西门子股份公司是全球领先的技术企业，由维尔纳·冯·西门子（Ernst Werner von Siemens）创立于1847年，业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。

西门子品牌故事

在公司创建之前，在国家电报部门有广泛人脉的维尔纳·西门子就争取到了一宗大订单—铺设柏林到法兰克福的地底电报线路，这是世界上第一条地底电报线路。1847年，为了找到一种充分耐久的绝缘材料，西门子把铜线用热的树胶包裹起来，制成了绝缘电线。同年，世界上出现了第一条较长的地底电报线路，就是用这种电线铺设的。这次的成功更坚定了西门子献身于电报事业的决心。

1847年10月1日，工程师约翰·乔治·哈尔斯克（John George Halske ）、维尔纳·冯·西门子一起建立了西门子—哈尔斯克电报机制造公司，主要生产西门子发明的指南针式电报机。哈尔斯克是一名技术娴熟的机械师。他帮助西门子制作出指针电报机，后来，他又制造出了线材压铸机。他们之间形成了默契的合作，维尔纳-西门子提出设想，而机械师哈尔斯克将设想变成现实。

维尔纳·冯·西门子

1850年，创始人的弟弟，卡尔·威廉·西门子(Carl Wilhelm Siemens)在伦敦设立代表处。

1855年，创始人的另一个弟弟卡尔·海因里希·冯·西门子(Carl Heinrich von Siemens)在圣彼得堡建立了一个新的分支机构。

1866年，维尔纳·西门子研发出了直流发电机，最初运用于军事目的，在功率和负荷能力进一步改进之后，他发现这种机器在电车和电气发动机领域也有广泛的应用前景。同年，西门子还发明了第一台直流电动机。

1872年，和中国开始了业务往来。西门子在中国的第一笔订单是向中国提供指针式电报机，这标志着中国现代电信事业的开展。

从1877年开始，电话机也加入到公司产品行列。西门子对由格雷厄姆·贝尔发明的，但还没有在德国获得专利权的电话机进行了改良。这种电话机在前三年的销量超过了一万台。改良别人的发明是维尔纳-西门子的长项，通过他的一番改良，产品的性能大为提升，而且这样还可以规避专利法的约束。

1879年，电力机车制造出来。同年，西门子接到一笔来自中国政府的"照明设备"订单。西门子提供了一台10马力的蒸汽发电机，用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。

1880年，电梯被制造出来。

1881年，西门子建立了第一个电子公共交通系统，使有轨电车行驶在柏林近郊。

1882年，无轨电车被制造出来。

1887年12月25日，维尔纳·西门子在写给卡尔的信里，一定程度上为自己一年半后动笔的《回忆录》确定了一个基调。

我肯定也追求过利润和财富，但主要不是为了享受它们，而是为了获得资金实施别的计划和活动，是为了通过成功认可我的行为的正确性和我的工作的有用性。因此，我从小就一心想成立一家国际企业，它不仅要带给我本人而且也要带给我的后代权力和在世的声誉，给他们工具，让我的兄弟姐妹和亲戚们过上更好的生活。其次，我才认为钱是做生意的一个目标，对我来说，它更多是一个我创立的王国，我想将它完好无损地留给我的后代，好在这个王国里继续创造。

1890年，维尔纳·西门子将公司的领导权移交给弟弟卡尔以及儿子阿诺尔德和威廉，完成了公司的权力过渡。

1890年，创始人退休，把公司留给了他的弟弟卡尔·海因里希和两个儿子阿诺德·西门子(Arnold von Siemens)以及乔治·威廉·西门子(Georg Wilhelm von Siemens)。

1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线。维尔纳敏锐地意识到，X射线势必会对医疗领域产生深刻影响。他开始对X射线进行研究，仅仅一年后，西门子就生产出了第一台用于医疗诊断的X光机。

1897年，西门子和哈尔斯克(Halske)联合成立了公司S&H。

1899年，西门子在北京建设了中国第一条有轨电车，西门子在北京建设了中国第一家发电厂，为城区照明以及电车轨道提供电力。

1898年，发明电动汽车。

1910年，西门子创建西门子中国电气工程公司，总部位于柏林，分支机构设在上海。在接下来的四年中，西门子将业务扩展到北京、广州、武汉、哈尔滨、香港、青岛和天津。1914年，公司更名为西门子中国公司(上海)。

1919年，S&H和其它两家公司共同成立了欧司朗灯泡公司(Osram Lightbulb Company)。

1921年，西门子开始在山东省枣庄实施中兴煤矿公司的电气化工程。

1937年，西门子公司在日本侵华，进行南京大屠杀期间，建立国际安全区，并出任安全区委员会主席，保护了约25万中国人。

1923年，成立了日本分公司。

1930年，西门子的雇员总数达到12.7万人，成为欧洲最大的电气公司。

在二十世纪二十年代至三十年代之间，S&H开始生产收音机、电视机和电子显微镜。

在二十世纪五十年代，S&H开始生产计算机、半导体设备、洗衣机和心脏起搏器。

1966年10月1日，在恩斯特·西门子（创始人维尔纳·西门子的孙子）的主导下，西门子的三家关联公司Siemens&HalskeAG（成立于1897年）、Siemens-SchuckertwerkeAG（成立于1903年）和Siemens-Reiniger-WerkeAG（成立于1932年）合并为SiemensAG，即今天的西门子股份公司(Siemens AG)。

维尔纳·冯·西门子有一句闻名于世名言：“我不会为短期利益出卖未来”。或许这就是西门子能一路蓬勃发展到今天的秘诀吧！

1967年，西门子股份公司和罗伯特·博世有限公司成立主要生产白色家电的合资企业博西家用电器公司(BSH)，后成为德国和西欧家电市场的领导者。

1972年，德意志联邦共和国与中华人民共和国建立外交关系。同年，西门子制造的病房监测系统被当作礼物赠给中国。

1980年，公司的第一台数字电话交换机下线。

1984年，西门子为中国建设了第一条高压直流输电线，这条输电线可以将1,200兆瓦的电力从位于长江中游的当时中国最大的水力发电站--葛洲坝水电站输送到远在千里之外的上海市。

1988年，西门子和通用电气收购英国防务和技术公司Plessey。同年，西门子决定建立一家生产计算机断层扫描系统(CT)的合资厂。

1990年，西门子收购了陷入困境的利多富(Nixdorf)计算机公司并更名为西门子利多富信息系统股份公司(Siemens Nixdorf Informations System AG)。

1995年，西门子(中国)有限公司在武汉、福州和广州建立了西门子在中国最早的3个地区办事处。

1999年，西门子的半导体业务分离出来，成立了一家新的公司英飞凌科技公司。同年，西门子利多富信息系统股分公司成为了富士通-西门子电脑公司的一部分。

2004年，西门子移动向市场推出65系列移动电话，一经推出便广受欢迎。

2006年10月30日，西门子公司在北京宣布成立西门子中国研究院。

在国际商业舞台上无数企业来去匆匆的背景之下，西门子公司已走过了170年的历史，并且至今仍保持着强劲的发展势头。可能大多数人只听说过西门子的家电产品，但都不知道在你用的每一度电，加的每一滴油，乘坐的每一趟高铁，未来搭乘的每一班电动飞机中，都遍布了西门子的影子。

在2023年3月18日品牌价值网发布的“第3届大观·可惟为世界品牌价值900强”的排行榜上，西门子公司(SIEMENS )品牌价值为3604.38亿元人民币，排名第63位。

西门子S7-1200 PLC作为中小型PLC的佼佼者，在硬件配置和软件编程方面都具有强大的优势，尤其是基于以太网编程和通信的特点，给西门子S7-1200 PLC的应用带来无限的想象力。西门子S7-1200 PLC的不同CPU模块提供了各种各样的特征和功能，可以帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。本章以三相电动机直接启动控制为例，讲述西门子S7-1200 PLC项目的创建、硬件的配置、设备的联网、PLC的编程、组态数据的装载、在线功能的使用，并重点介绍了西门子S7-1200 PLC的数据类型和程序结构，为以后实现复杂的程序做好铺垫。

1.1　西门子S7.12.0PLC的硬件组成

1.1.1　西门子S7-1200 PLC的硬件概述

1.PLC概述

PLC 是Programmable Logic Controller的简称，即可编程逻辑控制器。自1960年第一台PLC问世以来，很快被应用到汽车制造、机械加工、冶金、矿业、轻工等各个领域，并大大推进了工业2.0到工业4.0的进程。

图1-1为PLC检测与控制的对象，包括指示灯/照明、电动机、泵控制、按钮/开关、光电开关/传感器等。

PLC是以微处理器、嵌入式芯片为基础，综合计算机技术、自动控制技术及通信技术发展而来的一种新型工业控制装置，是工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产的三大支柱。

经过长时间的发展和完善，PLC的编程概念和控制思想已被广大的自动化行业人员所熟悉，是一个目前任何其他工业控制器（包括DCS和FCS等）都无法与其相提并论的巨大知识资源。实践也进一步证明，PLC系统的硬件技术成熟、性能价格比较高、运行稳定可靠、开发过程简单方便、运行维护成本很低。因此，PLC具有旺盛的生命力，并且得到快速进化。

图1-1 PLC检测与控制的对象

2.西门子S7-1200 PLC

图1-2为西门子S7-1200 PLC模块的内部结构，包括CPU、电源、输入信号处理回路、输出信号处理回路、存储区、RJ45端口及扩展模块接口。

图1-2 西门子S7-1200 PLC模块的内部结构

国际电工委员会IEC于1982年11月和1985年1月颁布了PLC标准的第一稿和第二稿，对PLC进行如下定义：“PLC是一种由数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下应用而设计的；PLC可以采用可编程序的存储器存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程；PLC及其相关设备都应易于与工业控制系统连接为一个整体，是按易于扩充功能的原则而设计的。

根据PLC的定义，西门子S7-1200 PLC的本质为一台计算机，负责系统程序的调度、管理、运行及自诊断，即负责将用户程序进行编译解释处理，调度用户目标程序运行的任务。与西门子S7-200系列PLC模块的最大区别在于，西门子S7-1200 PLC标准配置了以太网接口RJ45，可以采用一根标准网线与安装有TIA Portal软件的计算机进行编程组态和工程应用。

目前，西门子公司提供了CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C等多种类型的S7-1200 PLC。以CPU1214C为例，图1-3为CPU1214C的实物图。其中，电源接口在左上角；在保护盖的下面是可拆卸的用户接线连接器；存储卡插槽在上部保护盖的下面；RJ45接口在PLC的左底部。

图1-3 CPU1214C的实物图

1.1.2　西门子S7-1200 PLC模块的基本构成

1.CPU模块

CPU模块是西门子S7-1200 PLC的硬件核心。西门子S7-1200 PLC的主要性能，如速度、规模等都由CPU模块的性能来体现，如CPU1214C的布尔操作执行时间为0.1μs，具有50KB集成程序/数据存储器或2MB的装载存储器。

图1-4为CPU模块的内部结构，主要由微处理器系统、系统程序存储器及用户程序存储器组成。

图1-4 CPU模块的内部结构

2.电源模块

电源模块不仅可为西门子S7-1200 PLC的运行提供内部工作电源，有的还可为输入/输出信号提供电源，如图1-5所示。

图1-5 电源模块

西门子S7-1200 PLC的工作电源一般为交流单相电源或直流24V电源，电源电压必须与额定电压相符，如110V AC、220VAC、直流24V。西门子S7-1200 PLC对电源的稳定性要求不高，一般允许电源电压在额定值的±15%范围内波动。

3.I/O模块

I/O模块包括输入/输出I/O电路，根据类型可划分为不同规格的模块，如图1-6所示。

图1-6 I/O模块

（1）输入部分

输入部分是西门子S7-1200 PLC与生产过程相连接的输入通道，可接受来自生产现场的各种信号，如行程开关、热电偶、光电开关及按钮等信号。

（2）输出部分

输出部分是西门子S7-1200 PLC与生产过程相连接的输出通道，可接收CPU的处理输出，并将其转换为被控设备所能接受的电压、电流信号，以驱动被控设备，如继电器、电磁阀及指示灯等。

4.内存模块

内存模块主要用于存储用户程序，有的还可为系统提供辅助的工作内存。在结构上，内存模块都是附加在CPU模块中的。

图1-7为西门子S7-1200 PLC的MMC内存模块。该内存模块为SD卡，可以存储用户的项目文件。

图1-7 西门子S7-1200 PLC的MMC内存模块

①可作为CPU的装载存储区，用户的项目文件可以仅存储在MMC内存模块中，CPU没有项目文件，离开MMC内存模块无法运行。

②在有编程器的情况下，可作为向多个西门子S7-1200 PLC传送项目文件的介质。

MMC内存模块的功能如下：

③忘记密码时，可清除CPU内部的项目文件和密码。

④MMC内存模块可以用于更新西门子S7-1200 PLC的CPU固件版本。

要插入MMC内存模块时，需要打开CPU的顶盖（见图1-8），然后将MMC内存模块插到插槽中。推弹式连接器可以轻松插入和取出MMC内存模块。MMC内存模块的安装要正确。

图1-8 打开CPU的顶盖

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