青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室第二章第二章 S7-1200的硬件结构和安装维护的硬件结构和安装维护青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室CPU输入接口输入接口输出接口输出接口存存储储器器电源电源外围接口外围接口编程设备编程设备不论哪种类型的不论哪种类型的PLC，其基本结构都是相同的，其基本结构都是相同的 PLC的基本结构的基本结构青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室1.CPU 2.存储器存储器 3.输入输出电路输入输出电路 4.编程装置编程装置5.电源电源6.外围接口外围接口 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 CPU是整个系统的核心部件，主要由运算器、控制是整个系统的核心部件，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成。此外，还有外围芯片、总线接口及有和控制总线构成。此外，还有外围芯片、总线接口及有关电路。关电路。 1. CPU CPU中的中的控制器控制器控制控制PLC工作，由它读取指令，工作，由它读取指令，解释并执行命令。工作的时序（节奏）则由振荡信号解释并执行命令。工作的时序（节奏）则由振荡信号控制。控制。 CPU中的中的运算器运算器用于完成算术或逻辑运算，在控用于完成算术或逻辑运算，在控制器的指挥下工作。制器的指挥下工作。 CPU中的中的寄存器寄存器参与运算，并存储运算的中间结参与运算，并存储运算的中间结果。它也是在控制器的指挥下工作。果。它也是在控制器的指挥下工作。 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室作为作为PLC的核心，的核心，CPU的功能主要包括以下几个方面：的功能主要包括以下几个方面：（1）CPU接收从编程器或计算机输入的程序和数据，接收从编程器或计算机输入的程序和数据，并送入用户程序存储器中存储。并送入用户程序存储器中存储。（2）监视电源、）监视电源、PLC内部各个单元电路的工作状态。内部各个单元电路的工作状态。（3）诊断编程过程中的语法错误，对用户程序进行编）诊断编程过程中的语法错误，对用户程序进行编译。译。（4）在）在PLC进入运行状态后，从用户程序存储器中逐进入运行状态后，从用户程序存储器中逐条读取指令，并分析、执行该指令。条读取指令，并分析、执行该指令。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室（5）采集由现场输入装置送来的数据，并存入指定的）采集由现场输入装置送来的数据，并存入指定的寄存器中。寄存器中。（6）按程序进行处理，根据运算结果，更新有关标志）按程序进行处理，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态或数据寄存器的内容。位的状态和输出状态或数据寄存器的内容。（7）根据输出状态或数据寄存器的有关内容，将结果）根据输出状态或数据寄存器的有关内容，将结果送到输出接口。送到输出接口。（8）响应中断和各种外围设备（如编程器、打印机等）响应中断和各种外围设备（如编程器、打印机等）的任务处理请求。的任务处理请求。 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室2、存储器RAM ROM E2PROM3、输入输出电路输入模块：直流、交流输出模块：三种4、编程装置5、电源6、外围接口青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 S7-1200 PLC的硬件结构的硬件结构青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室I/O状态指示灯以太网接口存储卡插槽CPU状态指示灯安装信号板处青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室信号板的使用信号板的使用青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室SB 1221 DC200 kHzSB 1222 DC200 kHzSB 1223 DC/DC200 kHzSB 1223 DC/DCDI 4 x 24V DCDQ 4 x 24V DC 0.1ADI 2 x 24V DC /DQ 2 x 24V DC 0.1ADI 2 x 24V DC /DQ 2 x 24V DC 0.5ADI 4 x 5V DCDQ 4 x 5V DC 0.1ADI 2 x 5V DC /DQ 2 x 5V DC 0.1AAQ 1 x 12 Bit10V DC / 0-20mAS7-1200的信号板的信号板青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室S7-1200的信号模块的信号模块青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室应用复杂程度应用复杂程度I/O 能力能力, 程序大小程序大小, 指令速度指令速度, 通讯能力通讯能力, 低端的离散自动化系统和独立自动化系统中使用的小型控制器模块SIMATIC S7-1200中端的离散自动化系统中使用的控制器模块SIMATIC S7-300高端的离散和过程自动化系统中使用的的控制器模块SIMATIC S7-400低端独立自动化系统中简单的开关控制解决方案使用的智能逻辑控制器LOGO!低端的离散自动化系统和独立自动化系统中使用的紧凑型控制器模块S7-200CN青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室最多可扩展最多可扩展7个模块个模块最多可扩展最多可扩展8个模块个模块(SM)最多可扩展最多可扩展3个模个模块块(CM)最多可扩展最多可扩展8个模块个模块(Rack0)S7-200S7-300S7-1200可扩展性可扩展性青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室Symbolic“ DBClassic“ DB利用利用“符号化存取符号化存取”，可以最优化分配数据块所占的存储区，可以最优化分配数据块所占的存储区混合声明的数据类型使内存混合声明的数据类型使内存非常杂乱非常杂乱组织化数据使内存消组织化数据使内存消耗最优化耗最优化数据块的存储区优化数据块的存储区优化青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 S7-1200 CPU有一个内部电源，为有一个内部电源，为CPU、信号、信号模块、信号扩展板、通信模块提供电源，并且也可模块、信号扩展板、通信模块提供电源，并且也可以为用户提供以为用户提供24 V电源。电源。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室CPU功率预算功率预算5 VDC24 VDCCPU 1214C AC/DC/继电器继电器1600 mA400 mA减减系统要求系统要求5 VDC24 VDCCPU 1214C，14点输入点输入-14*4 mA=56 mA1个个SM 1223，5V电源电源145 mA-1个个SM 1223，8点输入点输入-8*4 mA=32 mA1个个SM 1223，8点继电器输出点继电器输出-8*11 mA=88 mA总要求总要求145 mA176 mA总电流差额总电流差额1455 mA224 mA电源功率的计算电源功率的计算青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 S7-1200 PLC的安装和拆卸的安装和拆卸S7-1200安装时要注意以下几点：安装时要注意以下几点：（1）可以将）可以将S7-1200安装在面板或标准导轨上，并安装在面板或标准导轨上，并且可以水平或垂直安装且可以水平或垂直安装S7-1200。（2）S7-1200采用自然冷却方式，因此要确保其安采用自然冷却方式，因此要确保其安装位置的上、下部分与临近设备之间至少留出装位置的上、下部分与临近设备之间至少留出25 mm的空间，并且的空间，并且S7-1200与控制柜外壳之间的距离与控制柜外壳之间的距离至少为至少为25 mm(安装深度安装深度)。（3）当采用垂直安装方式时，其允许的最大环境）当采用垂直安装方式时，其允许的最大环境温度要比水平安装方式降低温度要比水平安装方式降低10，此时要确保，此时要确保CPU被安装在最下面。被安装在最下面。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室CPU安装示意图安装示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室拆卸拆卸CPU示意图示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室安装信号模块安装信号模块青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室伸出总线连接器伸出总线连接器青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室安装通信模块示意图安装通信模块示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室安装信号板示意图安装信号板示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室拆卸信号板示意图拆卸信号板示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室安装端子板连接器示意图安装端子板连接器示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室2.4S7-1200 PLC的接线的接线在安装和移动在安装和移动S7-1200模块及其相关设备时，一定要模块及其相关设备时，一定要切断所有的电源。切断所有的电源。S7-1200设计安装和现场接线的注设计安装和现场接线的注意事项如下。意事项如下。（1）使用正确的导线，采用）使用正确的导线，采用1.50mm2 0.50mm2 的的导线。导线。（2）尽量使用短导线）尽量使用短导线(最长最长500米屏蔽线或米屏蔽线或300米非屏米非屏蔽线蔽线)，导线要尽量成对使用，用一根中性或公共导线，导线要尽量成对使用，用一根中性或公共导线与一根热线或信号线相配对。与一根热线或信号线相配对。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室（3）将交流线和高能量快速开关的直流线与低能量）将交流线和高能量快速开关的直流线与低能量的信号线隔开。的信号线隔开。（4）针对闪电式浪涌，安装合适的浪涌抑制设备。）针对闪电式浪涌，安装合适的浪涌抑制设备。（5）外部电源不要与）外部电源不要与DC输出点并联用作输出负载，输出点并联用作输出负载，这可能导致反向电流冲击输出，除非在安装时使用这可能导致反向电流冲击输出，除非在安装时使用二极管或其它隔离栅。二极管或其它隔离栅。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室使用隔离电路时的接地与电路参考点应遵循以下使用隔离电路时的接地与电路参考点应遵循以下几点：几点：（1）为每一个安装电路选一个合适的参考点）为每一个安装电路选一个合适的参考点(0V)。（2）隔离元件用于防止安装中的不期望的电流）隔离元件用于防止安装中的不期望的电流产生。应考虑到哪些地方有隔离元件，哪些地方没产生。应考虑到哪些地方有隔离元件，哪些地方没有，同时要考虑相关电源之间的隔离以及其它设备有，同时要考虑相关电源之间的隔离以及其它设备的隔离等。的隔离等。（3）选择一个接地参考点。）选择一个接地参考点。（4）在现场接地时，一定要注意接地的安全性，）在现场接地时，一定要注意接地的安全性，并且要正确地操作隔离保护设备。并且要正确地操作隔离保护设备。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室无源触点接线示意图无源触点接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室有源直流输入接线示意图有源直流输入接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室外部不同电源供电示意图外部不同电源供电示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室 晶体管输出形式的晶体管输出形式的DO接线示意图接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室继电器输出形式的继电器输出形式的DO接线示意图接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室四线制接线示意图四线制接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室三线制接线示意图三线制接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室二线制接线示意图二线制接线示意图青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室直流感性负载情况下对晶体管输出电路采用二极管直流感性负载情况下对晶体管输出电路采用二极管旁路保护旁路保护青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室直流感性负载情况下对触点输出模块采用阻容电路直流感性负载情况下对触点输出模块采用阻容电路旁路电磁能量旁路电磁能量青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室西门子先进自动化技术联合实验室交流感性负载情况下采用触点并联阻容电路消除触交流感性负载情况下采用触点并联阻容电路消除触点间的电火花点间的电火花