【PLC应用技术】S7-1200的硬件结构——集成的通信接口与通信模块

导读

本章节主要介绍西门子公司S7-1200系列可编程序控制器（PLC）的基本结构与应用特点，对它的编程环境及应用进行详细的讲解，结合实例介绍典型指令编程方法，并介绍PLC应用设计中应注意的主要问题。

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S7-1200具有非常强大的通信功能，提供下列的通信选项：I-Device（『智能设备』）、PROFINET、PROFIBUS、远距离控制通信、点对点（PtP）通信、USS通信、Modbus RTU、AS-i和I/O Link MASTER。

1.集成的PROFINET接口

实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线（IEC61158现场总线标准的类型10），是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。

S7-1200 CPU集成的PROFINET接口可以与下列设备通信：计算机（见图）、其他S7 CPU、PROFINET I/O 设备（例如ET 200远程I/O和SINAMICS驱动器），以及使用标准的TCP通信协议的设备。它支持TCP/IP、ISO-on-TCP、 UDP和S7通信协议。

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S7-1200与计算机通信

该接口使用具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的RJ45 连接器，用直通网线或者交叉网线都可以连接CPU和其他以太网设备或交换机，数据传输速率为10M/100 Mbit/s，支持最多23个以太网连接。其中3个连接用于与HMI的通信；1个连接用于与编程设备（PG）的通信；8个连接用于开放式用户通信；3个连接用于使用GET/PUT指令的S7通信的『服务器』；8个连接用于使用GET/PUT指令的S7通信的客户端。

CSM 1277是紧凑型交换机模块，有4个具有自检测和交叉自适应功能的RJ45连接器，能以线形、树形或星形拓扑结构，将S7-1200连接到工业以太网。它安装在S7-1200的安装导轨上，不需要组态。

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S7-1200与HMI通信

2. PROFIBUS 通信与通信模块

S7-1200最多可以增加3个通信模块，它们安装在CPU模块的左边。PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一，已被纳入现场总线的国际标准IEC 61158。S7-1200CPU从固件版本V2.0 开始，组态软件STEP 7从版本V11.0 开始，支持PROFIBUS-DP通信。

通过使用PROFIBUS-DP主站模块CM 1243-5，S7-1200 可以和其他CPU、编程设备、人机界面和PROFIBUS-DP从站设备（例如ET 200和SINAMICS驱动设备）通信。CM 1243-5可以做S7通信的客户机或『服务器』。通过使用PROFIBUS-DP从站模块，CM1242-5，S7-1200可以作为一个智能DP从站设备与PROFIBUS-DP主站设备通信。

3. 点对点（PtP）通信与通信模块

通过点对点通信，S7-1200可以直接发送信息到外部设备，例如打印机🖨️；从其他设备接收信息，例如条形码阅读器、RFID（射频识别）读写器和视觉系统；可以与GPS装置、无线🛜电调制解调器以及其他类型的设备交换信息。

CM 1241是点对点高速串行通信模块，可执行的协议有ASCII、USS驱动协议、Modbus RTU主站协议和从站协议，可以装载其他协议。3种模块分别有RS-232、RS-485和RS-422/485通信接口。

通过CM 1241 RS485通信模块或者CB 1241 RS485通信板，可以与支持Modbus RTU协议和USS协议的设备进行通信。S7-1200可以作为Modbus主站或从站。

4. AS-i通信与通信模块

AS-i是执行器传感器接口（Actuator Sensor Interface）的缩写，它是用于现场自动化设备的双向数据通信网络，位于工厂自动化网络的最底层。AS-i已被列入IEC 62026标准。AS-i是单主站主从式网络，支持总线供电，即两根电缆同时作信号线和电源线。

S7-1200的AS-i主站模块为CM 1243-2，其主站协议版本为V3.0，可配置31个标准开关量/模拟量从站或62个A/B类开关量/模拟量从站。

5. 远程控制通信与通信模块

通过使用GPRS通信处理器CP 1242-7，S7-1200 CPU可以与下列设备进行无线🛜通108电气工程基础与应用信：中央控制站、其他远程站、移动设备（SMS短消息）、编程设备（远程服务）和使用开放式用户通信（UDP）的其他通信设备。通过GPRS可以实现简单的远程监控。

6. IO-Link主站模块

IO-Link是IEC 61131-9中定义的用于传感器/执行器领域的点对点通信接口，使用非屏蔽的3线制标准电缆。IO-Link主站模块SM 1278用于连接S7-1200 CPU和IO-Link设备，它有4个IO-Link端口，同时具有信号模块功能和通信模块功能。

内容来源：《电气工程基础与应用》

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