אם אי פעם תהיתם כיצד מפעלים שומרים על המכונות שלהם בצורה חלקה, או עד כמה תהליכים תעשייתיים מורכבים נשארים על המסלול, התשובה נעוצה לעתים קרובות במכשיר קטן אך חזק הנקרא PLC. וכשמדובר ב- PLCs,מעבד סימטי S7-1200הוא שם שעולה פעם אחר פעם. במדריך זה נפרק את כל מה שאתה צריך לדעת על המעבד Simatic S7-1200, ממה שהוא ועד איך זה עובד, ומדוע הוא נמצא כל כך נרחב בתעשיות ברחבי העולם. בין אם אתה סטודנט לומד על אוטומציה תעשייתית, טכנאי המעוניין להרחיב את הידע שלך, או בעל עסק השוקל ציוד חדש, מדריך זה ייתן לך הבנה מוצקה של מעבד S7-1200 סימטי.
מהו המעבד Simatic S7-1200?
מעבד Simatic S7-1200 הוא סוג של בקר לוגיקה הניתן לתכנות (PLC) שנעשה על ידי סימנס, חברה מובילה בטכנולוגיה תעשייתית עם למעלה מ 175 שנות היסטוריה. PLCs הם כמו "המוח" של מכונות ומערכות תעשייתיות. הם לוקחים מידע מחיישנים, מעבדים אותו ואז שולחים איתותים לחלקים אחרים במערכת כדי לגרום לדברים לקרות להפנות מנוע, לעצור חגורת מסוע או להתאים את הטמפרטורה במפעל.
המעבד Simatic S7-1200 מיועד במיוחד למשימות אוטומציה קטנות עד בינוניות. הוא הוצג בשנת 2009 כחלק ממשפחת Simatic S7 של סימנס, הוא נוצר כדי להחליף דגמים ישנים כמו S7-200, ומציע ביצועים טובים יותר ותכונות נוספות בחבילה קטנה יותר. הוא קומפקטי מספיק בכדי להתאים לארונות בקרה הדוקים אך חזק מספיק כדי להתמודד עם משימות כמו שליטה על קו ייצור קטן, ניהול מכונת אריזה או פיקוח על תנאי הסביבה במתקן.
אחת הסיבות לכך שמעבד S7-1200 סימטי כל כך פופולרי הוא הגמישות שלו. ניתן לתכנת אותו בקלות ולהתאים אותו למשימות שונות, מה שאומר שהוא יכול לצמוח ולהשתנות כצרכים של שינוי עסקי. לדוגמה, מאפייה קטנה עשויה להתחיל עם מעבד S7-1200 סימטי השולט בתנור אחד בלבד, ואז אחר כך להוסיף מכונות נוספות שאותן מעבד יכול לנהל. בנוסף, זה אמין ומשהו שהוא חיוני בענפים שבהם אפילו השבתה קטנה יכולה לעלות מאות או אלפי דולרים. סימנס בודק כל מעבד S7-1200 סימטי כדי להבטיח שהוא יכול לפעול בתנאים קשים, כמו טמפרטורות גבוהות או סביבות מאובקות, הנפוצות במפעלים.
רכיבי חומרת מפתח במעבד S7-1200 Simatic S7-1200
כדי להבין כיצד מעבד SIMATIC S7-1200 עובד, הוא עוזר לדעת על חלקי החומרה העיקריים שלו. בואו נסתכל על החשובים ביותר:
המעבד
בלב מעבד S7-1200 Simatic S7-1200 נמצא המעבד. זה המקום בו כל ה"חשיבה "מתרחשת. המעבד קורא את התוכנית המספרת אותה מה לעשות, לוקח נתונים מחיישנים ומכשירים אחרים ואז מחליט אילו פעולות לנקוט. המהירות והעוצמה של המעבד קובעים כמה מהר מעבד S7-1200 סימטי יכול לעבד מידע, וזה חשוב להתעדכן בתהליכים תעשייתיים הנעים במהירות.
לדגמים שונים של מעבד S7-1200 סימטי יש מעבדים שונים. לדוגמה, לדגם 1214C יש מעבד של 32 סיביות שיכול להתמודד עם עד 100,000 הוראות לשנייה, ואילו מודל 1217C החזק יותר יכול לעבד מעל 300,000 הוראות לשנייה. המשמעות היא ש- 1217C עדיף על משימות הדורשות החלטות מהירות, כמו שליטה בקו אריזה במהירות גבוהה.
זֵכֶר
למעבד SIMATIC S7-1200 יש שני סוגים עיקריים של זיכרון: זיכרון התוכנית וזיכרון נתונים. זיכרון התוכנית הוא המקום בו ההוראות (התוכנית) מאוחסנות. זו מערך הצעדים שאומר ל- CPU מה לעשות. זיכרון נתונים הוא המקום בו ה- CPU מאחסן מידע שהוא אוסף בעת ריצה, כמו קריאות מחיישנים או מצב של מכונות (בין אם הם מופעלים או כבויים, למשל).
מרבית דגמי ה- S7-1200 CPU של SIMATIC מגיעים עם לפחות 50 KB של זיכרון התוכנית ו -200 קילוגרם זיכרון נתונים, וזה מספיק לרוב המשימות הקטנות והבינוניות. אם אתה זקוק ליותר, אתה יכול להוסיף כרטיסי זיכרון שמתחברים ל- CPU, בדומה לאופן בו אתה מוסיף כרטיס זיכרון לטלפון. כרטיסים אלה יכולים לאחסן תוכניות נוספות, יומני נתונים או אפילו עדכוני קושחה עבור ה- CPU.
יציאות קלט/פלט (קלט/פלט)
יציאות קלט ויציאה הן כיצד מעבד ה- S7-1200 Simatic מתחבר לעולם החיצון. יציאות קלט מקבלות אותות ממכשירים כמו חיישנים, המגלים דברים כמו טמפרטורה, לחץ או האם חלק נמצא במקום הנכון. לדוגמה, חיישן טמפרטורה בתנור מזון עשוי לשלוח אות ליציאת הקלט של ה- CPU כאשר הטמפרטורה מגיעה ל -350 מעלות F. יציאות פלט שולחות אותות למכשירים כמו מנועים, אורות או שסתומים, ואומרים להם מתי להפעיל או לכבות. אות מיציאת פלט יכול לומר למנוע להתחיל להזיז חגורת מסוע.
המעבד Simatic S7-1200 מגיע עם מגוון יציאות קלט/פלט מובנות. לדוגמה, לדגם 1214C יש 14 כניסות דיגיטליות, 10 יציאות דיגיטליות, 2 כניסות אנלוגיות ו -2 יציאות אנלוגיות. כניסות ויציאות דיגיטליות פועלות עם אותות פשוטים/כיבוי פשוטים (כמו מתג תאורה), ואילו אנלוגיות מטפלות באותות משתנים (כמו מתג דימר שיכול להגדיר אור ל 30% או 70% בהירות). אם אתה זקוק ליותר יציאות מאשר ל- CPU מובנה, אתה יכול לחבר אליו מודולי קלט/פלט נוספים, ומאפשר לך לשלוט במכשירים נוספים.
ממשקי תקשורת
בעולם המחובר של ימינו, מערכות תעשייתיות צריכות לדבר זו עם זו. המעבד סימטי S7-1200יש ממשקי תקשורת מובנים המאפשרים לו להתחבר למכשירים אחרים, מחשבים ואפילו לאינטרנט. המשמעות היא שמפעילים יכולים לפקח על מה שהמעבד עושה ממחשב בחדר אחר, או לשלוח אליו הוראות חדשות מבלי להיות ממש ליד המכונה.
פרוטוקולי תקשורת נפוצים המשמשים את מעבד S7-1200 Simatic כוללים פרופינט ו- Ethernet. Profinet הוא פרוטוקול תעשייתי מהיר המאפשר ל- CPU לתקשר עם מכשירי סימנס אחרים, כמו מנועים או רובוטים, בזמן אמת. Ethernet הוא אותו פרוטוקול המשמש את האינטרנט הביתי, מה שמקל על חיבור ה- CPU למחשב או לרשת של מפעל. דגמים מסוימים תומכים גם ב- Wi-Fi או חיבורי סלולר, ומאפשרים ניטור מרחוק מכל מקום עם חיבור לאינטרנט.
יסודות תכנות מעבד S7-1200 סימטיים
תכנות המעבד Simatic S7-1200 אולי נשמע מסובך, אך הוא למעשה נועד להיות ידידותי למשתמש, אפילו למי שחדש ב- PLCs. להלן מבט מהיר על איך זה עובד:
תוכנת התכנות: פורטל TIA
סימנס מספק תוכנה בשם TIA פורטל (פורטל אוטומציה משולב לחלוטין) המשמשת לתכנת המעבד SIMATIC S7-1200. פורטל TIA היא חנות חד פעמית לכל הדברים הקשורים להקים והפעלת ה- CPU. יש לו ממשק פשוט וחזותי שמקל על יצירת תוכניות, לבדוק אותן ושלח אותן למעבד.
פורטל TIA זמין למחשבי Windows וניתן להוריד אותו מאתר האינטרנט של סימנס (גרסאות מסוימות הן בחינם לשימוש בסיסי, ואילו גרסאות מתקדמות דורשות רישיון). התוכנה כוללת כלים כמו "שלב 7" לתכנות ו- "WINCC" ליצירת מסכי ניטור המציגים נתונים בזמן אמת מהמעבד, כמו קריאות חיישנים או מצב מכונה.
שפות תכנות
ניתן לתכנת את מעבד S7-1200 Simatic באמצעות מספר שפות, אך הנפוצים ביותר הם:
- היגיון הסולם (בחור): זהו אחת משפות התכנות הוותיקות והפופולריות ביותר של PLC. זה נראה כמו דיאגרמות של מעגלים חשמליים, עם "ריצונים" המייצגים פעולות שונות. קל להבין אם יש לך ידע בסיסי בחשמל. לדוגמה, ל- Rung עשוי להיות "קשר" (כמו אות חיישן) בצד שמאל ו"סליל "(כמו פלט מנוע) בצד ימין-כאשר המגע סגור (חיישן מגלה משהו), הסליל מופעל (מנוע מופעל).
- טקסט מובנה (ST): זה דומה יותר לשפת תכנות מחשבים, עם שורות קוד שמשתמשות במילים כמו "אם", "אז" ו"אחרת ". זה טוב למשימות מורכבות יותר, כמו לחשב כמה מוצר להכניס למיכל על סמך גודלו. לדוגמה: "אם container_size=גדול ואז fill_amount:=1000; אחרת fill_amount:=500; end_if;"
- תרשים בלוק פונקציה (FBD): זה משתמש בלוקים כדי לייצג פונקציות שונות, המחוברות לקווים כדי להראות כיצד נתונים זורמים. זה חזותי וקל לעקוב אחר סוגים מסוימים של תוכניות, כמו אלה השולטים בצעדים מרובים בתהליך. בלוק עשוי לייצג פונקציה "טיימר", עם קווים שמראים מתי זה מתחיל ומה קורה כאשר הזמן נגמר.
כתיבת תוכנית פשוטה
נניח שאתה רוצה לתכנת את המעבד Simatic S7-1200 כדי להפעיל אור כאשר חיישן מגלה אובייקט. כך זה עשוי לעבוד בלוגיקת הסולם באמצעות פורטל TIA:
- פתח את פורטל TIA וצור פרויקט חדש. בחר בדגם ה- SIMATIC S7-1200 CPU בו אתה משתמש (כמו 1214C) מהרשימה.
- עבור לקטע "בלוק התוכנית" וצור תוכנית לוגיקה חדשה לסולם.
- ב- Rung הראשון, גרור "איש קשר פתוח בדרך כלל" מארגז הכלים והקצות אותו ליציאת הקלט המחוברת לחיישן שלך (כמו I0.0).
- גרור "סליל" מארגז הכלים והקצות אותו ליציאת הפלט המחוברת לאור שלך (כמו Q0.0). חבר את איש הקשר לסליל עם קו.
- שמור את התוכנית והורד אותה למעבד SIMATIC S7-1200 באמצעות חיבור כבל USB או Ethernet.
כאשר החיישן מזהה אובייקט, הוא שולח אות להזנת I0.0, וסגור את איש הקשר. זה משלים את ה- RUNG, שולח כוח לסליל ב- Q0.0, שמדליק את האור. פורטל TIA מאפשר גם לבדוק את התוכנית מבלי להתחבר למעבד באמצעות מצב "סימולציה", שם תוכלו ללחוץ על אנשי קשר כדי לחקות אותות חיישנים ולראות אם הפלטים עובדים כצפוי.
יישומי מעבד S7-1200 סימטיים בייצור
המעבד Simatic S7-1200 משמש במגוון רחב של הגדרות ייצור. להלן כמה דוגמאות נפוצות:
קווי הרכבה
במפעלי מכוניות או במפעלי אלקטרוניקה, לקווי הרכבה יש צעדים רבים. המעבד Simatic S7-1200 יכול לשלוט על כל שלב, ולוודא שחלקים עוברים מתחנה אחת למשנהו בזמן הנכון. לדוגמה, במפעל לסמארטפונים, המעבד עשוי לומר לזרוע רובוטית להרים מסך ולהניח אותו על גוף טלפון. זה יכול לבדוק אם המסך מיושר כראוי באמצעות חיישן ראייה-אם לא, הוא מפסיק את הקו ומתריע על טכנאי לתקן את הבעיה, ומונע ביצוע טלפונים לקויים.
מכונות אריזה
מכונות אריזה צריכות למלא מכולות, לאטום אותן ולתייג אותן במדויק. המעבד סימטי S7-1200יכול לשלוט על מהירות המכונה, לוודא שכל מיכל מקבל את הכמות הנכונה של המוצר. עבור קו בקבוקי מיץ, המעבד עשוי להשתמש בחיישן זרימה כדי למדוד כמה מיץ נשפך לכל בקבוק. אם הכמות נמוכה מדי או גבוהה מדי, המעבד מתאים את השסתום השולט בזרימה. זה יכול גם לבדוק שתוויות מיושמות ישר באמצעות מצלמה, ולדחות כל בקבוקים שאינם עומדים בסטנדרט.
ייצור אוכל ומשקאות
במפעלי מזון, שמירה על דברים נקיים ובטמפרטורה הנכונה היא מכריעה לבטיחות. מעבד S7-1200 סימטי יכול לעקוב אחר חיישני טמפרטורה בתנורים או במקררים ולהתאים אותם אם הם מתחממים מדי או קרים. לדוגמה, במאפייה, ה- CPU עשוי לשמור על תנור פיצה בדיוק 475 מעלות F. אם הטמפרטורה יורדת ל 460 מעלות F, ה- CPU מדליק את אלמנט החימום; אם זה עולה ל 490 מעלות F, הוא מכבה את האלמנט. זה יכול גם לשלוט על חגורות מסוע שמעבירות מזון בשלבי ייצור שונים, כמו העברת בצק ממיקסר למגש אפייה, ואז לתנור, ולבסוף למתלה קירור.
טיפול במים ושפכים
אפילו במתקנים המתייחסים למים, מעבד S7-1200 סימטי ממלא תפקיד. זה יכול לשלוט במשאבות שמעבירים מים דרך מערכות סינון, ומבטיח שכל שלב בתהליך הטיפול יקרה בסדר הנכון. לדוגמה, ה- CPU עשוי להפעיל תחילה משאבה כדי לשלוח מים גולמיים דרך פילטר כדי להסיר חלקיקים גדולים, ואז להפעיל משאבה אחרת כדי להוסיף כימיקלים ההורגים חיידקים. זה יכול לפקח על רמות הכימיקלים במים באמצעות חיישנים-אם אין מספיק כלור, למשל, ה- CPU מוסיף עוד כדי לוודא שהמים בטוחים לשתייה.
סימטי S7-1200 מעבד לעומת PLCs אחרים
יש הרבה PLCs בשוק, אז למה לבחור את המעבד Simatic S7-1200? בואו נשווה את זה לכמה אפשרויות אחרות:
גודל ומרחב
המעבד Simatic S7-1200 הוא קומפקטי, כאשר מרבית הדגמים אורך פחות מ -10 אינץ 'וגובהו 5 אינץ'. המשמעות היא שזה לא תופס מקום רב בארון בקרה, וזה יתרון גדול במפעלים או במכונות קטנות בהן המרחב מוגבל כמו משאית מזון או על מכונת אריזה קטנה. כמה PLCs אחרים, כמו מיקרו 800 של אלן-בראדלי, דומים בגודל, אך דגמים ישנים יותר כמו סימנס S7-300 גדולים בהרבה וזקוקים ליותר מקום.
קלות השימוש
כפי שהזכרנו קודם, המעבד Simatic S7-1200 נועד להיות קל לתכנת ולהקים, במיוחד עם פורטל TIA. התוכנה כוללת הדרכות ו"בלוקי פונקציות "המיוצרים מראש למשימות נפוצות (כמו שליטה על מנוע), שיכולות לחסוך זמן בעת כתיבת תוכניות. יש כמה PLCs או דגמים ישנים ממותגים אחרים, כמו Mitsubishi FX5, יש תוכנת תכנות מסובכת יותר שיכולה להקשות על משתמשים חדשים להתחיל. פורטל TIA מאפשרת לך להתחבר ל- CPU באופן אלחוטי, כך שאתה לא צריך להיות פיזית לידו כדי לתכנת או לפקח עליו.
עֲלוּת
עבור יישומים קטנים עד בינוניים, המעבד Simatic S7-1200 מציע איזון טוב של תכונות ועלות. המחירים מתחילים בסביבות 200 $ עבור דגמים בסיסיים (כמו 1211C) ועולים ל 800 $ עבור חזקים יותר (כמו 1217C). זה תחרותי עם דוגמה אחרת של PLCS בינוני-טווח, אלן-ברדלי קומפקלוגיקס 5380 מתחיל בסביבות 500 $, ואילו מיצובישי FX5-32ET/D עולה כ -300 $. המעבד Simatic S7-1200 אינו ה- PLC הזול ביותר בשוק (כמה דגמים בסיסיים של מותגים סיניים עולים פחות מ- 100 $), אך הוא מגיע עם ביצועים אמינים ותמיכת לקוחות של סימנס, מה שהופך אותה לשווה את ההשקעה עבור עסקים רבים. \\
תְאִימוּת
המעבד סימטי S7-1200עובד טוב עם מוצרי סימנס אחרים, כמו חיישנים, מנועים ותוכנה. זה מקל על בניית מערכת שלמה באמצעות רכיבי סימנס. לדוגמה, באפשרותך לחבר מנוע סימטיקה של סימנס ישירות למעבד מבלי להזדקק למתאמים נוספים, ולהשתמש בפורטל TIA כדי לתכנת הן את המעבד והן את המנוע. בעוד שכמה PLCs אחרים תואמים למגוון רחב של מותגים, יש הכל מיצרן אחד יכול לפשט את ההתקנה והתחזוקה. אם משהו משתבש, אתה יכול לפנות לסימנס לקבלת תמיכה במקום להתמודד עם חברות מרובות.
טיפים לפתרון בעיות סימטי S7-1200
אפילו המכשירים האמינים ביותר יכולים לפעמים להיות בעיות. להלן כמה בעיות נפוצות עם מעבד S7-1200 סימטי וכיצד לתקן אותם:
המעבד לא יופעל
ראשית, בדוק את ספק הכוח. המעבד SIMATIC S7-1200 פועל בדרך כלל על כוח DC 24V, לכן וודא שאספקת החשמל מוגדרת למתח הנכון (לא 120 וולט AC, מה שיפגע ב- CPU). בדוק שכבל החשמל מחובר כראוי הן למעבד והן לאספקת החשמל-לפעמים חיבור רופף הוא הבעיה. אתה יכול לבדוק את ספק הכוח עם מד מתח כדי לראות אם הוא מוציא 24 וולט. אם הכוח דולק אך המעבד עדיין לא יתחיל, בדוק את אורות הסטטוס של ה- CPU-אם יש נורת שגיאה אדומה, זה עשוי להיות בעיה בחומרה. במקרה כזה, ייתכן שתצטרך ליצור קשר עם סימנס תמיכה או להחליף את ה- CPU.
חיישנים או מפעילים לא מגיבים
אם חיישן אינו שולח נתונים למעבד SIMATIC S7-1200, או מפעיל (כמו מנוע) אינו מגיב לאותות ה- CPU, בדוק את החיווט. חוטים רופפים או פגומים הם סיבה שכיחה. וודא שכל החיבורים הם תנודות הדוקות פעמים במפעל יכול לשחרר מסופים. חפש חוטים חתוכים או מרופטים, שיכולים לשבור את האות. אתה יכול גם לבדוק את יציאות הקלט/פלט ב- CPU כדי לוודא שהם לא פגומים-אם יציאה כפופה או שיש בה לכלוך, יתכן שהוא לא יוצר חיבור טוב. נסה לחבר את החיישן או המפעיל ליציאה אחרת כדי לראות אם זה עובד-אם כן, היציאה המקורית עשויה להיות לקויה.
שגיאות תקשורת
אם המעבד Simatic S7-1200 לא יכול להתחבר למכשירים אחרים או לפורטל TIA, בדוק את כבלי הרשת. כבלי אתרנט עלולים להיפגע, במיוחד אם הם נדרשים או נמשכים. נסה להשתמש בכבל אחר כדי לראות אם זה פותר את הבעיה. ודא שהגדרות הרשת בפורטל TIA תואמות את ההגדרות של ה- CPU-Both צריכות להיות באותו טווח כתובות IP (כמו 192.168.0.x). באפשרותך לבדוק את כתובת ה- IP של ה- CPU על ידי חיבור צג אליו (לדגמים מסוימים יש תצוגה) או באמצעות הכלי "גישה מקוונת" של פורטל TIA. לפעמים, הפעלה מחדש של ה- CPU או המחשב הפועל פורטל TIA יכולה לתקן בעיות תקשורת-רק כמו הפעלה מחדש של הנתב הביתי שלך יכולה לתקן בעיות באינטרנט.
התוכנית לא עובדת כצפוי
אם התוכנית שכתבת לא עושה את מה שהיא אמורה, חזור לפורטל TIA ובדוק את התוכנית שלב אחר שלב. השתמש בפונקציית "צג" כדי לצפות כיצד האותות זורמים בתוכנית-זה יכול לעזור לך לראות אם קלט חיישן לעולם לא נדלק, או אם פלט נתקע. חפש טעויות בהיגיון, כמו כניסת חיישן המחוברת לפלט הלא נכון (לדוגמה, חיישן טמפרטורה המחובר לפלט מנוע במקום פלט תנור). בדוק אם התוכנית משתמשת בכתובות הנכונות עבור כניסות ויציאות-אם השתמשת בטעות ב- I0.1 במקום I0.0 עבור חיישן, התוכנית לא תגיב כאשר החיישן מופעל. אתה יכול גם להשוות את התוכנית שלך לתוכניות דוגמה בספריה של TIA פורטל כדי לראות אם פספסת שלב.
מַסְקָנָה
המעבד סימטי S7-1200הוא PLC רב -תכליתי ואמין שממלא תפקיד גדול בשמירה על מערכות תעשייתיות פועלות בצורה חלקה. החל מתוכנת התכנות הקומפקטית שלה ותוכנת תכנות קלה לשימוש ועד מגוון היישומים הרחב שלה בייצור, ייצור מזון וטיפול במים, אין זה פלא שהוא מועדף בקרב היצרנים. איזון הגודל, הכוח והעלות שלו הופך אותו לבחירה מצוינת עבור משימות אוטומציה קטנות עד בינוניות, ואילו תאימותה למוצרי סימנס אחרים ותכונות תקשורת חזקות מקלות על שילוב במערכות גדולות יותר.
זכרו, המפתח להפיק את המרב ממעבד S7-1200 Simatic הוא להתחיל עם היסודות: להבין את רכיבי החומרה שלו, ללמוד כיצד לתכנת אותו עם פורטל TIA באמצעות היגיון לסולם או שפות אחרות, ותרגול בעיות בעיות נפוצות כמו שגיאות תקשורת או טעויות תוכנית. עם זמן וניסיון, תוכלו להשתמש במכשיר חזק זה כדי לשלוט על כל מיני תהליכים תעשייתיים, מה שהופך את המפעלים ליעילים, בטוחים ופרודוקטיביים יותר. בין אם אתה רק מתחיל באוטומציה תעשייתית או מחפש לשדרג את המערכת הנוכחית שלך, המעבד Simatic S7-1200 הוא כלי שכדאי לדעת.
