Zamiennik Siemens S7-1200 i LOGO! — sterowniki Xinje XD i XL

Sterowniki Siemens S7-1200 i moduły logiczne LOGO! trafiają do maszyn, których program i dokumentację zna wielu automatyków. Mimo to zdarza się, że przy modernizacji albo budowie kolejnego egzemplarza maszyny rozważa się zamiennik Siemens S7-1200 lub LOGO! innego producenta. Powodem bywa koszt sprzętu, termin dostawy konkretnego modelu albo chęć oparcia całej maszyny na jednej rodzinie urządzeń.

Krótka odpowiedź. S7-1200 (w generacji G1 i G2) można w typowych zastosowaniach zastąpić kompaktowym sterownikiem Xinje serii XD albo, gdy liczy się wąska obudowa na szynie DIN, serią XL, a moduł LOGO! 8 — najmniejszymi jednostkami XD3 lub XL3. Wymiana ma sens przy maszynach samodzielnych, w których sterownik realizuje logikę, liczniki, regulację i komunikację Modbus. Nie ma sensu tam, gdzie sterownik jest masterem sieci PROFINET, pełni funkcje bezpieczeństwa (CPU fail-safe) albo cały projekt jest zbudowany wokół TIA Portal. Program trzeba przepisać ręcznie.

W skrócie. Dobór opiera się na liczbie wejść i wyjść, typie wyjść (przekaźnikowe albo tranzystorowe), zasilaniu i potrzebie Ethernetu. Wyjścia tranzystorowe sterowników Xinje są typu NPN, a w CPU S7-1200 DC/DC/DC są to wyjścia PNP, co trzeba uwzględnić w schemacie. Komunikacja Xinje to Modbus RTU, Modbus TCP i EtherCAT; w sterownikach PLC Xinje nie ma PROFINET. Wstępny dobór i ocena zasadności wymiany są bezpłatne: biuro@xinje.pl. Symbol Siemens można też wpisać w wyszukiwarkę zamienników, która pokaże odpowiedniki o tej samej liczbie wejść i wyjść oraz różnice do sprawdzenia.

Czym zastąpić S7-1200 i LOGO! 8

Poniższa tabela zestawia wbudowane wejścia i wyjścia cyfrowe jednostek Siemens z najmniejszymi seriami Xinje, które mają nie mniej wejść i nie mniej wyjść. To propozycja wyjściowa do doboru, a nie gotowy zamiennik: potwierdza się ją po sprawdzeniu parametrów z ostatniej kolumny.

Liczba w symbolu XD i XL oznacza sumę wejść i wyjść, a ich podział bywa inny niż w Siemensie. Przy doborze porównuje się więc osobno liczbę używanych wejść i liczbę używanych wyjść, najlepiej z zapasem na przyszłe zmiany. Jeżeli w Siemensie Ethernet służył do PROFINET IO, wersja z Ethernetem w Xinje tego nie zastąpi (zob. niżej). Jeżeli służył tylko do programowania lub rozmowy z panelem, wersja z Ethernetem bywa zbędna. Gdy jest potrzebna, najmniejsze jednostki z Ethernetem mają 14 wejść i 10 wyjść (XD3E i XD5E, 24 punkty) albo 8 wejść i 8 wyjść (XL5E, 16 punktów).

Wersja CPU decyduje o wariancie Xinje. CPU Siemens ma trzy wersje: DC/DC/DC (zasilanie 24 V DC, wyjścia tranzystorowe 24 V DC typu sourcing, czyli PNP), DC/DC/RLY (zasilanie 24 V DC, wyjścia przekaźnikowe) i AC/DC/RLY (zasilanie AC, wyjścia przekaźnikowe). W Xinje odpowiadają im kolejno wersje z wyjściami tranzystorowymi i zasilaniem 24 V DC (w symbolu końcówka -C, np. XD3-24PT-C), z wyjściami przekaźnikowymi i zasilaniem 24 V DC (np. XD3-24PR-C) oraz z wyjściami przekaźnikowymi i zasilaniem AC (końcówka -E, np. XD3-24PR-E). Końcówka -E w symbolu oznacza więc zasilanie AC, a nie port Ethernet. Ethernet mają serie z literą E w nazwie (XD3E, XD5E, XL5E).

Kompaktowy czy wąski. Serie XD3, XD5, XD3E i XD5E to jednostki kompaktowe, rozbudowywane modułami z prawej strony (do 10 w XD3 i XD3E, do 16 w XD5 i XD5E), jednym modułem ED z lewej strony i kartami BD. Serie XL3 i XL5E mają wąską obudowę, co sprawdza się w ciasnych szafach. Co porównać z danymi CPU Siemens: pamięć programu Xinje wg katalogu producenta wynosi 256 KB (XD3, XD3E, XL3), 512 KB (XD5, XL5) lub 1 MB (XD5E), a pamięć CPU Siemens należy odczytać z danych technicznych konkretnego procesora w podręczniku systemu S7-1200. Osie impulsowe: XD3 i XL3 mają dwa kanały wyjść impulsowych (warianty T4 — cztery), serie XD5 i XL5 — od dwóch do dziesięciu w zależności od wariantu. Do sterowania ruchem po EtherCAT służą XDH i XLH.

Wyszukiwarka zamienników rozpoznaje także sterowniki Siemens S7-200 SMART i S7-300 w wersji kompaktowej CPU 31xC. Parametry tych jednostek, tak jak S7-1200 i LOGO!, pochodzą z podręczników producenta, a dobór odpowiednika wymaga takiej samej weryfikacji.

Różnice, które zmieniają projekt

Program: TIA Portal i LOGO!Soft Comfort a XDPPro. Sterowniki Xinje XD i XL programuje się w bezpłatnym XDPPro. Program otwiera pliki projektów Xinje (.xdp i .xcp) i nie ma funkcji importu projektów TIA Portal ani LOGO!Soft Comfort. Nie jest nam też znane narzędzie, które wykonuje taką konwersję automatycznie. Logikę trzeba więc przepisać, a nowe zmienne i bloki zaprojektować pod architekturę Xinje. Najczęściej zmienia się następujące elementy:

Adresacja. Zamiast symbolicznych etykiet z tabeli zmiennych TIA wejścia i wyjścia jednostki centralnej Xinje numeruje się ósemkowo (X0…, Y0…), a moduły rozszerzeń mają adresy od X10000 i Y10000 (moduł 1), karty BD od X20000, a moduł ED od X30000 i Y30000. Warto więc zacząć od tabeli „stary adres → nowy adres”, która przyda się także elektrykowi przy przekładaniu przewodów.

Komunikacja. To najważniejsza różnica. S7-1200 ma wbudowany port PROFINET (w CPU 1215C i 1217C dwa, w generacji G2 dwa porty Ethernet z przełącznikiem). W katalogu Xinje nie ma sterownika PLC z masterem PROFINET. Standardem w serii XD i XL jest Modbus RTU przez RS485, a jednostki z Ethernetem (XD3E, XD5E, XL5E i pozostałe wersje E) obsługują Modbus TCP, TCP/IP i Free Format. Do sterowania ruchem po EtherCAT służą XDH, XLH i XL5H. Jeżeli zatem S7-1200 jest masterem PROFINET dla napędów lub wysp I/O albo jest włączony do sieci PROFINET nadrzędnego sterownika, wymiana wymaga zmiany architektury sieci, a często nie jest uzasadniona. Panel lub SCADA łączące się z S7-1200 przez Ethernet wymagają zmiany sterownika komunikacyjnego i korekty adresów.

Moduły rozszerzeń. Moduły sygnałowe Siemens (SM, w LOGO! DM) nie współpracują ze sterownikami Xinje, a moduły Xinje pracują wyłącznie ze sterownikami Xinje. Moduły cyfrowe dobiera się po liczbie i typie punktów, a analogowe i temperaturowe po liczbie kanałów i zakresie sygnału. Wbudowane wejścia analogowe CPU S7-1200 (generacja G1) oraz wyjścia analogowe 1215C i 1217C w Xinje realizuje się osobnym modułem rozszerzeń (prawym albo lewym ED).

Zasilanie, wejścia i wyjścia. W S7-1200 wyjścia tranzystorowe wersji DC są typu sourcing (PNP). Sterowniki i moduły Xinje z propozycji doboru mają wyjścia tranzystorowe typu NPN (sink); wyjścia PNP występują tylko na wybranych modułach (XL-E16PX16PYT i XF-E16PYT). Jeżeli odbiornik wymaga wyjścia PNP, trzeba to przeanalizować przed wyborem modelu. Przy czujnikach PNP zacisk COM wejść podłącza się do 0 V — sprawdza się to w schemacie podłączenia danego modelu (model z literą P w symbolu, np. XD3-32PR-C, ma wejścia PNP). W LOGO! 230RCE wejścia są na 115–240 V AC, a wejścia Xinje mają 24 V DC, więc potrzebne będą przekaźniki separujące albo moduł wejść AC. Przekaźniki LOGO! mają obciążalność 10 A, dlatego obciążalność wyjść Xinje należy sprawdzić w karcie modelu i w razie potrzeby dodać przekaźniki pośredniczące.

LOGO! 8 — dodatkowe uwagi. LOGO! 8 ma cztery z ośmiu wejść pracujących także jako analogowe 0–10 V (wersje 12/24RCE i 24CE) oraz wbudowany Ethernet z serwerem WWW. Wejścia analogowe Xinje dobiera się osobno (moduł rozszerzeń), a funkcje wyświetlacza i klawiszy w obudowie LOGO! przenosi się zwykle do panelu HMI. Wbudowanego wyświetlacza użytkownika nie ma w opisach serii XD i XL. Program LOGO!Soft Comfort przepisuje się, podobnie jak program S7-1200.

Panel HMI. Jeżeli ze sterownikiem współpracuje panel Siemens SIMATIC (KTP lub TP), można dobrać panel Xinje TS o tej samej lub najbliższej większej przekątnej: KTP400 (4,3″) odpowiada klasie 4,3″ (np. TS2-400), KTP700 i TP700 (7″) — klasie 7″ (TS2-700, TS3-700, TS5-700), KTP900 i TP900 (9″) — klasie 10,1″ (TS3-1000, TS5-1000), a KTP1200 i TP1200 (12,1″) — klasie 15,6″ (TS5D-1500). Rozdzielczość i porty sprawdza się w karcie panelu, a projekt ekranów tworzy się od nowa w oprogramowaniu TouchWin Pro. Nie jest nam znane narzędzie importujące projekt z TIA Portal do paneli Xinje. Przegląd paneli: Panele HMI Xinje, kreator doboru panelu.

Czego wymiana nie zapewnia

• Mastera PROFINET. Sterowniki PLC Xinje nie pełnią roli mastera PROFINET. Xinje oferuje natomiast urządzenia z PROFINET, które pracują pod sterownikiem nadrzędnym innej marki: serwonapędy DS5P oraz rozproszone I/O LFP3-AP (według opisu w sklepie współpracują ze sterownikami Siemens S7-200 SMART, S7-1200 i S7-1500 oraz TIA Portal). Można więc pozostać przy sterowniku Siemens i zastąpić tylko wybrane elementy sieci.
• Funkcji bezpieczeństwa. Wersje fail-safe S7-1200 (1212FC, 1214FC) nie mają odpowiednika, bo Xinje nie ma sterownika bezpieczeństwa. Jeżeli maszyna korzysta z takiego CPU, po wymianie na zwykły sterownik trzeba zaprojektować funkcje bezpieczeństwa na nowo, np. przekaźnikiem bezpieczeństwa, i zweryfikować je zgodnie z dokumentacją maszyny.
• Automatycznej konwersji programu. XDPPro nie importuje projektów TIA Portal ani LOGO!Soft Comfort.
• Identycznego działania. Nie można zakładać identycznych czasów cyklu ani takiego samego zachowania instrukcji specjalnych, szybkich liczników i wyjść impulsowych. Po przepisaniu programu maszynę trzeba przetestować, a nie jedynie uruchomić.

Jak przenieść sterowanie krok po kroku

1. Zabezpieczenie projektu. Przed demontażem należy zapisać kopię projektu źródłowego (TIA Portal lub LOGO!Soft Comfort) wraz z dokumentacją i schematem. Program odczytany ze sterownika zwykle nie zawiera komentarzy, a zabezpieczenie hasłem może uniemożliwić odczyt.
2. Lista wejść i wyjść. Zestawia się sygnały: cyfrowe, analogowe (zakres i rodzaj sygnału), szybkie liczniki, osie, komunikację. Przy każdym sygnale zapisuje się typ czujnika (PNP lub NPN, przekaźnik, tranzystor) i obciążenie wyjścia.
3. Wybór CPU. Na podstawie tabeli powyżej wybiera się serię (XD, XL), wersję wyjść, zasilanie i Ethernet, z zapasem na przyszłe zmiany. Wyszukiwarka zamienników i kreator doboru PLC podają modele z aktualnymi terminami.
4. Moduły i karty. Dobiera się moduły rozszerzeń cyfrowe, analogowe i temperaturowe oraz karty BD i moduł ED, jeżeli są potrzebne.
5. Mapa adresów. Powstaje tabela „adres Siemens → adres Xinje” dla wejść, wyjść, znaczników, nastaw i wartości wymienianych z panelem.
6. Przepisanie programu w XDPPro. Logikę, timery i liczniki przepisuje się w tej samej kolejności co sekwencje maszyny, a następnie przechodzi się do instrukcji specjalnych i komunikacji. Pierwsze kroki opisuje Kurs XD/XL, część 1, a konfigurację łącza RS485 — Komunikacja PLC Xinje z panelem HMI przez Modbus RTU.
7. Panel i komunikacja. Zmienia się sterownik komunikacyjny w projekcie panelu, przepina adresy obiektów na nowe rejestry i konfiguruje porty sterownika.
8. Testy. Najpierw sprawdza się każde wejście i wyjście bez obciążenia, potem sekwencje maszyny na sucho, na końcu z obciążeniem. Osobno testuje się zachowanie po zaniku zasilania i po utracie bezpieczeństwa.

Przykład z praktyki: przepisanie programu z S7-1200

W ramach pokazu możliwości przepisano na Xinje program stanowiska testowego pracującego w zakładzie produkcyjnym. Oryginał działał na CPU 1212C (DC/DC/RLY) z dwoma modułami sygnałowymi, miał 16 wejść i 18 wyjść cyfrowych (używane: 9 wejść i 15 wyjść), dwa wejścia analogowe z przetworników ciśnienia i panel Xinje, a w projekcie TIA Portal liczył 160 sieci w 23 blokach. Program odczytano z eksportu XML kopii projektu (oryginał pozostał nietknięty), a następnie przepisano w XDPPro w trzech częściach (563 wiersze drabinki), każdą sprawdzając kompilacją. Wprost przeniosły się sekwencje, zawory, siłowniki, alarmy i statystyki. Inaczej niż w oryginale rozwiązano pomiary ciśnienia (liczby całkowite w jednostkach 0,01 bar zamiast REAL), timery TP i TOF (z TMR i znaczników) oraz tablicę 20 ostatnich wyników (BMOV zamiast pętli SCL). Zapis wyników do pliku zaproponowano w panelu, bo DataLog nie ma w Xinje odpowiednika 1:1, a wszystkie adresy w projekcie panelu trzeba przepiąć na rejestry sterownika — ta część pozostała do wykonania. Program skompilował się bez błędów, ale nie był uruchamiany na maszynie, dlatego przed wdrożeniem wymagałby listy kontrolnej uruchomienia, w tym weryfikacji polaryzacji czujników i kalibracji przetworników.

Pomoc w doborze

Sklep prowadzi integrator automatyki, który programuje te sterowniki na co dzień i wykonuje modernizacje sterowania maszyn. Do doboru potrzebne są:

• symbole sterowników i modułów Siemens (np. numer zamówieniowy 6ES7…) albo LOGO!;
• projekt źródłowy (TIA Portal lub LOGO!Soft Comfort) lub lista sygnałów;
• liczba osi i rodzaj komunikacji (PROFINET, Modbus, inne);
• informacje o panelu operatorskim i urządzeniach komunikujących się ze sterownikiem.

Po przesłaniu tych danych na adres biuro@xinje.pl dobieramy jednostkę i moduły oraz oceniamy, czy wymiana jest w danym przypadku uzasadniona. Wstępny dobór i ta ocena są bezpłatne. Wspieramy także migrację programów z innych sterowników; samą migrację programu wykonujemy jako odrębną usługę, wycenianą po analizie programu źródłowego. Katalog sterowników: Katalog PLC Xinje; aktualne wersje oprogramowania i listę kontrolną przed aktualizacją zestawiamy na stronie Wersje, oprogramowanie i zgodność.

Dobór opiera się na przekazanych danych, a zgodność z maszyną i jej dokumentacją ostatecznie weryfikuje wykonawca montażu. Odpowiadamy w ciągu 1 dnia roboczego (biuro@xinje.pl, tel. 796 019 414, pn.–pt. 8:00–16:00). Termin dostawy podany jest przy każdym produkcie w sklepie, a część pozycji jest dostępna od ręki. Na urządzenia udzielana jest 12-miesięczna gwarancja obsługiwana w Polsce, na warunkach określonych w Regulaminie sklepu. Pomagamy przy parametryzacji i uruchomieniu. Sprzęt do testów wypożyczamy na warunkach uzgadnianych indywidualnie.

Sterowniki PLC Xinje · Zapytanie o dobór

Artykuł ma charakter poradnikowy i nie zastępuje dokumentacji producenta ani projektu instalacji. Kryteria doboru są orientacyjne. Montaż, parametryzację i uruchomienie należy wykonać zgodnie z instrukcją urządzenia, dokumentacją maszyny i obowiązującymi przepisami, przez osoby o odpowiednich kwalifikacjach.

Siemens, SIMATIC, S7-1200, LOGO!, LOGO!Soft Comfort, TIA Portal i PROFINET oraz EtherCAT® i Modbus są znakami towarowymi lub oznaczeniami ich właścicieli. Użyto ich wyłącznie w celu wskazania urządzeń i standardów, których dotyczy opisana wymiana. Automation Dariusz Kulik nie jest powiązana z tymi podmiotami, a treść artykułu nie była przez nie przygotowana ani zatwierdzona. EtherCAT® jest zastrzeżonym znakiem towarowym i opatentowaną technologią licencjonowaną przez firmę Beckhoff Automation.

Najczęstsze pytania o zamiennik Siemens S7-1200 i LOGO!

Ile kosztuje zamiennik S7-1200 lub LOGO! w Xinje?

Ceny sterowników i modułów Xinje są podane w sklepie przy każdym produkcie, więc najprościej zestawić je z wyceną dotychczasowego modelu Siemens. Do kosztu sprzętu dolicza się przepisanie programu, projekt panelu i uruchomienie, a ich zakres zależy od programu źródłowego. Wycenę przygotowujemy po analizie projektu.

Czy program z S7-1200 lub LOGO! można przekonwertować?

Nie. XDPPro nie importuje projektów TIA Portal ani LOGO!Soft Comfort, a nie jest nam znane narzędzie, które wykonuje taką konwersję automatycznie. Logikę przepisuje się ręcznie, wg mapy adresów. Szczególnej uwagi wymagają timery, dane podtrzymywane po zaniku zasilania, instrukcje specjalne i komunikacja.

Czy sterownik Xinje może pracować w sieci PROFINET?

W roli mastera nie. Sterowniki PLC Xinje nie mają mastera PROFINET. Komunikują się przez Modbus RTU (RS485), Modbus TCP (Ethernet, wersje E) i EtherCAT (XDH, XLH, XL5H). PROFINET mają natomiast niektóre urządzenia Xinje pracujące pod sterownikiem nadrzędnym innej marki, serwonapędy DS5P i rozproszone I/O LFP3-AP. Jeżeli maszyna zasadniczo opiera się na PROFINET, bardziej uzasadnione jest pozostanie przy dotychczasowym sterowniku.

Czym zastąpić LOGO! 8?

Najmniejszymi jednostkami serii XD3 lub XL3 (8 wejść i 8 wyjść w wersji 16-punktowej). Sprawdza się przede wszystkim obciążalność wyjść i zasilanie. W LOGO! 230RCE wejścia mają 115–240 V AC, a wejścia Xinje 24 V DC, więc potrzebne są przekaźniki separujące albo moduł wejść AC. Przy wersjach z wejściami analogowymi 0–10 V trzeba dobrać moduł analogowy, a funkcje wyświetlacza przenieść do panelu HMI.

Czy zamienniki są dostępne od ręki?

Termin dostawy podany jest przy każdym produkcie w sklepie, a część pozycji jest dostępna od ręki. Aktualny stan sprawdza się na karcie produktu, a modele ze sklepu dla danego symbolu Siemens podpowiada wyszukiwarka zamienników. W razie wątpliwości piszemy na adres biuro@xinje.pl.

Zobacz też: panel HMI Xinje do sterownika innej marki.