Če ste se kdaj vprašali, kako tovarne ohranjajo svoje stroje nemoteno ali kako zapleteni industrijski procesi ostanejo na poti, je odgovor pogosto leži v majhni, a močni napravi, imenovani PLC. In ko gre za PLCS,SIMATIC S7-1200 CPUje ime, ki se vedno znova pojavlja. V tem priročniku bomo razčlenili vse, kar morate vedeti o CPU-jem S7-1200, od tega, kako deluje, in zakaj se tako široko uporablja v panogah po vsem svetu. Ne glede na to, ali ste študent spoznali industrijsko avtomatizacijo, tehnik, ki želi razširiti svoje znanje ali lastnik podjetja, ki upošteva novo opremo, vam bo ta vodnik trdno razumel CPU S7-1200 S7-1200.
Kakšen je CPU SIMATIC S7-1200?
CPU SIMATIC S7 - 1200 je vrsta programirljivega logičnega krmilnika (PLC), ki ga je izdelal Siemens, vodilno podjetje v industrijski tehnologiji z več kot 175 leti zgodovine. PLC so kot "možgani" industrijskih strojev in sistemov. Vzamejo informacije od senzorjev, jih obdelajo in nato pošljejo signale v druge dele sistema, da se zgodi, da se stvari vklopijo motor, ustavijo tekoči trak ali prilagajajo temperaturo v tovarni.
CPU SIMATIC S7 - 1200 je zasnovan posebej za majhne do srednje velike naloge avtomatizacije. Uveden leta 2009 v okviru družine SIMATIC S7 Siemens je bil ustvarjen za nadomeščanje starejših modelov, kot je S7-200, ki ponujajo boljše zmogljivosti in več funkcij v manjšem paketu. Je dovolj kompakten, da se prilega v tesne krmilne omare, vendar dovolj zmogljiv, da lahko ravna z nalogami, kot so nadzor majhne proizvodne linije, upravljanje embalažnega stroja ali spremljanje okoljskih razmer v objektu.
Eden od razlogov, da je CPU SIMATIC S7 - 1200 tako priljubljen, je njegova fleksibilnost. Lahko ga je enostavno programirati in prilagoditi različnim nalogam, kar pomeni, da lahko raste in se spreminja kot potrebe poslovnega spreminjanja. Na primer, majhna pekarna se lahko začne s simatičnim CPU-jem S7-1200, ki nadzoruje samo eno pečico, nato pa pozneje dodajte več strojev, ki jih lahko upravlja isti CPU. Poleg tega je zanesljivo nekaj, kar je ključnega pomena v panogah, kjer lahko celo majhen izpad stane sto ali tisoč dolarjev. Siemens preizkuša vsak CPU SIMATIC S7-1200, da zagotovi, da lahko deluje v težkih pogojih, kot so visoke temperature ali prašna okolja, ki so pogoste v tovarnah.
Ključne strojne komponente CPU-ja S7-1200
Da bi razumeli, kako deluje CPU SIMATIC S7-1200, pomaga vedeti o njegovih glavnih delih strojne opreme. Oglejmo si najpomembnejše:
Procesor
V središču Simatskega S7 - 1200 CPU je procesor. Tu se zgodi vse "razmišljanje". Procesor prebere program, ki mu pove, kaj storiti, sprejme podatke od senzorjev in drugih naprav, nato pa se odloči, kakšna dejanja naj sprejme. Hitrost in moč procesorja določata, kako hitro lahko CPU SIMATIC S7-1200 obdeluje informacije, kar je pomembno za sledenje hitro premikajoči se industrijski procesi.
Različni modeli S7 - 1200 CPU imajo različne procesorje. Na primer, model 1214C ima 32-bitni procesor, ki lahko upravlja do 100.000 navodil na sekundo, medtem ko lahko zmogljivejši 1217C model obdela več kot 300.000 navodil na sekundo. To pomeni, da je 1217C boljši za naloge, ki zahtevajo hitre odločitve, kot je nadzor embalažne linije visoke hitrosti.
Spomin
CPU SIMATIC S7-1200 ima dve glavni vrsti pomnilnika: programski pomnilnik in podatkovni pomnilnik. Programski pomnilnik je tam, kjer so shranjena navodila (program). To je niz korakov, ki povedo CPU, kaj storiti. Podatkovni pomnilnik je tam, kjer CPU shranjuje informacije, ki jih zbira med izvajanjem, kot so odčitki senzorjev ali status strojev (na primer vklopljeni ali izklopljeni).
Večina modelov CPU S7-1200 ima vsaj 50 kb programskega pomnilnika in 100 kb podatkovnega pomnilnika, kar je dovolj za večino majhnih do srednjih nalog. Če potrebujete več, lahko dodate pomnilniške kartice, ki se priključijo v CPU, podobno kot dodajate pomnilniško kartico v telefon. Te kartice lahko shranijo dodatne programe, dnevnike podatkov ali celo posodobitve vdelane programske opreme za CPU.
Vhodna/izhodna (V/I) vrata
Vhodna in izhodna vrata so, kako se CPU SIMATIC S7-1200 poveže z zunanjim svetom. Vhodna vrata prejemajo signale iz naprav, kot so senzorji, ki zaznajo stvari, kot so temperatura, tlak ali ali je del na pravem mestu. Na primer, temperaturni senzor v hrani lahko pošlje signal v vhodna vrata CPU -ja, ko temperatura doseže 350 stopinj F. Izhodna vrata pošljejo signale na napravam, kot so motorji, luči ali ventili, in jim povedo, kdaj vklopi ali izklopljena. Signal iz izhodnega vhoda bi lahko povedal motorju, naj začne premikati tekoči trak.
SIMATIC S7 - 1200 CPU ima različne vgrajene V/I vgrajene - v. Na primer, model 1214C ima 14 digitalnih vhodov, 10 digitalnih izhodov, 2 analogna vhoda in 2 analogna izhoda. Digitalni vhodi in izhodi delujejo s preprostimi signali vklopa/izklopa (kot stikalo za luč), medtem ko analogni ročaj različne signale (kot zatemnilno stikalo, ki lahko nastavi svetlobo na 30% ali 70% svetlost). Če potrebujete več vrat, kot je vgrajen CPU, lahko nanj povežete dodatne module V/I, kar vam omogoča, da nadzirate več naprav.
Komunikacijski vmesniki
V današnjem povezanem svetu se morajo industrijski sistemi pogovarjati med seboj. TheSIMATIC S7-1200 CPUje v komunikacijskih vmesnikih vgradil -, ki omogočajo, da se poveže z drugimi napravami, računalniki in celo internetom. To pomeni, da lahko operaterji spremljajo, kaj počne CPU iz računalnika v drugi sobi ali mu pošljejo nova navodila, ne da bi bili tik ob stroju.
Skupni komunikacijski protokoli, ki jih uporablja SIMATIC S7 - 1200 CPU, vključujejo Profinet in Ethernet. Profinet je hiter industrijski protokol, ki omogoča, da CPU v realnem času komunicira z drugimi napravami Siemens, kot so motorji ali roboti. Ethernet je enak protokol, ki ga uporablja domači internet, kar omogoča enostavno povezovanje CPU -ja z računalnikom ali omrežjem tovarne. Nekateri modeli podpirajo tudi Wi-Fi ali celične povezave, kar omogoča oddaljeno spremljanje od kjer koli z internetno povezavo.
SIMATIC S7-1200 CPU Programiranje osnov
Programiranje CPU SIMATIC S7 - 1200 se lahko sliši zapleteno, vendar je dejansko zasnovan tako, da je uporabniku prijazen, tudi za tiste, ki so novi v PLC-jih. Tukaj je hiter pogled na to, kako deluje:
Programska oprema za programiranje: TIA Portal
Siemens ponuja programsko opremo, imenovano TIA Portal (popolnoma integriran portal za avtomatizacijo), ki se uporablja za programiranje CPU SIMATIC S7 - 1200. TIA Portal je prodajalna na enem mestu za vse stvari, povezane z nastavitvijo in vodenjem CPU-ja. Ima preprost, vizualni vmesnik, ki olajša ustvarjanje programov, jih preizkusi in pošlje v CPU.
TIA Portal je na voljo za Windows Computers in ga je mogoče prenesti s spletnega mesta Siemens (nekatere različice so brezplačne za osnovno uporabo, napredne različice pa zahtevajo licenco). Programska oprema vključuje orodja, kot sta "korak 7" za programiranje in "Wincc" za ustvarjanje zaslonov za spremljanje, ki prikazujejo resnične - časovne podatke iz CPU -ja, kot so odčitki senzorjev ali status stroja.
Programski jeziki
CPU SIMATIC S7-1200 lahko programirate z več jeziki, najpogostejši pa so:
- Logika lestvice (lad): To je eden najstarejših in najbolj priljubljenih programskih jezikov PLC. Videti je kot diagrami električnega vezja, z "prečkami", ki predstavljajo različna dejanja. Lahko je razumeti, če imate osnovno znanje o električni energiji. Na primer, na levi strani lahko na levi strani ima "kontakt" (kot senzorski signal) in "tuljavo" (kot izhod motorja) na desni - Ko je stik zaprt (senzor nekaj zazna), se tuljava energizira (motor se vklopi).
- Strukturirano besedilo (st): To je bolj podobno računalniškemu programskemu jeziku, z vrsticami kode, ki uporabljajo besede, kot so "if," "potem" in "drugo." Dobro je za bolj zapletene naloge, kot je izračun, koliko izdelka da v posodo, glede na njegovo velikost. Na primer: "Če je Container_size=velik, potem Fill_amount:=1000; else fill_amount:=500; end_if;"
- Diagram funkcijskega bloka (FBD): To uporablja bloke za predstavljanje različnih funkcij, ki so povezane s črtami, da prikažejo, kako podatki tečejo. Za nekatere vrste programov, kot so tiste, ki nadzorujejo več korakov v postopku, je vizualno in enostavno slediti. Blok lahko predstavlja funkcijo "časovnika", pri čemer se linije prikažejo, kdaj se začne in kaj se zgodi, ko zmanjka časa.
Pisanje preprostega programa
Recimo, da želite programirati CPU SIMATIC S7-1200, da vklopite luč, ko senzor zazna predmet. Tukaj je, kako lahko deluje v logiki lestve s pomočjo portala TIA:
- Odprite portal TIA in ustvarite nov projekt. S seznama izberite model CPU-ja S7-1200, ki ga uporabljate (na primer 1214C).
- Pojdite v razdelek »Programski blok« in ustvarite nov program logike lestve.
- Na prvi pregibi povlecite "običajno odprt stik" iz orodjarja in ga dodelite vhodnem vhodu, povezanem z vašim senzorjem (kot i0.0).
- Povlecite "tuljavo" iz orodjarja in jo dodelite na izhodna vrata, povezana s svojo lučjo (na primer Q0.0). Stik s tuljavo priključite s črto.
- Shranite program in ga prenesite v CPU S7-1200 S7-1200 s pomočjo USB kabla ali Ethernet povezave.
Ko senzor zazna predmet, pošlje signal v vnos I0.0 in zapre stik. To zaključi prestop in pošlje moč na tuljavo na Q0.0, ki vklopi luč. TIA Portal vam omogoča tudi preizkus programa, ne da bi se povezali s CPU z uporabo "simulacijskega", kjer lahko kliknete stike s mimičnimi senzorskimi signali in preverite, ali izhodi delujejo, kot je bilo pričakovano.
SIMATIC S7-1200 CPU aplikacije v proizvodnji
CPU SIMATIC S7-1200 se uporablja v širokem obsegu proizvodnih nastavitev. Tu je nekaj pogostih primerov:
Montažne linije
V tovarnah avtomobilov ali elektronskih napravah imajo montažne linije veliko korakov. CPU SIMATIC S7 - 1200 lahko nadzoruje vsak korak, pri čemer poskrbi, da se deli premikajo iz ene postaje na drugo ob pravem času. Na primer, v tovarni pametnih telefonov lahko CPU pove robotski roki, naj prevzame zaslon in ga postavi na telo telefona. Lahko preveri, ali je zaslon pravilno poravnan s senzorjem vida-če ne, ustavi črto in opozori tehnika, da odpravi težavo in prepreči, da bi se izdelali napačni telefoni.
Embalažni stroji
Embalažni stroji morajo napolniti zabojnike, jih zadržati in natančno označiti. TheSIMATIC S7-1200 CPUlahko nadzoruje hitrost stroja in poskrbite, da bo vsak vsebnik dobil pravo količino izdelka. Za linijo za polnjenje soka lahko CPU uporabi senzor pretoka za merjenje, koliko soka se vlije v vsako steklenico. Če je količina prenizka ali previsoka, CPU prilagodi ventil, ki nadzoruje tok. Prav tako lahko preveri, ali se nalepke uporabljajo naravnost s kamero, in zavrne vse steklenice, ki ne ustrezajo standardu.
Proizvodnja hrane in pijač
V tovarnah hrane je ohranjanje stvari čiste in pri pravi temperaturi ključnega pomena za varnost. CPU SIMATIC S7-1200 lahko spremlja temperaturne senzorje v pečicah ali hladilnikih in jih prilagodi, če so preveč vroče ali hladne. Na primer, v pekarni lahko CPU hrani pečico za pico pri natančno 475 stopinj F. Če temperatura pade na 460 stopinj F, CPU vklopi ogrevalni element; Če se dvigne na 490 stopinj F, izklopi element. Prav tako lahko nadzoruje tekoče trakove, ki prenašajo hrano skozi različne faze proizvodnje, kot je premikanje testa iz mešalnika na pekač, nato v pečico in na koncu na hladilno stojalo.
Čiščenje vode in odpadne vode
Tudi v objektih, ki zdravijo z vodo, igra simat S7 - 1200 CPU. Lahko nadzoruje črpalke, ki premikajo vodo skozi filtracijske sisteme in tako zagotovijo, da se vsak korak postopka čiščenja zgodi v pravem vrstnem redu. Na primer, CPU lahko najprej vklopi črpalko, da pošlje surovo vodo skozi filter, da odstrani velike delce, nato pa vklopi drugo črpalko, da doda kemikalije, ki ubijajo bakterije. S pomočjo senzorjev lahko spremlja ravni kemikalij v vodi-če ni dovolj klora, na primer CPU doda več, da se prepriča, da je voda varna za pitje.
SIMATIC S7-1200 CPU VS DRUGI PLCS
Na trgu je veliko PLC-jev, zakaj torej izbrati CPU SIMATIC S7-1200? Primerjajmo z nekaterimi drugimi možnostmi:
Velikost in prostor
CPU SIMATIC S7 - 1200 je kompakten, večina modelov pa meri manj kot 10 centimetrov v dolžini in 5 centimetrov v višini. To pomeni, da ne zavzame veliko prostora v krmilni omari, kar je velika prednost v majhnih tovarnah ali strojih, kjer je prostor omejen -, kot na tovornjaku s hrano ali na majhnem embalažnem stroju. Nekateri drugi PLC, kot je Allen-Bradley Micro800, so po velikosti podobni, toda starejši modeli, kot je Siemens S7-300, so veliko večji in potrebujejo več prostora.
Enostavnost uporabe
Kot smo že omenili, je CPU SIMATIC S7 - 1200 zasnovan tako, da je enostavno programirati in nastaviti, zlasti s portalom TIA. Programska oprema vključuje vaje in vnaprej izdelane "funkcijske bloke" za običajne naloge (na primer nadzor motorja), ki lahko prihrani čas pri pisanju programov. Nekateri starejši PLC ali modeli drugih blagovnih znamk, kot je Mitsubishi FX5, imajo bolj zapleteno programsko opremo za programsko opremo, ki lahko novim uporabnikom oteži začetek. TIA Portal vam omogoča tudi brezžično povezovanje s CPU -jem, zato vam ni treba biti fizično poleg njega, da ga programirate ali spremljate.
Stroški
Za majhne do srednje velikosti - aplikacije simat S7 - 1200 CPU ponuja dobro ravnovesje funkcij in stroškov. Cene se začnejo pri približno 200 dolarjih za osnovne modele (na primer 1211c) in segajo do 800 dolarjev za močnejše (kot 1217C). To je konkurenčno z drugimi srednjimi - Range Plcs - na primer, Allen-Bradley CompactLogix 5380 se začne pri približno 500 USD, medtem ko Mitsubishi FX5-32ET/D stane približno 300 USD. CPU SIMATIC S7-1200 ni najcenejši PLC na trgu (nekateri osnovni modeli kitajskih blagovnih znamk stanejo manj kot 100 USD), vendar je na voljo z zanesljivo uspešnostjo in Siemensovo podporo strankam, zaradi česar je vredno naložbe za številna podjetja. \\
Združljivost
TheSIMATIC S7-1200 CPUDobro sodeluje z drugimi izdelki Siemens, kot so senzorji, motorji in programska oprema. To olajša izdelavo celotnega sistema s pomočjo komponent Siemens. Na primer, motor Siemens Simotics lahko na primer povežete neposredno na CPU, ne da bi potrebovali dodatne adapterje, in uporabite portal TIA za programiranje tako CPU kot motornega motorja. Medtem ko so nekateri drugi PLC združljivi s široko paleto blagovnih znamk, lahko vse od enega proizvajalca poenostavi nastavitev in vzdrževanje. Če gre kaj narobe, se lahko obrnite na Siemens za podporo, namesto da se ukvarjate z več podjetji.
SIMATIC S7-1200 Nasveti za odpravljanje težav s CPU
Tudi najbolj zanesljive naprave imajo včasih težave. Tu je nekaj pogostih težav s CPU SIMATIC S7-1200 in kako jih popraviti:
CPU se ne bo vklopil
Najprej preverite napajanje. SIMATIC S7 - 1200 CPU običajno deluje na 24V DC napajanju, zato se prepričajte, da je napajanje nastavljeno na desno napetost (ne 120 V AC, ki bi poškodoval CPU). Preverite, ali je napajalni kabel pravilno priključen na CPU in napajanje - Včasih je težava ohlapna povezava. Lahko preizkusite napajalnik z merilnikom napetosti in preverite, ali je oddaljen 24V. Če je moč vklopljena, vendar se CPU še vedno ne bo zagnal, preverite luči stanja CPU-ja-če obstaja rdeča lučka napak, je to lahko težava s strojno opremo. V tem primeru se boste morda morali obrniti na Siemensovo podporo ali zamenjati CPU.
Senzorji ali aktuatorji, ki se ne odzivajo
Če senzor ne pošilja podatkov v CPU SIMATIC S7 - 1200 ali aktuator (kot motor) se ne odziva na signale CPU -ja, preverite ožičenje. Ohlapne ali poškodovane žice so pogost vzrok. Prepričajte se, da so vse povezave tesne - Včasih vibracije v tovarni lahko zrahljajo terminale. Poiščite rezane ali raztrgane žice, ki lahko razbijejo signal. Prav tako lahko preverite I/O vrata na CPU in se prepričate, da niso poškodovani - Če je vrata upognjena ali ima v njem umazanijo, morda ne bo dobro povezana. Poskusite povezati senzor ali aktuator z drugim pristaniščem, da preverite, ali to deluje-če je, je originalna vrata morda napačna.
Komunikacijske napake
Če simat S7 - 1200 CPU ne more povezati z drugimi napravami ali s portalom TIA, preverite omrežne kable. Ethernet kabli se lahko poškoduje, še posebej, če stopijo naprej ali potegnejo. Poskusite uporabiti drug kabel, da preverite, ali to odpravi težavo. Prepričajte se, da se nastavitve omrežja v portalu TIA ujemajo z nastavitvami CPU -, ki bi morale imeti enako območje IP naslovov (na primer 192.168.0.x). IP naslov CPU lahko preverite tako, da z njim povežete monitor (nekateri modeli imajo zaslon) ali z orodjem "spletni dostop" TIA portal. Včasih lahko ponovni zagon CPU-ja ali računalnika, ki deluje na portalu TIA, odpravi težave s komunikacijo-tako da lahko ponovni zagon domačega usmerjevalnika odpravi težave z internetom.
Program ne deluje po pričakovanjih
Če program, ki ste ga napisali, ne dela tega, kar bi moral, se vrnite na portal TIA in preizkusite program korak za korakom. Uporabite funkcijo "Monitor", da opazujete, kako signali tečejo skozi program - To vam lahko pomaga, da se vhod senzorja nikoli ne vklopi ali če se izhod zatakne. Poiščite napake v logiki, kot je vhod senzorja, ki je povezan z napačnim izhodom (na primer temperaturni senzor, povezan z izhodom motorja, namesto z izhodom grelnika). Preverite, ali program uporablja prave naslove za vhode in izhode - Če ste po naključju uporabili i0.1 namesto i0.0 za senzor, program ne bo reagiral, ko se senzor sproži. Svoj program lahko primerjate tudi s programi v knjižnici TIA Portal in preverite, ali ste zamudili korak.
Zaključek
TheSIMATIC S7-1200 CPUje vsestranski in zanesljiv PLC, ki ima veliko vlogo pri ohranjanju nemotenih industrijskih sistemov. Od svojega kompaktnega dizajna in enostavnega - do - uporablja programsko opremo za uporabo v široko paleto aplikacij pri proizvodnji, proizvodnji hrane in čiščenja vode, ni čudno, da je med proizvajalci najljubši. Njegova ravnovesje velikosti, moči in stroškov je odlična izbira za naloge avtomatizacije velikosti -, medtem ko njegova združljivost z drugimi izdelki Siemens in robustnimi komunikacijskimi funkcijami olajša integracijo v večje sisteme.
Ne pozabite, da je ključ do kar najbolje izkoristiti CPU SIMATIC S7-1200, da začnete z osnovami: razumeti njegove strojne komponente, se naučite programirati s portalom TIA z uporabo logike lestve ali drugih jezikov in vadite odpravljanje skupnih težav, kot so komunikacijske napake ali programske napake. S časom in izkušnjami boste lahko s to zmogljivo napravo nadzirali vse vrste industrijskih procesov, s čimer boste tovarne bolj učinkovite, varne in produktivne. Ne glede na to, ali šele začenjate z industrijsko avtomatizacijo ali želite nadgraditi svoj trenutni sistem, je CPU SIMATIC S7-1200 orodje, ki ga je vredno vedeti.
