可编程逻辑控制器（PLC）系列：Siemens S7-1200 (用于石油和天然气行业)all.docx

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2.系统架构和硬件介绍

在石油和天然气行业中，SiemensS7-1200PLC系列的系统架构和硬件配置是确保控制系统高效、可靠运行的基础。本节将详细介绍S7-1200PLC的主要硬件组件及其功能，以及如何根据具体的工业应用场景选择合适的硬件配置。

2.1主要硬件组件

2.1.1CPU模块

CPU模块是S7-1200PLC的核心组件，负责处理所有的控制逻辑和数据管理。S7-1200系列提供了多种CPU模块，包括CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C和CPU1215C。这些CPU模块在处理速度、存储容量和通信能力上有所不同，可以根据具体需求选择合适的型号。

CPU1211C：适用于小型应用，具有基本的处理能力和存储空间。

CPU1212C：适用于中型应用，处理能力和存储空间有所提升。

CPU1214C：适用于大型应用，具有更强的处理能力和更大的存储空间。

CPU1215C：适用于最复杂的应用，支持高级功能和更多的输入输出点。

示例：

假设我们有一个小型的石油泵站，需要监控和控制泵的运行状态、温度、压力等参数。在这种情况下，可以选用CPU1212C，因为它提供了足够的处理能力和输入输出点。

应用场景：小型石油泵站

选择的CPU模块：CPU1212C

理由：处理能力适中，足够的输入输出点，成本效益高

2.1.2输入模块

输入模块用于接收传感器、开关和其他外部设备的信号。S7-1200系列支持多种输入模块，包括数字输入模块和模拟输入模块。

数字输入模块：通常用于接收开关、按钮、限位开关等的信号。每个模块可以有不同的通道数，如8通道、16通道等。

模拟输入模块：用于接收温度传感器、压力传感器等连续信号。常见的模拟输入模块支持8通道或16通道。

示例：

在石油泵站中，需要监控多个温度传感器和压力传感器。可以选用SM1221AI8x12bit模拟输入模块，因为它支持8个通道的12位精度模拟输入。

应用场景：石油泵站温度和压力监控

选择的输入模块：SM1221AI8x12bit

理由：支持8个通道的12位精度模拟输入，适用于多个传感器的监控

2.1.3输出模块

输出模块用于控制执行机构，如电机、阀门、指示灯等。S7-1200系列支持多种输出模块，包括数字输出模块和模拟输出模块。

数字输出模块：通常用于控制继电器、电磁阀、指示灯等。每个模块可以有不同的通道数，如8通道、16通道等。

模拟输出模块：用于输出连续信号，如控制电机的速度、阀门的开度等。常见的模拟输出模块支持8通道或16通道。

示例：

在石油泵站中，需要控制多个电磁阀和指示灯。可以选用SM1223DO16x24VDC数字输出模块，因为它支持16个通道的数字输出，满足控制多个设备的需求。

应用场景：石油泵站设备控制

选择的输出模块：SM1223DO16x24VDC

理由：支持16个通道的数字输出，适用于控制多个电磁阀和指示灯

2.1.4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系列支持多种通信模块，包括以太网模块、PROFIBUS模块和PROFINET模块。

以太网模块：支持标准以太网通信，适用于与上位机或远程设备的通信。

PROFIBUS模块：支持PROFIBUS通信协议，适用于与现场设备的通信。

PROFINET模块：支持PROFINET通信协议，适用于高速、大数据量的通信需求。

示例：

在石油和天然气管道监控系统中，需要与远程监控中心进行数据交换。可以选用CP1242-9以太网通信模块，因为它支持标准以太网通信，可以轻松与远程设备进行数据交换。

应用场景：石油和天然气管道监控

选择的通信模块：CP1242-9

理由：支持标准以太网通信，适用于与远程监控中心的数据交换

2.2硬件配置选择

在选择S7-1200PLC的硬件配置时，需要综合考虑以下几个因素：

应用规模：根据系统的输入输出点数选择合适的CPU模块和输入输出模块。

通信需求：根据需要与外部设备的通信方式选择合适的通信模块。

环境条件：考虑工作环境的温度、湿度、振动等因素，选择符合工业标准的模块。

成本预算：在满足功能需求的前提下，选择性价比高的硬件配置。

示例：

假设我们需要为一个中型的天然气处理站配置PLC系统，具体需求如下：

输入点数：20个（包括12个数字输入点和8个模拟输入点）

输出点数：16个（包括10个数字输出点和6个模拟输出点）

通信需求：与远程监控中心进行数据交换

根据这些