دليل إعداد وبرمجة PLC S7-1200

البدء مع PLCs Siemens S7-1200: أساسيات الإعداد والبرمجة

مقدمة إلى منصة S7-1200

يقدم جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة Siemens S7-1200 قدرات أتمتة قوية للتطبيقات الصغيرة والمتوسطة. يتفوق هذا النظام المدمج في عمليات التعبئة، وأنظمة نقل المواد، وخطوط إنتاج الأغذية، وتصنيع المعدات الأصلية. يوفر دليلنا إجراءات الإعداد الأساسية، وإرشادات التوصيل الكهربائي، وأساسيات البرمجة للانتقال من التثبيت إلى تنفيذ المنطق التشغيلي.

المزايا الرئيسية لاختيار S7-1200

غالبًا ما يختار المهندسون S7-1200 لتوازنه الأمثل بين الكفاءة من حيث التكلفة والوظائف المتقدمة. توفر المنصة إمكانيات توسع كبيرة للعمليات المتنامية. تقلل المدخلات الرقمية والتناظرية المدمجة من متطلبات الأجهزة الإضافية. يتيح الشبك القياسي PROFINET تكاملًا سهلاً مع واجهات الإنسان والآلة وأنظمة القيادة. علاوة على ذلك، يعمل بيئة بوابة الأتمتة المتكاملة تمامًا على توحيد مهام الهندسة، مما يقلل بشكل كبير من وقت تطوير المشروع.

نظرة عامة على تكوين الأجهزة

تحتوي كل وحدة معالجة مركزية S7-1200 على مكونات التحكم الأساسية للآلة. يشمل التصميم أطراف توصيل الطاقة لمصدر 24 فولت تيار مستمر، ومنفذ اتصال PROFINET مدمج، وعددًا متغيرًا من نقاط الإدخال/الإخراج المدمجة حسب النماذج المحددة. تسهل فتحة بطاقة الذاكرة عمليات نقل البرامج وتحديثات النظام بسهولة. تضمن قدرة التثبيت على قضبان DIN دمجًا بسيطًا في اللوحات. للتطبيقات المتقدمة، توفر مكونات التوسعة المعيارية سعة إضافية للإدخال/الإخراج، وواجهات اتصال، ووظائف عد عالية السرعة.

إرشادات التثبيت والاتصالات الكهربائية

تمنع تقنيات التثبيت الصحيحة المشكلات التشغيلية المحتملة. ثبت وحدات التحكم عموديًا على قضبان DIN مع وجود فراغ لا يقل عن 25 مم أعلاها وأسفلها للتهوية الكافية. تجنب المواقع ذات الاهتزاز العالي واستخدم حاويات حماية في البيئات الصعبة. وصل طاقة 24 فولت تيار مستمر منظمة إلى أطراف L+ وM باستخدام مقاييس الأسلاك المناسبة بين AWG 24-16. تحقق من محاذاة القطبية أثناء التوصيل لمنع فشل بدء التشغيل.

معالجة الإشارات الرقمية والتناظرية

تستقبل قنوات الإدخال الرقمية (I0.0، I0.1، إلخ) إشارات 24 فولت تيار مستمر من أجهزة الحقل. توصل قنوات الإخراج (Q0.0، Q0.1، إلخ) 24 فولت تيار مستمر للتحكم في المكونات الخارجية بحد أقصى تيار 0.5 أمبير لكل نقطة. نفذ حماية الدائرة الخارجية لأحمال الإخراج. تعالج وحدات الإدخال التناظرية إشارات 0-10 فولت أو 4-20 مللي أمبير من أجهزة القياس العملية. استخدم دائمًا كابلات محمية للإشارات التناظرية وأنشئ تأريضًا بنقطة واحدة لتقليل الضوضاء. يوصي المحترفون بفصل أسلاك الطاقة والإشارة لتقليل التداخل الكهربائي.

بيئة برمجة بوابة TIA

يمثل بوابة الأتمتة المتكاملة كليًا إطار عمل الهندسة الموحدة لشركة Siemens. بعد تثبيت البرنامج، أنشئ مشروعًا جديدًا وحدد نموذج وحدة المعالجة المركزية بدقة. قم بتكوين تعريف جهاز PROFINET وعناوين IP لتمكين اتصال الكمبيوتر. أعد إعداد وحدات الإدخال/الإخراج المدمجة ووحدات التوسعة قبل تطوير منطق التحكم في كتلة التنظيم الأساسية (OB1). تتيح هذه الطريقة الهندسية المتكاملة تكوينًا فعالًا لوحدات PLC وHMI وأنظمة القيادة ضمن منصة برمجية واحدة.

تنفيذ البرمجة الأساسية

تمارين البرمجة الأولية تتحقق من وظيفة الأجهزة. أنشئ تعليمة تلامس مفتوح عادي تشير إلى الإدخال I0.0 (زر ضغط). اربط هذه التعليمة بملف إخراج يعالج Q0.0 (مصباح مؤشر أو بادئ محرك). عند التنفيذ، يؤدي الضغط على جهاز الإدخال إلى تنشيط دائرة الإخراج. تؤكد هذه التمرين الأساسي التوصيل الصحيح والتنفيذ المنطقي الأساسي مع توضيح دورة مسح PLC.

إجراءات مراقبة النظام والتشخيص

تتيح قدرة المراقبة عبر الإنترنت في TIA Portal مراقبة النظام في الوقت الحقيقي. تتغير ألوان التعليمات النشطة أثناء التشغيل، مما يبسط عمليات استكشاف الأخطاء وإصلاحها. يسجل مخزن التشخيص أحداث النظام وحالات الخطأ، مما يثبت قيمته في حل الشذوذات التشغيلية. عادةً ما يحل الجمع بين المراقبة الحية والتشخيص الشامل معظم تحديات بدء التشغيل بكفاءة.

التحديات الشائعة في التنفيذ

غالبًا ما يواجه المستخدمون الجدد عقبات تشغيلية محددة. تنجم فشل الاتصالات عادةً عن تكوين IP غير صحيح أو تسمية PROFINET خاطئة. تنجم المخرجات غير العاملة عادةً عن نقص في مصادر الطاقة أو تفعيل أجهزة الحماية. تشير القراءات التناظرية غير المستقرة عمومًا إلى ممارسات تأريض أو درع غير صحيحة. تحدث أخطاء مزامنة التكوين عند تنزيل البرامج بدون بيانات تكوين الأجهزة. معالجة هذه المشكلات الشائعة تحل معظم تعقيدات بدء التشغيل.

سيناريو التطبيق العملي

فكر في نظام ناقل صغير يتطلب عدًا وفرزًا تلقائيًا للصناديق. يمكن لـ S7-1200 معالجة إشارات من حساسات ضوئية عبر المدخلات الرقمية، وتنفيذ منطق العد في وحدة المعالجة المركزية، وتنشيط آليات الفرز عبر المخرجات الرقمية. يمكن للمدخلات التناظرية مراقبة درجة حرارة المحرك بينما يتيح اتصال PROFINET تبادل البيانات مع HMI إشرافي. هذا يوضح قدرة المتحكم على التعامل مع مهام أتمتة متعددة ضمن منصة مدمجة واحدة.

وجهة نظر الصناعة

يولي قطاع الأتمتة الصناعية أهمية متزايدة للمتحكمات المدمجة ذات قدرات التوسعة. يلبي S7-1200 هذا الاحتياج بفعالية، خصوصًا لمصنعي المعدات الذين يسعون لتوحيد منصات التحكم عبر مجموعات الآلات. مع تزايد انتشار اتصال الإنترنت الصناعي للأشياء، توفر قدرة PROFINET في المتحكم أساسًا لتكامل أوسع للنظام. للتطبيقات التي تتطلب تحكم حركة أساسي، توفر وظيفة مخرجات قطار النبض المدمجة قدرة كافية لمهام التموضع البسيطة.

الأسئلة المتكررة

س: ما هي خيارات HMI التي تتكامل مع متحكمات S7-1200؟

ج: يدعم منفذ PROFINET المدمج الاتصال المباشر بلوحات HMI من Siemens بما في ذلك شاشات سلسلة KTP700. يتم التكوين بسلاسة داخل بيئة TIA Portal.

س: ما الذي يحدد الحد الأقصى لقدرة توسيع الإدخال/الإخراج؟

ج: تعتمد قدرة التوسعة على طراز وحدة المعالجة المركزية المحدد، حيث تدعم حتى 8 وحدات إشارة بالإضافة إلى لوحات إشارة إضافية لزيادة كبيرة في نقاط الإدخال/الإخراج.

س: هل تدعم المنصة تطبيقات التحكم في الحركة؟

ج: تشمل وظائف التحكم في الحركة الأساسية تعليمات حركة مدمجة ومخرجات قطار نبضي. للتنسيق المتقدم متعدد المحاور، توصي Siemens بالانتقال إلى سلسلة S7-1500.

س: ما هي لغات البرمجة المتاحة؟

ج: يدعم TIA Portal عدة لغات برمجة IEC بما في ذلك منطق السلم، مخطط كتلة الوظائف، قائمة التعليمات، والنص الهيكلي.

س: متى يجب على المستخدمين النظر في استخدام S7-1500 بدلاً من S7-1200؟

ج: يعتبر الترقية مناسبة عندما تتطلب التطبيقات سعة ذاكرة أكبر، وظائف أمان مدمجة، سرعة معالجة محسنة، أو قدرات تشخيص متقدمة تتجاوز مواصفات S7-1200.

تحقق من العناصر الشائعة أدناه لمزيد من المعلومات في Autonexcontrol