西门子S7-1200 PLC系统手册：编程与自动化解决方案

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"S7-1200 System Manual - A detailed guide to the Siemens S7-1200 programmable logic controller, including its compact design, cost-effectiveness, and powerful instruction set for various automation applications. The manual covers topics such as programming with the Windows-based STEP 7 software, installation, PLC concepts, device configuration, programming concepts, basic and extended instructions, process instructions, communication, Web server functionality, TeleService communication, and diagnostic tools." Siemens的S7-1200系列是面向自动化应用的可编程逻辑控制器（PLC），提供了一套全面的功能和经济高效的解决方案。这款PLC以其紧凑的结构和强大的指令集著称，适用于广泛的控制系统设计。S7-1200手册详细介绍了该系统的各个方面，帮助用户充分利用其性能。 1. **产品概述**：S7-1200系列包括不同型号，每个型号都有特定的处理能力和内存大小，以适应不同的自动化需求。它们与Windows操作系统兼容的STEP 7编程软件相结合，提供了用户友好的编程环境。 2. **新功能**：手册可能涵盖S7-1200的新特性，如增强的通讯能力，更快的处理速度，以及更先进的诊断选项。 3. **STEP7编程软件**：STEP 7是西门子提供的编程工具，支持Ladder Diagram (LD)，Structured Text (ST)，Function Block Diagram (FBD)，和Sequential Function Chart (SFC)等编程语言，用于创建、调试和维护S7-1200的程序。 4. **安装**：这部分指导用户如何正确安装和设置S7-1200硬件，包括电源连接、I/O模块配置和接地要求。 5. **PLC概念**：解释了基本的PLC工作原理，如扫描周期、输入/输出处理和中断处理。 6. **设备配置**：详细介绍了如何根据具体应用需求配置S7-1200的硬件，包括选择合适的I/O模块、网络组件和扩展单元。 7. **编程概念**：讨论了编程的基本概念，如变量、程序结构和编程规则。 8. **基本指令**：列出并解释了S7-1200的基本逻辑和算术指令，如AND、OR、NOT、ADD、SUB等。 9. **扩展指令**：涵盖了更高级的指令，如定时器、计数器、比较和转换函数等。 10. **工艺指令**：针对特定行业的功能，如PID控制、运动控制和数据处理等。 11. **通信**：介绍S7-1200的网络选项，如PROFINET、MPI和Ethernet，以及与其他设备的通讯配置。 12. **Web服务器**：说明了如何通过内置Web服务器远程访问和监控PLC的状态和数据。 13. **通信处理器和ModbusTCP**：解释了如何配置S7-1200进行ModbusTCP通信，以实现与其他支持Modbus的设备的互操作性。 14. **TeleService通信（SMTP电子邮件）**：描述了如何使用SMTP协议通过电子邮件发送报警或诊断信息。 15. **在线和诊断工具**：介绍了实时监控、错误检测和故障排除的工具和技术。 16. **技术规格**：提供了详细的硬件规格，包括电源要求、输入/输出点数、处理速度等。 17. **计算功率预算**：指导用户如何确定系统所需的总功率，并确保正确的电源配置。 18. **订购信息**：列出了S7-1200系列各部件的订购代码和描述。 19. **设备更换和备件兼容性**：说明如何更换故障部件，以及不同版本设备之间的兼容性。 20. **安全信息**：手册强调了操作和维护过程中的安全注意事项，包括警告和提示，以防止人身伤害和财产损失。这份S7-1200系统手册是用户和工程师全面了解和有效利用该PLC的必备参考资料，涵盖了从硬件安装到软件编程，再到故障排查的所有关键环节。

S7-1200 可编程控制器

16 系统手册, 01/2015, A5E02486685-AH

11.2.8.4 特殊模式 ......................................................................................................................... 699

11.2.8.5 开放式用户通信指令的连接 ID ....................................................................................... 699

11.2.8.6 PROFINET 连接的参数 .................................................................................................. 703

11.2.8.7 TSEND_C 和 TRCV_C 指令 .......................................................................................... 707

11.2.8.8 早期 TSEND_C 和 TRCV_C 指令 .................................................................................. 721

11.2.8.9 TCON、TDISCON、TSEND 和 TRCV 指令 ................................................................. 729

11.2.8.10 早期 TCON、TDISCON、TSEND 和 TRCV 指令 ......................................................... 740

11.2.8.11 T_RESET（终止和重新建立现有连接）指令 ................................................................ 750

11.2.8.12 T_DIAG（检查连接状态和读取信息）指令 .................................................................... 753

11.2.8.13 TMAIL_C（通过 CPU 的以太网接口发送电子邮件）指令 ............................................. 758

11.2.8.14 UDP................................................................................................................................ 769

11.2.8.15 TUSEND 和 TURCV ...................................................................................................... 770

11.2.8.16 T_CONFIG ..................................................................................................................... 776

11.2.8.17 指令的公共参数 .............................................................................................................. 784

11.2.9 与编程设备通信 .............................................................................................................. 786

11.2.9.1 建立硬件通信连接 .......................................................................................................... 787

11.2.9.2 配置设备 ......................................................................................................................... 788

11.2.9.3 分配 Internet 协议 (IP) 地址 ........................................................................................... 788

11.2.9.4 测试 PROFINET 网络 .................................................................................................... 788

11.2.10 HMI 到 PLC 通信 ........................................................................................................... 789

11.2.10.1 组态两个设备之间的逻辑网络连接................................................................................. 790

11.2.11 PLC 到 PLC 通信 ........................................................................................................... 790

11.2.11.1 组态两个设备之间的逻辑网络连接................................................................................. 791

11.2.11.2 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 ............................................................................ 792

11.2.11.3 组态传送（发送）和接收参数 ........................................................................................ 792

11.2.12 配置 CPU 和 PROFINET IO 设备 .................................................................................. 795

11.2.12.1 添加 PROFINET IO 设备 ............................................................................................... 795

11.2.12.2 组态 CPU 和 PROFINET IO 设备之间的逻辑网络连接 ................................................. 796

11.2.12.3 分配 CPU 和设备名称 .................................................................................................... 796

11.2.12.4 分配 Internet 协议 (IP) 地址

........................................................................................... 797

11.2.12.5 组态 IO 循环时间 ........................................................................................................... 797

11.2.13 组态 CPU 和 PROFINET 智能设备................................................................................ 798

11.2.13.1 智能设备功能 ................................................................................................................. 798

11.2.13.2 智能设备的性能和优势 ................................................................................................... 799

11.2.13.3 智能设备的特性 .............................................................................................................. 800

11.2.13.4 上位 IO 系统与下位 IO 系统之间的数据交换 ................................................................. 803

11.2.13.5 组态智能设备 ................................................................................................................. 805

11.2.14 共享设备 ......................................................................................................................... 807

11.2.14.1 共享设备的功能 .............................................................................................................. 807

11.2.14.2 示例：组态共享设备（GSD 组态） .............................................................................. 810

11.2.14.3 示例：将智能设备组态为共享设备................................................................................. 815

11.2.15 诊断 ................................................................................................................................ 825

11.2.16 分布式 I/O 指令 .............................................................................................................. 825

11.2.17 诊断指令 ......................................................................................................................... 825

S7-1200 可编程控制器

系统手册, 01/2015, A5E02486685-AH

11.2.18 分布式 I/O 的诊断事件 ................................................................................................... 825

11.3 PROFIBUS ..................................................................................................................... 826

11.3.1 PROFIBUS CM 的通信服务 ........................................................................................... 828

11.3.2 PROFIBUS CM 用户手册参考资料 ................................................................................ 829

11.3.3 配置 DP 主站和从站设备 ............................................................................................... 829

11.3.3.1 添加 CM 1243-5（DP 主站）模块和 DP 从站 ............................................................... 829

11.3.3.2 组态两台 PROFIBUS 设备之间的逻辑网络连接 ............................................................ 830

11.3.3.3 给 CM 1243-5 模块和 DP 从站分配 PROFIBUS 地址 ................................................... 831

11.3.4 分布式 I/O 指令 .............................................................................................................. 833

11.3.5 诊断指令 ......................................................................................................................... 833

11.3.6 分布式的诊断事件 .......................................................................................................... 833

11.4 AS-i ................................................................................................................................ 834

11.4.1 组态 AS-i 主站和从站设备 .............................................................................................. 835

11.4.1.1 添加 AS-i 主站 CM 1243-2 和 AS-i 从站 ........................................................................ 835

11.4.1.2 组态两个 AS-i 设备之间的逻辑网络连接 ........................................................................ 836

11.4.1.3 组态 AS-i 主站 CM1243-2 的属性 .................................................................................. 836

11.4.1.4 为 AS-i 从站分配 AS-i 地址 ............................................................................................ 837

11.4.2 在用户程序和 AS-i 从站之间交换数据 ........................................................................... 840

11.4.2.1 STEP 7 基本组态 ........................................................................................................... 840

11.4.2.2 使用 STEP 7 组态从站 ................................................................................................... 841

11.4.3 分布式 I/O 指令 .............................................................................................................. 843

11.4.4 使用 AS-i 在线工具......................................................................................................... 844

11.5 S7 通信 ........................................................................................................................... 846

11.5.1 GET 和 PUT（从远程 CPU 读写）指令 ........................................................................ 846

11.5.2 创建 S7 连接 .................................................................................................................. 851

11.5.3 组态两台设备间的本地/伙伴连接路径 ............................................................................ 852

11.5.4 GET/PUT 连接参数分配

................................................................................................. 852

11.5.4.1 连接参数 ......................................................................................................................... 853

11.5.4.2 组态 CPU 间的 S7 连接 ................................................................................................. 856

12 Web 服务器 .................................................................................................................................. 863

12.1 启用 Web 服务器 ............................................................................................................ 866

12.2 组态 Web 服务器用户 .................................................................................................... 868

12.3 通过 PC 访问 Web 页面 ................................................................................................. 870

12.4 通过移动设备访问 Web 页面 ......................................................................................... 871

12.5 通过 CP 模块访问 Web 页面.......................................................................................... 872

12.6 标准 Web 页面 ............................................................................................................... 873

12.6.1 标准 Web 页面的布局 .................................................................................................... 873

12.6.2 登录和用户权限 .............................................................................................................. 875

12.6.3 简介 ................................................................................................................................ 879

12.6.4 Start ................................................................................................................................ 879

S7-1200 可编程控制器

18 系统手册, 01/2015, A5E02486685-AH

12.6.5 Identification ................................................................................................................... 881

12.6.6 Diagnostic Buffer ........................................................................................................... 882

12.6.7 模块信息 ......................................................................................................................... 883

12.6.8 Communication .............................................................................................................. 886

12.6.9 Variable Status............................................................................................................... 887

12.6.10 文件浏览器 ..................................................................................................................... 889

12.7 用户定义的 Web 页面 .................................................................................................... 892

12.7.1 创建 HTML 页面 ............................................................................................................. 894

12.7.2 S7-1200 Web 服务器支持的 AWP 命令 ........................................................................ 895

12.7.2.1 读取变量 ......................................................................................................................... 897

12.7.2.2 写入变量 ......................................................................................................................... 898

12.7.2.3 读取特殊变量 ................................................................................................................. 899

12.7.2.4 写入特殊变量 ................................................................................................................. 901

12.7.2.5 对变量引用使用别名 ...................................................................................................... 903

12.7.2.6 定义枚举类型 ................................................................................................................. 904

12.7.2.7 通过枚举类型引用 CPU 变量 ......................................................................................... 905

12.7.2.8 创建片段 ......................................................................................................................... 907

12.7.2.9 导入片段 ......................................................................................................................... 908

12.7.2.10 组合定义 ......................................................................................................................... 909

12.7.2.11 处理包含特殊字符的变量名称 ........................................................................................ 909

12.7.3 组态用户定义 Web 页面的使用 ...................................................................................... 911

12.7.4 针对用户定义 Web 页面编写 WWW 指令 ...................................................................... 913

12.7.5 将程序块下载到 CPU ..................................................................................................... 915

12.7.6 访问用户定义的 Web 页面 ............................................................................................. 915

12.7.7 特定于用户定义 Web 页面的限制 .................................................................................. 916

12.7.8 用户定义 Web 页面示例................................................................................................. 917

12.7.8.1 用于监控风力发电机的 Web 页面 .................................................................................. 917

12.7.8.2 读取和显示控制器数据 ................................................................................................... 920

12.7.8.3 使用枚举类型 ................................................................................................................. 920

12.7.8.4 将用户输入写入控制器 ................................................................................................... 922

12.7.8.5 写入特殊变量 ................................................................................................................. 923

12.7.8.6 引用：远程风力发电机监视 Web 页面的 HTML listing ................................

................. 924

12.7.8.7 STEP 7 中示例 Web 页面的组态 ................................................................................... 928

12.7.9 创建多语言用户定义 Web 页面 ...................................................................................... 929

12.7.9.1 创建文件夹结构 .............................................................................................................. 930

12.7.9.2 设置语言切换 ................................................................................................................. 930

12.7.9.3 组态 STEP 7 以使用多语言页面结构 ............................................................................. 934

12.7.10 高级用户定义 Web 页面控制 ......................................................................................... 934

12.8 限制 ................................................................................................................................ 939

12.8.1 Internet 选项禁用 JavaScript 时的功能限制 .................................................................. 940

12.8.2 Internet 选项不允许使用 cookie 时的功能限制 .............................................................. 942

12.8.3 导入 Siemens 安全证书 ................................................................................................. 942

12.8.4 将 CSV 格式的数据日志导入非 USA/UK 版本的 Microsoft Excel 中 ............................. 944

S7-1200 可编程控制器

系统手册, 01/2015, A5E02486685-AH

13 通信处理器和 Modbus TCP ........................................................................................................... 945

13.1 使用串行通信接口 .......................................................................................................... 945

13.2 偏置和端接 RS485 网络连接器 ...................................................................................... 946

13.3 点对点 (PtP) 通信 ........................................................................................................... 948

13.3.1 组态通信端口 ................................................................................................................. 949

13.3.1.1 管理流控制 ..................................................................................................................... 951

13.3.2 组态传送（发送）和接收参数 ........................................................................................ 952

13.3.2.1 组态传送（发送）参数 ................................................................................................... 953

13.3.2.2 组态接收参数 ................................................................................................................. 954

13.3.3 点对点指令 ..................................................................................................................... 963

13.3.3.1 点对点指令的公共参数 ................................................................................................... 963

13.3.3.2 Port_Config（动态组态通信参数）指令......................................................................... 966

13.3.3.3 Send_Config（动态组态串行传输参数）指令 ............................................................... 969

13.3.3.4 Receive_Config（动态组态串行接收参数）指令 ........................................................... 971

13.3.3.5 SEND_P2P（传输发送缓冲区数据）指令 ..................................................................... 977

13.3.3.6 Receive_P2P（启用接收消息）指令 ............................................................................. 981

13.3.3.7 Receive_Reset（删除接收缓冲区）指令 ....................................................................... 984

13.3.3.8 Signal_Get（查询 RS-232 信号）指令 .......................................................................... 985

13.3.3.9 Signal_Set（设置 RS-232 信号）指令 .......................................................................... 986

13.3.3.10 Get_Features ................................................................................................................. 988

13.3.3.11 Set_Features .................................................................................................................. 989

13.3.4 设计 PtP 通信 ................................................................................................................. 990

13.3.4.1 轮询架构 ......................................................................................................................... 991

13.3.5 示例：点对点通信 ......................................................................................................... 992

13.3.5.1 组态通信模块 ................................................................................................................. 993

13.3.5.2 RS422 和 RS485 工作模式 ............................................................................................ 996

13.3.5.3 编写 STEP 7 程序 .......................................................................................................... 999

13.3.5.4 组态终端仿真器 ............................................................................................................ 1001

13.3.5.5 运行示例程序 ............................................................................................................... 1001

13.4 通用串行接口 (USS) 通信 ............................................................................................ 1002

13.4.1 概述 .............................................................................................................................. 1002

13.4.2 选择 USS 指令的版本 .................................................................................................. 1005

13.4.3 使用 USS 协议的要求 .................................................................................................. 1006

13.4.4 USS 指令...................................................................................................................... 1009

13.4.4.1 USS_Port_Scan（使用 USS

网络编辑通信）指令 ...................................................... 1009

13.4.4.2 USS_Drive_Control（与驱动器交换数据）指令 .......................................................... 1010

13.4.4.3 USS_Read_Param（从驱动器读取参数）指令 ........................................................... 1013

13.4.4.4 USS_Write_Param（更改驱动器中的参数）指令........................................................ 1015

13.4.5 USS 状态代码 .............................................................................................................. 1017

13.4.6 USS 常规驱动器设置要求 ............................................................................................ 1020

13.4.7 示例： USS 常规驱动器连接和设置 ............................................................................ 1020

13.5 Modbus 通信 ................................................................................................................ 1024

S7-1200 可编程控制器

20 系统手册, 01/2015, A5E02486685-AH

13.5.1 Modbus RTU 和 TCP 通信 Modbus TCP 指令 V13 概述 ............................................ 1024

13.5.2 Modbus TCP ................................................................................................................ 1027

13.5.2.1 概述 .............................................................................................................................. 1027

13.5.2.2 选择 Modbus TCP 指令的版本 .................................................................................... 1028

13.5.2.3 Modbus TCP 指令 ........................................................................................................ 1029

13.5.2.4 Modbus TCP 示例 ........................................................................................................ 1047

13.5.3 Modbus RTU ................................................................................................................ 1052

13.5.3.1 概述 .............................................................................................................................. 1052

13.5.3.2 选择 Modbus RTU 指令的版本 .................................................................................... 1054

13.5.3.3 Modbus RTU 指令 ....................................................................................................... 1055

13.5.3.4 Modbus RTU 示例 ....................................................................................................... 1075

13.6 早期 PtP 通信（仅限 CM/CB 1241） .......................................................................... 1079

13.6.1 早期点对点指令 ............................................................................................................ 1079

13.6.1.1 PORT_CFG（动态组态通信参数）指令 ...................................................................... 1079

13.6.1.2 SEND_CFG（动态组态串行传输参数）指令............................................................... 1082

13.6.1.3 RCV_CFG（动态组态串行接收参数）指令 ................................................................. 1083

13.6.1.4 SEND_PTP（传输发送缓冲区数据）指令 ................................................................... 1089

13.6.1.5 RCV_PTP（启用接收消息）指令 ................................................................................ 1091

13.6.1.6 RCV_RST（删除接收缓冲区）指令 ............................................................................ 1093

13.6.1.7 SGN_GET（查询 RS-232 信号）指令 ........................................................................ 1095

13.6.1.8 SGN_SET（设置 RS-232 信号）指令 ......................................................................... 1096

13.7 早期 USS 通信（仅 CM/CB 1241） ............................................................................ 1098

13.7.1 选择 USS 指令的版本 .................................................................................................. 1099

13.7.2 使用 USS 协议的要求 .................................................................................................. 1100

13.7.3 早期 USS 指令 ............................................................................................................. 1103

13.7.3.1 USS_PORT（使用 USS 网络编辑通信）指令 ............................................................ 1103

13.7.3.2 USS_DRV（与驱动器交换数据）指令 ........................................................................ 1104

13.7.3.3 USS_RPM（从驱动器读取参数）指令 ........................................................................ 1107

13.7.3.4 USS_WPM（更改驱动器中的参数）指令 .................................................................... 1109

13.7.4 旧 USS 状态码 ............................................................................................................. 1111

13.7.5

早期 USS 常规驱动器设置要求 .................................................................................... 1114

13.8 早期 Modbus TCP 通信 ............................................................................................... 1115

13.8.1 概述 .............................................................................................................................. 1115

13.8.2 选择 Modbus TCP 指令的版本 .................................................................................... 1115

13.8.3 早期 Modbus TCP 指令 ............................................................................................... 1116

13.8.3.1 MB_CLIENT（作为 Modbus TCP 客户端使用 PROFINET 进行通信）指令............... 1116

13.8.3.2 MB_SERVER（作为 Modbus TCP 服务器通过 PROFINET 进行通信）指令 ............ 1124

13.8.4 示例：早期 MB_SERVER 多个 TCP 连接 .................................................................. 1131

13.8.5 示例：早期 MB_CLIENT 1：通过公共 TCP 连接发送多个请求 ................................ 1132

13.8.6 示例：早期 MB_CLIENT 2：通过不同的 TCP 连接发送多个请求 ............................ 1133

13.8.7 示例：早期 MB_CLIENT 3：输出映像写入请求 ........................................................ 1134

13.8.8 示例：早期 MB_CLIENT 4：协调多个请求 ............................................................... 1134

13.9 早期 Modbus RTU 通信（仅 CM/CB 1241） .............................................................. 1135

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