Svet Črnil

Opis

Siemens SIMATIC S7-200 SMART CPU ST20 za avtomatizacijo

Dvanajst digitalnih vhodov, osem tranzistorskih izhodov in en cilj: jasen nadzor nad delovanjem manjšega stroja. Ko mora tipalo zaznati izdelek, transportni trak počakati in ventil preklopiti ob pravem trenutku, potrebujemo usklajeno krmiljenje. Siemens SIMATIC S7-200 SMART CPU ST20 za avtomatizacijo je kompaktni programirljivi krmilnik oziroma PLC za takšne naloge.

Pri Svetu Črnil ga ponujamo za projekte strojegradnje, nadgradnjo krmiljenja in povezovanje industrijskih procesov. Pred izbiro skupaj preverimo število signalov, vrsto izhodov in komunikacijo z ostalo opremo. Sam priporočam, da začnemo pri dejanskem delovanju stroja: kaj zaznavamo, kaj vklapljamo in kaj se mora zgoditi, če izdelek obstane. Tako lažje sestavimo rešitev, ki jo boste tudi uporabljali in vzdrževali!

PLC za manjše stroje

ST20 je smiselno obravnavati pri projektih z omejenim številom digitalnih signalov. Vhod sprejme informacijo iz ustreznega tipala ali stikala, program jo obdela, izhod pa po predvidenem zaporedju krmili priključeni element oziroma njegov vmesnik. Konkretno uporabnost vedno določimo glede na zahteve naprave.

• Manjša proizvodna podjetja: avtomatizacija ponavljajočih se korakov pri izdelavi in sestavljanju.
• Vzdrževalci: prenova obstoječega krmiljenja, kadar so dokumentacija, program in električna zasnova ustrezno pripravljeni.
• Strojegraditelji: krmiljenje kompaktnih namenskih naprav in povezovanje posameznih postaj.
• Sistemski integratorji: vključevanje tipal, upravljalnega zaslona in druge združljive opreme v celoto.
• Pakirnice in delavnice: načrtovanje zaporedij za transport, pozicioniranje in preproste postopke obdelave.

Predstavljajmo si pakirno postajo. Tipalo zazna embalažo, program preveri pripravljenost naslednjega koraka, nato prek ustreznih vmesnikov sproži pomik in ventil. Takšno zaporedje mora biti določeno tudi za primer manjkajočega izdelka ali prekinitve procesa. Prav pri teh podrobnostih se pokaže vrednost premišljeno pripravljenega programa.

ST20: 24 V DC in 20 signalov

Osnovne lastnosti družine ST20 so jasno določene:

• Napajanje 24 V DC.
• 12 digitalnih vhodov.
• 8 digitalnih tranzistorskih izhodov.
• Izvedba DC/DC/DC z vgrajenim omrežnim priključkom Ethernet.

Oznaka DC/DC/DC opisuje enosmerno napajanje, enosmerne digitalne vhode in tranzistorske enosmerne izhode. Skupaj dobite 20 vgrajenih digitalnih signalnih mest. To je uporaben podatek že pri prvem popisu stroja: preštejemo tipala, stikala in ukaze, nato preverimo še porabnike na izhodni strani.

Primer načrtovanja: če projekt zahteva 10 digitalnih vhodov in 8 digitalnih izhodov, število priključkov osnovnega ST20 zadošča, ostaneta pa dva vhodna priključka. Izhodna rezerva v tem primeru ni več na voljo. Električno združljivost, tokovne omejitve in morebitne razširitve preverimo posebej.

Tranzistorski izhodi za krmiljenje

Pri izbiri izhodov gledam predvsem priključeno breme in zahtevano preklapljanje. Tranzistorski izhodi nimajo mehanskih kontaktov, zato so zanimivi pri pogostem preklapljanju ustreznih enosmernih bremen. Sama oznaka izhoda še ne pomeni, da lahko nanj priključimo katerikoli porabnik.

• Pri elektromagnetnem ventilu preverimo napetost tuljave, tok in ustrezno zaščito ob izklopu.
• Pri motorju določimo primeren pogon, kontaktor ali drug vmesnik; močnostnega motorja ne priključimo neposredno na digitalni izhod PLC.
• Pri signalnih lučeh in vmesnih relejih preverimo porabo ter pravilno vezavo.
• Pri hitrih signalih preverimo omejitve izbranega priključka in strojne različice.

V praksi lahko ustrezna izbira izhodov zmanjša potrebo po dodatnih vmesnikih. Napačna izbira pa hitro pomeni predelavo omarice in dodatno delo. Zato pred naročilom prosim za seznam bremen, ne samo za število izhodov.

Ethernet in povezovanje stroja

Vgrajeni omrežni priključek omogoča omrežno povezovanje, družina pa uporablja programsko okolje STEP 7-Micro/WIN SMART. Pri povezavi z upravljalnim zaslonom, drugim krmilnikom ali računalnikom preverimo podprti komunikacijski protokol, nastavitve in različico programske opreme.

Enak priključek na dveh napravah sam po sebi še ne zagotavlja izmenjave podatkov. Pošljite oznako zaslona, pogona ali druge naprave, ki jo želite povezati. Tako lahko pred izbiro preverimo, kako bo potekala komunikacija in ali bo potreben dodaten vmesnik.

Primerjava ST20 in Schneider M221

Za stvarno primerjavo sem izbral konkurenčni Schneider Electric Modicon M221 TM221CE16T. Oba modela imata tranzistorske digitalne izhode in Ethernet. Spodnja tabela pokaže predvsem razliko v številu vgrajenih digitalnih priključkov ter pomembno razliko pri analognih vhodih.

Konkretna prednost ST20 so trije dodatni digitalni vhodi in en dodaten digitalni izhod glede na izbrani M221. Pri projektu, ki se prilega temu obsegu, se lahko izognemo razširitvi samo zaradi manjkajočih digitalnih priključkov. Če projekt potrebuje analogne meritve, v primerjavo vključimo tudi vgrajene analogne vhode konkurenta in strošek ustrezne opreme za ST20.

Primerjava se nanaša na navedena modela in izbrane lastnosti, ne na celotni družini. Vir za konkurenčni model: uradna stran Schneider Electric TM221CE16T. Končno izbiro določimo glede na celotno aplikacijo in ponudbo.

Ceneje, ugodno in z manj izgubami

Benjamin Franklin je v gospodarskem nasvetu opozoril: Pazite na majhne izdatke; majhna razpoka potopi veliko ladjo. Pri stroju so takšne razpoke lahko ponavljajoče se čakanje, nepotrebno ročno poseganje in slabo načrtovana nadgradnja.

Vir misli, slovenski prevod: Benjamin Franklin, Poor Richardov almanah, 1758.

Če želite avtomatizacijo izvesti ceneje, najprej popišimo celoten projekt. Nakup je ugodno zastavljen takrat, ko upoštevamo krmilnik, potrebno dodatno opremo, programiranje, montažo in poznejše vzdrževanje. Šele tak izračun pokaže, kje lahko nastane prihranek.

Preprost računski primer: 12 minut izgubljenega časa na delovni dan pri 220 delovnih dneh pomeni 44 ur na leto. To je ponazoritev, ne obljuba prihranka z nakupom PLC. Kolikšen del teh izgub lahko odpravimo, ugotovimo z meritvijo procesa in preizkusom predlagane rešitve.

Pri prenovi preverimo tudi, katere obstoječe dele lahko smiselno obdržimo. Če so tipala, omarica in mehanski sklopi ustrezni, je morda mogoče izboljšati krmiljenje brez zamenjave celotne naprave. Tak pristop lahko zmanjša stroške in količino zavržene opreme.

Avtomatizacija skozi pogled Reutersa

Reuters je 22. maja 2025 poročal o zanimanju za specializirane robote, namenjene jasno določenim opravilom. V ospredju članka sta uporabnost pri konkretni nalogi in pot do donosnosti.

Moja povezava s tem projektom je preprosta: tudi pri izbiri PLC začnimo z merljivim problemom, na primer čakanjem med dvema korakoma. Prispevek obravnava širšo avtomatizacijo in ne ocenjuje modela ST20.

Vir: Reuters, prispevek o specializiranih robotih in učinkovitem opravljanju nalog.

Praktičen primer izbire PLC

Ponazoritveni primer načrtovanja: vzdrževalec pripravlja prenovo manjšega stroja. Najprej popiše tipala, stikala, ventile in druge porabnike. Nato primerja potrebno število digitalnih priključkov z razpoložljivimi 12 vhodi ter 8 tranzistorskimi izhodi ST20.

Če število priključkov zadošča, preveri še napajanje, tokove bremen, zaščito in način povezave z upravljalnim zaslonom. Ta pregled olajša pripravo ponudbe in zmanjša možnost, da bi šele pri montaži odkril manjkajoč vmesnik. Primer prikazuje postopek izbire, ne izmerjenega rezultata ali pričevanja stranke.

ST20 ali SR20: pogosta vprašanja

Kakšna je razlika med ST20 in SR20?

ST20 uporablja tranzistorske izhode in napajanje 24 V DC. SR20 uporablja relejske izhode; standardna različica SR20 je namenjena omrežnemu AC napajanju. Pred priklopom preverite oznako in podatke konkretne izvedbe. Modela nista zamenljiva brez preverjanja ožičenja in bremen.

Kateri model izbrati?

Odločitev je odvisna od bremen, hitrosti preklapljanja in napajanja. Pošljite seznam vhodov ter izhodov in pomagali vam bomo izbrati ustrezno izvedbo. Pri izbiri preverimo tudi potrebno rezervo za prihodnje spremembe.

Ali zadošča samo nakup krmilnika?

Za delujočo avtomatizacijo potrebujemo še ustrezen program, napajanje, električno zasnovo in preizkus na stroju. Obseg dodatne opreme določimo glede na tipala, porabnike in način upravljanja. Prednost priprave je, da te potrebe poznamo že ob sestavljanju ponudbe.

Lokalno svetovanje za PLC: Ljubljana

Pri podjetju Svet Črnil v Ljubljani združujemo ponudbo krmilnika z razumevanjem strojegradnje in povezovanja procesov. Če vam je pomembno svetovanje lokalno, je Ljubljana izhodišče za pogovor o vašem projektu, predvidenem obsegu in naslednjih korakih.

Za preverjanje nam pripravite:

1. Kratek opis stroja in zaporedja delovanja.
2. Seznam digitalnih vhodov in izhodov.
3. Napetosti ter tokove bremen, ki jih želite krmiliti.
4. Oznake zaslona, pogonov in druge komunikacijske opreme.
5. Fotografijo obstoječe omarice in oznako trenutnega PLC, če gre za nadgradnjo.

Pišite nam za preverjanje združljivosti z vašim strojem! Skupaj preverimo, ali je Siemens SIMATIC S7-200 SMART CPU ST20 ustrezna osnova za vašo avtomatizacijo in kaj mora vključevati ponudba.

Tehnični vir: Siemens S7-200 SMART katalog. Dodatna dokumentacija: Siemensov katalog s tehničnimi podatki ST20 in SR20. Končno kataloško številko in strojno različico potrdimo pred dobavo.

Je res varčno odlagati prenovo krmiljenja, če medtem zaposlene vsak dan plačujete za čakanje ob stroju?