电气控制技术与PLC 习题答案 第6章 S7-1200的硬件结构和安装维护.docx

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1、第6章S7-1200的硬件结构和安装维护1、S7-1200PLC由哪几部分组成的?参考答案：微处理器、集成电源、输入电路和输出电路等。2、S7-1200支持的通信类型有哪些？参考答案：I-Device, PROFINET, PROFIBUS,远距离控制通信，点对点(PtP)通信，USS 通信，Modbus RTU, AS-i, I/O Link MASTER 等。3、请总结S7-200与S7-1200的差异。参考答案：S7-1200作为新推出的紧凑型控制器，定位在原有的SIMATIC S7-200和S7-300产品之 间。它与S7-200之间的区别和差异主要体现在几个方面：硬件、通信、工程、存

2、储器、功 能块、计数器、定时器、工艺功能等。(1)硬件在硬件扩展方面，S7-200最多支持7个扩展模块，而S7-1200支持扩展最多8个信号 模块和最多3个通信模块。硬件组态方面，S7-200的地址自动分配，不能改变；而S7-1200的地址可以由用户手动 重新分配。(2)通信通信方面,S7-200和S7-1200都支持通过RS232和RS485实现点对点通信，支持ASCII, USS和Modbus等通信协议。S7-200需要RS232转换器实现RS232的串口通信，而S7-1200 通过RS232通信模块即可实现。S7-1200本机集成了 PROFINET以太网接口，支持与编程 设备，HMI和

3、其它CPU的通信。(3)工程应用S7J200的编程软件STEP7 Basic提供了一个易用、集成的工程框架，可以用于SIMATIC S7-1200 PLC、精简HMI面板和伺服系统的组态。(4)存储器存储器方面，S7-2。的程序存储器和数据存储器的大小是固定不变的，而S7-1200的则 是浮动的。装载存储区方面，S7J200CPU的符号表和注释可以在线获得，即S7-1200CPU的符号 表和注释可以保存在CPU中，而S7-200不支持此功能。保持存储区方面，S7-200仅有数据区可以设置为保持性的，而S7-1200最多可以设置 2048字节的保持区，可以对数据块中的离散变量设置保持性。存储卡大

4、小上，S7-1200的存储卡最大可到24MB。对于S7-200和S7-1200,存储卡都 是可选的，可以存放的内容是雷同的。此外，S7-1200的存储卡还将用来实现存储区扩展、 程序分配及固件升级等功能。(5)功能块块的类型方面，S7-200有主程序、子程序、中断子程序及数据区V区等，而S7-1200有OB块，FB块，FC块及数据块DB等。程序结构方面，S7-200调用子程序，最大嵌套深度为8,所有程序块公用一个通用数据 块；而S7-1200具有FC、FB和0B块等，高度模块化，且可以重复利用，最大嵌套深度为 16o S7-200中将事件分配给中断，中断事件触发相应的子程序；而S7-1200是

5、通过组织块分 配事件。S7-1200的新数据类型使应用更加灵活。例如用于日期和时间时，S7-200需要读取相应 的V区数据，S7-300通过调用SFC读取日期时间数据，而S7-1200可以通过符号名访问 DTL结构的所有组成部分。(6)计数器计数器指令上S7-200和S7-1200也有不同。S7-200的计数器当计数值大于等于设定值 时，计数器状态位置位；而S7-1200的计数器当计数值大于等于设定值时，输出置位；S7- 200计数器的计数范围是0-32767, S7-1200的计数范围可以调整。(7)定时器定时器指令上，S7-200和S7-1200也有差异。S7-200的定时器当计时值大于等

6、于设定 值时，定时器状态位置位；而S7-1200的定时器当计时值大于等于设定值时，输出置位；而 且S7-1200的定时时间可以像S7-300的一样直接输入，不需要像S7-200那样使用定时时基 1 / 10/100 ms进行换算。(8)工艺功能工艺功能方面，S7-200一般是通过向导来实现的，而S7-1200则是通过调用相应的块来 实现的。4、请总结S7-300与S7-1200的差异。S7-1200作为新推出的紧凑型控制器，定位在原有的SIMATIC S7-200和S7-300产品之 间。它与S7-300之间的区别和差异主要体现在几个方面：硬件、通信、存储器、功能块、 计数器、定时器等。(1)

7、硬件在硬件扩展方面，S7-300主机架最多支持8个扩展模块，且扩展模块全部在CPU的 右侧(若水平放置的话)，而S7-1200支持扩展最多8个信号模块和最多3个通信模块。(2)通信通信方面,S7-300和S7-1200都支持通过RS232和RS485实现点对点通信，支持ASCII, USS和Modbus等通信协议。S7-300需要选用带PtP接口的CPU或者CP模块实现RS232 的串口通信，而S7-1200通过RS232通信模块即可实现。S7-1200本机集成了 PROFINET以 太网接口，支持与编程设备，HMI和其它CPU的通信。(3)存储器装载存储区方面，S7-1200CPU的符号表和

8、注释可以在线获得，即S7-1200CPU的符号 表和注释可以保存在CPU中，而S7-300不支持此功能。S7-1200中利用“符号化存取”，可以最优化分配数据块所占的存储区；而在S7-300中， 由于是混合声明数据块中的数绝类型，这使得存储区的分配使用非常杂乱。保持存储区方面，S7-300是以字节为单位进行保持性设置的；而S7-1200最多可以设置 2048字节的保持区，可以对数据块中的离散变量设置保持性。存储卡大小上，S7-1200的存储卡最大可到24MB,而且存储卡是可选的，可以存放的 内容是雷同的。而S7-300的存储卡是必须的。S7-300的存储卡无法存放配方和数据记录等。 此外，S7

9、-1200的存储卡还将用来实现存储区扩展、程序分配及固件升级等功能。（4）功能块S7-1200的新数据类型使应用更加灵活。例如用于日期和时间时，S7-300通过调用SFC 读取日期时间数据，而S7-1200可以通过符号名访问DTL结构的所有组成部分。（5）计数器S7-300的计数器当计数值大于0时，计数器输出置位；而S7-1200的计数器当计数值大 于等于设定值时，输出置位；S7-300S5计数器的计数范围是0-999, S7-1200的计数范围可 以调整。（6）定时器定时器指令上，S7-300的定时器当计时值大于设定值时，定时器输出置位；而S7-1200 的定时器当计时值大于等于设定值时，输

10、出置位。5、总结S7-1500的特点。参考答案：S7-1500是西门子公司近年新推出的模块化结构的PLC,其主要特点概述如下。（1）更为强大的CPU资源更为丰富充足。以CPU 1516-3 PN为例，其块的总数最多为6000个，数据块最大 5MB,FB、FC、OB最大512KB，用于程序的工作存储器5MB,用于数据的工作存储器1MB。 定时器、计数器分别有2048个，IEC定时器、计数器的数量不受限制。位存储器（M） 16KBo I/O模块最多8192个，过程映像分区最多32个，过程映像输入、输出分别为32KB,每个 机架最多32个模块。运动控制功能最多支持20个速度控制轴、定位轴和外部编码器

11、，有高 速计数和测量功能。插槽式装载存储器最大2GB,可存储项目数据、归档、配方和有关的文 档。运算速度更快。以CPU 1516-3 PN为例，位操作指令的处理时间典型值为10ns,浮点 数运算指令的处理时间典型值为64ns。AL AO模块的分辨率均为16位，8点AI模块每个 模块的转换时间为125 us。数字量输入模块具有50 us的超短输入延时。用于计数、测量和 定位输入的工艺模块TM Poslnput的最高信号频率为1MHz, 4倍速时为4MHz。可用RS- 422接口连接脉冲编码器，支持等式模式、诊断中断和硬件中断。采用PROFINETIRT通信 可以保证确定的反应时间和高精度的系统响

12、应，最短循环时间为250 gso（2） 集成各种工艺功能S7-1500的运动控制功能集成在CPU模块中，不需要附加的运动控制模块。通过编程软 件博途（TIA Portal）创建项目和组态工艺对象，利用博途提供的符合PLCopen标准的运动 控制指令控制工艺对象。运动控制可以使用具有PROFINETIOIRT和PROFIdrive接口的驱 动器，或使用模拟量设定值的驱动器。运动控制功能支持速度控制轴、定位轴和外部编码器 工艺对象。S7-1500的CPU都有集成的跟踪（TRACE）和逻辑分析器功能，跟踪功能可循环记录 最多16个变量，便于查找偶发错误，对程序和动作进行实时诊断，用于调试和优化用户程

13、 序，尤其适用于运动控制和优化驱动器。记录数据保存在设备上，在需要时可以用编程设备 读出和永久保存。可以用曲线图和信号表来评估测量的结果，也可以将测量结果作为一个文 件导出和导入。S7-1500 CPU集成的PID控制器有PID参数自整定功能。PID3步（3-St叩）控制器是 脉冲宽度调制输出的控制器，此外还有适用于带积分功能的外部执行器（如阀门）的PI步 进控制器。使用F型控制器，可实现故障安全自动化，故障安全程序和标准程序使用同样的 工程设计和操作理念。可以用安全管理编辑器定义和修改安全参数。（3） 更全面的安全保护机制S7J500提供全面的安全保护机制，加密算法可以有效防范未经授权的访问

14、和修改，可 以避免设备被仿造。可通过绑定SIMATIC存储卡或CPU的序列号，确保程序无法在其它设 备中运行。这样的程序不能拷贝，只能在指定的存储卡或CPU上运行。访问保护功能提供 一种全面的安全保护功能，可防止未经授权的项目计划更改，专有的数据校验机制可识别修 改过的工程数据。可为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。使用带 有安全功能的工业以太网模块CP 1543-1,加强了集成防火墙的访问保护。系统对传输到控 制器的数据进行保护，防止通过HMI进行未经授权的访问。控制器可以识别发生变更的工 程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。通过CPU内置的显示屏，可快速访问各种文

15、本信息和详细的诊断信息，便于全面了解 工厂的所有信息，从而实现全工厂透明化。支持在运行过程中对显示屏进行热插拔操作，可 以通过博途软件设置显示屏的操作密码。（4） 更好的兼容性通过集成的移植工具，S7-300/400的项目可以移植到S7-1500,实现对现有专有知识的投资 保护。可以通过复制功能将S7-1200的程序转换到S7J500。通过将硬件数据上传到工程组 态，可实现各种硬件的快速准确识别。可上传包括符号和注释的整个项目，维修操作时无需 打开当前项目。可通过Web浏览器或SD卡读卡器，快速访问设备组态数据，与控制器进行 双向数据交换。6、S7-1200采用哪种供电方式？S7-1200PL

16、C的供电电源可以是110或220V交流电源，也可以是24V直流电源，接 线时有一定的区别及相应的注意事项。7、S7-1200的数字量输入点支持哪些信号类型？数字量输入类型有源型和漏型两种。S7-1200 CPU集成的输入点和信号模板的所有输 入点都既支持漏型输入又支持源型输入，而信号板的输入点只支持源型输入或者漏型输入的 一种。8、S7-1200的数字量输出点支持哪些信号类型？S7-1200数字量的输出信号类型，只有200kHz的信号板输出既支持漏型输出又支持源 型输出，其它信号板、信号模块和CPU集成的晶体管输出都只支持源型输出。9、S7-1200模拟量模块有哪几种接线方式？其模拟量模块有下面三种接线方式：两线制：两根线既传输电源又传输信号，也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起 的，电源是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载；三线制:三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用一个COM端； 四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。