河南西门子S7-1200SM1数字量输出模块

西门子PLC模块中卫代理商产品s7-1200主要由cpu模块（简称为cpu）、信号板、信号模块、通信模块和编程软件组成，各种模块安装在标准导轨上。s7-1200的硬件组成具有高度的灵活性，用户可以根据自身需求确定的结构，系统扩展十分方便。

1、cpu模块

s7-1200的cpu模块（见图1）将微处理器、、数字量输入/输出电路、模拟量输入/输出电路、profinet以太网接口、高速运动控制功能组合到一个设计紧凑的外壳中。每块cpu内可以安装一块信号板（见图2），安装以后不会改变cpu的外形和体积。

微处理器相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出，存储器用来储存程序和数据。

s7-1200集成的profinet接口用于与编程计算机、（）、其他plc或其他设备通信。此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信。

西门子s7-1200 plc

2、信号模块

输入（bbbbb）模块和输出（output）模块简称为i/o模块，数字量（又称为开关量）输入模块和数字量输出模块简称为di模块和do模块，模拟量输入模块和模拟量输出模块简称为ai模块和ao模块，它们统称为信号模块，简称为sm。

信号模块安装在cpu模块的右边，扩展能力的cpu可以扩展8个信号模块，以增加数字量和模拟量输入、输出点。

信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和cpu的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，数字量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力等来的数字量输入信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号，或者直接接收热电阻、热电偶提供的温度信号。

数字量输出模块用来控制、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制电动调节阀、等执行器。

cpu模块内部的工作电压一般是dc5v，而plc的外部输入/输出信号电压一般较高，例如dc24v或ac220v。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏cpu中的，或使plc不能正常工作。在信号模块中，用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离plc的内部电路和外部的输入、输出电路。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。

3、通信模块

通信模块安装在cpu模块的左边，较多可以添加3块通信模块，可以使用点对点通信模块、profibus模块、工业远程通信模块、as-i接口模块和io-bbbb模块。

4、simatic hmi精简系列面板

与s7-1200配套的*二代精简面板的64k色高分辨率宽屏显示器的尺寸有4.3in、7in、9in和12in这4种，支持垂直安装，用tia博途中的wincc组态。它们有一个rs-422/rs-485接口或一个rj45以太网接口，还有一个usb 2.0接口。usb接口可连接键盘、鼠标或条形码扫描仪，可用优盘实现数据记录。

5、编程软件

1.cpu模块 s7-1200的cpu模块(见图1)将微处理器、数字量输入/输出电路、模拟量...

2.信号模块 输入(bbbbb)模块和输出(output)模块简称为i/o模块,数字量...

3.通信模块 通信模块安装在cpu模块的左边,较多可以添加3块通信模块,可以使用点对点通信...

4.simatic hmi精简系列面板 与s7-1200配套的*二代精简面板的64k色高.

模拟I/O模块有一个带I/O端口的主板和一块扩展板。主板有三个Maxim芯片，扩展板有一个Atmel芯片。图17显示了模块处于关闭状态的外观，右侧为该模块的外部标记。图18显示了模块的扩展板，右侧为Atmel的芯片标记。图19显示了模块的主板，右侧文字为Maxim的芯片标记。

我们拆解了一些品牌和型号的PLC，记录了所有芯片标记并了拍摄这些器件的照片。对于主要器件，在电路板上对其进行定位、识别并记录其特征，我们还确定了总线和芯片的连接方法，还为无法识别的芯片添加了芯片标记。

在本次研究中，我们发现了一些有用的特征，例如发现几乎所有的PLC都使用ARM架构的芯片。

为了确定哪些国家参与了每个PLC的生产，我们记录了芯片标记、标签和制造商信息，此信息可用于供应链分析。

本次分析将大大提高读者对PLC硬件和软件层面的安全性的理解，有助于识别这些设备中安全漏洞。

2 西门子Simatic S7-200基本情况

西门子Simatic S7-200是一种模块化PLC，各模块使用小型带状连接器串联连接，外部标记表明该设备是在德国制造的。PLC由主模块、以太网模块和模拟I/O模块组成。

3 西门子PLC模块中卫代理商主模块

该模块有两个串行接口、多个I/O接口和一侧的带状连接器，用于串联外部模块（图13）。在内部有三块电路板，分别是处理器板、I/O板和电源板，图13右侧文字是主模块的外部标记。

PID 没有例程和经验值可参考， 每个设备都不同，都需要根据现场的设备去调试。有时同样的两套设备P、I、D参数都会不同。 所以PID 的参数也需要根据实际情况一点点试。
  下面的步骤仅供参考。
  PID的调用要在OB35中完成.
  在ob35里面插入FB41，方框**上会有红字，输入一个DB块如“DB20”。系统会问你要不要生成这个DB，选yes就可以。
  大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接： 
 

 1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；
  2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms一致；
  3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；
  4、PV_IN:MD6，实际测量值，比如反馈的氧浓度，要从piw×××转换为实际的工程量（使用FC105)；
  5、MAN:MD10 （该地址也可以是从上位机设定的地址）,是手动状态下的输入值，real型。手动设多少输出将为多少。
  6、GAIN: MD100（该地址也可以是从上位机设定的地址如DB 块的地址,这样可以从上位机设P 参数了），默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改。
  7、TI：MW120, 默认可以写T#30S吧，调试的时候改；
  8、DEAD_W：MD122,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；
  输出：
  9、LMN:MD126，把MD126再用fc106转换到pqw××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。
  三、用plcsim模拟
  1、手动 

 man_on＝true，看输出是否等于man；
  2、自动
  man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。

 COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常可以不用，因为一旦参数设定好不会有大的变动了。

输入继电器I、输出继电器Q、通用辅助继电器M、特殊继电器SM、变量存储器V、局部变量存储器L、顺序控制继电器S、定时器T、计数器C、模拟输入映像寄存器AI、模拟输出映像寄存器AQ、高速计数器HC、累加器AC。

1）PPI协议：西门子专为S7-200开发的通讯协议

2）MPI协议：不完全支持，只能作从站

3）自由口模式：由用户自定义的通讯协议，用于与其他串行通讯设备通讯（如串行打印机等）。

S7-200编程软件Micro/WIN提供了通过自由口模式实现的通讯功能：

1）USS指令库：用于S7-200与西门子变频器（MM4系列、SINAMICS G110和老的MM3系列）

2）Modbus RTU指令库：用于与支持Modbus RTU主站协议的设备通讯

S7-200 CPU上的两个通讯口基本一样，没有什么特殊的区别。它们可以各自在不同的模式、通讯速率下工作；它们的口地址甚至也可相同。分别连接到CPU上两个通讯口上的设备，不属于同一个网络。S7-200 CPU不能充当网桥的作用。

S7-200CPU上的通信口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合欧洲标准EN 50170。下表给出了通信口的引脚分配。

表1  S7-200 CPU通信口引脚分配

（1）CPU上面集成以太网接口

（2）CPU供电范围广，AC或DC电源形式集成的电源 (85 - 264 V AC 或 24 V DC)

（3）集成数字量输出24V DC或继电器，集成 24V DC数字量输入，集成模拟量输入0-10V；

（4）具有频率高达100 kHz的脉冲序列输出，频率高达100 kHz的脉宽调制输出，频率高达100 kHz的高速计数器；

（5）通过扩展附加的通信模块，例如：RS 485模块，实现了模块化特点，通过信号板直接在CPU上扩展模拟量或数字量信号实现了模块化特点，同时保持 CPU 原有空间，为用户在装配过程中节省了空间；

（6）通过信号模块的大量模拟量和数字量输入和输出信号实现模块化特点；

（7）用户可选择多种不同容量的存储卡，来实现程序下载，数据存储等功能；

（8）具有运动控制功能，可以用于简单的运动控制；具有带自整定功能的 PID 控制器；

（9）该系列PLC具有实时时钟，密码保护，时间中断，硬件中断，库功能，在线/离线诊断功能，并且所有模块上的端子都可拆卸，方便用户进行安装和接线。