بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها

آشنایی با انواع پی ال سی زیمنس و نحوه کار کرد هر کدام

پی ال سی نوعی کامپیوتر صنعتی محسوب شده که در صنعت دارای کاربرد فراوان است. پی ال سی به عنوان کنترلر ورودی و مقادیر متغیر را دریافت و کنترل کرده و بعد بسته به برنامه ای که به آن داده شده خروجی مورد نظر را کنترل می کند. از پرکاربردترین برندهای پی ال سی در بازار، پی ال سی زیمنس بوده که دارای مدل های مختلفی است و هر کدام کاربرد خود را دارند. در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع PLC برند زیمنس و ویژگی آنها بپردازیم.

PLC چیست؟

قبل از اینکه به پی ال سی زیمنس بپردازیم ابتدا باید با پی ال سی آشنا شویم. Programmable Logic Controller یک میکرو کامپیوتر است که به طور مداوم وضعیت دستگاه های ورودی PLC را رصد کرده و بر اساس یک برنامه خاص برای کنترل وضعیت دستگاه های خروجی تصمیم گیری می کند. به طور کلی، برای استفاده در محیط های صنعتی تولید می شود. بسیاری از پورت های ورودی و خروجی برای کنترل و مدیریت فرآیندها یا سیستم ها در PLC یکپارچه شده اند. علاوه بر این، برخی از پروتکل های ارتباطی مورد استفاده در کاربردهای صنعتی در PLC موجود هستند.
با توسعه سیستم های PLC، علاوه بر افزایش اهمیت سرعت، کنترل، کیفیت محصول و ایمنی در واحدهای کنترل اتوماتیک، ایجاد مدارهای کنترل مجدد برای تولید محصولات جدید، مونتاژ و حذف آنها تنها با برنامه نویسی PLC صورت می گیرد. تغییرات در دستگاه اتصال، سهولت استفاده و انعطاف پذیری زیادی را برای شرکت ها فراهم می کند. چنین مزایایی منجر به افزایش نیاز به سیستم های کنترل مبتنی بر PLC در مدارهای اتوماسیون صنعتی شده است. پی ال سی زیمنس یکی از مطرح ترین برندهای این نوع محصول به شمار می آید.

زمینه های استفاده از PLC چیست؟

PLC ها عموما در سیستم های بسته بندی، سیستم های حمل و نقل، صنایع نساجی، شیمیایی و خودروسازی، صنعت سیمان، تاسیسات تهویه و خنک کننده، صنایع غذایی و غیره استفاده می شوند. زمینه های کاربردی عمومی PLC به شرح زیر است؛
کنترل ترتیبی- یکی از بزرگترین ویژگی های PLC عملکرد متوالی است. بنابراین به سیستم های رله نزدیک است. به طور کلی در سیستم های آسانسور و بسته بندی استفاده می شود.
کنترل حرکت – ادغام سیستم های حرکت خطی یا چرخشی در PLC است. به طور کلی از ربات های دکارتی در تولید فیلم، لاستیک، پارچه و منسوجات استفاده می گردد.
کنترل فرآیند – مرحله ای است که در آن PLC چندین پارامتر را کنترل می کند. این منطقه را می توان مناطقی مانند ماشین های تزریق پلاستیک، کوره های گرمایش که در آن کنترل هایی مانند دما، فشار، جریان و وزن انجام می شود، در نظر گرفت.
مدیریت داده ها – PLC ها می توانند اطلاعات مربوط به سیستم هایی را که کنترل می کنند جمع آوری نمایند. سپس با مقایسه آنها با داده های مرجع در حافظه کنترلر، می توان داده ها را به دستگاهی برای تولید گزارش انتقال داد. از پی ال سی زیمنس برای مدیریت داده ها نیز استفاده می شود.

واحدهای پی ال سی

واحد پردازش مرکزی- عملکرد PLC را تنظیم کرده و واحدی است که وظایفی مانند زمان بندی و شمارش را بر عهده می گیرد.
واحد حافظه – به بخش هایی مانند تصویر ورودی، حافظه برنامه و داده تقسیم می شود. هر ناحیه حافظه عملکرد متفاوتی دارد. PLC ها معمولاً به عنوان EPROM، عنصر حافظه استفاده می شوند. قابل پاک کردن، بازنویسی و برنامه ریزی هستند.
واحد ورودی – نام واحدی است که سیگنال های آنالوگ مربوط به سیستم کنترل شده را به سطوح ولتاژ منطقی تبدیل می کند که PLC قادر به درک آن باشد.
واحد خروجی – واحدی است که ولتاژ منطقی ولتاژ مربوط به نقاط خروجی محاسبه شده در PLC را به سیگنال های الکتریکی مناسب برای حرکت مانند کنتاکتور و رله در سیستم تبدیل می کند.

چگونه پی ال سی به وجود آمد؟

در سال 1960 کامپیوترها با مزایایی مانند راندمان بالا، قابلیت اطمینان و مدارهای جدید شروع به کار کردند. این امر باعث اتوماسیون در تولید صنعتی شد. در اواسط دهه 1960، ایده ساخت یک واحد کنترل قابل برنامه ریزی، که مخلوطی از فناوری رایانه و مدارهای کنترل کلاسیک (رله، کنتاکتور) است، پدیدار شد.
در سال 1969، اولین PLC، معادل الکترونیکی کنترل کلاسیک (الکتریک) ساخته شد. در سال 1978، در نتیجه یک مطالعه چهار ساله، اولین PLC توسط هیئت مدیره NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) راه اندازی شد. پی ال سی زیمنس یکی از مطرح ترین نوع این محصولات است.

PLC چگونه کار می کند و برنامه ریزی می شود؟

PLC ها شامل اجزایی مانند پردازنده، حافظه های RAM و ROM، ماژول های ورودی/خروجی، ماژول های ارتباطی لازم برای ذخیره و اجرای برنامه ها هستند؛ درست مانند رایانه ها. مهم ترین ویژگی PLC این است که دستورات برنامه داده شده به صورت بلادرنگ پردازش شده و در کمترین زمان ممکن به ماژول های متصل به دنیای خارج مانند ورودی/خروجی و ارتباط ارسال می شوند و از تحقق عملکردها اطمینان حاصل می کنند. بنابراین، آنها را می توان در کاربردهای صنعتی که زمان بندی حیاتی است استفاده کرد.
هنگامی که PLC در حال اجراست، مقادیر ورودی را می خواند و مقادیر منطقی ورودی ها را نگه می دارد. سپس این ورودی ها را با توجه به نوع برنامه نوشته شده تفسیر می کند. سپس عملیات ارتباطی انجام می گردد و خروجی های برنامه ریزی شده با توجه به نوع برنامه به صورت منطقی 1 یا 0 یا 24 ولت یا 0 ولت تنظیم می شوند. این فرآیند در میلی ثانیه کامل می گردد.
اشاره کردیم که PLC ها جایگزین مدارهای منطقی مبتنی بر رله می شوند. یک زبان برنامه نویسی متشکل از نمادهای سوئیچ باز و بسته به نام منطق نردبانی اغلب هنگام برنامه نویسی PLC ها استفاده می گردد. زیرا آنها جایگزین مدارهای منطقی مبتنی بر رله می شوند. به وسیله این زبان، کارمندان می توانند PLC ها را بدون داشتن دانش برنامه نویسی سطح بالا برنامه ریزی کنند. برای کاربران پیشرفته تر، برنامه نویسی PLC را می توان با زبان هایی مشابه زبان C که در برنامه نویسی کامپیوتر استفاده می کنیم، انجام داد.

انتخاب پی ال سی

اشاره کردیم که انواع PLC با برندهای مختلف مانند پی ال سی زیمنس وجود دارد؛ اما در انتخاب PLC مناسب چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟

• تعداد سرعت پردازنده و رله داخلی
• امکانات و ویژگی های ارتباطی
• سهولت استفاده و هزینه
• حافظه برنامه و قابلیت پشتیبان گیری برنامه
• تایمر، تعداد ورودی ها و خروجی ها و خواص الکتریکی آنها

یک PLC مناسب برای کار باید با در نظر گرفتن ویژگی هایی مانند ولتاژ تغذیه، پشتیبانی فنی، حفاظت از رمز عبور انتخاب شود.

بررسی انواع پی ال سی(PLC) زیمنس

سیستم های مدیریت انرژی پی ال سی زیمنس

برای معرفی محصولات پی ال سی زیمنس ابتدا لازم است به تاریخچه تولید این محصولات زیمنس بپردازیم.
در دهه 1950، فناوری های مبتنی بر رله و کنتاکتور بسیار رایج بود. با صنعت در حال توسعه، برخی از پیشرفت ها اجتناب ناپذیر بود. یکی از آنها توسط زیمنس در سال 1955 ساخته شد و یک تنظیم کننده مدار جدید با ترانزیستورهای ژرمانیوم ساخته شد.
در 2 آوریل 1958، نام تجاری Simatic توسط صنعت اتوماسیون شناخته شد. یکی از محصولاتی که در آن زمان تولید شد، «Simatic G» بود و فقط شمارش می کرد.
در سال 1964 فناوری سوئیچ تکامل یافت تا کمتر به سیلیکون وابسته باشد. با این پیشرفت، زیمنس ابتدا «Simatic N» و سپس «Simatic H» و «Simatic P» را معرفی کرد؛ اما هر 3 مدل از ماژول های سیمی پیچیده تشکیل شده بودند.
در اواخر دهه 1970، درگیری های مشتری مداری در بازار اتوماسیون آغاز شد. مفاهیمی مانند قیمت مناسب، کیفیت بالا و تنوع محصول اهمیت زیادی پیدا کردند.
در دهه 1970، به موازات این تحولات در بازار، یک سیستم کنترل جدید PLC شروع به توسعه کرد. برخلاف فن‌آوری پیچیده سیم‌کشی و رله، کنترل بسیار راحت ‌تری توسط نرم ‌افزار ارائه شد و این امر توجه مهندسان و مشتریان را جلب نمود. پس از این، زیمنس شروع به توسعه خانواده Simatic S3 PLC کرد.
اولین قدمی که برند Simatic در بخش PLC برداشت، نمایشگاه هانوفر در سال 1979 بود. خانواده سیماتیک S5 PLC معرفی شده در این نمایشگاه توجه زیادی را به خود جلب کرد. با توسعه مانیتورها در اوایل دهه 1980، برنامه نویسی PLC بصری راه را برای مهندسی کنترل به ویژه هموار نمود.
در زمان های بعدی تقاضای مشتریان و مهندسان در مدت کوتاهی افزایش یافت. بیشتر این مطالبات در زمینه کابل کشی و ارتباطات بود. زیمنس با توسعه فناوری Fieldbus عملکرد منظم واحدهای ورودی/خروجی توزیع شده را تضمین نمود.
در سال 1993، سیستم ارتباطی Profibus به عنوان یک استاندارد در بازار دیده شد. بنابراین، ادغام بسیاری از واحدهای PLC بسیار آسان شد.
در سال 1996، مقامات زیمنس PLC یک کنفرانس مطبوعاتی در روتردام به نام “اتوماسیون کاملا یکپارچه” برگزار کردند. در این کنفرانس شکل گیری هرم اتوماسیون با ادغام عمودی و افقی معرفی گردید.
در سال 2000، زیمنس مفهوم “ادغام امن” را به بازار معرفی کرد و استانداردهایی را برای امنیت سیستم های اتوماسیون تعیین کرد. با انتشار استانداردهای Simatic IT به نام MES در سال 2002، برخی از شکاف ها را بین سیستم های تولید و مدیریت از بین برد.

گروه محصولات پی ال سی زیمنس

زیمنس محصولات خود را در دو گروه compact و modular به تولید می رساند. در طراحی محصولات به صورت compact ماژول های ورودی و خروجی، منبع تغذیه و cpu به صورت یکپارچه در کنار هم قرار دارند، به هم وصلند و به عنوان یک واحد، کار می کنند. از طرفی دیگر، برخی از انواع پی ال سی زیمنس به صورت ماژولار هستند. یعنی ماژول های دلخواه از آن گروه، بسته به نیاز مصرف کننده قابل انتخاب است.

آشنایی با خانواده پی ال سی زیمنس

وقتی صحبت از سیستم های اتوماسیون صنعتی امروزی می شود، 4 خانواده پی ال سی زیمنس وجود دارد که توسط این برند توسعه یافته اند؛

• Simatic S7-300 – کنترلر ماژولار جهانی برای صنعت تولید
• Simatic S7-400 – کنترل کننده فرایند با عملکرد قدرتمند
• Simatic S7-1200- کنترلر فشرده و قدرتمند برای کاربردهای میکرو اتوماسیون
• Simatic S7-1500- کنترل کننده برای حداکثر کارایی

خانواده های S7-300 و S7-400 رایج ترین خانواده های پی ال سی زیمنس هستند که بیشتر با آن ها مواجه می شویم. آنها علاوه بر ظرفیت مناسب CPU، دارای ماژول های زیادی مانند ماژول های سیگنال، ماژول های عملکرد و ارتباط هستند.
از سوی دیگر در خانواده S7-1200 امکاناتی مانند 3 نوع CPU مختلف، پنل لمسی HMI، نرم افزار Simatic Step 7 و همچنین واحدهای ارتباطی و ورودی/خروجی به طور کامل یکپارچه شده است. از طرف دیگر، خانواده S7-1500، خانواده پی ال سی زیمنس است که بالاترین بهره وری و بهره وری را ارائه می دهد. همه این فناوری‌های PLC به عنوان فناوری ‌های ضروری برای تولید و اتوماسیون و همچنین صرفاً برای تولید صنعتی دیده می‌شوند.
Simatic S7 PLC یک مدل پی ال سی زیمنس است که توسط این شرکت ساخته شده است. S5 مدلی است که جایگزین PLC ها شده است. برای برنامه نویسی PLC های S7 از نرم افزاری به نام Simatic Step 7 Manager استفاده می شود. آخرین نسخه نرم افزار Step 7 Manager STEP 7 V5.5 SP4 و STEP 7 Professional 2010 SP5 است.

انواع پی ال سی زیمنس

در ادامه به معرفی انواع پی ال سی زیمنس می پردازیم.

S7-200

PLC S7-200، مدل کوچک ماژولار خانواده S7 PLC، جایگزین مدل های CPU 90 U و CPU 100 U از خانواده S5 PLC شده است.
PLCهای S7-200 را می توان با نرم افزاری به نام Microwin برنامه ریزی کرد. آخرین نسخه نرم افزار Microwin Microwin 4.0 SP9 است. امروزه PLC های S7-200 با خانواده PLC S7-1200 جایگزین شده اند.

S7-300

مدل جمع و جور خانواده S7 PLC، این پی ال سی زیمنس محبوب جایگزین مدل CPU 115U از خانواده S5 PLC می شود.

S7-400

S7-400 PLC، مدل ماژولار خانواده S7 PLC، جایگزین مدل های CPU 135U و CPU 155 U از خانواده S5 PLC شده است.

S7-1200

جایگزین خانواده S7-200 شده است. برای برنامه ریزی PLC های زیمنس S7-1200 از نرم افزاری به نام Simatic Step 7 Tia portal استفاده می شود. آخرین نسخه نرم افزار پرتال تیا Step 7 Tia portal Tia portal V12 از دسامبر 2015 است.

S7-1500

این مدل یکی دیگر از انواع پی ال سی زیمنس است. تصور می شود در آینده جایگزین خانواده S7-300 شود. برای برنامه ریزی PLC های زیمنس S7-1500 از نرم افزاری به نام پورتال Simatic Step 7 Tia استفاده می گردد. فروشگاه کنترل کالا با ارائه بهترین خدمات و محصولات در خدمت شما همراهان گرامی می باشد.

بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی های آنها