跟一個(gè)小伙伴聊天，他說閱讀我們信息的文章都做筆記的，讓我好生感動(dòng)。為了讓大家能更方便的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)在籌備官網(wǎng)的建設(shè)，相信用不了多久，網(wǎng)站就會(huì)開通，屆時(shí)方正智芯(founderchip)信息的文章將會(huì)同步更新到官網(wǎng)，大家學(xué)習(xí)起來也就更方便了。

今天我們要和大家聊聊西門子S7-1200的CPU模塊。

CPU是英文"Central Processing Unit"的縮寫，中文翻譯為"中央處理器"。但是，我們工控上說的PLC的CPU，和計(jì)算機(jī)課程上講的CPU并不是一回事。計(jì)算機(jī)課程上講的CPU是一塊芯片，而我們工控上說的CPU是一個(gè)模塊。從外形上看，芯片比較小，而模塊則相對較大。比如AMD Athlon中央處理器(CPU)是這個(gè)樣子的：

而西門子S7-1200系列中的CPU1214C-DC/DC/RLY是這個(gè)樣子的：

差別很大吧？工控上講的CPU，是一塊集成了單片機(jī)、信號轉(zhuǎn)換芯片、電容電阻等元器件的電路板，其核心是單片機(jī)。單片機(jī)除了有中央處理器(傳統(tǒng)意義的CPU)外，其內(nèi)部還集成了存儲器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器及各種輸入輸出接口(通信接口)。把這么多資源都集成到一片芯片里，而構(gòu)成了一個(gè)完整的“機(jī)器”，所以稱為單片機(jī)。其實(shí)不僅是PLC的CPU模塊，其它很多智能模塊，如通信模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊等，其內(nèi)部本質(zhì)都是單片機(jī)。隨著國內(nèi)工業(yè)4.0的興起，單片機(jī)在工業(yè)智能控制領(lǐng)域也將發(fā)揮更大的作用，作為電氣自動(dòng)化工程師的我們，也很有必要學(xué)習(xí)單片機(jī)的技術(shù)。現(xiàn)在網(wǎng)上有很多關(guān)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)資料，方正智芯(founderchip)的信息也將在PLC系列文章告一段落的時(shí)候，推出單片機(jī)系列的講座，歡迎你到時(shí)候繼續(xù)關(guān)注我們的課程。

好吧，說的有點(diǎn)遠(yuǎn)了，我們來看看西門子S7-1200的CPU模塊。目前有1200 CPU共有5個(gè)系列，分別是：1211C，1212C，1214C，1215C和1217C。名稱后面的字母"C"是英文"Compact"的縮寫，中文翻譯為"緊湊型"。緊湊型PLC在CPU模塊上集成了輸入/輸出點(diǎn)，可以進(jìn)行少量的輸入/輸出控制。每一個(gè)系列的CPU，又根據(jù)供電方式和輸入/輸出方式的不同，分為三類：AC/DC/RLY，DC/DC/RLY和DC/DC/DC。前兩個(gè)字母，表示CPU的供電方式：AC表示交流電供電，DC表示直流電供電；中間的字母表示數(shù)字量的輸入方式：只有DC一種，表示直流電輸入；最后的字母表示數(shù)字量輸出方式：RLY表示繼電器(Relay)輸出，DC表示晶體管輸出；

舉個(gè)例子，比如，我們上面圖片中的 CPU1214C-DC/DC/RLY，其含義是：該CPU的型號是1214，它屬于緊湊型(C)，它的供電方式是直流電(DC)，它的輸入端子要接直流電(DC)，它的輸出方式是繼電器輸出(Relay)，這樣講解是不是就很清楚了？

接下來我們看看S7-1200系列PLC的CPU的概貌，如下圖：

模塊的左下角是Profinet的接口，不同系列的CPU集成的接口的數(shù)量不一樣，1211C,1212C和1214C 系列CPU都只有一個(gè)Profinet接口，而1215C和1217C系列PLC集成了2個(gè)Profinet接口。Profinet接口上面有運(yùn)行的指示燈：LINK和Rx/Tx。

在模塊的左側(cè)是CPU與通信模塊(CM)的接口(還記得我們前面課程講的CM1241模塊嗎？)，通信模塊(如CM1241-RS485)通過插針插接到該通信口，實(shí)現(xiàn)通信的電氣連接，如下圖：

通信模塊接口的旁邊是CPU運(yùn)行狀態(tài)的指示燈：分別表示：運(yùn)行/停止(RUN/STOP)；系統(tǒng)存在錯(cuò)誤(ERROR)和系統(tǒng)需要維護(hù)(MAINT)。

最上邊是編號為"X10"的接線端子，最左端的序號為1，往右依次增加，如下圖：

左邊三個(gè)端子X10:1/2/3為CPU供電接線端子：

X10:1 - 若供電方式為AC，接火線(L1)；若供電方式為DC，接正極(24V+);

X10:2 - 若供電方式為AC，接零線(N)；若供電方式為DC，接負(fù)極(24V-);

X10:3 - 功能性接地

X10:4/5為傳感器電源接線端子：

X10:4 - 傳感器輸出電源正極(24V+);

X10:5 - 傳感器輸出電源負(fù)極(24V-);

X10:6 - 數(shù)字量輸入的公共地(負(fù)極);

X10:7開始，為數(shù)字量輸入點(diǎn)。不同系列的CPU集成的輸入點(diǎn)的數(shù)量有所差別，1211C 有6路輸入點(diǎn)，1212C有8路輸入點(diǎn)，1214C、1215C、1217C均有14路輸入點(diǎn)(1217C的輸入點(diǎn)支持差分輸入)；

數(shù)字量輸入的右邊為模擬量接線端子(編號:X11)：1211C、1212C、1214C均有2路模擬量輸入；1215C、1217C均有兩路模擬量輸入和兩路模擬量輸出(總計(jì)4路)；

在模塊的右下角，是數(shù)字量輸出接線端子(編號:X12)，不同系列的CPU集成的輸出點(diǎn)的數(shù)量也不相同：1211C有4路數(shù)字量輸出，1212C有6路數(shù)字量輸出，1214C、1215C、1217C均有10路數(shù)字量輸出；

下圖是CPU 1215C DC/DC/DC的接線圖，你可以對輸入/輸出點(diǎn)有個(gè)更清晰的理解；

在模擬量接線端子的旁邊有個(gè)卡槽，是用來插存儲卡的；

S7-1200 PLC的存儲卡有三種功能：

1）可以作為外部裝載存儲器，從而擴(kuò)大裝載存儲器的空間；

2）可以利用該存儲卡將某一個(gè)CPU內(nèi)部的程序復(fù)制到一個(gè)或多個(gè)CPU內(nèi)部的裝載存儲區(qū)；

3）24M存儲卡可以作為固件更新卡，升級S7-1200的固件；

注意這幾點(diǎn)：

1）S7-1200內(nèi)部有裝載存儲器，所以該存儲卡并不是必須的。

2）將存儲卡插到一個(gè)正在運(yùn)行的CPU中會(huì)造成CPU停機(jī)。

在CPU模塊的最右邊，也有一個(gè)插槽，是用來插信號模塊的。按住信號模塊前面的插銷可以把連接器推出來，插到CPU的插槽中，從而實(shí)現(xiàn)電氣上的連接。

在CPU模塊的中央，有一個(gè)可以插接信號板(Signal board)的地方。利用這個(gè)插槽，可以連接輸入/輸出或通信板，這是S7-1200非常獨(dú)到的設(shè)計(jì)，也非常實(shí)用。

這篇文章我們以S7-1200為例，以概述的方式對CPU模塊進(jìn)行講解。怎么樣？讀到這里已經(jīng)對CPU模塊有了一個(gè)新的認(rèn)識了吧？這里我們講解的還是一些模塊外面能看到的東西，那么CPU作為PLC的核心元件，其內(nèi)部又有哪些資源？我們又該如何利用這些資源來滿足工業(yè)現(xiàn)場的需求呢？請看下一篇文章：S7-1200硬件篇之CPU的內(nèi)部資源。

長按掃描下面的二維碼，關(guān)注“方正智芯”的原創(chuàng)文章，提供工業(yè)控制領(lǐng)域的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的分享，持續(xù)關(guān)注，持續(xù)進(jìn)步。