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S7-1200硬件构成及选型
硬件构成
SiemensS7-1200系列可编程逻辑控制器(PLC)是一种高性能、紧凑型的自动化控制设备,广泛应用于各种工业控制系统,尤其是在环境监测领域。S7-1200的硬件构成主要包括以下几个部分:
1.CPU模块
CPU模块是S7-1200的核心部分,负责执行程序、处理数据和控制整个系统。S7-1200系列提供了多种CPU模块,以满足不同应用的需求。主要的CPU模块包括:
CPU1211C:适用于小型应用,具有较低的成本和较小的体积。
CPU1212C:具有更多的数字量和模拟量输入/输出点,适合中等规模的应用。
CPU1214C:具有更高的性能和更多的输入/输出点,适用于复杂的应用。
CPU1215C:支持更多的通信接口和更高的处理速度,适合需要高级通信功能的应用。
CPU1217C:具有最大的输入/输出点和最高的性能,适用于大型复杂系统。
每个CPU模块都有不同的处理速度、内存容量和输入/输出(I/O)点数。例如,CPU1214C的典型参数如下:
处理速度:0.15μs/指令
内存:150KB
数字量I/O:28个输入/输出点
模拟量I/O:2个输入/输出点
2.输入模块
输入模块用于接收来自现场设备的信号,如传感器、开关等。S7-1200系列提供了多种类型的输入模块,包括:
数字量输入模块:用于连接数字信号,如开关、接近传感器等。
模拟量输入模块:用于连接模拟信号,如温度传感器、压力传感器等。
3.输出模块
输出模块用于控制现场设备,如电机、阀门、指示灯等。S7-1200系列提供的输出模块类型包括:
数字量输出模块:用于控制数字设备,如继电器、接触器等。
模拟量输出模块:用于控制模拟设备,如变频器、阀门等。
4.通信模块
通信模块用于实现PLC与其他设备或系统的数据交换。S7-1200系列支持多种通信协议,包括:
以太网通信模块:支持PROFINET、MODBUSTCP等协议。
串行通信模块:支持RS485、RS232等协议。
无线通信模块:支持Wi-Fi、蓝牙等无线通信方式。
5.扩展模块
扩展模块用于增加PLC的输入/输出点数或特定功能。S7-1200系列支持多种扩展模块,包括:
数字量扩展模块:增加数字输入/输出点数。
模拟量扩展模块:增加模拟输入/输出点数。
特殊功能模块:如高速计数模块、定位模块等。
选型指南
选择合适的S7-1200PLC模块对于系统的成功运行至关重要。选型时需要考虑以下几个因素:
1.应用需求
输入/输出点数:根据系统需要的输入/输出点数选择合适的CPU模块和扩展模块。
处理速度:根据系统的复杂性和响应时间要求选择处理速度合适的CPU模块。
通信需求:根据系统的通信协议和数据交换需求选择合适的通信模块。
2.环境条件
温度:确保所选模块能够在系统运行的温度范围内正常工作。
湿度:考虑环境的湿度条件,选择合适的防护等级。
电磁干扰:在电磁干扰较大的环境中,选择具有更好抗干扰能力的模块。
3.成本预算
初始成本:考虑模块的购买成本。
运行成本:考虑模块的能耗和维护成本。
4.兼容性
与现有系统的兼容性:确保新选择的模块能够与现有的系统设备和软件兼容。
与其他设备的兼容性:确保模块能够与其他设备(如传感器、执行器等)顺利连接和通信。
示例:选择合适的CPU模块
假设我们需要设计一个环境监测系统,该系统需要监测多个温度传感器和压力传感器,并控制多个阀门和指示灯。系统的基本需求如下:
输入点数:12个数字量输入点、4个模拟量输入点
输出点数:8个数字量输出点、2个模拟量输出点
通信需求:需要与上位机进行以太网通信,支持PROFINET协议
根据以上需求,我们可以选择CPU1214C作为主控模块。理由如下:
输入/输出点数:CPU1214C本身具有28个数字量输入/输出点和2个模拟量输入/输出点,可以满足基本需求。如果需要更多的模拟量输入点,可以增加模拟量扩展模块。
处理速度:CPU1214C的处理速度为0.15μs/指令,能够满足系统复杂性和响应时间的要求。
通信接口:CPU1214C支持以太网通信,可以连接上位机并支持PROFINET协议。
代码示例:配置CPU1214C的以太网通信
以下是一个使用TIAPortal软件配置CPU1214C以太网通信的示例代码。假设我们需要配置一个PROFINETIO控制器,连接一个PROFINETIO设备。
//TIAPortalV15.1-配置PROFINETIO控制器
PROGRAMMain
VAR
//定义PROFINETIO控制器
pnioc:PnIoController;
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