SIMATIC S7-1500 Otomasyon Sistemlerinde Nasıl Kullanılır?
Bu yazımızda SIMATIC S7-1500 otomasyon sistemi hakkında temel bilgiler verilecektir.
SIMATIC S7-1500 otomasyon sistemi, orta ila üst performans aralığı için modüler bir kontrol sistemidir. Sistemi otomasyon görevine en uygun şekilde uyarlamak için kapsamlı bir modül yelpazesi mevcuttur.
SIMATIC S7-1500, aşağıdaki yeni performans özelliklerine sahip SIMATIC S7-300 ve S7-400 otomasyon sistemlerinin yeni neslidir.
– Artan sistem performansı
– Entegre hareket kontrol işlevi
– PROFINET IO IRT
– Makine seviyesinde çalıştırma ve teşhis için entegre ekran
– Kanıtlanmış işlevleri korurken STEP 7 dil yenilikleri
S7-1500 kontrolör bir güç kaynağından ①, entegre ekranlı bir CPU’dan ② ve dijital ve analog sinyaller için giriş ve çıkış modüllerinden ③ oluşur. Modüller, entegre DIN ray profiline ④ sahip bir montaj rayına monte edilir. Gerekirse, step motor kontrolü gibi özel görevler için iletişim işlemcileri ve fonksiyon modülleri de kullanılır.
Programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC), bir makineyi veya işlemi izlemek ve kontrol etmek için S7 programını kullanır. Bunu yaparken, S7 programı G/Ç modüllerini giriş adresleri (%I) aracılığıyla tarar ve çıkış adreslerini (%Q) ile adresler.
Sistem STEP 7 Professional V13 yazılımı ile programlanmıştır.
S7-1500’ün Modül Yelpazesinde Neler Vardır?
SIMATIC S7-1500 modüler bir otomasyon sistemidir ve aşağıdaki modül yelpazesini sunar:
Entegre ekranlı merkezi işlem birimleri (CPU’lar): CPU’lar farklı performans özelliklerine sahiptir ve kullanıcı programını yürütür. Ek olarak, diğer modüllere entegre sistem güç kaynağı ile arka panel veriyolu üzerinden güç sağlanır.
CPU’nun ek özellikleri ve işlevleri:
-Ethernet üzerinden iletişim
-PROFIBUS/PROFINET üzerinden iletişim
-HMI cihazları için HMI iletişimi
-Web sunucusu
-Entegre teknoloji işlevleri (örn. PID kontrolörü, hareket kontrolü vb.)
-Sistem teşhisi
-Entegre güvenlik: (ör. teknik bilgi, kopyalama, erişim, bütünlük koruması)
Sistem güç kaynağı modülleri :(PS) (nominal giriş voltajları 24 V DC – 230 V AC/DC) arka panel veriyoluna bağlantı ile yapılandırılmış modülleri dahili besleme gerilimi ile beslenir.
-Yük akımı besleme modülleri :(PM) (nominal giriş voltajları 120/230 V AC)S7-1500 otomasyon sisteminin arka panel veriyoluna bağlantı yok. Yük akımı beslemesi, CPU’nun sistem güç kaynağına, G/Ç modüllerinin giriş ve çıkış devrelerine ve sensörler ve aktüatörlere 24 V DC beslemek için kullanılır.
G/Ç modülleri: Dijital giriş (DI) / dijital çıkış (DQ) / analog giriş (AI) / analog çıkış (AQ) için kullanılır.
Teknoloji modülleri (TM):Artımlı kodlayıcılar ve yön sinyalli/sinyalsiz darbe kodlayıcılar olarak kullanılır.
İletişim modülleri (CM): Seri iletişim için RS232 / RS422 / RS485, PROFIBUS ve PROFINET kullanılır.
SIMATIC hafıza kartı: Program verilerini depolamak ve bakım sırasında CPU’ların kolay değiştirilmesi için maksimum 2 GB’a kadar kapasite sunar.
Yapılandırma Örneği
Bu müfredattaki program örneği için bir S7-1500 otomasyon sisteminin aşağıdaki konfigürasyonu kullanılacaktır.
① 120/230 V AC, 50 Hz / 60 Hz, 190 W giriş ve 24 V DC / 8 A çıkışlı yük akımı besleme modülü (PM)
② Entegre PROFIBUS ve PROFINET arayüzlerine sahip merkezi işlem birimi CPU 1516F-3 PN/DP
③ G/Ç modülü 32x dijital giriş DI 32x24VDC HF
④ I/O modülü 32x dijital çıkış DQ 32x24VDC/0.5A HF
⑤ G/Ç modülü 8x analog giriş AI 8xU/I/RTD/TC ST
⑥ G/Ç modülü 4x analog çıkış AQ 4xU/I ST
CPU 1516F-3 PN/DP’nin Operatör Kontrol ve Görüntüleme Elemanları Nelerdir?
Aşağıdaki şekil, bir CPU 1516F-3 PN/DP’nin operatör kontrol ve görüntüleme elemanlarını göstermektedir. Elemanların düzeni ve sayısı, diğer CPU’lar için bu şekilden farklıdır.
Entegre Ekranlı CPU 1516F-3 PN/DP’nin Önden Görünümü
- CPU’nun mevcut çalışma modu ve teşhis durumu için LED ekranlar
- Ekran
- Kontrol tuşları
Durum ve Hata Göstergeleri
CPU aşağıdaki LED ekranlarla birlikte gelir:
- ÇALIŞTIR/DURDUR LED’i (sarı/yeşil LED)
- HATA LED’i (kırmızı LED)
- MAINT LED (sarı LED)
- X1 P1 bağlantı noktası için LINK RX/TX LED’i (sarı/yeşil LED)
- Bağlantı noktası X1 P2 için LINK RX/TX LED’i (sarı/yeşil LED)
- X2 P1 bağlantı noktası için LINK RX/TX LED’i (sarı/yeşil LED)
Ön kanadın arkasındaki CPU 1516F-3 PN/DP’nin operatör kontrolü/bağlantı elemanları
- CPU’nun mevcut çalışma modu ve teşhis durumu için LED ekranlar
- Ekran bağlantısı
- SIMATIC hafıza kartı yuvası
- Mod anahtarı
- PROFINET arayüzleri X1 ve X2’nin 3 portu için LED ekranlar
- Arayüzlerin MAC adresleri
- PROFIBUS arayüzü (X3)
- 1 portlu PROFINET arayüzü (X2)
- 2 portlu anahtarlı PROFINET arayüzü (X1)
- Besleme gerilimi için bağlantı
- Sabitleme vidaları
SIMATIC Hafıza Kartı Nasıl Kullanılır?
CPU’lar için bellek modülü olarak bir SIMATIC Mikro Bellek Kartı kullanılır. Bu, Windows dosya sistemiyle uyumlu, önceden biçimlendirilmiş bir bellek kartıdır. Çeşitli depolama kapasiteleri mevcuttur ve aşağıdaki amaçlar için kullanılabilir:
– Taşınabilir veri depolama ortamı
– Program kartı
– Firmware güncelleme kartı
CPU’ların entegre yük belleği olmadığından CPU’yu çalıştırmak için MMC takılmalıdır. SIMATIC hafıza kartını programlama cihazı veya PG/PC ile yazmak/okumak için piyasada bulunan bir SD kart okuyucusu gereklidir. Bu, örneğin Windows Gezgini kullanılarak dosyaların doğrudan SIMATIC hafıza kartına kopyalanmasına olanak tanır.
Not: SIMATIC bellek kartının yalnızca CPU GÜÇ KAPALI durumundayken çıkarılması veya takılması önerilir.
Mod Anahtarı Nasıl Kullanılır?
Mod anahtarı, CPU’nun çalışma modunu ayarlamanıza izin verir. Mod anahtarı, 3 anahtar konumuna sahip bir geçiş anahtarı olarak tasarlanmıştır.
Pozisyon Anlam Açıklama;
RUN RUN modu: CPU, kullanıcı programını işler.
STOP STOP modu: CPU, kullanıcı programını yürütmüyor.
MRES Bellek sıfırlama: CPU belleği sıfırlama konumu.
Çalışma modunu (DURDUR veya ÇALIŞTIR) değiştirmek için Çevrimiçi ve Tanılamada STEP 7 Professional V13 yazılımının CPU operatör panelindeki düğme de kullanılabilir.
Operatör paneli ayrıca bir bellek sıfırlaması gerçekleştirmek için bir MRES düğmesi içerir ve CPU’nun durum LED’lerini görüntüler.
CPU Ekranı Nasıl Kullanılır?
S7-1500 CPU, ekran ve kontrol tuşlarına ve ön yüzünde bir kapağa sahiptir. Kontrol verileri ve durum verileri, ekrandaki çeşitli menülerde görüntülenebilir ve çok sayıda ayar yapılandırılabilir. Menüler arasında gezinmek için kontrol tuşları kullanılır.
CPU ekranı aşağıdaki işlevleri sunar:
- 6 farklı ekran dili seçilebilir.
- Teşhis mesajları düz metin olarak görüntülenir.
- Arayüz ayarları yerel olarak değiştirilebilir.
- Görüntüleme işlemi için şifre ataması TIA Portal üzerinden mümkündür.
S7-1500 ekranının görünümü:
- CPU durum bilgisi
- Alt menü adı
- Bilgi görüntüleme alanı
- Navigasyon yardımı, örn. OK/ESC veya sayfa numarası
Ekranın kontrol tuşları
- Dört ok tuşu: “yukarı”, “aşağı”, “sol”, “sağ”
- Bir ESC tuşu
- Bir Tamam tuşu
“OK” ve “ESC” tuşlarının işlevleri
Giriş yapılabilen menü komutları için:
– Tamam → menü komutuna geçerli erişim, giriş onayı ve düzenleme modundan çıkış
– ESC → orijinal içeriğin restorasyonu (değişikliklerin kaydedilmediği anlamına gelir) ve düzenleme modundan çıkma
Giriş yapılamayan menü komutları için:
– Tamam → sonraki alt menü komutuna
– ESC → önceki menü komutuna geri dön
Ekranın mevcut alt menüleri:
CPU 1516F-3 PN/DP ve SIMATIC hafıza Kartının Hafıza Alanları Nelerdir?
Aşağıdaki şekil CPU’nun bellek alanlarını ve SIMATIC bellek kartındaki yük belleğini göstermektedir. Yükleme belleğine ek olarak, Windows Gezgini kullanılarak SIMATIC bellek kartına başka veriler de yüklenebilir. Buna tarifler, veri günlükleri, proje yedekleri ve program için ek belgeler dahildir.
Yük Belleği
Yük belleği, kod blokları, veri blokları, teknoloji nesneleri ve donanım konfigürasyonu için kalıcı bellektir. Bu nesneler CPU’ya indirildiğinde, ilk olarak yük belleğinde depolanırlar. Bu hafıza SIMATIC hafıza kartında bulunur.
İş belleği
İş belleği, kod ve veri bloklarını içeren geçici bellektir. Çalışma belleği CPU’ya entegre edilmiştir ve genişletilemez. S7-1500 CPU’larda çalışma belleği iki alana ayrılır:
Kod çalışma belleği: Kod çalışma belleği, program kodunun çalışma zamanı ile ilgili bölümlerini içerir.
Veri çalışma belleği: Veri çalışma belleği, veri bloklarının ve teknoloji nesnelerinin çalışma zamanı ile ilgili kısımlarını içerir.
POWER ON’dan başlatmaya ve STOP’tan başlatmaya çalışma modu geçişlerinde, global veri bloklarının etiketleri, örnek veri blokları ve teknoloji nesnelerinin etiketleri başlangıç değerleriyle başlatılır. Kalıcı etiketler, kalıcı belleğe kaydedilen gerçek değerlerini korur.
Kalıcı bellek
Kalıcı bellek, elektrik kesintisi durumunda belirli verileri kaydetmek için kalıcı bellektir. Kalıcı olarak tanımlanan etiketler ve işlenen alanlar kalıcı belleğe kaydedilir. Bu veriler, güç kapatıldıktan veya elektrik kesintisinden sonra saklanır.
Diğer tüm program etiketleri, GÜÇ AÇIK’tan başlatmaya ve STOP’tan başlatmaya çalışma modu geçişlerinde başlangıç değerlerine ayarlanır.
Kalıcı belleğin içeriği aşağıdaki eylemlerle silinir:
- Hafıza sıfırlama
- Fabrika ayarlarına sıfırla
Not: Teknoloji nesnelerinin belirli etiketleri de kalıcı bellekte saklanır. Bu etiketler bir hafıza sıfırlaması ile silinmez.
STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13) Programlama Yazılımı Nasıl Kullanılır
STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13) yazılımı, aşağıdaki otomasyon sistemleri için programlama aracıdır:
– SIMATIC S7-1500
– SIMATIC S7-1200
– SIMATIC S7-300
– SIMATIC S7-400
– SIMATIC WinAC
STEP 7 Professional V13, tesis(Plant) otomasyonu için aşağıdaki işlevleri sağlar:
– Donanımın konfigürasyonu ve parametre ataması
– İletişimin özellikleri
– Programlama
– Operasyonel/teşhis fonksiyonları ile test, devreye alma ve servis
– Belgeler
– Entegre WinCC Basic yazılımı kullanılarak SIMATIC Basic Paneller için görselleştirmelerin oluşturulması
– Diğer WinCC yazılım paketleri ile PC’ler ve diğer paneller için görselleştirme çözümleri de oluşturulabilir.
Proje Oluşturma
Bir otomasyon ve görselleştirme görevi için bir çözüm uygulamak için TIA Portal’da bir proje yaratırsınız. TIA Portal’daki bir proje, cihazların konfigürasyonu ve ağlar arası çalışması için konfigürasyon verilerinin yanı sıra programları ve görselleştirme konfigürasyonunu içerir.
Donanım Yapılandırması
Donanım konfigürasyonu, otomasyon sisteminin donanımı, akıllı saha cihazları ve görselleştirme donanımından oluşan cihazların konfigürasyonunu içerir. Ağların konfigürasyonu, çeşitli donanım bileşenleri arasındaki iletişimi belirtir. Ayrı donanım bileşenleri, kataloglardan donanım yapılandırmasına eklenir.
Otomasyon sistemlerinin donanımı, kontrolörler (CPU’lar), giriş ve çıkış sinyalleri (SM’ler) için sinyal modülleri ve iletişim işlemcileri ve arayüz modüllerinden (CP, IM) oluşur. Modülleri beslemek için güç kaynağı ve voltaj kaynağı modülleri (PS, PM) de mevcuttur.
Sinyal modülleri ve akıllı saha cihazları, otomatikleştirilecek ve görselleştirilecek sürecin giriş ve çıkış verilerini otomasyon sistemine bağlar.
Şekil 1: Merkezi ve dağıtılmış yapılarla donanım yapılandırması örneği
Donanım konfigürasyonu, otomasyon ve görselleştirme çözümlerinin otomasyon sistemine indirilmesini ve kontrolör tarafından bağlı sinyal modüllerine erişimi sağlar.
Merkezi ve dağıtılmış otomasyon yapısı
Şekil 1, hem merkezi hem de dağıtık yapıları içeren bir otomasyon yapısını göstermektedir.
Merkezi yapılarda, prosesin giriş ve çıkış sinyalleri, doğrudan kontrolöre bağlı olan sinyal modüllerine geleneksel kablolama yoluyla iletilir. Konvansiyonel kablolama, sensörlerin ve aktüatörlerin 2 telli veya 4 telli kablolar kullanılarak bağlanmasını ifade eder.
Dağıtık yapı günümüzde kullanılan baskın yapıdır. Burada sensörler ve aktüatörler geleneksel olarak sadece saha cihazlarının sinyal modüllerine kadar kablolanmıştır. Saha cihazlarından kontrolöre sinyal iletimi, endüstriyel bir iletişim sistemi kullanılarak gerçekleştirilir.
Endüstriyel iletişim sistemi olarak hem PROFIBUS, Modbus ve Foundation Fieldbus gibi klasik fieldbus’lar hem de PROFINET gibi Ethernet tabanlı iletişim sistemleri kullanılabilir.
Ayrıca bağımsız programların çalıştığı akıllı saha cihazları da haberleşme sistemi üzerinden bağlanabilir. Bu programlar TIA Portal ile de oluşturulabilir.
Donanımın Planlanması
Donanımı yapılandırmadan önce planlamanız gerekir (donanım planlaması). Genel olarak, hangi kontrolörlerin gerekli olduğunu ve kaç tane olduğunu seçerek başlarsınız. Ardından iletişim modüllerini ve sinyal modüllerini seçersiniz. Sinyal modüllerinin seçimi, ihtiyaç duyulan giriş ve çıkışların sayısı ve tipine bağlıdır. Son adım olarak, her kontrolör veya saha cihazı için gerekli gücün sağlanmasını sağlayan bir güç kaynağı seçilmelidir.
Gerekli işlevsellik ve ortam koşulları, donanım yapılandırmasının planlanması için hayati önem taşır. Örneğin, uygulama alanındaki sıcaklık aralığı bazen seçim için mevcut cihazları sınırlar. Örneğin, arızaya karşı güvenli çalışma başka bir gereklilik olabilir.
TIA Seçim Aracı (TIA Selection Tools) (Otomasyon teknolojisini seçilir -> TIA Seçim Aracı(TIA Selection Tools) seçin ve talimatları izleyin) size destek sağlar.
Not: TIA Seçim Aracı Java gerektirir.
Çevrimiçi araştırma için not: Birden fazla kılavuz mevcutsa, cihaz özelliklerini bulmak için “Cihaz Kılavuzu(Device Manual)”, “Ürün Kılavuzu(Product Manual)” veya yalnızca “Kılavuz(Manual)” içinde (“Fonksiyon Kılavuzu(Function Manual)”, “Liste Kılavuzu(List Manual)”, “Sistem Kılavuzu(System Manual)”nun aksine) tanımı aranmalıdır.
KAYNAKÇA:
HAZIRLAYAN: Mehmet Berat Şen
https://www.linkedin.com/in/mehmet-berat-%C5%9Fen-583108167/
KURSLARIMIZ
İletişim Bilgilerinizi Bırakın Biz Sizi Arayalım!
Sizin memnuniyetiniz, bizim mutluluğumuzdur…
Siz de fikrinizi belirtin