Контроллеры SIMATIC S7-1200

2020-08-26 Промышленное  Один комментарий

Отвлечемся немного от программирования и поговорим про контроллеры, для которых собственно и пишутся программы — в частности про Siemens SIMATIC S7-1200, их особенности, аппаратные средства, добавление аппаратной конфигурации в  Tia Portal.

Siemens SIMATIC S7-1200

Контроллеры данного семейства являются, пожалуй, наиболее востребованными из всей линейки SIMATIC, благодаря своей универсальности, функционалу и приемлемой цене. Конечно, по своим возможностям, они уступают SIMATIC S7-1500, но здесь решающую роль играет цена — у S7-1200 она на порядок ниже. А для большинства задач их функциональных возможностей вполне достаточно.

S7-1200 поддерживают все версии Tia Portal, включая Lite — упрощенную версию, работающую только с контроллерами данного семейства.

Контроллер S7-1200 имеет модульную структуру, представляющую набор различных компонентов.

Центральный процессор CPU

Основой всей системы является процессорный модуль CPU (Central Processing Unit), который отвечает непосредственно за обработку, хранение данных, выполнение программы. Данное семейство представлено 5 моделями центральных процессоров, различающихся производительностью, количеством входов-выходов, объемом памяти. Кроме того, эти модели имеют несколько различных модификаций — DC/DC/RLY с напряжением питания = 24 В, дискретными входами = 24 В, дискретными выходами релейного типа, DC/DC/DC с напряжением питания = 24 В, дискретными входами и дискретными выходами 24 В на основе транзисторных ключей, AC/DC/RLY с напряжением питания ~115/230 В, дискретными входами 24 В, дискретными выходами релейного типа.

CPU S7-1200

Также их отличительной особенностью является возможность подключения определенного количества дополнительных сигнальных модулей. Так например CPU 1211 не поддерживает такую возможность, для CPU 1212 таких модулей может быть только 2, а для остальных моделей — 8.

Для каждой модели CPU характерно наличие встроенного PROFINET интерфейса, используемого для программирования, диагностики, коммуникации с HMI панелями и другими устройствами, но опять же разные модели имеют различное количество портов. CPU 1215 и CPU 1217 имеют на борту 2-х портовый коммутатор.

Стоит отметить наличие у всех моделей процессоров встроенного Web-сервера, позволяющего просматривать различную информацию о подключенном контроллере с помощью ПК или смартфона, через обычный Web-браузер.

SIMATIC S7-1200 Web-Server

Стандартные HTML страницы отображают следующую информацию об устройстве:

  • Start page — общую информацию о CPU, или коммуникационном процессоре (CP)
  • Identification — индивидуальные данные CPU (серийный номер, заказной номер, версию прошивки)
  • Diagnostic buffer — диагностические сообщения
  • Module information — информацию обо всех установленных модулях контроллера
  • Communication — параметры сетевого соединения, MAC-адрес, имя в сети, IP-адрес, сетевую маску и т.д.
  • Variable Status — позволяет просматривать и изменять значение переменных входов-выходов
  • File Browser — предоставляет доступ к файлам во внутренней памяти процессора или на карте памяти (файлы журналов, рецептов, пользовательские файлы)
  • User Pages — на этой вкладке находятся пользовательские страницы. Помимо стандартных, можно самим создавать HTML страницы с помощью так называемых AWP-команд и затем сконфигурировать их в проекте, в результате чего созданные страницы автоматически попадут в блоки данных DB333, DB334 проекта. Вообще тема создания пользовательских web-страниц довольно интересна и в наших уроках по Tia Portal мы еще вернемся к ней и рассмотрим подробнее на практике.

Еще стоит отметить из особенностей процессорных модулей наличие слота для карт памяти (SIMATIC Memory Card).

SIMATIC S7-1200 Карта памяти

Можно задействовать  ее в качестве внешней загрузочной памяти для процессорного модуля, для обновления  встроенного программного обеспечения, для копирования программ во внутреннюю память устройства. Кстати,  S7-1500 не имеют встроенной загрузочной памяти и без Memory Card не работают.

Сигнальные модули SM

Для расширения возможностей процессора применяются сигнальные модули (SM — Signal Modules) и сигнальные платы (SB — Signal Boards). Они позволяют задействовать в случае необходимости дополнительные дискретные (DI, DQ) и аналоговые (AI, AQ) входа и выхода.

SIMATIC S7-1200 Сигнальные модули

Также есть сигнальные модули измерения температуры, специально для подключения термопар и термосопротивлений. В частности это модуль SM 1231 Thermocouple для термопар и SM 1231 RTD для термосопротивлений.

Кроме того, могут быть задействованы технологические модули SM 1278 4xIO-Link Master, работающие и как сигнальный модуль, и как коммуникационный. Каждый модуль позволяет подключить до 4 устройств IO Link.

Для работы с тензометрическими датчиками в системах взвешивания, измерения силы и прочих измерительных задачах применяются модули SIWAREX WP231. В отличии от всех предыдущих модулей, он имеет возможность работать как с CPU по стандартной внутренней шине, так и без него, например с HMI панелями, через Ethernet (Modbus TCP/IP) или RS 485 (Modbus RTU). У модуля SIWAREX имеется собственное ПО для настройки и обслуживания SIWATOOL V7, но при этом он может быть легко интегрирован в Tia Portal.

Коммуникационные модули CM

Коммуникационные модули (CM — Communications Modules ) и коммуникационные процессоры (CP — Communications Processors) существенно расширяют возможности контроллера в построении промышленных сетей.

Линейка коммуникационных устройств включает в себя ряд модулей, обеспечивающих обмен данными по сетям:

  • Модули CM1242-5 (slave) и CM 1243-5 (master) позволяют использовать контроллеры в сетях PROFIBUS DP для построения систем распределенного ввода-вывода. Для S7-1200 возможно подключение до трех таких модулей. Каждый модуль, в свою очередь, способен обслуживать до 32 ведомых DP-устройств (в качестве ведомых DP могут выступать частотные преобразователи, распределительные станции ET-200, контроллеры S7, другие различные устройства).
  • Модули CM 1241 и платы CB 1241 обеспечивают обмен данными через PtP (Point-to-Point) соединение на основе интерфейсов RS-232 или RS-485 и с поддержкой протоколов Modbus RTU и ASCII, а также USS (Протокол обмена данными между контроллером и приводами серий MICROMASTER и SINAMICS).
  • Модули CM 1243-2 используются для подключения контроллеров S7-1200 к сетям AS-Interface (Actuator Sensor Interface) в качестве ведущего сетевого устройства. Позволяют подключить к контроллеру до 62 ведомых устройств в сети ASI.
  • Процессоры CP 1242 и 1243 позволяют интегрировать S7-1200 в системы телеуправления и поддерживают обмен данными через мобильные беспроводные сети GSM и LTE.

Подключение модулей контроллера

Подключение модулей между собой осуществляется по внутренней шине. Сделано, кстати, очень удобно — достаточно установить процессор на DIN рейку, снять крышку соединителя, установить сигнальный модуль и перевести шинный соединитель в положение влево. И все, сигнальный модуль с процессором надежно зафиксированы между собой.

SIMATIC S7-1200

Также легко соединяются и коммуникационные модули, только шинный соединитель у них не выдвижной и соединять их с процессором удобно до установки на DIN рейку.

Все сигнальные модули подключаются к процессору с правой стороны, а коммуникационные — с левой, а вот сигнальные и коммуникационные платы устанавливаются одинаково — в отсек на фронтальной части процессора. В этот же отсек возможна установка батарейной платы — BB (Battery Board), для резервирования часов реального времени CPU от перебоев в питании.

Добавление  S7 1200 в проект Tia Portal

После создания проекта в STEP 7 необходимо добавить наш контроллер в конфигураторе устройств. Делается это на вкладке Devices&networks — Add new Devices

Добавление контроллера в TIA Portal

Здесь нам представлены все доступные в данной версии программы модели CPU. Выбираем нашу модель CPU 1214C DC/DC/Rly и в раскрывающемся списке находим серийный номер процессора. Справа мы видим его описание, версию, вверху можно ввести имя устройства, которое будет отображаться в проекте. Нажимаем кнопку Add.

Если по каким-то причинам вы не можете точно идентифицировать свою модель, то можно выбрать в списке Unspecified CPU 1200 (Неопределенный CPU). Tia Portal сам должен определить вашу модель, главное чтобы контроллер был подключен к компьютеру.

В рабочей области открывшегося окна появится изображение выбранного нами CPU. Что мне например нравится, визуально сделано все реалистично.

TIA Portal Добавление контроллера на рабочую область

На вкладке Properties можно сконфигурировать различные параметры нашего контроллера — IP адрес, по умолчанию он не задан, поведение цифровых и аналоговых выходов, когда ЦПУ находится в режиме STOP, быстродействующих счетчиков (HSC), генераторов последовательных импульсов (PTO) и широтно-импульсной модуляции (PWM), поведение контроллера при запуске системы, время цикла и многие другие параметры.

Далее, если это необходимо, добавляем модули расширения. Делается это простым перетаскиванием модуля из каталога Hardware catalog на рабочую область.

TIA Portal Добавление модулей

Таким образом, мы добавили все необходимые модули контроллера в проект. Наша аппаратная конфигурация готова, можно переходить к программной части, но это уже отдельная история.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Яндекс

  • Марина says:

    Информация очень полезная

Комментарии

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>