Kui olete kunagi mõelnud, kuidas tehased hoiavad oma masinaid sujuvalt või kui keerulised tööstusprotsessid püsivad õigel teel, asub vastus sageli väikeses, kuid võimsas seadmes, mida nimetatakse PLC -ks. Ja kui tegemist on plcs -ga, siisSIMATIC S7-1200 CPUon nimi, mis tuleb ikka ja jälle üles. Selles juhendis lagundame kõik, mida peate teadma Simatic S7-1200 protsessori kohta, alates selle toimimisest ja miks seda kasutatakse nii laialdaselt kogu maailmas. Ükskõik, kas olete õpilane, kes õpite tööstusautomaatikat, tehnik, kes soovib oma teadmisi laiendada, või ettevõtte omanikku, kes kaalub uusi seadmeid, annab see juhend teile kindla ülevaate Simatic S7-1200 CPU-st.
Mis on Simatic S7-1200 protsessor?
Simaatic S7-1200 protsessor on programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) tüüp, mille on valmistanud Siemens, juhtiv tööstustehnoloogia ettevõte, millel on üle 175-aastane ajalugu. PLC -d on nagu tööstusmasinate ja süsteemide "ajud". Nad võtavad anduritelt teavet, töötlevad seda ja saadavad seejärel süsteemi muudesse osadesse signaale, et asjad juhtuksid mootori sisselülitamiseks, konveierilindi peatamiseks või tehase temperatuuri reguleerimiseks.
Simaatiline S7-1200 protsessor on loodud spetsiaalselt väikeste ja keskmise suurusega automatiseerimisülesannete jaoks. 2009. aastal Siemensi Simatic S7 perekonna osana tutvustatud see loodi vanemate mudelite nagu S7-200 asendamiseks, pakkudes väiksemas paketis paremat jõudlust ja rohkem funktsioone. See on piisavalt kompaktne, et mahutada tihedatesse juhtkappidesse, kuid piisavalt võimas, et käsitseda selliseid ülesandeid nagu väikese tootmisliini juhtimine, pakendimasina haldamine või rajatise keskkonnatingimuste jälgimine.
Üks põhjusi, miks Simatic S7-1200 CPU on nii populaarne, on selle paindlikkus. Seda saab hõlpsasti programmeerida ja kohandada erinevatele ülesannetele, mis tähendab, et see võib kasvada ja muutuda kui ettevõtte muutuste vajadusi. Näiteks võib väike pagariäri alata Simatic S7-1200 CPU-ga, mis kontrollib vaid ühte ahju, seejärel lisage hiljem rohkem masinaid, mida sama CPU suudab hallata. Lisaks on see usaldusväärne midagi, mis on ülioluline tööstusharudes, kus isegi väike seisakuid võib maksta sadu või tuhandeid dollareid. Siemens testib iga Simatic S7-1200 protsessorit, et see saaks töötada karmides tingimustes, näiteks kõrgete temperatuuride või tolmuste keskkondadega, mis on tehastes tavalised.
Simatic S7-1200 CPU peamised riistvarakomponendid
Simaatilise S7-1200 protsessori toimimise mõistmiseks aitab see teada oma peamistest riistvaraosadest. Vaatame kõige olulisemaid:
Protsessor
Simaatilise S7-1200 protsessori keskmes on protsessor. Siin juhtub kõik "mõtlevad". Protsessor loeb programmi, mis ütleb sellele, mida teha, võtab andurite ja muude seadmete andmeid ning otsustab seejärel, milliseid toiminguid teha. Protsessori kiirus ja võimsus määravad, kui kiiresti saab SIMATIC S7-1200 CPU teavet töödelda, mis on oluline kiiresti liikuvate tööstusprotsessidega sammu pidamiseks.
Simaatilise S7-1200 CPU erinevatel mudelitel on erinevad protsessorid. Näiteks 1214C mudelil on 32-bitine protsessor, mis saab hakkama kuni 100 000 juhisega sekundis, võimsam 1217c mudel saab töödelda üle 300 000 juhise sekundis. See tähendab, et 1217C on parem ülesannete jaoks, mis nõuavad kiireid otsuseid, näiteks kiire pakendiliini juhtimine.
Mälu
CPU Simatic S7-1200 on kaks peamist mälutüüpi: programmi mälu ja andmemälu. Programmimälu on see, kus juhised (programm) salvestatakse. See on sammude kogum, mis ütleb protsessorile, mida teha. Andmemälu on koht, kus CPU salvestab töö ajal kogutud teavet, näiteks andurite lugemised või masinate olek (kas nad on näiteks sisse või välja lülitatud).
Enamikul Simatic S7-1200 CPU mudelitel on vähemalt 50 kb programmimälu ja 100 kb andmemälu, millest piisab enamiku väikeste kuni keskmise ülesande jaoks. Kui vajate rohkem, saate lisada CPU -sse ühendatud mälukaarte, sarnaselt sellega, kuidas lisate telefoni mälukaardi. Need kaardid saavad CPU jaoks salvestada lisaprogramme, andmelogisid või isegi püsivara värskendusi.
Sisend/väljund (I/O) pordid
Sisend- ja väljundpordid on see, kuidas SIMATIC S7-1200 CPU ühendab välismaailma. Sisendpordid saavad signaale sellistest seadmetest nagu andurid, mis tuvastavad sellised asjad nagu temperatuur, rõhk või kas osa on õiges kohas. Näiteks võib toiduahjus asuv temperatuuriandur saata signaali protsessori sisendpordile, kui temperatuur jõuab 350 kraadi F. Väljundpordid saadavad signaale seadmetele nagu mootorid, tuled või ventiilid, öeldes neile, millal sisse või välja lülitada. Väljundpordi signaal võiks mootoril käskida konveierilindi liigutamist.
Simatic S7-1200 protsessor on sisseehitatud mitmesuguste I/O pordid. Näiteks 1214C mudelil on 14 digitaalset sisendit, 10 digitaalset väljundit, 2 analoogsisendit ja 2 analoogväljundit. Digitaalsed sisendid ja väljundid töötavad lihtsate signaalidega (näiteks valguse lüliti), samas kui analoogharud käsitlevad erinevaid signaale (näiteks hämardatud lüliti, mis suudab valguse seada 30% või 70% heleduseni). Kui vajate rohkem porte, kui protsesso on sisseehitatud, saate ühendada täiendavad I/O moodulid, võimaldades teil rohkem seadmeid juhtida.
Suhtlusliidesed
Tänapäeva ühendatud maailmas peavad tööstussüsteemid omavahel rääkima. SelleSIMATIC S7-1200 CPUTal on sisseehitatud suhtlusliidesed, mis võimaldavad sellel ühenduse luua teiste seadmete, arvutite ja isegi Internetiga. See tähendab, et operaatorid saavad jälgida, mida protsessor teeb erinevas toas olevast arvutist, või saata sellele uusi juhiseid, ilma et oleksite otse masina kõrval.
Simaatilise S7-1200 protsessori kasutatud levinumad kommunikatsiooniprotokollid hõlmavad PROFINETi ja Etherneti. PROFINET on kiire tööstusprotokoll, mis võimaldab CPU -l suhelda teiste Siemensi seadmetega, näiteks mootorite või robotitega reaalajas. Ethernet on sama protokoll, mida kasutab Kodu Internet, mis hõlbustab protsessori arvuti või tehase võrguga ühendamist. Mõned mudelid toetavad ka Wi-Fi või mobiilsideühendusi, võimaldades kaugseiret Interneti-ühendusega kõikjal.
SIMATIC S7-1200 CPU programmeerimise põhitõed
Simaatilise S7-1200 protsessori programmeerimine võib tunduda keeruline, kuid see on tegelikult mõeldud kasutajasõbralikuks, isegi neile, kes on PLC-de jaoks uued. Siin on kiire ülevaade sellest, kuidas see töötab:
Programmeerimistarkvara: TIA portaal
Siemens pakub tarkvara nimega TIA Portaal (täiesti integreeritud automaatikaportaal), mida kasutatakse Simatic S7-1200 protsessori programmeerimiseks. TIA Portaal on ühekordse pood kõigi asjade jaoks, mis on seotud protsessori seadistamisega ja käitamisega. Sellel on lihtne, visuaalne liides, mis muudab programmide loomise, nende katsetamise ja CPU -sse saatmise lihtsaks.
TIA Portaal on saadaval Windowsi arvutite jaoks ja seda saab alla laadida Siemensi veebisaidilt (mõned versioonid on põhiliseks kasutamiseks tasuta, samas kui täpsemad versioonid vajavad litsentsi). Tarkvara sisaldab selliseid tööriistu nagu "7. samm" programmeerimiseks ja "WinCC" seireekraanide loomiseks, mis näitavad protsessori reaalajas andmeid, näiteks anduri näidud või masina olek.
Programmeerimiskeeled
Simatic S7-1200 protsessorit saab programmeerida mitme keelt abil, kuid kõige tavalisemad on:
- Redel loogika (poiss): See on üks vanimaid ja populaarsemaid PLC programmeerimiskeeli. See näeb välja nagu elektriskeemi diagrammid, millel on erinevad toimingud. Seda on lihtne aru saada, kui teil on põhiteadmisi elektrienergia kohta. Näiteks võib -stul võib vasakul olla "kontakt" (nagu anduri signaal) ja paremal asuv "mähis" (nagu mootori väljund), kui kontakt on suletud (andur tuvastab midagi), mähist on pingestatud (mootor lülitub sisse).
- Struktureeritud tekst (ST): See sarnaneb rohkem arvutiprogrammeerimiskeelega, koodridadega, mis kasutavad selliseid sõnu nagu "kui", "siis", ja "muidu". See on hea keerukamate ülesannete jaoks, näiteks arvutada, kui palju toodet selle suuruse põhjal konteinerisse panna. Näiteks: "Kui konteiner_size=suur, siis fill_amount:=1000; else fill_amount:=500; end_if;"
- Funktsiooniploki skeem (FBD): See kasutab erinevate funktsioonide esindamiseks plokke, mis on ühendatud liinidega, et näidata, kuidas andmevoog. See on visuaalne ja teatud tüüpi programmide jaoks lihtne jälgida, näiteks need, mis kontrollivad protsessi mitut sammu. Plokk võib tähistada funktsiooni "Taimer", mille jooned näitavad, millal see algab ja mis juhtub, kui aeg otsa saab.
Lihtsa programmi kirjutamine
Oletame, et soovite programmeerida Simatic S7-1200 CPU, et lülitada valguse sisse, kui andur objekti tuvastab. Siit saate teada, kuidas see TIA portaali abil redeliloogikas toimib:
- Avage TIA portaal ja looge uus projekt. Valige loendist SIMATIC S7-1200 CPU mudel, mida kasutate (nagu 1214C).
- Minge jaotisse "Programmiplokk" ja looge uus redeliloogika programm.
- Esimesel astmel lohistage tööriistakastist "tavaliselt avatud kontakt" ja määrake see teie anduriga ühendatud sisendpordile (nagu i0.0).
- Lohistage "mähis" tööriistakastist ja määrake see teie valgusega ühendatud väljundpordile (nt Q0.0). Ühendage kontakt joonega mähisega.
- Salvestage programm ja laadige see alla Simatic S7-1200 CPU-le, kasutades USB-kaabli või Etherneti ühenduse.
Kui andur tuvastab objekti, saadab see signaali sisendisse i0.0, sulgedes kontakti. See lõpetab astme, saates toite I kvartalil. TIA Portaal võimaldab teil testida ka programmi ilma protsessoriga ühenduseta, kasutades režiimi "Simulatsiooni", kus saate klõpsata kontaktidel, et jäljendada anduri signaale ja vaadata, kas väljundid töötavad ootuspäraselt.
Simatic S7-1200 CPU rakendused tootmises
Simaatilist S7-1200 protsessorit kasutatakse laias valikus tootmisseadetes. Siin on mõned levinud näited:
Montaažiliinid
Autovabrikutes või elektroonikajaamades on montaažiliinidel palju samme. Simaatic S7-1200 protsessor saab kontrollida iga sammu, veendudes, et osad liiguvad ühest jaamast õigel ajal. Näiteks nutitelefoni tehases võib CPU käskida robotkäe, et korjata ekraan ja asetada see telefoni korpusele. See saab kontrollida, kas ekraan on visioonisensorite abil õigesti joondatud, kui mitte, see peatab joone ja hoiatab tehnikut probleemi lahendamiseks, takistades vigaste telefonide valmistamist.
Pakendimasinad
Pakendimasinad peavad konteinerid täitma, need tihendama ja täpselt märkima. SelleSIMATIC S7-1200 CPUsaab juhtida masina kiirust, veendudes, et iga konteiner saab õige koguse toote. Mahla villimisjoone jaoks võib protsessor kasutada vooluandurit, et mõõta, kui palju mahla igasse pudelisse valatakse. Kui kogus on liiga madal või liiga kõrge, reguleerib CPU voolu kontrollivat klappi. Samuti võib see kontrollida, kas silte rakendatakse kaamera abil sirgelt, ja lükata tagasi kõik pudelid, mis ei vasta standardile.
Toidu- ja jookide tootmine
Toidutehastes on ohutuse tagamiseks ülioluline hoida asju puhtana ja õigel temperatuuril. Simaatiline S7-1200 protsessor saab jälgida temperatuuriandureid ahjudes või külmkappides ja reguleerida neid, kui need liiga kuuma või külma lähevad. Näiteks võib CPU pidada pagariäris pitsaahi täpselt 475 kraadi F. Kui temperatuur langeb 460 kraadi F -ni, lülitab protsessor kütteelemendi sisse; Kui see tõuseb 490 kraadi F -ni, lülitab see elemendi välja. Samuti võib see kontrollida konveierilinte, mis liigutavad toitu erinevatel tootmisjärkudel, näiteks liigutades taigna segistilt küpsetusplaanile, seejärel ahju ja lõpuks jahutusrestile.
Vee- ja reoveepuhastus
Isegi vett töötlevates rajatistes mängib rolli Simaatic S7-1200 CPU. See saab kontrollida vett filtreerimissüsteemide kaudu, tagades, et iga töötlemisprotsessi etapp toimub õiges järjekorras. Näiteks võib CPU kõigepealt sisse lülitada pumba sisse, et saada toorvesi filtri kaudu suurte osakeste eemaldamiseks, seejärel lülitage sisse teine pump, et lisada baktereid. See suudab jälgida vees olevate kemikaalide taset, kasutades andureid, kui pole piisavalt kloori, näiteks CPU lisab rohkem, et veenduda, kas vett on ohutu juua.
SIMATIC S7-1200 CPU vs muud PLC-d
Turul on palju PLC-sid, nii et miks valida Simaatic S7-1200 protsessor? Võrdleme seda mõne muu valikuga:
Suurus ja ruum
Simaatiline S7-1200 protsessor on kompaktne, enamiku mudelite pikkusega alla 10 tolli ja kõrgusega 5 tolli. See tähendab, et see ei võta juhtkapis palju ruumi, mis on suur eelis väikestes tehastes või masinates, kus ruumi on piiratud toiduveokil või väikesel pakendimasinal. Mõned muud PLC-d, näiteks Allen-Bradley Micro800, on sarnased, kuid vanemad mudelid nagu Siemens S7-300 on palju suuremad ja vajavad rohkem ruumi.
Kasutusmugavus
Nagu me varem mainisime, on Simatic S7-1200 CPU kavandatud hõlpsaks programmeerimiseks ja seadistamiseks, eriti TIA portaali puhul. Tarkvara sisaldab õpetusi ja eelnevalt valmistatud funktsiooniplokke tavaliste ülesannete jaoks (näiteks mootori juhtimine), mis võib programmide kirjutamisel aega kokku hoida. Mõnedel vanematel PLC -del või teistest kaubamärkidest, näiteks Mitsubishi FX5 -st, on keerukam programmeerimistarkvara, mis võib uute kasutajatele alustamiseks raskemaks muuta. TIA Portaal võimaldab teil ka juhtmeta ühenduse luua, nii et te ei pea selle programmeerimiseks või jälgimiseks füüsiliselt olema selle kõrval.
Maksumus
Väikeste ja keskmise suurusega rakenduste jaoks pakub Simatic S7-1200 protsessorit head funktsioonide ja kulude tasakaalu. Hinnad algavad umbes 200 dollarist põhimudelite (näiteks 1211c) puhul ja võimsamate (näiteks 1217C) jaoks 800 dollarit. See on konkurentsivõimeline teiste keskklassi PLCS-näitega, Allen-Bradley Compactlogix 5380 algab umbes 500 dollarist, samas kui Mitsubishi FX5-32ET/D maksab umbes 300 dollarit. Simaatic S7-1200 protsessor pole turul kõige odavam PLC (mõned Hiina kaubamärkide põhimudelid maksavad alla 100 dollari), kuid sellega kaasneb usaldusväärne jõudlus ja Siemensi klienditugi, mis teeb selle väärt investeeringu väärt paljudele ettevõtetele. \\ \\ \\
Ühilduvus
SelleSIMATIC S7-1200 CPUTöötab hästi teiste Siemensi toodetega, nagu andurid, mootorid ja tarkvara. See teeb Siemensi komponentide abil täieliku süsteemi ehitamise lihtsaks. Näiteks saate ühendada Siemens Simotics mootori otse CPU -ga ilma lisaadaptereid vajamata ja kasutada TIA portaali nii CPU kui ka mootori programmeerimiseks. Kuigi mõned muud PLC -d ühilduvad mitmesuguste kaubamärkidega, saab ühe tootja kõik oma olemasolu lihtsustada seadistamist ja hooldust. Kui midagi läheb valesti, võite mitme ettevõttega tegelemise asemel pöörduda Siemensi poole.
SIMATIC S7-1200 CPU tõrkeotsingu näpunäited
Isegi kõige usaldusväärsematel seadmetel võib mõnikord probleeme olla. Siin on mõned tavalised probleemid Simatic S7-1200 protsessori ja kuidas neid parandada:
CPU ei lülitu sisse
Esiteks kontrollige toiteallikat. Simaatiline S7-1200 protsessor töötab tavaliselt 24 V alalisvoolul, nii et veenduge, et toiteallikas on seatud paremale pingele (mitte 120 V vahelduvvoolu, mis kahjustaks CPU-d). Kontrollige, kas toitekaabel on õigesti ühendatud nii CPU-ga kui ka toiteallikaga, mis on probleem, on probleem. Toiteallikat saate testida pingemõõturiga, et näha, kas see paneb 24 V välja. Kui toide on sisse lülitatud, kuid CPU ikkagi ei käivitu, kontrollige protsessori olekutulesid-kui on olemas punane tõrke tuli, võib see olla riistvara probleem. Sel juhul peate võib -olla ühendust võtma Siemensi tugi või asendama protsessorit.
Andurid või ajamid ei reageeri
Kui andur ei saada andmeid Simatic S7-1200 CPU-le või täiturmehhanismi (nagu mootor) ei vasta protsessori signaalidele, kontrollige juhtmestikku. Lahtised või kahjustatud juhtmed on tavaline põhjus. Veenduge, et kõik ühendused oleksid tehase tihedad vibratsioonid, võivad klemmid lahti saada. Otsige lõigatud või hõõrutud juhtmeid, mis võib signaali rikkuda. Võite kontrollida ka protsessori I/O-porte, et veenduda, et need pole kahjustatud-kui port on painutatud või on selles mustus, ei pruugi see luua head ühendust. Proovige ühendada andur või ajam erineva pordiga, et näha, kas see töötab, kui see juhtub, võib algne port olla vigane.
Suhtlusvead
Kui SIMATIC S7-1200 CPU ei saa teiste seadmete ega TIA portaaliga ühenduse luua, kontrollige võrgukaableid. Etherneti kaablid võivad kahjustada, eriti kui nad on astunud või tõmmatud. Proovige kasutada teist kaablit, et näha, kas see probleemi lahendab. Veenduge, et TIA-portaalis olevad võrguseaded vastaksid CPU-ponni sätetele sama IP-aadressi vahemik (nt 192.168.0.x). CPU IP -aadressi saate kontrollida, ühendades monitori (mõnel mudelil on kuva) või kasutades tööriista TIA portaali "Online Access". Mõnikord saab CPU või TIA portaali töötava arvuti taaskäivitamine parandada suhtlusprobleeme-nagu ka kodu ruuteri taaskäivitamine, parandada Interneti-probleeme.
Programm ei tööta ootuspäraselt
Kui teie kirjutatud programm ei tee seda, mida see peaks, minge tagasi TIA portaali ja proovige programmi samm -sammult. Kasutage funktsiooni "Monitor", et vaadata, kuidas signaalid programmi kaudu voolavad-see aitab teil näha, kas anduri sisend ei lülitu kunagi sisse või kui väljund takerdub. Otsige loogika vigu, näiteks vale väljundiga ühendatud anduri sisend (näiteks kütteseadme väljundi asemel mootori väljundiga ühendatud temperatuuriandur). Kontrollige, kas programm kasutab sisendite ja väljundite jaoks sobivaid aadresse-kui te anduri i0,0 asemel kogemata kasutasite i0.1, ei reageeri programm anduri käivitamisel. Samuti saate oma programmi võrrelda TIA Portali teegi näidisprogrammidega, et näha, kas jätsite sammu vahele.
Järeldus
SelleSIMATIC S7-1200 CPUon mitmekülgne ja usaldusväärne PLC, mis mängib suurt rolli tööstussüsteemide sujuva töö hoidmisel. Alates kompaktsest disainist ja hõlpsasti kasutatavast programmeerimistarkvarast kuni laias valikus rakendusteni tootmise, toidutootmise ja veepuhastuse alal pole ime, et see on tootjate seas lemmik. Selle suuruse, võimsuse ja kulude tasakaal muudab selle suurepäraseks valikuks väikeste ja keskmise suurusega automatiseerimisülesannete jaoks, samas kui ühilduvus teiste Siemensi toodete ja tugevate kommunikatsioonifunktsioonidega muudavad selle suurematesse süsteemidesse integreerimise lihtsaks.
Pidage meeles, et Simatic S7-1200 protsessorist maksimaalse kasu saamise võti on alustada põhitõdedega: mõista selle riistvarakomponente, õppida, kuidas seda programmeerida TIA portaali abil, kasutades redeliloogikat või muid keeli, ja harjutada tõrkeotsinguid ühiseid probleeme, näiteks kommunikatsioonivigu või programmivigu. Aja ja kogemuste abil saate seda võimsat seadet kasutada igasuguste tööstusprotsesside juhtimiseks, muutes tehased tõhusamaks, ohutumaks ja produktiivsemaks. Ükskõik, kas alustate alles tööstusautomaatikat või otsite oma praegust süsteemi uuendada, on Simatic S7-1200 CPU tööriist, mida tasub teada.
