SB 1232模拟量输出信号板如图2-2所示。其输出分辨率为12位的-10～+10V电压，负载阻抗大于等于1000Ω；或输出分辨率为11位的0～20mA电流信号，负载阻抗小于等于600Ω，不需要附加的放大器。25℃满量程的大误差为±0.5%，0～55℃满量程的大误差为±1.0%。有超上限/超下限、电压模式对地短路和电流模式断线的诊断功能。

在工业控制中，某些输入量（例如压力、温度、流量、转速等）是模拟量，某些执行机构（例如电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电流或电压，例如4～20mA，1～5V，0～10V，PLC用模拟量输入模块的A-D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A-D转换后用二进制补码来表示。

模拟量输出模块的D-A转换器将PLC中的数字量转换为模拟量电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是实现A-D转换（模拟量输入）和D-A转换（模拟量输出）。A-D转换器和D-A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。模拟量输入/输出模块的另一个重要指标是转换时间。4.模拟量模块

S7-1200现在有5种模拟量模块，此外还有后来增加的热电阻模块和热电偶模块。

（1）4通道模拟量输入模块SM 1231 AI 4×13bit

此模块的模拟量输入可选±10V、±5V和±2.5V电压，或0～20mA电流。分辨率为12位加上符号位，电压输入的输入电阻大于或等于9MΩ，电流输入的输入电阻为250Ω，模块有中断和诊断功能，可监视电源电压和断线故障。所有通道的大循环时间为625μs。

额定范围的电压转换后对应的数字为-27648～27648。25℃或0～55℃满量程的大误差为±0.1%或±0.2%。可按弱、中、强3个级别对模拟量信号做平滑（滤波）处理，也可以选择不做平滑处理。模拟量模块的电源电压均为DC 24V。

西门子ET200中国授权一级供应商

（2）2通道模拟量输出模块SM 1232AO 2×14bit

此模块的输入电压为-10～+10 V时，分辨率为14位，小负载阻抗为10000Ω。输出电流为0～20mA时，分辨率为13位，大负载阻抗600Ω有中断和诊断功能，可监视电源电压、短路和断线故障。数字-27648～27648被转换为-10～+10V的电压，数字0～27648被转换为0～20mA的电流。

电压输出负载为电阻时转换时间为300μs，负载为1μF电容时转换时间为750μs。

电流输出负载为1mH电感时转换时间为600μs，负载为10mH电感时为2ms。

（3）4通道模拟量输入/2通道模拟量输出模块

模块SM 1234的模拟量输入和模拟量输出通道的性能指标分别与SM 1231 AI 4×13bit和SM 1232AO 2×14bit的相同，相当于这两种模块的组合。2.1.3 集成通信接口及通信模块1.集成的PROFINET接口

实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线（IEC 61158现场总线标准的类型10），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TCP/IP标准，S7-1200提供的集成PROFINET接口可用于与编程软件STEP 7 Basic通信（见图2-3），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（Auto-Cross-Over）功能，数据传输速率为10Mbit/s、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。

S7-1200可以通过成熟的S7通信协议连接到多个S7控制器和HMI设备。将来还可以通过PROFINET接口将分布式现场设备连接到S7-1200，或将S7-1200作为一个PROFINET IO设备，连接到作为PROFINET IO主控制器的PLC。它将为S7-1200系统提供从现场级到控制级的统一通信，以满足当前工业自动化的通信需求。

STEP 7 Basic中的网络视图使用户能够轻松地对网络进行可视化组态。

为了使布线少并提供大的组网灵活性，可以将紧凑型交换机模块CSM 1277和S7-1200一起使用，以便组建成一个具有线形、树形或星形拓扑结构的网络。CSM 1277是一个4端口的紧凑型交换机，用户可以通过它将S7-1200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多可以增加3个通信模块，它们安装在CPU模块的左边。

RS-485和RS-232通信模块为点对点（P2P）的串行通信提供连接（见图2-5）。STEP 7Basic工程组态系统提供了扩展指令或库功能、USS驱动协议、Modbus RTU主站协议和Modbus RTU从站协议，用于串行通信的组态和编程。

此外还有计划中的PROFINET（控制器/IO设备）模块和PROFIBUS主站/从站模块。

PLC编程语言的

为了电子技术能够更好地发展，国际电工委员会为其定制了，名称为IEC61131。它由5部分组成，分别是：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。

在IEC 61131中的第三部分（IEC 61131-3）是PLC的编程语言标准。IEC 61131-3是世界上个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。

目前已有越来越多的生产PLC的厂家提供符合IEC 61131-3标准的产品，IEC 61131-3已经成为DCS（集散控制系统）、IPC（工业控制计算机）、FCS（现场总线控制系统）、SCADA（数据采集与监视控制）和运动控制系统事实上的软件标准。

有的厂家推出的在个人计算机上运行的“软件PLC”软件包也是按IEC 61131-3标准设计的。

IEC 61131-3详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：

1）指令表（Instruction List，IL）。

2）结构文本（Structured Text，ST）。

3）梯形图（Ladder Diagram，LD）：西门子公司简称为LAD。

4）功能块图（Function Block Diagram，FBD）。

5）顺序功能图（Se Function Chart，SFC）。2.S7-1200的编程语言

S7-200只有梯形图和功能块图这两种编程语言。

（1）梯形图

梯形图（LAD）是使用得多的PLC图形编程语言。有时把梯形图称为电路或程序。

由第1章的介绍可以知道，梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用它控制外部的负载和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等指令。使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。触点和线圈等组成的电路称为程序段，英语名称为Network（网络），STEP 7 Basic自动地为程序段编号。

为了程序的可读性，可以在程序段编号的右边加上程序段的标题，在程序段编号的下面为程序段单击编辑器工具栏上的按钮，可以显示或关闭程序段的注释。本书中的梯形图一般没有标出程序段编号。

在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象在梯形图的左右两侧垂直“电源线”之间有一个左正右负的直流电源电压，当图2-6中I0.0与I0.1的触点同时接通，或Q0.0与I0.1的触点同时接通时，有一个假想的“能流”（Power Flow）流过Q0.0的线圈。利用能流这一概念，可以借用继电器电路的术语和分析方法，帮助我们更好地理解和分析梯形图。

程序段内的逻辑运算按从左往右的方向执行，与能流的方向一致。如果没有跳转指令，程序段之间按从上到下的顺序执行，执行完所有的程序段后，下一次扫描循环返回上面的程序段1，重新开始执行。

（2）功能块图

由第1章的介绍可知，在功能块图中，用类似于与门（带有符号“&”）、或门（带有符号“>=1”）的方框来表示逻辑运算关系，方框的左边为输入变量，右边为逻辑运算的输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。指令框用来表示一些复杂的功能，例如数学运算等。图2-7是图2-6中的梯形图对应的功能块图，图2-7同时显示地址和符号地址。3.在编程软件中切换编程语言

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在编程软件的项目树窗口，单击PLC的“程序块”文件夹，双击其中的某个代码块，打开程序编辑器，在工作区下面的巡视窗口的“属性”选项卡中出现窗口，可以用“语言”下拉式列表改变打开的块使用的编程语言。

物理存储器是指在实质的PLC设备中，它能够帮PLC的操作系统使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。用户程序由用户设计，它使PLC能完成用户要求的特定功能。

（1）PLC使用的物理存储器

1）随机存取存储器。CPU可以读出随机存取存储器（RAM）中的数据，也可以将数据写入RAM。它是易失性的存储器，电源中断后，存储的信息将会丢失。

RAM的工作速度高，价格便宜，改写方便。在关断PLC的外部电源后，可以用锂电池保存RAM中的用户程序和某些数据。

2）只读存储器。只读存储器（ROM）的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，电源消失后，仍能保存存储的内容，ROM一般用来存放PLC的操作系统。

存储卡基于FEPROM，用于在断电时保存用户程序和某些数据。微存储卡用来作装载存储器（Load Memory）或作便携式媒体。

（3）装载存储器与工作存储器

1）装载存储器。装载存储器是非易失性的存储器，用于保存用户程序、数据和组态信息。所有的CPU都有内部的装载存储器，CPU插入存储卡后，用存储卡作装载存储器。项目下载到CPU时，保存在装载存储器中。装载存储器具有断电保持功能。