近年来，工厂自动化网络得到了迅速的发展，相当多的企业已经在大量地使用可编程设备，如PLC、工业控制计算机、变频器、机器人、柔性制造系统等。将不同厂家生产的这些设备连在一个网络上，相互之间进行数据通信，由企业集中管理，已经是很多企业考虑的问题。本章主要介绍有关PLC的通信与工厂自动化通信网络方面的初步知识。PLC通信基础当任意两台设备之间有信息交换时，它们之间就产生了通信。PLC通信是指PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC通信的任务就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等，通过通信介质连接起来，按照规定的通信协议，以某种特定的通信方式地完成数据的传送、交换和处理。本节就通信方式、通信介质、通信协议及常用的通信接口等内容加以介绍。一、通信方式1．并行通信与串行通信数据通信主要有并行通信和串行通信两种方式。并行通信是以字节或字为单位的数据传输方式，除了8根或16根数据线、一根公共线外，还需要数据通信联络用的控制线。并行通信的传送速度快，但是传输线的根数多，成本高，一般用于近距离的数据传送。并行通信一般用于PLC的内部，如PLC内部元件之间、PLC主机与扩展模块之间或近距离智能模块之间的数据通信。串行通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，每次只传送一位，除了地线外，在一个数据传输方向上只需要一根数据线，这根线既作为数据线又作为通信联络控制线，数据和联络信号在这根线上按位进行传送。串行通信需要的信号线少，少的只需要两三根线，适用于距离较远的场合。计算机和PLC都备有通用的串行通信接口，工业控制中一般使用串行通信。串行通信多用于PLC与计算机之间、多台PLC之间的数据通信。在串行通信中，传输速率常用比特率（每秒传送的二进制位数）来表示，其单位是比特/秒（bit/s）或bps。传输速率是评价通信速度的重要指标。常用的标准传输速率有300、600、1200、2400、4800、9600和19200bps等。不同的串行通信的传输速率差别，有的只有数百bps，有的可达100Mbps。2．单工通信与双工通信串行通信按信息在设备间的传送方向又分为单工、双工两种方式。单工通信方式只能沿单一方向发送或接收数据。双工通信方式的信息可沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据，也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。数据的发送和接收分别由两根或两组不同的数据线传送，通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息，这种传送方式称为全双工方式；用同一根线或同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一时刻只能发送数据或接收数据，这种传送方式称为半双工方式。在PLC通信中常采用半双工和全双工通信。3．异步通信与同步通信在串行通信中，通信的速率与时钟脉冲有关，接收方和发送方的传送速率应相同，但是实际的发送速率与接收速率之间总是有一些微小的差别，如果不采取一定的措施，在连续传送大量的信息时，将会因积累误差造成错位，使接收方收到错误的信息。为了解决这一问题，需要使发送和接收同步。按同步方式的不同，可将串行通信分为异步通信和同步通信。发送的数据字符由一个起始位、7~8个数据位、l个奇偶校验位（可以没有）和停止位（1位、1.5或2位）组成。通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。接收方检测到停止位和起始位之间的下降沿后，将它作为接收的起始点，在每一位的中点接收信息。由于一个字符中包含的位数不多，即使发送方和接收方的收发频率略有不同，也不会因两台机器之间的时钟周期的误差积累而导致错位。异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率较低，一般用于低速通信，PLC一般使用异步通信。
概述 故障安全 SIMATIC S7-1200 控制器基于 S7-1200 标准 CPU 并提供了其它安全相关功能。 它们可用于符合 IEC 61508 的 SIL 3 以及 ISO 13849-1 的 PL e 的安全任务。 安全相关程序是在 TIA 博途中创建的。STEP 7 Safety 组态工具为用 LAD 和 FBD 语言编写的安全相关程序提供了命令、操作和块。为此，我们提供了一个经 TÜV 认同的预组态块库以提供安全功能。 •具有集成安全功能的标准控制器：- 针对标准功能和安全功能提供了标准化且方便的诊断功能 - 同一的符号、数据一致性等 •模块化系统包含可扩展的 CPU 以及可扩展的 I/O 数量结构：- 可一次完成标准和故障安全自动化工程组态 - 在集中式系统中将标准 I/O 模块与故障安全 I/O 模块结合使用 - 集成的标准 PROFINET 功能用于 PROFINET 控制器和 PROFINET iDevice 服务 - 通过 PROFINET 或 PROFIBUS 等现场总线连接分布式标准 I/O - F 库经过德国技术监督协会 (TÜV) 认证，可用于所有常见安全功能 - 使用 FBD 和 LAD 对安全逻辑自由编程 - 符合标准的 F 程序打印输出 •S7-1200 到 S7-300/400/1500 以及 WinAC RTX F 的标准功能和安全功能可通过一次集成组态完成：- STEP 7 Safety Basic 用于方便地组态 CPU 1200 FC - STEP 7 Safety Advanced 用于整个故障安全 SIMATIC S7 产品线的组态 •CPU 的集成系统诊断（针对标准功能和安全功能）： - 在 TIA Portal、HMI 和 Web 服务器中以普通文本形式一致显示系统诊断信息 - 即使 CPU 处于停止状态，也会更新消息 - 系统诊断功能集成在 CPU 固件中。无需由用户进行组态 - 组态发生改变时，会自动对诊断信息进行更新。 •提供了两种具有不同性能等级的故障安全控制器，分为 DC/DC/DC 型和 DC/DC/继电器型 特性 CPU 1212 FC CPU 1214 FC CPU 1215 FC 类型 DC/DC/DC、DC/DC/继电器 DC/DC/DC、DC/DC/继电器 DC/DC/DC、DC/DC/继电器 主存储器，集成式 100 KB 125 KB 150 KB 装载存储器，集成 2 MB 4 MB 4 MB 存储卡 SIMATIC 存储卡（可选） SIMATIC 存储卡（可选） SIMATIC 存储卡（可选） 标准数字量输入/输出，集成式 8/6 14/10 14/10 标准模拟量输入，集成式 2 2 2 标准模拟量输出，集成式 - - 2 过程映像 1024 字节用于输入/1024 字节用于输出 1024 字节用于输入/1024 字节用于输出 1024 字节用于输入/1024 字节用于输出 通过信号板进行扩展 多 1 个 多 1 个 多 1 个 通过信号模块进行扩展 多 2 个 多 8 个 多 8 个 通过通信模块进行扩展 多 3 个 多 3 个 多 3 个 应用 SIMATIC S7-1200 是用于本地和分布式自动化解决方案的理想控制器，可满足配置中的安全要求。 通过工程组态，故障安全 SIMATIC S7-1200 调节器可提供预组装、经过测试和 TÜV/ 德国技术监督局认证的块，可用于实现所有常见安全功能，如急停或带或不带互锁功能的保护门。 •CPU 1212FC: 适用于标准和故障安全应用的理想紧凑型解决方案 •CPU 1214 FC： 适用于标准应用和故障安全应用的紧凑型 CPU •CPU 1215 FC： 带两个 PROFINET 端口的紧凑型 CPU，适用于标准应用和故障安全应用 设计 机械特性 •水平或垂直安装在 DIN 导轨上，或使用集成的孔直接安装在机柜中（不能水平安装）。 •用于对所有 CPU 和相关部件进行立接线的端子排。
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
模块 仅输入 仅输出 输入/输出组合 8 x DC 输入 8 x DC 输出 8 x 继电器输出 8 x DC 输入/8 x DC 输出 8 x DC 输入/8 x 继电器输出 数字量 16 x DC 输 入 16 x DC 输出 16 x 继电器输出 16 x DC 输入/16 x DC 输出 16 x DC 输入/16 x 继电器输 出 信号模块 (SM) 模拟量 4 x 模拟量 输入 8 x 模拟量 输入 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 信号板 (SB) 数字量 - - 2 x DC 输入/2 x DC 输出 模拟量 - 1 x 模拟量输出 - 通信模块 (CM) • RS485 • RS232
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。
6ES72211BF320XB0 SM1221 数字量输入模块, 8 输入24V DC 6ES72211BH320XB0 SM1221 数字量输入模块, 16 输入24V DC 6ES72221HF320XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出继电器 6ES72221BF320XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出24V DC 6ES72221XF320XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出切换继电器 6ES72221HH320XB0 SM1222 数字量输出模块, 16输出继电器 6ES72221BH320XB0 SM1222 数字量输出模块, 16输出24V DC 6ES72231PH320XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入24V DC/ 8输出继电器 6ES72231BH320XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入24V DC/ 8输出24V DC 6ES72231PL320XB0 SM1223 数字量输入输出模块 16输入24V DC/ 16输出继电器 6ES72231BL320XB0 SM1223 数字量输入输出模块 16输入24V DC/ 16输出24V DC 6ES72231QH320XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入120/230V AC/ 8输出继电器 模拟量 扩展 6ES72314HD320XB0 SM1231 模拟量输入模块 4AI 13位分辩率 6ES72315ND320XB0 SM1231 模拟量输入模块 4AI 16位分辩率 6ES72314HF320XB0 SM1231 模拟量输入模块 8AI 13位分辩率 6ES72315PD320XB0 SM1231 热电阻模块 4RTD 16位分辩率 6ES72315QD320XB0 SM1231 热电偶模块 4TC 16位分辩率 6ES72315PF320XB0 SM1231 热电阻模块 8RTD 16位分辩率 6ES72315QF320XB0 SM1231 热电偶模块 8TC 16位分辩率 6ES72324HB320XB0 SM1232 模拟量输出模块 2AO 14位分辩率 6ES72324HD320XB0 SM1232 模拟量输出模块 4AO 14位分辩率 6ES72344HE320XB0 SM1234 模拟量输入输出模块 4AI/2AO 通信模块 6ES72411CH320XB0 CM1241 RS485 /422通讯模块 6ES72411AH320XB0 CM1241 RS232通讯模块 6ES72411CH301XB0 CB1241 RS485信号板通讯模块 6ES72784BD320XB0 SM1278 I/O Link Master 信号板 模块 6ES72213AD300XB0 SB1221 数字量信号板模块,支持5V DC输入信号, 4输入 5V DC,高频率200KHZ 6ES72213BD300XB0 SB1221 数字量信号板模块,支持24V DC输入信号,4输入 24V DC ,高频率200KHZ 6ES72221AD300XB0 SB1222 数字量信号板模块 支持5V DC 输出信号, 4输出 5V DC,高频率200KHZ 6ES72221BD300XB0 SB1222 数字量信号板模块 4输出 24V DC 0.1A 高频率200KHZ 6ES72230BD300XB0 SB1223 数字量信号板模块 2输入24V DC/ 2输出24V DC 6ES72233AD300XB0 SB1223 数字量信号板查模块,支持5V DC输入信号,2输入 5V DC/2输出 5V DC 0.1A,高频率200KHZ 6ES72233BD300XB0 SB1223 数字量信号板模块,支持24 V DC输入信号, 2输入24V DC/ 2输出24V DC 0.1 A ,高频率200KHZ 6ES72324HA300XB0 SB1232, 模拟量信号板模块, 1AO 6ES72314HA300XB0 SB1231, 模拟量信号板模块, 1AI, 10位分辩率, (0-10V) 6ES72315PA300XB0 SB1231, 热电阻信号板模块,1 RTD 类型: Platinum (Pt) 6ES72315QA300XB0 SB1231, 热电偶信号板模块,1 TC1 类型: J, K
