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是时候抛弃S7 200 ,学习S7 1200啦!

2020-2-11 19:54| 发布者: gk-auto| 查看: 1| 评论: 0|原作者: gk-auto

摘要: 最近发现,很多工控新手还在学习S7 200,让我很是惊讶,花那么多精力去学习一个已经落伍的东西,实在不值得。1200是200的升级换代产品,面向全球销售。两者的区别就像是一辆汽车和自行车的区别,前者可以让你快速到 ...
最近发现,很多工控新手还在学习S7 200,让我很是惊讶,花那么多精力去学习一个已经落伍的东西,实在不值得。1200是200的升级换代产品,面向全球销售。两者的区别就像是一辆汽车和自行车的区别,前者可以让你快速到达目的地。200的上市时间为1990左右 ,1200上市时间为2009年前后,上市时间相差20年左右,这20年科技进步巨大,所以新手现在还学200,真是太OUT了,老手快点过渡到1200吧,看看1200带给你的惊喜。本文作为1200学习的启蒙篇,带你浏览1200的精彩世界。
外观篇:
图1 S7 1200
图2 S7 200

两个PLC的外观没有多大差别,粗看大概是1200要比200胖一圈,其实两者最大区别是通信接口,1200自带以太网接口,200自带485接口。1200因为自带以太网接口,功能强大很多,通过把PLC接入路由器,外网便可以访问1200啦。
1200PLC左右两侧都可以带扩展模块,左侧一般为通讯模块,如点到点模块、profibus DP模块、交换机模块、AS-I模块等等。右侧一般为IO扩展模块,如常见的DI、DQ、AI和AQ,还有如称重模块等等。如果需要一些简单扩展或者需要节省空间,可以通过插入信号板来实现。下图为扩展模块分类:
图3 扩展列表
软件操作篇:
很多人不敢使用1200 PLC,就是看到TIA PORTAL(博途)太大,觉得很占用内存空间和硬盘,其实安装一个X64系统,配置8G内存便可以。编程软件的改变,其实带来的是使用体验的迅猛提升,使用过后你便不会再怀念200的编程软件和STEP7 V5.XX了。
TIA PORTAL 一个显著改变的地方便是组态化编程,通过点击对应模块,可以实现很多配置,比200方便很多。
图4 AI模块组态
上图组态的是一个模拟量输入模块,我们通过点击左侧目录树<模拟量输入>,可以对每一个通道进行配置,包括测量类型、测量范围、滤波周期和溢出诊断等等。我们还可以对模拟量模块的起始址进行分配,不需要像200PLC那样进行计算,TIA会自动计算模块的起始地址。
从上图中,我们还能看到1200的可添加模块数量。CPU左侧可以添加3个扩展模块,右侧可以添加8个扩展模块。与200的可扩展性比较,有两方面的优势,一个是扩展模块数量的增加,另外一个是模块种类的多样性。
图5 CPU组态配置
点击CPU本体,在常规目录树里面,我们可以看到PLC本体IO的组态和系统配置,详细内容读者可以自行点击,这里不进行详细叙述。
TIA 组态软件,还有一个强大的地方就是和HMIWINCC 的对接。TIA软件由STEP7 和WINCC两部分组成,STEP7 主要用于编写PLC程序,WINCC基本版可以编写触摸屏程序,专业版可以编写基于PC的组态程序,所以功能非常强大,200在这个方面无法和1200比拟。下面我举一个1200和HMI通信的简单例子:
图6 PLC和HMI联网
连接PLC和HMI之间的网络端口,配置便完成,然后我们就可以在HMI的编程环境里面,任意访问1200 PLC的变量。通过点击网络端口,可以设置各自的IP,必须确保在同一网段里面。
图7 建立1200 DB块变量表
首先我们需要在PLC程序里面添加一个DB块变量,从图中我们可以看到1200变量的强大配置属性,上图勾选框有特殊的作用,用于设置访问的安全性,可读性,保持性等等。
图8 HMI变量配置
图9 HMI变量选择
我们通过点击红色矩形框,来选择刚刚在PLC程序里面添加的DB变量,很容易与触摸屏文本框关联,基于PC的WINCC组态也是使用此方法。
关于TIA PORTAL 组态暂时讲到这里,因为内容太多,比如还有运动控制组态,PID组态等等,所以这里不一一叙述了,后面我会带着讲。
编程语言
1200支持的编程语言有LAD(梯形图),FBD(功能块图),SCL(结构化控制语言),但不支持STL(语句表)。有人说1200不如200啊,怎么不支持STL呢,其实错了,1200新增加的SCL,大大提高了编程语言的灵活性,使编程语言更接近于自然语言,配合1200丰富的变量类型,可以提高编程效率。STL类似于汇编,看起来枯燥单调,SCL接近于PASCAL或者BASIC,更容易学习,可阅读性更好。下面介绍LAD和SCL的区别:

图10 LAD与SCL比较
从两者语言的比较中,我们可以快速发现,SCL具有简洁和接近自然语言的优点,SCL占用的代码空间更小,让我们更喜欢它。SCL最适合用于处理数据转换及复杂函数的编写,SCL也适合用于处理逻辑控制处理,一般采用状态机形式。1200所有的功能函数,基本上都支持SCL和LAD两种语言,比如我们常见的MODBUS,其实采用SCL编写更为方便。
请不要害怕SCL,小学水平便可以学习,所以你还有害怕的理由吗?后面我会做一期SCL语言的讲解专题。
单独从梯形图的功能来说,1200也比200更为强大,举一个简单的SUB(减法)指令。在200PLC中,每一种类型变量都有一个单独的SUB指令块,比如整数,浮点数,便需要两个指令块,而在1200里面,只需要一个指令块便兼容所有类型。
图11 SUB指令

图12 SUB支持的类型
在SUB指令的左侧的IN1参数,输入你要进行运算的变量,比如是Real类型,SUB指令自动切换为Real类型。如果是Int类型,SUB指令自动切换为Int类型。是不是要比200方便很多呢?
变量类型
1200与200相比支持的类型丰富太多,从图中我们可见一斑:

图13 PLC变量类型
很多人看了这个变量类型表会很害怕,其实这只是一部分还没有写全。不用害怕,很多类型是Struct(结构体)的变形体,就是在这个结构上面衍生出来的。Struct是一种可以存储多种变量类型的一种复合变量类型,比如某个变量为Struct类型,可以存储整型,浮点型。常用变量类型还有数组类型,200无此类型。数组是对同类型变量的组合,通过Index(索引),获取某一位置的值。比如在1200里面可以声明一个数组变量,其类型为结构,用于记录每个时间点的电压值,在1200里面可以像如下声明,看一下是不是更接近于自然语言呢?
图14 结构数组类型
运动控制
200的运动控制为很多人所诟病,实在垃圾。S7 1200 自然强大了很多很多,自带有功能强大的运动组态,支持脉冲控制和PN网络控制。脉冲控制最大速度支持1M,PN网络控制支持V90网络伺服。1200同时还支持闭环控制,支持类型如下:
驱动器连接
轴的闭环/开环控制
编码器连接
PTO
速度控制、开环
-
模拟量输出
位置控制、闭环
• 高速计数器 (HSC) 上的编码器
• 工艺模块 (TM) 上的编码器
• PROFIdrive 编码器(位于PROFINET)
PROFIdrive
位置控制、闭环
• 驱动器上的编码器
• 高速计数器 (HSC) 上的编码器
• 工艺模块 (TM) 上的编码器
• PROFIdrive 编码器(位于 PROFINET)
图15 运动控制组态
在配置视图中可以组态运动单位,硬限位,回原点方式,脉冲输出点,信号类型等等。1200运动控制同时支持运行中更改电机速度和位移,非常灵活,同时支持指令表,比200里面的包络更为方便。
PID组态
由于CPU内存和DB块数量的限制,官方建议PID组态应用不要超过16路回路,同时支持图形化组态。可同时进行回路控制,用户可手动调试参数,也可使用自整定功能,提供了两种自整定方式由PID控制器自动调试参数。另外STEP7 还提供了调试面板,用户可以直观的了解控制器及被控对象的状态。
图16 PID组态
通信功能
1200由于自带以太网接口,所以自然支持TCP方面的通信。同时可以通过扩展模块,支持DP或者485等通信。后期会讲解一些常用通信协议,如MODBUS,TCP ,S7 等等。
图17 1200支持的通信种类
结束语
1200的介绍暂时到这里,因为1200涉及知识点太多,后期我会分门别类的讲解,如果大家有啥想要知道的,可以在文章后面留言,我会根据大家的要求来讲解。
如果你还在用200,或者还在用一些日系的小PLC,可以考虑更换1200PLC。1200的性价比很高,最便宜的才600多人民币,又带有这么强大的软件支持,你为什么还要犹豫呢?不要怀疑我在为西门子做广告,只是喜欢1200。


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