SIMATIC S7-1200 技術綜述 

    西門子控制器系列是一個完整的產品組合，包括從高性能可編程邏輯控制器的書本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，無論多么苛刻的要求，它都能滿足要求 — 根據具體應用需求及預算， 靈活組合、定制（系列化的控制器家族產品滿足你的不同應用及需求）。

    SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分滿足中小型自動化的系統需求。在研發過程中充分考慮了系統、控制器、人機界面和軟件的無縫整合和高效協調的需求。SIMATIC S7-1200 系列的問世，標志著西門子在原有產品系列基礎上拓展了產品版圖，代表了未來小型 可編程控制器的發展方向，西門子也將一如既往開拓創新，引領自動化潮流。

SIMATIC S7-1200

     SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點，為各種工藝任務提供了簡單的通信和有效的解決方案，尤其滿足多種應用中完全不同的自動化需求。

S7-1200 外形及安裝

安裝簡單方便 

    所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內置安裝夾，能夠方便地安裝在一個標準的 35 mm DIN 導軌上。這些內置的安裝夾可以咬合 到某個伸出位置，以便在需要進行背板懸掛安裝時提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可進行豎直安裝或水平安裝。這些特性為用戶安裝 PLC 提供了Zui大的靈活性，同時也使得 SIMATIC S7-1200 成為眾多應用場合的理想選擇。 

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。因此只需要進行一次接線即可，從而在項目的啟動和調試階段節省了寶貴的時間。除此之外，它還簡化了硬件組件的更換過程。 

緊湊的結構 

    所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設計時都力求緊湊，以節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。通信模塊和信號模塊的體積也十分小巧，使得這個緊湊的模塊化系統大大節省了空間，從而在安裝過程中為您提供了Zui高的效率和靈活性。

通信模塊

    SIMATIC S7-1200 CPU Zui多可以添加三個通信模塊， 支持 PROFIBUS 主從站通信，RS485 和 RS232 通信模塊為點對點的串行通信提供連接及 I/O 連接主站。對該通信的組態和編程采用了擴展指令或庫功能、USS 驅動協議、Modbus RTU 主站和從站協議，它們都包含在 SIMATIC STEP 7 Basic 工程組態系統中。

簡單遠程控制應用

    新的通信處理器 CP 1242-7 可以通過簡單 HUB（集線器）或移動電話網絡或 Internet（互聯網）同時監視和控制分布式的 S7-1200 單元。

集成工藝

高速輸入 

    SIMATIC S7-1200 控制器帶有多達 6 個 高速計數器，本體Zui大支持 100 kHz， 信號板Zui大支持 200 kHz，用于計數和測量。 

高速輸出 

    SIMATIC S7-1200 控制器集成了四個 100 kHz 的高速脈沖輸出，用于步進電機或伺服驅動器的速度和位置控制。（使用 PLCopen 運動控制指令）這四個輸出都可以輸出脈寬調制信號來控制電機速度、閥位置或加熱元件的占空比。 

    SIMATIC S7-1217C 的 4 個 DI 和 4 個 DO Zui大支持 1MHz 的差分輸入、差分輸出。

集成 PROFINET 接口

     集成的 PROFINET 接口用于編程、HMI 通信 和 PLC 間的通信。此外它還通過開放的以太網協議支持與第三方設備的通信。該接口帶一個具有自動交叉網線（auto-crossover）功能的 RJ45 連接器，提供 10/100 Mbit/s 的數據傳輸速率，支持以下協議：TCP/IP native、ISO-on-TCP、S7、UDP、 Modbus TCP、Profinet IO、OPC UA 通信等。

     Zui大的連接數為 68 個連接，其中：

        ? 12 個連接用于 HMI 與 CPU 的通信。 

        ? 4 個連接用于編程設備（PG）與 CPU 的通信，但只能連接一個編程設備（PG）。 

        ? 8 個連接用于 Open IE（TCP，ISO-on-TCP、UDP、Modbus TCP）的 編程通信，使用 T-block 指令來實現，可用于 S7-1200 之間的通信， S7-1200 與 S7-300/400/1500 的通信。 

      ? 8 個連接用于 S7 通信的客戶端連接，可以實現與 S7-1200，S7- 300/400/1500 的以太網 S7 通信。 

       ? 30 個連接用于與 Web 瀏覽器的連接。 

       ? 6 個動態資源，可以用于連接 OPC UA 客戶端，用于 S7 通信的服務器或者其他連接。作為 Profinet IO 控制器可連接Zui多 16 個 IO 設備通信， 例如 ET200SP、V90PN、智能設備等。

存儲器

    為用戶指令和數據提供高達 150 KB 的共用工作內存。同時還提供了高達 4 MB 的集成裝載內存和 10 KB 的掉電保持內存。SIMATIC 存儲卡可選，通過不同的設置可用作編程卡、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 CPU。該卡還可以用來存儲各種文件或更新控制器系統的固件。

智能設備

    通過簡單的組態，S7-1200 控制器可組態為 Profinet IO 智能設備， 與 IO 控制器實現主從架構的分布式 IO 應用。

PID 控制

   SIMATIC S7-1200 控制器中提供了 3 種帶自動調節功能的 PID 控制回路，用于簡單的閉環過程控制。

閉環運動控制 

   SIMATIC S7-1200 控制器中提供了 8 路閉環運動控制。可以連接支持 Profinet/ Profibus 的伺服驅動器，或者模擬量驅動器。

速度和位置控制 PLCopen 運動控制指令

? PLCopen 是一個國際性的運動控制標準 

? 支持juedui、相對運動和控制速度的運動 

? 支持找原點和點動控制 

? 用于步進或伺服電機的簡單啟動和試運行 

? 提供在線檢測

可擴展的靈活設計

信號板

    一塊信號板可以連接至所有的 CPU，由此您可以通過向控制器添加數字量或模擬量輸入 / 輸出通道來量身訂制 CPU，而不必改變其體積。SIMATIC S7-1200 控制器的模塊化設計允許您按照實際的應用需求準確地設計控制器系統。

信號模塊

    多達 12 種信號模塊可連接到擴展能力Zui高的 CPU，以支持更多的數字量、模擬量輸入 / 輸出、 通信模塊連接。

新版固件 V4.5

    SIMATIC S7-1200 采用新版固件 4.5，不但擴展了 SIMATIC S7-1200 的通信功能，還改善了整體的數據傳輸性能，比如與其他控制器以及上位系統或者基于云的系統（ERP、SCADA 和 MindSphere 等） 之間的數據傳輸性能等。它的應用領域繁多，從工業到農業，再到基礎設施建設，不勝枚舉。

    使用 OPC UA Data Access 作為服務器，不但能實現標準化的水平和垂直通信，亦可滿足行業標準的各項要求。西門子 OPC UA 建模編輯器（SiOME）可以輕松完成調整任務，與行業特有的配套標準相匹配。

    支持云連通，可以在西門子 MindSphere 等系統中保存和分析數據， 這樣不僅有利于保證數據分析過程的效率，還能實現預防性維護。安全發送電子郵件（可添加附件）功能使得自動傳送敏感的機床數據成為可能。 

   通信功能經過廣泛增強的 SIMATIC S7-1200 不但支持使用各種現場設備，還支持與其他控制器進行數據交換并將數據轉發至任意管理系統。

OPC UA

   S7-1200 CPU 支持 OPC UA 服務器通信功能，可以與上位 SCADA/ MES/ERP 或者云端進行安全高效的通信。目前 S7-1200 OPC UA 服務器支持讀寫、訂閱、數據監視功能。 

? 用戶可以在服務器接口上定義多達 1000 個節點 

? OPC UA 服務器可實現Zui短 100ms 的采樣時間間隔 

? OPC UA 服務器可實現Zui短 200ms 的發布時間間隔 

? Zui多同時與 5 個 OPC UA 客戶端進行通信

安全 TCP

    S7-1200 CPU 支持安全 TCP 通信功能。該安全通信使用非對稱加密機制，使用 X.509 證書傳送和保存公鑰，并使用 TLS 作為加密協議，實現實現以下目標： 

? 機密性，數據安全 / 竊聽者無法讀取。 

? 完整性，接收方接收到的消息與發送方發送的消息完全相同， 未經更改。消息在傳送過程中未經更改。 

? 端點認證，端點通信伙伴確實是聲稱為參與通信的本人。對伙伴方的身份進行檢查。

MQTT

   S7-1200 通過本體以太網口或者擴展以太網通信模塊 CP1243-1 支持 MQTT 協議。

? 使用西門子官方提供的功能塊庫“LMQTT_Client”，實現與第三方 MQTT broker 的消息傳送或訂閱功能。 

? 使用西門子官方提供的功能塊庫“LMindConn_MQTT”，實現與西門子基于云平臺的 MindSphere 的 MQTT 消息傳送與接收。

故障安全

    S7-1200 F PLC 是 S7-1200 PLC 家族中的一員，用于有功能安全要求的應用場合，它除了擁有普通 S7-1200 所有特點外，還集成了安全功能，可支持到 SIL3/Cat.4/PL e 安全完整性等級，符合 IEC 61508、IEC 62061、ISO 13849-1、GB 20438、GB 20830 等國際和國內安全標準，其將安全技術輕松地和標準自動化合二為一，無縫地集成在一起。 

      目前 S7-1200 F 系列包含以下模塊： 

? CPU 1212 FC DC/DC/DC、CPU 1212 FC DC/DC/RLY 

? CPU 1214 FC DC/DC/DC、CPU 1214 FC DC/DC/RLY 

? CPU 1215 FC DC/DC/DC、CPU 1215 FC DC/DC/RLY

? SM 1226 F-DI 16 x 24 V DC 

? SM 1226 F-DQ 4 x 24 V DC

? SM 1226 F-DQ 2 x Relay 

      除此以外 S7-1200 F PLC 還可以通過 Profinet IO 或者 Profibus DP 網絡連接 ET200 系列的安全模塊，支持安全功能的 SINAMICS 變 頻器以及更多第三方安全產品。

運動控制

      S7-1200 CPU 工藝對象支持三種方式控制伺服、步進驅動器： 

          ? 通過本體或信號板輸出高速脈沖，實現開環定位控制。 

          ? 通過 Profinet IO 協議控制 V90、S210、S120 等伺服控制器， 實現閉環定位控制。

          ? 通過模擬量輸出控制第三方伺服控制器，實現閉環定位控制。 

          ? Zui多 4 路開環定位控制，Zui多 8 路閉環定位控制。

電能模塊

    能源效率在工業領域的地位日益重要。法律法規的要求、漸趨增長的利潤壓力和日益提高的氣候保護意識，這三者是促使人們降低能源成本和引入能源管理系統的主要推動因素。電度表模塊可以采集能源數據。與 SIMATIC S7-1200 的功能相結合，可以對測定的數據進行評估、顯示和歸檔。S7-1200 通過 SM1238 模塊可以實現多達 200 余種不同的電氣測量以及能源計量，使您實現生產設備直 至機器級別的各個組件的能源需求透明化。該模塊支持特性： 

? 支持單相、兩相、三相的交流電源網絡 

? 支持的Zui大線電壓可以達到 480V AC，Zui大相電壓可以達到 277V AC。 

? 支持記錄的測量值： 

o 電壓 

o 電流 

o 相位角 

o 功率（有功功率、無功功率、視在功率） 

o 電能計量 

o 頻率 

o Zui小Zui大值 

o 功率因數 

o 工作時長。

應用示例： 

   配備 SIMATIC S7-1200F、SIMATIC HMI、SIMATIC Field PG 的電度表。 

       1. 使用電度表測量能源數據。 

       2. 使用 S7-1200 繼續處理測得的能源數據并保存。 

       3. 可以使用 HMI 和 / 或個人計算機 / 編程設備，對測得的數據進行可視化管理。 

       4. 可在運行期間，使用個人計算機 / 編程設備下載創建的 DataLog。