Tänapäeva automatiseerimise maailmas paistab Siemens S7{1}}1200 PLC silma kui usaldusväärne ja hõlpsasti-kasutatav-tööriist väikeste ja keskmise suurusega projektide jaoks. Ükskõik, kas õpite tundma tööstusautomaatikat või otsite praktilist PLC-lahendust, Siemens S7-1200 PLC pakub täiuslikku võimsuse ja lihtsuse tasakaalu. Selles juhendis kirjeldatakse, mis on Siemens S7-1200 PLC, kuidas see töötab, selle peamised osad ja miks see on automatiseerimise parim valik.
Mis on Siemens S7-1200 PLC?
Määratlus ja disaini eesmärk
Siemens S7-1200 PLC on kompaktne programmeeritav loogikakontroller (PLC), mille on välja töötanud Siemens, juhtiv tööstustehnoloogia kaubamärk, millel on üle 170-aastase insenerikogemuse. See PLC, mis on loodud väikese ja keskmise mastaabiga automatiseerimisülesannete jaoks (tavaliselt 10{10}}100 I/O-punkti), aitab juhtida masinaid, protsesse ja süsteeme, käivitades selle mällu salvestatud{13}}eelkirjutatud programme. Erinevalt suurematest ja keerukamatest PLC-dest (nagu Siemens S7-1500) kaalub Siemens S7-1200 PLC vaid 0,5–1,2 kg (olenevalt mudelist), on kuluefektiivne (alates umbes 200 dollarist põhiprotsessori mudelite puhul) ja ideaalne kasutajatele, kes vajavad paindlikku lahendust ilma lisamahuta. See on loodud selliste ülesannete täitmiseks nagu seadmete sisse-/väljalülitamine, andurite jälgimine ja lihtsate tootmisliinide koordineerimine, muutes selle lemmikuks nii algajatele kui ka professionaalidele.
Siemens S7-1200 PLC peamised riistvarakomponendid
Et mõista, kuidas Siemens S7-1200 PLC töötab, vaatame selle peamisi riistvaraosi. Iga komponent mängib PLC sujuvaks toimimiseks üliolulist rolli:
Keskprotsessor (CPU)
Protsessor on Siemens S7{18}}1200 PLC "aju". See käivitab teie loodud programmi ja töötleb anduritest või muudest seadmetest pärinevaid andmeid kiirusega kuni 100 nanosekundit käsu kohta. Populaarsete protsessorimudelite hulka kuuluvad 1214C (150 KB programmimälu ja 1 MB andmemäluga) ja 1215C (300 KB programmimälu ja 2 MB andmemäluga), mille mälu ja sisend/väljund (I/O) maht on erinev (1214C-l on 14 digitaalset sisendit/10 digitaalset väljundit; 1/215C pluss 214 sisendid). Protsessor sisaldab ka sisseehitatud -reaalajas-kella ajatempli sündmuste jaoks ja varuaku pesa, et vältida andmete kadumist voolu katkemise korral.
Signaalimoodulid (SM)
Signaalimoodulid laiendavad Siemens S7{14}}1200 PLC võimalust välisseadmetega ühenduse loomiseks. Levinud mudelite hulka kuuluvad SM 1221 (digitaalne sisendmoodul, kuni 16 sisendit), SM 1222 (digitaalne väljundmoodul, kuni 16 väljundit) ja SM 1231 (analoogsisendi moodul, kuni 4 sisendit pinge/voolusignaalide jaoks). Digitaalsed SM-id käsitlevad sisse- ja väljalülitussignaale (nagu nupud või tuled), samas kui analoog-SM-id töötavad pidevate andmetega (nt temperatuurinäidud vahemikus -200 kraadi kuni 1800 kraadi või rõhk 0 kuni 10 baari). SM-ide lisamine võimaldab teil kohandada PLC-d vastavalt oma projekti vajadustele – olenemata sellest, kas vajate rohkem sisendeid andurite või mootorite jaoks.
Sidemoodulid (CM)
Sidemoodulid võimaldavad Siemens S7{7}}1200 PLC-l teiste seadmete või süsteemidega suhelda. Levinud mudelid hõlmavad CM 1241 (RS485/RS232 moodul Modbusi jaoks) ja CM 1243-1 (Profineti moodul tööstusliku Etherneti jaoks). Need toetavad selliseid protokolle nagu Ethernet/IP, Modbus RTU või Profinet, nii et PLC saab ühendada arvutite, HMI-de (inimese-masina liidestega) või isegi muude PLC-dega. See on võtmetähtsusega projektide puhul, kus on vaja süsteemi distantsilt jälgida või juhtida (nt tehase juht kontrollib kontoriarvutist tootmisandmeid).
Toiteallikad
Usaldusväärne toiteallikas on Siemens S7{11}}1200 PLC jaoks hädavajalik. Siemens pakub selliseid mudeleid nagu PS 1207 (24 V DC, 2,5 A või 5 A väljund), mis muudavad vahelduvvoolu (120/230 V vahelduvvoolu, 50/60 Hz) alalisvooluks, mida PLC saab kasutada. Toiteallikas on ülekoormuskaitse (liiga suure voolu korral lülitub ajutiselt välja) ja lühisekaitset, et vältida PLC kahjustamist. Õige võimsuse valimine (nt 60 W põhiseadistuse jaoks koos CPU ja 2 SM-iga) tagab stabiilse jõudluse isegi hõivatud tööstuskeskkonnas.
Siemens S7-1200 PLC põhifunktsioonid
Mis teeb Siemens S7{1}}1200 PLC nii kasulikuks? Selle põhifunktsioonid katavad enamiku väikesemahulisi automatiseerimisvajadusi:
Loogiline juhtimine
Siemens S7-1200 PLC paistab silma loogilise juhtimisega, mis tähendab, et see järgib "kui-siis" reegleid, kasutades eelprogrammeeritud loogikaväravaid (JA, VÕI, EI). Näiteks kui fotosilma andur tuvastab toote konveierilindil (sisendsignaal) JA lähedusandur kinnitab, et lint on tühi (teine sisend), võib PLC öelda, et mootor hakkaks liikuma (väljundsignaal). See funktsioon on enamiku automatiseerimisülesannete aluseks, alates lihtsast masina juhtimisest (nt puurpress, mis käivitub ainult siis, kui kaitsekate on suletud) kuni konveieri koordineerimiseni.
Liikumisjuhtimine
Valikuliste liikumisjuhtimismoodulitega (nagu liikumisjuhtimismoodul TM 1231-2) saab Siemens S7-1200 PLC juhtida kuni 4 servo- või samm-mootorit täpsete liigutuste jaoks (positsioneerimistäpsus kuni ±0,01 mm). See sobib suurepäraselt selliste ülesannete jaoks nagu robotkäed, mis asetavad osi kasti, pakkimismasinad, mis pitseerivad kotte kindla kiirusega, või CNC-tööriistad, mis lõikavad materjale teatud mõõtudeks. PLC toetab ka "elektroonilist hammasülekannet" (kahe mootori, nt konveieri ja lõiketera sünkroniseerimine), et liigutused oleksid sujuvad ja täpsed, säästes aega ja vähendades vigu tootmises.
Andmetöötlus ja seire
Siemens S7-1200 PLC kogub ja töötleb anduritelt ja seadmetelt andmeid reaalajas (kuni 1000 andmepunkti sekundis). Saate need andmed salvestada kohapeal (kasutades protsessori sisseehitatud{5}}mälu) või välisele SD-kaardile (kuni 32 GB) pikaajaliseks{12}}varundamiseks. Kasutage neid andmeid süsteemi jõudluse jälgimiseks (nt mitu toodet masin tunnis valmistab), tootmisloendeid (nt päevas pakitud kastide koguarvu) või probleemide tuvastamiseks (nt temperatuuriandur, mis peatab andmete saatmise). Paljud kasutajad seovad PLC-d TIA portaaliga (Siemensi programmeerimistarkvara), et vaadata andmeid arvutis või HMI-s,{13}}näiteks armatuurlaual, mis näitab reaalajas konveieri kiirust ja veateateid.
Võrguside
Nagu varem mainitud, võimaldavad Siemens S7-1200 PLC sidemoodulid sellel võrkudega ühendust luua. See toetab Profinetit (tavaline tööstuslik Etherneti protokoll) kiireks andmeedastuseks (kuni 100 Mbps) ja seda saab integreerida suurematesse süsteemidesse, nagu Siemensi SCADA (järelevalve kontroll ja andmehõive) tarkvara. See tähendab, et saate juhtida mitut PLC-d ühest kesksest asukohast (nt 5 Siemens S7-1200 PLC-d, mis haldavad erinevaid masinaid tehases), jagada andmeid süsteemide vahel (nt saata tootmisandmeid ettevõtte ERP tarkvarasse) või isegi pääseda PLC-le kaugjuurdepääsu kaudu Interneti kaudu (kasutades Siemensi Industrial Edge platvormi). See on suurepärane funktsioon ettevõtetele, kes peavad haldama mitut masinat või rajatist.
Siemens S7-1200 PLC rakendused erinevates tööstusharudes
Siemens S7-1200 PLC mitmekülgsus muudab selle populaarseks paljudes tööstusharudes. Siin on mõned levinumad kasutusalad koos konkreetsete näidetega.
Tootmine ja tootmine
Tehastes juhib Siemens S7-1200 PLC koosteliine, pakendamismasinaid ja materjalikäitlussüsteeme. Näiteks elektroonikatehase PCB (trükkplaadi) koosteliinil juhib PLC jootepasta pealekandmise ajastust (lülitab pasta dosaatori sisse 2 sekundiks PCB kohta) ja kontrollib, kas komponendid on õigesti paigutatud (nägemisanduri abil). Toidukäitlemisettevõttes reguleerib see konveieri kiirust (aeglustab, kui andur tuvastab ummistuse) ja jälgib temperatuuri (käivitab häire, kui ahi ületab 200 kraadi). See aitab parandada efektiivsust (vähendab seisakuaega keskmiselt 15-20%) ja tagab ühtlase tootekvaliteedi.
Energia ja kommunaalteenused
Siemens S7-1200 PLC-d kasutatakse päikeseelektrijaamades, tuuleparkides ja veepuhastusrajatistes. Väikeses päikeseelektrijaamas (10-50 kW) jälgib see iga päikesepaneeli väljundit (jälgib pinget ja voolu) ning reguleerib päikesejälgijate kaldenurka päikese poole. Veepuhastusjaamas juhib see pumpasid (lülitab need sisse, kui veetase paagis tõuseb üle 80%) ja ventiile (avab äravoolu, kui klooritase on liiga kõrge). See saadab andmeid kesksetesse haldussüsteemidesse (nt kui palju energiat päikesejaam päevas toodab), et aidata kommunaalettevõtetel töökindlamalt töötada ja vähendada jäätmeid (nt veepumba energiatarbimise vähendamine 10%).
Hooneautomaatika
Büroohoonetes või kaubanduskeskustes juhib Siemens S7-1200 PLC kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmeid (HVAC) ning nutikat valgustust. Näiteks büroohoones reguleerib see HVAC-seadeid hõivatuse (kasutades liikumisandureid kütte väljalülitamiseks tühjades ruumides) ja välistemperatuuri (alandab vahelduvvoolu, kui välistemperatuur langeb alla 25 kraadi). Valgustuse jaoks summutab see fuajeede valgust valgusandurite kasutamise alusel ja lülitab koridori tuled välja, kui 10 minutit ei liiguta. See säästab raha (vähendab hoone energiaarveid 20-25%) ja vähendab keskkonnamõju.
Transport
Transporditööstuses kasutatakse Siemens S7{1}}1200 PLC-d väikesemahulistes-süsteemides, nagu parkimismajad (kontrollivad väravad ja maksemasinad) või lennujaama pagasi käitlemine (konveierilindid koordineerivad). Parkimismajas tuvastab see, kas koht on hõivatud (ultraheliandurite abil) ja värskendab sissepääsu juures kuva "vabu kohti". See juhib ka sissepääsuväravat, -mis avab selle alles pärast seda, kui kasutaja on masina kaudu maksnud. Lennujaama väikeses pagasiruumis koordineerib see 2–3 konveierilinti, et viia pagas registreerimisest lennuki lastiruumi, tagades, et kotid ei jääks kinni. Selle kompaktne suurus ja töökindlus muudavad selle nendeks rakendusteks ideaalseks (töötab pidevalt kuni 50 000 tundi ilma hoolduseta).
Siemens S7-1200 PLC seadistamine: samm-sammult{2}}
Siemens S7{2}}1200 PLC seadistamine on lihtne isegi algajatele. Siin on lihtne samm-sammuline juhend koos lisatud üksikasjadega:
Valmistage ette riist- ja tarkvara
Esmalt koguge kokku oma Siemens S7-1200 PLC komponendid (CPU, SM-id, toiteallikas) ja kinnitage ühilduvus (nt SM 1221 töötab kõigi 1200-seeria protsessoritega). Installige TIA portaal-Siemens pakub tasuta versiooni "TIA Portal V18" (ühildub operatsioonisüsteemidega Windows 10 ja 11), mis toetab uusimaid S7-1200 mudeleid. PLC arvutiga ühendamiseks vajate ka C-tüüpi USB-kaablit (enamik uusi protsessoreid kasutab C-tüüpi; vanemad mudelid kasutavad B-tüüpi USB-kaablit) ja kruvikeerajat (juhtmeklemmide jaoks).
Paigaldage ja ühendage komponendid
Paigaldage Siemens S7-1200 PLC ja moodulid juhtkappi (kasutades DIN-liistusid, mis on tööstusseadmete standardvarustuses). Ühendage toiteplokk PLC-ga: ühendage vahelduvvoolu sisend (L ja N klemmid) 120/230 V vahelduvvoolu pistikupessa, seejärel ühendage alalisvoolu väljund (24 V+ ja 0 V klemmid) PLC toitesisendiga. Järgmisena ühendage andurid (nt fotosilma andur digitaalse sisendi klemmiga 0) ja mootorid (nt väike 24 V alalisvoolu mootor digitaalse väljundi terminaliga 0) I/O klemmidega. Vigade vältimiseks järgige PLC juhendis (saadaval tasuta Siemensi veebisaidil) olevat juhtmestiku skeemi – näiteks ärge ühendage vahelduvvoolutoidet otse I/O klemmidega (see kahjustab PLC-d).
Programm TIA portaaliga
Avage TIA portaal ja looge uus projekt. Valige seadmete loendist oma Siemens S7-1200 PLC mudel (nt 1214C DC/DC/DC). Kirjutage oma programm redeliloogika abil (kõige lihtsam algajatele): lihtsa "mootori sisse/välja" programmi jaoks lisage tavaliselt avatud kontakt (seotud sisendiga 0, fotosilma andur) ja mähis (seotud väljundiga 0, mootor). Testige programmi, kasutades TIA portaali simulatsioonirežiimi – see võimaldab teil jäljendada sisendsignaale (nt klõpsata kontakti, et simuleerida toote tuvastamist) ja kontrollida, kas väljund lülitub sisse. Kui simulatsioon töötab, laadige programm USB kaudu PLC-sse alla: seadke PLC režiimile "STOP" (kasutades CPU füüsilist lülitit), klõpsake TIA portaalis nuppu "Laadi alla" ja oodake, kuni edastamine lõpeb (võtab 10-30 sekundit).
Test ja silumine
Lülitage Siemens S7{1}}1200 PLC režiimi "RUN" – selle RUN tuli (roheline) süttib. Testige süsteemi: asetage toode fotosilma anduri ette (sisend 0) ja kontrollige, kas mootor (väljund 0) käivitub. Kui see ei tööta, kasutage reaalajas sisendi/väljundi oleku vaatamiseks TIA portaali tööriista "Online Monitoring" (nt kui sisend 0 näitab "1", siis andur töötab; kui väljund 0 näitab "0", võib programmis esineda viga). Levinud parandused hõlmavad juhtmestiku kontrollimist (lõdvad klemmid on sagedane probleem) või programmi kohandamist (nt "stopp"-nupu lisamine mootori lähtestamiseks). Kui kõik töötab 10–15 minuti jooksul sujuvalt, on teie PLC kasutusvalmis!
Siemens S7-1200 PLC vs muud PLC mudelid
Kuidas Siemens S7-1200 PLC võrreldes teiste populaarsete PLC-dega on? Vaatame kahte levinud võrdlust, millele on lisatud üksikasju:
Võrdlus Siemens S7-1500 PLC-ga
Siemens S7-1500 PLC on suurem ja võimsam PLC, mis on mõeldud suurte tööstusprojektide jaoks (100-1000 I/O punkti). Kui S7-1200 maksimaalne sisend/väljundvõimsus on 128 punkti, siis S7-1500 saab hakkama kuni 1024 punktiga. S7-1500-l on ka suurem töötlemiskiirus (kuni 50 nanosekundit käsu kohta) ja see toetab täiustatud funktsioone (nt kriitiliste süsteemide, näiteks elektrijaamade, üleliigsed protsessorid). S7-1200 on odavam (põhiprotsessor: 200–400 dollarit vs. S7-1500: 800–1500 dollarit) ja lihtsam kasutada (lihtsam juhtmestik ja programmeerimine), mistõttu on see algajatele või väikeettevõtetele parem (nt kohaliku pagariäri ahju juhtimissüsteem).
Võrdlus Mitsubishi FX-seeria PLC-ga
Mitsubishi FX-seeria (nt FX3U) on väikeprojektide jaoks veel üks kompaktne PLC. Siemens S7{17}}1200 PLC-l on paremad sidevõimalused: see toetab Profinetit ja Ethernet/IP-d, samas kui FX3U toetab ainult Modbusi (ei tööstuslikku Etherneti). S7-1200-l on ka täiustatud liikumisjuhtimine (kuni 4 telge võrreldes FX3U 2 teljega) ja suurem mälu (1 MB andmemälu vs. FX3U 64 KB). See töötab sujuvalt Siemensi TIA portaaliga, mida paljud kasutajad peavad{20}}kasutajasõbralikumaks kui Mitsubishi GX Works3 tarkvara (TIA portaalil on pukseerimistööriistad; GX Works3 vajab rohkem käsitsi kodeerimist). FX-seeria on aga väga lihtsate projektide jaoks sageli odavam (FX3U põhimudel: \\(150 vs. S7-1200 1214C: \\)250) ja selle füüsiline suurus on väiksem (sobib kitsastes kohtades, näiteks väikestes müügiautomaatides).
Levinud küsimused Siemens S7-1200 PLC kohta
Siin on vastused mõnele korduma kippuvale küsimusele Siemens S7-1200 PLC kohta:
Kas Siemens S7-1200 PLC on lihtne õppida?
Jah! Selle lihtne disain ja TIA portaali intuitiivne liides teevad sellest suurepärase valiku algajatele. Paljud veebipõhised õpetused ja Siemensi ametlik dokumentatsioon aitavad teil alustada
Kas ma saan Siemens S7-1200 PLC-d hiljem laiendada?
Absoluutselt. Saate projekti kasvades lisada rohkem signaali- või sidemooduleid,{1}}pole vaja uut PLC-d osta.
Milliseid programmeerimiskeeli see toetab?
See töötab redeliloogika, funktsiooniploki diagrammi (FBD), struktureeritud teksti (ST), juhiste loendi (IL) ja järjestikuse funktsioonidiagrammiga (SFC).
Kas Siemens S7-1200 PLC usaldusväärne?
Jah. Siemens on tuntud kvaliteetsete-tööstustoodete poolest ja S7-1200 on ehitatud taluma karmi keskkonda (nt tolm või temperatuurimuutused).
Kust leida tuge Siemens S7-1200 PLC jaoks?
Siemens pakub ametlikku tuge telefoni või e-posti teel ning seal on suur kasutajate veebikogukond, kes jagab näpunäiteid ja tõrkeotsingu nõuandeid.
Järeldus
Siemens S7-1200 PLC on mitmekülgne, usaldusväärne ja kasutajasõbralik-lahendus väikeste ja keskmise suurusega{10}}automaatikaprojektide jaoks (10-128 I/O-punkti). Selle kompaktne disain (sobib väikesesse juhtkappi), laiendatavad komponendid (kuni 8 moodulit) ja võimsad funktsioonid (loogiline juhtimine, liikumisjuhtimine, kaugsuhtlus) muudavad selle ideaalseks sellistes tööstusharudes nagu tootmine, energeetika ja hooneautomaatika. Olenemata sellest, kas olete uus PLC-de kasutaja (õppige põhilist programmeerimist) või soovite oma süsteemi uuendada (lisate rohkem andureid või kaugjuurdepääsu), pakub Siemens S7-1200 PLC täiuslikku jõudluse ja lihtsuse kombinatsiooni. Õige seadistuse (kasutades TIA portaali ja ühilduvaid mooduleid) ja programmeerimisega saab see aidata teil ülesandeid automatiseerida, parandada tõhusust (vähendab seisakuaega 15–25%) ning säästa aega ja raha, muutes selle parimaks valikuks kõigile, kes töötavad väikesemahulise automatiseerimisega.
