可编程逻辑控制器（PLC）系列：Siemens S7-1200_3.S7-1200硬件架构.docx

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3.S7-1200硬件架构

3.1概述

SiemensS7-1200系列可编程逻辑控制器（PLC）是Siemens公司开发的一款高性能、紧凑型的PLC，广泛应用于中小型工业自动化控制领域。S7-1200系列PLC具有模块化设计，可以根据不同的应用需求选择合适的CPU、输入输出模块、通信模块等，灵活构建控制系统。本节将详细介绍S7-1200的硬件架构，包括CPU模块、输入输出模块、通信模块以及其他辅助模块。

3.2CPU模块

3.2.1CPU模块概述

CPU模块是S7-1200系列PLC的核心部件，负责执行用户程序、处理数据和控制外部设备。Siemens提供了多种CPU模块，每种模块都有不同的性能和功能，适用于不同的应用场景。

3.2.2CPU模块类型

CPU1211C

性能：集成14个数字输入和10个数字输出，适用于小型控制系统。

存储器：集成60KB用户程序存储器。

通信：支持以太网和PROFINET通信。

CPU1212C

性能：集成14个数字输入、10个数字输出和2个模拟输入。

存储器：集成60KB用户程序存储器。

通信：支持以太网和PROFINET通信。

CPU1214C

性能：集成14个数字输入和10个数字输出，支持扩展模块。

存储器：集成100KB用户程序存储器。

通信：支持以太网、PROFINET和ModbusRTU通信。

CPU1215C

性能：集成36个数字输入和24个数字输出，支持扩展模块。

存储器：集成256KB用户程序存储器。

通信：支持以太网、PROFINET、ModbusRTU和MPI通信。

CPU1217C

性能：集成36个数字输入、24个数字输出和2个模拟输入。

存储器：集成256KB用户程序存储器。

通信：支持以太网、PROFINET、ModbusRTU和MPI通信。

3.2.3CPU模块的主要功能

程序执行：CPU模块负责执行用户编写的控制程序，包括梯形图（LadderDiagram,LD）、功能块图（FunctionBlockDiagram,FBD）、结构化文本（StructuredText,ST）等编程语言。

数据处理：CPU模块可以处理各种数据类型，包括布尔型、整型、实型、时间型等。

通信管理：CPU模块支持多种通信协议，如以太网、PROFINET、ModbusRTU等，可以与其他设备或系统进行数据交换。

故障诊断：CPU模块具有自诊断功能，可以检测硬件故障并提供相应的报警信息。

3.2.4CPU模块的硬件接口

以太网接口：用于连接以太网，支持PROFINET和ModbusTCP通信。

MPI/PROFIBUS接口：用于连接MPI或PROFIBUS网络。

RS485接口：用于连接ModbusRTU设备。

集成的数字输入输出接口：提供固定的数字输入和输出点数。

扩展接口：用于连接扩展模块，增加输入输出点数或其他功能。

3.2.5CPU模块的选型指南

选择合适的CPU模块时，需要考虑以下因素：

输入输出点数：根据系统需要的输入输出点数选择相应的CPU模块。

存储器需求：考虑用户程序的大小和复杂度，选择具有足够存储器的CPU模块。

通信需求：根据系统的通信要求选择支持相应通信协议的CPU模块。

扩展需求：如果需要更多的输入输出点数或其他功能，选择支持扩展模块的CPU模块。

3.3输入输出模块

3.3.1输入模块

输入模块用于连接各种传感器和开关，将外部信号转换为CPU可以处理的数字信号。S7-1200系列PLC提供了多种输入模块，包括数字输入模块和模拟输入模块。

3.3.1.1数字输入模块

SM1221DI8：集成8个数字输入点。

SM1223DI16：集成16个数字输入点。

SM1222DI24：集成24个数字输入点。

3.3.1.2模拟输入模块

SM1231AI2：集成2个模拟输入点，支持0-10V和4-20mA信号。

SM1232AI4：集成4个模拟输入点，支持0-10V和4-20mA信号。

3.3.2输出模块

输出模块用于连接各种执行器和驱动器，将CPU的数字信号转换为外部设备可以接受的信号。S7-1200系列PLC提供了多种输出模块，包括数字输出模块和模拟输出模块。

3.3.2.1数字输出模块

SM1221DO8：集成8个数字输出点。

SM1223DO16：集成16个数字输出点。