S7-1200_PLC的硬件与硬件组态

［摘要］西门子S7-1200PLC 以其体型小、结构紧凑、功能全面、通信及扩展方便逐渐广泛应用于市场，而作为自动化专业学生的必修课程《电气控制与PLC 》，PLC 是其必须掌握的一种器材。

在实验室改造中，更新了S7-200器材，以S7-1200PLC 作为教学对象。

阐述了在新配套设备的使用中出现的诸多问题以及解决方法。

［关键词］西门子PLC ；局域网络环境；相关组态设备问题［中图分类号］G712［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2018）03-0102-02①本文系广州航海学院基金项目（项目编号：B510302/2016E011；主持人：曾新红）的研究成果。

作者简介：曾新红（1976—），女，汉族，广东兴宁人，硕士研究生，副教授，主要从事《电气控制与PLC 》《电机与拖动基础》等课程的教学与研究工作。

局域网络环境下使用S7-1200PLC 及相关组态设备问题处理①曾新红（广州航海学院机电工程系，广东广州510725）S7-1200、WinCC 组态软件、EB8000触摸屏作为我校自动化专业学生学习《PLC 综合实训》课程的学习设备，掌握这些相关设备的编程软件是做综合设计性项目的前提。

由于有S7-200的学习基础，学生对S7-1200编程软件普遍容易上手，但也不是一帆风顺，实际操作中会遇到各种各样的问题，理论上可以运行并且没有错误的程序在实际操作中可能会遇到各种各样的问题，这就需要我们能够根据现场的情况思考解决问题的方法。

操作过程中除了需要严谨的科学态度，因为任何一个小错误都有可能导致实验失败，更需要有排查故障解决问题的能力。

一、S7-1200在局域网络环境使用中，存在问题较多的是地址冲突，程序不能下载等问题在实验室改造中，为了便于对学生电脑管理，我们创建了伽卡他卡电子教室，采用了局域网连接，所有学生电脑可以通过交换机受控于教师主讲电脑。

随后便出现了一些问题，学生电脑总是下载不了程序至PLC 。

S7-1200 PLC硬件结构介绍我们在学习任何一款PLC的时候，需要先熟悉PLC的硬件，为什么呢？因为这是要进行实操的一个设备呀，我们要做任何一个PLC控制项目，需要对PLC进行外围硬件接线，那么接线以及使用之前，我们就要了解这个PLC的硬件。

那么这篇文章，我们就给大家介绍一下S7-1200 PLC的硬件结构，下面所述是以CPU1214C为例进行说明。

1、PLC供电电源端子。

根据PLC的型号有所不同，可以是直流24V供电，或者是交流220V供电。

如果PLC型号是DC/DC/DC、DC/DC/RLY的采用的是直流24V供电，如果型号是AC/DC/RLY的采用的是交流220V供电。

2、24V输出电源。

PLC提供一个24V电源的输出，可用于给传感器或者模块供电。

CPU1211C和CPU1212C可提供300mA电流，CPU1214C/1215C/1217C可提供400mA的电流。

因为这个电流容量是有限制的，当我们使用的传感器或者模块的电流容量超过规定值时，就不能使用这个内置电源了。

所以小编建议不使用，而是外部接24V开关电源。

3、数字量输入端子。

开关、按钮、传感器、编码器等数字量信号或脉冲量信号可以通过数字量输入端子接入到PLC。

1200PLC的输入接法可以支持源型接法和漏型接法。

4、模拟量输入端子。

S7-1214C支持两路0~10V的电压信号的模拟量输入。

当需要使用模拟量输入功能的时候，将一些传感器接到该输入端子。

5、数字量输出端子。

数字量输出端子是用于接外部负载的，比如指示灯、继电器、电磁阀等。

根据PLC的输出类型不同，接线方式也有不同。

这里所讲的PLC 输出类型指PLC是晶体管输出还是继电器输出，晶体管输出是接直流负载，继电器输出可以接交流也可以接直流负载。

6、输入指示灯。

当有信号输入时，对应的输入指示灯会点亮为绿色。

7、输出指示灯。

当有信号输出时，对应的输出指示灯会点亮为绿色。

8、状态指示灯。

S7-1200 PLC简介
S7-1200 控制器使用灵活、功能强大，可用于控制各种各样的设备以满足您的自动化需求。

S7-1200 结构紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。

CPU 将以下元素和更多元素结合在一个紧凑的外壳中，创造出一款功能强大的控制器：•微处理器
•集成的电源
•输入和输出电路
•内置PROFINET
•高速运动控制I/O
在您下载用户程序后，CPU 将包含监控应用中的设备所需的逻辑。

CPU 根据用户程序逻辑监视输入并更改输出，用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算、运动控制以及与其它智能设备的通信。

CPU 提供一个PROFINET 端口用于通过PROFINET 网络通信。

还可使用附加模块基于如下网络和协议进行通信：
•PROFIBUS
•GPRS
•LTE
•具有安全集成功能（防火墙、VPN）的WAN
•RS485
•RS232
•RS422
•IEC 60870
•DNP3
•USS
有多种安全功能可用于保护对CPU 和控制程序的访问：
每个CPU 都提供密码保护功能，用户可以通过该功能组态对CPU 功能的访问权限。

可以使用“专有技术保护”隐藏特定块中的代码。

可以使用复制保护将程序绑定到特定存储卡或CPU。

设备配置 6 通过向项目中添加 CPU 和其它模块，可以为 PLC 创建设备组态。

①通信模块 (CM) 或通信处理器 (CP)：最多 3 个，分别插在插槽 101、102 和 103中②CPU：插槽 1③CPU 的 PROFINET 端口④信号板 (SB)、通信板 (CB) 或电池板 (BB)：最多 1 个，插在 CPU 中⑤数字或模拟 I/O 的信号模块 (SM)：最多 8 个，分别插在插槽 2 到 9 中（CPU 1214C、CPU 1215C 和 CPU 1217C 允许使用 8 个；CPU 1212C允许使用 2 个；CPU 1211C 不允许使用任何信号模块）组态控制S7-1200 的设备组态还支持“组态控制(页 167)”，在此可以为项目组态一个最大组态，包括实际操作中可能用不到的模块。

此功能（有时也称作“选件处理”）允许用户组态一个最大组态，可供多个应用中所安装模块的变量使用。

设备配置6.1 插入 CPU6.1插入 CPU可以通过 Portal 视图或 STEP 7的项目视图将 CPU 插入到项目中。

•在视图中，选择“设备和网络”(Devices & Networks)并单击“添加新设备”(Add newdevice)。

•在项目视图中的项目名称下，双击“添加新设备”(Add newdevice)。

确保插入了列表中的正确型号和固件版本。

通过从“添加新设备”(Add new device) 对话框中选择 CPU，可创建机架和 CPU。

说明不能使用 STEP 7 V14 及更高版本将 V1.0 S7-1200 CPU 添加到项目中。

设备配置6.1 插入 CPU“添加新设备”对话框硬件配置的设备视图CPU，可在巡视窗口中显示CPU 属性。

CPU 不具有预组态的 IP地址。

设备配置期间必须为CPU 手动分配 IP 地址。

如果CPU连接到网络上的路由器，则也应输入路由器的 IP 地址。

第二章 S7-1200的硬件结构和安装维护1、S7-1200 PLC由哪几部分组成的？参考答案：微处理器、集成电源、输入电路和输出电路等。

2、S7-1200支持的通信类型有哪些？参考答案：I-Device，PROFINET，PROFIBUS，远距离控制通信，点对点（PtP）通信，USS 通信，Modbus RTU，AS-i，I/O Link MASTER等。

3、请总结S7-200与S7-1200的差异。

参考答案：S7-1200作为新推出的紧凑型控制器，定位在原有的SIMATIC S7-200和S7-300产品之间。

它与S7-200之间的区别和差异主要体现在几个方面：硬件、通信、工程、存储器、功能块、计数器、定时器、工艺功能等。

（1）硬件在硬件扩展方面，S7-200最多支持7个扩展模块，而S7-1200支持扩展最多8个信号模块和最多3个通信模块。

硬件组态方面，S7-200的地址自动分配，不能改变；而S7-1200的地址可以由用户手动重新分配。

（2）通信通信方面，S7-200和S7-1200都支持通过RS232 和RS485实现点对点通信，支持ASCII，USS和Modbus等通信协议。

S7-200需要RS232转换器实现RS232的串口通信，而S7-1200通过RS232通信模块即可实现。

S7-1200本机集成了PROFINET以太网接口，支持与编程设备，HMI和其它CPU的通信。

（3）工程应用S7-1200的编程软件STEP 7 Basic提供了一个易用、集成的工程框架，可以用于SIMATIC S7-1200 PLC、精简HMI面板和伺服系统的组态。

（4）存储器存储器方面，S7-200的程序存储器和数据存储器的大小是固定不变的，而S7-1200的则是浮动的。

装载存储区方面，S7-1200 CPU的符号表和注释可以在线获得，即S7-1200 CPU的符号表和注释可以保存在CPU中，而S7-200不支持此功能。

《S7-1200PLC编程及应用》观后感《S7-1200 PLC编程及应用(第2版)》通过几十个例程，深入浅出地介绍了西门子公司新一代小型PLC S7-1200的硬件组成、硬件和网络组态的方法、指令系统应用、用户程序结构，高速输入／高速输出、各种通信功能、PID闭环控制的组态、编程和调试方法，精简系列面板的组态与仿真、故障诊断与提高PLC控制系统可靠性的措施。

还介绍了一整套数字量控制系统梯形图的先进完整的设计方法。

《S7-1200 PLC编程及应用(第2版)》详细介绍了用编程软件STEP 7 Basic完成各种任务的操作过程，读者一边看书一边用软件进行操作，可以较快地掌握STEP 7 Basic、S7-1200和精简系列面板的使用方法。

在网络技术背景的前提下，社会的发展离不开技能人才的奉献，在当今热门的电气自动化专业下，对技能型人才的培养也显得格外重要。

以《s7-1200PLC编程及应用》为主要实践课程，在教学过程中主要包括以下五部分：第一熟练运用TIA博途编程软件编写PLC程序并能进行调试。

第二掌握PLC的硬件和硬件组态。

第三熟练掌握定时器指令、计数器指令、比较器操作指令等S7-1200PLC指令的应用。

第四对教材中的每一个任务会进行I/O分配，并能够画出接线图，完成程序的编写和调试”。

第五培养学生实践能力，动手操作能力，搜集信息以及合作交流能力。

在大数据参与学习过程中，使用微课程让学生学会课前预习学习任务，观察微课程有关资料，参与实践工作中，微课程在教学中不仅提高了学生自主探究能力，而且还可以帮助学生之间合作交流沟通，更好的实现课堂合作互动，实现教学目标。

通过微课程的教学引用，让学生养成规范学习，提交作业的习惯，并对实践案例进行书写实践报告以及自身的观点与问题的解决方法。

这样以来，不仅能够培养学生自主思考能力，还能够促进学生之间合作，让学生真正了解到基础知识的扎实，以及良好的职业要求素养与团队合作能力实践过程中是不可缺少的因素。