Орташа Өлшемді Өнеркәсіптік Автоматтандыруды Меңгеру: Siemens S7-1200 PLC-ға Толық Нұсқаулық

Siemens S7-1200 көптеген шағын және орта өнеркәсіптік автоматтандыру жобаларының негізі ретінде ерекшеленеді. Инженерлер бұл ықшам, қуатты және бюджеттік PLC-ны жиі таңдайды. Ол машина жасау, орау желілері және арнайы тағам өңдеу сияқты қолданбаларда басым күш болып табылады. Бұл нұсқаулық негізгі қадамдарға назар аударады: негізгі баптау, дұрыс сымдау және PLC бағдарламалаудың маңызды негіздері. Біз сізді бастапқы орнатудан бастап алғашқы логикалық бағдарламаны орындауға дейін сенімді түрде жетелейтін боламыз.

Неліктен Siemens S7-1200 зауыттық автоматтандыру үшін таңдаулы таңдау болып табылады

Көптеген тәжірибелі инженерлер S7-1200-ды қолжетімділік пен жетілдірілген функциялардың тамаша үйлесімі деп санайды. Ол әдетте жоғары деңгейлі басқару жүйелерінде ғана кездесетін премиум мүмкіндіктерді ұсынады. Бұл тепе-теңдік оны қазіргі зауыттық автоматтандыруда өте танымал етеді. MarketsandMarkets мәліметтері бойынша, ықшам PLC сегменті тез өсуде, ал S7-1200 негізгі ойыншы болып табылады.

Өсуге Арналған Масштабталу: Құрылғы жеке машина басқаруы үшін мінсіз жұмыс істейді. Дегенмен, жүйе талаптары артса, оның мүмкіндіктерін оңай кеңейтуге болады.
Икемді I/O Опциялары: Оның борттық сандық және аналогтық нүктелері қосымша модульдерді дереу қажет етпейді. Қажет болған жағдайда, қолжетімді кеңейту модульдері жүйенің өсуін қолдайды.
Интеграцияланған PROFINET Стандарт: Құрылымдық желі байланысын жеңілдетеді. Сіз оңай HMI, мотор драйверлерін біріктіре аласыз және жүйені үлкен SCADA архитектурасына қосуға болады.
Біріккен TIA Portal Қоршаған Орта: Бұл бірегей бағдарлама жүйенің барлық бөліктерін біріктіреді — PLC, HMI және желілік конфигурацияны. Бұл инженерлік және іске қосу уақытын айтарлықтай қысқартады.

Автордың Пікірлері: TIA Portal - бұл ойынның ережесін өзгертуші. Ол оқуды айтарлықтай жеңілдетеді, бұл жаңа өнеркәсіптік автоматтандыру платформаларын қабылдайтын компаниялар үшін маңызды фактор.

Маңызды Аппараттық Құрылымға Шолу: S7-1200 CPU-ның Негізгі Компоненттері

Әрбір S7-1200 Орталық Өңдеу Блокы (CPU) машинаны тиімді басқару үшін қажетті элементтерді қамтиды. Осы негізгі құрамдас бөліктерді түсіну сәтті енгізудің алғашқы қадамы болып табылады.

Қуат Қоректендіру Терминалдары: Бұл терминалдар контроллерді қуаттандыру үшін 24 VDC кірісін қабылдайды.
PROFINET порты: Бұл кіріктірілген порт бағдарламалау, Адам-Машина Интерфейстерін (HMI) қосу және зауыттық кең ауқымды байланыс орнату үшін қызмет етеді.
Борттағы I/O: Құрылғыға кіріктірілген цифрлық және аналогтық кіріс/шығыс нүктелерінің саны нақты CPU моделіне байланысты өзгереді. Үлкенірек CPU-лар көбірек кіріктірілген нүктелер ұсынады.
Жад картасының ұясы: Бұл ұя бағдарлама сақтау, жүйені жылдам сақтық көшіру және тиімді микробағдарламаны жаңарту үшін маңызды.
Панельге интеграциялау үшін дизайн: Стандартты DIN рельсіне орнатылатын дизайн панельді оңай және жылдам жинауға мүмкіндік береді.

Ubest Automation пікір: Бұл модульділік үлкен қаржылық артықшылық береді. Компаниялар бастапқыда артық инвестиция салудың қажеті жоқ. Қолданба талап еткенде ғана нақты мүмкіндіктерді қоса алады.

Сенімділік үшін маңызды орнату және сымдарды жалғау тәжірибелері

Құрылғыны дұрыс орнату және сымдарды дұрыс жалғау кейінгі қымбат және уақытты қажет ететін ақауларды болдырмайды. Осы бекітілген өнеркәсіптік үздік тәжірибелерді ұстаныңыз.

Дұрыс орнату: CPU-ны DIN рельсіне тігінен орнатыңыз. Бұл орналасу жеткілікті ауа ағынын қамтамасыз етіп, зиянды қызып кетуді болдырмайды. Құрылғының үсті мен астыңда кемінде 25 мм бос орын қалдырыңыз.
Қуат талаптары: S7-1200 тұрақты, реттелген 24 VDC қуат көзін талап етеді. L+ және M терминалдарын қуат көзіне қосыңыз. Қуат көзінің ток сыйымдылығы CPU мен барлық қосылған сыртқы құрылғыларға жеткілікті екеніне көз жеткізіңіз.
Сым спецификациясы: Көптеген қолданбалар үшін AWG 24–16 $\left(0.25–1.5 \text{ mm}^2\right)$ сымдар жарамды. Ең бастысы, полярлықты екі рет тексеріңіз. Қате қосылған сым жүйенің іске қосылмауына әкелетін жиі жасалған қате.

Цифрлық және аналогтық сигналдарды дәл өңдеу

Сенімді басқару жүйелерінде дәл сигналдарды өңдеу міндетті. Қуат оқшаулау мен сигнал тұтастығына ерекше көңіл бөліңіз.

Цифрлық сигналдар (кірістер/шығыстар):
Цифрлық кірістер (I0.0, I0.1 және т.б.): Бұл сенсорлардан, шектеу қосқыштарынан немесе батырмалардан шыққан 24 VDC сигналдарын қабылдайды.
Цифрлық шығыстар (Q0.0, Q0.1 және т.б.): Бұл әртүрлі актюаторларға, мысалы шамдарға немесе аралық релелерге 24 VDC береді. Әр арна үшін типтік сыйымдылық 0.5 A.
Қорғау ескертпесі: Шығыстарыңызды шамадан тыс жүктемеден қорғау үшін сыртқы сақтандырғыш қолданыңыз. Бұл соленоидтар немесе кішігірім моторлар сияқты индуктивті жүктемелерді басқарғанда өте маңызды.

Аналогтық сигналдар (кірістер):
Аналогтық кірістер (AI0, AI1): PLC температура немесе қысым сияқты параметрлер үшін берушілерден сигналдарды өңдейді. Бұл кірістер стандартты 0–10V немесе 4–20 мА сигналдарын қабылдайды.
Шуды азайту: Аналогтық сигнал желілері үшін әрқашан қорғалған кабель қолданыңыз. Жерлік контурлар мен шудың түсуін болдырмау үшін қорғанысты тек бір ұшында – әдетте басқару панелі жағында – жерге қосыңыз.

Маманның кеңесі: Жоғары токты қуат сымдарын барлық аналогтық және байланыс сымдарынан физикалық түрде бөлу электромагниттік кедергіні (EMI) айтарлықтай азайтады.

S7-1200 бағдарламалау: TIA Portal-мен жұмысқа кіріспе

Аппараттық құрал қауіпсіз және сымдалғаннан кейін, сіз TIA Portal-да бағдарламалауды бастайсыз. Бұл біріккен инженерлік бағдарламалық орта зауыт автоматтандыру логикасына жол ашады.

Бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату: TIA Portal бағдарламалық жасақтамасын инженерлік жұмыс станциясына орнатыңыз.
Жоба жасау: Жаңа жоба бастаңыз және CPU-ны оның нақты каталог нөмірі бойынша дұрыс таңдаңыз.
Желіні баптау: PROFINET құрылғы атауын және бірегей IP мекенжайын тағайындаңыз. Бұл сіздің ПК мен PLC арасындағы байланысты қамтамасыз етеді.
Аппараттық конфигурация: Барлық борттағы I/O нүктелерін және кез келген қосылған кеңейту модульдерін баптаңыз.
Логиканы дамыту: Негізгі басқару бағдарламаңызды OB1 деп аталатын Негізгі Бағдарлама блогында құрыңыз. Барлық әдепкі басқару логикасы осында орындалады.

Бұл бір бағдарламалық тәсіл дамуды жеделдетеді. Инженерлер TIA Portal-ды меңгергеннен кейін, олар Siemens экожүйесінің бүкіл басқару жүйелерін, оның ішінде HMI және драйверлерді басқара алады.

Алғашқы бағдарламаңызды орындау: Қарапайым басқару логикасының демонстрациясы

Негізгі кірістен шығысқа бағдарлама жазу сымдарды және бағдарламалауды дұрыс жұмыс істейтінін растаудың тамаша тәсілі.

Кіріс логикасын жасау: Бағдарламаға Әдетте Ашық (NO) контакт енгізіп, оны I0.0 кіріс мекенжайына байланыстырыңыз (мысалы, физикалық батырма).
Шығысқа қосу: Бұл контакті Q0.0 шығыс мекенжайына байланысты орамға қосыңыз (мысалы, сигнал шамы немесе мотор стартері).
Жүктеу кезінде күтілетін нәтиже:
I0.0-ге қосылған физикалық батырманы басу саты шартын жабады.
Сондықтан, Q0.0 шығысы қосылады, бұл сіздің сыртқы құрылғыңызды іске қосады.

Бұл қарапайым тапсырма PLC басқару циклінің толықтығын тексереді және аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етудің дұрыс өзара әрекеттесуін растайды.

Жүйенің тұтастығын бақылау және диагностика

Тиімді ақауларды жою – негізгі дағды. TIA Portal осы мақсатта қуатты құралдар ұсынады.

Тікелей бақылау: TIA Portal-да "онлайн" режиміне өту CPU күйін нақты уақытта бақылауға мүмкіндік береді. Кірістер мен шығыстардың түстері олар іске қосылған кезде динамикалық түрде өзгереді, бұл логика немесе сымдарды жөндеу қателерін жеңілдетеді.
Диагностика буфері: CPU-ның диагностика буфері баға жетпес. Ол барлық жүйелік оқиғаларды, ескертулер мен қателерді тіркейді. Бағдарлама күтпеген түрде әрекет еткенде, осы журналға жүгіну дереу, контекстке сәйкес кеңестер береді.

Тікелей мониторинг пен диагностика буферін пайдалана отырып, техниктер іске қосу мәселелерінің басым көпшілігін тез анықтап, шеше алады.

Жалпы алғашқы қиындықтар мен ақауларды жою кеңестері

Әрбір жаңадан келген адам алғашқы қиындықтарға тап болады. Жалпы қателіктерді білу сізге жұмыс уақытын үнемдеуге көмектеседі.

PLC қосылу қатесі: IP мекенжай параметрлерін тексеріңіз. TIA Portal-дегі PROFINET құрылғысының атауы физикалық PLC-дегі атаумен дәл сәйкес келетініне көз жеткізіңіз.
Шығыс қуаты жоқ: Шығыс терминалдарға сыртқы 24V қорек көзінің қосылғанын тексеріңіз. Шығыс арналарды қорғайтын сақтандырғыштардың күйін тексеріңіз.
Тұрақсыз аналогтық мәндер: Барлық аналогтық сигналдар үшін экрандалған кабель қолданыңыз және шуды жою үшін дұрыс бір нүктелі жерге қосуды қамтамасыз етіңіз.
"PLC үйлеспейді" қатесі: Бұл әдетте басқару логикасын жүктедіңіз, бірақ жаңартылған аппараттық конфигурацияны жүктеуді ұмыттыңыз дегенді білдіреді.

Техникалық маңызды тексеру тізімі:
✅ Жерге қосу: Аналогтық экрандарды бір нүктелі жерге қосу.
⚙️ Қуат: L+ және M-де сыртқы 24 VDC бар екенін тексеріңіз.
🔧 Желілік байланыс: PROFINET құрылғысының атауы мен IP мекенжайының сәйкес келуін растаңыз.

Қолдану сценарийлері және шешімдер

S7-1200 өзінің шығын мен өнімділік қатынасы теңдесі жоқ нақты өнеркәсіптік автоматтандыру орталарында жақсы жұмыс істейді.

Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

С: Желімді орнаттым, бірақ ПК-ны PLC-ге қосу мүмкін емес. Ең жиі ескерілмейтін қадам қандай?
Ж: Көп жағдайда инженерлер өздерінің ПК-ның Ethernet адаптерінің PLC-мен бір желі сегментінде статикалық IP мекенжайымен конфигурацияланғанын ұмытып кетеді. Мысалы, егер PLC мекенжайы 192.168.0.10 болса, сіздің ПК мекенжайы 192.168.0.XX (мұндағы XX 10 емес) болуы керек, осылайша байланыс орнатылады.

С: Аналогтық сенсорларымның дәл оқып, уақыт өте ауытқымайтынын қалай қамтамасыз етемін?
Ж: Қорғалған кабельдерді қолданудан басқа, бастапқы калибрлеу тексерісін орындаңыз. 0% және 100% сигналды имитациялау үшін калибрленген кернеу/ток көзін пайдаланыңыз. PLC-дегі сәйкес шикі деректер мәндерін тексеріп, оларды құжаттаңыз. Бұл базалық сызық кейін сенсордың ауытқуы мен шуды оңай диагностикалауға мүмкіндік береді.

С: Қашан мен шынымен қуаттырақ S7-1500 сериясына өтуім керек?
Ж: Қосқыш сіздің қолданбаңыз қарапайым машина басқаруынан жоғары өнімділікті талап еткенде қажет болады. S7-1500 арнайы жасалған: үлкен, күрделі жобаларға (256-дан астам I/O нүктелері), біріктірілген функционалдық қауіпсіздікке (Safety PLC), жоғары жылдамдықты детерминистік қозғалыс басқаруына немесе үздіксіз деректерді өңдеу үшін айтарлықтай жад пен жылдам сканерлеу уақытын қажет ететін жүйелерге.

Келесі деңгейге өту: Siemens S7-1500

S7-1200 өте қабілетті болғанымен, кейбір жетілдірілген қолданбалар жоғары өнімді S7-1500 сериясына жақсырақ сәйкес келеді.

Жобаңыз келесі талаптарға сай болса, S7-1500-ді қарастыру керек:
Бағдарлама жад сыйымдылығы айтарлықтай үлкен.
Қосылған қауіпсіздік функциялары (Safety Integrated).
Жоғары жылдамдықты циклдер үшін айтарлықтай жылдам орындалу жылдамдығы.
Жетілдірілген диагностика және жүйелік деңгейдегі ақауларға төзімділік.

Дегенмен, шағын және орташа өнеркәсіптік жүйелердің басым көпшілігі үшін S7-1200 бәсекеге қабілетті баға мен қуатты мүмкіндіктердің тамаша үйлесімін ұсынады.

Бұл егжей-тегжейлі нұсқаулық Siemens S7-1200-ді келесі автоматтандыру жобасында сенімді түрде қолдануға көмектеседі деп сенеміз.

Келесі құрылыс үшін сенімді компоненттерді зерттеуге дайынсыз ба? SIMATIC S7-1200 G2 PLC және модульдерінің толық ассортиментін [осы жерден] табыңыз