Siemens S 7-1200 CPU DEEP DIVE DEEP DIVE: ข้อมูลจำเพาะโมดูลและสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์

SIMATIC-S7-1200-CPU

จากสายบรรจุภัณฑ์ไปจนถึงพืชน้ำอัจฉริยะ Siemens simatic s {{0}} cpu (6es 7214-1 ag 40-0 xb0) แก้ปัญหาความท้าทายที่สำคัญ: จุด I/O จำกัด คู่มือนี้วิเคราะห์การออกแบบฮาร์ดแวร์ความยืดหยุ่นของโมดูลสัญญาณและการประมวลผลความเร็วสูง-ช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพการเลือก PLC เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

Siemens S 7-1200 เป็นของตระกูล Simatic ของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมซึ่งถูกบันทึกไว้สำหรับความอดทนและความคิดสร้างสรรค์ของพวกเขา ซีรี่ส์นี้มีไว้สำหรับการใช้งานระดับกลางและเชื่อมช่องว่างระหว่างตัวควบคุมที่เรียบง่ายและระบบระดับสูงทำให้เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมเช่นการผลิตพลังงานและการแปรรูปอาหาร cpu simatic s 7-1200 ทำหน้าที่เป็นสมองของระบบคำสั่งการประมวลผลการสื่อสารกับอุปกรณ์อื่น ๆ และการควบคุมเครื่องจักร

SIMATIC 1214C (6ES 7214-1 Ag 40-0 xb 0) เป็นหนึ่งในซีพียูที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในซีรีส์นี้ รุ่นนี้ได้รับการยอมรับสำหรับการรวมกันของประสิทธิภาพขนาดกะทัดรัดและต้นทุนต่ำ มันถูกออกแบบมาเพื่อจัดการงานอัตโนมัติที่ง่ายและปานกลางทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมในหมู่วิศวกรที่กำลังมองหาโซลูชันที่เชื่อถือได้โดยไม่มีความซับซ้อนมากเกินไป

หัวใจของ CPU ใด ๆ คือพลังการประมวลผลและ S 7-1200 ไม่ทำให้ผิดหวัง พร้อมกับโปรเซสเซอร์ที่รวดเร็วสามารถดำเนินการภาษาการเขียนโปรแกรมได้อย่างรวดเร็วเช่น Ladder Logic ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมแบบเรียลไทม์ในการตั้งค่าอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นเมื่อจัดการสายพานลำเลียงที่ต้องเริ่มหยุดหรือปรับความเร็วตามอินพุตเซ็นเซอร์ CPU จะประมวลผลคำสั่งเหล่านี้ทันทีเพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างราบรื่น

หน่วยความจำเป็นข้อกำหนดที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ที่SIMATIC 1214Cมาพร้อมกับหน่วยความจำของโปรแกรมเพียงพอที่จะจัดเก็บกิจวัตรการทำงานอัตโนมัติโดยละเอียด-คิดว่าเป็น "การจัดเก็บสมอง" ของ CPU สำหรับคำแนะนำทั้งหมดที่จำเป็นต้องปฏิบัติตาม ซึ่งหมายความว่าวิศวกรสามารถเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนได้โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับพื้นที่ว่างไม่ว่าพวกเขาจะควบคุมชุดปั๊มในโรงบำบัดน้ำหรือจัดการแขนหุ่นยนต์ในโรงงานรถยนต์

ซีพียูจำเป็นต้องพูดคุยกับโลกภายนอกผ่านอินพุต (ซึ่งได้รับสัญญาณจากเซ็นเซอร์) และเอาต์พุต (ซึ่งส่งคำสั่งไปยังอุปกรณ์เช่นมอเตอร์หรือวาล์ว) ที่SIMATIC 1214Cมีอินพุต/เอาต์พุตดิจิตอลและอะนาล็อกในตัว:

อินพุตดิจิตอลตรวจจับสัญญาณเปิด/ปิดเช่นเมื่อประตูเปิดหรือกดสวิตช์
เอาต์พุตดิจิตอลอุปกรณ์ควบคุมที่มีสองสถานะเช่นเปิดหรือปิดมอเตอร์
อินพุตอะนาล็อกวัดค่าต่อเนื่องเช่นอุณหภูมิหรือความดัน (ตัวอย่างเช่นการอ่านเซ็นเซอร์ที่ส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความร้อนของเครื่องยนต์)

ในขณะที่จุด I/O ในตัวเหล่านี้เพียงพอสำหรับงานหลายอย่าง S 7-1200 ได้รับการออกแบบให้ขยาย หากโครงการต้องการอินพุตหรือเอาต์พุตเพิ่มเติมสามารถเพิ่มโมดูลเพิ่มเติมซึ่งเราจะสำรวจในภายหลัง

การสื่อสารเป็นสิ่งสำคัญในการผลิตเครือข่ายในปัจจุบัน S 7-1200 CPU รองรับโปรโตคอลต่าง ๆ รวมถึง Profinet ซึ่งเป็นมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมความเร็วสูงที่เชื่อมต่อกับ HMIS ไดรฟ์และ PLC ซึ่งหมายความว่า CPU อาจแบ่งปันข้อมูลแบบเรียลไทม์ทำให้ผู้ให้บริการสามารถตรวจสอบและปรับกระบวนการจากห้องควบคุมส่วนกลาง

โมดูลเสริมจัดการโปรโตคอลรุ่นเก่าเช่น Modbus และ Profibus เพื่อให้มั่นใจว่าเข้ากันได้กับทั้งระบบใหม่และที่มีอยู่ ความสามารถในการปรับตัวนี้มีความสำคัญในโรงงานที่มีอุปกรณ์เก่าและทันสมัยซึ่งช่วยให้ S 7-1200 เข้ากับการกำหนดค่าใด ๆ

สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ของ S 7-1200 ช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งระบบเพื่อตอบสนองความต้องการส่วนบุคคลของพวกเขา แทนที่จะซื้อคอนโทรลเลอร์ขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคนเริ่มต้นด้วย CPU อย่างง่ายและเพิ่มโมดูลเมื่อโครงการของคุณวิวัฒนาการ มาดูประเภทของโมดูลพื้นฐาน:

หากอินพุตและเอาต์พุตในตัวของ CPU ยังไม่เพียงพอโมดูลสัญญาณมาช่วย โมดูลเหล่านี้สามารถเสียบเข้ากับ CPU เพื่อเพิ่มจุดดิจิตอลหรืออะนาล็อกมากขึ้น ตัวอย่างเช่น:

A โมดูลอินพุตดิจิตอลสามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ได้มากขึ้นเช่นเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดที่ตรวจพบเมื่อชิ้นส่วนอยู่ในตำแหน่ง
หนึ่งโมดูลเอาต์พุตแบบอะนาล็อกสามารถควบคุมอุปกรณ์ที่ต้องการสัญญาณตัวแปรเช่นการปรับความเร็วของพัดลมตามการอ่านอุณหภูมิ

โมดูลนี้เหมาะสำหรับโครงการที่เริ่มเล็ก แต่อาจต้องเติบโตในภายหลัง ลองนึกภาพสายบรรจุภัณฑ์อาหารที่เริ่มต้นด้วยเครื่องจักรเพียงไม่กี่เครื่อง แต่ขยายเพื่อรวมเซ็นเซอร์และมอเตอร์มากขึ้นในโมดูลสัญญาณเพิ่มเวลาเป็นวิธีที่ง่ายในการปรับขนาดโดยไม่ต้องเปลี่ยนระบบทั้งหมด

ในขณะที่ CPU มีอีเธอร์เน็ตในตัวสำหรับ PROFINET บางแอปพลิเคชันต้องการการเชื่อมต่อกับเครือข่ายและอุปกรณ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น:

A โมดูล RS485อนุญาตให้ CPU สื่อสารกับอุปกรณ์ที่ใช้โปรโตคอล Modbus RTU ซึ่งพบได้ทั่วไปในอุปกรณ์อุตสาหกรรมเก่า
A โมดูล Profibusเชื่อมต่อระบบกับเครือข่าย Profibus ซึ่งยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานหลายแห่ง

โมดูลเหล่านี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่า S 7-1200 สามารถทำงานกับอุปกรณ์เกือบทุกชนิดในโรงงานทำให้เป็นตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการตั้งค่าที่ซับซ้อน

บอร์ดสัญญาณเหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่มีพื้นที่ จำกัด บอร์ดเล็ก ๆ เหล่านี้แนบโดยตรงกับ CPU และให้อินพุตหรือเอาต์พุตเพิ่มอีกสองสามครั้งโดยไม่ต้องใช้พื้นที่มาก บอร์ดสัญญาณที่มีเอาต์พุตดิจิตอลสามารถใช้งานวาล์วหลายตัวในเครื่องขนาดกะทัดรัดซึ่งไม่สามารถรองรับโมดูลขนาดเต็มได้

แหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับทุกระบบอุตสาหกรรม โมดูล S 7-1200 โมดูลแหล่งจ่ายไฟทำให้มั่นใจได้ว่ากำลัง 24V DC เสถียรสำหรับ CPU และโมดูลที่เกี่ยวข้อง พวกเขาได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อการแปรผันของการจัดหาไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าระบบยังคงทำงานได้แม้ในสถานที่ที่มีพลังงานที่คาดเดาไม่ได้เช่นโรงงานที่แยกได้หรือสถานที่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง

การออกแบบทางกายภาพของ S 7-1200 นั้นมีทั้งความแข็งแกร่งและเป็นมิตรกับผู้ใช้สร้างขึ้นเพื่อทนต่อสภาพที่รุนแรงของสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมในขณะที่ติดตั้งและบำรุงรักษาได้ง่าย

ที่โมดูล CPUเป็นที่ตั้งของโปรเซสเซอร์หน่วยความจำและอินเทอร์เฟซ I/O ในตัว มันเป็นแกนหลักของระบบที่รับผิดชอบในการดำเนินการโปรแกรมและการจัดการการสื่อสารระหว่างโมดูล ที่SIMATIC 1214C(6ES 7214-1 Ag 40-0 xb 0) เป็นตัวอย่างที่สำคัญโดยมีขนาดกะทัดรัดที่เหมาะกับตู้ควบคุมหรือเครื่องจักรขนาดเล็ก

โมดูลทั้งหมด-CPU โมดูลสัญญาณโมดูลการสื่อสารจะเชื่อมต่อผ่าน aรถบัสแบ็คเพลนซึ่งทำหน้าที่เหมือนทางหลวงสำหรับข้อมูล บัสนี้ช่วยให้การสื่อสารที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ระหว่างส่วนประกอบทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลจากเซ็นเซอร์ในโมดูลหนึ่งมาถึง CPU และกระตุ้นการตอบสนองในโมดูลอื่นเกือบจะทันที

พอร์ตอีเธอร์เน็ตในตัวของ CPU รองรับprofinetโปรโตคอลที่ออกแบบมาสำหรับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมที่ให้การถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงและความน่าเชื่อถือ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องมีการประสานงานแบบเรียลไทม์เช่นชุดของหุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกันในสายการประกอบ พอร์ตยังรองรับ Ethernet มาตรฐานทำให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่ายสำหรับการเขียนโปรแกรมและการตรวจสอบ

สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอาจเป็นเรื่องยาก-อาจมีฝุ่นการสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกว้าง S 7-1200 ถูกสร้างขึ้นเพื่อจัดการกับสิ่งนี้ด้วยปลอกที่ทนทานและการออกแบบที่เหมาะกับราง DIN มาตรฐานทำให้การติดตั้งรวดเร็วและปลอดภัย ขนาดกะทัดรัดของมันเป็นโบนัสทำให้สามารถพอดีกับพื้นที่แคบที่ตัวควบคุมขนาดใหญ่ไม่สามารถทำได้

การควบคุมความแม่นยำในการแปรรูปอาหาร

ในร้านเบเกอรี่เชิงพาณิชย์ Siemens S {{0}} cpu (6es 7214-1 ag 40-0 xb 0) orchestrates ระบบการจัดการความร้อน ด้วยการตรวจสอบอุณหภูมิเตาอบอย่างต่อเนื่องผ่านเซ็นเซอร์ PT100 (ความแม่นยำ± 0.5 องศา) PLC จะปรับองค์ประกอบความร้อนแบบไดนามิกผ่านเอาต์พุต PWM ในขณะเดียวกันเคาน์เตอร์ความเร็วสูงติดตามตำแหน่งสายพานลำเลียงโดยซิงโครไนซ์กับเอาท์พุทดิจิตอลเพื่อควบคุมความเร็วมอเตอร์-ทำให้มั่นใจได้ว่าการอบที่สม่ำเสมอในขณะที่ลดขยะพลังงานลง 15-20%

โรงบำบัดน้ำอัจฉริยะ

สิ่งอำนวยความสะดวกน้ำเทศบาลใช้ประโยชน์จากการรวม Profinet ของ S 7-1200 เพื่อสร้างระบบการทำให้บริสุทธิ์เครือข่าย SIMATIC 1214C CPU ประมวลผลสัญญาณจากเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิก (4-20 อินพุตแบบอะนาล็อก MA) เรียกเอาต์พุตดิจิตอลเพื่อเปิดใช้งานน้ำตกปั๊มเมื่ออ่างเก็บน้ำเข้าสู่ระดับขีด จำกัด ข้อมูลการดำเนินงานที่สำคัญ - รวมถึงการอ่านค่า pH และอัตราการไหล - ถูกบันทึกผ่านการรวม TIA Portal HMI และส่งไปยัง SCADA ผ่านโมดูลการสื่อสาร Modbus RTU (เช่น CM 1241 RS485)

เมื่อสร้างระบบเริ่มต้นด้วยการประเมินความต้องการของคุณ:

คุณต้องเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และอุปกรณ์กี่ตัว?วิธีนี้จะเป็นตัวกำหนดว่าคุณต้องการโมดูลสัญญาณเพิ่มเติมหรือไม่
โรงงานของคุณใช้การสื่อสารประเภทใดเลือกโมดูลการสื่อสารที่ตรงกับโปรโตคอลเครือข่ายของคุณ
คุณมีสภาพพลังงานอะไร?เลือกโมดูลแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจัดการกับข้อกำหนดทางไฟฟ้าของสภาพแวดล้อมของคุณ

SIMATIC 1214C (6ES 7214-1 AG 40-0 XB 0) เป็นจุดเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยมสำหรับหลายโครงการที่เสนอชุดคุณสมบัติที่สมดุลซึ่งสามารถขยายได้ตามต้องการ

ที่ซีเมนส์ S 7-1200 CPUโดยเฉพาะอย่างยิ่งอเนกประสงค์SIMATIC 1214Cเป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมเนื่องจากข้อกำหนดที่ทรงพลังการออกแบบแบบแยกส่วนและสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่ง ไม่ว่าคุณจะตั้งค่าระบบใหม่หรืออัพเกรดระบบที่มีอยู่ความสามารถในการจัดการงานที่หลากหลายจากการควบคุมการเปิด/ปิดอย่างง่ายไปยังกระบวนการเครือข่ายที่ซับซ้อนทำให้มันเป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้

ด้วยการทำความเข้าใจข้อกำหนดของมันใช้ประโยชน์จากโมดูลที่ขยายได้และชื่นชมฮาร์ดแวร์ที่ทนทานคุณสามารถสร้างโซลูชันระบบอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้ซึ่งตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมในปัจจุบัน S 7-1200 ไม่ได้เป็นแค่ CPU; มันเป็นรากฐานสำหรับการสร้างระบบอุตสาหกรรมที่ชาญฉลาดและเชื่อมต่อมากขึ้น

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม S 7-1200 หรือสำรวจแอปพลิเคชันขั้นสูงติดตามความคืบหน้าในบล็อกของเราสำหรับการดำน้ำลึกในอนาคตเป็นเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม