Programovatelný automat Simatic S7-1200 z produkce
společnosti Siemens se vyznačuje univerzální
a pružnou strukturou, velkou výkonností a mimořádně
kompaktním provedením. V novém programovacím
prostředí Simatic Step7 Basic lze programovat jak
automat samotný, tak i ovládací panely řady Simatic
HMI Basic. Díky tomu je zajištěno velmi snadné a rychlé
programování, zapojování do sítí a uvedení řídicího
systému do provozu. Nové PLC, ovládací panely řady
HMI Basic a nové programovací prostředí tvoří dohromady
celek, který stanovuje nový standard při řešení
současných automatizačních úloh.
Přehled hardwaru
Programovatelný automat Simatic
S7-1200 je nové modulární
PLC určené k řešení menších
automatizačních úloh, které splňuje
požadavky na malé rozměry
a nízkou cenu zařízení a spadá
společně s řadou Simatic S7-200
do skupiny tzv. mikrosystémů. Při
vývoji PLC i softwaru byl kladen
zvláštní důraz na bezproblémovou
integraci a co nejdokonalejší
vzájemnou součinnost automatu,
systému operátorského rozhraní
i programového vybavení.
Konstrukčně je nové PLC provedeno
tak, aby bylo provozně snadno
přizpůsobivé a rozšířitelné.
Lze ho tak velmi dobře přizpůsobit
podle požadavků nejrůznějších
automatizačních úloh (viz obr. 1).
K dispozici jsou tři typy základních
jednotek, které mají označení
CPU 1211C, 1212C a 1214C. Liší
se počtem integrovaných vstupů/
výstupů, velikostí paměti a možností
rozšíření. Všechny typy
základních jednotek jsou ve třech
provedeních, a to podle typu napájecího
napětí (24V DC nebo 230V
AC) a podle typu použitých výstupů
(tranzistor nebo relé). Nově je
v porovnání s řadou S7-200 k dispozici
provedení s napájením 24V
DC a reléovými výstupy. Základní
jednotky mají bez výjimky integrovány
dva analogové vstupy pro
zpracování analogového signálu
bez nutnosti rozšiřování o signální
moduly.
Počet vstupů/výstupů lze rozšířit
nejenom připojením signálních
modulů z pravé strany CPU,
ale novinkou jsou i tzv. signálové
desky (signal boards), které
se jednoduše zepředu nasadí na
základní jednotku (CPU) a poskytují
buď rozhraní pro dva digitální
vstupy/výstupy, nebo jeden
analogový výstup (viz obr. 2).
Při úlohách s několika málo signály
umožňuje toto uspořádání
vytvořit skutečně velmi kompaktní
řídicí systém.
Koncept paměti
a p rogramování
Simatic S7-1200
Nový koncept paměti a programování
nové řady S7-1200 je odlišný
v porovnání s řadou S7-200, ale
velice podobný konceptu, který je
použit u vyšších řad programovatelných
automatů Simatic S7-300,
400. PLC obsahuje integrovanou
nahrávací paměť (Load Memory),
která je energeticky nezávislá
a slouží například k uložení programu.
Velikost této paměti se liší
v závislosti na použitém typu CPU
a je možné ji rozšířit pomocí speciální
MMC karty.
Další typ paměti, umístěné na
CPU, je pracovní paměť (Work
Memory), která slouží k uložení
určitých částí programu během
jeho vykonávání. Data v této části
paměti jsou ztracena při výpadku
napájení.
K uložení dat při výpadku napájení
slouží paměť o velikosti 2048
bytů, kde je možné uložit jednotlivé
paměťové bity (M) nebo data
z datových bloků (DB). Struktura
programu v S7-1200 je totožná
se strukturou programu v řadách
S7-300, 400 a přináší přehledné
a logické členění programu. Program
je rozdělen do organizačních
bloků (OB), které slouží k definování
struktury programu, funkcí
(FC) a funkčních bloků (FB),
obsahující kód pro specifickou
část programu. Data jsou uložena
v datových blocích (DB).
Komunikační možnosti
Komunikační možnosti Simatic
S7-1200 jsou v souladu se současným
trendem v automatizaci,
kterým je využívání protokolu
Profinet. Základní jednotky mají
integrované rozhraní Profinet, jež
v první fázi slouží pro komunikaci
s programovacím zařízením,
komunikaci mezi jednotlivými
PLC a komunikaci s ovládacími
panely (viz obr. 3). Použitím
rozhraní Profinet odpadá nutnost
speciálního PC/PPI kabelu pro
programování, což v praxi znamená
úsporu pořizovacích nákladů.
Za účelem sériové komunikace lze
základní jednotky rozšířit až o tři
komunikačními moduly RS-232
nebo RS-485, které se připojují
k CPU z levé strany a umožňují
uživatelem definovanou komunikaci
typu Point to Point, například
s tiskárnami, RFID zařízeními,
GSM modemy atd.
Software Step7 Basic obsahuje
knihovny pro realizaci komunikace
přes protokoly Modbus RTU
(Master/Slave) a USS protokol pro
komunikaci s měniči. Pro spojení
několika automatů nebo ovládacích
panelů do sítě je k dispozici
rozšiřovací modul CSM 1277, což
je jednoduchý neřízený přepínač
pro síť Ethernet/Profinet se čtyřmi
porty.
Integrované funkce
Realizaci náročných úloh při
řízení technologických zařízení
usnadňují funkce čítání, měření,
zpětnovazební regulace a řízení
polohy a pohybu, jež jsou v automatu
vestavěné jako standardní
součást jeho základního vybavení.
V porovnání s řadou S7-
200 umožňují všechny základní
jednotky čítat frekvenci až
100 kHz na vysokorychlostních
v s t u p e c h a g e n e r o v a t s i g n á l
o frekvenci 100 kHz na pulzních
výstupech.
Software Step7 Basic
Nový vývojový nástroj Simatic
Step7 Basic představuje integrované
softwarové prostředí pro
tvorbu uživatelských programů
pro PLC a panely řady Simatic
HMI Basic. Verze Simatic Step7
Basic V10.5 s integrovaným softwarem
WinCC Basic podporuje
uživatele nabídkou aplikačně orientovaných
a intuitivně ovladatelných
editorů. Tyto editory nabízejí
vysoký uživatelský komfort
a nabízejí rychlejší a přehlednější
tvorbu programu. Vývojové prostředí
umožňuje rozdělení jednotlivých
částí programu na samostatná
okna a práci na dvou monitorech.
Hlavní přínos softwaru
spočívá v propojení programování
PLC a HMI v jednom prostředí.
Programátor již nemusí definovat
zvlášť proměnné pro PLC a HMI,
proměnnou lze jednoduše přenést
z programu PLC rovnou do programu
HMI.
HMI
Panely řady Simatic HMI Basic
představují obdobu textových
panelů TD100C až TD400C u řady
S7-200. Jedná se o levné dotykové
panely s krytím IP65 a vestavěným
rozhraním Profinet. Panely
této řady jsou osazeny grafickým
displejem o velikostech v rozmezí
4“ až 15“ a uživatelům nabízejí
dotykové ovládání a dotykové
funkční klávesy. Pokud jde
o funkce tvorby zpráv, resp. grafických
zobrazení průběhů veličin
a správy receptur, jsou funkční
schopnosti všech panelů řady HMI
Basic shodné.
Závěr
Simatic S7-1200 je víceúčelová
řídicí jednotka vhodná jak pro
efektivní automatizaci menších
strojů a dopravníkových systémů,
tak i pro použití jako distribuovaná
komponenta v rozsáhlejších
automatizačních systémech.
Simatic S7-1200 přináší několik
průlomových možností, jako je
sloučení programovacího softwaru
pro PLC a HMI či integrované
rozhraní Profinet. Výhody, které
zákazník získá, jsou nasnadě.
Rychlost programování je v porovnání
s předchozími softwarovými
nástroji značně zvýšena, protože
není třeba instalovat různé softwary
pro PLC a HMI. Velkou úsporu
nákladů znamenají také integrované
analogové vstupy na všech
základních jednotkách, stejné možnosti
co se týče vysokorychlostních
vstupů a výstupů a mnohem větší
modularita systému v porovnání
se stávajícím PLC S7-200. Nezanedbatelným
prvkem je též sloučení
hardwarového a programovacího
konceptu s vyššími řadami
S7-300, resp. 400.
Bc. Ondřej Rakušan
Siemens, s.r.o.
Siemensova 1
155 00 Praha 13
tel.: 233 032 470
e-mail: iadtsupport.cz@siemens.com
www.siemens.cz/micro
