Ecco gli argomenti di questa lezione:
Generalità sul sistema Simatic S7-1200.
Dove si colloca il plc 1200 nel panorama dei plc oggi in commercio?
L’alimentazione del plc S7-1200.
I tipi di uscita del controllore S7-1200.
I tipi di unità centrali della famiglia S7-1200.
La programmazione del controllore della serie S7-1200.
Espandibilità hardware del plc 1200.
Collegamenti di rete del sistema S7-1200 e moduli di comunicazione.
Interfacce grafiche per il plc S7-1200.
Il web server integrato nel sistema 1200.
Comunicazione con il sistema 1200 attraverso lo standard aperto OPC UA.
Riassunto delle caratteristiche principali dei sistemi Simatic S7-1200.
Generalità sul sistema Simatic S7-1200.
Il 1200 è un PLC di ridotte dimensioni, che si può montare su una guida DIN. Lo possiamo comprare di diversi modelli, distinti per il tipo dell’alimentazione richiesta, il tipo di uscite digitali, e per la possibilità di espansione con moduli di comunicazione, di ingressi e uscite, e moduli di funzione speciali.
Dove si colloca il plc 1200 nel panorama dei plc oggi in commercio?
Di PLC ce ne sono tantissimi modelli, e possiamo definire tre categorie principali di questi apparecchi: PLC standard (per impianti di medie e grandi dimensioni), PLC compatti (per installazioni medio piccole), e micro PLC per piccole applicazioni.
Il Simatic 1200 si colloca nella fascia intermedia, quella dei plc compatti.
I tipi di uscita del controllore S7-1200.
Oggi possiamo comprare questo plc con uscite statiche o a relè. Le uscite statiche lavorano solamente in corrente continua, mentre quelle a relè (relay) servono a pilotare circuiti che possono avere diverse tensioni, sia in corrente continua che in alternata.
Nella sigla dei modelli sono identificabili l’alimentazione, il tipo di ingressi digitali, e il tipo di uscite come segue:
AC/DC/Relay: alimentazione in corrente alternata, ingressi in corrente continua e uscite a relè.
DC/DC/Relay: alimentazione in corrente continua, ingressi in corrente continua e uscite a relè.
DC/DC/DC: alimentazione in corrente continua, ingressi in corrente continua e uscite a stato solido in corrente continua.
Notiamo che in ogni caso, gli ingressi digitali sono sempre in corrente continua.
I tipi di unità centrali della famiglia S7-1200.
Dal punto di vista hardware, questo plc offre possibilità di espansione molto differenti a seconda del modello di cpu che scegliamo.
Nella fascia bassa della famiglia di questi controllori troviamo le CPU 1211C e 1212C, quest’ultima accetta solamente due moduli I/O aggiuntivi, un modulo di segnali installabile a bordo, e tre moduli di comunicazione.
Salendo nella gerarchia di questi controllori, troviamo in cima l’unità centrale 1217C (la più performante) che accetta fino a 8 moduli di ingressi e uscite aggiuntivi.
Questo plc offre un rapporto qualità prezzo ottimo se paragonato ai prezzi dei controllori di altre marche, da quì il grande successo che ottiene tra chi si occupa di installazioni piccole ma che vuole qualcosa in più rispetto a ciò che si può ottenere dai micro PLC.
La linea Simatic S7-1200 offre anche alcune CPU di tipo Fail safe (sicurezza).
La programmazione del controllore della serie S7-1200.
Una delle differenze sostanziali tra questo hardware e quello della famiglia LOGO! è che il 1200 si programma all’interno della suite Siemens TIA Portal. L’installazione di questo ambiente di programmazione richiede una discreta quantità di risorse sul computer, inoltre si devono acquistare le licenze relative ai prodotti software che vogliamo utilizzare.
Ciò che accomuna il 1200 ai plc di fascia più grande è proprio l’utilizzo dello stesso modo di programmare di questi ultimi, per cui imparando a utilizzare questo PLC, in qualche modo si impara anche a programmare i modelli più grandi come quelli della serie Simatic S7-1500.
Per quanto riguarda il linguaggi di programmazione, il Simatic S7-1200 può essere programmato in linguaggio ladder, in linguaggio a blocchi di funzione, e con quello di testo strutturato (KOP; FUP e SCL).
Ecco nella prossima figura una schermata di TIA Portal.
Espandibilità hardware del plc 1200.
Come abbiamo visto precedentemente possiamo espandere questo plc con diversi moduli, tra questi troviamo i moduli di ingresso e uscita digitali, quelli per i segnali analogici e quelli per la comunicazione. Ci sono inoltre moduli speciali come quelli di pesatura Siwarex e quelli di monitoraggio continuo CMS.
Una particolarità di questo plc è che accetta anche una scheda per segnali installabile direttamente a bordo, sulla parte frontale dell’unità.
Collegamenti di rete del sistema S7-1200 e moduli di comunicazione.
Per mettere in comunicazione il PLC 1200 con il mondo esterno possiamo utilizzare la rete ethernet (tramite la porta a bordo), oppure installare moduli di comunicazione di diverso tipo, tra cui quelli per comunicazioni seriali RS232, RS422/485, quelli Profibus, le interfacce AS, e i Master per il sistema IO-Link.
Naturalmente troviamo anche moduli di comunicazione GPRS e LTE per comunicazioni senza fili.
Interfacce grafiche per il plc S7-1200.
Questo plc è programmabile all’interno dell’ambiente TIA Portal, con i quali si possono progettare anche sistemi di monitoraggio di diversa complessità per mezzo del software WinCC.
Tra le diverse opzioni per le interfacce grafiche troviamo pannelli della serie Basic e Advanced, i quali possono essere facilmente integrati nel sistema d’automazione basato su questo PLC.
La programmazione può essere anche supportata dai simulatori che la suite TIA Portal mette a disposizione.
Il web server integrato nel sistema 1200.
Attraverso il web server integrato alle unità possiamo accedere all’apparecchio con il browser web e svolgere alcune funzioni, tra le quali visualizzare e comandare variabili nel plc, consultare il buffer di diagnostica, o ancora accedere a pagine personalizzate; il tutto ovviamente in rete locale o attraverso Internet, configurando opportunamente l’hardware dei sistemi.
Comunicazione con il sistema 1200 attraverso lo standard aperto OPC UA.
Con l’avvento dell’industria 4.0, l’integrazione tra le aree della fabbrica e tra le zone locali e remote necessita di uno standard a cui fare riferimento.
Attraverso l’implementazione del protocollo OPC UA, il Simatic S7-1200 permette la comunicazione in maniera protetta, includendo anche le firme digitali e il criptaggio per mezzo di appositi certificati.
Riassunto delle caratteristiche principali dei sistemi Simatic S7-1200.
Riassumendo le caratteristiche di questi plc abbiamo:
Possibilità di alimentazione di diverso tipo.
Scelta del tipo di uscite (statiche o relay).
Scelta di CPU con performance diverse e anche di sicurezza (Failsafe).
Espandibilità con diversi moduli I/O, moduli di comunicazione e moduli speciali.
Possibilità di interfaccia con display grafici anche avanzati.
Web server integrato.
Compatibilità con il protocollo aperto OPC UA.
Programmazione all’interno della suite TIA Portal, facilitando l’integrazione tra i vari componenti del progetto.