اتوماسیون صنعتی زیمنس

امروزه با توجه به افزایش تعداد نفوس میزان مصرف محصولات نیز بسیار بیشتر از گذشته شده است. در این راستا کارخانه ها و مراکز صنعتی تولیدی می بایست یا بر تعداد خطوط تولید خود و کارمندان بیافزایند. یا با استفاده از تکنولوژی اقدام به اتوماسیزیونه نمودن فرایند تولید خود نمایند. برای این امر می بایست از plc یا همان اتوماسیون صنعتی استفاده نمایند که باعث می گردد سرعت تولید و فرایند و مراحل تولید بسیار بالا رود و از طرف دیگر هزینه های ناشی از تولید را به شدت کاهش می دهد.

در این راستا کمپانی های گوناگونی نظیر زیمنس، اشنایدر، هیوندای، چنت و سایر کمپانی های سازنده تجهیزات اتوماسیون محصولات بسیار با کیفیتی را طراحی وتولید نموده اند، کمپانی زیمنس در این حوذه فعالیت، به نسبت سایر کمپانی های نامرده شده دارای تجربه بیشتر و همچنین دانش بروز تر می باشد که باعث می گردد محصولات بسیار با کیفیتی را تولید نموده و کاربران بتوانند از آن برای مدت زمان طولانی استفاده نمایند.

کمپانی زیمنس تا به امروز چندین سری plc را تولید نموده است که هر کدام یک از آن ها در زمان تولید، بسیار پیشرفته و کاربردی بوده اند، برای مثال سری 200 زیمنس با دید تکنولوژی فرایند امروز بسیار ساده به نظر می آید لذا در زمان عرضه این محصول بسیاری از کارخانه در راستای بکارگیری آن ثبت سفارش داده و آن را تهییه نمودند.

انواع سری های plc  زیمنس

کمپانی زیمنس همان طور که اشاره شد هر ساله باتوجه به نیاز جامعه و پیشرفت دانش محصولات گوناگونی را از جمله plc طراحی و تولید می نمایدکه در مقاله پیش رو به معرفی بررسی هر کدام یک از سری های پی ال سی زیمنس می پردزیم.

سری s7-200

S7-200 زیمنس یک Micro PLC ارزان قیمت است که اولین سری پی ال سی تولید شده توسط کمپانی زیمنس می باشد که مطابق با استانداردهای جهانی و تحت نظر کارشناسان مجرب طراحی و تولید شده است و می توان از آن برای مقاصد ساده تا نسبتا پیچیده کنترلی بکار رود. نصب، برنامه نویسی و کار با آن به نسبت سری های جدید تر بسیار ساده است. به صورت Compact و ماژولار عرضه می شود و در حالتCompact ، I/O های آن On Board است. انواع مختلف دارد و در برخی از انواع آن میتوان ماژول اضافی نیز در کنار CPU قرار داد. برنامه نویسی آن با نرم افزار Step7-micro/win انجام می شود. در قسمت پایین چند نمونه از سی پی یو های تولید شده و مجود این سری را به صورت اختصار معرفی می نماییم.

CPU 224 زیمنس

CPU مجتمع با کارایی بالا

24 ورودی / خروجی روی برد

قابلیت توسعه برای حداکثر

7 ماژول توسعه

CPU 222 زیمنس

با 14 ورودی / خروجی روی برد

قابلیت توسعه برای حداکثر 2

ماژول توسعه

CPU 221 زیمنس

CPU مجتمع

با 10ورودی / خروجی روی برد

بدون قابلیت توسعه

طراحی Compact زیمنس ، قیمت ارزان و ساختار قدرتمند ، S7-200 زیمنس را به یک راه حل سودمند برای کنترل پروسه های صنعتی تبدیل کرده است.

ماژول های ورودی دیجیتال ( 24VDC ویا 120/230VAC)

ماژول های خروجی دیجیتال ( 24 DC و رله ای )

ماژول های ورودی آنالوگ :

(ولتاژی) Voltage

(جریانی) Current

(مقاومتی)Resistance

(ترموکوبل) Thermocouple

ماژول های خروجی آنالوگ (ولتاژی و جریانی)

سری s7-300

از دیگر محصولات تولید شده در کمپانی زیمنس پی ال سی های سیماتیک S7-300 می باشد که در دسته PLC های پیشرفته شرکت زیمنس قرار دارد. از جمله مزایای این سریمی توان بهموارد ذیل اشاره نمود، فضای نصب کمی را اشغال می‌کنند و دارای طراحی ماژولار هستند. رنج وسیعی از ماژول‌های توسعه برای این PLC ها وجود دارد که می تواند سیستم را به صورت مرکزی توسعه دهد و یا ساختارهای غیرمتمرکزی را بنا به وظیفه‌ ای که باید انجام دهد ایجاد می کند.

S7-300 تا سال 2020 تولید شده است و پس از آن زیمنس تعهد دارد که تا 10 سال تجهیزات جانبی این PLC را تولید و تامین نماید. CPUهای پی ال سی S7-300 در چهار سری استاندارد، کامپکت، ایمن در برابر خطا (Failsafe) و تکنولوژیک عرضه می شود. در ادامه به بررسی انواع PLC های S7-300 زیمنس پرداخته می‌شود.

سری s7-400

این سری S7-400 PLC نسبت به سایر پی ال سی های دیگر مخصوصا سری S7-300 PLC پیشرفته تر می باشد، بصورتی که سری S7-400 PLC نسبت به سری S7-300 PLC از تعداد بیشتری بیت حافظه، وقفه، فانکشن های سیستمی، تایمر و شمارنده استفاده می کند و دارای سرعت بالاتری از نظر برخوردار است.

اما با این حال وجه تشابه های زیادی بین دو سری پی ال سی s7-400 و s7-300  وجود دارد.

از سری ویژگی های اصلی این سری پی ال سی S7-400 PLC  میتوان دوره زمانی کوتاه و بالا بودن سرعتش همچنین

امکان پردازش فعالیت های پیشرفته صنعتی، ایمن بودن عملکردها و قابل استفاده بودن در تمامی محیط ها حتی محیط های با شرایط خاص و همچنین استفاده برای مجموعه فعالیت های حیاتی می توان اشاره کرد که بیشتر برای فعالیت های صتنعتی پیشرفته طراحی و ساخته شده است..

لازم به ذکر است که تعداد دفعات ورودی و خروجی که توسط پردازنده ها قابل پردازش است کاملا نامحدود می باشد.

و قابلیت اتصال به شبکه ها صنعتی به کمک پروتکلهای مختلف را دارا می باشد.

همچنین وجود ماژول های سخت افزاری مختلف و ماژول های مختلف برای فعالیت های مختلف خاص و ویژه ( قابلیت هایی همچون MultiComputing) از دیگر مزایای این سری پی ال سی S7-400 PLCمحسوب می شود.

این محصول قابلیت تقسیم کردن یک برنامه سنگین و پیچیده بر روی چندیدن پردازنده را دارد بصورتی که پردازنده ها بصورت یک کنترلر عمل می کنند و تبادل اطلاعات بین آن ها اوسط مکانیزیمی به نام Global Data انجام می شود.

لازم به توضیح است که در این سری، ماژول ها به هر ترتیبی میتوانند روی رک قرار گیرند و از این حیث قانون خاصی وجود ندارد.

تفاوت پی ال سی سری S7-400 با S7-300

همانطور که در قسمت  PLC S7-300 اشاره کردیم قدرتمندترین سری PLC  شرکت زیمنس سری S7-400 می‌باشد.

در این سری نیز پردازشگر (CPU) انتخواب شده تعیین کننده حداکثر تعداد ورودی و خروجی می‌باشد.

پی ال سی سری های S7-400  هیچ پردازنده یکپارچه (CPU COMPACT) وجود ندارد و تمامی پردازشگر ماژولار می‌باشند.

علاوه بر این همانطور که می‌دانید در سری S7-300  تمامی ماژول ها از طریق باس کانکتور (Bus Module)  که در پشت کارتها قرار می‌‌گیرد،  به هم متصل می‌شوند اما در سری  S7-400 تمامی ماژولها از طریق رک به یکدیگر متصل می‌شوند که رک ها یا 9 اسلات یا 18 اسلات می‌باشند.

در پی ال سی های سری S7-400 دو نوع پردازشگر وجود دارند :

S7-400  و S7-300 که در سری 400  در اصل سری توانمندتر و پیشرفته سری CPU S7-300  می‌باشد اما CPU S7-400H برای ساختار Redundancy دارند و به این معنا که برای کاربردهای خاص که سیستم تحت هیچ شرایطی نباید حتی 1 ثانیه خاموش شوند این پردازشگرها استفاده می‌شوند.

در این سیستم ها از یک مدل CPU و منبع تغذیه و ماژول شبکه تعداد 2 عدد استفاده می‌شود که پردازشگرهای آن  باید دقیقا با یک پارت نامبر و هم ورژن باشد تا در صورت هرگونه اختلال در عملکرد رک اول، رک دوم وارد مدار شود تا سیستم  خاموشی را تجربه نکند.

این گونه از تجهیزات  اتوماسیون صنعتی معمولا در صنایع بزرگی همچون نفت و گاز، نیروگاه ها، ذوب آهن و تمامی صنایعی   که هرگونه قطعی سیستم خسارت سنگینی به بار می‌آورد استفاده میشوند.

تفاوت دیگر سری  S7-400در مموری کارت های آنها که ازطرفیت 64KB  تا 16MB دارا می‌باشد و علاوه بر این، این مدل مموری کارتها دارای دونوع RAM  و EPROM نیز می‌باشند.

منابع تغذیه سری S7-400 با آمپرهای 4، 10، 20، آمپر موجود می‌باشد که ظاهر آنها شبیه به ماژولهای S7-400 می‌باشد.

تفاوت دیگر این سری با S7-300 این است که در سری S7-400 ماژول های دیجیتال حداکثر 32 کانال را پشتیبانی می‌کند اما همانطور که قبلا نیز اشاره کردیم در S7-300 ماژول دیجیتال با 64 کانال نیز موجود می‌باشدو همچنین درS7-400  ماژول آنالوگ با 16 کانال موجود می‌باشد که در مورد ماژول های آنالوگ سری S7-300 حداکثر 8 کانال دارند.

تفاوت این سری پی ال سی ها در بازه دمایی عملکرد آنها می‌باشد این سری از PLC  ها قابلیت کار در محیطهایی با دمای 25 تا  +70 درجه سانتیگراد را دارا می‌باشند.

در پی ال سی های سری S7-400 فرانت کانکتورها تنها 48 پین می‌باشند که در این سری نیز شرکت زیمنس برای سهولت کار همچون سری S7-300، فرانت کانکتورهای سیم بندی شده تولید کرده است که پارت نامبر آنها نیز با 6ES7922  آغاز می‌شود.

سری s7-1200

پی ال سی SIMATIC S7-1200 دارای طراحی ماژولار با قابلیت مقیاس پذیری استاین محصول دارای کیفیت بسیار بالایی م یاشد . این سری از پی ال سی ها به عنوان یک رابط کاربری مرتبط با دستگاه و کارخانه ها در انواع مختلفی از ماژول های سیگنال ورودی، خروجی و همچنین ماژول هایی برای عملکردهای تکنولوژیکی خاص مانند شمارش و ماژول های ارتباطی بصورت مرکزی یا غیر مرکزی در دسترس هستند. پی ال سی های سری SIMATIC S7-1200 دارای درجه حفاظت IP20 است و به منظور نصب در یک کابینت کنترلی طراحی شده است.

پی ال سی سری S7-1200 زیمنس دارای CPU هایی با کلاس های عملکردی مختلف است: CPU1211C، CPU1212C، CPU1214C، CPU1215C و CPU1217C و مدل های امن در برابر خرابی CPU1212FC، CPU1214FC و CPU1215FC. هر یک از این پردازنده ها می توانند بر اساس نیازهای دستگاه گسترش یابند. پردازنده های سری S7-1200 را می توان با سه ماژول ارتباطی (CM) و هشت ماژول سیگنال (SM) گسترش داد. ماژول های سیگنال و تابلوهای سیگنال می توانند به منظور گسترش سیستم های دیجیتال یا آنالوگ بدون تاثیر بر اندازه فیزیکی کنترل کننده، یکپارچه شوند. به منظور افزایش ظرفیت ورودی، خروجی دیجیتال یا آنالوگ، می توان ماژول های سیگنال را در سمت راست CPU اضافه کرد. CPU1212C قابلیت گسترش تا 2 ماژول سیگنال و CPU1215C و CPU1217C تا 8 ماژول سیگنال را دارد. تمامی پردازند های S7-1200 می توانند با سه ماژول ارتباطی از سمت چپ گسترش یابند. این قابلیت، ارتباطات سریال یکپارچه و استفاده از دستگاه های ورودی، خروجی توزیع شده ی مختلف را امکان پذیر می سازد.

سری s7-1500

امکانات خاص و منحصر به فرد PLC های S7-1500 :