راهنمای تنظیم و برنامه‌نویسی PLC S7-1200

شروع کار با PLCهای Siemens S7-1200: اصول راه‌اندازی و برنامه‌نویسی

معرفی پلتفرم S7-1200

کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر Siemens S7-1200 قابلیت‌های اتوماسیون قدرتمندی برای کاربردهای کوچک و متوسط ارائه می‌دهد. این سیستم جمع‌وجور در عملیات بسته‌بندی، سیستم‌های انتقال مواد، خطوط تولید مواد غذایی و تولید تجهیزات اصلی برجسته است. راهنمای ما روش‌های پایه راه‌اندازی، دستورالعمل‌های اتصال الکتریکی و اصول برنامه‌نویسی را برای گذار از نصب به اجرای منطق عملیاتی ارائه می‌دهد.

مزایای کلیدی انتخاب S7-1200

مهندسان اغلب S7-1200 را به‌خاطر تعادل بهینه بین صرفه‌جویی در هزینه و عملکرد پیشرفته انتخاب می‌کنند. این پلتفرم پتانسیل توسعه قابل توجهی برای عملیات در حال رشد ارائه می‌دهد. ورودی‌های دیجیتال و آنالوگ یکپارچه نیاز به سخت‌افزار اضافی را به حداقل می‌رسانند. شبکه‌بندی استاندارد PROFINET امکان ادغام ساده با رابط‌های انسان-ماشین و سیستم‌های درایو را فراهم می‌کند. علاوه بر این، محیط Totally Integrated Automation Portal وظایف مهندسی را تجمیع کرده و به طور قابل توجهی زمان توسعه پروژه را کاهش می‌دهد.

مروری بر پیکربندی سخت‌افزار

هر واحد پردازش مرکزی S7-1200 شامل اجزای ضروری کنترل ماشین است. طراحی شامل ترمینال‌های اتصال برق برای منبع 24 ولت DC، پورت ارتباطی PROFINET یکپارچه و تعداد متغیری از نقاط ورودی/خروجی یکپارچه بسته به مدل‌های خاص است. شکاف کارت حافظه انتقال برنامه و به‌روزرسانی سیستم را ساده می‌کند. قابلیت نصب روی ریل DIN ادغام آسان در پنل را تضمین می‌کند. برای کاربردهای پیشرفته، اجزای توسعه مدولار ظرفیت ورودی/خروجی اضافی، رابط‌های ارتباطی و عملکرد شمارش با سرعت بالا را فراهم می‌کنند.

راهنمای نصب و اتصالات الکتریکی

روش‌های نصب صحیح از بروز مشکلات عملیاتی احتمالی جلوگیری می‌کنند. کنترلرها را به صورت عمودی روی ریل DIN نصب کنید و حداقل 25 میلی‌متر فاصله بالا و پایین برای تهویه مناسب رعایت کنید. از مکان‌های با لرزش زیاد اجتناب کرده و در محیط‌های چالش‌برانگیز از محفظه‌های حفاظتی استفاده کنید. برق 24 ولت DC تنظیم‌شده را به ترمینال‌های L+ و M با استفاده از سیم‌های مناسب بین AWG 24-16 متصل کنید. هنگام اتصال، تراز قطبیت را بررسی کنید تا از خرابی راه‌اندازی جلوگیری شود.

مدیریت سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ

کانال‌های ورودی دیجیتال (I0.0، I0.1 و غیره) سیگنال‌های 24 ولت DC از دستگاه‌های میدانی را دریافت می‌کنند. کانال‌های خروجی (Q0.0، Q0.1 و غیره) ولتاژ 24 ولت DC را برای کنترل اجزای خارجی با حداکثر جریان 0.5 آمپر در هر نقطه ارائه می‌دهند. حفاظت مدار خارجی برای بارهای خروجی اعمال کنید. ماژول‌های ورودی آنالوگ سیگنال‌های 0-10 ولت یا 4-20 میلی‌آمپر از ابزارهای فرآیندی را پردازش می‌کنند. همیشه از کابل‌کشی شیلددار برای سیگنال‌های آنالوگ استفاده کرده و زمین‌کردن نقطه‌ای را برای کاهش نویز برقرار کنید. متخصصان صنعت توصیه می‌کنند سیم‌کشی برق و سیگنال را جدا کنید تا تداخل الکتریکی به حداقل برسد.

محیط برنامه‌نویسی TIA Portal

پورتال اتوماسیون کاملاً یکپارچه نمایانگر چارچوب مهندسی متحد زیمنس است. پس از نصب نرم‌افزار، یک پروژه جدید ایجاد کرده و مدل دقیق CPU را مشخص کنید. شناسایی دستگاه PROFINET و آدرس‌دهی IP را برای فعال‌سازی ارتباط کامپیوتری پیکربندی کنید. ماژول‌های ورودی/خروجی یکپارچه و توسعه را قبل از توسعه منطق کنترل در بلوک سازمانی اصلی (OB1) تنظیم کنید. این رویکرد مهندسی یکپارچه امکان پیکربندی کارآمد PLCها، HMIها و سیستم‌های درایو را در یک پلتفرم نرم‌افزاری فراهم می‌کند.

اجرای برنامه‌نویسی پایه

تمرینات برنامه‌نویسی اولیه عملکرد سخت‌افزار را تأیید می‌کنند. یک دستور تماس معمولاً باز ایجاد کنید که به ورودی I0.0 (دکمه فشاری) اشاره دارد. این دستور را به یک سیم‌پیچ خروجی که به Q0.0 (لامپ نشانگر یا راه‌انداز موتور) اختصاص دارد متصل کنید. هنگام اجرا، فشار دادن دستگاه ورودی مدار خروجی را فعال می‌کند. این تمرین اساسی صحت سیم‌کشی و اجرای منطق پایه را تأیید می‌کند و چرخه اسکن PLC را نشان می‌دهد.

روش‌های نظارت و تشخیص سیستم

قابلیت نظارت آنلاین TIA Portal مشاهده سیستم را در زمان واقعی فراهم می‌کند. دستورات فعال در حین عملیات رنگ نمایش را تغییر می‌دهند که فرآیند عیب‌یابی را ساده می‌کند. بافر تشخیصی رویدادهای سیستم و شرایط خطا را ثبت می‌کند که برای حل ناهنجاری‌های عملیاتی بسیار ارزشمند است. ترکیب نظارت زنده با تشخیص جامع معمولاً بیشتر چالش‌های راه‌اندازی را به‌طور مؤثر حل می‌کند.

چالش‌های رایج پیاده‌سازی

کاربران جدید اغلب با موانع عملیاتی خاصی مواجه می‌شوند. خطاهای ارتباطی معمولاً ناشی از پیکربندی نادرست IP یا نام‌گذاری PROFINET است. خروجی‌های غیرعملیاتی معمولاً به دلیل عدم وجود منبع تغذیه یا فعال شدن دستگاه حفاظتی است. خوانش‌های ناپایدار آنالوگ معمولاً نشان‌دهنده محافظت یا زمین‌کردن نامناسب است. خطاهای همگام‌سازی پیکربندی زمانی رخ می‌دهد که دانلود برنامه داده‌های پیکربندی سخت‌افزار را شامل نشود. رفع این مشکلات رایج بیشتر مشکلات راه‌اندازی را حل می‌کند.

سناریوی کاربرد عملی

یک سیستم نقاله کوچک را در نظر بگیرید که نیاز به شمارش و مرتب‌سازی خودکار جعبه‌ها دارد. S7-1200 می‌تواند سیگنال‌های حسگرهای فوتوالکتریک را از طریق ورودی‌های دیجیتال پردازش کند، منطق شمارش را در CPU اجرا کند و مکانیزم‌های مرتب‌سازی را از طریق خروجی‌های دیجیتال فعال کند. ورودی‌های آنالوگ می‌توانند دمای موتور را نظارت کنند در حالی که ارتباط PROFINET تبادل داده با HMI نظارتی را ممکن می‌سازد. این نشان‌دهنده توانایی کنترلر در انجام چندین وظیفه اتوماسیون در یک پلتفرم جمع‌وجور است.

دیدگاه صنعت

بخش اتوماسیون صنعتی به طور فزاینده‌ای به کنترلرهای جمع‌وجور با قابلیت توسعه اهمیت می‌دهد. S7-1200 این نیاز را به‌طور مؤثر برآورده می‌کند، به‌ویژه برای سازندگان تجهیزات که به دنبال استانداردسازی پلتفرم‌های کنترل در سراسر مجموعه ماشین‌ها هستند. با گسترش اتصال اینترنت اشیاء صنعتی، قابلیت PROFINET کنترلر پایه‌ای برای یکپارچه‌سازی گسترده‌تر سیستم فراهم می‌کند. برای برنامه‌هایی که به کنترل حرکت پایه نیاز دارند، عملکرد خروجی قطار پالس یکپارچه قابلیت کافی برای وظایف موقعیت‌یابی ساده ارائه می‌دهد.

سؤالات متداول

سؤال: چه گزینه‌های HMI با کنترلرهای S7-1200 یکپارچه می‌شوند؟

پاسخ: پورت PROFINET یکپارچه از اتصال مستقیم به پنل‌های HMI زیمنس از جمله نمایشگرهای سری KTP700 پشتیبانی می‌کند. پیکربندی به‌صورت یکپارچه در محیط TIA Portal انجام می‌شود.

سؤال: چه چیزی ظرفیت حداکثر توسعه I/O را تعیین می‌کند؟

پاسخ: قابلیت توسعه بستگی به مدل خاص CPU دارد و تا ۸ ماژول سیگنال به‌علاوه بردهای سیگنال اضافی برای افزایش قابل توجه نقاط I/O را پشتیبانی می‌کند.

سؤال: آیا پلتفرم از برنامه‌های کنترل حرکت پشتیبانی می‌کند؟

پاسخ: عملکرد پایه کنترل حرکت شامل دستورات حرکت یکپارچه و خروجی‌های قطار پالس است. برای هماهنگی پیشرفته چندمحوره، زیمنس توصیه می‌کند به سری S7-1500 منتقل شوید.

سؤال: کدام زبان‌های برنامه‌نویسی در دسترس هستند؟

پاسخ: TIA Portal از چندین زبان برنامه‌نویسی IEC از جمله ladder logic، function block diagram، statement list و structured text پشتیبانی می‌کند.

سؤال: کاربران چه زمانی باید به جای S7-1200 از S7-1500 استفاده کنند؟

پاسخ: در صورتی که برنامه‌ها نیاز به ظرفیت حافظه بزرگ‌تر، عملکردهای ایمنی یکپارچه، سرعت پردازش بالاتر یا قابلیت‌های پیشرفته تشخیصی فراتر از مشخصات S7-1200 داشته باشند، ارتقاء مناسب است.

برای اطلاعات بیشتر، موارد محبوب زیر را در Autonexcontrol بررسی کنید