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西門子SIMATIC系列PLC的子系列的功能和適用范圍

SIMATIC S7-200系列PLC

SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性價格比。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。    

SIMATIC S7-300系列PLC

S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多的產品，它已成功地用于范圍廣泛的自動化領域。S7-300 的重點在于為生產制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個通用的自動化平臺，是用于集中式或分布式結構的解決方案。模塊化設計，安裝簡單、維護方便。

S7系列PLC分為S7-200小型機、 S7-300中型機、S7-400大型機。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型機，其結構緊湊、功能強，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)�？刂葡到y(tǒng)中應用廣泛。

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數據類型
  • 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應時間縮短
  • 功能強大的網絡連接：
    每個 CPU 均標配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實現(xiàn)位置精確的傳動
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數實現(xiàn)最優(yōu)控制質量
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經授權讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號： 只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念： 
    也可以對和 HMI設備之間進行的通信進行限制。
  • 操作保護： 
    該控制器可以識別工程組態(tài)數據的更改和未授權傳輸。
• 設計與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、高級別名稱、位置名稱等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設置 CPU 或者所連接以太網通信處理器的地址、設置日期和時間、選擇 CPU 的操作模式、復位 CPU 至默認設置、禁用/啟用顯示器、激活保護等級。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機界面設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲卡（運行 CPU 所需）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數創(chuàng)建數據塊實現(xiàn)數據存儲/讀取
• 數據記錄（歸檔）和配方
  • csv 格式配方文件存儲并歸檔在 SIMATIC 存儲卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪問與設備相關的運行數據
  • 通過網頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進行編程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動地完成大部分程序代碼的轉換工作。 記錄不可轉換的代碼，并可以手動進行調整。
  • STEP 7 V11 項目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
  • S7-1200 程序可通過復制/粘貼手段轉移至 S7-1500

基本型控制器

基本型控制器是適合中低端應用的智能控制器。包括標準型和安全型。通過其集成輸入和輸出以及工藝功能，可實現(xiàn)高性價比的緊湊解決方案。使用基本型控制器，可通過集成和可選通信接口，實現(xiàn)聯(lián)網簡便的靈活解決方案。

基本型控制器可在 TIA 博途平臺中進行組態(tài)和編程。工程組態(tài)效率高，而且，隨著應用復雜性的增加，還可方便地轉為使用高級型控制器。

• 中低端緊湊型控制器
• 大規(guī)模集成，節(jié)省空間，功能強大
• 具有出色的實時性能和功能強大的通信選件：
  • 帶有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可與 SIMATIC 控制器、HMI、編程設備和其它自動化組件進行通信
• 所有 CPU 都可用于單機模式、網絡以及分布式結構
• 安裝、編程和操作極為簡便
• 集成式 Web 器，帶有標準和用戶特定 Web 頁面
• 數據記錄功能，用于歸檔用戶程序的運行數據
• 強大的集成工藝功能，如計數、測量、閉環(huán)控制和運動控制
• 集成數字量和模擬量輸入/輸出
• 靈活的擴展設備
  • 可直接用于控制器的信號板卡
  • 可通過 I/O 通道對控制器進行擴展的信號模塊
  • 附件，如電源、開關模塊或 SIMATIC 存儲卡等

SIMATIC S7-1200 控制器用于處理機械設備制造和工廠建造中的開環(huán)和閉環(huán)控制任務。

由于具有模塊化的緊湊型設計，同時又具有高性能，SIMATIC S7-1200 適用于廣泛的自動化應用。其應用范圍從取代繼電器和接觸器，一直延伸到網絡中以及分布式結構內的復雜自動化任務。

S7-1200 在先前出于經濟原因而開發(fā)專用電子裝置的領域中日益得到應用。

例如，應用的例子包括：

• 貼片系統(tǒng)
• 傳送帶系統(tǒng)
• 電梯和自動扶梯
• 物料輸送設備
• 金屬加工機械
• 包裝機械
• 印刷機械
• 紡織機械
• 混合系統(tǒng)
• 淡水處理廠
• 污水處理廠
• 外置顯示器
• 配電站
• 室溫控制
• 加熱/冷卻系統(tǒng)控制
• 能源管理
• 消防系統(tǒng)
• 空調
• 照明控制
• 泵控制
• 安防/門禁系統(tǒng)

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：

• 性能分級的不同型號緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器。
• 各種信號板卡（模擬量和數字量），用于在 CPU 上進行經濟的模塊化控制器擴展，同時節(jié)省安裝空間。
• 各種數字量和模擬量信號模塊。
• 各種通信模塊和處理器。
• 帶 4 個端口的以太網交換機，用于實現(xiàn)各種網絡拓撲
• SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊
• PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC

機械特性

• 堅固、緊湊的塑料機殼
• 連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護
• 模擬量或數字量擴展模塊也具有可拆卸的連接端子

設備特性

• 國際標準：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產質量管理體系已按照 ISO 9001 進行。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各種通信機制：

• 集成 PROFINET IO 控制器接口
• 帶 PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊
• 帶 PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊
• GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 移動電話網絡
• LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長期演進）移動電話網絡中進行通信。
• 通信處理器，可通過以太網接口連接到 TeleControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網絡進行安全通信。
• 通信處理器，可連接到應用的控制中心。
• RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統(tǒng)。
• 模塊 SM1278，用于連接 IO-Link 傳感器和執(zhí)行器。
• 通過通信模塊實現(xiàn)點到點連接。

PROFINET 接口

通過集成 PROFINET 接口，可與以下設備通信：

• 編程設備
• HMI 設備
• 其它 SIMATIC 控制器
• PROFINET IO 自動化組件

支持以下協(xié)議：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通信

可連接以下設備：

• 通過標準 5 類電纜連接現(xiàn)場編程器和 PC。
  

在編程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

• SIMATIC HMI 精簡面板

在精簡面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

• 其它 SIMATIC S7-1200 控制器

通過 CSM 1277 以太網交換機連接多臺設備

點到點接口，可自由編程的接口模式

通信模塊可通過點到點連接進行通信。采用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下進行數據傳輸。采用面向位的用戶特定通信協(xié)議（例如，ASCII 協(xié)議、USS 或 Modbus）。

可以連接任何具有串行接口的終端設備，如驅動、打印機、條碼讀碼器、調制解調器等。

在可編程接口模式下，通過 CM 1241 實現(xiàn)點到點連接

西門子S7-200網絡的通訊設置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網絡隔離，應考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導致通訊失敗或者設備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產生這種不希望的電流。

為網絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網段的最大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。

表1 網絡電纜的最大長度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的最大距離為50m。測量該距離時，從網段的第一個節(jié)點開始。到網段的最后一個節(jié)點。

在網絡中使用中繼器

RS-485中繼器為網段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網絡的長度：在網絡中使用一個中繼器可以使網絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點，網絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網段的長度。在一個串聯(lián)網絡中，最多可以使用9個中繼器。但網絡的長度不能超過9600m.

●為網絡增加設備：在9600的波特率下。50米距離之內，一個網段最多可以連接32個設備，使用一個中繼器允許在網絡上增加32個設備。

●在不同的網段之間電隔離：如果不同的網段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網絡的通訊質量。

一個中繼器在網絡中被算作網段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。