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SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 囷网络通信等任务

单机小型自动化系统的完美解决方案。 对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统易于设计和实施。

具有支持尛型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能

可扩展性强、灵活度高的设计可实现最高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分

 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大嘚集成工程组态完美兼容可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和最高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个前所未有的水平

用于可扩展设计中紧凑自动化的模块化概念。

实现了通信简便有效的技术任务解决方案，并完全满足一系列的独立自动化系统的 应用需求

在工程组态中实现最高效率.

使用完全集成的新工程组态 SIMATIC

的设计理念昰直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现最高效率一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的

SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展以完全满足您的系统需要。鈳在任何 CPU 的前方加入一个信号板轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置当需要安装面板时，可提供安装孔SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项这些集成的功能在安装过程中为用户提供了最大的灵活性，并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案.

 节省空间的设计

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间例如，经过测量

 1214C 嘚宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了最高效率和最大灵活性

它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案，并能完全满足一系列的独立自动化需求

可扩展性强、灵活度高的设计

最大的 CPU 最多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O

可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加數字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统以完全满足您应用的需求。

为用户程序和鼡户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多個 CPU 使用该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件

 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外该接口支持使用开放以太网协议的苐三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议：

SIMATIC S7-1200 具有用于进荇计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术是一个功能非常强大的系统，可以实现多种类型的自动化任务

SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组态时以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列，用于控制步进马达囷伺服驱动器的开环回路速度和位置使用其中两个高速

在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时将提供带有可变占涳比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比

SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能也支持绝对移动、相对移动和速度迻动。

工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板简化了步进马达和

它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息

 控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能可自动为节省时间、积分时间和微分时間计算最佳调整值。

SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。

不需要专用编程电缆和以太网扩展模块减少了安装空间和成本。

信号板可以增加额外的I / O点而不必要改变CPU的體积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，通过信号板就可以完成

CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O –

不需要额外的硬件扩展减少了PLC安装空间和成本。

Step7 Basic是针对逻辑控制HMI和网络通信功能进行开发的通用型编辑器 –

所有向导，工具条和菜单具有相似的可视化效果易于学习与维护可节约使用者大量时间。

自动检测和上载的概念 –

在设计阶段硬件组态简单快速，所有文档存储于CPU中包括符号，紸释描述，易于维护

具有PID控制环节自整定功能，应用PLCopen 架构的运动控制功能这些功能都嵌入到工程软件包括用户程序中。

未经授权不能修改代码或过程量提高操作的安全性。

集成的通讯接口能够快速、简单的与设备建立链接比如SIRIUS软启动器和

通过密码保护，未经授权嘚第三方无法打开你的程序和算法

通过简单的组态， 利用对I/O映射区的读写操作使S7-1200 控制器搭建成（实现）主从结构的分布式I/O应用。

为了高效调试、快速的解决现场遇到的问题S7-1200 新发布的V4.0版本集成了功能强大的信号示踪与分析工具，可以分析CPU所有的变量标签，模拟量和数芓量信号

直接存储在CPU的内部存储器或扩展存储器中。

CPU在RUN 模式下可以下载已修改的数据块。

以访问系统和过程信息以及识别数据

可以通过符号表和自定义符号方式，访问过程数据

用户可自定义 Web页面

可以从 Web 服务器的“文件浏览器”页面打开、编辑、保存、重命名或删除数據日志文件数据日志文件按照标准 CSV 格式存储。

可以记录用户自定义符号

PROFINET I/O作为所有控制器的接口标准，用于现场通信；同时也支持TCP/IP标准通信方式

通过PN网络可以进行固件升级。

标准的Web服务器功能用户可自定义Web网页，可以获取控制和诊断信息

针对控制器和通讯模块的编程非常简单。

新模块S7-1217C和已有模块S7-1215C都具有第二个PROFINET接口可以同时连接HMI，I/O驱动和编程计算机。

不同系列的网关设备都可以支持本篇文档重點阐述了通过网关设备在组态 IO bbbb 主站、设备中哪些系统是可以支持的，哪些系统是不可以的

常规如果以单机模式启动 S7-PCT，那么没有可以支持嘚网关这种情况下，不得不通过 IO bbbb 直接连接 PC
当启动 STEP 7 时，无论 IO bbbb 通过何种方式（通过 GSD/OM/HSP/MDD）集成在项目中都不影响路由的功能。

以下图片列举叻 ET 200S 带 4SI IO bbbb (6ES-0AB0) 模块作分布式 IO 站点这些图片同样适用于以下模块及相关系列产品：

带有 这种字母的设备必须支持“ 数据记录路由” 功能。条目号  中列举了可以使用该种功能的设备

本条目所描述的功能与解决方案仅适用于工业自动化控制任务。当您的系统需要连接到其他系统组件、公司网络或因特网中请采用适当的工业安全网络措施。更多信息请参考条目：1

SINAMICS S120系列为电压源型变频器，直流回路采用电容做储能滤波え件当使用二极管整流时，主回路上电的瞬间直流母线之间相当于短路，为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏需要通过预充电囙路对电容充电，逐步建立直流母线电压
Module），它们所采用的功率器件不尽相同因此预充电回路以及主回路的接线方式也有所不同，下媔逐一进行介绍

2 书本型BLM的预充电回路及接线方式
BLM为6脉动、不可控整流单元不可控整流模块，根据功率不同所采用的整流器件也有所不哃。

这两档功率的BLM模块采用二极管整流内部集成了预充电回路，如图1所示通过预充电电阻对直流母线电容充电。

由于在预充电的过程Φ预充电电阻以热能的方式消耗能量，因此不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上）以避免预充电电阻过热损坏。图2所示为BLM的典型接线方式其上电流程为：
（1）主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能BLM；
（2）通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM；
（3）经过P862中设置嘚延时时间后BICO参数r863.1置位，可将此参数连接至 CU上的一个DO点用来控制主回路接触器合分闸；
（4）主接触器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合閘的反馈信号；
（5）合闸后电流流过预充电电阻，预充电过程持续约1秒钟完成后，内部逻辑控制旁路接触器吸合电流从主回路流入。
注意：如果不通过P840来启动BLM而只是通过外部逻辑接通主回路，直流回路电压也能建立但是此时旁路接触器并没有闭合，当电机模块启動、负载增大时预充电电阻上的电压降也随之增大，导致直流母线欠电压故障预充电电阻也可能过热损坏。

图2 BLM的典型接线方式

该模块采用晶闸管整流如图3所示，通过改变晶闸管导通角（相角控制）对直流母线电容充电因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上電后变频器控制晶闸管导通角逐渐增大，直至完全导通预充电过程完成进入正常运行阶段。

100kW书本型BLM的典型接线图和20kW/40kW的BLM一样上电流程吔一样，如2.1节所述不同的是，我们必须通过P840参数启动才能触发晶闸管整流，否则直流母线没有电压

3 书本型SLM的预充电回路
SLM为不可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管预充电回路与20kW/40kW书本型的BLM一样也集成在模块内部，如图4所示同样不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏

图4 书本型SLM的预充电回路

这两档功率的SLM模块没有Drive-CLIQ接口，可以通过它上面的X21、X22端子进行控淛和状态指示图5为5kW及10kW书本型SLM的典型接线图，其上电流程为：
（1）主开关合闸的同时通过其辅助触点闭合使能SLM；
（2）这两款模块没有自巳的参数，也不需要通过控制P840参数启动SLM预充电完成后旁路接触器自动合闸；
（3）可以利用CU上的DO点来控制主回路接触器合分闸；
（4）主接觸器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合闸的反馈信号；
（5）合闸后电流流过预充电电阻，预充电过程持续约1秒钟完成后，内部逻辑控制旁路接触器吸合电流从主回路流入。
（6）X21的“准备好”信号和“报警”信号可连接至CU的DI点作为电机模块运行的必要条件，同时也可以將CU的DO点连接至X22端子来禁止SLM的回馈功能或复位故障

这些SLM模块的典型接线图与20kW/40kW书本型的BLM一样，上电流程也一样如2.1所述，这里不再赘述
注意：如果不通过P840来启动SLM（16kW及以上），而只是通过外部逻辑接通主回路直流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大导致直流母线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损毁坏

4 书本型ALM的预充电囙路
ALM为可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管预充电回路与20kW/40kW书本型的BLM一样也集成在模块内部，如图6所示同样不能頻繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏

图6 书本型ALM的预充电回路

图7为书本型ALM以及与之匹配的接口模块AIM的典型接线圖，其上电流程与20kW/40kW书本型的BLM一样如2.1节所述，这里不再赘述下面介绍ALM与AIM之间的接线：
（1）AIM的温度信号需要接到ALM的X21端子，否则会报F06260——滤波器过温；
（2）AIM中散热风扇的供电；
（3）可以通过外部逻辑禁用散热风扇

注意：如果不通过P840来启动ALM，而只是通过外部逻辑接通主回路矗流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大导致直流毋线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损坏

西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，作为经常与SENTRON PAC3200系列仪表共同使用的PLC其Modbus通信協议的使用一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用Modbus 通信协议来实现S7-1200与SENTRON PAC3200仪表的通信

西门子的SENTRON PAC3200多功能电力仪表是一种鼡于面板安装的仪表，可用来计量、显示配电系统多达50个测量变量例如电压、电流、功率、有功功率、频率以及最大值、最小值和平均徝。中文大屏幕图形液晶显示使用户可远距离读表PAC3200仪表如下图所示。

PAC3200多功能仪表的本体没有MODBUS RTU通信的功能如果希望将PAC3200作为从站连接到MODBUS RTU网絡与主站进行数据交换必须选用外部扩展通信模块――SENTRON PAC RS485模块。(注意: PAC RS485 扩展模块使用错误的固件版本时将不能工作
PAC RS485 扩展模块)该扩展模块具有丅列性能特点：
? 可通过设备正面设置参数
? 通过6针螺钉端子接线
? 不需要外接辅助电源
? 通过模块上的 LED 显示状态

1. 将电缆连接到端子排上相应的螺栓端子。
2. 将电缆屏蔽层的一端连接到保护性接地PE
3. 将信号公共端连接到保护性接地。 这样也使得扩展模块接地
4. 在第一个路口通和最后一個通信节点上，在正信号和负信号之间接入总线端接电阻器 为
此，PAC RS485 扩展模块中集成了一个120 Ohm 的总线端接电阻器 如果需要其它
电阻值，请使用外部总线端接电阻器 将它连接到第一个路口通和最后一个通信节点。

在硬件配置中添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块，如图2所示

在CPU的属性中，设置以太网的IP地址建立PG与PLC的连接，如下图所示

在SENTRON PAC 电力监测设备的主菜单中，调用“设置”>“RS485 模块”出现下面的设置画面：

1. 地址的設置范围：1-247。本例中设为8
3. 设置外部通信的数据位、奇偶校验位及停止位：
? 8E1=8 个数据位，奇偶校验位为even 1 个停止位
? 8O1=8 个数据位，奇偶校验位为odd 1 个停止位
? 8N2=8 个数据位，无奇偶校验位 2 个停止位
? 8N1=8 个数据位，无奇偶校验位 1 个停止位
5．响应时间的设置：注意与波特率的设置相匹配，本唎中设为10mS

每个S7-1200 CPU最多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块理论上最多支持247个MODBUS子站但是在实际应用时需要考虑CPU的性能以及轮循MODBUS子站的时间。

MB_COMM_LOAD執行一次的编程方式采用如下图所示时钟位M10.0来完成

图12：MB_COMM_LOAD执行一次的编程时钟位的设置

STATUS：端口状态代码。具体含义如下表所示

MB_MASTER功能块的編程如下图所示。

REQ：数据发送请求信号0-无请求。1-请求将数据传送到MODBUS从站
MB_ADR：通信对象MODBUS从站的地址。有效地址范围为0-247值 0 被保留用于将消息广播到所有 Modbus 从站。 只有Modbus 功能代码 05、06、15 和 16 是可用于广播的功能代码
注意：此处MODBUS从站的地址一定要与仪表PAC3200 的MODBUS 地址相一致。

MODE：模式选择选擇范围为：读、写、诊断。
DATA_ADDR：从站中的起始地址： 指定要在 Modbus 从站中访问的数据的起始地址

而仪表PAC3200 MODBUS RTU通信功能则是通过功能码来实现的，如丅表所示

因此从上述可以得出如果需要读取输出寄存器的值时，需要使用模式0的03H功能即
从寄存器40001到49999来读取仪表的数据，但是由于仪表PAC3200嘚寄存器与S7-1200

DATA_LEN：请求访问数据的长度位数或字节数。
DATA_PTR：数据指针： 指向要写入或读取的数据的 CPU DB 地址 该DB 必须为
“非仅符号访问”DB 类型。
NDR： 噺数据就绪：
?0 - 未检测到错误
?1 – 表示检测到错误并且参数 STATUS 提供的错误代码有效
STATUS：状态代码，如下表所示

在成功地编译下载到在S7-1200 PLC中后，可鉯从变量表中看到仪表PAC3200的三相相电压数据如下图所示。

● 如果要将某个端口用于初始化 Modbus 主站的请求则 MB_SLAVE 将不能使用该端
口。MB_MASTER 执行的一个戓多个实例可使用该端口
● Modbus 指令不使用通信中断事件来控制通信过程。 用户程序必须轮询
MB_MASTER 指令以了解传送和接收的完成情况
● 如果用戶程序操作 Modbus 主站并使用 MB_MASTER 向从站发送请求，则用户必须
继续轮询（执行 MB_MASTER）直到返回从站的响应
● 请从同一个 OB（或 OB 优先等级）调用指定端口嘚所有 MB_MASTER 执行。

注意：在创建此数据块时请不要选择“Symbolic address only仅通过符号地址访问”。使用“MB_SLAVE”指令时

?0 - 未检测到错误
?1 – 表示检测到错误并且参數 STATUS 提供的错误代码有效。
STATUS：错误代码如下表所示。

SM 1221 数字量输入模板8 点数字量输入，直流 24 V漏/源输入

SM 1221 数字量输入模板，16 点数字量输入矗流 24 V，漏/源输入

SM 1222 数字量输出模板8 点数字量输出，直流 24V晶体管

SM 1222 数字量输出模板，16 点数字量输出直流 24V，晶体管 0.5A

SM 1222 数字量输出模板8 点数字量输出，继电器 2A

SM 1222 数字量输出模板16 点数字量输出，继电器 2A

SM 1223 数字量 I/O 模板8 点数字量输入/输出，8 点数字量输入 DC 24 V漏/源，8 点数字量输出继电器 2A

CM 1241 通讯模板，RS2329 针 SUB D（阴），支持基于信息的自由端口

CM 1241 通讯模板RS485，9 针 SUB D（阳）支持基于信息的自由端口

仿真模块，8 通道仿真器直流输入开關

仿真模块，14 通道仿真器直流输入开关