3.2 S7-1200概述-自动化理论

S7-1200PLC中国石油大学（华东）目录CONTENTS一基本知识基本硬件构成程序结构工作原理二四三231.S7-1200基本知识产品定位41.S7-1200基本知识

S7-1200PLC的体系

-S7-1200PLC的硬件主要包括电源模块、CPU模块、信号模块、通信模块和信号板（CB和SB）。-通信模块安装在CPU模块的左侧，信号模块安装在CPU模块的右侧，西门子早期的PLC产品，扩展模块只能安装在CPU模块的右侧。。51.S7-1200基本知识

S7-1200PLC的扩展

-S7-1200PLC最多可以扩展8个信号模块、1个信号板和3个通信模块，最大本地数字I/O点数为284个（24+32*8+4）。本地就是不把总线扩展计算在内61.S7-1200基本知识

S7-1200PLC的扩展

-最大本地模拟I/O点数为37个。

-1212C能扩展2个模块，1个信号板，自身集成2路，最多4×2+1+2=11路；

-1214C能扩展4个模块，1个信号板，自身集成2路，最多8×4+1+2=35路；

-1215C、1217C能扩展4个模块，1个信号板，自身集成4路，最多8×4+1+4=37路71.S7-1200基本知识

S7-1200PLC的扩展

-S7-1200PROFINET最多16个IO设备，最多256个模块；-S7-1200PROFIBUSDP从站最多32个，最多512个模块；-DP主站和PN控制器站数据区的大小：输入区最大1024字节，输出区最大1024字节。82.S7-1200基本硬件构成

CPU模块

-电源、微处理器、存储器、I/O-Profinet工业以太网接口

-高速计数器（100、30kHz）、高速脉冲输出（100kHz）信号板（SB）、信号模块（SM）

-扩展I/O点：数字I/O、模拟I/O（DI、DQ、AI、AQ）-DI：接按钮、行程开关、接近开关、继电器触点-AI：接变送器的模拟量信号-DQ：控制接触器、电磁阀、指示灯、数显、报警装置-AQ：控制电动调节阀、变频器信号板（SB）、信号模块（SM）92.S7-1200基本硬件构成102.S7-1200基本硬件构成性能指标概览CPU特征CPU1211CCPU1212CCPU1214C3CPUsDC/DC/DC，AC/DC/RLY，DC/DC/RLY集成的工作存储区/KB252550集成的装载存储区/MB112集成的保持存储区/KB222内存卡件可选SIMATIC记忆卡集成的数字量I/O点数6输入/4输出8输入/6输出14输入/10输出集成的模拟量I/O点数2输入过程映像区大小1024字节输入/1024字节输出信号扩展板最多1个信号扩展模块不含最多2个最多8个最大本地数字量I/O点数1482284最大本地模拟量I/O点数31551113.S7-1200的程序结构操作系统调用用户程序-启动；更新输入和输出过程映像；调用用户程序；检测中断并调用中断OB；检测并处理错误；管理存储区；与编程设备和其他设备通信。用户程序按“块”组织，“块”对应于子任务

-代码块：组织块（OB）、功能块（FB）、功能（FC）

-数据块：背景数据块（DB）、全局数据块（DB）FB与FC的区别：

FB有专用的背景数据块，FC没有专用数据块（可指定）背景数据块与全局数据块的区别：

全局数据块供所有代码块共享，背景数据块属于对应的FB123.S7-1200的程序结构操作系统调用用户程序用户程序按“块”组织，“块”对应于子任务块简要描述组织块(OB)操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构功能块(FB)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，有专用的背景数据块功能(FC)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，没有专用的背景数据块背景数据块(DB)用于保存FB的输入变量、输出变量和静态变量，其数据在编译时自动生成全局数据块(DB)存储用户数据的数据区域，供所有的代码块共享133.S7-1200的程序结构组织块（OB，OrganizationBlock）

-组织块是操作系统与用户程序的接口，由用户编写，由操作系统调用。程序循环组织块（OB1）OB1是用户程序中的主程序，CPU循环执行操作系统程序，在每一次循环中，操作系统调用一次OB1。启动组织块(StartupOB)

当CPU的工作模式从STOP切换到RUN时，执行一次启动组织块，来初始化“程序循环组织块OB”中的某些变量中断组织块(InterruptOB)中断服务程序。执行完，返回断点。143.S7-1200的程序结构FC和FB是用户程序的子程序

-FC和FB有与调用它的块共享的输入参数和输出参数。执行完FC和FB后，返回调用它的代码块。-FC没有固定的存储区，执行结束后，其临时变量中的数据就丢失了。可以用全局数据块或M存储区来存储那些在功能执行结束后需要保持的数据。-CPU执行FB中的程序代码，将块的输入、输出参数和局部静态变量保存在背景数据块中。

-一个FB可以对应多个DB块153.S7-1200的程序结构“块”的调用-在块调用中，调用者可以是各种代码块，被调用的块是OB之外的代码块。调用功能时需要为它指定一个背景数据块。-嵌套调用:被调用的代码块又可以调用别的代码块。-编程时被调用的块应该是已经存在的块，即应先创建被调用的块及其背景数据块。164.S7-1200的工作原理操作系统：组织与具体的控制任务无关的所有的CPU功能

-处理暖启动、刷新输入/输出过程映像、调用用户程序、检测中断事件和调用中断组织块等。

用户程序：处理具体的自动化任务必须的所有功能-检查是否满足暖启动需要的条件，例如限位开关是否在正确的位置，安全继电器是否处于正常的工作状态；-处理过程数据，例如用读取的输入信号来控制输出信号等；

-用OB中的程序对中断事件作出反应，例如在诊断错误中断组织块OB82中发出报警信号；

-在程序执行中处理错误。174.S7-1200的工作原理CPU三种工作模式：

-STOP模式：CPU不执行任何程序，而用户可以下载项目。-STARTUP模式：执行一次“启动OB”(如果存在)。在RUN模式的启动阶段，不处理任何中断事件。

-RUN模式：重复执行扫描周期。中断事件可能会在程序循环阶段的任何点发生并进行处理。处于RUN模式下时，无法下载任何项目。CPU面板上的状态LED指示当前工作模式184.S7-1200的工作原理STOP模式

-在STOP模式下，CPU①处理所有通信请求（如果适用）并②执行自诊断。在STOP模式下，CPU不执行用户程序，过程映像也不会自动更新。194.S7-1200的工作原理STARTUP模式

-上电后CPU进入STARTUP模式，进行上电诊断和系统初始化。检查到某些错误时，将禁止CPU进入RUN模式，保持在STOP。A复位I存储区（过程映像输入区）B使用上一次RUN模式最后的值或替换值初始化输出C执行启动OB块D将物理输入的状态复制到I存储器E将所有中断事件存储到要在RUN模式下处理的队列中F将Q存储区(过程映像输出区)的值写到物理输出204.S7-1200的工作原理CPU的启动操作

-将物理输入的状态复制到过程映像I区。

-根据组态情况将过程映像Q区初始化为零、上一值或替换值。

-初始化非保持性的M存储器和数据块，并启用组态的循环中断事件和时钟事件，执行启动OB。

-将所有中断事件存储到进入RUN模式后需要处理的队列中。

-将过程映像Q区写入到物理输出。214.S7-1200的工作原理

在RUN模式下处理扫描周期

-将过程映像Q区写入物理输出。

-将物理输入的状态复制到过程映像I区。

-执行程序循环OB。

-执行自检诊断。

-在扫描周期的任何阶段，处理中断和通信。224.S7-1200的工作原理过程映像是CPU提供的一个内部存储器，用于同步更新物理输入输出点的状态。过程映像过程映像对I/O点的更新可组态在每个扫描周期或发生特定事件触发中断时。234.S7-1200的工作原理类型描述装载存储器是非易失性存储器，用于存储用户程序数据和组态等也可以使用外部存储卡作为装载存储器。工作存储器是易失性存储器，用于存储与程序执行有关的内容无法扩展工作存储器CPU将与运行相关的程序内容从装载存储器复制到工作存储器中。保持性存储器是非易失性存储器如果发生断电现象或停机时，CPU使用保持性存储器存储一定数量的工作存储区数据，在启动运行时恢复这些保持性数据。

S7-1200CPU提供用于存储用户程序、数据和组态的存储器244.S7-1200的工作原理CPU按照OB的优先级对其进行处理