西门子6ES74174XT050AB0全面介绍
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解决方案 1.1 项目介绍 图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。 ......
1 解决方案
1.1 项目介绍
图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。
图 1 PROFINET IO网络拓扑
本例中使用到的主要硬件和软件如下：
| 名称 | 数量 | 版本 | 订货号 |
| CPU319-3PN/DP | 1 | V2.8 | 6ES7 318-3EL00-0AB0 |
| SCALANCE X208 | 1 | V4.0 | 6GK5 208-0BA10-2AA3 |
| SCALANCE X201-3P IRT | 1 | V4.1 | 6GK5 201-3BH00-2BA3 |
| IM151-3 PN | 1 | V6.1 | 6ES7 151-3BA23-0AB0 |
| IM151-3 PN FOC | 1 | V4.0 | 6ES7 151-3BB21-0AB0 |
| PM-E | 2 | 6ES7 138-4CA01-0AA0 | |
| 2DO HF | 2 | 6ES7 132-4BB01-0AB0 | |
| ET200 eco PN | 1 | 6ES7 142-6BG00-0AB0 | |
| Step7 | 1 | V5.4+SP5 |
1.2 硬件组态
按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名，下载组态数据到CPU319中，具体设置设备名以及完成PROFINET通讯，请参考网站下载中心《S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门》72325620
图 2 Step7的硬件组态
其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线的100表示PROFINET总线的序号。IO设备例如SCALACNE X和ET200上从1到5，表示PROFINET IO的设备号。
2 SFC51诊断
2.1 介绍
系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
SFC 51 “RDSYSST” 系统功能用于读取 “系统状态列表” (简写为SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘录。对于 PROFINET IO，这些 SSL包含了 I/O 模块，PROFINET IO 主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或启动 OB 中使用的 SSL ID 时，必须注意的是 SFC 仅能同步执行。如果执行 SFC 之后，Busy 位激活表明几个循环执行一次 SFC，数据还没有完全读出，因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断 PROFINET IO 设备上的信息概览。
PN通信部分列表是虚拟列表，只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自 CPU 内部的PN IO控制器的缓冲区，缓冲区由控制器的启动和ALARM信息进行维护和刷新。
可以使用在PROFINET IO诊断的SSL_ID:
| SSL_ID (W#16#...) | 部分列表（PROFINET） | INDEX (W#16#...) |
| 0C91 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上的模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
| 0D91 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | bits 0到10: 站号,bits 11到 14: PN IO系统总线号的后两位, Bit 15: 1 |
| 0094 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上站的预期状态 | 100-115: PN IO系统总线号 |
| 0294 | 读取实际的站点是否存在 | 同上 |
| 0694 | 读取实际的站点是否出错 | 同上 |
| 0794 | 读取实际的站点维护状态 | 同上 |
| 0C96 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
通过SFC51只能获取站或模块的状态信息，例如，丢站，或者该模块有错误，并不能获取模板的故障的详细信息，例如哪一个模板的通道发生断线，短路等。
2.2 编程
这里使用SFC51来读取每一个站点的实际状态，判断该站是否发生丢站故障。在PLC中添加并下载空的OB86，防止测试丢站时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB86来读取每一个IO设备的实际状态，但需要更多的编写程序，关于使用OB86来获取IO站点的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
在OB1中加入SFC51，关于参数设置，点击“F1”参考SFC51在线帮助。程序示例如下：
CALL "RDSYSST"
REQ :=M0.0
SZL_ID :=MW2
INDEX :=MW4
RET_VAL :=MW6
BUSY :=M0.1
SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
DR :=DB1.RECORD
按照上表在变量表中设置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16进制64的十进制为100，表示PROFINET总线的序号，请参考图 2 Step7的硬件组态。添加要查看的变量，并使能M0.0为1。其中读取到的数据记录个数为1 (DB1.DBW2)，该数据记录的长度为258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET总线的序号，这里为100 (64H) 。对于DB1.DBB6为2#0011_1111，其中bit0表示组信息，如果为1，表示至少有一个IO设备与IO控制器进行通讯，如果为0，表示IO站点全部丢失。Bit1~Bit5表示设备号1~5的IO设备的状态，1表示IO设备存在，0表示IO设备丢站。至于其它Bit和高字节中的Bit依次类推，表示对应IO设备的状态。
图 3 根据变量表查看设备状态
根据这些位Bit1~5，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
3 SFB52诊断
3.1 介绍
SIMATIC S7 诊断数据记录提供了附加的详细信息的诊断性能。系统功能块SFB 52 “RDREC” 用于读取这些数据记录。
调用时，系统功能块对要诊断的站ID进行寻址，并以 INDEX 参数标明要读出的数据记录。这可能是中央机架或分布式组件(PROFIBUS DP或PROFINET IO)中的一个模块。如果没有诊断信息，则系统功能块执行后没有输出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一个异步执行的 SFB，即执行过程横跨几个 SFB调用，因此该块只能在循环操作中使用。不能在诊断 OB 或定时中断 OB 中使用。除了出错的位置外，SFB 52 诊断数据记录还包含发生错误的类型信息。为了进一步分析，可对该信息进行评估。
在MLEN中要读取的多字节数。目标区域RECORD的选定长度至少应等于
MLEN字节的长度。输出参数VALID如为TRUE，则表明已将数据记录传送到目标区域RECORD中。此时，输出参数LEN包含所取得的数据的长度(以字节计)。输出参数ERROR用以指示是否发生数据记录传送错误。如果发生错误，则输出参数STATUS包含错误信息。
该功能块属于状态驱动类型，可以在OB1或者其它循环OB块中调用，用于读取诊断记录或者组态记录等数据记录。
PROFINET IO 设备模型说明了模块化和紧凑型现场设备的结构。 它根据 PROFIBUS DP 的基本特性构建。子模块和 API 的定义已添加至设备模型，以增加 IO 设备的灵活性。
一个 PROFINET IO 设备包括一个或多个“逻辑设备”， 这些设备依次包含一个或多个 API（应用程序进程标识符），至少包含 API 0。
设备的特性通过IO设备的基于XML的GSD(General Station De
涉及到分级的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每个寻址级别都有一组可用的诊断记录和组态记录。 通过记录编号的首字母来区别各记录组的诊断级别，如下图 4 诊断级别。关于PROFINET IO设备模型和诊断的数据记录结构请参考 19289930
图 4 诊断级别
3.2 编程
这里使用SFB52来读取ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在PLC中添加并下载空的OB82，防止测试断线故障时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
图 5 ET200S FOC的硬件组态列表
双击该站的2DO DC24V/0.5AHF模板，设置使能通道0相关的诊断“断线”，参考图 6 ET200S 2DO模块的参数设置。
图 6 ET200S 2DO模块的参数设置
在OB1中加入SFB52，关于参数设置，点击“F1”参考SFB52在线帮助。程序示例如下：
CALL "RDREC" , DB52
REQ :=M0.2
ID :=MD8
INDEX :=MW12
MLEN :=MW14
VALID :=M0.3
BUSY :=M0.4
ERROR :=M0.5
STATUS:=MD18
LEN :=MW22
RECORD:=DB2.DB_RECORD
按照需要上表在变量表中设置ID=16#00008002 (MD8)和INDEX=16#800A (MW12)，其中8002表示该输出模板的逻辑地址，请参考图 4 ET200S FOC的硬件组态列表。添加要查看的变量，并使能Q2.0为1，此时激活断线故障，DO模板、ET200S FOC接口模板以及CPU的SF灯亮。设置MLEN (MW14) 的数据长度为100，需要大于或等于实际读取到的数据记录的长度，否则无法读到相关的诊断的信息。然后使能M0.2为1，读取到的数据记录如下图 7 诊断数据记录。其中后一个字DB2.DBW24为16#0006，表示在该站的2 (DB2.DBW10) 号槽，1 (DB2.DB12) 号子槽的通道0 (DB2.DBW20) 发生“断路”故障，参考图 8 ChannelErrorType编码。更多详细的通道故障类型信息，请参考 19289930
也可以更高一级的诊断级别，例如AR级，设置ID=16#00001FDF (MD8) 接口模板的诊断地址和INDEX=16#E00A (MW12) 也可以读取到相同的诊断数据记录，不过由于该级别高，那么可以获得该站的各个模板和各个通道的详细诊断信息。
根据故障类型的编码，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
需要注意在Step7中调用SFB52时，不要一直触发REQ，也就是说REQ不要一直为1，好在需要的时候调用该功能块，因为一味的触发会占用PLC更多的资源和占用更多的带宽。
图 7 诊断数据记录
图 8 ChannelErrorType编码
4 SFB54诊断
4.1 介绍
SFB "RALRM" 从外围设备模块(集中结构)或从DP从站或PROFINET IO设备组件
接收中断及其所有相应信息。然后将此信息提供给输出参数。
带有附加详细输出参数中的信息包含被调用OB的启动信息以及中断源的信息。由于要检查外围设备中断，故只能在由CPU操作系统启动的中断OB中调用SFB 54。中断 OB 外的 SFB 54“RALARM” 调用是不的，因为此时不能获取诊断状态的重要信息。
在TINFO和AINFO数据缓存中，AINFO中的USI=16#8000 (WORD 26) 时快速获得诊断的一些重要信息如下：
TINFO 的 WORD 20 站号.
AINFO 的 WORD 4 中断类型
WORD 12 插槽号（SLOT）
WORD 28 通道号（CHANNEL）
WORD 32 出错类型
4.2 编程
这里使用SFB54来捕获ET200S IM151-3PN FOC站点输出模块的中断状态，例如断线等，参考图 5 ET200S FOC的硬件组态列表。在OB82中添加SFB54，用于捕获断线故障。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息，但需要更多的编写程序，关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
双击该站的2DO DC24V/0.5AHF模板，设置使能通道0相关的诊断“断线”，参考图 6 ET200S 2DO模块的参数设置。
在OB82中加入SFB54，关于参数设置，点击“F1”参考SFB54在线帮助。程序示例如下：
L #OB82_MDL_ADDR
T MD 30
CALL "RALRM" , DB54
MODE :=1
F_ID :=MD30
MLEN :=1000
NEW :=M1.0
STATUS:=MD36
ID :=MD40
LEN :=MW44
TINFO :="TINFO".TINFO
AINFO :="AINFO".AINFO
在变量表中添加TINFO和AINFO的数据记录。其中TINFO的WORD20为8005，表示PROFINET总线序号为100的系统中站号5发生故障。根据图 9 AINFO变量表，可知AINFO中的DB4.DBW32为16#0006，表示在该站的2 (DB4.DBW12) 号槽，1 (DB4.DB14) 号子槽的通道0 (DB2.DBW28) 发生“断路”故障，参考图 8 ChannelErrorType编码。更多详细的通道故障类型信息，请参考 19289930
图 9 AINFO变量表
根据故障类型的编码，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
关键词
PROFINET IO, 诊断, 系统功能块, SFC51/SFB52/SFB54
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6ES74401CS000YE0 CP 440-1通讯模块， 用于点对点连接，1通道，含配置软件 CD
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6ES74412AA050AE0 CP 441-2通讯模块， 用于点对点连接，2通道，含配置软件 CD
6ES74501AP010AE0 FM450-1计数模块， 2通道，含配置软件 CD
6ES74513AL000AE0 FM451定位模块， 3通道，含配置软件 CD
6ES74521AH000AE0 FM452 电子凸轮控制器模块， 含配置软件 CD
6ES74533AH000AE0 FM453， 用于带伺服和步进电机的定位（3通道），含配置软件 CD
6ES74550VS000AE0 FM 455 C 控制模块， 16 通道，CONT.8/16 AI + 16 DI + 16 AO
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6ES74601BA010AB0 IMF460-1发送器接口模块
6ES74603AA010AB0 IMF460-3发送器接口模块， 远102米
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6ES74610AA010AA0 IM 461-0接收器接口模块
6ES74611BA010AA0 IM 461-1接收器接口模块
6ES74613AA010AA0 IM 461-3接收器接口模块， 远102米，K总线
6ES74610AA007AA0 终端模块，用于IM 461模块
6ES74613AA007AA0 终端模块，用于IM 461-3模块
6ES74681AH500AA0 IM电缆，带K总线，0.75 M
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6ES74681BF000AA0 IM电缆，带K总线，5 M
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6ES74681CC500AA0 IM电缆，带K总线，25 M
6ES74681CF000AA0 IM电缆，带K总线，50 M
6ES74681DB000AA0 IM电缆，带K总线，100 M
6ES74683AH500AA0 IM电缆，带PS传送，无K总线，0.75 M
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6ES74921AL000AA0 48针前连接器，螺钉型
6ES74921AL001AB0 48针前连接器，螺钉型，84个/包
6ES74921BL000AA0 48针前连接器，弹簧型
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6ES74922AX000AA0 10 DIN A4 标签纸， 颜色：浅色，4个标签条/张，用于信号模块
6ES74922BX000AA0 10 DIN A4 标签纸， 颜色：粉红色，4个标签条/张，用于信号模块
6ES74922CX000AA0 10 DIN A4 标签纸， 颜色：黄色，4个标签条/张，用于信号模块
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连接"
6ES79633AA100AA0 "带有RS422/RS485接口的IF963-X27接口模块，用于从CP441AA05到CP441的点
对点连接"
6ES74900AA000AA0 电源插头，用于 PS405 4A/10A/20A
6ES74900AB000AA0 电源插头，用于 PS407 4A/10A/20A
6ES74901AA000AA0 槽盖，用于子机架UR，CR和ER，10片包装
6ES74901BA000AA0 接线端子，用于模块，6片/包
6ES74921XL000AA0 "模板前防护盖套件，用于单槽 S7-400 CPU和FM模块， 包括1个短型，1个
中型和1个全长型"
6ES74922XL000AA0 前防护盖，用于I/O连接器，5片/包
6ES74922XX000AA0 覆盖箔，用于信号模块标签条，10片/包
A5E00753961 SIMATIC S7-400备份电池盒 （不含电池）
6ES79731HD100AA0 熔断器备件，用于数字量输出模块 6ES7422-5EH00-0AB0
6ES79642AA040AB0 IF964-DP主站接口模块， 用于S7-400控制器扩展DP端口
6ES71971LB000XA0 SIMATIC S7，Y-耦合器，用于构建 Y-LINK，用于冗余控制器
6ES76547HY000XA0 SIMATIC S7，总线单元，用于集成AY 耦合器，包括盖，用于总线单元
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描述
新的模块化 SIMATIC S7-1200 控制器是我们新推出产品的核心，可实现简单却高度的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。
可扩展性强、灵活度高的设计，可实现高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态兼容，可确保实现简化开发、快速启动、监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个前所未有的水平。
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ge
优势
整合
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态兼容，可确保实现简化开发、快速启动、监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个前所未有的水平。
用于可扩展设计中紧凑自动化的模块化概念。
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了通信简便，有效的技术任务解决方案，并完全满足一系列的独立自动化系统的 应用需求。
在工程组态中实现高效率.
使用完全集成的新工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现高效率。一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求，西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的。
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设计和功能
SIMATIC S7-1200 CPU
SIMATIC S7-1200 系统有三种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以完全满足您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 可连接 8 个信号模块。后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。
安装简单方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。这些集成的功能在安装过程中为用户提供了大的灵活性，并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。.
节省空间的设计
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了高效率和大灵活性。
SIMATIC S7-1200
可扩展的紧凑自动化的模块化概念
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案，并能完全满足一系列的独立自动化需求。
亮点
可扩展性强、灵活度高的设计
信号模块：
大的 CPU 多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O。
信号板：
可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU，同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统，以完全满足您应用的需求。
内存
为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件。
集成的 PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，该接口支持使用开放以太网协议的第三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器，并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技术
SIMATIC S7-1200 具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术，是一个功能非常强大的系统，可以实现多种类型的自动化任务。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出，可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组态时，以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列，用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时，将提供带有可变占空比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块，在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能，也支持移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板，简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能
SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算佳调整值。
PID 调试控制面板
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。
S7-1200信号模块
综述
描述
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