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潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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S7-200CPU按照以下機制循環工作：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　注意：只要CPU處于運行狀態，上述步驟周而復始地執行。在第二步中，CPU也執行通訊、自檢等工作。

　　上述三個步驟是S7-200CPU的軟件處理過程，可以認為是程序掃描時間。實際上，S7-200對數字量的處理速度受到以下幾個因素的限制：

　　輸入硬件延時（從輸入信號狀態改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區時能夠識別其改變的時間）

　　CPU的內部處理時間，包括：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　輸出硬件延時（從輸出緩沖區狀態改變到輸出點真實電平改變的時間）

　　上述A，B，C三段時間，是限制西門子PLC處理數字量響應速度的主要因素。

　　一個實際的系統可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時，如輸出點外接的中間繼電器動作時間等。

　　以上數據都在《S7-200系統手冊》中標明，這里只是列表比較。CPU上的部分輸入點延時（濾波）時間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統塊”中設置，其缺省的濾波時間是6.4ms。

　　如果把容易受到干擾的信號接到CPU上可改變濾波時間的DI點上，調整濾波時間可能改善信號檢測的質量。

　　支持高速計數器功能的輸入點在相應功能開通時不受此濾波時間約束。濾波設置對輸入映像區的刷新、開關量輸入中斷、脈沖捕捉功能同樣有效。

　　有些輸出點要比其他點更快些，是因為它們可以用于高速輸出功能，在硬件上有特殊設計。沒有專門使用硬件高速輸出功能時，它們只是和普通點一樣處理

　　繼電器輸出開關頻率為1Hz。

　　9、S7-200處理快速響應信號的對策有那些？

　　使用CPU內置的高速計數器和高速脈沖發生器處理序列脈沖信號

　　使用部分CPU數字量輸入點的硬件中斷功能，在中斷服務程序中處理；進入中斷的延時可以忽略。

　　S7-200擁有“直接讀輸入”和“直接寫輸出”指令，可以越過程序掃描周期的時間限制

　　使用部分CPU數字量輸入點的“脈沖捕捉”功能捕捉短暫的脈沖

　　注意：S7-200系統中小周期的定時任務為1ms。

　　所有實現快速信號處理的措施，都要考慮所有限制因素的影響。例如，為一個需要毫秒級響應速度的信號選擇500μs輸出延時的硬件，顯然是不合理的。

　　10、S7-200程序掃描時間和程序大小有關系嗎？

　　程序掃描時間與用戶程序的大小成正比。

　　《S7-200系統手冊》中有每個指令所需執行時間的數據。實際上很難事先預先計算出程序掃描時間，特別是還沒有開始編程序時

PLC 硬件系統設計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。

在控制系統邏輯關系較復雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等）、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理（有數據運算、模擬量的控制、 PID 調節等）、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。

要先弄清除控制系統的 I/O 總點數，再按實際所需總點數的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數。

另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％； PLC 每個輸出點的驅動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中，可以用輸入總點數乘 10 字 / 點＋輸出總點數乘 5 字 / 點來估算；計數器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應時間的選擇

PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關量控制的系統，PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。

（ 4 ）根據輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時， CPU 只為編程器服務，而不對現場進行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程，也能實現在線編程。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據需要決定。

（ 6 ）據是否聯網通信選型

若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡，則 PLC 需要有通信聯網功能，即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結構形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數據的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優點，要按實際需要選擇 PLC 的結構形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。

分配好后，按系統配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關系接好線（如兩個觸點先串聯或并聯），然后再接到輸入點。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

SIMATIC S7-1200 系統有三種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C。其中的每一種模塊都可以進行擴展，以*您的系統需要?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數字或模擬量 I/O，同時不影響控制器的實際大小。可將信號模塊連接至 CPU 的右側，進一步擴展數字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 可連接 8 個信號模塊。**后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現端到端的串行通訊。

安裝簡單方便

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有內置的卡扣，可簡單方便地安裝在標準的 35 mm DIN 導軌上。這些內置的卡扣也可以卡入到已擴展的位置，當需要安裝面板時，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項。這些集成的功能在安裝過程中為用戶提供了**的靈活性，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應用提供了實用的解決方案。.

節省空間的設計

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都經過專門設計，以節省控制面板的空間。例如，經過測量，CPU 1214C 的寬度僅為 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm。結合通信模塊和信號模塊的較小占用空間，在安裝過程中，該模塊化的緊湊系統節省了寶貴的空間，為您提供了**高效率和**靈活性。

SIMATIC S7-1200

可擴展的緊湊自動化的模塊化概念

SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強大的集成技術功能和可擴展性強、靈活度高的設計。它實現了簡便的通信、有效的技術任務解決方案，并能*一系列的獨立自動化需求。

亮點

可擴展性強、靈活度高的設計

信號模塊：

**的 CPU **多可連接八個信號模塊，以便支持其它數字量和模擬量 I/O。

信號板：

可將一個信號板連接至所有的 CPU，讓您通過在控制器上添加數字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時不影響其實際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設計控制器系統，以*您應用的需求。

內存

為用戶程序和用戶數據之間的浮動邊界提供多達 50 KB 的集成工作內存。同時提供多達 2 MB 的集成加載內存和 2 KB 的集成記憶內存?？蛇x的 SIMATIC 存儲卡可輕松轉移程序供多個 CPU 使用。該存儲卡也可用于存儲其它文件或更新控制器系統固件。

集成的 PROFINET 接口

集成的 PROFINET 接口用于進行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，該接口支持使用開放以太網協議的第三方設備。該接口具有自動糾錯功能的 RJ45 連接器，并提供 10/100 兆比特/秒的數據傳輸速率。它支持多達 16 個以太網連接以及以下協議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。

SIMATIC S7-1200 集成技術

SIMATIC S7-1200 具有用于進行計算和測量、閉環回路控制和運動控制的集成技術，是一個功能非常強大的系統，可以實現多種類型的自動化任務。

用于速度、位置或占空比控制的高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調諧脈沖寬度的輸出。當作為 PTO 進行組態時，以高達 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進馬達和伺服驅動器的開環回路速度和位置。使用其中兩個高速計數器在內部提供對脈沖序列輸出的反饋。當作為 PWM 輸出進行組態時，將提供帶有可變占空比的固定周期數輸出，用于控制馬達的速度、閥門的位置或發熱組件的占空比。
PLCopen 運動功能塊

SIMATIC S7-1200 支持控制步進馬達和伺服驅動器的開環回路速度和位置。使用軸技術對象和認可的 PLCopen 運動功能塊，在工程組態 SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態該功能。除了“home”和“jog”功能，也支持**移動、相對移動和速度移動。

驅動調試控制面板