西门子模块6ES7215-1BG40-0XB0

西门子模块6ES7215-1BG40-0XB0

S7-200系列CPU具有强大的通信能力。主要支持以下几种协议：
1．PI(Point-to-Point)协议,即点到点接口协议。PPI是一个主/从协议，主站(其它CPU或SIMATIC编程器)给从站发送申请，从站进行响应。从站不初始化信息，只响应主站的申请或查询。如果在用户程序中允许PPI主站模式，S7-200 CPU在RUN模式下可以作为主站，还可以利用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令读写其他CPU，同时也能够作为从站响应来自其它主站的申请。采用PPI协议的网络中多只能有32个主站。该协议主要是用来编程、PPI组网等
2．MPI(Multi-Point)协议,即多点接口协议。MPI可以是主/主协议或主/从协议，协议如何操作依赖于设备类型（设备是S7-200系列CPU时建立主/从连接）。MPI总在两个相互通信的设备之间建立连接，其它主站不能干涉两个设备之间已建立的连接。由于S7-200的连接是非公用的，并且需要CPU中的资源，每个S7-200 CPU只能支持4个连接，每个EM277模块支持6个连接。在使用时，每个S7-200 CPU和EM277模块保留两个连接，分别用于连接SIMATIC编程器（或计算机）以及操作面板。这些保留连接不能被其它类型的主站使用。
3．ROFIBUS协议。PROFIBUS协议设计用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。PROFIBUS网络通常有一个主站和几个I/O从站，主站配置成知道所连接的I/O从站的型号和地址。主站初始化网络并核对网络上的从站设备和配置中的是否匹配。主站连续的把输出数据写到从站并从它们读取输入数据。
4．户自定义协议(自由口协议)。自由口协议可以由用户定义通讯协议，通过用户程序控制S7-200通信口的操作模式，将CPU与任意通讯协议公开的设备联网，如上位计算机、打印机、变频器等。用户程序通过使用接收中断、发送中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV)来控制通信口的操作。在自由口模式下，通信协议完全由用户程序控制。用户程序通过设置SMB30(0口)允许自由口模式，而且只有在CPU处于RUN模式时才能允许。当CPU处于STOP模式时，自由口通信停止，通信口转换成正常的PPI协议操作。
可以利用PC/PPI电缆和自由口通信功能把S7-200 CPU连接到许多和RS-232标准兼容的设备。PC/PPI电缆支持波特率设置，利用PC/PPI电缆盒上的DIP开关可以配置所需的波特率。波特率和开关位置的对应关系如表4-6所示：
表4-6 波特率和开关位置对应表
波特率


当数据从RS-232传送到RS-485口时，PC/PPI电缆是发送模式。当数据从RS-485传送到RS-232口时，PC/PPI电缆是接收模式。当检测到RS-232的发送线有字符时，电缆立即从接收模式转换到发送模式。当RS-232发送线处于闲置的时间超过电缆切换时间时，电缆又切换到接收模式。这个时间与电缆上的DIP开关设定的波特率选择有关，如表4-7所示：
在使用自由口的系统中使用PC/PPI电缆时，必须在S7-200 CPU的用户程序中包含转换时间。S7-200 CPU在接收到RS-232设备的申请信息后，S7-200 CPU的发送信息响应必须延迟超过或等于电缆的切换时间。RS-232设备在接收到RS-232设备的申请信息后，S7-200 CPU的下一次申请信息的发出必须延迟超过或等于电缆的切换时间。在以上两种情况中，需要通过延迟使PC/PPI电缆有足够的时间从发送模式切换到接收模式，以便于数据从RS-485口传送到RS-232口

• 一、输入输出（I/O）点数的估算
      I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再10%～20%的可扩展
      余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
      二、存储器容量的估算
      存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
      存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
      三、控制功能的选择
      该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
      (一)运算功
      简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。
      (二)控制功能
      控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。
      (三)通信功能
      大中型PLC应支持多种现场总线和通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信，应是开放的通信网络。
      PLC的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合，通信距离应装置实际要求
      PLC的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）PLC网络（各厂商的PLC通信网络）。
      为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。
•  (四)编程功能
      离线编程：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程可成本，但使用和调试不方便。在线编程：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种成本较高，但调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
      五种化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求

紧凑型 CPU 1215C 带有：

• 3 种设备类型，带有不同的电源和控制电压。
• 集成电源，可作为宽范围交流或直流电源（85 ~ 264 V AC 或 24 V DC）
• 集成的 24 V 编码器/负载电流源：
• 用于直接连接传感器和编码器。带有 400 mA 输出电流，它也可用作负载电源。
• 14 点集成 24 V 直流数字量输入（漏电流/源电流（IEC 1 型漏电流））。
• 10 点集成数字量输出，24 V 直流或继电器。
• 2 点集成模拟量输入 0 ~ 10 V。
• 2 点集成模拟量输出 0 ~ 20 mA。
• 4 点脉冲输出 (PTO)，频率高 100 kHz。
• 脉冲宽度调制输出 (PWM)，频率高 100 kHz。
• 2 个集成以太网接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）。
• 6 个快速计数器（3 个大频率为 100 kHz；3 个大频率为 30 kHz），带有可参数化的使能和复位输入，可以同时用作带有 2 点单独输入的加减计数器，或用于连接增量型编码器
• 通过附加通信接口扩展，例如，RS485 或 RS232
• 通过信号板使用模拟或数字信号直接在 CPU 上扩展（保持 CPU 安装尺寸）
• 通过信号模块使用各种模拟量和数字量输入和输出信号扩展。
• 可选存储器扩展（SIMATIC 存储卡）。
• PID 控制器，具有自动调谐功能。
• 集成实时时钟。
• 中断输入：
  对过程信号的上升沿或下降沿作出极高速响应
• 所有模块上均为可拆卸的端子。
• 仿真器（可选）：
  用于仿真集成输入和测试用户程序。

制造行业中的创新系统解决方案——模块化控制器SIMATIC S7-1200 控制器具有模块化、结构紧凑、功能等特点，适用于多种应用，能够保障现有投资的长期安全。由于该控制器具有可扩展的灵活设计，符合工业通讯标准的通讯接口，以及的集成工艺功能，因此它可以作为一个组件集成在完整的综合自动化解决方案中。

通讯模块集成工艺

集成的 PROFINET 接口用于编程、HMI 通讯和 PLC 间的通讯。此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通讯。该接口带一个具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的 RJ45 连接器，提供10/100 Mbit/s 的数据传输速率，它支持最多 16 个以太网连接以及下列协议：TCP/IPnative、ISO-on-TCP 和 S7 通讯。

SIMATIC S7-1200 CPU 最多可以添加三个通讯模块。RS485和 RS232 通讯模块为点到点的串行通讯提供连接。对该通讯的组态和编程采用了扩展指令或库功能、USS 驱动协议、Modbus RTU 主站和从站协议，它们都包含在 SIMATICSTEP 7 Basic 工程组态系统中。

高速输入

SIMATIC S7-1200 控制器带有多达6个高速计数器。其中3个输入为100kHz，3个输入为30kHz，用于计数和测量。

高速输出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个100kHz的高速脉冲输出，用于步进电机或控制伺服驱动器的速度和位置。这两个输出都可以输出脉宽调制信号来控制电机速度、阀位置或加热元件的占空比。

存储器

用户程序和用户数据之间的可变边界可提供最多50KB容量的集成工作内存。同时还提供了最多2MB 的集成装载内存和 2 KB 的掉电保持内存。SIMATIC 存储卡可选，通过它可以方便地将程序传输至多个CPU。该卡还可以用来存储各种文件或更新控制器系统的固件。

可扩展的灵活设计

信号模块

多达8个信号模块可连接到扩展能力的CPU，以支持更多的数字和模拟量输入/输出信号。

信号板

一块信号板就可连接至所有的CPU，由此您可以通过向控制器添加数字或模拟量输入/输出信号来量身定做CPU，而不必改变其体积。SIMATIC S7-1200控制器的模块化设计允许您按照自己的需要准确地设计控制器系统。

SIMATIC S7-1200 I/O模块

信号模块和通讯模块具有大量可供选择的信号板，可量身定做控制器系统以满足需求，而不必增加其体积。

多达8个信号模块可连接到扩展能力的CPU。一块信号板就可连接至所有的 CPU，由此您可以通过向控制器添加数字或模拟量输入/输出信号来量身定做 CPU，而不必改变其体积。

SIMATIC S7-1200 CPU

信号板、信号模块、通讯模块

SIMATIC S7-1200 系统的 CPU 有三种不同型号：CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。每一种都可以根据您机器的需要进行扩展。任何一种 CPU 的前面都可以增加一块信号板，以扩展数字或模拟 I/O，而不必改变控制器的体积。信号模块可以连接到 CPU 的右侧，以进一步扩展其数字或模拟 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 则可连接 8 个。所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 都可以配备最多3 个通讯模块（连接到控制器的左侧）以进行点到点的串行通讯。

安装简单方便

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有内置夹，能够方便地安装在一个标准的 35 mmDIN 导轨上。这些内置的夹子可以咬合到某个伸出位置，以便在需要进行面板安装时提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可进行竖直安装或水平安装。这些集成功能在安装过程中为用户提供了的灵活性，同时也使得 SIMATIC S7-1200 成为众多应用场合的理想选择。

紧凑的结构

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在设计时都力求紧凑，以节省控制面板中的空间。例如，CPU 1214C 的宽度仅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度也仅有90 mm。通讯模块和信号模块的体积也十分小巧，使得这个紧凑的模块化系统大大节省了空间，从而在安装过程中为您提供了的效率和灵活性。

快速、简单、灵活的工业通讯

集成 PROFINET 接口

新型的 SIMATIC S7-1200 配备了集成PROFINET 接口，提供与下列组件的无缝通讯：集成 SIMATIC STEP 7 Basic 工程组态系统（用于编程）；SIMATIC HMI 精简系列面板（用于可视化）；其它控制器（用于 PLC 间的通讯）；第三方设备（用于可选的高级集成）。

组网简单

SIMATIC S7-1200 通讯接口由一个抗干扰的 RJ45 连接器组成。该连接器具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能，支持最多 16 个以太网连接，数据传输速率达10/100 Mbit/s。为了使布线最少并提供的组网灵活性，可以将紧凑型交换机模块 CSM 1277 和 SIMATIC S7-1200 一起使用，以便轻松组建一个统一或混合的网络（具有线型、树型或星型的拓扑结构）。CSM 1277 是一个 4 端口的非托管交换机，用户可以通过它将 SIMATIC S7-1200连接到最多 3 个附加设备。除此之外，如果将 SIMATIC S7-1200 和 SIMATIC NET 工业无线局域网组件一起使用，您还可以获得一个全新的组网规模。

与其它控制器和 HMI 设备进行通讯

为了保证与其它控制器和 HMI 设备之间的通讯，SIMATIC S7-1200 可以连接到多个S7 控制器和 HMI 设备，使用成熟的 S7 通讯协议进行通讯。

与第三方设备进行通讯

SIMATIC S7-1200 上的集成接口不仅可以与其它厂商的设备进行无缝集成，还可以通过开放式以太网协议 TCP/IP native 和ISO on TCP 与多个第三方设备进行连接和通讯。集成的工程组态系统 SIMATIC STEP7 Basic 还为 SIMATIC S7-1200 提供了标准 T-Send/T-Receive 指令，因此用户在设计自动化解决方案时能够获得更高的灵活性。

将强大的工艺功能集于一身

用于计数和测量的高速输入

集成了多达6个高速计数器（3个100kHz，3个30kHz），用于精确监视增量编码器、频率计数或对过程事件进行高速计数。

用于速度、定位或占空比控制的高速输出

SIMATIC S7-1200 控制器中集成了 2 个高速输出，可用作高速脉冲输出或脉宽调制输出。当组态成 PTO 时，它们将提供频率为 100kHz 的 50% 占空比高速脉冲输出，以便对步进电机或伺服驱动器进行开环速度控制和定位控制。通过 2 个高速计数器对高速脉冲输出进行内部反馈。当组态成 PWM 输出时，将生成一个具有可变占空比的固定周期输出来控制电机速度、阀位置或加热元件的占空比。

PLCopen 运动功能块

SIMATIC S7-1200 支持对步进电机和伺服驱动器进行开环速度控制和位置控制。对该功能的组态十分简单：通过一个轴工艺对象和通用的 PLCopen 运行功能块（包含在工程组态系统 SIMATIC STEP 7 Basic中）即可实现。除了返回（home）和点动（jog）功能以外，还支持*对、相对和速度运动。

驱动调试控制面板

工程组态系统 SIMATIC STEP 7 Basic 中的驱动调试控制面板简化了步进电机和伺服驱动器的启动和调试过程。它为单个运动轴提供了自动和手动控制，以及在线诊断信息