بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها

پی ال سی نوعی کامپیوتر صنعتی می‌باشد که در صنایع مختلف در راستای طراحی سیستم اتوماسیون و فرایند تولید کاربردهای فراوانی دارد. پی ال سی زیمنس به عنوان کنترلر ورودی و مقادیر متغیر را دریافت و بر اساس برنامه‌های تعریف‌شده، خروجی مورد نظر را کنترل می‌کند. از پرکاربردترین برندهای پی ال سی در بازار، پی ال سی زیمنس است که با تنوع بالا از کارهای کوچک مسکونی تا اتوماسیون فرایند صنایع حساس را پوشش می‌دهد. در این مقاله از کنترل کالا، قصد داریم به بررسی انواع PLC زیمنس و ویژگی آنها بپردازیم که امیدواریم برای شما مفید واقع شود.

چگونه پی ال سی بوجود آمد؟

در سال 1960 کامپیوترها با مزایایی مانند راندمان بالا، قابلیت اطمینان و مدارهای جدید شروع به کار کردند. این امر باعث به وجود آمدن اتوماسیون در تولید صنعتی شد. در اواسط دهه 1960، ایده ساخت یک واحد کنترلی قابل برنامه‌ریزی، که مخلوطی از فناوری رایانه و مدارهای کنترل کلاسیک مثل رله و کنتاکتور است، پدیدار شد. در سال 1969، اولین PLC، معادل الکترونیکی کنترل کلاسیک ساخته شد. در سال 1978، در نتیجه یک مطالعه چهار ساله، اولین PLC توسط هیئت‌مدیره NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) راه‌اندازی شد. امروزه پی ال سی زیمنس یکی از مطرح‌ترین این محصولات است که تحولات بسیاری در دنیای اتوماسیون صنعتی به وجود آورده است.

معرفی پی ال سی زیمنس

البته بهتر است قبل از اینکه به پی ال سی زیمنس بپردازیم با خود پی ال سی هم آشنا شویم. Programmable Logic Controller یک میکرو کامپیوتر است که به طور مداوم وضعیت دستگاه‌ها و ماژول‌های ورودی PLC را رصد کرده و بر اساس یک برنامه خاص که برایش تعریف و برنامه‌نویسی می‌شود، در مورد کنترل وضعیت ماژول‌های خروجی و فرایند کار آن‌ها به صورت خودکار تصمیم‌گیری می‌کند. به‌طورکلی، پی ال سی زیمنس برای استفاده در محیط‌های صنعتی تولید می‌شود. بسیاری از پورت‌های ورودی و خروجی برای کنترل و مدیریت فرآیندها یا سیستم‌ها در PLC زیمنس یکپارچه شده‌اند. علاوه بر این، پروتکل‌های ارتباطی مختلفی نیز در پی ال سی زیمنس وجود دارد که ارتباط آن با سایر دستگاه‌ها و فرایند و کاربردهای صنعتی را برای آن آسان می‌کند.

با توسعه و پیشرفت سیستم‌های PLC زیمنس، 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 برنامه‌نویسی  پی ال سی زیمنس صورت می‌گیرد. همین خاصیت پی ال سی زیمنس و تغییرات در دستگاه اتصال، سهولت استفاده و انعطاف‌پذیری زیادی را برای شرکت‌ها فراهم می‌کند. چنین مزایایی منجر به افزایش نیاز به سیستم‌های کنترل مبتنی بر PLC زیمنس در مدارهای اتوماسیون صنعتی شده است. پی ال سی زیمنس یکی از پیشگامان این مسیر و قوی‌ترین مینی کامپیوتری است که تابه‌حال دنیای اتوماسیون صنعتی به خود دیده است.

کاربرد پی ال سی زیمنس

پی ال سی زیمنس توانایی به دست گرفتن تمامی مراحل فرایند تولید و اتوماسیون صنعتی را دارد. از پی ال سی زیمنس معمولاً در سیستم‌های بسته‌بندی، حمل‌ونقل، صنایع نساجی، شیمیایی، کشتی‌سازی و خودروسازی، صنعت سیمان، تاسیسات تهویه و خنک‌کننده، صنایع غذایی و انواع محیط‌های تولیدی و صنعتی که امروزه طراحی فرایند تولید اتوماسیون در آن‌ها ضروری شده است، استفاده می‌شود.

وظایف مختلف و عمومی PLC زیمنس در سیستم

در ادامه بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها بد نیست بدانید که پی ال سی زیمنس چه وظایفی در صنایع تولیدی و در کل زندگی مدرن امروزی بر عهده دارد.

کنترل ترتیبی

یکی از اساسی‌ترین ویژگی های PLC زیمنس عملکرد متوالی آن است. این کنترل ترتیبی پی ال سی زیمنس به سیستم‌های رله نیز نزدیک است. از کنترل ترتیبی PLC زیمنس به طور کلی در سیستم‌های آسانسور و بسته‌بندی استفاده می‌شود.

کنترل حرکت

ادغام سیستم‌های حرکت خطی یا چرخشی وظیفه‌ای مهم در PLC زیمنس است. به طور کلی از ربات‌های دکارتی در تولید فیلم، لاستیک و پارچه استفاده می‌گردد.

کنترل فرآیند

مرحله‌ای است که در آن PLC چندین پارامتر را کنترل از واحد کنترل فرایند در ماشین‌های تزریق پلاستیک، کوره‌های گرمایش که در آن کنترل‌هایی مانند دما، فشار، جریان و وزن انجام می‌شود، استفاده می‌شود.

مدیریت داده‌ها

از پی ال سی زیمنس برای مدیریت داده‌ها نیز استفاده می‌شود. PLC زیمنس می‌تواند اطلاعات مربوط به سیستم‌هایی را که کنترل می‌کند، جمع‌آوری نمایند. سپس با مقایسه آنها با داده‌های مرجع در حافظه کنترلر، می‌توان داده‌ها را به دستگاهی برای تولید گزارش انتقال داد.

بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها؛ واحدهای مختلف

در ادامه بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها به واحدهای مختلف موجود روی PLC زیمنس و وظایفی که بر عهده دارند، می‌پردازیم.

واحد پردازش مرکزی

واحد پردازش مرکزی یا همان CPU زیمنس عملکرد PLC را تنظیم کرده و در واقع واحدی است که وظایفی مانند زمان‌بندی و شمارش را بر عهده می‌گیرد.

واحد حافظه

واحد حافظه PLC زیمنس که به آن کارت حافظه زیمنس نیز گفته می‌شود، به بخش‌هایی مانند تصویر ورودی، حافظه برنامه و داده تقسیم می‌شود. هر ناحیه حافظه عملکرد متفاوتی دارد. PLC زیمنس معمولاً به عنوان EPROM، در عنصر حافظه استفاده می‌شوند و به همین دلیل نیز قابل پاک کردن، بازنویسی و برنامه‌ریزی هستند.

واحد ورودی

نام واحدی است که سیگنال‌های آنالوگ مربوط به سیستم کنترل‌شده را به سطوح ولتاژ منطقی تبدیل می‌کند که PLC قادر به درک آن باشد.

واحد خروجی

واحدی است که ولتاژ منطقی ولتاژ مربوط به نقاط خروجی محاسبه‌شده در PLC را به سیگنال‌های الکتریکی مناسب برای حرکت مانند کنتاکتور و رله در سیستم تبدیل می‌کند.

PLC زیمنس چگونه برنامه ریزی می شود؟

PLC زیمنس شامل اجزایی مانند پردازنده، حافظه‌های RAM و ROM، ماژول‌های ورودی/خروجی، ماژول‌های ارتباطی لازم برای ذخیره و اجرای برنامه‌ها دقیقاً مثل کامپیوترهای عادی هستند. مهم‌ترین ویژگی PLC این است که دستوراتی که به برنامه داده می‌شوند، خیلی سریع پردازش و در کم‌ترین زمان ممکن به ماژول‌های متصل به دنیای خارج مانند ورودی/خروجی و ارتباط ارسال می‌شوند و از تحقق عملکردها اطمینان حاصل می‌کنند. بنابراین، آنها را می‌توان در کاربردهای صنعتی که زمان‌بندی حیاتی است استفاده کرد.

هنگامی که PLC زیمنس در حال کار است، مقادیر ورودی را می‌خواند و مقادیر ورودی‌ها را نگه می‌دارد. سپس این ورودی‌ها را با توجه به نوع برنامه نوشته‌شده، تفسیر می‌کند. سپس عملیات ارتباطی انجام می‌گردد و خروجی‌های برنامه‌ریزی‌شده با توجه به نوع برنامه به صورت منطقی 1 یا 0 یا 24 ولت یا 0 ولت تنظیم می‌شوند و این فرآیند در یک میلی‌ثانیه کامل می‌گردد.

اشاره کردیم که امروزه PLC زیمنس جایگزین مدارهای منطقی مبتنی بر رله شده است. یک زبان برنامه‌نویسی متشکل از نمادهای سوئیچ باز و بسته به نام LADDER که هنگام برنامه‌نویسی PLC زیمنس استفاده می‌گردد. به وسیله این زبان، کارمندان می‌توانند PLC زیمنس را بدون داشتن دانش برنامه‌نویسی سطح بالا برنامه‌ریزی کنند. برای کاربران پیشرفته‌تر، برنامه‌نویسی PLC زیمنس را می‌توان با زبان‌هایی مشابه زبان C که در برنامه‌نویسی کامپیوتر استفاده می‌شود، انجام داد.

نکاتی برای انتخاب پی ال سی زیمنس

خب در ادامه بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها، به این مسئله خواهیم پرداخت که در انتخاب PLC زیمنس مناسب چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟ به هر حال پارامترهایی وجود دارند که در هنگام انتخاب پی ال سی زیمنس باید به آن‌ها دقت کنید. در لیست زیر این نکات را مشاهده می‌کنید.

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

تاریخچه پی ال سی زیمنس

برای معرفی انواع پی ال سی زیمنس ابتدا لازم است به تاریخچه تولید این محصولات زیمنس بپردازیم.

در دهه 1950، فناوری‌های مبتنی بر رله و کنتاکتور بسیار رایج بود. با صنعت در حال توسعه، برخی از پیشرفت‌ها اجتناب‌ناپذیر بود. یکی از آن‌ها توسط زیمنس در سال 1955 ساخته شد و یک تنظیم‌کننده 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 می‌کرد.

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 ماژول‌های سیمی پیچیده تشکیل شده بودند.

در اواخر دهه 1970، درگیری‌های 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 راحت‌تری توسط نرم‌افزار 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، برنامه‌نویسی PLC بصری راه را برای مهندسی کنترل به ویژه هموار نمود.

در زمان‌های بعدی تقاضای مشتریان و مهندسان در مدت کوتاهی افزایش یافت. بیشتر این مطالبات در زمینه کابل‌کشی و ارتباطات بود. زیمنس با توسعه فناوری Fieldbus عملکرد منظم واحدهای ورودی/خروجی توزیع‌شده 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 کاملاً یکپارچه” برگزار کردند. در این کنفرانس شکل‌گیری 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 سیستم‌های اتوماسیون تعیین کرد. با انتشار استانداردهای Simatic IT به نام MES در سال 2002، برخی از شکاف‌ها را بین سیستم‌های تولید و مدیریت از بین برد.

انواع محصولات پی ال سی زیمنس

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

آشنایی با خانواده پی ال سی های زیمنس

وقتی صحبت از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی امروزی می‌شود، 4 خانواده پی ال سی زیمنس وجود دارد که توسط این برند توسعه یافته‌اند و استفاده بیش‌تری نسبت به سایر گروه‌ها و محصولات دارند. در ادامه بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها 4 محصول اصلی و پرفروش زیمنس را بررسی خواهیم کرد.

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

خانواده‌های S7-300 و S7-400 رایج‌ترین محصولات پی ال سی زیمنس هستند که بیشتر با آن‌ها مواجه می‌شویم. آن‌ها علاوه بر ظرفیت مناسب CPU، دارای ماژول‌های زیادی مانند ماژول‌های سیگنال، عملکرد و ارتباطی هستند.

از سوی دیگر در خانواده S7-1200 امکاناتی مانند 3 نوع CPU مختلف، پنل لمسی HMI، نرم‌افزار 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 بهره‌وری را ارائه می‌دهد. همه این فناوری‌های PLC به عنوان فناوری‌های 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 سایر PLC ها شده است. برای برنامه‌نویسی PLC های S7 از نرم‌افزاری به نام Simatic Step 7 Manager استفاده می‌شود. آخرین نسخه نرم‌افزار Step 7 Manager STEP 7 V5.5 SP4 و STEP 7 Professional 2010 SP5 است.

معرفی انواع پی ال سی زیمنس

در ادامه بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها به صورت جدا جدا به معرفی انواع پی ال سی زیمنس می‌پردازیم.

S7-200

PLC S7-200، مدل کوچک ماژولار خانواده S7 PLC، جایگزین مدل‌های CPU 90 U و CPU 100 U از خانواده S5 PLC شده است.

PLCهای S7-200 را می‌توان با نرم‌افزاری به نام Microwin برنامه‌ریزی کرد. آخرین نسخه نرم‌افزار Microwin Microwin 4.0 SP9 است. امروزه PLC های S7-200 با خانواده PLC S7-1200 جایگزین شده‌اند.

S7-300

PLC S7 300 زیمنس، مدل جمع‌وجور خانواده S7 PLC، این پی ال سی زیمنس محبوب جایگزین مدل CPU 115U از خانواده S5 PLC می‌شود.

S7-400

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

S7-1200

PLC S7 1200 زیمنس، جایگزین خانواده S7-200 شده است. برای برنامه‌ریزی PLC های زیمنس S7-1200 از نرم‌افزاری به نام Simatic Step 7 Tia portal استفاده می‌شود. آخرین نسخه نرم‌افزار پرتال تیا Step 7 Tia portal Tia portal V12 از دسامبر 2015 است.

S7-1500

PLC S7 1500 زیمنس، یکی دیگر از انواع پی ال سی زیمنس است. تصور می‌شود در آینده جایگزین خانواده S7-300 شود. برای برنامه‌ریزی PLC های زیمنس S7-1500 از نرم‌افزاری به نام پورتال Simatic Step 7 Tia استفاده می‌گردد. فروشگاه کنترل کالا با ارائه بهترین خدمات و محصولات در خدمت شما همراهان گرامی می‌باشد.

نتیجه گیری

در این مقاله به بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی آنها پرداخته‌ایم. اگر با خواندن این مقاله بازهم ابهامات شما رفع نشد و نیاز به دریافت راهنمایی بیشتر درمورد این محصولات داشتید می‌توانید با ما تماس حاصل فرمائید. همکاران ما به شما مشاوره رایگان داده و در صورت نیاز محصولات مورد نظر شمارا در کمترین زمان ممکن به همراه ضمانت اصالت و سلامت برای شما عزیزان ارسال می‌کنند.