Wejścia cyfrowe sterownika PLC Siemens S7-1200

controlbyte.pl 2 miesięcy temu

Wejścia w układzie sterowania

Wejścia i wyjścia to podstawowe elementy każdego sterownika PLC, które umożliwiają interakcję z otaczającym środowiskiem. W przypadku sterowników Siemens S7-1200, wejścia cyfrowe odgrywają kluczową rolę w automatyzacji procesów przemysłowych. W tym artykule omówimy różnice między wejściami typu „sink” i „source”, zastosowania szybkich wejść oraz najczęstsze problemy z podłączaniem czujników.

Do wejść sterownika PLC można podłączyć różne rodzaje urządzeń sensorycznych oraz inne elementy, które dostarczają informacji o stanie procesu lub maszyny.

Oto lista takich urządzeń:

Czujniki zbliżeniowe	stosowane do wykrywania obecności obiektów bez konieczności fizycznego kontaktu
Czujniki fotoelektryczne	używane do wykrywania obiektów na podstawie zmian w świetle odbitym lub przerywanym przez obiekt
Czujniki temperatury	takie jak termopary lub czujniki RTD, które mierzą temperaturę
Czujniki ciśnienia	monitorują ciśnienie w systemach pneumatycznych lub hydraulicznych
Enkodery	urządzenia służące do pomiaru kąta obrotu lub położenia liniowego
Przełączniki krańcowe	mechaniczne urządzenia przełączające, które aktywują się przy osiągnięciu przez element maszyny określonej pozycji
Czujniki poziomu	służą do wykrywania poziomu cieczy lub materiałów sypkich
Mikroprzełączniki	małe przełączniki aktywowane przez niewielką siłę fizyczną
Przyciski i przełączniki manualne	umożliwiają operatorom manualne wprowadzanie poleceń

Wejścia cyfrowe:

Wejścia cyfrowe działają na zasadzie dwóch stanów – wysokiego (zazwyczaj reprezentowanego przez napięcie VCC) i niskiego (zazwyczaj 0V).

Rozróżniamy dwa typy wejść, mogą to być wejścia typu „sink” lub „source”, w zależności od konfiguracji oraz pożądanego zachowania.

Wejścia typu „sink”

W tym przypadku czujnik dostarcza sygnał do sterownika, a obwód jest zamykany przez podłączenie do masy (GND). Sygnał jest aktywowany, gdy czujnik łączy się z masą. Przykładem mogą być czujniki, które włączają się, gdy obiekt zbliża się do nich.

Wejścia typu „source”

Tutaj czujnik dostarcza napięcie do sterownika, a obwód jest zamykany przez podłączenie do zasilania (VCC). Sygnał jest aktywowany, gdy czujnik dostarcza napięcie do wejścia sterownika. Przykładem mogą być przyciski, które włączają sygnał, gdy są naciśnięte.

Co i jak możesz podłączyć do zwykłych wejść cyfrowych w sterowniku? W zasadzie to prawie wszystkie urządzenia przesyłające nam sygnały w postaci napięcia roboczego sterownika opisanego w dokumentacji.

Poniżej przedstawione zostały dwa sposoby podłączenia czujników ze sterownikiem. Pierwszy to czujnik typu source ze sterownikiem typu sink, a drugi analogicznie na odwrót czyli czujnik typu sink ze sterownikiem jako source. UWAGA! Czujnik source podłączony do sterownika source nie mają prawa działać!

Szybkie wejścia

Szybkie wejścia są zaprojektowane do obsługi sygnałów o wysokiej częstotliwości, które mogą nie być prawidłowo rozpoznawane przez standardowe wejścia cyfrowe z powodu ich ograniczonej prędkości próbkowania.

Zastosowania

Enkodery: Używane do pomiaru prędkości lub położenia silników i innych urządzeń.
Czujniki zbliżeniowe: Do szybkiego wykrywania obiektów w aplikacjach związanych z obróbką czy pakowaniem.

Zalety

Wysoka częstotliwość: Mogą obsługiwać sygnały o częstotliwości rzędu kilku kHz.
Dokładność: Pozwalają na precyzyjne odczyty choćby w warunkach szybkich zmian stanu.

Moduły wejść cyfrowych

Sterownik S7-1200 oferuje wbudowane wejścia cyfrowe oraz możliwość rozszerzenia systemu o dodatkowe moduły. Dostępne są następujące moduły wejść cyfrowych:

SM 1221 (8 wejść): Moduł z 8 wejściami cyfrowymi, napięcie robocze 24VDC, maksymalne obciążenie 0,5A na wejście.
SM 1222 (16 wejść): Moduł z 16 wejściami cyfrowymi, napięcie robocze 24VDC, maksymalne obciążenie 0,5A na wejście.

Te moduły można łączyć w kaskadę, zwiększając liczbę dostępnych wejść cyfrowych w systemie.

Diagnostyka i rozwiązywanie problemów

W przypadku wystąpienia problemów z wejściami cyfrowymi, można skorzystać z następujących wskazówek:

Błędne połączenia: Niewłaściwe podłączenie czujnika do wejścia typu „sink” lub „source” może prowadzić do braku reakcji lub uszkodzenia sprzętu. Ważne jest, aby upewnić się, iż typ czujnika jest zgodny z typem wejścia PLC.
Zasilanie: Niewłaściwe napięcie zasilania czujników może powodować ich nieprawidłowe działanie. Należy sprawdzić, czy zasilanie jest zgodne z wymaganiami czujnika i wejścia PLC.
Zakłócenia elektromagnetyczne: W środowiskach przemysłowych czujniki mogą być narażone na zakłócenia elektromagnetyczne, co może prowadzić do fałszywych sygnałów. Użycie ekranowanych kabli i odpowiednich filtrów może pomóc w minimalizacji tych problemów.
Uszkodzenia mechaniczne: Niewłaściwe zamocowanie czujników lub ich narażenie na niekorzystne warunki środowiskowe (np. wilgoć, wysokie temperatury) mogą prowadzić do ich uszkodzenia.

Dowiedz się więcej o sterowniku PLC Siemens S7-1200

Podsumowanie

Wejścia cyfrowe w sterownikach Siemens S7-1200 są kluczowym elementem automatyzacji procesów przemysłowych. Dzięki różnorodnym typom wejść, możliwości rozszerzenia systemu oraz zaawansowanym funkcjom, takim jak szybkie wejścia, sterowniki te zapewniają elastyczność i wydajność w wielu zastosowaniach.

Idź do oryginalnego materiału