西門子6ES7215-1HG40-0XB0

時(shí)間：2019-03-14作者：上海盟疆工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司瀏覽：32

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西門子這個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的巨人在simatic產(chǎn)品的歷史長河里又一次投了一顆礫石激起了一片漣漪，而這顆礫石的名字就叫作s7-1200。從產(chǎn)品命名上來看較像是s7-200的一個(gè)延伸或者升級，在這里筆者想詳細(xì)的講解一下這款產(chǎn)品，在講解之前我覺得應(yīng)該了解一下西門子plc的家族史。

1、西門子plc的歷史

從西門子公司1872進(jìn)入中國以來，中國自動(dòng)化前進(jìn)的之路一直有西門子自動(dòng)化產(chǎn)品相伴，說到西門子的plc大家都能說出那些耳熟能詳?shù)男吞杝7-200/300/400，但是可能大家并不知道這些產(chǎn)品并非所有都是西門子的德國血統(tǒng)，s7-300/400采用的是step7編程而s7-200則采用step7micro/win編程，曾經(jīng)有很多人都嘆息過為什么熟悉了s7-300產(chǎn)品之后再去學(xué)習(xí)s7-200產(chǎn)品仿佛換了一個(gè)公司產(chǎn)品而需要從頭學(xué)起反之亦然。這是為什么呢？這就是因?yàn)閟7-200產(chǎn)品是西門子利用收購的一家美國公司開發(fā)軟件和產(chǎn)品，為了能夠爭奪plc的低端市場而整合上市的。相信大家也看出來s7-200的編程模式和sm特殊寄存器設(shè)置都能夠找到一些美日式plc編程模式的痕跡，而西門子也一直尋找合適的時(shí)機(jī)開發(fā)屬于德國血統(tǒng)的低端plc產(chǎn)品，就在2009年s7-1200這款產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

2、s7-1200的市場定位

有控友說s7-1200是s7-200的一個(gè)簡單的升級，可以說這句話說得知其然而不知其所以然，因?yàn)樗_實(shí)不是升級而是替代，為什么這樣說呢！因?yàn)閟7-1200的這個(gè)產(chǎn)品是西門子低端plc產(chǎn)品的一記重拳。西門子已經(jīng)停止除在中國的s7-200cn系列以外的s7-200生產(chǎn)線，s7-200cn以其低廉的價(jià)格還要爭奪*三發(fā)展中國家的自動(dòng)化市場份額。而在歐美低端市場將全部被s7-1200產(chǎn)品覆蓋。在中國有很多廠商相繼推出兼容s7-200的模塊這也使得西門子在低端市場的份額占去一部分，所以為了降低成本而保住市場還要延續(xù)200cn系列的輝煌，而西門子將會(huì)把新的通訊和控制技術(shù)應(yīng)用在s7-1200這款產(chǎn)品上同樣西門子也將會(huì)用s7-1200這款產(chǎn)品強(qiáng)力打造**plc中低端市場。

3、s7-1200的產(chǎn)品定位

s7-1200這款產(chǎn)品的定位還是相當(dāng)明確的，瞄準(zhǔn)的正是中低端小型plc產(chǎn)品線，硬件結(jié)構(gòu)由緊湊模塊化結(jié)構(gòu)組成，系統(tǒng)io點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存容量，均比s7-200多出30%，充分滿足市場的針對小型plc的需求，現(xiàn)在很多離散行業(yè)和過程控制行業(yè)的小型單元和系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)均是在離散點(diǎn)200以內(nèi)、模擬點(diǎn)在36-48點(diǎn)之內(nèi)，所以在這個(gè)時(shí)候s7-200將不能應(yīng)對，客戶只能選購s7-300中型plc以大馬拉小車形式來面對工程這也給客戶造成了一定成本上的浪費(fèi)。而s7-1200這款產(chǎn)品容量上的設(shè)計(jì)是在充分積累客戶多年需求之上而得。

 

4、s7-1200的產(chǎn)品新特性

a)緊湊模塊化結(jié)構(gòu)

s7-1200產(chǎn)品延續(xù)了200緊湊式結(jié)構(gòu)，cpu1214c的寬度僅有110mm，cpu1212c和cpu1211c的寬度也僅有90mm。通訊模塊和信號模塊的體積也十分小巧，使得這個(gè)緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過程中為您提供了高的效率和靈活性。另外s7-1200增加一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的io模塊叫做信號板，它是鑲嵌在cpu箱體上的分別為2di/o和1ao這正是西門子設(shè)計(jì)精髓之道可以隨時(shí)定制所需要補(bǔ)充的io模塊，中小型工程的問題突顯之處就是工程的不確定性，很有可能在工程實(shí)施過程當(dāng)中出現(xiàn)di/o和ao不夠用，而ai卻是能夠較為富裕信號通道。

b)強(qiáng)大的控制功能

系統(tǒng)集成了16路pid的控制回路，并且pid都是能夠支持自適應(yīng)的快速功能塊，并且提供了pid參數(shù)調(diào)試和觀測的控制畫面，可以讓用戶在并不熟悉pid參數(shù)如何調(diào)整的情況下把工藝參數(shù)控制到所需標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)集成了多達(dá)6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（3個(gè)100khz，3個(gè)30khz），用于精確監(jiān)視增量編碼器、頻率計(jì)數(shù)或?qū)^程事件進(jìn)行高速計(jì)數(shù)。系統(tǒng)集成了2個(gè)高速輸出，可用作高速脈沖輸出或脈寬調(diào)制輸出。當(dāng)組態(tài)成pto時(shí)，它們將提供高頻率為100khz的50%占空比高速脈沖輸出，以便對步進(jìn)電機(jī)或伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和定位控制。通過2個(gè)高速計(jì)數(shù)器對高速脈沖輸出進(jìn)行內(nèi)部反饋。當(dāng)組態(tài)成pwm輸出時(shí)，將生成一個(gè)具有可變占空比的固定周期輸出來控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。系統(tǒng)支持對步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和位置控制。對該功能的組態(tài)十分簡單：通過一個(gè)軸工藝對象和通用的plcopen運(yùn)行功能塊即可實(shí)現(xiàn)。除了返回（home）和點(diǎn)動(dòng)（jog）功能以外，還支持、相對和速度運(yùn)動(dòng)。

c)經(jīng)典的編程模式

s7-1200使用simaticstep7basic工具編程，而這款的工具的使用風(fēng)格基本與step7professional一樣，提供lad和fbd兩種編程語言并采用ob組織塊fb功能塊fc功能函數(shù)db數(shù)據(jù)塊的編程形式（通過背景db的支持可以實(shí)現(xiàn)功能塊參數(shù)化調(diào)用），這次西門子公司終于把全線產(chǎn)品的編程風(fēng)格統(tǒng)一了。

d)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)意味著什么呢！其實(shí)就是數(shù)組、結(jié)構(gòu)等這樣的多元素組成的數(shù)據(jù)單位，而市面上很少會(huì)有低端plc的編程語言能夠支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都是采用扁平式的數(shù)據(jù)類型（bool、int、word、dword、real）。s7-1200這款產(chǎn)品繼承了300/400中**plc所具備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)開始支持?jǐn)?shù)組和結(jié)構(gòu)等。

 

e)指令參數(shù)的多態(tài)性

在西門子的經(jīng)典的編程指令當(dāng)中都是采用數(shù)據(jù)類型一致分類，例如加/減/乘/除的指令根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型是不同的指令，而在對s7-1200編程時(shí)不分?jǐn)?shù)據(jù)類型只是調(diào)用功能，讓功能塊放置在network中時(shí)才會(huì)讓用戶選擇是哪種的數(shù)據(jù)類型，這就輕松實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的多態(tài)性。

f)基于控制對象編程

剛才上文提到了s7-1200增加了db數(shù)據(jù)塊和struckt數(shù)據(jù)類型，正因?yàn)榫哂辛诉@兩個(gè)*的條件這才引出此系統(tǒng)的一個(gè)很重要的功能，這就是基于控制對象的編輯和編程，添加控制對象也只需要單擊一下鼠標(biāo)。添加新的對象（如一個(gè)軸或一個(gè)pid控制器）時(shí)，工程組態(tài)系統(tǒng)的“添加新對象”（addnewobject）窗口中會(huì)顯示相關(guān)設(shè)置。根據(jù)對象的功能為對象命名。微調(diào)各種對象時(shí)，用戶可以使用功能描述，分配完對象的所有信息后，編輯器中會(huì)立即打開該對象。

g)集成hmi工程組態(tài)

simaticstep7basic包括功能強(qiáng)大的hmi軟件simaticwinccbasic，用于對simatichmi精簡系列面板進(jìn)行高效的編程和組態(tài)。高效的工程組態(tài)包括，例如：通過智能拖放功能直接使用hmi項(xiàng)目中的控制器過程值。hmi是整個(gè)項(xiàng)目的一部分，hmi數(shù)據(jù)可始終保持一致性。hmi和plc之間的連接可以集中定義。還可以創(chuàng)建多個(gè)模板并分配給其它畫面。完全集成的hmi功能使組態(tài)simatichmi精簡系列面板變得十分方便且高效。

h)通訊集成profinet接口

在當(dāng)前自動(dòng)化推崇工業(yè)以太網(wǎng)通訊的趨勢中，西門子的全線產(chǎn)品已經(jīng)開始“**盔貫甲”全部武裝上了profinet的接口，而唯*低端產(chǎn)品s7200還是停留在以太網(wǎng)通訊s7協(xié)議的這個(gè)層面上，這是為什么呢！因?yàn)槲鏖T子已經(jīng)把具有profinet接口的s7-1200**上市了。s7-1200支持傳統(tǒng)的以太網(wǎng)s7通訊同樣也支持profinet工業(yè)以太網(wǎng)總線通訊主要是用于simatichmi精簡系列面板（用于可視化）；其它控制器（用于plc間的通訊）；第三方設(shè)備（用于可選的**集成）。

 

i)靈活的第三方通訊

與第三方方設(shè)備通訊一直都是plc自動(dòng)化廠商的軟肋，而s7-1200配備了cm模塊支持rs232/485以及自身以太網(wǎng)口通訊。針對串行通訊rs232/485采用使用功能塊配置幀通訊的方式來完成數(shù)據(jù)流的通訊，并且s7-1200支持send_ptp和rcv_ptp功能塊串行通訊的封裝這樣就意味著很容易封裝出來各種串行通訊協(xié)議。而針對以太網(wǎng)s7-1200提供了tcp和udp的兩種通訊方式，并且提供了標(biāo)準(zhǔn)t-send/t-receive功能塊完善通訊的解決方案，例如完全可以利用這兩組指令封裝出來modbus-tcp協(xié)議庫提供給用戶。另外系統(tǒng)提供了豐富字符處理的指令庫（left、right、delete、insert、replace、val_strg、strg_val和s_conv）這就意味著增強(qiáng)了這款產(chǎn)品對通訊中ascii字符處理的能力，可以和大量第三方進(jìn)行自定義字符通訊（稱重、二次儀表、單片機(jī)等）。

5、s7-1200的產(chǎn)品展望

上邊說了這么多s7-1200的一些特點(diǎn)，但并不表示這款產(chǎn)品就沒有不足，“金無足赤人無完人”而且這款產(chǎn)品還是在成長過程當(dāng)中，他在很多功能方面都不完善，例如：不支持profinetcab和io組態(tài)；不支持ppi、mpi和profibus通訊；不支持配方功能等，但是這些功能對于西門子開發(fā)并不是問題這也僅僅西門子為了能及早上市，把某些通訊模塊和軟件功能相繼隨后推出和規(guī)劃在下一版本的軟件中，所以用戶現(xiàn)在可以因地制宜根據(jù)自己的項(xiàng)目范圍使用此款產(chǎn)品，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速復(fù)蘇和歐美經(jīng)濟(jì)的衰退，現(xiàn)在正是出現(xiàn)大量中國設(shè)備出口的局面，而s7200cn系列沒有ce等認(rèn)證是不能出口到歐美，而s7-1200正是良好的一款低端緊湊型plc產(chǎn)品非常適合中小型開發(fā)項(xiàng)目和設(shè)備，并且如果需要與大量第三方設(shè)備通訊這款產(chǎn)品真是物盡其用，筆者在這里覺得這款產(chǎn)品將會(huì)在未來3年的自動(dòng)化市場處處開花。


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