西门子SM1221数字量输入模块

SIMATIC S7-1200，数字输入 SM 1221，16数字输入，24V DC， 灌电流/拉电流

S7-1200

SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务 [1]  。

单机小型自动化系统的*解决方案。 对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统，易于设计和实施。

具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能。

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(SIEMENS)上海非俗工控自动化设备有限公司（西门子分销商）

颜家钊（销售工程师）185 7050 2115 （24小时）

公司常年备货，以诚信为公司的经营理念，以品质来取得客户的认可，假一罚十，欢迎广大客户。

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概述

• 为CPU的本机I/O提供更多的数字量输入

• 用于使控制器灵活地适应相关任务的要求

• 用于使用附加输入对系统进行后续扩展

应用

数字量输入模块允许将控制器与过程中的数字信号连接。

这为用户提供了下列优势：

• 适应性：
  使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的投资。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块。

• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

功能

SM 1221 数字量输入信号模块将过程中的外部数字信号电平转换为 S7-1200 的内部信号电平。

西门子S7-1200优势：使用*集成的新工程组态 SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现高效率。一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“InliSense”（智能感知）工具，能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求，西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的。

   西门子S7-1200设计和功能：SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以*您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可连接 8 个信号模块。后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。

   西门子S7-1200设计和功能：安装简单方便，所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。这些集成的功能在安装过程中为用户提供了大的灵活性，并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。

   西门子S7-1200设计和功能：节省空间的设计，所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了高效率和大灵活性。

   西门子S7-1200设计和功能：SIMATIC S7-1200可扩展的紧凑自动化的模块化概念它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案，并能*一系列的独立自动化需求。

   西门子S7-1200亮点：可扩展性强、灵活度高的设计，信号模块：大的 CPU 多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O。信号板：可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU，同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统，以*您应用的需求。内存：为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件 。

西门子PLC作原理:当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。输入采样在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。用户程序执行在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。输出刷新当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

西门子PLC优点：《可靠》PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时，系统的维修简单，维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如：冗余的设计。断电保护，故障诊断和信息保护及恢复。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。《易操作》PLC有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位。《灵活》PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。操作十分灵活方便，和控制变量十分容易。西门子PLC S7-300系列PLC安装及注意事项：一、辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);二、 一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;三、 PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。四、输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等);五、输入/断开的时间要大于PLC扫描时间;六、PLC输出电路中没有保护，因此应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置，防止负载短路造成损坏PLC;七、 不要将交流电源线接到输入端子上，以免烧坏PLC;八、接地端子应独立接地，不与其它设备接地端串联，接地线裁面不小于2mm2;九、 输入、输出信号线尽量分开走线，不要与动力线在同一管路内或捆扎在一起，以免出现干扰信号，产生误动作;信号传输线采用屏蔽线，并且将屏蔽线接地;为保证 信号可靠，输入、输出线一般控制在20米以内;扩展电缆易受噪声电干扰，应远离动力线、高压设备等。

西门子S7-1200亮点：用于闭环回路控制的 PID 功能SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算佳调整值。PID 调试控制面板：SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。SIMATIC S7-1200硬件创新…集成Profinet / Ethernet 端口不需要编程电缆和以太网扩展模块，减少了安装空间和成本。

  西门子S7-1200亮点：信号板的概念信号板可以增加额外的I / O点，而不必要改变CPU的体积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，通过信号板就可以完成。CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O不需要额外的硬件扩展，减少了PLC安装空间和成本。SIMATIC S7-1200软件创新…Step7 Basic是针对逻辑控制，HMI和网络通信功能进行开发的通用型编辑器所有向导，工具条和菜单具有相似的可视化效果，易于学习与维护可节约使用者大量时间。自动检测和上载的概念 –在设计阶段，硬件组态简单快速，所有文档存储于CPU中，包括符号，注释，描述，易于维护。无需其它软件工具 –具有PID控制环节自整定功能，应用PLCopen 架构的运动控制功能，这些功能都嵌入到工程软件包括用户程序中。SIMATIC S7-1200新特性…

   西门子S7-1200亮点：安全集成 –未经*不能修改代码或过程量，提高操作的安全性。 作为通信模块与主站链接 –集成的通讯接口能够快速、简单的与设备建立链接，比如SIRIUS软启动器和RFID识别器。 专有技术保护 –通过密码保护，未经*的第三方无法打开你的程序和算法。智能IO设备 –通过简单的组态， 利用对I/O映射区的读写操作，使S7-1200 控制器搭建成（实现）主从结构的分布式I/O应用。集成跟踪功能 –为了高效调试、快速的解决现场遇到的问题，S7-1200 新发布的V4.0版本集成了功能强大的信号示踪与分析工具，可以分析CPU所有的变量，标签，模拟量和数字量信号。[9]  配方功能 –直接存储在CPU的内部存储器或扩展存储器中。  DB块的在线–CPU在RUN 模式下，可以下载已修改的数据块。 RFID和条码识别 –通过扩展RF120C模块能够让S7-1200集成有RFID和条码识别功能。

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。 整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。

二、安装方式的选择

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。

集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。

三、相应的功能要求

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。

对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC。但是中、高挡PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

四、响应速度要求

PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

五、系统可靠性的要求

对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

六、机型尽量统一

一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：

1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。

2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。

3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统

S7-1200系列主机型号：

1211C型CPU：6ES7211-1BE31-0XB0（继电器）；6ES7211-1AE31-0XB0（晶体管）

            6ES7211-1HE31-0XB0（继电器）

1212C型CPU：6ES7212-1BE31-0XB0（继电器）；6ES7212-1AE31-0XB0（晶体管）

            6ES7212-1HE31-0XB0（继电器）

1214C型CPU：6ES7214-1BG31-0XB0（继电器）；6ES7214-1AG31-0XB0（晶体管）

            6ES7214-1HG31-0XB0（继电器）

1215C型CPU：6ES7215-1BG31-0XB0（继电器）；6ES7215-1AG31-0XB0（晶体管）

            6ES7215-1HG31-0XB0（继电器）

标配:

1以太网口2路模拟量输入（电压型）

4轴100kHz脉冲输出(晶体管型)

1215C型带2路模拟量输出（电压型）

S7-1200系列可用扩展型号：

数字量：

6ES7221-1BF30-0XB0（8点输入）；6ES7221-1BH30-0XB0（16点输）

6ES7222-1XF30-0XB0（8个切换继电器）；6ES7222-1HF30-0XB0（8点继电器输出）

6ES7222-1BF30-0XB0（8点晶体管输出）；6ES7222-1HH30-0XB0（16点继电器输出）

6ES7222-1BH30-0XB0（16点晶体管输出）；6ES7223-1PH30-0XB0（8点输入/8点继电器输出）

6ES7223-1BH30-0XB0（8点输入/8点晶体管输出）：

6ES7223-1PL30-0XB0（16点输入/16点继电器输出）

6ES7223-1BL30-0XB0（16点输入/16点晶体管输出）

6ES7223-1QH30-0XB0（8点输入（AC）/8点继电器输出）

模拟量：

6ES7231-4HD30-0XB0（4路模拟量输入）；6ES7231-4HF30-0XB0（8路模拟量输入）

6ES7232-4HB30-0XB0（2路模拟量输出）；6ES7232-4HD30-0XB0（4路模拟量输出）

6ES7234-4HE30-0XB0（4路模拟量输入/2路模拟量输出）

6ES7231-5ND30-0XB0（4路热电阻温度输入）；6ES7231-5PD30-0XB0（4路热电阻温度输入）

6ES7231-5QD30-0XB0（4路热电偶温度输入）；6ES7231-5PF30-0XB0（8路热电阻温度输入）

6ES7231-5QF30-0XB0（8路热电偶温度输入）

信号板数字量：

6ES7221-3BD30-0XB0（DC 200kHz，4点输入）；6ES7221-3AD30-0XB0（DC 200kHz，4点输入）

6ES7223-0BD30-0XB0（2点输入/2点输出）

6ES7222-1BD30-0XB0（DC 200kHz，4点输出，0.1A）

6ES7222-1AD30-0XB0（DC 200kHz，4点输出，0.1A）

6ES7223-3BD30-0XB0（2点24V输入/2点24V输出，0.1A）

6ES7223-3AD30-0XB0（2点5V输入/2点5V输出，0.1A）

信号板模拟量：

6ES7231-4HA30-0XB0（1路模拟量输入）；6ES7232-4HA30-0XB0（1路模拟量输出）

6ES7231-5PA30-0XB0（1路热电阻温度输入）；6ES7231-5QA30-0XB0（1路热电偶温度输入）

通讯板：

6ES7241-1CH31-0XB0（RS485/422）；6ES7241-1AH30-0XB0（RS232）

6ES7241-1CH30-1XB0（RS485）

通讯模块：

6GK7243-5DX30-0XE0（Profibus-DP主站模块）

6GK7242-5DX30-0XE0（Profibus-DP从站模块）；6GK7242-7KX30-0XE0（GPRS模块）

TS模块：

6ES7972-0EB00-0XA0（TS Adapter IE Basic）；6ES7972-0MM00-0XA0（TS Module Modem）

6ES7972-0MD00-0XA0（TS Module ISDN）；6ES7972-0MS00-0XA0（TS Module RS232）

模拟器：

6ES7274 1XH30 0XA0（1214C模拟器（14位）

6ES7274 1XF30 0XA0（1211C/1212C模拟器（8位））

存储卡：

6ES7954-8LB01-0AA0（SIMATIC MC 2MB）；6ES7954-8LE01-0AA0（SIMATIC MC 12MB）

6ES7954-8LF01-0AA0（SIMATIC MC 24MB）

其他：

6EP1332-1SH71（PM 1207，DC24V，2.5 CPU电源）

6ES7290-6AA30-0XA0（I/O扩展电缆，2米）；6ES7297-0AX30-0XA0（S7-1200电池板）

6ES7298-2DS23-0XA0（SIMATIC/SINAMICS V60接线电缆）

6GK7277-1AA10-0AA0（CSM 1277以太网交换机，4端口）

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