西門子S7-1200模塊6ES7241-1CH32-0XB0

西門子S7-1200模塊6ES7241-1CH32-0XB0

西門子S7-1200與增量編碼器的連接.

　　西門子S7-1200的數(shù)字輸入開關(guān)點(diǎn)均提供了增量編碼器脈沖信號(hào)的快速計(jì)數(shù)器功能，單相信號(hào)達(dá)到200KHz，雙相信號(hào)（可四倍頻及判斷方向）達(dá)到80KHz，對(duì)于常用的2500PPR（每轉(zhuǎn)分辨脈沖數(shù)），轉(zhuǎn)速快達(dá)到1920RPM（每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)）。增量編碼器的信號(hào)為PNP單向開路信號(hào)，推薦選型的增量編碼器建議為10—30V推挽式輸出型，例如GI58N增量型編碼器。

西門子S7-1200與值編碼器4—20mA信號(hào)的連接

　　值編碼器信號(hào)不怕干擾，停電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，PLC對(duì)于值編碼器無需時(shí)刻計(jì)數(shù)，對(duì)于CPU掃描無需計(jì)算中斷時(shí)間并節(jié)省CPU資源，尤其是現(xiàn)在值編碼器的市場價(jià)格大幅度下降，同時(shí)因數(shù)據(jù)可靠性的提高，對(duì)于使用值編碼器可節(jié)省調(diào)試時(shí)間，減少售后服務(wù)成本，實(shí)際使用效果及性價(jià)比已遠(yuǎn)優(yōu)于選用增量型編碼器，在PLC位置定位中已有越來越多的用戶傾向于使用值編碼器。

　　由于S7-1200的經(jīng)濟(jì)性，與值編碼器的連接較為經(jīng)濟(jì)和方便的4—20mA信號(hào)接口，西門子S7-1200均自帶2路4—20mA輸入接口，可直接連接2個(gè)帶有4—20mA輸出接口的值編碼器。

　　值編碼器分單圈值和多圈值，單圈值編碼器是指編碼器旋轉(zhuǎn)在360度以內(nèi)工作，或者0—180度內(nèi)工作，這樣選擇的編碼器，4mA對(duì)應(yīng)0度，360度（或180度）對(duì)應(yīng)20mA，在PLC內(nèi)的數(shù)據(jù)線性對(duì)應(yīng)角度值，每一個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)的角度值，該數(shù)據(jù)無需靠計(jì)數(shù)，不怕干擾與停電，可直接編程使用。單圈值編碼器推薦使用GMS412.LB（代號(hào)9400S）,該編碼器可設(shè)定20mA對(duì)應(yīng)的角度值和旋轉(zhuǎn)方向、零點(diǎn)偏置，例如可設(shè)定20mA對(duì)應(yīng)180度，編碼器工作在0—180度內(nèi)。

　　在長度或高度的PLC定位控制中，常需要編碼器旋轉(zhuǎn)超過360度的工作范圍，就需要選擇多圈值編碼器了，多圈值編碼器的4—20mA輸出有兩類，一類是固定量程的多圈值，例如16圈、64圈、256圈，即20mA對(duì)應(yīng)值為16圈終點(diǎn)、64圈或256圈，此類編碼器較為經(jīng)濟(jì)，推薦的型號(hào)為GEX60.LB；另一類為智能型多圈值編碼器，20mA可設(shè)定在1—4096圈中間的任何位置，并可設(shè)置零點(diǎn)偏置，推薦的型號(hào)為GAX60.LB（代號(hào)9600），此款編碼器應(yīng)用極為廣泛，已在起重、水利、、石油、化工、及各種工業(yè)機(jī)械等很多領(lǐng)域有大量成功應(yīng)用。

西門子S7-1200與值編碼器RS485或Modbus RTU信號(hào)的連接

　　西門子S7-1200可配置通訊接口RS485，該接口可連接值編碼器的RS485信號(hào)，包括單圈值和多圈值，值編碼器的RS485信號(hào)有多種形式，較為常用的有簡單型RS485廣播模式（主站模式主動(dòng)廣播發(fā)送）、帶地址由指令發(fā)送的自由協(xié)議（從站被動(dòng)模式）、Modbus RTU模式等等，其中如果僅連接一個(gè)值編碼器，可用編碼器主動(dòng)模式，協(xié)議簡單信號(hào)可靠，而如果要連接多個(gè)編碼器（總線方式），可選用Modbus Rtu模式，但是該方式因?yàn)橐喸?，每個(gè)編碼器返回?cái)?shù)據(jù)刷新較慢，不適合快速移動(dòng)的控制。

　　推薦的主動(dòng)模式RS485編碼器，單圈值的型號(hào)為GES38.RDB，或GES60.RDB，或GMS412.LB（代號(hào)9400S）;多圈值的型號(hào)為GEX60.LB（64圈），或GAX60.LB（代號(hào)9600）(4096圈)

　　推薦的被動(dòng)指令模式RS485編碼器（可連接1-9個(gè)編碼器，含地址），單圈值的型號(hào)為GMS412.LB（代號(hào)9400S）;多圈值的型號(hào)為GEX60.LB（64圈），或GAX60.LB（代號(hào)9600）(4096圈)。

　　推薦的Modbus RTU模式的編碼器，單圈值的型號(hào)為GMS412.RMB;多圈值的型號(hào)為GAX60.RMB (4096圈)。

西門子S7-1200與值編碼器Profibus-DP信號(hào)的連接

　　西門子S7-1200可配置Profibus—DP總線通訊接口，這個(gè)接口為歐系值編碼器常用的輸出模式，可選各種歐系進(jìn)口品牌編碼器，包括國產(chǎn)品牌的值編碼器，該接口為西門子常用接口，但是該接口編碼器成本高，包括配置電纜布線成本都較高，對(duì)于1200的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)不合適了，不在此推薦。

西門子S7-1200模塊6ES7241-1CH32-0XB0

S7-1200 外形及安裝
安裝簡單方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置安裝夾，能夠方便地安
裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的安裝夾可以咬合
到某個(gè)伸出位置，以便在需要進(jìn)行背板懸掛安裝時(shí)提供安裝孔。
SIMATIC S7-1200 硬件可進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些特性為用
戶安裝 PLC 提供了大的靈活性，同時(shí)也使得 SIMATIC S7-1200
成為眾多應(yīng)用場合的理想選擇。
可拆卸的端子
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都配備了可拆卸的端子板。因此只需
要進(jìn)行一次接線即可，從而在項(xiàng)目的啟動(dòng)和調(diào)試階段節(jié)省了寶貴的
時(shí)間。除此之外，它還簡化了硬件組件的更換過程。
緊湊的結(jié)構(gòu)
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設(shè)計(jì)時(shí)都力求緊湊，以節(jié)省在控制
柜中的安裝占用空間。例如，CPU 1215C 的寬度僅有 130 mm，
CPU 1214C 的寬度僅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬
度也僅有 90 mm。通信模塊和信號(hào)模塊的體積也十分小巧，使得
這個(gè)緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，

SIMATIC S7-1200 CPU 多 可
以添加三個(gè)通信模塊，支持
PROFIBUS 主從站通信，RS485
和 RS232 通信模塊為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的
串行通信提供連接及 I/O 連接主
站。對(duì)該通信的組態(tài)和編程采
用了擴(kuò)展指令或庫功能、USS 驅(qū)
動(dòng)協(xié)議、Modbus RTU 主站和從
站協(xié)議，它們都包含在 SIMATIC
STEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)中。

存儲(chǔ)器
智能設(shè)備
為用戶指令和數(shù)據(jù)提供高達(dá)
150 KB 的共用工作內(nèi)存。同時(shí)
還提供了高達(dá) 4 MB 的集成裝載
內(nèi)存和 10 KB 的掉電保持內(nèi)存。
SIMATIC 存儲(chǔ)卡可選，通過不同
的設(shè)置可用作編程卡、傳送卡和
固件更新卡三種功能。通過它
可以方便地將程序傳輸至多個(gè)
CPU。該卡還可以用來存儲(chǔ)各種
文件或更新控制器系統(tǒng)的固件。
（對(duì)V3.0及之后的版本不適用）
通過簡單的組態(tài)，S7-1200 控制
器通過對(duì) I/O 映射區(qū)的讀寫操作可
實(shí)現(xiàn)主從架構(gòu)的分布式 I/O 應(yīng)用。
CPU可以連接在不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中

SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有三種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個(gè)信號(hào)板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時(shí)不影響控制器的實(shí)際大小?？蓪⑿盘?hào)模塊連接至 CPU 的右側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號(hào)模塊，CPU 1214C 可連接 8 個(gè)信號(hào)模塊。最后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達(dá) 3 個(gè)通訊模塊，便于實(shí)現(xiàn)端到端的串行通訊。安裝簡單方便所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有內(nèi)置的卡扣，可簡單方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的卡扣也可以卡入到已擴(kuò)展的位置，當(dāng)需要安裝面板時(shí)，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項(xiàng)。這些集成的功能在安裝過程中為用戶提供了最大的靈活性，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應(yīng)用提供了實(shí)用的解決方案。.

節(jié)省空間的設(shè)計(jì)所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，以節(jié)省控制面板的空間。例如，經(jīng)過測量，CPU 1214C 的寬度僅為 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm。結(jié)合通信模塊和信號(hào)模塊的較小占用空間，在安裝過程中，該模塊化的緊湊系統(tǒng)節(jié)省了寶貴的空間，為您提供了率和最大靈活性。SIMATIC S7-1200可擴(kuò)展的緊湊自動(dòng)化的模塊化概念SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強(qiáng)大的集成技術(shù)功能和可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)。它實(shí)現(xiàn)了簡便的通信、有效的技術(shù)任務(wù)解決方案，并能*一系列的獨(dú)立自動(dòng)化需求。亮點(diǎn)可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)信號(hào)模塊：最大的 CPU 最多可連接八個(gè)信號(hào)模塊，以便支持其它數(shù)字量和模擬量 I/O。信號(hào)板：可將一個(gè)信號(hào)板連接至所有的 CPU，讓您通過在控制器上添加數(shù)字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時(shí)不影響其實(shí)際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)，以*您應(yīng)用的需求。內(nèi)存為用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的浮動(dòng)邊界提供多達(dá) 50 KB 的集成工作內(nèi)存。同時(shí)提供多達(dá) 2 MB 的集成加載內(nèi)存和 2 KB 的集成記憶內(nèi)存?？蛇x的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡可輕松轉(zhuǎn)移程序供多個(gè) CPU 使用。該存儲(chǔ)卡也可用于存儲(chǔ)其它文件或更新控制器系統(tǒng)固件。
 
集成的 PROFINET 接口集成的 PROFINET 接口用于進(jìn)行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，該接口支持使用開放以太網(wǎng)協(xié)議的第三方設(shè)備。該接口具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的 RJ45 連接器，并提供 10/100 兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率。它支持多達(dá) 16 個(gè)以太網(wǎng)連接以及以下協(xié)議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。SIMATIC S7-1200 集成技術(shù)SIMATIC S7-1200 具有用于進(jìn)行計(jì)算和測量、閉環(huán)回路控制和運(yùn)動(dòng)控制的集成技術(shù)，是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多種類型的自動(dòng)化任務(wù)。用于速度、位置或占空比控制的高速輸出SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個(gè)高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調(diào)諧脈沖寬度的輸出。當(dāng)作為 PTO 進(jìn)行組態(tài)時(shí)，以高達(dá) 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用其中兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器在內(nèi)部提供對(duì)脈沖序列輸出的反饋。當(dāng)作為 PWM 輸出進(jìn)行組態(tài)時(shí)，將提供帶有可變占空比的固定周期數(shù)輸出，用于控制馬達(dá)的速度、閥門的位置或發(fā)熱組件的占空比。PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊SIMATIC S7-1200 支持控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用軸技術(shù)對(duì)象和國際認(rèn)可的 PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊，在工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態(tài)該功能。除“home”和“jog”功能，也支持絕對(duì)移動(dòng)、相對(duì)移動(dòng)和速度移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板，簡化了步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)和調(diào)試操作。它提供了單個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，以及在線診斷信息。用于閉環(huán)回路控制的 PID 功能SIMATIC S7-1200 最多可支持 16 個(gè) PID 控制回路，用于簡單的過程控制應(yīng)用。借助 PID 控制器技術(shù)對(duì)象和工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持編輯器，可輕松組態(tài)這些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動(dòng)調(diào)整功能，可自動(dòng)為節(jié)省時(shí)間、積分時(shí)間和微分時(shí)間計(jì)算最佳調(diào)整值。
PID 調(diào)試控制面板SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的 PID 調(diào)試控制面板，簡化了回路調(diào)整過程。它為單個(gè)控制回路提供了自動(dòng)調(diào)整和手動(dòng)控制功能，同時(shí)為調(diào)整過程提供了圖形化的趨勢視圖。

西門子PLC S7-1200系列是一款中小型西門子PLC，可以在各種自動(dòng)化項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用。S7-1200系列設(shè)計(jì)較為緊湊，經(jīng)濟(jì)性較好，而且指令功能較為強(qiáng)大，因此在各種自動(dòng)化控制解決方案中有較廣泛的應(yīng)用。作為西門子PLC S7-200系列的升級(jí)版，西門子PLC S7-1200具有很多集成在CPU上的功能，與此同時(shí)，它還具有多種擴(kuò)展模塊，例如：模擬量擴(kuò)展模塊，用戶可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需求進(jìn)行選擇和配置。本文下面對(duì)西門子PLC S7-1200的模擬量擴(kuò)展模塊中的信息類型做一個(gè)說明，供用戶在選擇配置過程中進(jìn)行參考使用。
二、西門子PLC S7-1200模擬量信號(hào)類型
西門子PLC S7-1200系列模擬量信號(hào)分為模擬量輸入和模擬量輸出兩大類，分別介紹如下：
1. 模擬量輸入信號(hào)
（1）SM1231 4AI，分辨率12位+符號(hào)位，負(fù)載信號(hào)類型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范圍：-27648~27648，電流信號(hào)范圍是0~27648；
（2）SM1231 8AI，分辨率12位+符號(hào)位，負(fù)載信號(hào)類型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范圍：-27648~27648，電流信號(hào)范圍是0~27648；
（3）SM1231 4AI/2AO，分辨率12位+符號(hào)位，負(fù)載信號(hào)類型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范圍：-27648~27648，電流信號(hào)范圍是0~27648；
2. 模擬量輸出信號(hào)
（1）SM1232 2AO，分辨率：電壓14位，電流13位，負(fù)載信號(hào)類型：電壓±10V，電流0~20mA，量程范圍：電壓-27648~27648，電流0~27648；
（2）SM1232 8AO，分辨率：電壓14位，電流13位，負(fù)載信號(hào)類型：電壓±10V，電流0~20mA，量程范圍：電壓-27648~27648，電流0~27648；
（3）SM1232 4AI/2AO，分辨率：電壓14位，電流13位，負(fù)載信號(hào)類型：電壓±10V，電流0~20mA，量程范圍：電壓-27648~27648，電流0~27648；
（4）SM1232 1AO，分辨率：電壓12位，電流11位，負(fù)載信號(hào)類型：電壓±10V，電流0~20mA，量程范圍：電壓-27648~27648，電流0~27648；