STEP 7 Basic中的驱动调试控制面板简化了步进电动机和伺服驱动器的起动和调试过程。它为单个运动轴提供了自动和手动控制，以及在线诊断信息。

（4）用于闭环控制的PID功能

S7-1200支持多达16个用于闭环过程控制的PID控制回路（S7-200只支持8个回路）。

这些控制回路可以通过一个PID控制器工艺对象和STEP 7 Basic中的编辑器轻松地进行组态。除此之外，S7-1200还支持PID参数自调整功能，可以自动计算增益、积分时间和微分时间的佳调节值。

STEP 7 Basic中的PID调试控制面板简化了控制回路的调节过程，可以快速**地调节PID控制回路。它除了提供自动调节和手动控制方式之外，还提供用于调节过程的趋势图。2.1.2 信号模块及信号板

S7-1200信号模块连接到CPU的右侧，以扩展其数字量或模拟量I/O的点数，并且每一个正面都可以增加一块信号板，以扩展数字量或模拟量I/O。CPU 1212C只能连接两个信号模块，CPU 1214C可以连接8个信号模块。所有的S7-1200 CPU都可以在CPU的左侧安装。

S7-1200所有的模块都具有内置的安装夹，能方便地安装在一个标准的35mm DIN导轨上。S7-1200的硬件可以竖直安装或水平安装。所有的S7-1200硬件都配备了可拆卸的端子板，不用重新接线，就能迅速地更换组件。1.信号板

信号板可以用于只需要少量附加I/O的情况。所有的S7-1200 CPU模块都可以安装一块信号板，并且不会增加安装的空间。在某些情况下使用信号板，可以提高控制系统的性能价格比。只需要添加一块信号板，就可以根据需要增加CPU的数字量或模拟量I/O点。

安装时将信号板直接插入S7-1200 CPU正面的槽内即可。信号板有可拆卸的端子，因此可以很容易地更换信号板。

常见的信号板有两种：

1）SB 1223数字量输入/输出信号板如图2-1所示。它的两点DC 24V输入有上升沿、下降沿中断和脉冲捕获功能。输入参数与CPU集成的输入点的基本上相同。用作高速计数器的时钟输入时，高输入频率为30kHz。

两个DC 24V MOSFET输出点的大输出电流为0.5A，大白炽灯负载为DC 5W，可以输出高20kHz的脉冲列。

2）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。

（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。

西门子S7-400全国授权一级总代理

浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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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。