Om du någonsin har undrat hur fabriker håller sina maskiner igång smidigt, eller hur komplexa industriella processer stannar på rätt spår, ligger svaret ofta i en liten men kraftfull enhet som kallas en PLC. Och när det gäller PLCS,SIMATIC S7-1200 CPUär ett namn som kommer upp gång på gång. I den här guiden kommer vi att bryta ner allt du behöver veta om SIMATIC S7-1200 CPU, från vad det är till hur det fungerar och varför det används så allmänt i branscher runt om i världen. Oavsett om du är en student som lär dig om industriell automatisering, en tekniker som vill utöka din kunskap eller en företagare som överväger ny utrustning, kommer den här guiden att ge dig en solid förståelse för SIMATIC S7-1200 CPU.
Vad är SIMATIC S7-1200 CPU?
SIMATIC S7 - 1200 CPU är en typ av programmerbar logikkontroll (PLC) tillverkad av Siemens, ett ledande företag inom industriell teknik med över 175 års historia. PLC: er är som "hjärnor" av industrimaskiner och system. De tar in information från sensorer, bearbetar den och skickar sedan signaler till andra delar av systemet för att få saker att hända-liknande att slå på en motor, stoppa ett transportband eller justera temperaturen i en fabrik.
SIMATIC S7 - 1200 CPU är utformad specifikt för små till medelstora automatiseringsuppgifter. Introducerades 2009 som en del av Siemens Simatic S7-familj, skapades det för att ersätta äldre modeller som S7-200, och erbjuder bättre prestanda och fler funktioner i ett mindre paket. Det är tillräckligt kompakt för att passa in täta kontrollskåp men tillräckligt kraftfullt för att hantera uppgifter som att kontrollera en liten produktionslinje, hantera en förpackningsmaskin eller övervaka miljöförhållanden i en anläggning.
En av anledningarna till att Simatic S7 - 1200 CPU är så populär är dess flexibilitet. Det kan enkelt programmeras och anpassas till olika uppgifter, vilket innebär att det kan växa och förändras när behoven av en företagsförändring. Till exempel kan ett litet bageri börja med en SIMATIC S7-1200 CPU som styr bara en ugn, och sedan lägga till fler maskiner som samma CPU kan hantera. Dessutom är det pålitligt-något som är avgörande i branscher där till och med en liten driftstopp kan kosta hundratals eller tusentals dollar. Siemens testar varje SIMATIC S7-1200 CPU för att säkerställa att den kan fungera under svåra förhållanden, som höga temperaturer eller dammiga miljöer, som är vanliga i fabriker.
Viktiga hårdvarukomponenter i SIMATIC S7-1200 CPU
För att förstå hur SIMATIC S7-1200 CPU fungerar hjälper det att veta om dess huvudsakliga hårdvarudelar. Låt oss ta en titt på de viktigaste:
Processorn
I hjärtat av Simatic S7 - 1200 CPU är processorn. Det är här allt "tänkande" händer. Processorn läser programmet som berättar vad man ska göra, tar in data från sensorer och andra enheter och bestämmer sedan vilka åtgärder de ska vidta. Processorns hastighet och kraft bestämmer hur snabbt SIMATIC S7-1200 CPU kan bearbeta information, vilket är viktigt för att hålla jämna steg med snabba industriella processer.
Olika modeller av Simatic S7 - 1200 CPU har olika processorer. Till exempel har 1214C-modellen en 32-bitars processor som kan hantera upp till 100 000 instruktioner per sekund, medan den kraftfullare 1217C-modellen kan bearbeta över 300 000 instruktioner per sekund. Detta innebär att 1217C är bättre för uppgifter som kräver snabba beslut, som att kontrollera en höghastighetsförpackningslinje.
Minne
SIMATIC S7-1200 CPU har två huvudtyper av minne: programminne och dataminne. Programminnet är där instruktionerna (programmet) lagras. Detta är uppsättningen steg som säger CPU vad man ska göra. Dataminnet är där CPU lagrar information som den samlar in när man kör, som läsningar från sensorer eller maskinens status (oavsett om de är på eller av, till exempel).
De flesta SIMATIC S7-1200 CPU-modeller har minst 50 kB programminne och 100 kB dataminne, vilket är tillräckligt för de flesta små till medelstora uppgifter. Om du behöver mer kan du lägga till minneskort som ansluter till CPU, liknande hur du lägger till ett minneskort till en telefon. Dessa kort kan lagra extra program, dataloggar eller till och med firmware -uppdateringar för CPU.
Input/Output (I/O) -portar
Ingångs- och utgångsportar är hur SIMATIC S7-1200 CPU ansluter till omvärlden. Ingångsportar får signaler från enheter som sensorer, som upptäcker saker som temperatur, tryck eller om en del är på rätt plats. Till exempel kan en temperatursensor i en matugn skicka en signal till CPU: s ingångsport när temperaturen når 350 graders F. Utgångsportar skickar signaler till enheter som motorer, lampor eller ventiler och berättar för dem när de ska slå på eller av. En signal från en utgångsport kan säga en motor att börja flytta ett transportband.
SIMATIC S7 - 1200 CPU kommer med en mängd I/O -portar byggda - in. Till exempel har 1214C -modellen 14 digitala ingångar, 10 digitala utgångar, 2 analoga ingångar och 2 analoga utgångar. Digitala ingångar och utgångar fungerar med enkla på/av -signaler (som en ljusbrytare), medan analoga som hanterar olika signaler (som en dimmeromkopplare som kan sätta ljus till 30% eller 70% ljusstyrka). Om du behöver fler portar än CPU har inbyggt kan du ansluta ytterligare I/O-moduler till det, så att du kan styra fler enheter.
Kommunikationsgränssnitt
I dagens anslutna värld måste industriella system prata med varandra. DeSIMATIC S7-1200 CPUhar byggt - i kommunikationsgränssnitt som låter det ansluta till andra enheter, datorer och till och med internet. Detta innebär att operatörer kan övervaka vad CPU gör från en dator i ett annat rum, eller skicka nya instruktioner till den utan att vara bredvid maskinen.
Vanliga kommunikationsprotokoll som används av Simatic S7 - 1200 CPU inkluderar Profinet och Ethernet. Profinet är ett snabbt industriellt protokoll som låter CPU kommunicera med andra Siemens -enheter, som motorer eller robotar, i realtid. Ethernet är samma protokoll som används av Home Internet, vilket gör det enkelt att ansluta CPU till en dator eller ett fabriks nätverk. Vissa modeller stöder också Wi-Fi eller cellulära anslutningar, vilket möjliggör fjärrövervakning var som helst med en internetanslutning.
SIMATIC S7-1200 CPU-programmering Grunder
Programmering Simatic S7 - 1200 CPU kan låta komplicerat, men det är faktiskt utformat för att vara användarvänligt, även för dem som är nya för PLC: er. Här är en snabb titt på hur det fungerar:
Programmeringsprogramvaran: TIA Portal
Siemens tillhandahåller en programvara som heter TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) som används för att programmera Simatic S7 - 1200 CPU. TIA Portal är en one-stop-butik för alla saker relaterade till att inrätta CPU. Det har ett enkelt, visuellt gränssnitt som gör det enkelt att skapa program, testa dem och skicka dem till CPU.
TIA Portal är tillgänglig för Windows -datorer och kan laddas ner från Siemens webbplats (vissa versioner är gratis för grundläggande användning, medan avancerade versioner kräver en licens). Programvaran innehåller verktyg som "Steg 7" för programmering och "WinCC" för att skapa övervakningsskärmar som visar Real - tidsdata från CPU, som sensoravläsningar eller maskinstatus.
Programmeringsspråk
SIMATIC S7-1200 CPU kan programmeras med flera språk, men de vanligaste är:
- Stege logik (pojke): Detta är ett av de äldsta och mest populära PLC -programmeringsspråk. Det ser ut som elektriska kretsdiagram, med "Rungs" som representerar olika åtgärder. Det är lätt att förstå om du har en grundläggande kunskap om el. Till exempel kan en Roll ha en "kontakt" (som en sensorsignal) till vänster och en "spole" (som en motorutgång) till höger - när kontakten är stängd (sensorn upptäcker något), spolen är aktiverad (motoren slås på).
- Strukturerad text (ST): Detta är mer som ett datorprogrammeringsspråk, med kodrader som använder ord som "om", "då" och "annars." Det är bra för mer komplexa uppgifter, som att beräkna hur mycket produkt som ska placeras i en container baserat på dess storlek. Till exempel: "om container_size=stor, sedan fill_amount:=1000; annars fill_amount:=500; end_if;"
- Funktionsblockdiagram (FBD): Detta använder block för att representera olika funktioner, som är kopplade till linjer för att visa hur dataflöden. Det är visuellt och enkelt att följa för vissa typer av program, som de som styr flera steg i en process. Ett block kan representera en "timer" -funktion, med linjer som visar när det börjar och vad som händer när tiden rinner ut.
Skriva ett enkelt program
Låt oss säga att du vill programmera SIMATIC S7-1200 CPU för att tända ett ljus när en sensor upptäcker ett objekt. Så här kan det fungera i stege -logik med TIA -portalen:
- Öppna TIA -portalen och skapa ett nytt projekt. Välj Simatic S7-1200 CPU-modell du använder (som 1214C) från listan.
- Gå till avsnittet "Programblock" och skapa ett nytt stegikprogram för stege.
- Vid den första ringen drar du en "normalt öppen kontakt" från verktygslådan och tilldelar den till den ingångsporten ansluten till din sensor (som i0.0).
- Dra en "spole" från verktygslådan och tilldela den till utgångsporten ansluten till ditt ljus (som Q0.0). Anslut kontakten till spolen med en linje.
- Spara programmet och ladda ner det till SIMATIC S7-1200 CPU med en USB-kabel eller Ethernet-anslutning.
När sensorn upptäcker ett objekt skickar den en signal till inmatning i0.0 och stänger kontakten. Detta kompletterar rungen och skickar ström till spolen vid Q0.0, som slår på ljuset. TIA Portal låter dig också testa programmet utan att ansluta till CPU genom att använda ett "simulering" -läge, där du kan klicka på kontakter för att härma sensorsignaler och se om utgångarna fungerar som förväntat.
SIMATIC S7-1200 CPU-applikationer vid tillverkning
Simatic S7-1200 CPU används i ett brett spektrum av tillverkningsinställningar. Här är några vanliga exempel:
Monteringslinjer
I bilfabriker eller elektronikanläggningar har monteringslinjer många steg. SIMATIC S7 - 1200 CPU kan styra varje steg och se till att delar flyttar från en station till nästa vid rätt tidpunkt. Till exempel, i en smartphone -fabrik, kan CPU säga till en robotarm att plocka upp en skärm och placera den på en telefonkropp. Den kan kontrollera om skärmen är korrekt inriktad med en synsensor-om inte, den stoppar linjen och varnar en tekniker för att fixa problemet, vilket förhindrar felaktiga telefoner från att göras.
Förpackningsmaskiner
Förpackningsmaskiner måste fylla behållare, försegla dem och märka dem exakt. DeSIMATIC S7-1200 CPUKan styra maskinens hastighet och se till att varje behållare får rätt mängd produkt. För en juice -tappningslinje kan CPU använda en flödessensor för att mäta hur mycket juice som hälls i varje flaska. Om mängden är för låg eller för hög, justerar CPU ventilen som styr flödet. Den kan också kontrollera att etiketter appliceras rakt med en kamera och avvisar alla flaskor som inte uppfyller standarden.
Mat- och drycksproduktion
I livsmedelsfabriker är det avgörande för säkerhet att hålla saker rena och vid rätt temperatur. Simatic S7-1200 CPU kan övervaka temperatursensorer i ugnar eller kylskåp och justera dem om de blir för varma eller kalla. Till exempel, i ett bageri, kan CPU hålla en pizzaugn vid exakt 475 graders F. Om temperaturen sjunker till 460 grader F, slår CPU på värmeelementet; Om det stiger till 490 grader F stänger det av elementet. Det kan också styra transportbälten som flyttar mat genom olika produktionssteg, som att flytta degen från en mixer till en bakplatta, sedan till ugnen och slutligen till ett kylställ.
Vatten- och avloppsrening
Även i anläggningar som behandlar vatten spelar Simatic S7 - 1200 CPU en roll. Det kan styra pumpar som rör sig vatten genom filtreringssystem, vilket säkerställer att varje steg i behandlingsprocessen sker i rätt ordning. Till exempel kan CPU först slå på en pump för att skicka rå vatten genom ett filter för att ta bort stora partiklar och sedan slå på en annan pump för att lägga till kemikalier som dödar bakterier. Det kan övervaka nivåerna av kemikalier i vattnet med hjälp av sensorer-om det inte finns tillräckligt med klor, till exempel, CPU lägger till mer för att se till att vattnet är säkert att dricka.
Simatic S7-1200 CPU vs andra PLCS
Det finns många PLC på marknaden, så varför välja SIMATIC S7-1200 CPU? Låt oss jämföra det med några andra alternativ:
Storlek och utrymme
SIMATIC S7 - 1200 CPU är kompakt, med de flesta modeller som mäter mindre än 10 tum långa och 5 tum i höjd. Detta innebär att det inte tar mycket utrymme i ett kontrollskåp, vilket är en stor fördel i små fabriker eller maskiner där utrymmet är begränsat - som på en matbil eller en liten förpackningsmaskin. Vissa andra PLC: er, som Allen-Bradley Micro800, liknar storlek, men äldre modeller som Siemens S7-300 är mycket större och behöver mer utrymme.
Användarvänlighet
Som vi nämnde tidigare är Simatic S7 - 1200 CPU utformad för att vara lätt att programmera och ställa in, särskilt med TIA -portalen. Programvaran innehåller tutorials och förberedda "funktionsblock" för vanliga uppgifter (som att kontrollera en motor), vilket kan spara tid när man skriver program. Vissa äldre PLC: er eller modeller från andra märken, som Mitsubishi FX5, har mer komplicerad programmeringsprogramvara som kan göra det svårare för nya användare att komma igång. TIA Portal låter dig också ansluta till CPU: s trådlöst, så att du inte behöver vara fysiskt bredvid den för att programmera eller övervaka den.
Kosta
För små till medelstora - -storlekar erbjuder SIMATIC S7 - 1200 CPU en bra balans mellan funktioner och kostnad. Priserna börjar på cirka $ 200 för grundmodeller (som 1211C) och går upp till $ 800 för kraftfullare (som 1217C). Detta är konkurrenskraftigt med andra Mid - -området PLCS - till exempel kostar Allen-Bradley CompactLogix 5380 till cirka $ 500, medan Mitsubishi FX5-32ET/D kostar cirka $ 300. Simatic S7-1200 CPU är inte den billigaste PLC på marknaden (vissa grundmodeller från kinesiska varumärken kostar mindre än $ 100), men det kommer med tillförlitlig prestanda och Siemens kundsupport, vilket gör det värt investeringen för många företag. \\
Kompatibilitet
DeSIMATIC S7-1200 CPUFungerar bra med andra Siemens -produkter, som sensorer, motorer och programvara. Detta gör det enkelt att bygga ett komplett system med Siemens -komponenter. Till exempel kan du ansluta en Siemens simotikmotor direkt till CPU utan att behöva extra adaptrar och använda TIA -portalen för att programmera både CPU och motorn. Medan vissa andra PLC: er är kompatibla med ett brett utbud av varumärken, kan det förenkla installationen och underhållet att ha allt från en tillverkare. Om något går fel kan du kontakta Siemens för support istället för att hantera flera företag.
Simatic S7-1200 CPU-felsökningstips
Även de mest pålitliga enheterna kan ha problem ibland. Här är några vanliga problem med SIMATIC S7-1200 CPU och hur man fixar dem:
CPU sätter inte på
Kontrollera först strömförsörjningen. Simatic S7 - 1200 CPU körs vanligtvis på 24V DC -effekt, så se till att strömförsörjningen är inställd på höger spänning (inte 120V AC, vilket skulle skada CPU). Kontrollera att strömkabeln är korrekt ansluten till både CPU och strömförsörjningen - Ibland är en lös anslutning problemet. Du kan testa strömförsörjningen med en spänningsmätare för att se om den lägger ut 24V. Om strömmen är på men CPU fortfarande inte kommer att starta, kontrollera CPU: s statusbelysning-om det finns ett rött fellampa, kan det vara en hårdvaruproblem. I så fall kan du behöva kontakta Siemens support eller ersätta CPU.
Sensorer eller ställdon svarar inte
Om en sensor inte skickar data till Simatic S7 - 1200 CPU, eller ett ställdon (som en motor) inte svarar på CPU: s signaler, kontrollera ledningarna. Lösa eller skadade ledningar är en vanlig orsak. Se till att alla anslutningar är snäva - Ibland kan vibrationer i en fabrik lossa terminaler. Leta efter snitt- eller fläckiga ledningar, vilket kan bryta signalen. Du kan också kontrollera I/O -portarna på CPU för att se till att de inte skadas - Om en port är böjd eller har smuts i den, kanske det inte gör en bra anslutning. Försök att ansluta sensorn eller ställdonet till en annan port för att se om det fungerar-om den gör det, kan den ursprungliga porten vara felaktig.
Kommunikationsfel
Om Simatic S7 - 1200 CPU inte kan ansluta till andra enheter eller till TIA -portalen, kontrollera nätverkskablarna. Ethernet -kablar kan skadas, särskilt om de går på eller dras. Försök använda en annan kabel för att se om det löser problemet. Se till att nätverksinställningarna i TIA -portalen matchar inställningarna för CPU - Båda ska ha samma IP -adressintervall (som 192.168.0.x). Du kan kontrollera CPU: s IP -adress genom att ansluta en bildskärm till den (vissa modeller har en display) eller använder TIA -portalen "online -åtkomst" -verktyg. Ibland kan du starta om CPU eller datorn som kör TIA-portalen fixa kommunikationsproblem-så att du startar om ditt hemrouter kan fixa internetproblem.
Program fungerar inte som förväntat
Om programmet du skrev inte gör vad det ska, gå tillbaka till TIA Portal och testa programmet steg för steg. Använd funktionen "Monitor" för att se hur signaler flyter genom programmet - Detta kan hjälpa dig att se om en sensoringång aldrig slås på, eller om en utgång fastnar. Leta efter misstag i logiken, som en sensoringång som är ansluten till fel utgång (till exempel en temperatursensor ansluten till en motorutgång istället för en värmareutgång). Kontrollera om programmet använder rätt adresser för ingångar och utgångar - Om du av misstag använde i0.1 istället för i0.0 för en sensor, kommer programmet inte att reagera när sensorn utlöses. Du kan också jämföra ditt program med exempelprogram i TIA Portals bibliotek för att se om du missade ett steg.
Slutsats
DeSIMATIC S7-1200 CPUär en mångsidig och pålitlig PLC som spelar en stor roll för att hålla industrisystemen igång smidigt. Från sin kompakta design och enkla - till - Använd programmeringsprogramvara till dess breda utbud av applikationer inom tillverkning, livsmedelsproduktion och vattenbehandling, är det inte konstigt att det är en favorit bland tillverkare. Dess balans mellan storlek, kraft och kostnad gör det till ett utmärkt val för små till medelstora - -stora automatiseringsuppgifter, medan dess kompatibilitet med andra Siemens -produkter och robusta kommunikationsfunktioner gör det enkelt att integrera i större system.
Kom ihåg att nyckeln till att få ut mesta möjliga av Simatic S7-1200 CPU är att börja med grunderna: förstå sina hårdvarukomponenter, lära sig att programmera den med TIA-portal med hjälp av stege-logik eller andra språk och öva felsökning av vanliga problem som kommunikationsfel eller programfel. Med tid och erfarenhet kan du använda den här kraftfulla enheten för att styra alla typer av industriella processer, vilket gör fabriker mer effektiva, säkra och produktiva. Oavsett om du just börjar i industriell automatisering eller vill uppgradera ditt nuvarande system är SIMATIC S7-1200 CPU ett verktyg som är värt att veta.
