S7-1200 CPU 数字IO设置

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S7-1200是西门子新一代Step7系列PLC的成员之一，可用于中小型工业过程。该PLC通过提供更多功能，已经取代了S7-200型号。

要编程S7-1200 PLC，首先需要在软件环境（TIA Portal）中配置硬件，然后才能开始编程。硬件配置的目的是介绍PLC中使用的模块并应用适当的设置。

0、前提条件

要跟随本教程，您需要在计算机上安装TIA Portal软件。本教程将使用TIA Portal版本16，但其他TIA Portal版本也是可以接受的。

1、创建新项目并选择PLC硬件

在TIA Portal软件中进行PLC编程的第一步是创建新项目并选择所需的硬件型号。例如，您可以将新项目命名为"S7-1200 Configuration"，然后点击"Create"按钮。

图1.1：在TIA Portal中创建新项目

在"Devices & networks"选项卡下，点击"Add new device"以打开"Controllers"部分。然后在"SIMATIC S7-1200"的"CPU"文件夹下，选择带有文章（序列）号"6ES7 215-1AG40-0XB0"的"CPU 1215C DC/DC/DC"。选择控制器的版本（本例中为版本4.4），为设备指定一个名称，例如"PLC_1"，然后点击"Add"按钮。

图1.2：将所需的PLC硬件添加到TIA Portal

选择所需的CPU后，TIA Portal软件中会显示硬件配置部分的环境。此时，您应该在切换到其他配置步骤之前配置处理器。

2、CPU通信设置

在"Device View"选项卡中双击CPU图形以打开检查器窗口。在"Profinet interface [X1]"项下，选择"Ethernet addresses"，以便在IP协议部分设置所需的IP地址。

图2.1：为CPU设置所需的IP地址

在设置IP地址时，请注意分配给CPU的专用地址应该是唯一的，这意味着它之前没有被网络中的另一个设备使用过。此外，PLC的IP类别必须与用于通信的其他设备（包括编程计算机）的IP类别相同。这意味着两个设备中IP的前三个部分从左到右是相同的，但IP的最后一部分是不同的。此外，两个设备上的"Subnet mask"应该相同。

图2.2：在整个通信网络中配置IP地址

3、CPU输入和输出

所有S7-1200 CPU都以紧凑形式呈现，因此它们具有多个输入和输出端子，其设置也可以在CPU设置部分完成。请注意，每个CPU的输入和输出的数量和类型可能与其他CPU不同。这里描述的是基于本教程中选定的CPU的设置。

图3.1：S7-1200 CPU输入和输出端子

4、CPU数字输入设置

在检查器窗口中展开"DI 14/DQ 10"，然后选择"Digital inputs"项。此部分中可以应用的设置有：

输入滤波器： 在这里，您可以选择一个毫秒数作为DI信号滤波时间。滤波器的功能是，发送到数字输入端子的信号必须至少连接"Input filter"部分中确定的时间，才能被认为是逻辑信号。

图4.1：确定CPU数字输入端子的输入滤波器

启用上升沿检测： 如果您为数字输入通道选中此选项的复选框，只要在该通道检测到上升沿信号，就会激活硬件中断并由CPU调用。为此，需要将一个硬件中断OB（例如"OB40"）分配给所需的通道，并在"Hardware interrupt"部分中选择它。如果上述设置正确完成，每当数字输入通道检测到上升沿信号时，CPU就会调用"OB40"。在"Priority"部分，您还可以设置硬件中断执行的优先级。

图4.2：为CPU数字输入通道启用上升沿检测

启用下降沿检测： "启用上升沿检测"中的所有说明也适用于"启用下降沿检测"，不同之处在于应该在该通道检测到下降沿信号。

图4.3：为CPU数字输入通道启用下降沿检测

5、CPU数字输出设置

这次在检查器窗口中的"DI 14/DQ 10"下，选择"Digital outputs"以显示其部分。这里可以应用的设置有：

CPU停止时的反应： 在此部分，可以调整数字输出端子在将CPU切换到停止模式时的行为。通过选择"Use substitute value"选项，您可以单独更改每个通道发送的值。为此，在每个通道的设置部分，当激活"Substitute a value of 1 ..."时，如果CPU停止，则逻辑值1被放置在数字输出通道中，换句话说，所需的数字输出变为"True"。如果禁用"Substitute a value of 1 ..."，当CPU停止时，逻辑零数据被放置在数字输出通道中，换句话说，所需的数字输出变为"False"。

图5.1：输出端子对CPU停止的反应 - 使用替代值

如果在"Reaction to CPU STOP"部分选择了"Keep last value"选项，当CPU停止时，应用于数字输出端子每个通道的最后一个值将被保留给该通道。使用此选项应非常谨慎和仔细。

图5.2：输出端子对CPU停止的反应 - 保留最后一个值

6、CPU I/O地址设置

现在，在检查器窗口中的"DI 14/DQ 10"下，选择"I/O addresses"以设置此CPU的数字输入和输出的地址。这里可以应用的设置如下：

• 在"Start address"部分，您可以指定模块的起始字节地址。
• 在"End address"部分，您可以看到模块的结束字节地址。

图6.1：指定模块的起始字节地址以查看结束字节地址

• 在"Organization block"部分，可以指定根据哪个OB的工作周期更新"Process image"。在此部分，如果选择"Automatic update"选项，CPU将在每个工作周期更新一次"Process image"信息。

图6.2：根据所需OB的工作周期更新"Process image"

• 在"Process image"部分，可以指定从数字输入端子接收到的信息应放置在"PII"还是"PIQ"部分。在此部分，如果选择"Automatic update"选项，则有关模块的信息将放置在"Process image"区域的某个部分，该部分在每个工作周期更新一次。

图6.3：将接收到的信息放置在"PII"还是"PIQ"部分

"PII"代表"Process Image Input"，是CPU内存中与输入信息相关的区域。"PIQ"代表"Process Image Output"，是CPU内存中与输出信息相关的区域。

CPU在每个工作周期读取一次输入端子的信息，并将其放入"PII"区域。然后它执行程序并将结果放入"PIQ"区域。在工作周期结束时，"PIQ"信息被发送到数字输出端子。

图6.4：CPU工作原理概述

在正常情况下，无需更改"Organization block"和"Process image"选项。因此，保持两者的"Automatic update"命令。

7、结束语

本教程讨论了如何开始配置S7-1200 CPU作为西门子新一代Step7系列PLC之一。您学习了如何创建新项目以将所需的硬件型号添加到TIA Portal软件中。您学习了如何调整CPU的设置，以便它可以与网络中的其他设备进行通信。

您了解了S7-1200的嵌入式输入和输出端子设置也可以在CPU设置部分完成。CPU数字输入部分可以应用的功能是输入滤波器和启用上升沿或下降沿检测。CPU数字输出部分可以调整的设置是对CPU停止的反应。

您学习了如何指定模块的起始字节地址以查看结束字节地址将是多少。最后，您了解了可以根据所需OB的工作周期更新"Process image"，以及如何确定从数字输入端子接收到的信息应放置在"PII"还是"PIQ"部分。

原文链接：S7-1200 PLC Configuration - CPU Digital IO Settings

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