S7-1200 CPU模块扩展与技术规格详解

1.CPU的共性

1）S7-1200可以使用梯形图（LAD）、函数块图（FDB）和结构化控制语言（SCL）这3种编程语言。每条布尔运算指令、字传送指令和浮点数数学运算指令的执行时间分别为0.08μs、1.7μs和2.3μs。

2）集成了最大150KB（B是字节的缩写）的工作存储器、最大4MB的装载存储器和10KB的保持性存储器。CPU 1211C和CPU 1212C的位存储器（M）为4096B，其他CPU为8192B。可以用可选的SIMATIC存储卡扩展存储器的容量和更新PLC的固件。还可以用存储卡将程序传输到其他CPU。

3）过程映像输入、过程映像输出各1024B。集成的数字量输入电路的输入类型为漏型/源型，电压额定值为DC 24V，输入电流为4mA。1状态允许的最小电压/电流为DC 15V/2.5mA，0状态允许的最大电压/电流为DC5V/1mA。输入延迟时间可以组态为0.1μs～20ms，有脉冲捕获功能。在过程输入信号的上升沿或下降沿可以产生快速响应的硬件中断。

继电器输出的电压范围为DC5～30V或AC5～250V。最大电流2A，白炽灯负载为DC 30W或AC 200W。DC/DC/DC型CPU的MOSFET（场效应管）的1状态最小输出电压为DC 20V，0状态最大输出电压为DC 0.1V，输出电流0.5A。最大白炽灯负载为5W。

脉冲输出最多4路，CPU 1217支持最高1MHz的脉冲输出，其他DC/DC/DC型的CPU本机最高100kHz，通过信号板可以输出200kHz的脉冲。

4）有2点集成的模拟量输入（0～10V），10位分辨率，输入电阻大于等于100kΩ。

5）集成的DC 24V电源可供传感器和编码器使用，也可以用来做输入回路的电源。

6）CPU 1215C和CPU 1217C有两个带隔离的PROFINET以太网端口，其他CPU有一个以太网端口，传输速率为10M/100Mbit/s。

7）实时时钟的保存时间通常为20天，40℃时最少为12天，最大误差为±60s/月。

2.CPU的技术规范

S7-1200现在有5种型号的CPU模块（简称为CPU，见表1-1），此外还有故障安全型CPU。CPU可以扩展1块信号板，左侧可以扩展3块通信模块。

表1-1 S7-1200 CPU技术规范

图1-3 CPU模块

图1-3中的①是集成的I/O（输入/输出）的状态LED（发光二极管）。②是3个指示CPU运行状态的LED，③是PROFINET以太网接口的RJ45连接器，④是存储卡插槽（在盖板下面），⑤是可拆卸的接线端子板。

每种CPU有3种具有不同电源电压和输入、输出电压的版本（见表1-2）。

3.CPU的外部接线图(www.xing528.com)

CPU 1214C AC/DC/Rly（继电器）型的外部接线图见图1-4。输入回路一般使用图中标有①的CPU内置的DC 24V传感器电源，漏型输入时需要去除图1-4中标有②的外接DC电源，将输入回路的1M端子与DC 24V传感器电源的M端子连接起来，将内置的24V电源的L+端子接到外接触点的公共端。源型输入时将DC 24V传感器电源的L+端子连接到1M端子。

表1-2 S7-1200 CPU的3种版本

CPU 1214C DC/DC/Rly的接线图与图1-4的区别在于前者的电源电压为DC 24V。

图1-4 CPU 1214C AC/DC/Relay的外部接线图

CPU 1214C DC/DC/DC的电源电压、输入回路电压和输出回路电压均为DC 24V。输入回路也可以使用内置的DC24V电源。

4.CPU集成的工艺功能

S7-1200集成的工艺功能包括高速计数与频率测量、高速脉冲输出、PWM控制、运动控制和PID控制。

（1）高速计数器

最多可组态6个使用CPU内置或信号板输入的高速计数器，CPU 1217C有4点最高频率为1MHz的高速计数器。其他CPU可组态100kHz（单相）/80kHz（正交相位）或30kHz（单相）/20kHz（正交相位）的高速计数器（与输入点地址有关）。如果使用信号板，最高计数频率为200kHz（单相）/160kHz（正交相位）。

（2）高速输出

各种型号的CPU最多4点高速脉冲输出（包括信号板的DQ输出）。CPU 1217C的高速脉冲输出最高频率为1MHz，其他CPU 100kHz，信号板200kHz。

（3）运动控制

S7-1200的高速输出可以用于步进电机或伺服电机的速度和位置控制。通过一个轴工艺对象和PLCopen运动控制指令，它们可以输出脉冲信号来控制步进电机速度、阀位置或加热元件的占空比。除了返回原点和点动功能以外，还支持绝对位置控制、相对位置控制和速度控制。轴工艺对象有专用的组态窗口、调试窗口和诊断窗口。

（4）用于闭环控制的PID功能

PID功能用于对闭环过程进行控制，建议PID控制回路的个数不要超过16个。STEP 7中的PID调试窗口提供用于参数调节的形象直观的曲线图，支持PID参数自整定功能。