西门子S7-1200 PLC编程与应用第2版课件09 工艺功能
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S7-1200PLC培训第2期
S7-1200: 可变的扩展规模和搭建选项，面向不同的需求
CPU 1214C / 1215C / 1217C
扩展能力对比
S7-200
S7-300
S7-1200
最多可扩展3个模块 (CM)
最多可扩展7个模块
最多可扩展8个模块 (Rack0)
最多可扩展8个模块 (SM)
扩展和安装
S7-1200PLC 硬件接线
S FR
FU
SB1
序号 1
信号 启动按钮SB1
地址 I0.0
KM
SB2 KM KM
2
停止按钮SB2
I0.1
使用PLC完成
FR
起保停电路
M 3～
3
电机KM
Q0.0
（4）输出线圈取反
--( / )--: 取反线圈
使用“赋值取反”指令，可将逻辑运算的结果 (RLO) 进行取反，然后将其赋值给指定操作数。 线圈输入的 RLO 为“1”时，复位操作数。 线圈输入的 RLO 为“0”时，操作数的信号状态置位 为“1”。其操作数有：I、Q、M、D、L。 例如：
当满足以下任一条件时，可对操作数“TagOut_1”进行复位。 •操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信号状态为“1”。 •操作数“TagIn_3”的信号状态为“0”。
（5）其它位逻辑指令
置位指令 ---( S )---: 置位输出 使用“置位输出”指令，可将指定操作数的信号状态置位为“1”。 仅当线圈输入的逻辑运算结果 (RLO) 为“1”时，才执行该指令。 如果信号流通过线圈 （RLO =“1”），则指定的操作数置位为“1”。 如果线圈输入的 RLO 为“0”（没有信号 流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变。
西门子S7-1200 PLC编程与应用第2版课件09 工艺功能
过程值标定
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高级参数组态
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PID参数组态
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调试面板
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PID应用举例:假设有一加热系统，加热源采用脉冲控制的灯泡。干扰源采 用电位计控制的小风扇，使用传感器测量系统的温度，灯泡亮时会使灯泡 附近的温度传感器温度升高，风扇运转时可给传感器周围降温，设定值为 0~10V的电压信号送入PLC，温度传感器作为反馈接入到PLC中，干扰源给 定直接输出至风扇。
传感器
变送器
执行器
模拟量输入模块 A/D
模拟量输出模块 D/A
IWxxx:P CPU
QWxxx:P
模拟量输入输出示意图
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模拟量模块的属性对话框
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SM1234模块属性对话框的“模拟输入”项
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9.3 运动控制
S7-1200在运动控制中使用了轴的概念，通过对轴的组态，包括硬件接 口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的指令块（符合PLCopen规 范）组合使用，可实现绝对位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找 参考点的功能。
PWM是一种周期固定，脉宽可调节的脉冲输出。PWM功能虽然使用的是数 字量输出，但其在很多方面类似于模拟量，比如它可以控制电机的转速、阀 门的位置等。S7-1200 CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出分别可组 态为PTO或PWM：PTO的功能只能由运动控制指令来实现，PWM功能使用 CTRL_PWM指令块实现，当一个通道被组态为PWM时，将不能使用PTO功能。反 之亦然。
西门子S7-1200 PLC编程与应用第2版课件03 S7-1200 PLC程序设计基础
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19
位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，如I3.2，其中的区域
标识符“I”表示输入(Input)，字节地址为3，位地址为2，这种存取方
式称为“字节.位”寻址方式。
I3 . 2
字节的位或位号 8位中的第5位（0~7）
字节地址与位号 之间的分隔符
字节地址，字节3
内。 ✓输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，
即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也 不会改变。 ✓因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期， 才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
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MSB 31
BYTE
LSB 0
WORD
WORD
DOUBLE WORD
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18
SIMATIC S7 CPU中可以按照位、字节、字和双字对存储单元进行 寻址。
8位
7
0
数据字节 0
数据字节 1
数据字节 2
数据字节 3
MB 0 MW 0 MD 0
M 4.1
数据字节 ***
8
S7-1200 CPU的工作模式
S7-1200 CPU 有以下三种工作模式： STOP （停止）模式、STARTUP （启动）模 式和 RUN（运行）模式。CPU的状态 LED 指示当前工作模式。
在 STOP 模式下，CPU处理所有通信请求（如果有的话）并执行自诊断，但不执 行用户程序，过程映像也不会自动更新。只有在 CPU 处于 STOP 模式时，才能下 载项目。
3
用户程序执行阶段 ✓PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时，并
19
位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，如I3.2，其中的区域
标识符“I”表示输入(Input)，字节地址为3，位地址为2，这种存取方
式称为“字节.位”寻址方式。
I3 . 2
字节的位或位号 8位中的第5位（0~7）
字节地址与位号 之间的分隔符
字节地址，字节3
内。 ✓输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，
即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也 不会改变。 ✓因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期， 才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
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BYTE
LSB 0
WORD
WORD
DOUBLE WORD
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SIMATIC S7 CPU中可以按照位、字节、字和双字对存储单元进行 寻址。
8位
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0
数据字节 0
数据字节 1
数据字节 2
数据字节 3
MB 0 MW 0 MD 0
M 4.1
数据字节 ***
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S7-1200 CPU的工作模式
S7-1200 CPU 有以下三种工作模式： STOP （停止）模式、STARTUP （启动）模 式和 RUN（运行）模式。CPU的状态 LED 指示当前工作模式。
在 STOP 模式下，CPU处理所有通信请求（如果有的话）并执行自诊断，但不执 行用户程序，过程映像也不会自动更新。只有在 CPU 处于 STOP 模式时，才能下 载项目。
3
用户程序执行阶段 ✓PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时，并
S7-1200 PLC编程及应用--S7-1200的用户程序结构 ppt课件
2
精品资料
6）常量Constant是块中使用并且带有符号名的常量。 4．FC1的程序设计 程序见下图，运算的中间结果用临时局部变量“中间变量”保存。STEP 7 自动地在局部变量的前面添加#号。 5．在OB1中调用FC1 在变量表中生成调用FC1时需要的3个变量，将项目树中的FC1拖放到右边 的程序区的水平“导线”上。FC1的方框中左边的“输入数据”等是在FC1的 接口区中定义的输入参数和输入/输出参数，右边的“压力值”是输出参数。 它们被称为块的形式参数，简称为形参，形参在FC内部的程序中使用。方框 外是调用时为形参指定的实际参数，简称为实参。实参与它对应的形参应具 有相同的数据类型。STEP 7自动地在全局变量的符号地址两边添加双引号。
第4章 S7-1200的用户程序结构
4.1 函数与函数块
4.1.1 生成与调用函数
1．函数的特点
函数FC和函数块FB是用户编写的子程序，它们包含完成特定任务的程序，
FC和FB有与调用它的块共享的输入、输出参数。
设压力变送器量程的下限为0 MPa，上限为High MPa，经A/D转换后得到
0～27648的整数。转换后的数字N和压力P之间的计算公式为
ppt课件
6
4．FB1的控制要求与程序 用输入参数“起动按钮”和“停止按钮”控制InOut参数“电动机”。按下 停止按钮，断开延时定时器（TOF）开始定时，输出参数“制动器”为1状态， 经过输入参数“定时时间”设置的时间预置值后，停止制动。 在TOF定时期间，每个扫描周期执行完FB1之后，用静态变量“定时器DB” 来保存TOF的背景数据。可以修改函数块的输入、输出参数和静态变量的默 认值。该默认值作为FB的背景数据块同一个变量的启动值。调用FB时没有指 定实参的形参使用背景数据块中的启动值。
西门子S7-1200 PLC编程与应用第2版课件02 S7-1200的硬件结构和安装维护
S7-200ຫໍສະໝຸດ S7-1200PLC的定位
扩
S7-300
展
性
最多可扩展7个模块
最多可扩展8个模块 (Rack0)
S7-1200
最多可扩展3个模 块(CM)
最多可扩展8个模块 (SM)
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数
混合声明的数据类型使内存 非常杂乱
„Classic“ DB
据
块
的
存
组织化数据使内存消
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安装端子板连接器示意图
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2.4S7-1200 PLC的接线
安装现场的接线
在安装和移动S7-1200模块及其相关设备时，一定要切断所有的电源。 S7-1200设计安装和现场接线的注意事项如下
（1）使用正确的导线，采用1.50mm2 ～0.50mm2 的导线。 （2）尽量使用短导线(最长500米屏蔽线或300米非屏蔽线)，导线要尽 量成对使用，用一根中性或公共导线与一根热线或信号线相配对。
电源功率的计算
CPU功率预算 CPU 1214C AC/DC/继电器
减 系统要求 CPU 1214C，14点输入 1个SM 1223，5V电源 1个SM 1223，8点输入 1个SM 1223，8点继电器输出
总要求 等于
电流差额 总电流差额
5 VDC 1600 mA
5 VDC -
145 mA -
145 mA
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（3）将交流线和高能量快速开关的直流线与低能量的信号线隔开。 （4）针对闪电式浪涌，安装合适的浪涌抑制设备。 （5）外部电源不要与DC输出点并联用作输出负载，这可能导致反向 电流冲击输出，除非在安装时使用二极管或其它隔离栅。
PLC编程与应用第2版习题答案第9章 工艺功能
第九章 工艺功能1、请画出PLC 模拟量单闭环控制系统的方框图？参考答案：2、在PLC 中如何进行模拟量模块的配置？参考答案：S7-1200 CPU 自带模拟量，另外还有模拟量模块可供选用。
通常每个模拟量模块或通道可以测量不同的信号类型和范围，要参考硬件手册正确地进行接线，以免损坏模块。
硬件接线方面设定了模拟量模块的测量类型和范围后，还需要在TIA Portal 软件中对模块进行参数设定。
必须在CPU 为“停止”模式下才能设置参数，且需要将参数进行下载。
当CPU 由“停止”模式转换为“运行”模式后，CPU 即将设定的参数传送到每个模拟量模块中。
在项目视图中打开“设备配置”，点击选中模拟量模块，可以组态模拟量模块的属性。
3、假设某温度传感器的输入信号范围为-10~100℃，输出信号为4~20mA ，模拟量输入模块将4~20mA 的电流信号转换为0~27648的数字量，设转换后得到的数字量为N ，请写出对应的实际温度值的计算公式。
参考答案：)10(027648))10(100(-+-⨯--=NT4、如何访问PID_Compact 指令的工艺背景数据块？参考答案：PID_Compact 指令功能的工艺对象背景数据块提供了两种访问方式：参数访问与组态访问。
参数访问是通过程序编辑器直接进入数据块内部查看相关参数，而组态访问则是使用STEP 7提供的图形化的组态向导查看并定义相关参数。
两种方式都可以定义PID 控制器的控制方式与过程。
对于应用相对简单的用户，只使用组态向导即可完成控制器的设计与定义，对于控制过程有较高要求的用户，可通过参数访问的方式定义相关参数，实现控制任务。
例如，有些用户需要在自动整定参数时只使用PI 或P 环节，这是可通过参数访问进入到数据块中选择相应的整定方式实现此功能。
5、简述PID 控制器功能的结构。
参考答案：S7-1200中PID 控制器功能主要依靠三部分实现：循环中断组织块，PID 指令块和工艺对象背景数据块。
西门子S7 1200 PLC编程与应用(第2版)
2
PROFINET
I/O系统
3 8.3 S7-1200
PLC的开放式 用户通信
4 8.4 S7-1200
PLC的S7协议 通信
5 8.5 S7-1200
PLC的 PROFIBUS-DP 通信
8.6 S7-1200 PLC的串口通信
习题
9.2高速计数器
9.1模拟量处理及 PID功能
9.3运动控制
9.4 PWM
PLC的工作原 理
2
3.2存储器及 其寻址
3
3.3数据格式 与数据类型
4
3.4程序结构
5
3.5编程方法
3.6编程语言
习题
4.1 TIA
1
Portal V1概
述
4.2 TIA
2
Portal V1使
用入门
3
4.3设备属性
4
4.4使用变量 表
5
4.5调试和诊 断工具
4.6存储卡的使 用
习题
5.2扩展指令
目录分析
1.2 PLC的特点及 技术性能指标
1.1 PLC的基础知 识
1.3 PLC的应用领 域
1.4 PLC的分 类
习题
2.2 S7-1200 PLC 的硬件结构
2.1 PLC的基本结 构
2.3 S7-1200 PLC 的安装和拆卸
2.4 S7-1200 PLC的接线
习题
3.1 S7-1200 1
感谢观看
5.1基本指令
习题
6.2顺序功能图
6.1经验设计法
6.3顺序控制设计 法
6.4使用数据块 6.5编程方法
6.6使用组织块 习题
7.1面板概述 7.2组态入门
S7-1200工艺功能介绍
HSC (HW_HSC) DIR (BOOL) CV (BOOL) RV (BOOL) PERIODE (BOOL) NEW_DIR (INT) NEW_CV (DINT) NEW_RV (DINT) NEW_PERIODE (INT)
HSC 硬件标识 TRUE := 启用新的计数方向 TRUE := 启用新的计数值 TRUE := 启用新的参考值 TRUE := 启用新的频率测量周期 新的计数方向: 1 := up
Seite 40
PID 指令 PID Temp
PID_ Temp 基本设置
不支持反转控制逻辑 CPU重启后模式选择
PID_Temp 可用于加热或加热/制冷应用且始终使用常规控制 逻辑。 即输出值的增大用于增大过程值。
如果需要应用中的过程值随输出值的增大而减小，则可以使 用具有反转控制逻辑的 PID_Compact，或者将加热里的增益 赋负数。
减计数
计数值 4 0
0
基础 增量型编码器信号评价
单信号评价
信号A 信号B
双信号评价
信号A 信号B
四重信号评价
Seite 4
信号A 信号B
计数值 4
8
16
HSC-Encoder
q NPN
q PNP
Seite 5
q （HTL） q 5V differential（TTL）
总览 S7-1200的高速计数器(HSC)
增加制冷模式
要将 PID_Temp 用作级联中的主控制器，必须在基本设置中禁 用制冷。
Seite 41
级联控制的主/从 控制器选择
连续PID控制器
• 组态界面清晰布局
用于集成的执行器的专用 步进式控制器 (如阀)
西门子S71200plc指令系统 PPT
用接通延时定时器设计周期和占空比可调的振荡电路。
振荡电路的高、低电平时间分别由两个定时器的PT值确定。
I1.1 一个扫描周期 M2.7 2s 3s
Q0.7
保持型接通延迟定时器及其时序图
关断延迟定时器及其时序图
脉冲定时器及其时序图
例：用脉冲定时器实现一个周期振荡电路
复位定时器指令
两条运输带顺序相连，为避免运送的物料在 1 号运输带上堆积， 按下起动按钮 I0.3 ， 1 号带开始运行， 8s 后 2 号带自动起动。停机 的顺序与起动的顺序相反，按了停止按钮I0.2后，先停2号带，8s 后停1号带。Q1.1和Q0.6控制两台电动机M1和M2。
I0.2— 产品通过检测器PH
I0.0— 传送带停 机按钮 I0.1—传送带起动 按钮
如果输入信号 I0.6由 0变为 1状态 ( 即输入信号 I0.6的上升沿 ) ，则 该触点接通一个扫描周期。
触点下面的 M4.3 为边缘存储位，用来存储上一个扫描循环是 I0.6的状态，通过比较输入信号的当前状态和上一次循环的状态 来检测信号的边沿。边沿存储位的地址只能在程序中使用一次， 它的状态不能在其他地方被改写。只能使用M、全局DB和静态 局部变量来作边沿存储位，不能使用临时局部数据或I/O变量来 作边沿存储位。
在梯形图中输入定时器指令时，打开右边的指令窗口将“定时器 操作”文件夹中的定时器指令拖放到梯形图中适当的位置，在出 现的“调用选项”对话框中修改将要生成的背景数据块的名称， 或采用默认的名称。点击“确定”按钮，自动生成数据块。
计数器
S7-1200有3种计数器：加计数器(CTU)、减计数器(CTD)和加减计 数器 (CTUD) 。它们属于软件计数器，其最大计数速率受到它所 在的OB的执行速率的限制。
S71200PLC的PID工艺功能-优质课件
1)使用“首次启动自调节”功能优化控制器； 2)使用“运行中自调节”功能优化控制器，可以实现最佳调节； 3)用趋势视图监视当前的闭环控制； 4)通过手动设置控制器的输出值来测试过程。
27
5.4 用调试窗口整定PID控制器——基本操作
2. PC与PLC建立好通信连接后，点击 “启动测量”，开始用趋势图记录
1)未激活模式 PID Compact工艺对象被组态并首次下载到CPU后，PID控制 器处于未激活(Inactive)模式，此时需要在调试窗口进行首次启 动自调节。 在运行时出现错误，或者点击了调试窗口的“停止测量”按钮， PID控制器将进入未激活模式。 选择其他运行模式时，活动状态的错误被确认。 2)自动调节模式 打开PID调试窗口，可以选择进入首次启动自调节模式或运行 中自调节模式。
12
5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 2/2
在程序块的文件夹中生成名为“PID_Compact”的功能块 FB1130，生成的背景数据块PID_DB在项目树的文件夹“工艺对 象”中。
13
5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 1/2
1时实际值达到或低于报警下限
FALSE
PID控制器的当前运行模式：04分别表示 未激活、首次启动自调节、运行中自调节、16#0000 自动、手动模式
错误信息：0没有错误；非0有1个或多个错 误，控制器进入未激活模式
25
5.4 用调试窗口整定PID控制器——调试窗口
26
5.4 用调试窗口整定PID控制器——调试窗口的功能
调用PID_Compact的时间间隔称为采样时间，为了保证精确的采 样时间，用固定的时间间隔执行PID指令，在循环中断OB中调用 PID_Compact指令。 建立循环组织块OB200，设置循环时间间隔为300ms。
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5.4 用调试窗口整定PID控制器——基本操作
2. PC与PLC建立好通信连接后，点击 “启动测量”，开始用趋势图记录
1)未激活模式 PID Compact工艺对象被组态并首次下载到CPU后，PID控制 器处于未激活(Inactive)模式，此时需要在调试窗口进行首次启 动自调节。 在运行时出现错误，或者点击了调试窗口的“停止测量”按钮， PID控制器将进入未激活模式。 选择其他运行模式时，活动状态的错误被确认。 2)自动调节模式 打开PID调试窗口，可以选择进入首次启动自调节模式或运行 中自调节模式。
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5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 2/2
在程序块的文件夹中生成名为“PID_Compact”的功能块 FB1130，生成的背景数据块PID_DB在项目树的文件夹“工艺对 象”中。
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5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 1/2
1时实际值达到或低于报警下限
FALSE
PID控制器的当前运行模式：04分别表示 未激活、首次启动自调节、运行中自调节、16#0000 自动、手动模式
错误信息：0没有错误；非0有1个或多个错 误，控制器进入未激活模式
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5.4 用调试窗口整定PID控制器——调试窗口
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5.4 用调试窗口整定PID控制器——调试窗口的功能
调用PID_Compact的时间间隔称为采样时间，为了保证精确的采 样时间，用固定的时间间隔执行PID指令，在循环中断OB中调用 PID_Compact指令。 建立循环组织块OB200，设置循环时间间隔为300ms。
《西门子S7 1200 PLC编程及应用教程 第2版 》读书笔记思维导图PPT模板下载
3.3.3 启动组织 块
3.3.4 循环中断 组织块
3.3.5 延时中断 组织块
3.3.6 硬件中断 组织块
3.3.7 时间错误 组织块
3.3.8 诊断错误 组织块
3.4.1 目的 3.4.2 任务
3.4.3 步骤 3.4.4 训练
3.5.1 目的 3.5.2 任务
3.5.3 步骤 3.5.4 训练
目录
07 第6章 顺序控制系统 的编程及应用
09 封底
08 参考文献
本书介绍了西门子S7-1200 PLC的基础知识、编程与应用。通过大量案例，通俗易懂地介绍了S7-1200 PLC 的基本指令、功能指令、函数块与组织块、模拟量与脉冲量、网络通信、顺序控制系统的编程及应用，并融入了 部分1+X职业技能等级证书考核内容。 书中每个案例均配有详细的电路原理图、I/O地址分配表、I/O接线图、控 制程序、调试步骤及相关训练，每个案例都紧密联系工业应用，既经典又易于操作与实现，便于激发读者的学习 热情。本书内容和形式的安排旨在让读者通过本书的学习，能尽快地掌握S7-1200 PLC的基本知识及其应用技能。 本书可作为高职高专院校电气自动化、机电一体化等相关专业及技术培训的教材，也可作为工程技术人员自学或 参考用书。
最新版读书笔记，下载可以直接修改
《西门子S7 1200 PLC编程及应用教
程 第2版 》
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01 内容概述
目录
02
第1章 基本指令的编 程及应用
03
第2章 功能指令的编 程及应用
04
第3章 函数块与组织 块的编程及应用
05
第4章 模拟量与脉冲 量的编程及应用
06
第5章 网络通信的编 程及应用
S7-1200PLC编程及应用
S7-1200编程及应用1.低压电器通常是指在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
低压电器产品包括以下12大类：刀开关和刀形转换开关、熔断器、断路器、控制器、接触器、启动器、控制继电器、主令电器、电阻器及变阻器、调整器、电磁铁、其它低压电器（触电保护器、信号灯与接线盒等）。
2.电器按工作电压等级分：高压电器和低压电器按动作原理分：手动电器和自动电器按用途分：控制电器(继电器，接触器，按钮等）、配电电器（低压隔离器，熔断器，断路器等）、执行电器(电磁铁，电磁离合器等）按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。
3.配电系统对电器的要求是：在系统发生故障的情况下，动作准确，工作可靠，有足够的热稳定性和电稳定性。
常见的配电电器有低压隔离器（刀开关）、熔断器、断路器等。
4.控制电器主要用于电力拖动控制系统和用电设备的通断控制，对控制电器的要求是：工作准确可靠，操作频率高，寿命长等。
常见的控制电器：继电器、接触器、按钮、行程开关、变阻器、主令开关、热继电器、启动器等。
5熔断器（1）用途：利用金属导体为熔体,串联于电路，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路的电器。
熔断器主要作短路保护之用，有时也可作为过载保护。
（2）特点：熔断器的结构简单，分断能力高、使用方便、体积小、重量轻、价格便宜，在工农业生产中使用极为广泛。
熔断器主要由熔体（保险丝）和熔管（熔座）组成。
（3）组成：熔体由易熔金属材料铅、锌、锡、银、铜及其合金制成，通常制成丝状和片状。
熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。
（4）型号：熔断器的常用型号有：RL6、RL7、RT12、RT14、RT15、RT16（NT）、RT18、RT19（AM3）、RO19、RO20、RTO等。
（5）参数①额定电压指熔断器长期工作时和熔断后所能承受的电压。
熔断器的交流额定电压（单位为V）有： 220， 380，415，500，600，1140；直流额定电压（单位为V）有：110，220，440，800，1000，1500。
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高速计数器号 数据类型
高速计数器寻址
默认地址 高速计数器号 数据类型
默认地址
HSC1 HSC2 HSC3
DINT DINT DINT
ID1000 ID1004 ID1008
HSC4 HSC5 HSC6
DINT DINT DINT
ID1012 ID1016 ID1020
过程值标定
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调试面板
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PID应用举例:假设有一加热系统，加热源采用脉冲控制的灯泡。干扰源采 用电位计控制的小风扇，使用传感器测量系统的温度，灯泡亮时会使灯泡 附近的温度传感器温度升高，风扇运转时可给传感器周围降温，设定值为 0~10V的电压信号送入PLC，温度传感器作为反馈接入到PLC中，干扰源给 定直接输出至风扇。
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S7-1200在高速计数器中提供了中断功能，用以在某些特定条件下触 发程序，共有3种中断条件： 1、当前值等于预置值。 2、私用外部信号复位。 3、带有外部方向控制时，计数方向发生改变。
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应用举例:假设有一个伺服电机带动一滑块在轨道上左右滑行，伺服电机转 速3000转/分钟，旋转编码器一圈为1000个脉冲，电机每转一圈滑块运行 10mm，左限位开关输入点I0.1，右限位开关为输入点I0.2，参考点输入为 I0.0。系统示意图如图所示。要求从参考点位置，向左极限方向运动30mm。
假设在旋转机械上有单相增量编码器作为反馈，接入到S7-1200 CPU。 要求在计数25个脉冲时，计数器复位，置位M0.5，并设定新预设值为50个 脉冲。当计满50个脉冲后复位M0.5，并将预置值再设为25，周而复始执行 此功能。
针对此应用，选择CPU 1214C，高速计数器为HSC1，模式为单相计 数，内部方向控制，无外部复位。据此，脉冲输入应接入I0.0，使用HSC1 的预置值中断（CV=RV）功能实现此应用。
传感器
变送器
执行器
模拟量输入模块 A/D
模拟量输出模块 D/A
IWxxx:P CPU
QWxxx:P
模拟量输入输出示意图
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模拟量模块的属性对话框
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SM1234模块属性对话框的“模拟输入”项
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9.4 PWM
PWM的属性设置
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应用举例：使用模拟量控制数字量输出，当模拟量发生变换时，CPU输 出的脉冲宽度随之改变，但周期不变，可用于控制脉冲方式的加热设 备。此应用通过PWM功能实现，脉冲周期为1S，模拟量值在0~27648之 间变化。
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PWM是一种周期固定，脉宽可调节的脉冲输出。PWM功能虽然使用的是数 字量输出，但其在很多方面类似于模拟量，比如它可以控制电机的转速、阀 门的位置等。S7-1200 CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出分别可组 态为PTO或PWM：PTO的功能只能由运动控制指令来实现，PWM功能使用 CTRL_PWM指令块实现，当一个通道被组态为PWM时，将不能使用PTO功能。反 之亦然。
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脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几、千分之几、万分之几、或 S7 analog(模拟量)形式，脉宽的范围可从0（无脉冲，数字量输出为0） 到全脉冲周期（无脉冲，数字量输出为1）。
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脉冲功能默认输出点
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S7-1200 CPU提供了最多6个高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行 计算，可测量的单相脉冲频率最高为100khz，双相或A/B相频率最高为 30khz。高速计数器可用于连接增量型旋转编码器，通过对硬件组态和调用 相关指令块来使用此功能。
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高速计数器硬件输入定义与工作模式
高速计数器的应用步骤主要包括： 1. 在CPU的属性对话框中激活高速计数器并设置相关参数。 2. 添加硬件中断块，关联相对应的高速计数器所产生的预置值中断。 3. 在中断块中添加高速计数器指令块，编写修改预置值程序，设置复位
计数器等参数。 4. 将程序下载，执行功能。
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9.3 运动控制
S7-1200在运动控制中使用了轴的概念，通过对轴的组态，包括硬件接 口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的指令块（符合PLCopen规 范）组合使用，可实现绝对位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找 参考点的功能。
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S7-1200运动控制示意图
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运动控制功能原理示意图
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S7-1200 运动控制功能的实现包含以下4部分： （1）相关执行设备。 （2）CPU硬件输出。 （3）定义工艺对象“轴”。 （4）程序中的控制指令块。
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9.2 高速计数器
生产实践中，经常会遇到需要检测高频脉冲的场合，例如检测步进电 机的运动距离，计算异步电机转速等，而PLC中的普通计数器受限于扫描周 期的影响，无法计量频率较高的脉冲信号。
第9章 工艺功能
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9.1模拟量处理及PID功能
典型的PLC模拟量单闭环控制系统如图所示。
s p (n)
-
ev (n)
mv (n)
控 制器
D/A
pv (n) A/D
mv (t ) 执 行机 构
c (t ) 被 控对 象
pv (t ) 测量元件
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左极限开关
滑块
外部参考点
右极限开关
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
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模拟量的表达方式和测量值的分辨率
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不同的电压、电流、电阻或温度输入信号对应的数值关系
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PID控制器功能结构示意图
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PID基本参数组态
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高速计数器号 数据类型
高速计数器寻址
默认地址 高速计数器号 数据类型
默认地址
HSC1 HSC2 HSC3
DINT DINT DINT
ID1000 ID1004 ID1008
HSC4 HSC5 HSC6
DINT DINT DINT
ID1012 ID1016 ID1020
过程值标定
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高级参数组态
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PID参数组态
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调试面板
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PID应用举例:假设有一加热系统，加热源采用脉冲控制的灯泡。干扰源采 用电位计控制的小风扇，使用传感器测量系统的温度，灯泡亮时会使灯泡 附近的温度传感器温度升高，风扇运转时可给传感器周围降温，设定值为 0~10V的电压信号送入PLC，温度传感器作为反馈接入到PLC中，干扰源给 定直接输出至风扇。
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S7-1200在高速计数器中提供了中断功能，用以在某些特定条件下触 发程序，共有3种中断条件： 1、当前值等于预置值。 2、私用外部信号复位。 3、带有外部方向控制时，计数方向发生改变。
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应用举例:假设有一个伺服电机带动一滑块在轨道上左右滑行，伺服电机转 速3000转/分钟，旋转编码器一圈为1000个脉冲，电机每转一圈滑块运行 10mm，左限位开关输入点I0.1，右限位开关为输入点I0.2，参考点输入为 I0.0。系统示意图如图所示。要求从参考点位置，向左极限方向运动30mm。
假设在旋转机械上有单相增量编码器作为反馈，接入到S7-1200 CPU。 要求在计数25个脉冲时，计数器复位，置位M0.5，并设定新预设值为50个 脉冲。当计满50个脉冲后复位M0.5，并将预置值再设为25，周而复始执行 此功能。
针对此应用，选择CPU 1214C，高速计数器为HSC1，模式为单相计 数，内部方向控制，无外部复位。据此，脉冲输入应接入I0.0，使用HSC1 的预置值中断（CV=RV）功能实现此应用。
传感器
变送器
执行器
模拟量输入模块 A/D
模拟量输出模块 D/A
IWxxx:P CPU
QWxxx:P
模拟量输入输出示意图
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模拟量模块的属性对话框
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SM1234模块属性对话框的“模拟输入”项
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9.4 PWM
PWM的属性设置
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应用举例：使用模拟量控制数字量输出，当模拟量发生变换时，CPU输 出的脉冲宽度随之改变，但周期不变，可用于控制脉冲方式的加热设 备。此应用通过PWM功能实现，脉冲周期为1S，模拟量值在0~27648之 间变化。
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PWM是一种周期固定，脉宽可调节的脉冲输出。PWM功能虽然使用的是数 字量输出，但其在很多方面类似于模拟量，比如它可以控制电机的转速、阀 门的位置等。S7-1200 CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出分别可组 态为PTO或PWM：PTO的功能只能由运动控制指令来实现，PWM功能使用 CTRL_PWM指令块实现，当一个通道被组态为PWM时，将不能使用PTO功能。反 之亦然。
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脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几、千分之几、万分之几、或 S7 analog(模拟量)形式，脉宽的范围可从0（无脉冲，数字量输出为0） 到全脉冲周期（无脉冲，数字量输出为1）。
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脉冲功能默认输出点
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S7-1200 CPU提供了最多6个高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行 计算，可测量的单相脉冲频率最高为100khz，双相或A/B相频率最高为 30khz。高速计数器可用于连接增量型旋转编码器，通过对硬件组态和调用 相关指令块来使用此功能。
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高速计数器硬件输入定义与工作模式
高速计数器的应用步骤主要包括： 1. 在CPU的属性对话框中激活高速计数器并设置相关参数。 2. 添加硬件中断块，关联相对应的高速计数器所产生的预置值中断。 3. 在中断块中添加高速计数器指令块，编写修改预置值程序，设置复位
计数器等参数。 4. 将程序下载，执行功能。
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S7-1200在运动控制中使用了轴的概念，通过对轴的组态，包括硬件接 口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的指令块（符合PLCopen规 范）组合使用，可实现绝对位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找 参考点的功能。
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生产实践中，经常会遇到需要检测高频脉冲的场合，例如检测步进电 机的运动距离，计算异步电机转速等，而PLC中的普通计数器受限于扫描周 期的影响，无法计量频率较高的脉冲信号。
第9章 工艺功能
青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室
9.1模拟量处理及PID功能
典型的PLC模拟量单闭环控制系统如图所示。
s p (n)
-
ev (n)
mv (n)
控 制器
D/A
pv (n) A/D
mv (t ) 执 行机 构
c (t ) 被 控对 象
pv (t ) 测量元件
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左极限开关
滑块
外部参考点
右极限开关
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
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不同的电压、电流、电阻或温度输入信号对应的数值关系
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