西門子PLC數(shù)字量輸入模塊SM1221     西門子PLC數(shù)字量輸入模塊SM1221

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上海隆彥自動(dòng)化科技有限公司   

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西門子代理商-上海隆彥，庫存大量西門子PLC，產(chǎn)品種類、型號(hào)齊全，涵蓋了西門子200系列PLC、西門子300系列PLC及其EM221模塊、EM222模塊、EM223模塊、EM231模塊、EM232模塊、EM235模塊、PPI電纜、MPI電纜、5611卡、SM321、SM322、SM323、SM331、EM332模塊等，S7-200系列主機(jī)包括CPU224CN、CPU226CN、CPU224XP，S7-300系列主機(jī)包括CPU312、CPU313、CPU314、CPU315-2DP等，價(jià)格低，交貨速度快。

PLC的發(fā)展趨勢(shì)

1、功能向增強(qiáng)化和專業(yè)化的方向發(fā)展，針對(duì)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，開發(fā)出專業(yè)化的PLC產(chǎn)品。以此來提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平。

2、規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展，小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的體積越來越小，功能越來越強(qiáng)；大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場(chǎng)，應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn)，應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足所有的用戶要求。

3、系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向發(fā)展，以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在windows平臺(tái)上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。

通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的接口，可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)[2]。

PLC的功能特點(diǎn)

PLC的功能 隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC的功能日益增多。它不僅能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，而且能實(shí)現(xiàn)多機(jī)群控制；不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還能實(shí)現(xiàn)過程控制、運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理等，其主要功能如下：

1、開關(guān)量邏輯控制    

這是PLC的zui基本的功能。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時(shí)、計(jì)數(shù)指令，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，其定時(shí)值和計(jì)數(shù)值既可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，也可用數(shù)字撥碼開關(guān)來設(shè)定，其值可進(jìn)行在線修改，操作十分靈活方便。

2、模擬量控制

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現(xiàn)場(chǎng)輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理；而CPU處理的數(shù)字結(jié)果，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設(shè)備，以完成對(duì)連續(xù)量的控制。

3、閉環(huán)過程控制

使用PLC不僅可以對(duì)模擬量進(jìn)行開環(huán)控制，而且還可以進(jìn)行閉環(huán)控制。配置PID控制單元或模塊，對(duì)控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進(jìn)行PID控制。

4、定時(shí)、定位、計(jì)數(shù)控制

PLC具有定時(shí)控制的功能，它為用戶提供了若干個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的時(shí)間可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實(shí)現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計(jì)數(shù)控制的功能，它為用戶提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)器或高速計(jì)數(shù)模塊。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制。、 5、順序（步進(jìn)）控制

在工業(yè)控制中，選用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言——順序功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。

6、網(wǎng)絡(luò)通信

現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它既可以對(duì)遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設(shè)備進(jìn)行通信。PLC還可與其它智能控制設(shè)備（如變頻器、數(shù)控裝置）實(shí)現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng)，可提高交流電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)化控制水平。

7、數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票韀2]。

PLC的特點(diǎn)

1、通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全 PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具有面向工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn)。通過選配相應(yīng)的控制模塊便可適用于各種不同的工業(yè)控制系統(tǒng)。同時(shí)，由于PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)設(shè)備更新時(shí)，不必改變

SIMATIC S7-300 一種通用型PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等 特點(diǎn)，使得在以下工業(yè)部門中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案S7－300 是由各種模塊部件所組成，各模塊能以各種不同方法組合在一起。這標(biāo)明可將控制體系設(shè)計(jì)成完整契合運(yùn)用的須要。除了模塊之外，用戶其余所須要的就是一種 DIN 規(guī)范導(dǎo)軌。各模塊裝置在導(dǎo)軌上，并用螺絲固定。這種構(gòu)造 既牢靠又電磁兼容。背板總線集成在各模塊上，通過將總線銜接器插在模塊機(jī)殼的面前，使背板總線 聯(lián)成一體。zui多8個(gè)模板可一起裝在一個(gè)機(jī)架上（中心控制器÷ 擴(kuò)展單元）。

概述

S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含zui多 32個(gè)模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。S7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中

的所有模塊均安裝在一個(gè)安裝導(dǎo)軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)以了解前提條件）。一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：控制器：CPU 具有不同性能等級(jí)，并具有集成 PROFINET 接口或 PR

OFINET和PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊。

工藝模塊用于高速計(jì)數(shù)、位置檢測(cè)或測(cè)量等功能。通信模塊和通信處理器可通過通信接口將控制器進(jìn)行擴(kuò)展根據(jù)要求，也可使用下列模塊：在CPU 向背板總線的輸出

對(duì)于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的

負(fù)載電源模塊 (PM)。接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護(hù)。集成背板總線集成的背板總線；背

板總線集成在模塊上。 模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 可以節(jié)省安裝時(shí)間。 不久將會(huì)提供具有“無響應(yīng)熱插拔”功能的有源背板。模塊組裝在

S7-1500 安裝導(dǎo)軌上：具有各種長(zhǎng)度，包括切割至定長(zhǎng)的型號(hào)。 由于具有集成式 DIN 導(dǎo)軌，可以卡裝廣泛的標(biāo)準(zhǔn)部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。性能

可靠，接線方便：I/O 信號(hào)是通過統(tǒng)一的 40 針前連接器來連接的。 信號(hào)模塊和前連接器之間具有機(jī)械編碼，可防止因意外的錯(cuò)誤插入而對(duì)電路造成破壞。為了對(duì)前連

接器進(jìn)行簡(jiǎn)單接線，可將該連接器置于“預(yù)接線位置”。 在此位置上，插頭尚未與模塊電路接觸。 此位置還可用于在運(yùn)行過程中進(jìn)行改動(dòng)。 用戶可借助于前蓋內(nèi)側(cè)的一個(gè)

印制電纜連接圖進(jìn)行連接。前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號(hào)提供。 兩個(gè)型號(hào)都可以連接線芯截面積為 0.25²~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的導(dǎo)線。

另外，數(shù)字量信號(hào)模塊可通過 TOP Connect 進(jìn)行系統(tǒng)接線。 通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器，并可在控制柜中進(jìn)行簡(jiǎn)便接線。對(duì)于

模擬量模塊，可以直接在模塊上進(jìn)行屏蔽；隨模塊提供了一個(gè)屏蔽連接套件，無需工具即可進(jìn)行安裝。針對(duì) S7-1500 的信號(hào)模塊提供了標(biāo)簽條?？墒褂靡慌_(tái)標(biāo)準(zhǔn)激光打

印機(jī)來打印這些 DIN A4 標(biāo)簽紙上的標(biāo)簽。 可以從 TIA Portal 進(jìn)行自動(dòng)打印，而無需重新輸入符號(hào)或地址。 通過這些標(biāo)簽條的設(shè)計(jì)形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標(biāo)

簽。 如果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會(huì)保留?？勺兒涂蓴U(kuò)展的站配置：信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。 系統(tǒng)可自行組態(tài)。較大

配置包括帶有31個(gè)模塊（30 個(gè)模塊 + 1 個(gè)電源）的 CPU。 在CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下，需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-

1500 模塊的內(nèi)部電路供電。

SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安裝空間中。

移動(dòng)敷設(shè)：
SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以方式安裝到可用空間內(nèi)。

I/O 模塊

以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

數(shù)字量輸入模塊

數(shù)字量輸出模塊

數(shù)字量輸入/輸出模塊

模擬量輸入模塊

模擬 I/O 模塊

模擬量輸出模塊

包括高速 (HS) 模擬量模塊，無論通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs

用于計(jì)數(shù)和定位的工藝模塊

用于點(diǎn)到點(diǎn)通信和總線連接的通信模塊

不久將可供貨 用于面向安全的應(yīng)用的故障安全模塊

提供了各種模塊等級(jí)，可使用戶在其應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。 模塊本身通過標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記：

BA（基本型）： 簡(jiǎn)易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數(shù)

ST（標(biāo)準(zhǔn)型）： 具有與模塊或負(fù)載組相關(guān)的診斷的模塊，如果適用，帶有參數(shù)；模擬量模塊： 準(zhǔn)確度等級(jí) 0.3%

HF（高性能型）： 具有與通道相關(guān)的診斷和參數(shù)設(shè)置的模塊；對(duì)于模擬量模塊： 準(zhǔn)確度等級(jí) 0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高

HS（高速型）：具有濾波和轉(zhuǎn)換時(shí)間的模塊適用于超高速應(yīng)用；例如 8 通道模擬量模塊，無論的通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs。

I/O 模塊的附件：

標(biāo)簽紙：
可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標(biāo)簽紙，每張標(biāo)簽紙帶有 10 個(gè)標(biāo)簽，預(yù)穿孔，可使用標(biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)進(jìn)行打印；可用顏色： Al 灰）

屏蔽連接：
SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)（模擬量模塊和工藝模塊）提供了一個(gè)簡(jiǎn)易屏蔽連接套件，無需使用工具即可安裝。 此套件包含一個(gè) 24 V DC 饋電元件、一個(gè)屏蔽

夾和一個(gè)通用屏蔽端子。 該屏蔽端子可用于單根細(xì)干線電纜、多根細(xì)干線電纜或一根粗干線電纜。 由于對(duì) 24 V DC 電源和測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分離，并且在屏蔽

和信號(hào)電纜之間具有低阻抗連接，因此可確保較高的 EMC 穩(wěn)定性和抗干擾性。

統(tǒng)一的 40 針前連接器

I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件

S7-1500 具有不同的通信接口：

PROFINET IO IRT 接口（2 端換機(jī)），集成在 CPU 中；
用于獲得確定的響應(yīng)時(shí)間和高設(shè)備精度。

用于連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信模塊（不久提供 PROFINET）

用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個(gè)附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨(dú)的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離。 對(duì)于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS

接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)。 通過一個(gè) PROFIBUS CM，可方便地對(duì)不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進(jìn)行擴(kuò)展。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)具有確定響應(yīng)時(shí)間和高精度設(shè)備性能的分布式自動(dòng)化配置。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

SIMATIC S7-1500

SIMATIC S7-1200

SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

SIMATIC ET 200（通過帶有 PROFINET 接口的 CPU）

以下設(shè)備可作為普通設(shè)備或智能設(shè)備來連接：

SIMATIC S7-1500

SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）

ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

ET 200SP CPU 1510SP-1 PN、CPU 1512SP-1 PN

SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

ET 200 分布式 I/O 設(shè)備

作為直接按鍵模塊運(yùn)行的人機(jī)界面設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

PROFIBUS DP 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。 通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或

通訊模塊,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

SIMATIC S7-1500
（通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）

SIMATIC S7-300
(使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)

SIMATIC S7-400
(使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)

SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308

SIMATIC 505

以下設(shè)備可作為普通從站或智能從站來連接：

分布式 I/O 設(shè)備，例如 ET 200

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300

C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP

SIMATIC S7-400 (只有通過 CP 443-5)

SIMATIC S7-1500（只能通過 CP/CM 1542-5）

不過，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運(yùn)行的 PG 和 OP 功能。