西门子授权代理SIMATIC S7-1200，CPU 1215C 6ES7215-1AG40-0XB0

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产品商品编号(市售编号)6ES7215-1AG40-0XB0产品说明SIMATIC S7-1200，CPU 1215C， 紧凑型 CPU，DC/DC/DC， 2 个 PROFINET 端口， 机载 I/O： 14 个 24VDC 数字输入；10 个 24VDC 数字输出；0.5A； 2 AI 0-10V DC，2 AO 0-20mA DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存储器/数据存储器 125 KB产品家族CPU 1215C产品生命周期 (PLM)PM300:有效产品价格数据价格组 / 总部价格组SK / 212列表价（不含税）显示价格您的单价（不含税）显示价格金属系数无交付信息出口管制规定AL : N / ECCN : 9N9999工厂生产时间10 天净重 (Kg)0.412 Kg包装尺寸11.10 x 14.00 x 8.50包装尺寸单位的测量CM数量单位1 件包装数量1其他产品信息EAN4047623402756UPC887621769086商品代码85371091LKZ_FDB/ CatalogIDST72产品组4509组代码R132原产地中国Compliance with the substance restrictions according to RoHS directiveRoHS 合规开始日期: 2013.12.12产品类别A: 问题无关，即刻重复使用电气和电子设备使用后的收回义务类别-REACH Art. 33 责任信息Lead CAS 号 7439-92-1 > 0, 1 % (w / w)Lead monoxide (lead ... CAS-No. 1317-36-8 > 0, 1 % (w / w)Dodecachloropentacyclo[12... > 0, 1 % (w / w)4,4'-isopropylidened... CAS-No. 80-05-7 > 0, 1 % (w / w)lblREACHCode0236 > 0, 1 % (w / w)分类
版本分类eClass1227-24-22-07eClass627-24-22-07eClass7.127-24-22-07eClass827-24-22-07eClass927-24-22-07eClass9.127-24-22-07ETIM7EC000236ETIM8EC000236ETIM9EC000236IDEA43565UNSPSC1532-1基于西门子S7-200 SMART的步进闭环控制系统

摘要：本文介绍了步进闭环系统的优点，阐述了200smart实现步进闭环控制的方法，以及重要的应用注意事项。

在工业自动化领域当中，运动控制一直是PLC应用领域当中的重要组成部分。而步进电机由于其性能稳定、响应速度快、运行平稳、噪音低等特点，被广泛应用在有精度要求的定位控制场合。对于绝大多数步进控制系统，都使用的是开环控制，因为控制简单。有些情况下，增加编码器的方式，组成步进闭环控制系统，既能降低设备体积，还可以减少步进电机丢步的风险，相比伺服系统成本更低。本文以PLC为控制器，结合编码器和步进电机组成闭环系统，以供参考。

1.系统硬件组成

因为需要组成步进闭环系统，所以在选取PLC的时候，需要满足两个条件，支持脉冲输出，支持高速计数器输入。在这里使用S7-200 SMART ST20，它具有2个100KHz的脉冲输出，6个高速计数器，满足步进闭环控制的性能要求。

步进电机使用研控步进电机YK57HB76-04A，该电机步距角为1.8°，保持转矩为2.0 N.m。驱动器使用配套的型号YKE2405M，电流在1.5-4.0A可调，细分可在400-40000之间设置。在本项目中，细分设置为1000，即PLC发送1000个脉冲，电机旋转一圈。

由于闭环的需要，需要使用一款编码器，这里选取欧姆龙的增量编码器E6B2-CWZ6C 1000P/R 3M，其分辨率为1000脉冲/圈，将其直接安装在步进电机的输出轴上。

，那么我们可以得到该步进控制系统的关系：PLC发送一千个脉冲，步进电机旋转一圈，编码器也旋转一圈。

为了更好的发送脉冲的输入指令，通常使用触摸屏。触摸屏输入脉冲指令，给到PLC，PLC再发送给步进驱动器，步进驱动器驱动电机。完成一系列的控制。在实际应用的时候，为了操作员的易读懂、方便度量，通常将输入的单位转化为毫米。本案使用的是丝杆结构，导程为10mm，即发送1000脉冲，电机移动10mm。本机以威纶通的触摸屏MT8051IP作为参数输入界面，当输入长度为P时，指令脉冲的数量为Q = 100P，步进电机运转时编码器的反馈脉冲为F，F=Q。总的系统硬件方框图如图1示：

图1 系统硬件方框图片描述

2.系统主要控制功能

系统控制软件功能包括长度与指令脉冲换算，位置控制参数设定及定位控制，脉冲反馈及闭环控制，超差处理等

图2 系统软件框图

（一）运动控制向导

为了将长度单位与脉冲指令进行换算，S7-200 SMART 提供了一个运动向导的工具，这个工具可以快速的将工程单位转化成步进驱动器相对应的控制脉冲。本案中步进的脉冲细分为1000，导程为10mm，所以在进行运动控制向导的时候，设置方法如图3所示：

图3 步进测量系统

（二）位置指令参数设定

当使用运动控制向导设置完毕之后，会自从生成对应的功能块，在进行定位控制的时候，调用相对应的功能块即可。需要注意的是，使用juedui定位运动，需要先进行回零的设置。在进行juedui定位，使用的功能块是AXIS0_GOTO，在进行位置控制的时候，设置好位置数据，触发V2100.7则可以进行定位控制。

图4 AXIS0_GOTO功能块

（三）编码器闭环反馈系统

对于编码器的闭环反馈，可以使用S7-200 SMART的高速计数器向导，来完成相关参数的设置，在进行相关参数设置的时候，需要确定好对应的高速计数器的模式。通常有四种类型的高速计数器，内部方向高速计数器、外部方向高速计数器、加减双相高速计数器、AB正交高速计数器，这四种类型根据是否有复位功能又有所不同。本案使用模式1，带有内部方向控制的单相增/减计数器。使用复位输入。

图5 高速计数器向导

当进行运动控制的时候，使用高速计数器的返回值与AXIS0_GOTO的当前位置值进行比较，当两者相等时候，证明没有丢步，当反馈值小于AXIS0_GOTO的位置值，则可能发生丢步的情况，需要进行补偿，通常会设置一定的容差范围，当大于容查的时，则不再进行补偿，需要进行报警处理，检查超出容差的原因。

3.总结

步进的闭环控制系统，对于某些定位要求比较高的场合具有重要的作用。除了使用编码器反馈组成闭环控制之外，还有可以使用模拟量等方式来构建步进闭环控制系统。具体的实现方式，可以根据工艺和要求来进行选择，此处只是提供了一种应用方案，供参考。

SIMATIC WinCC概述

SIMATIC WinCC V8

基于 PC 的操作员控制和监视系统，可用于所有部门内的过程、生产流、机器设备进行可视化和操作—从简便的单用户站，一直到具有冗余服务器的分布式多用户系统和带有 Web 客户的跨位置解决方案。WinCC 是用于公司范围内垂直集成的信息枢纽。

基本系统组态（WinCC Basic 软件）包括可满足信号发送和消息事件、消息及测量值归档、记录所有过程数据和组态数据、用户管理和显示等工业要求的各种功能。

WinCC Basic 软件是众多不同应用程序的核心。基于开放式编程接口，已开发出若干 WinCC 选件（由西门子工业自动化开发）和 WinCC 附加件（由西门子内部和外部合作伙伴开发）。

WinCC 可与每一个 PC 一起运行，满足给定的 HW 要求。SIMATIC IPC 产品系列尤其适用于 WinCC 系统的工业应用。SIMATIC IPC 采用功能强大的 PC 技术，它们是针对全天候运行而设计的，既可在办公环境中，也可在恶劣的工业环境中使用。

当前版本：

SIMATIC WinCC V8.0

WinCC V8.0 支持下列 Microsoft 操作系统：

Windows 11 Professional, Enterprise（64 位）

Windows 10 Professional, Enterprise（64 位）

Windows Server 2022（标准版/Datacenter，64 位）

Windows Server 2019（标准版/Datacenter，64 位）

有关详细信息（例如，有关特定 Windows 版本的信息）和更新的兼容性声明（如适用），请参见：

https://support.industry.siemens.com/kompatool/index.html?lang=en&TopicID=WinCC_V8_0

SIMATIC SCADA 和 SIMATIC IPC

通过完美相互作用实现Zui高可用性

由硬件和软件组成的“产品包”具有价格优势

经过系统测试的解决方案可以降低测试成本

简便订货和同步物流

仅在与 SIMATIC IPC 一起订购的情况下

优势

多功能

面向所有领域的解决方案

多语言，可在全球范围使用

可集成到所有自动化解决方案

内置所有操作员控制与监视功能

用户管理

操作员控制和监视

事件报告、确认和归档

测量值收集的统一和归档（包括长期备份）

过程和组态数据记录和归档

可简单高效地组态

组态 wizard 可使用户集中注意必要的对象

图像中通过交叉参考列表和屏幕属性显示

配置多语言应用程序

用于海量数据的组态工具

普遍可延展

从单站到客户端-服务器组态可扩展

通过冗余服务器可增强可用性

通过带 WinCC WebNavigator 的 web 实现过程可视化或WebUX

易于集成的开放式标准

有效实时数据库 MS SQL Server

对带 ActiveX 和 Web 控件的应用模块开放

适用于单独扩展的强大脚本

用于跨供应商通信的 OPC、 MQTT 和 REST

带有工厂智能的过程可视化

集成式评估功能，用于在线分析（统计过程控制）

借助各种选件的生产Zui优化

通过选件和附加组件进行扩展

可扩展组态选件

提高系统可用性的选件

用于 IT 和商务集成的选项

SCADA扩展设备选项

验证选件，符合 FDA 21 CFR Part 11

远程控制协议使用选项

全集成自动化的组成部分

直接访问 SIMATIC 控制系统的过程变量和消息组态

用来提高生产率的内置诊断功能

应用

SIMATIC WinCC 设计用于过程、生产流程、机器和工厂的可视化和操作。通过其强大的过程界面（特别是 SIMATIC 系列）和安全数据归档，WinCC 可实现过程控制的高可用性解决方案。

部门中性基本系统通用于所有自动化应用中。可使用 WinCC 选件（如用于制药行业的 FDA 选件）和特定部门附加软件包（如用于水行业）可实现特定部门的解决方案。

设计

SIMATIC WinCC 提供有完整软件包和运行版软件包，带有 128、512、2048、8192、65536、102400、153600、262144 个 PowerTag1)PowerTag 是通过 WinCC 通道连接到控制器或其它数据源的数据点。从一个数据点中Zui多能导出 32 个报警信号。此外，没有连接到过程的内部变量可作为额外的系统性能提供。除 WinCC 外还包括 512 个归档外部变量。每个归档授权可用于较大的数量结构。

用于多用户组态的许可证

具有所要求的 PowerTag 数和 WinCC/Server 选件的系统软件必须安装在服务器上。对于 WinCC 客户端，基本配置需要一个 RT128 或 RT Client 许可证就足够了2) .为在客户端上组态，还需要 RC128 授权。若组态在服务器项目中没有自身项目的 WinCC 客户端 (UniClient)，则可进行远程组态。

1) V6：128、256、1024、8192、65536 个 PowerTag

2) RT / RC Client 许可证需要安装 SQL Server Express

功能

SIMATIC WinCC 强大的组态功能降低了工程与组态及示教费用，可实现灵活的人员使用，具有较在的操作可靠性。

只要熟悉 Microsoft Windows，就可操作 WinCC Explorer，WinCC 中央开关点。使用 WinCC Configuration Studio，可直观和高效地处理海量数据。

与 SIMATIC 其它部件一起，本系统也提供了一些附加功能，例如处理诊断和维护。所有 SIMATIC 工程与组态工具在功能组态中一起工作。

SIMATIC WinCC 为处理可视性和操作提供完整的基础功能性。为此，WinCC 具有数个编辑器和界面，可用于根据各自应用单独组态功能。还可通过Zui小的工程与组态努力扩展用于控制任务的 WinCC 站。

接口 

任务和可组态的运行系统功能性

通信通道

用于与低层控制器/现场设备通信：S7-300/400、S7-1200/1500、OPC、OPC UA、SIMATIC S5、Modbus TCP、Allen Bradley、 Mitsubishi、Omron, Sinumerik 等

标准界面

用于将其他 IT 应用程序连接到 WinCC：OLE-DB、OPC UA、MQTT、REST 等

编程接口

用于单独访问 WinCC 的数据和功能，以及用来将 VBA、VB Script、C-Script（ANSI-C）、C-API（ODK 选件）集成到用户程序内

集成归档和数据交换

WinCC 集成了一个功能强大和可扩展的归档功能，其采用了数据库技术。这使用户有了各种选择：从高性能的当前过程值的归档和上层数据压缩长时间归档，到公司级 Process Historian 连接至中央信息枢纽。用于评估的通用客户机和工具、开放式接口、特殊选件（Connectivity Pack、Connectivity Station、IndustrialDataBridge）为有效的 IT 和业务集成提供基础。

WinCC 提供了各种安全机制（如加密通信）以确保工厂的安全运行。例如，如果访问外部网络，则仍应采取适当保护措施（包括 IT 安全措施，如网络分段）。

详细信息，请参见因特网上的工业安全主题：

http://www.siemens.com/industrialsecurity

集成在自动化解决方案中

WinCC 是一个开放式过程可视化系统，提供有连接到各种控制器的选件。

S7 通信软件

使用具有所列产品版本的通信软件。相应的 SIMATIC NET 升级包用来升级旧版本的产品。

连接到第三方控制器

如果没有可用的本机驱动，则可使用 OPC 或 OPC UA 连接到第三方控制器。

关于各个供应商的 OPC 服务器的当前说明和信息，可参见：

http://www.opcfoundation.org

WinCC 支持：

OPC UA 服务器，支持 DA、A&C 和 HDA

OPC 服务器，支持 DA、A&E 和 HDA

OPC UA 客户机，支持 DA、A&C 和 工艺

OPC 客户机，支持 DA

连接举例

WinCC:多用户系统，带可操作服务器

OPC 耦合

技术规范

类型

SIMATIC WinCC V8.0

PC 硬件要求

处理器型号

Zui低配置

单用户站/服务器：Dual-core；2.5 GHz

客户端：Dual-core；2.5 GHz

推荐配置

单用户站/服务器：多核；3.5 GHz

客户端：多核； 3 GHz 2)

工作存储器 RAM

Zui低配置

Windows 10（64 位）

单用户站/服务器：4 GB

客户端：2 GB

Windows Server 2019 / Windows Server 2022

服务器：4 GB

推荐配置

Windows 10（64 位）

单用户站/服务器：4 GB

客户端：4 GB

Windows Server 2019 / Windows Server 2022

服务器：8 GB

图象分辨率

Zui低配置

1,024 x 768

推荐配置

1,920 x 1,080

硬盘

Zui低配置

单用户站/服务器：80 GB

客户端：20 GB

WebClient/DataMonitor 客户端：5 GB

推荐配置

单用户站/服务器：160 GB

客户端：40 GB

WebClient/DataMonitor 客户端：10 GB

DVD-ROM/USB 接口

用于软件安装和许可证传输

更多信息WinCC 语言版本

SIMATIC WinCC 专门为亚洲市场提供有简体中文，繁体中文，韩文以及日文的语言支持。这些 WinCC 版本专门用于机器制造商，工厂建造者以及为中国，台湾，韩国和日本供货的出口人员。

WinCC ASIA 包括所有的 WinCC 系列功能，并提供有使用各国语言和英语组态的用户接口。在线帮助提供了简体中文、繁体中文、韩文、日文和英文的各种版本。运行时要求中文，韩文，日文或多语言的 Windows 操作系统。

运行版软件的授权和语言无关。英文的处理程序(Automation License Manager) 可运行于中文，韩文以及日文的 Windows 版本下。

若要在 WinCC 中使用亚洲语言，需要有亚洲版硬件看门狗。

IPC 产品套装

SIMATIC 机架式 PC（IPC347、IPC547、IPC647、IPC847）、SIMATIC 箱式 PC（IPC227、IPC427、IPC627、IPC827）和 SIMATIC 面板式 PC（IPC277、IPC477、IPC677）提供了一些有吸引力的产品套装，这些产品套装由完全匹配的软件和硬件组成。这些 IPC 可以不同方式进行配置，可用作单站、服务器或客户机。