Als je je ooit hebt afgevraagd hoe fabrieken hun machines soepel laten werken, of hoe complexe industriële processen op koers blijven, ligt het antwoord vaak in een klein maar krachtig apparaat dat een PLC wordt genoemd. En als het gaat om PLC's, deSimatic S7-1200 CPUis een naam die keer op keer opkomt. In deze gids zullen we alles wat u moet weten over de Simatic S7-1200 CPU, afbreken van wat het is aan hoe het werkt en waarom het zo veel wordt gebruikt in industrieën over de hele wereld. Of u nu een student bent die leert over industriële automatisering, een technicus die uw kennis wil uitbreiden, of een bedrijfseigenaar die nieuwe apparatuur overweegt, deze gids geeft u een goed begrip van de Simatic S7-1200 CPU.
Wat is de Simatic S7-1200 CPU?
De Simatic S7 - 1200 CPU is een type programmeerbare logische controller (PLC) gemaakt door Siemens, een toonaangevend bedrijf in industriële technologie met meer dan 175 jaar geschiedenis. PLC's zijn als de "hersenen" van industriële machines en systemen. Ze nemen informatie van sensoren op, verwerken deze en sturen vervolgens signalen naar andere delen van het systeem om dingen te laten gebeuren-zoals een motor aanzetten, een transportband stoppen of de temperatuur in een fabriek aanpassen.
De Simatic S7 - 1200 CPU is specifiek ontworpen voor kleine tot middelgrote automatiseringstaken. Geïntroduceerd in 2009 als onderdeel van de Simatic S7-familie van Siemens, is het gemaakt om oudere modellen zoals de S7-200 te vervangen, met betere prestaties en meer functies in een kleiner pakket. Het is compact genoeg om in strakke controlekasten te passen, maar krachtig genoeg om taken te verwerken, zoals het besturen van een kleine productielijn, het beheren van een verpakkingsmachine of het bewaken van omgevingscondities in een faciliteit.
Een van de redenen waarom de Simatic S7 - 1200 CPU zo populair is, is de flexibiliteit. Het kan gemakkelijk worden geprogrammeerd en aangepast aan verschillende taken, wat betekent dat het kan groeien en veranderen als de behoeften van een bedrijfsverandering. Een kleine bakkerij kan bijvoorbeeld beginnen met een Simatic S7-1200 CPU die slechts één oven regelt en vervolgens later meer machines toevoegen die dezelfde CPU kan beheren. Bovendien is het betrouwbaar dat cruciaal is in industrieën waar zelfs een kleine downtime honderden of duizenden dollars kan kosten. Siemens test elke Simatic S7-1200 CPU om ervoor te zorgen dat deze in barre omstandigheden kan werken, zoals hoge temperaturen of stoffige omgevingen, die gebruikelijk zijn in fabrieken.
Belangrijkste hardwarecomponenten van de Simatic S7-1200 CPU
Om te begrijpen hoe de Simatic S7-1200 CPU werkt, helpt het om te weten over de hoofdhardware-onderdelen. Laten we eens kijken naar de belangrijkste:
De processor
De kern van de Simatic S7 - 1200 CPU is de processor. Dit is waar alle "denken" gebeurt. De processor leest het programma dat het vertelt wat te doen, gegevens van sensoren en andere apparaten opneemt en beslist vervolgens welke acties te ondernemen. De snelheid en kracht van de processor bepalen hoe snel de Simatic S7-1200 CPU informatie kan verwerken, wat belangrijk is voor het bijhouden van snel bewegende industriële processen.
Verschillende modellen van de Simatic S7 - 1200 CPU hebben verschillende processors. Het 1214C-model heeft bijvoorbeeld een 32-bits processor die tot 100.000 instructies per seconde kan verwerken, terwijl het krachtigere 1217C-model meer dan 300.000 instructies per seconde kan verwerken. Dit betekent dat de 1217C beter is voor taken die snelle beslissingen vereisen, zoals het beheersen van een hogesnelheidspakkingslijn.
Geheugen
De Simatic S7-1200 CPU heeft twee hoofdtypen geheugen: programma-geheugen en gegevensgeheugen. Programma -geheugen is waar de instructies (het programma) worden opgeslagen. Dit is de reeks stappen die de CPU vertelt wat te doen. Gegevensgeheugen is waar de CPU informatie opslaat die het verzamelt tijdens het actief, zoals metingen van sensoren of de status van machines (of ze bijvoorbeeld aan of uit zijn).
De meeste Simatic S7-1200 CPU-modellen worden geleverd met ten minste 50 kb programmgeheugen en 100 kb gegevensgeheugen, wat voldoende is voor de meeste kleine tot middelgrote taken. Als u meer nodig hebt, kunt u geheugenkaarten toevoegen die aansluiten op de CPU, vergelijkbaar met hoe u een geheugenkaart aan een telefoon toevoegt. Deze kaarten kunnen extra programma's, gegevenslogboeken of zelfs firmware -updates voor de CPU opslaan.
Input/output (I/O) -poorten
Invoer- en uitvoerpoorten zijn hoe de SIMATIC S7-1200 CPU verbinding maakt met de buitenwereld. Inputpoorten ontvangen signalen van apparaten zoals sensoren, die dingen zoals temperatuur, druk detecteren of dat een onderdeel op de juiste plaats is. Een temperatuursensor in een voedseloven kan bijvoorbeeld een signaal naar de invoerpoort van de CPU sturen wanneer de temperatuur 350 graden F. Uitgangspoorten bereikt, verzendt signalen naar apparaten zoals motoren, lichten of kleppen en vertelt hen wanneer ze moeten in- of uitschakelen. Een signaal van een uitgangspoort kan een motor zien om een transportband te verplaatsen.
De Simatic S7 - 1200 CPU wordt geleverd met een verscheidenheid aan I/O -poorten ingebouwd - in. Het 1214C -model heeft bijvoorbeeld 14 digitale ingangen, 10 digitale uitgangen, 2 analoge ingangen en 2 analoge uitgangen. Digitale ingangen en uitgangen werken met eenvoudige aan/uit -signalen (zoals een lichtschakelaar), terwijl analoge verschillende signalen omgaan (zoals een dimmerschakelaar die licht kan instellen op 30% of 70% helderheid). Als u meer poorten nodig hebt dan de CPU heeft ingebouwd, kunt u er extra I/O-modules aan verbinden, zodat u meer apparaten kunt besturen.
Communicatie -interfaces
In de huidige verbonden wereld moeten industriële systemen met elkaar praten. DeSimatic S7-1200 CPUheeft - gebouwd in communicatie -interfaces waarmee het verbinding kan maken met andere apparaten, computers en zelfs het internet. Dit betekent dat operators kunnen controleren wat de CPU doet vanaf een computer in een andere kamer, of er nieuwe instructies naartoe sturen zonder direct naast de machine te zijn.
Gemeenschappelijke communicatieprotocollen die worden gebruikt door de Simatic S7 - 1200 CPU omvatten Profinet en Ethernet. Profinet is een snel industrieel protocol waarmee de CPU in realtime met andere Siemens -apparaten, zoals motoren of robots, kan communiceren. Ethernet is hetzelfde protocol dat wordt gebruikt door thuisinternet, waardoor het gemakkelijk is om de CPU te verbinden met een computer of het netwerk van een fabriek. Sommige modellen ondersteunen ook Wi-Fi of mobiele verbindingen, waardoor de externe monitoring overal met een internetverbinding mogelijk is.
Simatic S7-1200 CPU-programmering Basics
Het programmeren van de Simatic S7 - 1200 CPU klinkt misschien ingewikkeld, maar het is eigenlijk ontworpen om gebruiksvriendelijk te zijn, zelfs voor degenen die nieuw zijn in PLC's. Hier is een snelle blik op hoe het werkt:
De programmeersoftware: TIA Portal
Siemens biedt een software genaamd TIA Portal (volledig geïntegreerde automatiseringsportal) die wordt gebruikt om de Simatic S7 - 1200 CPU te programmeren. TIA Portal is een one-stop-shop voor alle dingen die verband houden met het opzetten van de CPU. Het heeft een eenvoudige, visuele interface die het gemakkelijk maakt om programma's te maken, te testen en naar de CPU te sturen.
TIA Portal is beschikbaar voor Windows -computers en kan worden gedownload van de website van Siemens (sommige versies zijn gratis voor basisgebruik, terwijl geavanceerde versies een licentie vereisen). De software bevat tools zoals "Stap 7" voor programmeren en "WINCC" voor het maken van bewakingsschermen die echte - tijdgegevens van de CPU weergeven, zoals sensorwaarden of machinestatus.
Programmeertalen
De Simatic S7-1200 CPU kan worden geprogrammeerd met behulp van verschillende talen, maar de meest voorkomende zijn:
- Ladder Logic (Lad): Dit is een van de oudste en populairste PLC -programmeertalen. Het ziet eruit als elektrische circuitdiagrammen, met "sporten" die verschillende acties vertegenwoordigen. Het is gemakkelijk te begrijpen als u een basiskennis van elektriciteit heeft. Een sport kan bijvoorbeeld een "contact" (zoals een sensorsignaal) aan de linkerkant hebben en een "spoel" (zoals een motoruitgang) rechts - Wanneer het contact wordt gesloten (sensor detecteert iets), wordt de spoel bekrachtigd (motor draait aan).
- Gestructureerde tekst (ST): Dit lijkt meer op een computerprogrammeertaal, met coderegels die woorden gebruiken als "if", "dan" en "anders". Het is goed voor complexere taken, zoals het berekenen hoeveel product je in een container moet doen op basis van zijn grootte. Bijvoorbeeld: "als container_size=groot is, vervolgens fill_amount:=1000; anders fill_amount:=500; end_if;"
- Functieblokdiagram (FBD): Dit gebruikt blokken om verschillende functies weer te geven, die zijn verbonden met lijnen om aan te tonen hoe gegevens stromen. Het is visueel en gemakkelijk te volgen voor bepaalde soorten programma's, zoals die die meerdere stappen in een proces regelen. Een blok kan een "timer" -functie vertegenwoordigen, met lijnen die worden weergegeven wanneer het begint en wat er gebeurt wanneer de tijd op is.
Een eenvoudig programma schrijven
Stel dat u de Simatic S7-1200 CPU wilt programmeren om een licht aan te zetten wanneer een sensor een object detecteert. Hier is hoe het zou kunnen werken in Ladder Logic met behulp van TIA Portal:
- Open TIA -portal en maak een nieuw project. Selecteer het Simatic S7-1200 CPU-model dat u gebruikt (zoals 1214C) uit de lijst.
- Ga naar het gedeelte "Programmablok" en maak een nieuw ladderlogisch programma.
- Sleep bij de eerste sport een "normaal open contact" vanuit de gereedschapskist en wijs deze toe aan de invoerpoort die is aangesloten op uw sensor (zoals I0.0).
- Sleep een "spoel" uit de gereedschapskist en wijs deze toe aan de uitvoerpoort die is aangesloten op uw licht (zoals Q0.0). Sluit het contact aan op de spoel met een lijn.
- Sla het programma op en download het naar de Simatic S7-1200 CPU met behulp van een USB-kabel of Ethernet-verbinding.
Wanneer de sensor een object detecteert, stuurt het een signaal om I0.0 in te voeren, waardoor het contact wordt gesloten. Dit voltooit de sport en verzendt stroom naar de spoel op Q0.0, die het licht inschakelt. Met TIA Portal kunt u het programma ook testen zonder verbinding te maken met de CPU met behulp van een "simulatie" -modus, waar u op contacten kunt klikken om sensorsignalen na te bootsen en te kijken of de uitgangen werken zoals verwacht.
Simatische S7-1200 CPU-toepassingen in de productie
De Simatic S7-1200 CPU wordt gebruikt in een breed scala van productie-instellingen. Hier zijn enkele veel voorkomende voorbeelden:
Assemblagelijnen
In autofabrieken of elektronische planten hebben assemblagelijnen veel stappen. De Simatic S7 - 1200 CPU kan elke stap regelen en ervoor zorgen dat onderdelen op het juiste moment van het ene station naar het volgende gaan. In een smartphonefabriek kan de CPU bijvoorbeeld een robotarm vertellen om een scherm op te pakken en op een telefoonlichaam te plaatsen. Het kan controleren of het scherm correct is uitgelijnd met behulp van een Vision-sensor-als het niet is, stopt het de lijn en waarschuwt een technicus om het probleem op te lossen, waardoor defecte telefoons worden voorkomen.
Verpakkingsmachines
Verpakkingsmachines moeten containers vullen, afdichten en nauwkeurig labelen. DeSimatic S7-1200 CPUKan de snelheid van de machine regelen en ervoor zorgen dat elke container de juiste hoeveelheid product krijgt. Voor een sapbottellijn kan de CPU een stroomsensor gebruiken om te meten hoeveel sap in elke fles wordt gegoten. Als de hoeveelheid te laag of te hoog is, past de CPU de klep aan die de stroom regelt. Het kan ook controleren of labels rechtstreeks worden aangebracht met behulp van een camera en eventuele flessen afwijzen die niet aan de standaard voldoen.
Productie van eten en drinken
In voedselfabrieken is het schoonhouden van dingen en op de juiste temperatuur cruciaal voor de veiligheid. De Simatic S7-1200 CPU kan temperatuursensoren in ovens of koelkasten controleren en aanpassen als ze te warm of koud worden. In een bakkerij kan de CPU bijvoorbeeld een pizza -oven op exact 475 graden F houden. Als de temperatuur daalt tot 460 graden F, zet de CPU het verwarmingselement aan; Als het stijgt naar 490 graden F, schakelt het het element uit. Het kan ook transportbanden regelen die voedsel door verschillende productiestadia verplaatsen, zoals het verplaatsen van deeg van een mixer naar een bakplaat, vervolgens naar de oven en uiteindelijk naar een koelrek.
Water- en afvalwaterbehandeling
Zelfs in faciliteiten die water behandelen, speelt de Simatic S7 - 1200 CPU een rol. Het kan pompen regelen die water door filtratiesystemen verplaatsen, zodat elke stap van het behandelingsproces in de juiste volgorde plaatsvindt. De CPU kan bijvoorbeeld eerst een pomp inzetten om ruw water door een filter te verzenden om grote deeltjes te verwijderen en vervolgens een andere pomp aan te zetten om chemicaliën toe te voegen die bacteriën doden. Het kan de niveaus van chemicaliën in het water volgen met behulp van sensoren-als er niet genoeg chloor is, bijvoorbeeld, de CPU voegt meer toe om ervoor te zorgen dat het water veilig is om te drinken.
Simatic S7-1200 CPU versus andere PLC's
Er zijn veel PLC's op de markt, dus waarom kiezen voor de Simatic S7-1200 CPU? Laten we het vergelijken met enkele andere opties:
Grootte en ruimte
De Simatic S7 - 1200 CPU is compact, waarbij de meeste modellen van minder dan 10 inch lang en 5 inch hoog worden gemeten. Dit betekent dat het niet veel ruimte inneemt in een controlekast, wat een groot voordeel is in kleine fabrieken of machines waar de ruimte beperkt is - zoals op een foodtruck of een kleine verpakkingsmachine. Sommige andere PLC's, zoals de Allen-Bradley Micro800, zijn vergelijkbaar in grootte, maar oudere modellen zoals de Siemens S7-300 zijn veel groter en hebben meer ruimte nodig.
Gebruiksgemak
Zoals we eerder hebben vermeld, is de Simatic S7 - 1200 CPU ontworpen om eenvoudig te programmeren en in te stellen, vooral met TIA -portal. De software bevat tutorials en vooraf gemaakte "functieblokken" voor gemeenschappelijke taken (zoals het besturen van een motor), die tijd kunnen besparen bij het schrijven van programma's. Sommige oudere PLC's of modellen van andere merken, zoals Mitsubishi FX5, hebben meer gecompliceerde programmeersoftware die het voor nieuwe gebruikers moeilijker kan maken om te beginnen. Met TIA Portal kunt u ook draadloos verbinding maken met de CPU, zodat u er niet fysiek naast hoeft te zijn om het te programmeren of te controleren.
Kosten
Voor kleine tot medium -} -formaties biedt de Simatic S7 - 1200 CPU een goede balans tussen functies en kosten. Prijzen beginnen bij ongeveer $ 200 voor basismodellen (zoals de 1211c) en gaan naar $ 800 voor krachtigere (zoals de 1217C). Dit is competitief met andere mid - bereik PLCS - Bijvoorbeeld, de Allen-Bradley CompactLogix 5380 begint bij ongeveer $ 500, terwijl de Mitsubishi Fx5-32et/D ongeveer $ 300 kost. De Simatic S7-1200 CPU is niet de goedkoopste PLC op de markt (sommige basismodellen van Chinese merken kosten minder dan $ 100), maar het komt met betrouwbare prestaties en de klantenservice van Siemens, waardoor het de investering waard is voor veel bedrijven.
Verenigbaarheid
DeSimatic S7-1200 CPUWerkt goed met andere Siemens -producten, zoals sensoren, motoren en software. Dit maakt het gemakkelijk om een compleet systeem te bouwen met behulp van Siemens -componenten. U kunt bijvoorbeeld een Siemens Simotics -motor rechtstreeks aansluiten op de CPU zonder extra adapters te hebben en TIA -portal te gebruiken om zowel de CPU als de motor te programmeren. Hoewel sommige andere PLC's compatibel zijn met een breed scala aan merken, kan alles van één fabrikant het opstellen en onderhoud vereenvoudigen. Als er iets misgaat, kunt u contact opnemen met Siemens voor ondersteuning in plaats van omgaan met meerdere bedrijven.
Simatische S7-1200 CPU-tips voor probleemoplossing
Zelfs de meest betrouwbare apparaten kunnen soms problemen hebben. Hier zijn enkele veel voorkomende problemen met de Simatic S7-1200 CPU en hoe deze te repareren:
De CPU gaat niet aan
Controleer eerst de voeding. De Simatic S7 - 1200 CPU draait meestal op 24V DC -vermogen, dus zorg ervoor dat de voeding is ingesteld op de rechterspanning (niet 120V AC, die de CPU zou beschadigen). Controleer of de voedingskabel correct is aangesloten op zowel de CPU als de voeding - Soms is een losse verbinding het probleem. U kunt de voeding testen met een spanningsmeter om te zien of deze 24V uitbrengt. Als de stroom is ingeschakeld, maar de CPU nog steeds niet begint, controleer dan de statusverlichting van de CPU-als er een rode foutlampje is, kan dit een hardwareprobleem zijn. In dat geval moet u mogelijk contact opnemen met de ondersteuning van Siemens of de CPU vervangen.
Sensoren of actuatoren die niet reageren
Als een sensor geen gegevens naar de Simatic S7 - 1200 CPU verzendt, of een actuator (zoals een motor) niet reageert op de signalen van de CPU, controleer dan de bedrading. Losse of beschadigde draden zijn een veel voorkomende oorzaak. Zorg ervoor dat alle verbindingen strak zijn - Soms kunnen trillingen in een fabriek terminals losmaken. Zoek naar gesneden of gerafelde draden, die het signaal kunnen breken. U kunt ook de I/O -poorten op de CPU controleren om ervoor te zorgen dat ze niet beschadigd zijn - Als een poort is gebogen of er vuil in heeft, is het mogelijk geen goede verbinding. Probeer de sensor of actuator aan te sluiten op een andere poort om te zien of dat werkt-als dat zo is, kan de oorspronkelijke poort defect zijn.
Communicatiefouten
Als de Simatic S7 - 1200 CPU geen verbinding kan maken met andere apparaten of met TIA -portal, controleer dan de netwerkkabels. Ethernet -kabels kunnen beschadigd raken, vooral als ze worden gestapt of getrokken. Probeer een andere kabel te gebruiken om te zien of dat het probleem oplost. Zorg ervoor dat de netwerkinstellingen in TIA -portal overeenkomen met de instellingen van de CPU - Beide moeten hetzelfde IP -adresbereik hebben (zoals 192.168.0.x). U kunt het IP -adres van de CPU controleren door er een monitor aan te verbinden (sommige modellen hebben een display) of het TIA -portaal "online toegang" -tool gebruiken. Soms kan het opnieuw opstarten van de CPU of de computer met TIA-portal communicatieproblemen oplossen-zoals het opnieuw opstarten van uw thuisrouter kan internetproblemen oplossen.
Programma werkt niet zoals verwacht
Als het programma dat je schreef niet doet wat het hoort, ga dan terug naar TIA Portal en test het programma stap voor stap. Gebruik de functie "Monitor" om te kijken hoe signalen door het programma stromen - Dit kan u helpen te zien of een sensorinvoer nooit wordt ingeschakeld, of dat een uitvoer vastloopt. Zoek naar fouten in de logica, zoals een sensoringang die is aangesloten op de verkeerde uitgang (bijvoorbeeld een temperatuursensor die is aangesloten op een motoruitgang in plaats van een verwarmingsuitgang). Controleer of het programma de juiste adressen gebruikt voor ingangen en uitgangen - Als u per ongeluk I0.1 in plaats van I0.0 voor een sensor gebruikt, reageert het programma niet wanneer de sensor wordt geactiveerd. U kunt uw programma ook vergelijken met voorbeeldprogramma's in de bibliotheek van TIA Portal om te zien of u een stap hebt gemist.
Conclusie
DeSimatic S7-1200 CPUis een veelzijdige en betrouwbare PLC die een grote rol speelt om industriële systemen soepel te laten werken. Van het compacte ontwerp en eenvoudig - tot - gebruik programmeersoftware tot zijn brede scala aan toepassingen bij productie, voedselproductie en waterbehandeling, het is geen wonder dat het een favoriet is bij fabrikanten. De balans van grootte, kracht en kosten maakt het een geweldige keuze voor kleine tot middelgrote - idiatiomatiseringstaken, terwijl de compatibiliteit met andere Siemens -producten en robuuste communicatie -functies het gemakkelijk maken om in grotere systemen te integreren.
Vergeet niet dat de sleutel tot het maximale uit de Simatic S7-1200 CPU is om te beginnen met de basis: de hardwarecomponenten begrijpen, leren programmeren met TIA Portal met ladderlogica of andere talen en het oefenen van problemen met het oplossen van veelvoorkomende problemen zoals communicatiefouten of programmafouten. Met tijd en ervaring kunt u dit krachtige apparaat gebruiken om allerlei industriële processen te regelen, waardoor fabrieken efficiënter, veilig en productiever worden. Of u nu net begint in industriële automatisering of uw huidige systeem wilt upgraden, de Simatic S7-1200 CPU is een tool die het waard is om te weten.
