子变频器专用的通信协议。
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从以上的介绍可以知道,PLC程序扫描特性决定了PLC的输入和输出状态并不能在扫描的同时改变,例如一个按钮开关的输入信号的输入刚好在输入扫描之后,那么这个信号只有在下一个扫描周期才能被读入。
上述三个步骤是PLC的软件处理过程,可以认为就是程序扫描时间。扫描时间通常由三个因素决定,一是CPU的时钟速度,越的CPU,时钟速度越高,扫描时间越短;二是I/O模块的数量,模块数量越少,扫描时间越短;三是程序的长度,程序长度越短,扫描时间越短。一般的PLC执行容量为1K的程序需要的扫描时间是1~10ms。
1.2.3 PLC的立即输入、输出能
比较的PLC都有立即输入、输出能。
西门子PLC模块授权一级供货商
所谓立即输出能就是输出模块在处理用户程序时,能立即被刷新。PLC临时挂起(中断)正常运行的程序,将输出映像表中的信息输送到输出模块,立即进行输出刷新,然后再回到程序中继续运行,立即输出的示意图如图1-12所示。注意,立即输出能并不能立即刷新所有的输出模块。
(2)立即输入能
立即输入适用于要求对反应速度很严格的场合,例如几毫秒的时间对于控制来说十分关键的情况下。立即输入时,PLC立即挂起正在执行的程序,扫描输入模块,然后更新特定的输入状态到输入映像表,后继续执行剩余的程序,
.1 S7-1200 PLC概述
2.1.1 西门子PLC简介
德国西门子(SIEMENS)公司是欧洲大的电子和电气设备制造商之一,其生产的SIMATIC(“Siemens Automatic”即西门子自动化)可编程控制器在欧洲处于地位。
西门子公司的代PLC是1975年投放市场的SIMATIC S3系列的控制系统。之后在1979年,西门子公司将微处理器技术应用到PLC中,研制出了SIMATIC S5系列,取代了S3系列,目前S5系列产品仍然有小部分在工业现场使用,20世纪末,又在S5系列的基础上推出了S7系列产品。
SIMATIC S7系列产品分为:S7-200、S7-200CN、S7-200 SMART、S7-1200、S7-300、S7-400和S7-1500共七个产品系列。S7-200 PLC是在西门子公司收购的小型PLC的基础上发展而来,因此其指令系统、程序结构和编程软件和S7-300/400 PLC有较大的区别,在西门子PLC产品系列中是一个特殊的产品。S7-200 SMART PLC是S7-200 PLC的升级版本,是西门子家族的新成员,于2012年7月发布,其绝大多数的指令和使用方法与S7-200 PLC类似,其编程软件也和S7-200 PLC的类似,而且在S7-200 PLC中运行的程序,相当一部分可以在S7-200 SMART PLC中运行。
S7-1200 PLC是在2009年推出的小型PLC,定位于S7-200 PLC和S7-300 PLC产品之间。S7-300/400 PLC是由西门子的S5系列发展而来,是西门子公司具竞争力的PLC产品。2013年西门子公司又推出了新品S7-1500 PLC。
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。
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。
⑤前述的CPU和扩展模块的数字量的输入点和输出点都有隔离保护,但模拟量的输入和输出则没有隔离。如果用户的系统中需要隔离,则需另行购买信号隔离器件。
⑥模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地必须连接(工作接地),否则将会产生一个很高的上下振动的共模电压,影响模拟量输入值,测量结果可能是一个变动很大的不稳定的值。
⑦西门子的模拟量模块的端子排是上下两排分布,容易混淆。在接线时要特别注意,先接下面的端子的线,再接上面端子的线,而且不要弄错端子号。
目前S7-1200 PLC的模拟量输出模块(SM1232)有多个规格
2.2.4 S7-1200 PLC信号板及接线
S7-1200 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。
(1)数字量输入板(SB1221)
数字量输入板安装在CPU模块面板的上方,节省了安装空间,其接线如图2-17所示,目前只能采用NPN输入接线,其电源可以是24V DC或者5V DC。HSC时钟输入大频率,单相200kHz,正交相位160kHz。
(2)数字量输出板(SB1222)
数字量输出板安装在CPU模块面板的上方,节省了安装空间,其接线如图2-18所示。目前只能采用PNP输出方式,其电源可以是24V DC或者5V DC。脉冲串输出频率:大200kHz,小2Hz
(3)数字量输入/输出板(SB1223)
数字量输入/输出板(SB1223)是2个数字量输入点和2个数字量输出点,输入点只能是NPN输入,输出点是PNP输出,其电源可以是24V DC或者5V DC。数字量输入/输出板的接线如图2-19所示。
(4)模拟量输入板(SB1231)
模拟量输入板(SB1231)的量程范围为±10V、±5V、±2.5V和0~20mA。
(5)模拟量输出板(SB1232)
模拟量输出板(SB1232)只有一个输出点,由CPU供电,不需要外接电源。输出电压或者电流,其范围是电流0~20mA,对应满量程为0~27648,电压范围是±10V,对应满量程为-27648~27648