SIMATIC.S7.S7-1200.可编程控制器系统手册

SIMATIC

S7-1200 入门手册

设备手册

11/2009

A5E02486780-01

法律资讯 警告提示系统

为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产损失有关的提示不带警告三角。警告提示根据危险等级由高到低如下表示。

危险

表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。 警告

表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。

小心

带有警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。

小心

不带警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。

注意

表示如果不注意相应的提示，可能会出现不希望的结果或状态。

当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用最高等级的警告提示。如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。

合格的专业人员 本文件所属的产品

/系统只允许由符合各项工作要求的合格人员进行操作。其操作必须遵照各自附带的文件说明，特别是其中的安全及警告提示。 由于具备相关培训及经验，合格人员可以察觉本产品/系统的风险，并避免可能的危险。

按规定使用 Siemens 产品

请注意下列说明： 警告

Siemens 产品只允许用于目录和相关技术文件中规定的使用情况。如果要使用其他公司的产品和组件，必须得到 Siemens 推荐和允许。正确的运输、储存、组装、装配、安装、调试、操作和维护是产品安全、正常运行的前

提。必须保证允许的环境条件。必须注意相关文件中的提示。

商标

所有带有标记符号 ® 的都是西门子股份有限公司的注册商标。标签中的其他符号可能是一些其他商标，这是出于保护所有者权利的 目地由第三方使用而特别标示的。

责任免除

我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查。然而不排除存在偏差的可能性，因此我们不保证印刷品中所述内容与硬件和软件完全一致。印刷品中的数据都按规定经过检测，必要的修正值包含在下一版本中。

Siemens AG

Industry Sector

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德国 文件订购号: 6ES7298-8FA30-8KQ0 10/2009 Copyright © Siemens AG 2009. 本公司保留技术更改的权利

前言

欢迎使用西门子 SIMATIC 控制器系列的最新产品 - S7-1200。 SIMATIC S7-1200 紧凑型

控制器是一款节省空间的模块化控制器，适合要求简单或高级逻辑、HMI 和网络功能的小

型自动化系统。 S7-1200 设计紧凑、成本低廉且功能强大，是控制小型应用的完美解决

方案。

作为 SIMATIC“全集成自动化”(TIA, Totally Integrated Automation) 计划的一部分，S7-

1200 产品系列和 STEP 7 Basic 编程工具为您提供了满足您自动化需求所需的灵活性。

S7-1200 将帮助您轻松完成最具挑战性的任务！

SIMATIC S7-1200 控制器解决方案是专为“紧凑型”控制器类别设计的，由 SIMATIC S7-

1200 控制器和 SIMATIC HMI 基本型面板组成，此二者均可使用 SIMATIC STEP 7 Basic

工程软件进行编程。 由于实现了使用同一个工程软件对两种设备进行编程，开发成本得

以显著降低。

S7-1200 紧凑型控制器包括：

内置 PROFINET

能进行运动控制的高速 I/O、板载模拟量输入

（将空间要求和对附加 I/O 的需求降到最低）、

2 个用于

脉冲宽度应用 (页 83)的脉冲发生器以及最多 6 个高速计数器 (页 78)

CPU 模块中内置的板载 I/O 点提供 6 到 14 个输

入点和 4 到 10 个输出点

用于 DC、继电器或模拟 I/O 的信号模块

扩展了 I/O 点数，创新的信号板卡在 CPU

的正面以提供附加 I/O (页 9)。

SIMATIC HMI 基本型面板 (页 10)是专为

S7-1200 设计的。

本入门手册介绍了 S7-1200 PLC。 下文

概述了该设备的多个特征和功能。

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 3

118BS7-1200 入门手册

4 更多相关信息，请参考《S7-1200 可编程控制器系统手册》。 也可使用以下网站搜索具体的产品信息，或与技术支持代表联系：

有关 UL 和 FM 证书、CE 标签、C-Tick 和其它标准的信息，请参考技术规范 (页 97)。 如需了解任何技术问题、培训或订购 S7 产品方面的信息，请与西门子经销商或销售部联系。西门子销售代表接受过技术培训并掌握有关操作、过程和工业以及您使用的各种西门子产品的最专业的知识，所以他们能够最快最高效地回答您可能遇到的任何问题。 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

目录

1 前言..................................................................................................................................................3 强大灵活的 S7-1200 简介.................................................................................................................7

1.2 1.3

1.4 扩展 CPU 的能力..................................................................................................................9 HMI 基本型面板..................................................................................................................10 安装尺寸和间隙要求...........................................................................................................11 2 STEP 7 Basic 使工作更轻松...........................................................................................................13 2.1

2.1.1

2.2

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

2.2.5

2.2.6 在您需要时提供的帮助.......................................................................................................14 打印在线帮助的主题...........................................................................................................15 提供易于使用的工具...........................................................................................................16 轻松向用户程序中插入指令................................................................................................16 从工具栏轻松访问收藏的指令.............................................................................................16 在编辑器之间轻松拖放.......................................................................................................17 轻松更改 CPU 的工作模式.................................................................................................17 轻松实现实际“拔出”模块而不会丢失组态数据.....................................................................18 轻松修改 STEP 7 Basic 的外观和组态...............................................................................18 3

4 入门指南.........................................................................................................................................19 简化了 PLC 概念.............................................................................................................................29

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5 每个扫描周期均执行的任务................................................................................................29 CPU 的工作模式.................................................................................................................30 存储区、寻址和数据类型....................................................................................................31 用户程序的执行..................................................................................................................35 防止对 CPU 或代码块的访问非常容易................................................................................38 5 简化了编程概念...............................................................................................................................39

5.1

5.1.1

5.1.2

5.2

5.2.1

5.2.2

5.2.3

5.3

5.3.1 轻松创建设备配置...............................................................................................................39 组态 CPU 和模块的运行.....................................................................................................44 组态 CPU 的 IP 地址..........................................................................................................46 轻松设计用户程序...............................................................................................................47 使用 OB 组织用户程序.......................................................................................................49 FB 和 FC 使模块化任务编程变得很轻松.............................................................................50 数据块为程序数据提供了便捷的存储方式...........................................................................51 轻松使用功能强大的编程语言.............................................................................................53 提供您所期望的基本指令....................................................................................................54 入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 5

目录

5.4

5.4.1 5.4.2

5.4.3 5.4.4 5.4.5 6 便于编程的其它功能............................................................................................................63 系统存储器和时钟存储器提供了标准功能............................................................................63 监视表格便于监视用户程序.................................................................................................65 便于访问的项目库和全局库.................................................................................................66 用于显示使用情况的交叉引用..............................................................................................67 用于检查调用层级的调用结构..............................................................................................68 轻松实现设备间通信.......................................................................................................................69 6.1 6.2 6.2.1

6.2.2

6.2.3 PROFINET 指令（传输块 (T-block)）.................................................................................70 PtP、USS 和 Modbus 通信协议..........................................................................................71 PtP 指令..............................................................................................................................72 USS 指令库.........................................................................................................................73 Modbus 指令库....................................................................................................................75 7 轻松使用内置脉冲发生器................................................................................................................77

7.1

7.2 高速计数器..........................................................................................................................78 脉冲宽度调制 (PWM)..........................................................................................................83 8 轻松使用在线工具...........................................................................................................................87

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.6

8.7

8.8 转到在线并连接到 CPU.......................................................................................................87 将 IP 地址下载到在线 CPU.................................................................................................88 与在线 CPU 交互.................................................................................................................89 从在线 CPU 上传.................................................................................................................90 比较离线 CPU 与在线 CPU.................................................................................................92 显示诊断事件.......................................................................................................................93 使用监视表格监视 CPU.......................................................................................................93 强制设置 CPU 中的变量......................................................................................................95

A 技术规范.........................................................................................................................................97

A.1

A.2

A.3

A.4

A.5

A.6 常规规范..............................................................................................................................97 CPU 模块..........................................................................................................................102 信号板...............................................................................................................................109 数字信号模块.....................................................................................................................112 模拟信号模块.....................................................................................................................118 通信模块............................................................................................................................122 索引..............................................................................................................................................125

6 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

强大灵活的 S7-1200 简介

1

S7-1200 控制器使用灵活、功能强大，可用于控制各种各样的设备以满足您的自动化需

求。 S7-1200 设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些优势的组合使它成为

控制各种应用的完美解决方案。

CPU 将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置 PROFINET、高速运动控制 I/O 以

及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的控制器。 在您下载用

户程序后，CPU 将包含监控应用中的设备所需的逻辑。 CPU 根据用户程序逻辑监视输入

与更改输出，用户程序逻辑可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智

能设备的通信。

为了与编程设备通信，CPU 提供了一个内置 PROFINET 端口。 借助 PROFINET 网络，

CPU 可以与 HMI 面板或其它 CPU 通信。

为了确保应用程序安全，每个 S7-1200 CPU 都提供密码保护功能，用户通过它可以组态

对 CPU 功能的访问。

①电源接口

②可拆卸用户接线连接器（保护盖下

面）

③板载 I/O 的状态 LED ④PROFINET 连接器（CPU 的底部）

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 7

强大灵活的 S7-1200 简介

8 特征 CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C 物理尺寸 (mm) 90 x 100 x 75 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75 用户存储器 工作存储器 25 KB 25 KB 50 KB 装载存储器 1 MB 1 MB 2 MB 保持存储器 2 KB 2 KB 2 KB 本地板载 I/O 数字量 6 点输入 8 点输入 14 点输入 4 点输出 6 点输出 10 点输出 模拟量 2 路输入 2 路输入 2 路输入 过程映像大小 输入 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节 输出 1024 个字节 1024 个字节 1024 个字节 位存储器 (M) 4096 个字节 4096 个字节 8192 个字节 信号模块扩展 无 2 8 信号板 1 1 1 通信模块 3 3 3 高速计数器 3 4 6 单相 3 个，100 kHz 3 个，100 kHz 3 个，100 kHz 1 个，30 kHz 3 个，30 kHz 正交相位 3 个，80 kHz 3 个，80 kHz 3 个，80 kHz 1 个，20 kHz 3 个，20 kHz 脉冲输出1 2 2 2 存储卡（选件） 有 有 有 实时时钟保持时间 通常为 10 天/40 摄氏度时最少 6 天 实数数学运算执行速度 18 μs/指令 布尔运算执行速度 0.1 μs/指令 1 仅 DC 输出型（非继电器型）CPU 支持脉冲输出。 不同的 CPU 型号提供了各种各样的特征和功能，这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。有关特定 CPU 的详细信息，请参见技术规范 (页 102)。 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

强大灵活的 S7-1200 简介 1.1 扩展 CPU 的能力

1.1 扩展 CPU 的能力

S7-1200 系列提供了各种信号模块和信号板用于扩展 CPU 的能力。 还可以安装附加的通

信模块以支持其它通信协议。 有关特定模块的详细信息，请参见技术规范 (页 97)。

①

②

通信模块 (CM) CPU ③ ④ 信号板 (SB) 信号模块 (SM)

模块

信号模块

(SM) 数字量 仅输入 仅输出 输入/输出组合 8 x DC 输入/8 x DC 输出 8 x DC 输入/8 x 继电器输出

16 x DC 输入/16 x DC 输出

出 8 x DC 输入8 x DC 输出 8 x 继电器输出 16 x DC 输入 16 x DC 输出 16 x 继电器输出16 x DC 输入/16 x 继电器输

2 x 模拟量输出

4 x 模拟量输出 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出 模拟量 4 x 模拟量输入

8 x 模拟量

输入

信号板 (SB) 数字量

模拟量 - - - 1 x 模拟量输出 2 x DC 输入/2 x DC 输出 -

通信模块 (CM)

RS485

RS232

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 9

强大灵活的 S7-1200 简介 1.2 HMI 基本型面板

1.2 HMI 基本型面板

10 由于可视化已成为大多数机器设计的标准组件，所以 SIMATIC HMI 基本型面板提供了用于执行基本操作员监控任务的触摸屏设备。 所有面板的保护等级均为 IP65 并通过 CE、UL、cULus 和 NEMA 4x 认证。

KTP 400 Basic PN 128 个变量 单色（STN，灰度） 50 个过程画面 4" 触摸屏，带 4 个触摸键 200 个报警 纵向或横向 25 条曲线 尺寸： 3.8" 32 KB 配方存储器 分辨率： 320 x 240 5 个配方，20 条数据记录，20 个条目

KTP 600 Basic PN 128 个变量 彩色（TFT，256 色）或单色 50 个过程画面 （STN，灰度） 200 个报警 6" 触摸屏，带 6 个触摸键 25 条曲线 纵向或横向 32 KB 配方存储器 尺寸：5.7" 5 个配方，20 条数据记 分辨率： 320 x 240 录，20 个条目

KTP1000 Basic PN 256 个变量 彩色（TFT，256 色） 50 个过程画面 10" 触摸屏， 200 个报警 带 8 个触摸键 25 条曲线 尺寸：10.4" 32 KB 配方存储器 分辨率： 640 x 480 5 个配方，20 条数据记录，20 个条目

TP1500 Basic PN 256 个变量 彩色（TFT，256 色） 50 个过程画面 15" 触摸屏 200 个报警 尺寸：15.1" 25 条曲线 分辨率： 1024 x 768 32 KB 配方存储器（集 成闪存） 5 个配方，20 条数据记录，20 个条目 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

强大灵活的 S7-1200 简介 1.3 安装尺寸和间隙要求

1.3 安装尺寸和间隙要求

S7-1200 PLC 设计得易于安装。 无论安装在面板上还是标准 DIN 导轨上，其紧凑型设计

都有利于有效利用空间。

CPU、SM 和 CM 支持 DIN 导轨安装和面板安装。 使用模块上的 DIN 导轨卡夹将设备固

定到导轨上。 这些卡夹还能掰到一个伸出位置以提供将设备直接安装到面板上的螺钉安

装位置。 设备上 DIN 卡夹的孔内部尺寸是 4.3 mm。

S7-1200 设备

CPU CPU 1211C 和 CPU 1212C

CPU 1214C

信号模块 (SM) 8 和 16 点 DC 和继电器型（8I、16I、8Q、16Q、8I/8Q）

模拟量（4AI、8AI、4AI/4AQ、2AQ、4AQ）

16I/16Q 继电器型 (16I/16Q)

通信模块 (CM)

宽度 A 90 mm 110 mm 45 mm 宽度 B 45 mm 55 mm 22.5 mm 70 mm 30 mm 35 mm 15 mm CM 1241 RS232 和 CM 1241 RS485

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 11

强大灵活的 S7-1200 简介 1.3 安装尺寸和间隙要求

12 PP ① 侧视图 ③ 垂直安装 ② 水平安装 ④ 空隙区域

规划安装时，务必注意以下指导原则： 将设备与热辐射、高压和电噪声隔离开。 留出足够的空隙以便冷却和接线。 必须在设备的上方和下方留出 25 mm 的发热区以便空气自由流通。 有关安装的具体要求和指导原则，请参考《S7-1200 系统手册》。 入门手册 设备手册

, 11/2009, A5E02486780-01

STEP 7 Basic 使工作更轻松

2

STEP 7 Basic 提供了一个用户友好的环境，供用户开发控制器逻辑、组态 HMI 可视化

和设置网络通信。 为帮助用户提高生产率，STEP 7 Basic 提供了两种不同的项目视

图： 根据工具功能组织的面向任务的门户集（门户视图），或项目中各元素组成的面向

项目的视图（项目视图）。 请选择能让您的工作最高效的视图。只需通过单击就可以切

换门户视图和项目视图。

门户视图提供项目任务的功能视图，并

根据要完成的任务来组织工具。 用户可

以很容易地确定如何继续以及选择哪个

任务。

①不同任务的门户

②所选门户的任务

③所选操作的选择面板

④切换到项目视图

项目视图提供了访问项目中任意组件的

途径。

①菜单和工具栏

②项目浏览器

③工作区

④任务卡

⑤巡视窗口

⑥切换到门户视图

⑦编辑器栏

由于这些组件组织在一个视图中，所以您可以方便地访问项目的各个方面。 例如，巡视

窗口显示了用户在工作区中所选对象的属性和信息。 当用户选择不同的对象时，巡视窗

口会显示用户可组态的属性。 巡视窗口包含用户可用于查看诊断信息和其它消息的选项

卡。

编辑器栏会显示所有打开的编辑器，从而帮助用户更快速和高效地工作。 要在打开的编

辑器之间切换，只需单击不同的编辑器。 还可以将两个编辑器垂直或水平排列在一起显

示。 通过该功能可以在编辑器之间进行拖放操作。

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 13

STEP 7 Basic 使工作更轻松 2.1 在您需要时提供的帮助

2.1 在您需要时提供的帮助

14 为帮助用户获得更多信息或快速而高效地解决问题，STEP 7 Basic 提供了智能的需求点帮助。 例如，界面中的某些工具提示（例如，指令的工具提示）通过“层叠”提供更多信息。 工具提示旁的黑色三角形表示有更多信息。 STEP 7 Basic 提供了丰富全面的在线信息和帮助系统，该系统介绍了用户已安装的所有 SIMATIC TIA 产品。 该信息系统会在一个不会遮挡工作区域的窗口中打开。 单击信息系统中的“显示/隐藏目录”(Show/hide contents) 按钮可显示目录和移除帮助窗口。 随后可以调整帮助窗口的大小。

如果 STEP 7 Basic 已最大化，则单击“显示/隐藏目录”按钮将不会移除帮助窗 口。 单击 STEP 7 Basic 中的“向下还原”按钮可移除帮助窗口。 随后可以移动和调整帮助窗口的大小。 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

STEP 7 Basic 使工作更轻松 2.1 在您需要时提供的帮助

2.1.1 打印在线帮助的主题

要从信息系统中打印，请单击

帮助窗口中的“打印”(Print) 按

钮。

通过“打印”(Print) 对话框可以

选择要打印的主题。 确保面

板显示了主题。 然后可以选

择任何要打印的其它主题。

单击“打印”(Print) 按钮将所选

主题发送到打印机。

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 15

STEP 7 Basic 使工作更轻松

2.2 提供易于使用的工具

2.2 提供易于使用的工具

2.2.1 轻松向用户程序中插入指令

STEP 7 Basic 提供了包含各种程序指令的任务卡。 这些指令按

功能分组。

要创建程序，可将指令从任务卡拖动到程序段中。

2.2.2

从工具栏轻松访问收藏的指令

STEP 7 Basic 提供了“收藏夹”(Favorites) 工具

栏，用户可通过该工具栏快速访问常用的指令。

只需单击指令的图标即可将其插入程序段！

用户可以通过添加新指令方便地自定义“收藏夹”(Favorites)。 只需将指令拖放到“收藏

夹”(Favorites)。 如此单击即可插入该指令！

16 入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

STEP 7 Basic 使工作更轻松 2.2 提供易于使用的工具

2.2.3 在编辑器之间轻松拖放

为帮助用户快速和方便地执行任务，STEP

7 Basic 允许用户将元素从一个编辑器拖放

到另一个编辑器中。 例如，可以将 CPU 的

输入拖动到用户程序中指令的地址上。

（必须放大至少 200% 才能选中 CPU 的

I/O。）

请注意，变量名称不仅会在 PLC 变量表中

显示，还会在 CPU 上显示。

要一次显示两个编辑器，请使用“拆分编辑

器”(Split editor) 菜单命令或工具栏中的相应

按钮。

要在已打开的编辑器之间切换，请单击编辑器栏中的图标。

2.2.4 轻松更改 CPU 的工作模式

该 CPU 没有用于更改工作模式（STOP 或 RUN）的物理开关。 在设备配置中组态 CPU

时，应组态

CPU 属性中的启动行为 (页 44)。 “在线和诊断”(Online and Diagnostics) 门

户提供了用于更改在线 CPU 工作模式的操作员面板。

要使用 CPU 操作员面板，必须在线连接到 CPU。 “在线工具”(Online tools) 任务卡显示

的操作员面板显示了在线 CPU 的工作模式。 也可以通过该操作员面板更改在线 CPU 的

工作模式。

使用操作员面板上的按钮更改工作模式（STOP 或 RUN）。 操作员

面板还提供了用于复位存储器的 MRES 按钮。

RUN/STOP 指示器的颜色指示 CPU 当前的工作模式。 黄色表示

STOP 模式，而绿色表示 RUN 模式。

入门手册

设备手册, 11/2009, A5E02486780-01 17

STEP 7 Basic 使工作更轻松 2.2 提供易于使用的工具

2.2.5 轻松实现实际“拔出”模块而不会丢失组态数据

STEP 7 Basic 为“拔出的”模块提供了一

个存储区域。 用户可以从机架中拖出模

块以保存该模块的组态。 这些拔出的模

块会随项目一同保存，从而在将来不必

重新组态参数即可再次插入相应模块。

此功能的其中一种用途是用于临时维

护。 想想用户可能正等待一个替换模

块，并计划临时使用一个不同的模块来

短期替换相应模块。 此时，用户可以将

组态的模块从机架拖动到“拔出的模

块”(Unplugged modules) 区域，然后插

入临时模块。

只要该模块具有相同的基本编址数据，

替换模块操作就不会影响 PLC 变量。

例如，可以使用一个 8X8 组合的数字

SM 或一个 16 点输入的数字 SM 来替

换一个 8 点输入的数字 SM。

2.2.6 轻松修改 STEP 7 Basic 的外观和组态

用户可以选择各种各样的设置，例如界面的外

观、语言或保存工作的目录。

在“选项”(Options) 菜单中选择“设置”(Settings)

命令更改这些设置。

18 入门手册 设备手册, 11/2009, A5E02486780-01

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