第二章 S7-1200的硬件结构和安装维护
1、S7-1200 PLC由哪几部分组成的？
参考答案：微处理器、集成电源、输入电路和输出电路等。
2、S7-1200支持的通信类型有哪些？
参考答案：I-Device，PROFINET， PROFIBUS，远距离控制通信，点对点（PtP）通信，USS 通信，Modbus RTU，AS-i，I/O Link MASTER等。
3、请总结S7-200与S7-1200的差异。
参考答案：
S7-1200作为新推出的紧凑型控制器，定位在原有的SIMATIC S7-200和S7-300产品之间。它与S7-200之间的区别和差异主要体现在几个方面：硬件、通信、工程、存储器、功能块、计数器、定时器、工艺功能等。 （1）硬件
在硬件扩展方面，S7-200最多支持7个扩展模块，而S7-1200支持扩展最多8个信号模块和最多3个通信模块。
硬件组态方面，S7-200的地址自动分配，不能改变；而S7-1200的地址可以由用户手动重新分配。 （2）通信
通信方面，S7-200和S7-1200都支持通过RS232 和 RS485实现点对点通信，支持ASCII，USS和Modbus等通信协议。S7-200需要RS232转换器实现RS232的串口通信，而S7-1200通过RS232通信模块即可实现。S7-1200本机集成了PROFINET以太网接口，支持与编程设备，HMI和其它CPU的通信。 （3）工程应用
S7-1200的编程软件STEP 7 Basic提供了一个易用、集成的工程框架，可以用于SIMATIC S7-1200 PLC、精简HMI面板和伺服系统的组态。 （4）存储器
存储器方面，S7-200的程序存储器和数据存储器的大小是固定不变的，而S7-1200的则是浮动的。
装载存储区方面，S7-1200 CPU的符号表和注释可以在线获得，即S7-1200 CPU的符号表和注释可以保存在CPU中，而S7-200不支持此功能。
保持存储区方面，S7-200仅有数据区可以设置为保持性的，而S7-1200最多可以设置2048字节的保持区，可以对数据块中的离散变量设置保持性。
存储卡大小上，S7-1200的存储卡最大可到24MB。对于S7-200和S7-1200，存储卡都是可选的，可以存放的内容是雷同的。此外，S7-1200的存储卡还将用来实现存储区扩展、程序分配及固件升级等功能。 （5）功能块
块的类型方面，S7-200有主程序、子程序、中断子程序及数据区V区等，而S7-1200有
OB块，FB块，FC块及数据块DB等。
程序结构方面，S7-200调用子程序，最大嵌套深度为8，所有程序块公用一个通用数据块；而S7-1200具有FC、FB和OB块等，高度模块化，且可以重复利用，最大嵌套深度为16。S7-200中将事件分配给中断，中断事件触发相应的子程序；而S7-1200是通过组织块分配事件。
S7-1200的新数据类型使应用更加灵活。例如用于日期和时间时，S7-200需要读取相应的V区数据，S7-300通过调用SFC读取日期时间数据，而S7-1200可以通过符号名访问DTL结构的所有组成部分。 （6）计数器
计数器指令上S7-200和S7-1200也有不同。S7-200的计数器当计数值大于等于设定值时，计数器状态位置位；而S7-1200的计数器当计数值大于等于设定值时，输出置位；S7-200计数器的计数范围是 0-32767， S7-1200的计数范围可以调整。 （7）定时器
定时器指令上，S7-200和S7-1200也有差异。S7-200的定时器当计时值大于等于设定值时，定时器状态位置位；而S7-1200的定时器当计时值大于等于设定值时，输出置位；而且S7-1200的定时时间可以像S7-300的一样直接输入，不需要像S7-200那样使用定时时基1 / 10 / 100 ms进行换算。 （8）工艺功能
工艺功能方面，S7-200一般是通过向导来实现的，而S7-1200则是通过调用相应的块来实现的。
4、请总结S7-300与S7-1200的差异。
S7-1200作为新推出的紧凑型控制器，定位在原有的SIMATIC S7-200和S7-300产品之间。它与S7-300之间的区别和差异主要体现在几个方面：硬件、通信、存储器、功能块、计数器、定时器等。 （1）硬件
在硬件扩展方面， S7-300主机架最多支持8个扩展模块，且扩展模块全部在CPU的右侧（若水平放置的话），而S7-1200支持扩展最多8个信号模块和最多3个通信模块。 （2）通信
通信方面，S7-300和S7-1200都支持通过RS232 和 RS485实现点对点通信，支持ASCII，USS和Modbus等通信协议。S7-300需要选用带PtP接口的CPU或者CP模块实现RS232的串口通信，而S7-1200通过RS232通信模块即可实现。S7-1200本机集成了PROFINET以太网接口，支持与编程设备，HMI和其它CPU的通信。 （3）存储器
装载存储区方面，S7-1200 CPU的符号表和注释可以在线获得，即S7-1200 CPU的符号表和注释可以保存在CPU中，而S7-300不支持此功能。
S7-1200中利用“符号化存取”，可以最优化分配数据块所占的存储区；而在S7-300中，由于是混合声明数据块中的数绝类型，这使得存储区的分配使用非常杂乱。
保持存储区方面，S7-300是以字节为单位进行保持性设置的；而S7-1200最多可以设置2048字节的保持区，可以对数据块中的离散变量设置保持性。
存储卡大小上，S7-1200的存储卡最大可到24MB，而且存储卡是可选的，可以存放的内容是雷同的。而S7-300的存储卡是必须的。S7-300的存储卡无法存放配方和数据记录等。此外，S7-1200的存储卡还将用来实现存储区扩展、程序分配及固件升级等功能。
（4）功能块
S7-1200的新数据类型使应用更加灵活。例如用于日期和时间时， S7-300通过调用SFC读取日期时间数据，而S7-1200可以通过符号名访问DTL结构的所有组成部分。 （5）计数器
S7-300的计数器当计数值大于0时，计数器输出置位；而S7-1200的计数器当计数值大于等于设定值时，输出置位；S7-300 S5计数器的计数范围是 0-999，S7-1200的计数范围可以调整。 （6）定时器
定时器指令上，S7-300的定时器当计时值大于设定值时，定时器输出置位；而S7-1200的定时器当计时值大于等于设定值时，输出置位。
5、总结S7-1500的特点。
参考答案：
S7-1500是西门子公司近年新推出的模块化结构的PLC，其主要特点概述如下。 （1）更为强大的CPU
资源更为丰富充足。以CPU 1516-3 PN为例，其块的总数最多为6000个，数据块最大5MB，FB、FC、OB最大512KB，用于程序的工作存储器5MB，用于数据的工作存储器1MB。定时器、计数器分别有2048个，IEC定时器、计数器的数量不受限制。位存储器（M）16KB。I/O模块最多8192个，过程映像分区最多32个，过程映像输入、输出分别为32KB，每个机架最多32个模块。运动控制功能最多支持20个速度控制轴、定位轴和外部编码器，有高速计数和测量功能。插槽式装载存储器最大2GB，可存储项目数据、归档、配方和有关的文档。
运算速度更快。以CPU 1516-3 PN为例，位操作指令的处理时间典型值为10ns，浮点数运算指令的处理时间典型值为64ns。AI、AO模块的分辨率均为16位，8点AI模块每个模块的转换时间为125μs。数字量输入模块具有50μs的超短输入延时。用于计数、测量和定位输入的工艺模块TM PosInput的最高信号频率为1MHz，4倍速时为4MHz。可用RS-422接口连接脉冲编码器，支持等式模式、诊断中断和硬件中断。采用PROFINET IRT通信可以保证确定的反应时间和高精度的系统响应，最短循环时间为250 μs。
（2） 集成各种工艺功能
S7-1500的运动控制功能集成在CPU模块中，不需要附加的运动控制模块。通过编程软件博途（TIA Portal）创建项目和组态工艺对象，利用博途提供的符合PLCopen标准的运动控制指令控制工艺对象。运动控制可以使用具有PROFINET IO IRT和PROFIdrive接口的驱动器，或使用模拟量设定值的驱动器。运动控制功能支持速度控制轴、定位轴和外部编码器工艺对象。
S7-1500的CPU都有集成的跟踪（TRACE）和逻辑分析器功能，跟踪功能可循环记录最多16个变量，便于查找偶发错误，对程序和动作进行实时诊断，用于调试和优化用户程序，尤其适用于运动控制和优化驱动器。记录数据保存在设备上，在需要时可以用编程设备读出和永久保存。可以用曲线图和信号表来评估测量的结果，也可以将测量结果作为一个文件导出和导入。
S7-1500 CPU集成的PID控制器有PID参数自整定功能。PID 3步（3-Step）控制器是脉冲宽度调制输出的控制器，此外还有适用于带积分功能的外部执行器（如阀门）的PI步进控制器。使用F型控制器，可实现故障安全自动化，故障安全程序和标准程序使用同样的工程设计和操作理念。可以用安全管理编辑器定义和修改安全参数。
PLC编程与应用第2版习题答案第2章 S7-1200的硬件结构和安装维护
