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SIMATIC S7-1200 PLC的运动控制功能使用入门应用描述

 

S7-1200 CPU将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置 PROFINET、高速运动控制 I/O 以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中来形成功能强大的控制器。S7-1200可以方便地执行速度控制、位置控制等基本运动控制功能，被广泛地应 用到各行各业的自动化解决方案中。

TIA Portal 结合 CPU S7-1200 的“运动控制”功能，可帮助用户实现通过脉冲接口控制步进电机和伺服电机：

● 在 TIA Portal 中，可以组态“轴”和“命令表”工艺对象。 CPU S7-1200 可以使用这些工艺对象控制用于控制驱动器的脉冲和方向输出。

● 在用户程序中，通过运动控制指令来控制轴，启动驱动器的运动任务。

解决方案

本文以CPU 1214C和V80为例，具体讲解了如何在TIA Portal下对S7 1200进行面向运动控制的组态、编程、调试等操作。

西门子PLC S7-1200系列可编程控制器

S7-1200 小型可编程控制器充分满足于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。SIMATIC S7-1200 集成了PROFINET接口，使得编程、调试过程以及控制器和人机界面的通信可以全面地使用PROFINET工业以太网技术，并对现有的PROFIBUS系统的升级提供了很好的支持。

S7-1200 小型控制器的设计具备可扩展性和灵活性，使其能够精确完成自动化任务对控制器的复杂要求。CPU本体可以通过嵌入输入/输出信号板完成灵活扩展。“信号板” 是S7-1200的一大亮点，信号板嵌入在CPU模块的前端，可以提供两个数字量输入/数字量输出接口或者一个模拟量输出。这一特点使得系统设计紧凑，配置灵活。同时 通过独立的RS-232 或 RS-485通信模块可实现S7-1200通信灵活扩展。 

SIMATIC S7-1200 系列的问世，标志着西门子在原有产品系列基础上拓展了产品版图，代表了未来小型可编程控制器的发展方向，西门子也将一如既往开拓创新，**自动化潮流。

SIMATIC S7-1200 CPUSIMATIC S7-1200 系统的 CPU 有三种不同型号：CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。每一种都可以根据您机器的需要进行扩展。任何一种 CPU 的前面都可以增加一块信号板，以扩展数字或模拟 I/O，而不必改变控制器的体积。信号模块可以连接到 CPU 的右侧，以进一步扩展其数字或模拟 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 则可连接 8 个。所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 都可以配备较多3 个通讯模块（连接到控制器的左侧）以进行点到点的串行通讯。安装简单方便 

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有内置夹，能够方便地安装在一个标准的 35 mmDIN 导轨上。这些内置的夹子可以咬合到某个伸出位置，以便在需要进行面板安装时提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可进行竖直安装或水平安装。这些集成功能在安装过程中为用户提供了较大的灵活性，同时也使得 SIMATIC S7-1200 成为众多应用场合的理想选择。 

紧凑的结构 

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在设计时都力求紧凑，以节省控制面板中的空间。例如，CPU 1214C 的宽度仅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度也仅有90 mm。通讯模块和信号模块的体积也十分小巧，使得这个紧凑的模块化系统大大节省了空间，从而在安装过程中为您提供了较高的效率和灵活性。 

SIMATIC S7-1200 I/O模块 

信号模块和通讯模块具有大量可供选择的信号板，可量身定做控制器系统以满足需求，而不必增加其体积。 

多达8个信号模块可连接到扩展能力较高的CPU。一块信号板就可连接至所有的 CPU，由此您可以通过向控制器添加数字或模拟量输入/输出信号来量身定做 CPU，而不必改变其体积。

西门子300/400编程电缆：6GK1571-0BA00-0AA0西门子适配器

 西门子300/400编程电缆：6GK1571-0BA00-0AA0西门子适配器

6GK1571-0BA00-0AA0

PC 适配器 USB A2 USB 适配器 (USB V2.0)用于连接 PG/PC 或笔记本年脑连接 SIMATIC S7，通过 PROFIBUS 或 MPI 包含 5m USB 电缆， 可使用 0.3m MPI 电缆 操作系统 Windows XP/Vista/ Windows 7 32/64 位 和更高的

西门子通信模块工控机6GK7243-1EX01-0XE0 

西门子控制器家族产品6gt

西门子plc1200控制器s7-1200系列是一个完整的产品组合，包括从高性能可编程

逻辑控制器的书本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，无

论多么苛刻的要求，它都能满足要求 — 根据具体应用需求及预算，

灵活组合、定制（系列化的控制器家族产品满足你的不同应用及

需求）。

SIMATIC S7-1200

SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、强大的集成工艺功能

和灵活的可扩展性等特点，为各种工艺任务提供了简单的通信和有

SIMATIC S7-1200 小型可编程控制器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。SIMATIC S7-1200 系列的问世，标志

着西门子在原有产品系列基础上拓展了产品版图，代表了未来小型

可编程控制器的发展方向，西门子也将一如既往开拓创新，**自

动化潮流。

效的解决方案，尤其满足多种应用中完全不同的自动化需求。

西门子plc1200概述

数字量输入/输出作为 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的补充

信号模块作为独立的模块；

可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）

信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用；

可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用

用于使控制器灵活地适应相关任务的要求

用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展

应用

除了现有的集成数字量输入/输出之外，数字扩展模块还可以提供更多的数字量输入/输出使用选项s。

这为用户提供了下列优势：

较佳适应性：

使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的投资。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块

在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间

灵活性：

如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

设计

信号模板

信号模块具有与基本设备相同的设计特点：

安装在 DIN 导轨上：

模块安装在右侧 CPU 旁边的导轨上，相互电气、机械地连接，并且通过滑块机构连接到 CPU

直接安装：

水平或垂直安装在 DIN 导轨上或使用集成的钻孔直接安装在控制柜中

由于所有数字模块均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

信号板

信号板直接插到每个 S7-1200 CPU 前面的插座中。

安装：

信号板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以电气、机械地连接到 CPU

CPU 的安装尺寸保持不变

由于所有信号板均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

说明

信号模块不能与 CPU 1211C 一起使用。

信号板可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。SIEMENS西门子 编程电缆 6GK1571-0BA00-0AA0

产品名称：西门子S7-300编程电缆，西门子PLC通用编程电缆。

产品型号：6GK1 571-0BA00-0AA0

产品参数：2014升级产品。全新未开封。

产品质保期：6GK1 571-0BA00-0AA0 该编程适配器质保期一年

产品概述：

6GK1 571-0BA00-0AA0功能介绍

6GK1 571-0BA00-0AA0是USB到MPI和PPI通信协议转换器，

支持计算机的USB口与西门子S7-300/400PLC的MPI口或

S7-200PLC的PPI口通信，上载、下载程序和数据。6GK1 571-0BA00-0AA0与西门子的PC Adapter USB相同，都

需要安装西门子的PC_Adapter_USB驱动程序，然后在

STEP7或STEP7 Micro/WIN软件“设置 PG/PC 接口”的

“本地连接”中选择USB选项（业界将此称为“真 USB

口”），而非早期产品采用虚拟串口通信（业界将此称

为“伪 USB 口” ）。 与西门子的PC Adapter USB不

同的是，6GK1 571-0BA00-0AA0的工作电源不再由PLC端口

给，而从计算机的USB口供给，这样6GK1 571-0BA00-0AA0就

可用于没有电源输出的MPI端口的设备。

6GK1 571-0BA00-0AA0是面向工业设计的光电隔离型，在USB

端口和RS485端口均设有浪涌保护和防雷击保护电路，

适用于西门子S7-300/400全系列PLC和S7-200全系列

PLC。特别适合于干扰较大易损坏通信口的工业现场，

电路中的各种保护措施**了系统的安全运行。

功能特点：

1、支持西门子S7-200/300/400 PLC通信。

2, 信号部分通过高速光藕隔离。

3，支持MPI和DP多主站通信。

4，支持200PLC及ET200通信，及PPI多主站通信。

5、支持840D数控系统编程。

6、安装西门子原装驱动，*生成串口，直接选择USB

7、支持WIN7 32和64位系列，支持V5.5软件（在V5.5中*安装驱动）

8、外壳有软胶保护，防压，防摔。

9、选用PTC自恢复保险丝，在过压、过流、短路的情况下很好的保护内部电路。

10、支持西门子PLC多种高端通讯方式

使用方法：

当你在计算机中安装好STEP7 或STEP7 Micro/WIN编程软件后，使用6GK1 571-0BA00-0AA0 编程电缆还需安装西门子的 PC_Adapter_USB 驱动程序，该驱动程序包含在随产品发售的光盘

的 Drivers for PC_Adapter_USB V2.0文件夹中，直接双击其中的 Setup.exe 文件按提示安装驱动程序。 你可以从西门子技术支持网站上下载新版本的 PC_Adapter_USB 驱动程序，驱动程序安装完成后，在 STEP7 编程软件“设置 PG/PC 接口”的“本地连接”设置中会出现“USB”选项，选择该USB 选项即可。

检查972-OCB20-OXAO安装驱动程序后是否正常工作：鼠标选择桌面“我的电脑”单击右键->属性->硬件->设备管理器，将972-OCB20-OXAO插入电脑的 USB 口，设备管理会出现一个新的设备，如下图中红线内的显示，则说明硬件与驱动工作正常

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多种多样，包括从高性能 PLC 的书本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，无论什么要求，它都能满足要求。

这些控制器的共同特点是，在小的空间里压缩了大处理能力，能满足苛刻的机械和气候条件、高速及可扩展性等要求。

这种分级的性能特征是 SIMATIC 系列产品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在执行越来越多的功能，原本需要完全不同技术。 对您来说，一切都变得更加*，更加一致，更加经济

基本型控制器

基本型控制器是适合中低端应用的智能控制器。包括标准型和安全型。通过其集成输入和输出以及工艺功能，可实现高性价比的紧凑解决方案。使用基本型控制器，可通过集成和可选通信接口，实现联网简便的灵活解决方案。

基本型控制器可在 TIA 博途平台中进行组态和编程。工程组态效率高，而且，随着应用复杂性的增加，还可方便地转为使用高级型控制器。

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。

各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。

各种数字量和模拟量信号模块。

各种通信模块和处理器。

带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑

SIWAREX 称重系统终端模块

PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

坚固、紧凑的塑料机壳

连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护

模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

**标准：

SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

集成 PROFINET IO 控制器接口

带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块

带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块

GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络

LTE 模块，用于在*四代 LTE（长期演进）移动电话网络中进行通信。

通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。

通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。

RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。

模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。

通过通信模块实现点到点连接。

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

编程设备

HMI 设备

其它 SIMATIC 控制器

PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

TCP/IP

ISO-on-TCP

S7 通信

S7-300

模块化微型 PLC 系统，满足中、小规模的性能要求

各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务

简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活

操作方便，设计简单，不含风扇

任务增加时可顺利扩展

大量的集成功能，使它功能非常强劲

SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

特殊机械，

纺织机械，

包装机械，

一般机械设备制造，

控制器制造，

机床制造，

安装系统，

电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

具有高电磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工业领域。

分布式 I/O 设备，例如 ET 200可以带电连接和断开各模块。容错通信德国西门子公司：它有SS系列的产品。有SS－95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U为大型机，控制点数可达6000多点，模拟量可达300多路。较近还推出S7系列机，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400机（大型）。性能比S5大有提高。 网络功能是PLC发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机或工作站，这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的PLC联网及不同厂家生产的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易地实现。??软冗余的原理和系统配置要求现代能源管理是显着提高机器设备生产效率的又一种方法，可大大提高所有工业领域内公司的竞争力。“我们希望搭建一座会‘思考’的工厂，它既要对各生产线的状态了如指掌，又要动作敏捷，将每个订单的生产安排得井井有条。”双星集团有限责任公司副总经理刘宗良说。**经济持续扩张，**货物贸易随之增长。为了减轻相关气候影响，铁路基础设施的货运能力必须相应提升，而诸如受电弓和自动列队行驶等解决方案则将有助于降低公路货运产生的二氧化碳排放量。另外，数字量信号模块可通过 ** Connect 进行系统接线。通过 ** Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。输入值**出过量程值亟需保护：模拟、3D打印、轻型机器人——这些都是推动*四次工业革命（或称工业4.0）的创新技术。在德国埃尔兰根的西门子电子制造工厂，它们已经成为现实。PLC有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么编程，没有程序，PLC又怎么工作？??检视状态数据的前提条件 您必须执行下列任务，才能监控状态数据或调试程序：（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；打印机根据 EN 55016 进行辐射干扰测试： 一般讲，工业生产过程可分为两种类型；连续型生产过程（如化学工业）及非连续型，即离散型生产过程（如机械制造业）。前者生产对象是连续的，分不出件的；后者为离散的，一件件的。由于PLC有上述几个方面的应用，而且，控制的规模又可大、可小，所以，这两种类型的生产过程都有其用武之地。??库编译输出是一个磁盘文件（mwl文件），该文件包含STEP 7-Micro/WIN识别和使用指令库所需的所有内容。如果希望向其他STEP 7-Micro/WIN用户分发用户库，可以将该文件复制，为用户提供一份文件的拷贝。德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。恢复光盘/DVD 可用于将系统恢复到交货状态2. NCU(Numerical control unit)数控单元

如今，许多特定应用领域使用着各式各样的高度专业化的小型变频器。这很快将成为历史，因为西门子*研究院的专家已经研发出一种新的通用型变频器——Tapas。SIMATIC S7-400 具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有全面的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到高端性能范围内要求较为苛刻的任务的理想解决方案。安全集成 通讯模块，它接人PLC后，可使PLC与计算机，或PLC与PLC进行通讯，有的还可实现与其它控制部件，如变频器、温控器通讯，或组成局部网络。通讯模块代表PLC的组网能力，代表着当今PLC性能的重要方面。 PLC与继电器控制的主要区别有以下几点：??PLC 系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要，各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。??指令格式定义加热/冷却系统控制使用性能可靠的组件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”产品系列中的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12 Mbps)。CPU 1515 PN 具有一个附加的集成 PROFINET 接口，其具有单独的 IP 地址，例如，用于网络分离或连接其他 PROFINET IO 设备。对于 CPU 1516-3 PN/DP，可通过该集成 PROFIBUS 接口来连接 PROFIBUS 节点。通过一个 PROFIBUS CM，可方便地对不带集成 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展。??三是盗版客户。 采用冗余网络拓扑结构，具有高可用性??自动工作模式下，工艺参数设定由主控工业计算机完成。硫化罐的工作状态、故障报警信息在两种模式下都可以同时在主控计算机的显示器和现场的POP-HMI文本显示器LCD屏上显示。??DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。3． SIMATIC S7-400 PLC模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。 除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。若想达到这种效果，企业应该对项目中复杂的能源流动与转化进行综合统筹和把控。如果在发电、输配电、储能等环节采用不同供应商的产品，则有可能影响信息传递效率和项目整体可控性。对此，张东胜指出：“在分布式能源系统建设中，采用整体解决方案，可以使业主在勘测、设计、建设、运维等各个阶段降低技术风险和财务风险，并规避由此带来的一系列问题。”

保险丝烧断断线2017年是安全专家们难忘的一年。5月，WannaCry勒索病毒爆发，所到之处一片狼藉，**为之**。在德国，许多火车站的电子告示牌一度关闭，英国的一些医院不得不推迟手术，世界各地的汽车制造商纷纷发现装配线停滞不动。但事情远未就此结束。时隔短短一个月，在6月，一个名为NotPetya的类似病毒再次爆发。这里仅举一例来说明其影响之恶劣：受其影响，**较大航运公司马士基（Maersk）无法知道有哪些货物已出海，有哪些货物还在集装箱码头。此次网络袭击造成了高达3亿欧元的损失。5.4内存容量基于 SIMATIC PC 的自动化解决方案的优点：??西门子S7-300的PLC CPU功能强大，兼容语句表和梯形图同时存在。梯形图编辑好后可转化到语句表，也就是指令表，也可在转化后的指令表里删减些没用的指令，但是删减后的语句表能运行，却不能再次转化为梯形图。因为300的PLC对指令表的功能很支持，所以编指令的程序很方便。??③16位整数的BCD存储格式为：??控制规模还与输入、输出电路数有关。如控制规模为1024点，那就得有1024条I/O电路。这些电路集成于I/O模块中，而每个模块有多少路的I/O点总是有数的。所以，规模大，所使用的模块也多。较好是把PLC通电15分钟（给内部电容充电），断电，在5分钟内换好新的电池，再上电试一下。抗振性5 ~ 95%，无凝露 2.1可靠性高，抗干扰能力强