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上海朕锌电气设备有限公司
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西门子S7-400CPU417-4
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西门子S7-400CPU417-4S7-1200 系列是一款可编程逻辑控制器 (PLC, Programmable Logic Controller)，可以控制各种自动化应用。 S7-1200 设计紧凑、成本低廉且具有功能强大的指令集，这些特点使它成为控制各种应用的**解决方案。S7-1200 型号和基于 Windows 的编程工具提供了解决自动化问题时需要的灵活性。
SIMATIC S7-1200 PLC 与新型 SIMATIC HMI Basic Panel 的**匹配确保自动化任务特别高效、易于开发和调试。
SIMATIC STEP 7 Basic 用于 SIMATIC S7-1200 的工程系统，具有直观的处理特性，包括用于组态 HMI Basic Panel 的 SIMATIC WinCC Basic。
SIMATIC S7-1200 是 SIMATIC S7 可编程控制器系列中的新型模块化微型 PLC，其组成为：
控制器，带有集成 PROFINET 接口，用于编程设备、HMI 或其它 SIMATIC 控制器之间通信
信号板，可直接插入到控制器
信号模块，用于扩展控制器输入和输出通道
通信模块，用于扩展控制器通信接口
附件，如电源、开关模块或 SIMATIC 存储卡
下面列出的是 SIMATIC S7-1200 的显著特性概述：
集成的以太网接口
以宽幅 AC 或 DC 电源形式集成的电源 (85 - 264 V AC 或 24 V DC)
集成数字量输出 24V DC 或继电器
集成 24V DC 数字量输入
集成模拟量输入 0-10V
频率高达 100 kHz 的脉冲序列输出 (PTO)
频率高达 100 kHz 的脉宽调制 (PWM) 输出
频率高达 100 kHz 的高速计数器 (HSC)
通过连接附加通信模块 (如：RS 485 或 RS232) 实现了模块化和可裁剪性
通过信号板直接在 CPU 上扩展模拟量或数字量信号实现了模块化和可裁剪性 (同时保持 CPU 原有空间)
通过信号模块的大量模拟量和数字量输入和输出信号实现模块化和可裁剪性 (CPU 1211C 除外)
可选的存储器 (SIMATIC 存储卡)
PLCopen 运动控制，用于简单的运动控制
带自整定功能的 PID 控制器
集成实时时钟
密码保护
时间中断
硬件中断
库功能
在线 / 离线诊断
所有模块上的端子都可拆卸
S7-1200 较大I/O能力取决于以下几个因素，这些因素之间互相影响、制约，必须综合考虑：
CPU 输入/输出过程变量映像区大小
CPU 本体的 I/O 点数
CPU 带扩展模块的数目，见表1（CPU 所带智能通讯模块安装于 CPU 左侧，不占用扩展模板资源数）
CPU 的 5 VDC 电源是否满足所有扩展模块的需要
5 VDC 电源需求请参考 S7-1200 PLC 电源需求与计算，其它影响因素请参考如下表1 。
表1. S7-1200 PLC 影响 I/O 能力的性能参数
CPU 参数 | CPU 1211C | CPU 1212C | CPU 1214C | CPU 1215C | CPU 1217C |
3 CPUs | DC/DC/DC, AC/DC/RLY, DC/DC/RLY | ||||
集成数字量 I/O | 6 输入 / 4 输出 | 8 输入/ 6 输出 | 14 输入 / 10 输出 | ||
集成模拟量 I/O | 2 输入 | 2 输入/ 2 输出 | 2 输入/ 2 输出 | ||
过程映像区 | 1024 字节输入 / 1024 字节输出 | ||||
信号板扩展 | 较多1个 | ||||
信号模块扩展 | 无 | 较多2个 | 较多8个 | ||
较大本地数字量 I/O | 14 | 82 | 284 | ||
较大本地模拟量 I/O | 3 | 19 | 67 | 69 | 69 |
通信模块扩展 | 较多3个 | ||||
S7-1200 CPU 提供 5 VDC 和 24 VDC 电源：
当有扩展模板时，CPU 通过 I/O 总线为其提供 5 VDC 电源，所有扩展模块的 5 VDC 电源消耗之和不能**过该 CPU 提供的电源额定值。若不够用不能外接 5 VDC 电源。
每个 CPU 都有一个 24 VDC 传感器电源，它为本机输入点和扩展模块输入点及扩展模块继电器线圈提供 24 VDC。如果电源要求**出了 CPU 模块的电源额定值，你可以增加一个外部 24 VDC 电源来提供给扩展模块。
所谓电源计算，就是用 CPU 所能提供的电源容量，减去各模块所需要的电源消耗量。
表2. CPU 的供电能力
CPU 型号 | 电流供应 (mA) | |
5 VDC | 24 VDC | |
CPU 1211C | 750 | 300 |
CPU 1212C | 1000 | 300 |
CPU 1214C | 1600 | 400 |
| CPU 1215C | 1600 | 400 |
CPU 1217C | 1600 | 400 |
表3. CPU 上及扩展模块上的数字量输入所消耗的电流
| CPU 上及扩展模块上的数字量 | 电流需求 (mA) | |
5 VDC | 24 VDC | |
| 每点输入 | ---- | 4 mA/输入 |
注意：如果数字量输入点使用外接24VDC电源，则不必纳入计算。
表4. 数字扩展模块所消耗的电流
数字扩展模块型号 | 订货号 | 电流需求 | |
5 VDC (mA) | 24 VDC | ||
SM 1221 8 x 24 VDC输入 | 6ES7 221-1BF30-0XB0 | 105 | 4 mA/输入 |
SM 1221 16 x 24 VDC输入 | 6ES7 221-1BH30-0XB0 | 130 | 4 mA/输入 |
SM 1222 8 x 24 VDC输出 | 6ES7 222-1BF30-0XB0 | 120 | --- |
SM 1222 16 x 24 VDC输出 | 6ES7 222-1BH30-0XB0 | 140 | --- |
SM 1222 8 x 继电器输出 | 6ES7 222-1HF30-0XB0 | 120 | 11 mA/输出 |
SM 1222 16 x 继电器输出 | 6ES7 222-1HH30-0XB0 | 135 | 11 mA/输出 |
SM 1223 8 x 24 VDC输入/8 x 24 VDC输出 | 6ES7 223-1BH30-0XB0 | 145 | 4 mA/输入 |
SM 1223 16 x 24 VDC输入/16 x 24 VDC输出 | 6ES7 223-1BL30-0XB0 | 185 | 4 mA/输入 |
SM 1223 8 x 24 VDC 输入/8 x 继电器输出 | 6ES7 223-1PH30-0XB0 | 145 | 4 mA/输入 11 mA/输出 |
SM 1223 16 x 24 VDC 输入/16 x 继电器输出 | 6ES7 223-1PL30-0XB0 | 180 | 4 mA/输入 11 mA/输出 |
表5.模拟扩展模块所消耗的电流
| 模拟扩展模块型号 | 订货号 | 电流需求 (mA) | |
5 VDC | 24 VDC | ||
SM 1231 4 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HD30-0XB0 | 80 | 45 |
SM 1231 8 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HF30-0XB0 | 90 | 45 |
SM 1232 2 x 模拟量输出 | 6ES7 232-4HB30-0XB0 | 80 | 45 (无负载) |
SM 1232 4 x 模拟量输出 | 6ES7 232-4HD30-0XB0 | 80 | 45 (无负载) |
SM 1234 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出 | 6ES7 234-4HE30-0XB0 | 80 | 60 (无负载) |
SM 1231 4 x TC 模拟量输入 | 6ES7 231-5QD30-0XB0 | 80 | 40 |
SM 1231 4 x RTD 模拟量输入 | 6ES7 231-5PD30-0XB0 | 80 | 40 |
表6.信号板所消耗的电流
| 信号板型号 | 订货号 | 电流需求 | |
5 VDC (mA) | 24 VDC | ||
SB 1223 2 x 24 VDC 输入/2 x 24 VDC 输出 | 6ES7 223-0BD30-0XB0 | 50 | 4 mA/输入 |
SB 1232 1 路模拟量输出 | 6ES7 232-4HA30-0XB0 | 15 | 40 mA (无负载) |
SB 1221,200kHz 4 x 5 VDC 输入 | 6ES7 221-3AD30-0XB0 | 40 | 15 mA/输入 +15 mA |
SB 1222,200kHz 4 x 5 VDC 输出 | 6ES7 222-1AD30-0XB0 | 35 | 15 mA |
SB 1223,200kHz 2 x 5 VDC 输入/2 x 5 VDC 输出 | 6ES7 223-3AD30-0XB0 | 35 | 15 mA/输入 +15 mA |
SB 1221,200kHz 4 x 24 VDC 输入 | 6ES7 221-3BD30-0XB0 | 40 | 7 mA/输入 +20 mA |
SB 1222,200kHz 4 x 24 VDC 输出 | 6ES7 222-1BD30-0XB0 | 35 | 15 mA |
SB 1223,200kHz 2 x 24VDC输入/2x24 VDC输出 | 6ES7 223-3BD30-0XB0 | 35 | 7 mA/输入 +30 mA |
表7.通讯模块所消耗的电流
| 通讯模块型号 | 订货号 | 电流供应 (mA) | |
5 VDC | 24 VDC | ||
CM 1241 RS232 | 6ES7 241-1AH30-0XB0 | 220 | --- |
CM 1241 RS485 | 6ES7 241-1CH30-0XB0 | 220 | --- |
以下实例是 PLC 电源计算实例，该 PLC 包括一个 CPU 1214C AC/DC/继电器型、1xSM 1231 4 x 模拟量输入、 3xSM 1223 8 DC输入/8 继电器输出和 1xSM 1221 8DC 输入。该实例一共有 46 点输入和 34 点输出 。电源需求如下表8.所示
表8.电源需求计算实例列表
| CPU 电源计算 | 5 VDC | 24 VDC |
| CPU 1214C AC/DC/继电器型 | 1600 mA | 400 mA |
| 减 | ||
| 系统要求 | 5 VDC | 24 VDC |
| CPU 1214C， 14点输入 | --- | 14 * 4 mA = 56 mA |
| 1 个 SM 1231 | 1 * 80 mA = 80 mA | 1 * 45 mA = 45 mA |
| 3 个 SM 1223 | 3 * 145 mA = 435 mA | 3 * 8 * 4 mA = 96 mA |
3 * 8 * 11 mA = 264 mA | ||
| 1 个 SM 1221 | 1 * 105 mA = 105 mA | 8 * 4 mA = 32 mA |
| 总要求 | 620 mA | 493 mA |
| 等于 | ||
| 电流差额 | 5 VDC | 24 VDC |
| 总电流差额 | 980 mA | - 93 mA |
注意：该 CPU 已分配驱动内部继电器线圈所需的电源，则电源计算中*包括 CPU 内部继电器线圈的功率要求。
由表中可以看出，所选 CPU 已经为 SM 提供了足够的 5 VDC 电流，但没有通过传感器电源为所有输入和扩展继电器线圈提供足够的 24 VDC 电流。I/O 需要 493 mA 而 CPU 只能提供 400 mA。则该系统而外需要一个至少为 93 mA 的 24 VDC 电源以运行所有包括的 24 VDC 输入和输出。
CPU 提供的 5 VDC 电源能否使用外部电源扩展？
答：不能，根据模板 5 VDC 电源使用情况选择合适的 CPU 。
CPU 提供的 24 VDC 电源不够用时，能否使用外部电源扩展？
答：可以，根据需要可以选择使用外部电源。
通讯模板（CM）和信号板（SB）是否占用信号扩展模板数量？
答：
扩展模板仅指信号模板，安装于 CPU 的右侧，共有 8 个扩展槽位
通讯模块安装于 CPU 左侧，并不占用扩展模板资源数
信号模块安装于 CPU 上侧，每个 CPU 较多只能安装 1 个，并不占用扩展模板资源数
S7-1200 模板安装位置如下：
1 号槽位为CPU
红色图框为信号板（SB）安装位置
蓝色图框内为 101 ~ 103 三个槽位，为通讯模板（CM）安装位置
绿色图框内为 2 ~ 9 八个槽位，为信号模板（SM）安装位置
西门子S7-400CPU417-4