Ако някога сте се чудили как фабриките поддържат машините си да работят безпроблемно или как сложните индустриални процеси остават на път, отговорът често се крие в малко, но мощно устройство, наречено PLC. А що се отнася до PLC,SIMATIC S7-1200 CPUе име, което се появява отново и отново. В това ръководство ще разрушим всичко, което трябва да знаете за процесора SIMATIC S7-1200, от това, което е до това как работи и защо се използва толкова широко в индустриите по света. Независимо дали сте студент, който се учи за индустриална автоматизация, техник, който иска да разшири вашите знания, или собственик на бизнес, обмислящ ново оборудване, това ръководство ще ви даде солидно разбиране на процесора SIMATIC S7-1200.
Какво представлява SIMATIC S7-1200 процесора?
CPU SIMATIC S7-1200 е вид програмируем логически контролер (PLC), направен от Siemens, водеща компания по индустриални технологии с над 175 години история. PLC са като "мозъка" на индустриални машини и системи. Те приемат информация от сензори, обработват я и след това изпращат сигнали в други части на системата, за да направят нещата, като включват двигател, спиране на конвейер или регулиране на температурата във фабрика.
CPU SIMATIC S7-1200 е проектиран специално за малки до средни задачи за автоматизация. Въведен през 2009 г. като част от семейството на SIMENCES на Siemens, той е създаден, за да замени по-стари модели като S7-200, предлагайки по-добра производителност и повече функции в по-малък пакет. Той е достатъчно компактен, за да се побере в тесни контролни шкафове, но достатъчно мощен, за да се справи с задачи като контролиране на малка производствена линия, управление на опаковъчна машина или наблюдение на условията на околната среда в съоръжението.
Една от причините SIMATIC S7-1200 процесорът е толкова популярен е неговата гъвкавост. Той може лесно да се програмира и адаптира към различни задачи, което означава, че може да расте и да се променя като нуждите на бизнеса. Например, малка пекарна може да започне с SIMATIC S7-1200 CPU, контролиращ само една фурна, след което по-късно добавете още машини, които един и същ процесор може да управлява. Плюс това, това е надеждно нещо, което е от решаващо значение в индустриите, при които дори малък престой може да струва стотици или хиляди долари. Siemens тества всеки CPU SEMATIC S7-1200, за да гарантира, че може да работи при тежки условия, като високи температури или прашни среди, които са често срещани във фабрики.
Основни хардуерни компоненти на процесора SIMATIC S7-1200
За да разберем как работи процесорът SIMATIC S7-1200, той помага да се знае за основните си хардуерни части. Нека да разгледаме най -важните:
Процесорът
В основата на процесора Simatic S7-1200 е процесорът. Тук се случва цялото „мислене“. Процесорът чете програмата, която й казва какво да прави, приема данни от сензори и други устройства и след това решава какви действия да предприемат. Скоростта и мощността на процесора определят колко бързо може да обработва информацията SIMATIC S7-1200, което е важно за поддържане на бързо движещи се индустриални процеси.
Различните модели на процесора SIMATIC S7-1200 имат различни процесори. Например, моделът 1214C има 32-битов процесор, който може да обработва до 100 000 инструкции в секунда, докато по-мощният модел 1217C може да обработва над 300 000 инструкции в секунда. Това означава, че 1217c е по-добър за задачи, които изискват бързи решения, като контролиране на високоскоростна опаковъчна линия.
Памет
CPU SIMATIC S7-1200 има два основни типа памет: Паметта на програмата и паметта на данните. Паметта на програмата е мястото, където се съхраняват инструкциите (програмата). Това е набор от стъпки, които казва на процесора какво да прави. Паметта на данните е мястото, където процесорът съхранява информация, която събира, докато работи, като показания от сензори или състоянието на машините (независимо дали са включени или изключени).
Повечето модели на процесора S7-1200 S7-1200 се предлагат с поне 50 kb от програмната памет и 100 kb памет на данни, което е достатъчно за повечето малки и средни задачи. Ако имате нужда от повече, можете да добавите карти с памет, които се включват в процесора, подобно на това как добавяте карта с памет към телефон. Тези карти могат да съхраняват допълнителни програми, дневници на данни или дори актуализации на фърмуера за процесора.
Вход/изход (I/O) портове
Входните и изходните портове са как CPU SIMATIC S7-1200 се свързва с външния свят. Входните портове получават сигнали от устройства като сензори, които откриват неща като температура, налягане или дали част е на правилното място. Например, температурен сензор в хранителна фурна може да изпрати сигнал към входния порт на процесора, когато температурата достигне 350 градуса F. Изходните портове изпращат сигнали на устройства като двигатели, светлини или клапани, като им казват кога да включват или изключват. Сигнал от изходен порт може да каже на мотор да започне да движи конвейерния лента.
CPU SIMATIC S7-1200 се предлага с различни вградени I/O портове. Например, моделът 1214C има 14 цифрови входа, 10 цифрови изхода, 2 аналогови входа и 2 аналогови изхода. Цифровите входове и изходи работят с прости сигнали за включване/изключване (като превключвател на светлината), докато аналоговите обработват различни сигнали (като димер превключвател, който може да зададе светлина на 30% или 70% яркост). Ако имате нужда от повече портове, отколкото процесорът е вградил, можете да свържете допълнителни I/O модули към него, което ви позволява да контролирате повече устройства.
Комуникационни интерфейси
В днешния свързан свят индустриалните системи трябва да говорят помежду си. TheSIMATIC S7-1200 CPUИма вградени комуникационни интерфейси, които го оставят да се свързва с други устройства, компютри и дори интернет. Това означава, че операторите могат да наблюдават какво прави процесорът от компютър в друга стая или да изпраща нови инструкции към него, без да е точно до машината.
Общите комуникационни протоколи, използвани от процесора SIMATIC S7-1200, включват Profinet и Ethernet. Profinet е бърз индустриален протокол, който позволява на процесора да комуникира с други устройства на Siemens, като мотори или роботи, в реално време. Ethernet е същият протокол, използван от домашния интернет, което улеснява свързването на процесора към компютър или на мрежата на фабриката. Някои модели също поддържат Wi-Fi или клетъчни връзки, което позволява отдалечен мониторинг отвсякъде с интернет връзка.
SIMATIC S7-1200 Основи за програмиране на процесора
Програмирането на SIMATIC S7-1200 процесора може да звучи сложно, но всъщност е проектиран да бъде удобен за потребителя, дори и за тези, които са нови за PLC. Ето един бърз поглед как работи:
Софтуерът за програмиране: TIA Portal
Siemens предоставя софтуер, наречен TIA Portal (напълно интегриран портал за автоматизация), който се използва за програмиране на процесора SIMATIC S7-1200. TIA Portal е едно гише за всички неща, свързани с настройката и управлението на процесора. Той има прост, визуален интерфейс, който улеснява създаването на програми, тестване и изпращане на тях на процесора.
TIA Portal е достъпен за компютри Windows и може да бъде изтеглен от уебсайта на Siemens (някои версии са безплатни за основна употреба, докато разширените версии изискват лиценз). Софтуерът включва инструменти като "Стъпка 7" за програмиране и "WINCC" за създаване на екрани за мониторинг, които показват данни в реално време от процесора, като показания на сензора или състоянието на машината.
Езици за програмиране
CPU SIMATIC S7-1200 може да бъде програмиран с помощта на няколко езика, но най-често срещаните са:
- Логика на стълбата (момък): Това е един от най -старите и най -популярните езици за програмиране на PLC. Изглежда като електрически схема, с „стъпки“, които представляват различни действия. Лесно е да се разбере дали имате основни познания за електричеството. Например, дъгата може да има "контакт" (като сигнал за сензор) вляво и "намотка" (като мотор на двигателя) отдясно-когато контактът е затворен (сензорът открива нещо), бобината се захранва (двигател се включва).
- Структуриран текст (ST): Това е по -скоро като език за компютърно програмиране, с редове от код, които използват думи като „if“, „тогава“ и „else“. Добре е за по -сложни задачи, като изчисляване на колко продукт да поставите в контейнер въз основа на неговия размер. Например: "Ако container_size=голям, тогава fill_amount:=1000; else fill_amount:=500; end_if;"
- Диаграма на функционалния блок (FBD): Това използва блокове за представяне на различни функции, които са свързани с линии, за да покажат как тече данните. Това е визуално и лесно да се следва за определени видове програми, като тези, които контролират множество стъпки в процеса. Блокът може да представлява функция "таймер", като линиите се показват, когато стартира и какво се случва, когато изтече времето.
Писане на проста програма
Да речем, че искате да програмирате SIMATIC S7-1200 CPU, за да включите светлина, когато сензор открие обект. Ето как може да работи в логиката на стълбата с помощта на TIA Portal:
- Отворете портала TIA и създайте нов проект. Изберете модела на процесора SIMATIC S7-1200, който използвате (като 1214C) от списъка.
- Отидете в секцията „Блок на програмата“ и създайте нова програма за логика на стълбата.
- На първия ход плъзнете "нормално отворен контакт" от кутията с инструменти и го присвойте към входния порт, свързан към вашия сензор (като I0.0).
- Плъзнете "намотка" от кутията с инструменти и го присвойте към изходния порт, свързан към вашата светлина (като Q0.0). Свържете контакта към намотката с линия.
- Запазете програмата и я изтеглете в процесора SIMATIC S7-1200 с помощта на USB кабел или Ethernet връзка.
Когато сензорът открие обект, той изпраща сигнал към вход i0.0, затваряйки контакта. Това завършва лентата, изпращайки мощност към бобината при q0.0, което включва светлината. TIA Portal също ви позволява да тествате програмата, без да се свързвате с процесора, като използвате режим "симулация", където можете да щракнете върху контакти, за да имитирате сензорни сигнали и да видите дали изходите работят както се очаква.
SIMATIC S7-1200 CPU приложения в производството
CPU SIMATIC S7-1200 се използва в широк спектър от производствени настройки. Ето някои общи примери:
Линии на сглобяване
В автомобилни фабрики или инсталации за електроника монтажните линии имат много стъпки. CPU SIMATIC S7-1200 може да контролира всяка стъпка, като се увери, че частите се преместват от една станция към следващата в точния момент. Например, във фабриката за смартфони, процесорът може да каже на роботизирана ръка да вземе екран и да го постави върху тялото на телефона. Той може да провери дали екранът е правилно подравнен с помощта на сензор за виждане-ако не, той спира линията и предупреждава техник, за да отстрани проблема, като предотвратява създаването на дефектни телефони.
Опаковъчни машини
Опаковъчните машини трябва да запълват контейнери, да ги запечатват и етикетират точно. TheSIMATIC S7-1200 CPUМоже да контролира скоростта на машината, като се уверите, че всеки контейнер получава нужното количество продукт. За линия за бутилиране на сок, процесорът може да използва сензор за потока, за да измери колко сок се излива във всяка бутилка. Ако количеството е твърде ниско или твърде високо, процесорът настройва клапана, който контролира потока. Той може също да провери дали етикетите се прилагат направо с помощта на камера и отхвърлят всички бутилки, които не отговарят на стандарта.
Производство на храни и напитки
В хранителните фабрики поддържането на нещата чисти и при правилната температура е от решаващо значение за безопасността. CPU SIMATIC S7-1200 може да следи температурните сензори в фурни или хладилници и да ги регулира, ако станат прекалено горещи или студени. Например, в пекарна, процесорът може да запази фурна за пица на точно 475 градуса F. Ако температурата спадне до 460 градуса F, процесорът включва нагревателния елемент; Ако се издигне до 490 градуса F, той изключва елемента. Той също така може да контролира конвейерните ленти, които преместват храната през различни етапи на производство, като преместване на тесто от миксер към тава за печене, след това към фурната и накрая към охлаждащ багажник.
Обработка на вода и отпадни води
Дори в съоръжения, които лекуват вода, SIMATIC S7-1200 процесор играе роля. Той може да контролира помпите, които движат водата през филтриращи системи, като гарантират, че всяка стъпка от процеса на лечение се случва в правилния ред. Например, процесорът може първо да включи помпа за изпращане на сурова вода през филтър за отстраняване на големи частици, след което да включите друга помпа, за да добавите химикали, които убиват бактериите. Той може да следи нивата на химикали във водата, използвайки сензори-ако няма достатъчно хлор, например, процесорът добавя повече, за да се увери, че водата е безопасна за пиене.
SIMATIC S7-1200 CPU срещу други PLC
На пазара има много PLC, така че защо да изберете процесора SIMATIC S7-1200? Нека го сравним с някои други опции:
Размер и пространство
CPU SIMATIC S7-1200 е компактен, като повечето модели са с дължина по-малко от 10 инча и височина 5 инча. Това означава, че не заема много място в контролен шкаф, което е голямо предимство в малките фабрики или машини, където пространството е ограничено на камион за храна или малка опаковъчна машина. Някои други PLC, като Allen-Bradley Micro800, са сходни по размер, но по-старите модели като Siemens S7-300 са много по-големи и се нуждаят от повече място.
Лесна употреба
Както споменахме по-рано, процесорът SIMATIC S7-1200 е проектиран така, че да бъде лесен за програмиране и настройка, особено с TIA Portal. Софтуерът включва уроци и предварително направени „функционални блокове“ за общи задачи (като контролиране на двигател), които могат да спестят време при писане на програми. Някои по -стари PLC или модели от други марки, като Mitsubishi FX5, имат по -сложен софтуер за програмиране, който може да затрудни новите потребители да започнат. TIA Portal също ви позволява да се свързвате с CPU безжично, така че не е нужно да сте физически до него, за да го програмирате или наблюдавате.
Разходи
За малки и средни приложения, процесорът на SIMATIC S7-1200 предлага добър баланс на функции и разходи. Цените започват от около 200 долара за основни модели (като 1211c) и достигат до 800 долара за по -мощни (като 1217c). Това е конкурентоспособно с други PLCS пример от средния клас, като Allen-Bradley Compactlogix 5380 започва от около 500 долара, докато Mitsubishi FX5-32ET/D струва около 300 долара. Процесорът SIMATIC S7-1200 не е най-евтиният PLC на пазара (някои основни модели от китайски марки струват по-малко от 100 долара), но се предлага с надеждна ефективност и поддръжка на клиенти на Siemens, което прави си струва инвестицията за много фирми. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\
Съвместимост
TheSIMATIC S7-1200 CPUРаботи добре с други продукти на Siemens, като сензори, двигатели и софтуер. Това улеснява изграждането на цялостна система с помощта на компоненти на Siemens. Например, можете да свържете двигателя на Siemens Simotics директно към процесора, без да се нуждаете от допълнителни адаптери, и да използвате TIA портал, за да програмирате както процесора, така и на двигателя. Докато някои други PLC са съвместими с широк спектър от марки, наличието на всичко от един производител може да опрости настройката и поддръжката. Ако нещо се обърка, можете да се свържете с Siemens за поддръжка, вместо да се занимавате с множество компании.
SIMATIC S7-1200 Съвети за отстраняване на проблеми
Дори и най -надеждните устройства понякога могат да имат проблеми. Ето някои често срещани проблеми с процесора SIMATIC S7-1200 и как да ги поправите:
Процесорът няма да се включи
Първо проверете захранването. CPU SIMATIC S7-1200 обикновено работи на 24V DC захранване, така че се уверете, че захранването е настроено на дясното напрежение (не 120V AC, което би повредило процесора). Проверете дали захранващият кабел е включен правилно както на процесора, така и за захранването, което е разхлабена връзка. Можете да тествате захранването с измервател на напрежението, за да видите дали то пуска 24V. Ако захранването е включено, но процесорът все още няма да започне, проверете светлините на състоянието на процесора-ако има светлината на червената грешка, това може да е хардуерен проблем. В този случай може да се наложи да се свържете с поддръжката на Siemens или да замените процесора.
Сензори или задействащи механизми не отговарят
Ако сензорът не изпраща данни до процесора SIMATIC S7-1200, или задвижването (като двигател) не реагира на сигналите на процесора, проверете окабеляването. Разхлабените или повредени проводници са често срещана причина. Уверете се, че всички връзки са вибрации с тесни времена във фабрика, могат да разхлабят терминалите. Потърсете нарязани или изтрити проводници, които могат да прекъснат сигнала. Можете също да проверите I/O портовете на процесора, за да сте сигурни, че те не са повредени-ако порт е огънат или има мръсотия в него, може да не осъществи добра връзка. Опитайте да свържете сензора или задвижването към друг порт, за да видите дали това работи-ако го направи, оригиналният порт може да е дефектен.
Грешки в комуникацията
Ако процесорът SIMATIC S7-1200 не може да се свърже с други устройства или към портала TIA, проверете мрежовите кабели. Ethernet кабелите могат да се повредят, особено ако са стъпили или изтеглени. Опитайте да използвате различен кабел, за да видите дали това отстранява проблема. Уверете се, че мрежовите настройки в портала TIA съответстват на настройките на процесора-и трябва да имат същия диапазон на IP адреса (като 192.168.0.x). Можете да проверите IP адреса на процесора, като свържете монитор към него (някои модели имат дисплей) или използвате инструмента „Онлайн достъп“ на TIA. Понякога рестартирането на процесора или портала за TIA, работещ с компютър, може да коригира проблеми с комуникацията-просто като рестартиране на вашия домашен рутер може да отстрани проблемите в Интернет.
Програмата не работи както се очаква
Ако програмата, която сте написали, не прави това, което трябва да трябва, върнете се в TIA Portal и тествайте програмата стъпка по стъпка. Използвайте функцията "Monitor", за да наблюдавате как текат сигналите през програмата-това може да ви помогне да видите дали входът на сензор никога не се включва или дали изходът се забива. Потърсете грешки в логиката, като вход за сензор, който е свързан към грешен изход (например температурен сензор, свързан към моторния изход, вместо с нагревател). Проверете дали програмата използва правилните адреси за входове и изходи-Ако случайно сте използвали i0.1 вместо i0.0 за сензор, програмата няма да реагира, когато сензорът се задейства. Можете също да сравните програмата си с примерни програми в библиотеката на TIA Portal, за да видите дали сте пропуснали стъпка.
Заключение
TheSIMATIC S7-1200 CPUе универсален и надежден PLC, който играе голяма роля за поддържането на индустриалните системи безпроблемно. От своя компактен дизайн и лесен за използване софтуер за програмиране до широката си гама от приложения в производството, производството на храни и пречистването на водата, не е чудно, че е любим сред производителите. Неговият баланс на размера, мощността и разходите го прави чудесен избор за малки до средни задачи за автоматизация, докато съвместимостта му с други продукти на Siemens и стабилните комуникационни функции улесняват интегрирането в по-големи системи.
Не забравяйте, че ключът към извличането на максимума от процесора SIMATIC S7-1200 е да започнете с основите: Разберете неговите хардуерни компоненти, научете как да го програмирате с TIA Portal, използвайки логика на стълбата или други езици и практикувайте отстраняване на често срещани проблеми като грешки в комуникацията или грешки в програмата. С времето и опита ще можете да използвате това мощно устройство, за да контролирате всички видове индустриални процеси, като правите фабриките по -ефективни, безопасни и продуктивни. Независимо дали тепърва започвате в индустриална автоматизация или търсите да надстроите текущата си система, процесорът SIMATIC S7-1200 е инструмент, който си струва да се знае.
