博途PLCS1200参数设置，编程之前看到它可以事半功倍！收藏

通过参数分配可以设置所有组件的属性，这些参数将装载到 CPU中，并在 CPU启动时传送给相应的模块。选中机架上的CPU，下方的巡视窗口的 CPU属性中可以配置 CPU 的各种参数，CPU 的通信接口，本体的输入输出，启动特性，保护等设置。下面以 CPU 1215C为例介绍CPU的参数设置。

常规

单击属性视图中的“常规”选项，进行下列参数设置：

“项目信息”：可以编辑名称，作者及注释等信息。

“目录信息”：查看CPU 的订货号，组态的固件版本及特性描述。

“标识与维护”：用于标识设备的名称，位置等信息， 可以使用 “Get_IM_Data”指 令读取信息进行识别。

“校验和”：在编译过程中，系统将通过唯一的校验和来自动识别 PLC 程序。基于该校验和，可快速识别用户程序并判断两个 PLC 程序是否相同。通过指令“GetChecksum”可以读取校验和，如图 1 所示：

图1 标识与维护及校验和

PROFINET 接口

单击“PROFINET接口[X1]”，配置以下参数：

“常规”：标识PROFINET接口的名称，作者和注释

“以太网地址”：如图 2 所示。

图2 配置以太网地址

①“接口连接到”：可以从下拉菜单中选择本接口连接到的子网，也可以添加新的网络；

②“IP 协议”：默认为“在项目中设置IP 地址”，此时在项目组态中设置IP地址，子网掩码等。如果使用路由器，则激活“使用路由器”，并设置路由器地址。也可以选择“在设备中直接设定 IP 地址”，则可以在程序中使用指令“T_CONFIG”分配IP 地址；

③“PROFINET”：

激活“在设备中直接设定PROFINET 设备名称，则表示不在硬件组态中组态设备名称，而是在程序中使用指“T_CONFIG”设置设备名。

激活“自动生成PROFINET 设备名称”,TIA 博途根据接口名称自动生成PROFINET设备名称。

“转换的名称”，是指此PROFINET 设备名称转换为符合 DNS 惯例的名称，用户不能修改。

“设备编号”，是指 PROFINET IO 设备的编号。在发生故障时可以通过编程读取该编号。对于IO 控制器默认为0， 无法修改。

“时间同步”：

可以激活“通过NTP 服务器启动同步时间”。NTP（Network Time Protocol） 即网络时间协议，可用于同步网络中系统时钟的一种通用机制。可以实现跨子网的时间同步，精度则取决于所使用的NTP 服务器和网络路径等特性。在NTP 时间同步模式下，CPU 的接口按设定的“更新间隔”时间（单位为秒）从 NTP 服务器定时获取时钟同步，时间间隔的取值范围在10秒到一天之间, 这里最多可以添加4个NTP服务器。

“CPU与该设备中的模块进行数据同步”：是指同步 CM/CP 的时间和CPU 的时间。

注意：建议在CM/CP和CPU中，只对一个模块进行时间同步，以便使站内的时间保持一致。

“操作模式”：

可以设置“IO 控制器”或是 “IO设备”。如果该 CPU 作为智能设备，则激活“IO设备”，并在“已分配的 IO 控制器中”， 选择该IO 设备的IO 控制器（如果 IO 控制器不在同一项目中，则选择“未分配”）。并根据需要选择是否激活“PN 接口的参数由上位 IO 控制器进行分配”和“优先启用”等参数，以及设置智能设备的通信传输区等。

高级选项：可以对“接口选项”，“介质冗余”，“实时设定”和“端口”进行设置。

“Web 服务器访问”：

激活“启用使用该接口访问 Web 服务器”，则可以通过该接口访问集成在 CPU 内部的 Web 服务器。

“硬件标识符”：接口的诊断地址

数字量输入输出

“常规”：单击数字量输入/输出的“常规”选项可以输入项目信息：

“名称”：定义更改组件的名称 “注释”：说明模块或设备的用途

“数字量输入”：以通道0 的组态为例进行说明，如图 3 所示。

图3 配置数字量输入通道

①“通道地址”：输入通道的地址，首地址在“I/O地址”项中设置；

②“输入滤波器”：为了抑制寄生干扰，可以设置一个延迟时间，即在这个时间之内的干扰信号都可以得到有效抑制，被系统自动滤除掉，默认的输入滤波时间为6.4 ms；

③“启用上升沿或下降沿检测”：可为每个数字量输入启用上升沿和下降沿检测，在检测到上升沿或下降沿时触发过程事件。

“事件名称”：定义该事件名称 “硬件中断”：当该事件到来时，系统会自动调用所组态的硬件中断组织块一次。如果没有已定义好的硬件中断组织块，可以点击后面的省略按钮并新增硬件中断组织块连接该事件。

④“启用脉冲捕捉”：根据 CPU 的不同，可激活各个输入的脉冲捕捉。激活脉冲捕捉后，即使脉冲沿比程序扫描循环时间短，也能将其检测出来。

“数字量输出”：设置如图 4 所示：

图4 配置数字量输出通道

①“对CPU STOP 模式的响应”：设置数字量输出对CPU 从运行状态切换到 STOP 状态的响应，可以设置为保留最后的有效值或者使用替代值；

②“通道地址”：输出通道的地址，首地址在“I/O地址”项中设置；

③“从RUN 模式切换到 STOP 模式时，替代值1”：如果在数字量输出设置中，选择“使用替代值”，则此处可以勾选，表示从运行切换到停止状态后，输出使用“替代值1”，如果不勾选表示输出使用“替代值0”。如果选择了“保持上一个值”则此处为灰色不能勾选。

“I/O 地址”：数字量地址设置如图 5 所示。

图5 数字量输入输出地址设置

“输入地址”：

①“起始地址”：模块输入的起始地址；

②“结束地址”：系统根据起始地址和模块的IO数量自动计算并生成结束地址；

③“组织块”：可将过程映像区关联到一个组织块，当启用该组织块时，系统将自动更新所分配的过程映像分区；

④“过程映像”：选择过程映像分区。

“自动更新”：在每个程序循环内自动更新I/O过程映像（默认）。 “无”：无过程映像，只能通过立即指令对此I/O进行读写。 “PIP x”：可以关联到③中所选的组织块。同一个映像分区只能关联一个组织块，一个组织块只能更新一个映像分区。系统在执行分配的OB时更新此PIP。如果未分配OB，则不更新PIP。 “PIP OB伺服”：为了对控制进行优化，将运动控制使用的所有I/O模块（如，工艺模块，硬限位开关）均指定给过程映像分区“OB 伺服 PIP”。这样I/O模块即可与工艺对象同时处理。

• "输出地址"：设置与输入类似。

注意： 所有输入输出的地址都在过程映像区之内，如果没有选择组织块和分区，默认情况下过程映像区是自动更新。

"硬件标识符"：用于寻址硬件对象，常用于诊断，也可以在系统常量中查询。

模拟量

“常规”：单击模拟量输入/输出的“常规”选项可以输入项目信息：

“名称”：定义更改组件的名称 “注释”：说明模块或设备的用途

“模拟量输入”:组态如图 6 所示。

图6 模拟量输入组态

①“积分时间”：通过设置积分时间可以抑制指定频率的干扰；

②“通道地址”：首地址在模拟量的“I/O地址”中设置；

③“测量类型”：本体上的模拟量输入只能测量电压信号，所以选项为灰，不可设置；

④“电压范围”：测量的电压信号范围为固定的0～10V；

⑤“滤波”：模拟值滤波可用于减缓测量值变化，提供稳定的模拟信号。模块通过设置滤波等级（无、弱、中、强）计算模拟量平均值来实现平滑化。

⑥“启用溢出诊断”：如果激活“启用溢出诊断”，则发生溢出时会生成诊断事件。

"模拟量输出":组态如图 7 所示。

图7 模拟量输出组态

①“对CPU STOP 模式的响应”：设置模拟量输出对CPU 从RUN模式切换到 STOP 模式的响应，可以设置为保留最后的有效值或者使用替代值；

②“通道地址”：模拟量输出首地址在模拟量的“I/O地址”中设置；

③“模拟量输出的类型”：本体上的模拟量输出只支持电流信号，所以选项为灰，不可设置；

④“电流范围”：输出的电流信号范围为固定的0～20mA；

⑤“从RUN 模式切换到 STOP 模式时，通道的替代值”：如果在模拟量输出设置中，选择“使用替代值”，则此处可以设置替代的输出值，设置值的范围为0.0～20.0mA，表示从运行切换到停止状态后，输出使用设置的替代值。如果选择了“保持上一个值”则此处为灰色不能设置；

⑥“启用溢出（上溢）/下溢诊断”：激活溢出诊断，则发生溢出时会生成诊断事件。集成模拟量都是激活的，而扩展模块上的则可以选择是否激活。

"I/O 地址"：模拟量I/O地址设置与数字量I/O地址设置相似。

高速计数器

如果要使用高速计数器，则在此处设置中激活"启用该高速计数器"以及设置计数类型，工作模式，输入通道等。详细介绍请参见高速计数器应用实例

脉冲发生器

如果要使用高速脉冲输出 PTO/PWM功能，则在此处激活"启用该脉冲发生器"，并设置脉冲参数等。详细介绍请参见运动控制功能基本组态

"启动": 设置如图 8 所示。

图8 CPU启动选项设置

详细介绍请参见S7-1200启动模式

"循环"的设置如图 9 所示。

图9 CPU循环时间设置

①“循环周期监视时间”：设置程序最大的循环周期时间，范围为1～6000 ms，默认值为150 ms。超过这个设置时间，CPU会报故障。超过2倍的最大循环周期检测时间，无论是否编程时间错误中断OB80, CPU都会停机。在编程了时间错误中断OB80后，当发生循环超时时CPU将响应触发执行OB80的用户程序，程序中可使用指令“RE_TRIGR” 来重新触发 CPU 的循环时间监控，最长可延长到已组态“循环周期监视时间”的10倍；

②“最小循环时间”：如果激活了“启用循环OB的最小循环时间”，当实际程序循环时间小于这个时间，操作系统会延时新循环的启动，直到达到了最小循环时间。在此等待时间内，将处理新的事件和操作系统服务。

通信负载

"通信负载"用于设置CPU 总处理能力中可用于通信过程的百分比，如图 10 所示。 这部分 CPU 处理能力将始终用于通信，当通信不需要这部分处理能力时，它可用于程序执行。可设置的范围为15～50%，默认值为20%。占用"通信负载"的通信包括：博途软件监控，HMI连接及PLC间的S7 通信。

图10 CPU通信负载设置

注意： 如果"由通信引起的循环负荷设置百分比过大，则会延长CPU扫描时间，所以要慎重增加该通信负载百分比。

系统和时钟存储器

“系统和时钟存储器”页面可以设置M存储器的字节给系统和时钟存储器，然后程序逻辑可以引用他们的各个位用于逻辑编程。

“时钟存储器位”：组态的时钟存储器的每一个位都是不同频率的时钟方波。

详细介绍请参见系统和时钟存储器

Web服务器

如果要使用Web 服务器，在此界面激活"在此设备上的所有模块上激活Web服务器"。详细介绍请参见Web 服务器快速入门

支持多语言

用于在 Web 服务器或HMI上显示消息和诊断的文本语言，S7-1200 PLC最多支持2种语言，在下拉列表中选择所使用的语言，如图 11 所示。选择的语言是在项目树的"语言与资源 > 项目语言" 中启用。

图11 支持多语言设置

时间

为CPU设置时区，如图 12 所示。

图12 时间设置

①“本地时间”：为CPU设置本地时间的“时区”，一般中国选择东8区。

②“夏令时”：如果需要使用夏令时，则可以选择“激活夏令时”，并进行相关设置，中国目前不支持夏令时。

保护

"保护"：此界面可以设置该PLC的访问等级，共可设置4个访问等级，设置”连接机制”，通过 PUT/GET 通信的数据访问，设置 “安全事件”和“外部装载存储器“。如图 13 所示。

图13 保护设置

详细介绍请参见 S7-1200 CPU 保护

组态控制

组态控制可用于组态控制系统的结构，将一系列相似设备单元或设备所需的所有模块都在具有最大组态的主项目（全站组态方式）中进行组态，操作员可通过人机界面等方式根据现场特定的控制系统轻松选择某种站组态方式。他们无需修改项目，因此也无需下载修改后的组态。节约了重新开发的很多工作量。

要想使用组态控制，首先要激活“允许通过用户程序重新组态设备”（如图 14 所示），然后创建规定格式的数据块，通过指令WRREC将数据记录196的值写入到CPU中，然后通过写数据记录来实现组态控制。

图14 组态控制配置

详细介绍请参见组态控制功能组态步骤

连接资源

"连接资源"页面显示了CPU 连接中的预留资源与动态资源概览。

"地址总览"可以以表格形式显示已经配置使用的所有输入和输出地址，通过选中不同的复选框，可以设置要在地址总览中显示的对象：输入，输出，地址间隙，插槽。地址总览表格中可以显示地址类型，起始地址，结束地址，字节大小，模块信息，机架，插槽，设备名称，设备编号，归属总线系统（PN，DP），过程映像分区，组织块等信息，如图 15 所示。

图15 地址总览

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自动化工程师：经典干货，从浅到深分享西门子S7-1200 PLC编程

CPU 的目的承载操作系统，组织与具体控制任务无关的所有功能 。具体包括：处理暖启动、刷新输入 /输出映像、调用用户程序、检测中断事件、调用中断组织块、检测和处理错误、管理存储器、处理通信任务等等。

它的工作模式

停止（ stop ），启动（ startup ），运行（ running ）；

启动（ startup ）：CPU从停止转换到运行时为启动模式。四个要点——清输入，始输出，启OB，排中断。具体为清理输入缓冲区（ I 区），初始化输出缓冲区（ Q 区），执行启动 OB，排列中断队列，但不处理。 注意，此时启动 OB 读取 I 区时结果为 0，必须读取物理输入。

运行（ running ）：五个要点 —— 写输出，写输入，行 OB，自诊断，附断信。

具体为 Q 区写输出，输入写 I 区，执行用户程序，执行自诊断，如此循环。循环中任何时候都会处理中断和外来通信。

图 1 CPU的启动（ startup）和工作（ running）

停止（ stop ）：四个要点 —— 停程序，禁输出，不刷新，仅通信诊断。

具体为停止执行用户 OB，禁止输出或保持最后输出值，不刷新输入输出过程映像，仅仅处理通信和自诊断。

CPU 的工作方式

扫描式工作：单片机是逐行工作， PLC 是逐行扫描。逐行工作指下一指令的执行始于上一指令的结束，逐行扫描指每循环扫描所有指令并刷新变量。

CPU 的扫描周期：自诊断 —处理通信 —读输入 —执行用户程序 —写输出 。扫描周期是弹性的， 多数情况越小越好，组态时可设置最大值，实际扫描周期超出最大值 CPU报错。

编程基础

编程单位

代码块 ，具体分为以下几类：

表 1 用户程序代码块

组织块 OB（organization block ）：由操作系统调用， OB 间不可互相调用。 OB 可调用子函数如 FB/FC 。有程序循环组织块 （扫描循环执行） 、启动组织块 （startup ，启动时执行一次，默认编号 100 ）、中断组织块 。

功能 FC（function ）：子函数， 一个扫描周期内执行完毕 。

功能块 FB（function block ）：子函数，内部含有静态变量，须附加背景数据块 DB，多数情况下需要多个扫描周期内执行完毕。

背景数据块 DB/ 全局数据块 DB（data block ）：存储全局静态数据。

编程语言

梯形图（ ladder diagram, LAD ）：类似继电器电路图，由触点、线圈和方框表示的指令框组成。特别适合于数字量逻辑控制，直观易懂。假想“能流” （powerflow ）自上而下，自左而右。

图 3 梯形图示例

功能块图（ function block diagram, FBD）：类似于输电的图形逻辑符号，用类似与或非门表示逻辑运算关系。

图 4 功能块图示例

结构化控制语言（ structured control language ）：类似于 PASCAL、C 语言的简化的高级语言。语言功能强于图形语言，可读性强于指令语言，适于编写算法复杂的程序，不如图形语言直观。

图 5 结构化控制语言示例

数据存储

过程映像输入（ I ）：可按照位、字节、字、双字访问。 I0.0，IB0， IW0 ，ID0 。

物理输入（ I:P）：立即读取输入。

过程映像输出（ Q）：可按照位、字节、字、双字访问。 Q0.0，QB0，QW0，QD0。

物理输出（ Q:P）：立即写输出。

位存储区（ M）：全局性的， 可保持 ，用于存储操作的中间状态或其它控制信息，可按照位、字节、字、双字访问。

临时局部存储区（ L）：块的临时局部数据， CPU运行时自行分配。

数据块（ DB）：可保持 。

数据类型

用于指定数据元素大小以及如何解释数据。

基础数据类型 ：Bool（1bit ）、Byte（8bit ）、Word（16bit ）、Dword（32bit ）、USint（8bit ）、Sint（8bit ）、Uint （16bit ）、Int （16bit ）、UDint （32bit ）、Dint （32bit ）、Real（32bit ）、LReal（64bit ）、Sturct 、数组。

时间和日期 ：Time（32 位 IEC 时间，T#1d_2h_15m_30s_45ms ）、Date（16 位日期值，D#2009‐12‐ 31）、TOD（32 位日时钟值， TOD#10:20:30.400 ）、DT（64 位日期和时间值， DTL#2008 ‐12‐ 16‐ 20:30:20.250）。

字符和字符串 ：char（ 8bit 单个字符）、String （256 个 byte ，存储最长 254 个字符），关于String 特别说明如下， 第一个字节存储最大字符串长度，第二个字节存储当前字符串长度 ：

表 2 String 数据类型示例

PLC 数据类型 ：可自定义在程序中多次使用的数据结构。

指针数据类型： pointer 、any、variant （不占用存储器的任何空间） 。

Any 示例： P#DB11.DBX20.0INT10 （DB11 中从 DBB20.0 开始的 10 个字）；

Any 示例： P#M20.0BYTE10 （从 MB20.0 开始的 10 个字节）

Any 示例： （输入 I1.0 ）

数据片段访问

按位访问： 变量名称 >".xn 、"<数据块名称 >".<变量名称 >.xn。

按字节访问： 变量名称 >".bn 、"<数据块名称 >".<变量名称 >.bn。

按字访问： 变量名称 >".wn 、"<数据块名称 >".<变量名称 >.wn 。

AT 访问： 以不同于原有变量数据类型的方式访问变量。如利用 arrayofbool 访问 byte 变量。具体步骤：

在待覆盖变量下方选择 AT 变量类型，编辑器随即创建该覆盖；

图 6 AT覆盖（ 1）

重命名 AT 变量名称，选择用于覆盖的新的数据类型、结构、数组。

图 7 AT覆盖（ 2）

编程准备

安装 STEP7Basic/ProfessionTIAPortal （eg.V13 ）；

RJ‐ 45接口网线连接 PC和 S7‐ 1200（eg.1214C/DC/DC/DC ）；

给 S7‐ 1200以及其他模块供电 DC24V 。

一般步骤

新建项目；

组态硬件配置； 特指 硬件组态 ，指在设备和网络编辑器中生成一个与实际系统对应的虚拟系统， PLC 模块的型号、订货号、版本、安装位置、设备通信连接、参数配置都应当与实际硬件系统完全相同。

编写用户程序；

编译和下载至 ；

在线监测设备运行情况，调试修改。

指令

能流

能流流经某个具备 EN 和 ENO 的指令，并不一定代表该指令功能执行完成，只代表该扫描周期的扫描完成；算数运算、 bool 变量操作等单扫描周期指令的 ENO输出代表该指令执行完成。

单周期指令和多周期指令

单扫描周期指令 将在本扫描周期内执行完毕；单扫描周期指令的循环操作也在本扫描周期内完成； 多扫描周期指令 的 EN 或者 REQ只使能一个扫描周期，某些指令将不能成功执行；例如大多数的通信指令。能流与扫描FB/FC 的 EN 端将为能流提供扫描通道， EN 端断路，能流无扫描通路， 内部变量将不再刷新，即该函数不再执行；当 FB/FC 的 EN 端总是使能， Enable 输入断开，块内部仍有能流通路，相应变量会被扫描以致刷新，例见下图：

图 8 能流‐内部扫描

图 9 能流‐内部不扫描

前者 FB12 内部的变量总会被扫描，而后者在 M3.0 或 DB_Valve.done 为 1 时，内部变量不会被扫描；相应的，前者 done 变量将被下一扫描周期置 0，而后者 done 置 1 后将因能流不通不能扫描而自行保持；

变量赋值顺序

变量被多次赋值时的先后顺序很重要。 因为变量的值总会被最后执行动作更新， 前面的值将被覆盖，例如下图：

程序初衷为当接受响应完成时 ERR 置位，或响应超时 ERR 置位。上述程序是可以完成正常功能的；但若二者互换，如下图：

接收超时时， ERR 不会置位，因为 rev_done 为 0，ERR 被复位！

FB 与 FC 的参数

FB 块的输入输出形参存储于背景数据块中，在调用该 FB 时实参可选；

FB 块的 输入输出参数 虽不是静态变量，但亦有 保持功能 ，具体视程序而定；

FC 块的输入输出参数是临时内存，必须指定实参才能运行

FC 中临时（ Temp）变量也不会自动清零

上升沿和下降沿的读取

单个扫描周期中，一个布尔变量的上升 / 下降沿只能读取一次；因为读取一次之后，其 Pre变量已被立即刷新，后续的读取不能成功读到该变量的状态变化。

数组的使用

数组访问越界将导致 CPU错误， ERR 灯闪烁；

使用数组索引时（例如 array[i] ）一定要初始化，上电时该变量内存为随机分配，不一定为0；

SEND_PTP

EN 是使能该命令的能流， REQ 触发该命令的执行，上升沿和保持为 1 都只触发命令 执行一次。

REV_PTP

使用自由口通信协议时， 必须 指定 消息的开始和结束条件 （Condition ），保证正确、及时的发送和接收， 否则会因非必要的延时而增大通信负载； RCV_CFG命令用于配置消息开始和结束条件。

Message timeout/Response timeout messagetimeout 是指从接收到第一个字符起的等待时间，该时间超出后将不再接收消息；

responsetimeout 是指从传送结束到接收到第一个字符之间的时间，超出该时间将不再接受消息，视为消息结束。

STEP7 在线监控的刷新频率

STEP7 中的梯形图操作数、能流的监控特征色（蓝绿） 、以及监控表中的布尔变量的刷新频率有限， 可能不能反映真实的实时运行状况， 可借助一个累加器来监视程序的运行状态， 例如下图：

图 10 累加器监控程序

数组下标越界与数据类型

一数组共计 15 个元素， array[0..14] ，执行队列先入先出操作，循环内判断索引是否大于 0：

图 11 数组索引的错误判断

执行结果将为数组下表访问越界。 因为索引的数据类型定义为 USING，即无符号 8 位整数，值域为 0–255 ，当 idxpre 为 0 时，下一循环的 DEC操作导致其变为 255 而非 ‐1，所以，正确的做法是重设索引数据类型为 sint ，或修改判断条件。

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