Un système d'automatisation S7-1200 se compose d'une unité centrale qui, selon la version de la CPU, peut être étendue à l'aide de modules d'entrées et de sorties numériques et analogiques . A l'aide de l'interface PROFINET, l'unité centrale peut être connectée à Industrial Ethernet. S7-1200 est configuré et programmé dans TIA Portal avec STEP 7 Basic / Professional.

Conception compacte pour S7-1200

Cinq processeurs offrant des performances différentes dans les versions DC / DC / DC, DC / DC / relais ou AC / DC / relais sont proposés. La première spécification fait référence à la tension d'alimentation (24 V CC, 85 à 264 V CA), la deuxième à la tension de signal des entrées numériques (24 V CC) et la troisième au type de sorties numériques (24 V CC électronique). ou sorties relais 5 à 30 V CC, 5 à 250 V CA).  Des compteurs rapides avec des fréquences de comptage allant jusqu'à 100/200 kHz (pour les CPU 1217 à 1 MHz) sont intégrés à l'unité centrale de traitement qui, en liaison avec l'objet technologique «Axis», peut contrôler un moteur pas à pas ou un servomoteur avec interface à impulsions .

 

Une conception à deux niveaux est possible avec une rallonge de 2 mètres de long. Mais le nombre de modules pouvant être utilisés n’en est pas modifié.

CPU FailSafe S7-1200F

Les unités centrales de traitement CPU 1214F et CPU 1215F vous permettent de configurer un système d'automatisation à sécurité intégrée pour les installations aux exigences de sécurité accrues. Dans une station 1200 sécurisée, les modules d'E / S standard et de sécurité peuvent être utilisés.

Modes de fonctionnement de la CPU

La CPU 1200 a les modes de fonctionnement STOP, STARTUP et RUN. En mode STOP, le programme utilisateur n’est pas traité, mais la CPU est capable de communiquer et peut par exemple être chargée avec le programme utilisateur. Si la tension d'alimentation est activée, la CPU passe d'abord en mode STOP, puis bascule en mode STARTUP, dans lequel elle paramétrise les modules et passe par une routine de démarrage de l'utilisateur. Après un démarrage sans erreur, elle atteint le mode RUN. Le programme utilisateur principal est maintenant traité.

En cas d'erreur «grave», la CPU bascule du mode STARTUP ou RUN au mode STOP. Les modes sont commutés avec la console de programmation en mode connecté. Un sélecteur de mode n'est pas fourni.

La mémoire utilisateur comprend une mémoire de chargement et une mémoire de travail.

Le programme utilisateur est situé sur la CPU dans deux zones: dans la mémoire de chargement et dans la mémoire de travail. La mémoire de chargement contient l’ensemble du programme utilisateur, y compris les données de configuration; il est intégré à la CPU ou disponible sur une carte mémoire plug-in. La mémoire de travail de la CPU est une mémoire vive rapide intégrée contenant le code de programme et les données utilisateur utiles à l'exécution.

Le dispositif de programmation transfère l'intégralité du programme utilisateur, y compris les données de configuration, vers la mémoire de chargement. Le système d'exploitation interprète les données de configuration lors du démarrage et paramètre les modules. Le code de programme correspondant à l'exécution et les données utilisateur sont copiés dans la mémoire de travail.

 

Une carte mémoire étend la mémoire de chargement

La carte mémoire du S7-1200 est une carte SD qui a été pré-formaté par Siemens. La carte mémoire peut être définie comme une carte de programme ou une carte de transfert. En tant que carte de programme, le carte mémoire remplace la mémoire de chargement intégrée et doit être inséré pendant le fonctionnement de la CPU. En tant que carte de transfert, la carte mémoire permet au programme utilisateur d'être transféré sans dispositif de programmation. Il est également possible de mettre à jour le microprogramme de la CPU avec une carte de transfert.

Les cartes mémoire SIMATIC sont disponibles dans les tailles suivantes: 4 Mo, 12 Mo, 24 Mo et 2 Go.

Rémanence sans pile de secours

La rémanence signifie que le contenu d'une zone de mémoire reste après que la tension d'alimentation a été éteinte et rallumée. Avec une CPU 1200, ce comportement rend possible une mémoire rémanente pour les mémoires de bits et les variables de données et une mémoire de chargement non volatile pour le programme utilisateur, de sorte qu'elle ne nécessite pas de batterie de secours.

 Pendant l'exécution, les zones de données telles que les recettes peuvent être lues à partir de la mémoire de chargement avec un programme utilisateur, et d'autres zones de données telles que les archives peuvent être écrites dans la mémoire de chargement.

Les cartes enfichables étendent les E / S intégrées

Un emplacement d’installation situé à l’avant de la CPU permet l’extension de la périphérie intégrée sans modifier les dimensions de la CPU. Des tableaux de signalisation, un tableau de communication et un tableau de batterie sont disponibles.

Les cartes de signalisation sont disponibles avec des entrées et sorties numériques 24 V et 5 V, pouvant être utilisées à une fréquence pouvant atteindre 200 kHz. La fréquence des compteurs rapides (HSC) et des générateurs d'impulsions intégrés dans la CPU peut ainsi être augmentée. Transmetteurs de tension (± 10 V), transmetteurs de courant (0 à 20 mA), thermocouples (type J ou K), ou des thermomètres à résistance (PT 100 ou PT 1000) peuvent être connectés à une carte de signalisation avec module d'entrée analogique. La carte de signal avec module de sortie analogique est disponible pour une tension de sortie de ± 10 V ou un courant de sortie de 0 à 20 mA.

La carte de communication CB 1241 reprend l’échange de données série via une connexion point à point conformément à RS 485.

La carte de batterie BB 1297, la durée de vie en mémoire tampon de l'horloge en temps réel peut être prolongée de 10 jours à un an .

 

Compteur rapide

Un compteur à grande vitesse (HSC) est un compteur matériel à grande vitesse dans la CPU. La CPU 1211 contient trois compteurs, la CPU 1212 en a quatre et une CPU 1214, 1215 ou 1217 en a six. Un compteur rapide comme compteur / décompteur a une plage de comptage de ± 231. La CPU dispose d’entrées de compteur spéciales pour capturer la sortie du train d’impulsions; ceux-ci permettent une fréquence maximale de 100 kHz. Si une carte de signal avec des entrées rapides est utilisée, la fréquence de comptage maximale augmente jusqu'à 200 kHz.

Avec les entrées différentielles de la CPU 1217, la fréquence de comptage peut être augmentée jusqu'à 1 MHz.

Générateurs d'impulsions

Un générateur d'impulsions génère des impulsions sur un canal de sortie spécial. Si le canal de sortie vers les E / S intégrées appartient à la CPU, la fréquence d'impulsion maximale est de 100 kHz, pour une CPU 1217 de 1 MHz au maximum. Si le canal de sortie se trouve sur le panneau de signalisation, une fréquence maximale de 200 kHz peut être atteinte. Une CPU 1200 a quatre générateurs d'impulsions. Les générateurs d'impulsions ont deux modes de fonctionnement: PTO

(sortie train d'impulsions) et PWM (modulation de largeur d'impulsion).

Objets technologiques pour le contrôle de mouvement

L'objet technologique TO_PositioningAxis contrôle un moteur pas à pas ou un servomoteur avec interface à impulsions. Les profils de mouvement du lecteur peuvent être créés à l'aide de l'objet technologique TO_CommandTable.

Dans une CPU 1211, 1212 et 1214, vous pouvez configurer au maximum deux objets technologiques pour la commande de mouvement, et dans une CPU 1215 et 1217 au maximum. Chaque objet technologique TO_PositioningAxis nécessite un générateur d'impulsions en mode PTO.

Objets technologiques pour le contrôle PID

Pour un contrôleur PID, il existe trois objets technologiques: PID_Compact en tant que contrôleur universel pour les processus techniques avec signaux d'entrée / sortie continus, PID_3Step en tant que contrôleur pas à pas avec mode 3 points pour les dispositifs à moteur tels que les vannes, qui utilisent des signaux numériques pour ouvrir et fermer et PID_Temp en tant que régulateur de température universel.

Un contrôleur PID nécessite un canal d'entrée analogique pour la valeur réelle et un canal de sortie analogique pour la variable manipulée (analogique). Des canaux de sortie numériques sont nécessaires si la variable manipulée est émise sous forme de signal modulé en largeur d’impulsion ou sous forme de signal fermeture / ouverture. Les objets technologiques de PID_Control calculent les parts PID de manière indépendante lors du réglage automatique au démarrage initial.

 

Extension de périphériques avec modules numériques et analogiques

Les périphériques intégrés d'une CPU 1212 peuvent être étendus à deux, la CPU 1214, 1215 ou 1217 à huit modules de signaux (SM). Les modules numériques sont disponibles avec 8 ou 16 canaux binaires pour une tension d'entrée et de sortie de 24 V ou avec des sorties de relais. Les transmetteurs de tension, les transmetteurs de courant, les thermocouples ou les thermomètres à résistance peuvent être connectés à un module d'entrée analogique avec 8 ou 16 canaux analogiques.

Le module de sortie analogique est disponible avec 2 ou 4 canaux analogiques pour une tension de sortie de ± 10 V ou un courant de sortie de 0 à 20 mA.

Communication pour S7-1200

L'interface PROFINET connecte une CPU 1200 à d'autres appareils via Industrial Ethernet. Cela peut être un appareil de programmation, un pupitre opérateur ou un autre automate.

Open User Communication effectue l'échange de données entre les automates programmables. L’interface détecte automatiquement le taux de transfert de 10 ou 100 Mbit / s (détection automatique) et accepte à la fois un câble Ethernet standard et un câble «croisé».

Si l'interface PROFINET ne comporte qu'un seul port, la connexion de plusieurs appareils nécessite un multiplicateur d'interface, par exemple. le module de commutation CSM 1277 compact, auquel il est possible de connecter jusqu'à trois stations supplémentaires. Pour une CPU 1215 ou 1217, l'interface a deux connexions qui sont connectées à un commutateur et permet ainsi la configuration d'une structure linéaire sans périphériques supplémentaires.

Une CPU 1200 peut être le contrôleur IO ou un périphérique IO dans un système PROFINET IO.

 

Le module de communication CM 1241 permet une connexion point à point basée sur RS232 ou RS485. Avec une carte de communication CB 1241 - branchée à l’avant de la CPU - une connexion point à point basée sur RS485 peut être établie sans changer les dimensions de la CPU. Les protocoles standard suivants sont disponibles: protocole ASCII, protocole MODBUS avec format RTU et protocole de lecteur USS.

Les modules de communication CM 1242-5 (esclave DP) et CM 1243-5 (maître DP) permettent de connecter une CPU 1200 à un système maître PROFIBUS DP.

Le module de communication CM 1243-2 peut gérer jusqu'à 62 esclaves AS-Interface en tant que maître AS Interface.

Les modules de communication CP 1242-7 (réseau GSM avec GPRS) et CP 1243-1 (Internet) permettent de connecter une station S7-1200 à la télécommunication industrielle via l'infrastructure publique.

Configuration et programmation avec STEP 7 dans TIA Portal

Une CPU 1200 est configurée et programmée avec le logiciel d'ingénierie STEP 7 Basic / Professional dans TIA Portal. A partir de STEP 7 V13, le firmware de la CPU V4.0 est

prise en charge. La programmation en logique à relais (LAD), schéma fonctionnel (FBD) et langage de contrôle structuré (SCL) est possible.

STEP 7 dans TIA Portal contient toutes les fonctions de configuration matérielle, de mise en réseau avec PROFIBUS et PROFINET, ainsi que de programmation et de test du programme utilisateur.

Le logiciel en option PLCSIM est disponible pour tester le programme utilisateur sans contrôleur programmable.