S7-1200 PLC主要由CPU模板(简称为CPU)、信号板、信号模块、通信模块硬件结构如图1所示,各种模块安装在标准DIN导轨上。S7- 1200 PLC的硬件组成具有高度的灵活性,用户可以根据自身需求确定PLC的结构,系统扩展十分方便。
1.CPU模块
S7-1200的CPU模块(图1)将微处理器、电源、数字量、输入/输出电路、模拟量输入/输出电路、PROFINET以太网接口、高速运动控制功能组合到一个设计紧凑的外壳中。每块CPU内可以安装- .块信号板,安装以后不会改变CPU的外形和体积。
微处理器相当于人的大脑，它不断地采集输入信号,执行用户程序，刷新系统的输出，存储器用来存储程序和数据。
S7-1200集成的PROFINET接口用于与编程计算机、HMI(人机界面)、其他PLC或其他设备的通信。此外,它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信。
通过信号板(SB)可以给CPU增加I/O。信号板连接在CPU的前端。一个CPU具有4个数字量I/O(2xDC输入和2xDC输出)的信号板和1个模拟量输出的信号板。图2为信号板示意图。
①信号板上的状态LED;②可拆卸用户接线连接器
图2信号板(SB)
2.信号模块
输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,数字量(又称开关量)输人模块和数字量输出模块简称为DI模块和DQ模块,模拟量输人模块和模拟量输出模块简称为AI模块和AQ模块,它们统称为信号模块(简称为SM)。如图3所示。
①信号模块的I/O的状态LED;②总线连接器;③可拆卸用户接线连接器
图3信号模块(SM)
信号模块安装在CPU模块的右边,扩展能力最强的CPU可以扩展8个信号模块,以增加数字量和模拟输人、输出点。
信号模块是联系外部现场设备和CPU的桥梁。输人模块用来接收和采集输人信号,数字量输人模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨号开关限位开关.接近开关、光电开关、压力继电器等传送来的数字量输入信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的变化的模拟量的电流、电压信号,或者直接接收热电阻、热电偶提供的温度信号。
数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备,模拟量输出模块用来控制电动机调节阀、变频器等执行器。
CPU模块内部的工作电压--般是DC5V,而PLC的外部输入/输出信号电压一般较高,例如DC24V或AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU中的元器件,或者使PLC不能正常工作。在信号模块中,用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的输人/输出电路。信号模块除了传递信号外,还有电平转换与隔离的作用。
3.通信模块
通信模块(简称为CM)安装在CPU模块的左边,最多可以添加3块通信模块,可以使用点对点通信模块、PROFIBUS模块、工业远程通信模块、AS-i接口模块和IO- Link模块，如图4所示。
①通信模块的状态LED;②通信连接器
图4通信 模块(CM)
4.SIMATICHMI精简系列面板
与S7- 1200配套的第二代精简面板的65 500色高分辨率宽屏显示器的尺寸有4.3英寸、7英寸、9英寸和12英寸(1英寸=0.0254米)这4种，支持垂直安装,用TIA博途中的WinCC组态。它们有一个RS 422/RS 485接口或一个RJ45以太网接口,还有一个USB接口可连接键盘、鼠标或条形码打I描仪,可用U盘实现数据录。
5.编程软件
TIA是Totally Integrated Automation (全集成自动化)的简称，TIA博途(TIA Portal)是西门子自动化的全新工程设计软件平台。S7- 1200用TIA博途中的STEP 7 Basic(基本版)或STEP 7 Professional( 专业版)编程。
