2.1 S7-1200 PLC的硬件组成与安装

2.1.1 S7-1200 PLC的硬件组成

S7-1200 PLC如图2-1所示。该系列PLC的主要特点如下：

（1）可拓展模块的数目得到提升，最多可以拓展11个模块（具体数目根据CPU的型号而不同），其中在PLC主体左侧最多可以拓展3个通信模块，右侧最多可以拓展8个SM模块（I/O模块）。

（2）RJ45接口成为标配，使得编程和调试更加方便，其中RJ45接口可直接用作PROFINET。

（3）在PLC本体上新添加了一个板卡拓展接口，该接口可以连接信号板（Signal Board，SB）、通信板（Communication Board，CB）、电池板（Battery Board，BB）。

（4）在PLC上可以选择插入一张SD卡。该卡有3种用途：一是用于传递程序；二是用于传递固件升级包；三是为其CPU的内部载入内存（Load Memory）拓展。当然如果没有插入SD卡，PLC依然可以使用。

（5）使用TIA博途软件编程，可以应用一切软件专为本设备设计的新功能。

1.CPU的硬件

S7-1200 CPU由微处理器、集成电源模块、输入电路、输出电路组成。S7-1200 CPU集成了一个PROFINET网络通信接口，如图2-2所示。

对CPU的3种版本说明如表2-1所示。

CPU 1214C AC/DC/Relay的外部接线图如图2-3所示。

CPU 1214C DC/DC/DC的外部接线图如图2-4所示。

CPU 1214C DC/DC/Relay的外部接线图如图2-5所示。

2.信号模块的硬件

信号模块可以增加CPU的功能，连接在CPU的右侧，如图2-6所示。

（1）数字量I/O：可以选用8点、16点和32点的数字量I/O模块来满足不同的控制需要。

（2）模拟量I/O：在工业控制中，某些输入量（温度、压力、流量、转速等）是模拟量，某些执行机构（如电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟量信号，而有些PLC的CPU只能处理数字量。模拟量I/O模块的任务就是实现A/D转换和D/A转换。模拟量首先被传感器和变频器转换为标准量程的电压或电流，如4～20mA、1～5V、0～10V，PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。A/D和D/A的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。

3.信号板SB（Signal Board）

通过信号板可以给CPU增加I/O。SB连接在CPU的前端，如图2-7和图2-8所示。

（1）具有4个数字量I/O（2xDC输入和2xDC输出）的SB。

（2）具有1路模拟量输出的SB。

4.通信模块的硬件

S7-1200提供了具备RS485和RS232两种接口的通信模块。每个S7-1200 CPU最多可以支持3个通信模块，都必须安装在CPU的左侧（或者通信模块的左侧）。

5.S7-1200集成的PROFINET接口

实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。

S7-1200与编程计算机的通信如图2-9所示；S7-1200与精简系列面板的通信如图2-10所示；利用工业以太网交换机CSM 1277进行多设备的连接如图2-11所示；在编程接口模式下利用CM 1241进行点对点连接如图2-12所示。