Ako ste se ikad zapitali kako tvornice održavaju svoje strojeve bez problema ili kako složeni industrijski procesi ostaju na putu, odgovor se često leži u malom, ali moćnom uređaju koji se zove PLC. A kad je riječ o PLCS -u,SIMATIC S7-1200 CPUje ime koje se iznova i iznova pojavljuje. U ovom ćemo vodiču razbiti sve što trebate znati o SIMATIC S7-1200 CPU-u, s onim što radi o tome kako funkcionira i zašto se tako široko koristi u industrijama širom svijeta. Bez obzira jeste li student koji uči o industrijskoj automatizaciji, tehničaru koji želi proširiti svoje znanje ili vlasnika tvrtke s obzirom na novu opremu, ovaj će vam vodič pružiti solidno razumijevanje SIMATIC S7-1200 CPU-a.
Koji je SIMATIC S7-1200 CPU?
SIMATIC S7-1200 CPU je vrsta programabilnog logičkog kontrolera (PLC) koji je napravio Siemens, vodeća tvrtka u industrijskoj tehnologiji s preko 175 godina povijesti. PLC su poput "mozga" industrijskih strojeva i sustava. Oni uzimaju informacije sa senzora, obrađuju ih, a zatim šalju signale u druge dijelove sustava kako bi se stvari pojavile nalik na uključivanje motora, zaustavljanje transportnog traka ili podešavanje temperature u tvornici.
SIMATIC S7-1200 CPU dizajniran je posebno za male i srednje zadatke automatizacije. Uveden 2009. godine u sklopu Siemensove obitelji Simatic S7, stvoren je za zamjenu starijih modela poput S7-200, nudeći bolje performanse i više značajki u manjem paketu. Dovoljno je kompaktan da se uklopi u uske ormariće, ali dovoljno moćan da podnese zadatke poput kontrole male proizvodne linije, upravljanja strojem za pakiranje ili praćenja okolišnih uvjeta u objektu.
Jedan od razloga zašto je SIMATIC S7-1200 CPU toliko popularan je njegova fleksibilnost. Može se lako programirati i prilagoditi različitim zadacima, što znači da može rasti i mijenjati se kao potrebe poslovne promjene. Na primjer, mala pekara može započeti s SIMATIC-om S7-1200 CPU koji kontrolira samo jednu pećnicu, a zatim kasnije dodajte još strojeva kojima isti CPU može upravljati. Osim toga, to je pouzdano nešto što je ključno u industrijama u kojima čak i mali zastoj može koštati stotine ili tisuće dolara. Siemens testira svaki SIMATIC S7-1200 CPU kako bi se osiguralo da može raditi u teškim uvjetima, poput visokih temperatura ili prašnjavih okruženja, koje su uobičajene u tvornicama.
Ključne hardverske komponente SIMATIC S7-1200 CPU-a
Da biste razumjeli kako djeluje SIMATIC S7-1200 CPU, pomaže u saznanju o njegovim glavnim dijelovima hardvera. Pogledajmo najvažnije:
Procesor
U srcu SIMATIC S7-1200 CPU je procesor. Ovdje se događa sve "razmišljanje". Procesor čita program koji mu govori što učiniti, uzima podatke sa senzora i drugih uređaja, a zatim odlučuje koje radnje poduzeti. Brzina i snaga procesora određuju koliko brzo SIMATIC S7-1200 CPU može obraditi informacije, što je važno za praćenje industrijskih procesa koji se brzo kreću.
Različiti modeli SIMATIC S7-1200 CPU-a imaju različite procesore. Na primjer, model 1214C ima 32-bitni procesor koji može podnijeti do 100 000 uputa u sekundi, dok moćniji model 1217C može obraditi preko 300 000 uputa u sekundi. To znači da je 1217c bolji za zadatke koji zahtijevaju brze odluke, poput kontrole velike brzine pakiranja.
Memorija
SIMATIC S7-1200 CPU ima dvije glavne vrste memorije: programsku memoriju i memoriju podataka. Programska memorija je tamo gdje se pohranjuju upute (program). Ovo je skup koraka koji CPU -u govori što učiniti. Memorija podataka je mjesto gdje CPU pohranjuje informacije koje prikuplja tijekom pokretanja, poput čitanja sa senzora ili statusa strojeva (na primjer, bilo da su uključeni ili isključeni).
Većina Simatic S7-1200 CPU modela dolazi s najmanje 50 kb programske memorije i 100 KB podatkovne memorije, što je dovoljno za većinu malih i srednjih zadataka. Ako vam treba više, možete dodati memorijske kartice koje se ubacuju u CPU, slično kao što na telefon dodate memorijsku karticu. Te kartice mogu pohraniti dodatne programe, zapisnike podataka ili čak ažuriranja firmvera za CPU.
Ulaz/izlaz (I/O) portovi
Ulazni i izlazni priključci su kako se SIMATIC S7-1200 CPU povezuje s vanjskim svijetom. Ulazni priključci primaju signale s uređaja poput senzora, koji otkrivaju stvari poput temperature, tlaka ili je li dio na pravom mjestu. Na primjer, temperaturni senzor u pećnici za hranu može poslati signal u ulazni priključak CPU -a kada temperatura dosegne 350 stupnjeva F. Izlazni priključci šalju signale na uređaje poput motora, svjetla ili ventila, govoreći im kada treba uključiti ili isključiti. Signal iz izlaznog priključka mogao bi reći motoru da počne pomicati transportnu traku.
SIMATIC S7-1200 CPU dolazi s raznim ugrađenim I/O priključcima. Na primjer, model 1214C ima 14 digitalnih ulaza, 10 digitalnih izlaza, 2 analogna ulaza i 2 analogna izlaza. Digitalni ulazi i izlazi djeluju s jednostavnim signalima uključivanja/isključivanja (poput prekidača svjetla), dok analogni obradu različitog signala (poput prekidača zatamnjenja koji može postaviti svjetlo na 30% ili 70% svjetline). Ako vam je potrebno više portova nego što je CPU ugrađen, na njega možete povezati dodatne I/O module, omogućujući vam kontrolu više uređaja.
Komunikacijska sučelja
U današnjem povezanom svijetu industrijski sustavi moraju razgovarati jedni s drugima. ASIMATIC S7-1200 CPUima ugrađena komunikacijska sučelja koja se omogućuju povezivanju s drugim uređajima, računalima, pa čak i na Internetu. To znači da operatori mogu pratiti što CPU radi s računala u drugoj sobi ili poslati nove upute bez da nisu odmah uz stroj.
Uobičajeni protokoli komunikacije koje koristi SIMATIC S7-1200 CPU uključuju Profinet i Ethernet. Profinet je brz industrijski protokol koji omogućuje CPU -u komunicirati s drugim Siemensovim uređajima, poput motora ili robota, u stvarnom vremenu. Ethernet je isti protokol koji koristi kućni Internet, što olakšava povezivanje CPU -a s računalom ili mrežom tvornice. Neki modeli također podržavaju Wi-Fi ili mobilne veze, što omogućava daljinsko nadgledanje s bilo kojeg mjesta s internetskom vezom.
SIMATIC S7-1200 Osnove programiranja CPU-a
Programiranje SIMATIC S7-1200 CPU može zvučati komplicirano, ali zapravo je dizajniran tako da bude prilagođen korisnicima, čak i za one koji su novi u PLCS-u. Evo kratkog pogleda kako to funkcionira:
Softver za programiranje: TIA portal
Siemens nudi softver nazvan TIA Portal (potpuno integrirani portal za automatizaciju) koji se koristi za programiranje SIMATIC S7-1200 CPU-a. TIA Portal je trgovina na jednom mjestu za sve stvari povezane s postavljanjem i pokretanjem CPU-a. Ima jednostavno, vizualno sučelje koje olakšava stvaranje programa, testiranje i slanje CPU -u.
TIA Portal dostupan je za Windows računala i može se preuzeti s web stranice Siemens (neke verzije su besplatne za osnovnu upotrebu, dok napredne verzije zahtijevaju licencu). Softver uključuje alate poput "Korak 7" za programiranje i "WinCC" za stvaranje zaslona za praćenje koji prikazuju podatke u stvarnom vremenu iz CPU-a, poput očitanja senzora ili statusa stroja.
Programski jezici
SIMATIC S7-1200 CPU može se programirati pomoću nekoliko jezika, ali najčešći su:
- Logika ljestve (LAD): Ovo je jedan od najstarijih i najpopularnijih programskih jezika PLC -a. Izgleda kao dijagrami električnog kruga, s "rentama" koji predstavljaju različite radnje. Lako je razumjeti imate li osnovno znanje o struji. Na primjer, na lijevoj strani može imati "kontakt" (poput signala senzora) i "zavojnicu" (poput izlaza motora) na desnoj-kad je kontakt zatvoren (senzor nešto otkrije), zavojnica je energična (motor se uključuje).
- Strukturirani tekst (ST): To je više poput računalnog programskih jezika, s redacima koda koji koriste riječi poput "If", "tada" i "else". Dobro je za složenije zadatke, poput izračunavanja koliko proizvoda staviti u spremnik na temelju njegove veličine. Na primjer: "Ako je Container_Size=velik tada Fill_amount:=1000; else Fill_amount:=500; end_if;"
- Dijagram bloka funkcije (FBD): Ovo koristi blokove za predstavljanje različitih funkcija koje su povezane s linijama kako bi pokazali kako teče podacima. Vizualno je i lako slijediti za određene vrste programa, poput onih koji kontroliraju više koraka u procesu. Blok može predstavljati funkciju "timer", s linije koje prikazuju kada se započne i što se događa kada vrijeme istekne.
Pisanje jednostavnog programa
Recimo da želite programirati SIMATIC S7-1200 CPU-a da uključite svjetlo kada senzor otkrije objekt. Evo kako bi to moglo funkcionirati u logici ljestvica pomoću TIA portala:
- Otvorite portal TIA i stvorite novi projekt. Odaberite SIMATIC S7-1200 CPU model koji koristite (poput 1214c) s popisa.
- Idite na odjeljak "Blok programa" i stvorite novi program logike ljestvice.
- Na prvom stanju povucite "normalno otvoreni kontakt" iz okvira alata i dodijelite ga ulazu spojenom na vaš senzor (poput i0.0).
- Povucite "zavojnicu" iz okvira s alatima i dodijelite ga izlaznom priključku spojenom na vaše svjetlo (poput Q0.0). Spojite kontakt na zavojnicu s linijom.
- Spremite program i preuzmite ga u SIMATIC S7-1200 CPU pomoću USB kabela ili Ethernet veze.
Kad senzor otkrije objekt, on šalje signal na ulaz i0.0, zatvarajući kontakt. To dovršava traku, šaljući snagu u zavojnicu na Q0.0, koja se uključila na svjetlost. TIA Portal također vam omogućuje testiranje programa bez povezivanja s CPU -om korištenjem načina "simulacije", gdje možete kliknuti na kontakte kako biste oponašali signale senzora i pogledali rade li izlazi kako se očekivalo.
SIMATIC S7-1200 CPU aplikacije u proizvodnji
SIMATIC S7-1200 CPU koristi se u širokom rasponu proizvodnih postavki. Evo nekoliko uobičajenih primjera:
Montažne linije
U tvornicama automobila ili postrojenjima za elektroniku, montažne linije imaju mnogo koraka. SIMATIC S7-1200 CPU može kontrolirati svaki korak, pazeći da se dijelovi prelaze s jedne stanice u drugu u pravo vrijeme. Na primjer, u tvornici pametnih telefona, CPU bi mogao reći robotskoj ruci da pokupi zaslon i stavi ga na tijelo telefona. Može provjeriti je li zaslon ispravno usklađen pomoću senzora vida-ako ne, zaustavlja liniju i upozorava tehničara da riješi problem, sprječavajući da se pokvareni telefoni izrade.
Strojevi za pakiranje
Strojevi za pakiranje trebaju napuniti posude, zapečatiti ih i točno ih označiti. ASIMATIC S7-1200 CPUMože kontrolirati brzinu stroja, pazeći da svaki spremnik dobije pravu količinu proizvoda. Za liniju za flaširanje sokova, CPU može upotrijebiti senzor protoka za mjerenje koliko se soka izlije u svaku bocu. Ako je količina preniska ili previsoka, CPU podešava ventil koji kontrolira protok. Također može provjeriti da li se naljepnice primjenjuju ravno pomoću kamere i odbiti sve boce koje ne zadovoljavaju standard.
Proizvodnja hrane i pića
U tvornicama hrane održavanje čistih i na pravoj temperaturi ključno je za sigurnost. SIMATIC S7-1200 CPU može nadzirati senzore temperature u pećnicama ili hladnjacima i prilagoditi ih ako postanu prevrući ili hladni. Na primjer, u pekari, CPU bi mogao držati pećnicu za pizzu na točno 475 stupnjeva F. Ako temperatura padne na 460 stupnjeva F, CPU uključuje grijaći element; Ako poraste na 490 stupnjeva F, isključuje element. Također može kontrolirati transportne trake koji premještaju hranu kroz različite faze proizvodnje, poput premještanja tijesta iz miksera u tepsiju, zatim u pećnicu i na kraju do rashladnog stalak.
Obrada vode i otpadnih voda
Čak i u objektima koji tretiraju vodu, SIMATIC S7-1200 CPU igra ulogu. Može kontrolirati crpke koje pomiču vodu kroz filtracijske sustave, osiguravajući da se svaki korak postupka obrade dogodi u pravom redoslijedu. Na primjer, CPU bi prvo mogao uključiti pumpu za slanje sirove vode kroz filter kako bi se uklonili velike čestice, a zatim uključili drugu pumpu za dodavanje kemikalija koje ubijaju bakterije. Može pratiti razinu kemikalija u vodi pomoću senzora-ako nema dovoljno klora, na primjer, CPU dodaje više kako bi osigurao da je voda sigurna za piće.
SIMATIC S7-1200 CPU vs ostali PLCS
Na tržištu postoje mnogi PLC-ovi, pa zašto odabrati SIMATIC S7-1200 CPU? Usporedimo ga s nekim drugim opcijama:
Veličina i prostor
SIMATIC S7-1200 CPU je kompaktan, a većina modela je duljine manje od 10 inča i visine 5 inča. To znači da ne zauzima puno prostora u upravljačkom ormaru, što je velika prednost u malim tvornicama ili strojevima gdje je prostor ograničen na kamionu s hranom ili malom stroju za pakiranje. Neki drugi PLC-ovi, poput Allen-Bradley Micro800, slični su veličine, ali stariji modeli poput Siemens S7-300 mnogo su veći i trebaju više prostora.
Jednostavnost upotrebe
Kao što smo ranije spomenuli, SIMATIC S7-1200 CPU dizajniran je tako da bude jednostavan za programiranje i postavljanje, posebno s TIA portalom. Softver uključuje vodiče i unaprijed izrađene "blokove funkcije" za uobičajene zadatke (poput kontrole motora), koji mogu uštedjeti vrijeme prilikom pisanja programa. Neki stariji PLC -ovi ili modeli drugih marki, poput Mitsubishi FX5, imaju složeniji softver za programiranje koji novim korisnicima može otežati početak. TIA Portal također vam omogućuje bežično povezivanje s CPU -om, tako da ne morate biti fizički pored njega da biste ga programirali ili nadgledali.
Koštati
Za male i srednje aplikacije, SIMATIC S7-1200 CPU nudi dobru ravnotežu značajki i troškova. Cijene počinju od oko 200 dolara za osnovne modele (poput 1211c) i idu do 800 USD za moćnije (poput 1217C). Ovo je konkurentno s drugim primjerom PLCS-a srednjeg raspona, Allen-Bradley CompactLogix 5380 počinje oko 500 USD, dok Mitsubishi FX5-32ET/D košta oko 300 dolara. SIMATIC S7-1200 CPU nije najjeftiniji PLC na tržištu (neki osnovni modeli kineskih marki koštaju manje od 100 USD), ali dolazi s pouzdanim performansama i Siemensovom korisničkom podrškom, zbog čega vrijedi ulaganja za mnoge tvrtke. \\
Kompatibilnost
ASIMATIC S7-1200 CPUDobro radi s drugim Siemensovim proizvodima, poput senzora, motora i softvera. To olakšava izgradnju cjelovitog sustava pomoću Siemensovih komponenti. Na primjer, možete povezati Siemens Simotics Motor izravno na CPU bez potrebe za dodatnim adapterima i koristiti TIA portal za programiranje i CPU -a i motora. Iako su neki drugi PLC kompatibilni sa širokim rasponom marki, sve što od jednog proizvođača može pojednostaviti postavljanje i održavanje. Ako nešto pođe po zlu, možete se obratiti Siemensu radi podrške umjesto da se bavite više tvrtki.
SIMATIC S7-1200 CPU savjeti za rješavanje problema
Čak i najpouzdaniji uređaji ponekad mogu imati problema. Evo nekoliko uobičajenih problema sa SIMATIC S7-1200 CPU-a i kako ih popraviti:
CPU se neće uključiti
Prvo provjerite napajanje. SIMATIC S7-1200 CPU obično radi na 24V istosmjernoj snazi, pa provjerite je li napajanje postavljeno na pravi napon (ne 120V AC, što bi oštetilo CPU). Provjerite je li kabel napajanja ispravno priključen i na CPU, a problem s dometnom napajanjem je problem. Napajanje možete testirati mjeračem napona da biste vidjeli da li izlaže 24V. Ako je uključena snaga, ali CPU se i dalje neće pokrenuti, provjerite svjetla statusa CPU-a-ako postoji crvena svjetlost pogreške, to bi mogao biti problem hardvera. U tom ćete slučaju trebati kontaktirati Siemensovu podršku ili zamijeniti CPU.
Senzori ili pokretači ne reagiraju
Ako senzor ne šalje podatke na SIMATIC S7-1200 CPU-a, ili aktuator (poput motora) ne reagira na signale CPU-a, provjerite ožičenje. Labave ili oštećene žice uobičajeni su uzrok. Provjerite jesu li sve priključke u tijesnim vibracijama u tvornici mogu otpustiti terminale. Potražite rezane ili pokvarene žice, koje mogu razbiti signal. Također možete provjeriti I/O priključke na CPU-u kako biste bili sigurni da nisu oštećeni-ako je luka savijena ili ima prljavštinu u sebi, možda neće uspostaviti dobru vezu. Pokušajte povezati senzor ili aktuator na drugi priključak da biste vidjeli je li to radovi-ako jest, originalni port može biti neispravan.
Pogreške u komunikaciji
Ako se SIMATIC S7-1200 CPU ne može povezati s drugim uređajima ili na TIA portal, provjerite mrežne kabele. Ethernet kabeli mogu se oštetiti, pogotovo ako su zakoračili ili povukli. Pokušajte koristiti drugi kabel da biste vidjeli hoće li to popraviti problem. Provjerite jesu li mrežne postavke na TIA portalu odgovarali postavkama CPU-a-i-i trebaju imati isti raspon IP adresa (poput 192.168.0.0). IP adresu CPU -a možete provjeriti povezivanjem monitora na njega (neki modeli imaju zaslon) ili pomoću TIA portala "Alat za online pristup". Ponekad ponovno pokretanje CPU-a ili računala koji pokreće TIA portal može riješiti probleme s komunikacijom-samo poput ponovnog pokretanja kućnog usmjerivača može riješiti internetske probleme.
Program ne radi kako se očekivalo
Ako program koji ste napisali ne radi ono što bi trebao, vratite se na TIA Portal i testirajte program korak po korak. Upotrijebite funkciju "Monitor" da biste gledali kako signali prolaze kroz program-ovo vam može pomoći da vidite da li se ulaz senzora nikada ne uključi ili se izlaz zaglavi. Potražite pogreške u logici, poput ulaza senzora koji je spojen na pogrešan izlaz (na primjer, senzor temperature spojen na izlaz motora umjesto na izlaz grijača). Provjerite koristi li program prave adrese za ulaze i izlaze-ako ste slučajno koristili i0.1 umjesto i0.0 za senzor, program neće reagirati kada se senzor pokrene. Također možete usporediti svoj program s primjerima programa u knjižnici TIA Portala da biste vidjeli jeste li propustili korak.
Zaključak
ASIMATIC S7-1200 CPUsvestran je i pouzdan PLC koji igra veliku ulogu u održavanju nesmetano vođenje industrijskih sustava. Od svog kompaktnog dizajna i programiranja koji se lako koristi do svog širokog spektra aplikacija u proizvodnji, proizvodnji hrane i obradi vode, nije čudo što je omiljeno među proizvođačima. Njegova ravnoteža veličine, snage i troškova čini ga odličnim izborom za male i srednje zadatke automatizacije, dok njegova kompatibilnost s drugim Siemensovim proizvodima i robusnim komunikacijskim značajkama olakšava integriranje u veće sustave.
Zapamtite, ključ za postizanje maksimum iz SIMATIC-a S7-1200 CPU-a je započeti s osnovama: razumjeti njegove hardverske komponente, naučiti kako ga programirati s TIA portalom koristeći logiku ljestvica ili druge jezike i prakticirati uobičajene probleme poput komunikacijskih pogrešaka ili programskih pogrešaka. S vremenom i iskustvom moći ćete koristiti ovaj moćni uređaj za kontrolu svih vrsta industrijskih procesa, čineći tvornice učinkovitijim, sigurnijim i produktivnijim. Bilo da tek počinjete u industrijskoj automatizaciji ili želite nadograditi svoj trenutni sustav, SIMATIC S7-1200 CPU je alat koji vrijedi znati.
