PLCهای زیمنس S7-1200 و S7-1500 چیستند؟ معرفی خانواده، انواع CPU و ماژولهای SIMATIC
کلمات کلیدی:
PLC زیمنس، PLC Siemens، S7-1200، S7-1500، SIMATIC، PLC زیمنس S7-1200، PLC زیمنس S7-1500، CPU زیمنس، انواع PLC زیمنس، ماژول PLC زیمنس، کارت PLC زیمنس، کارت دیجیتال PLC، کارت آنالوگ PLC، Signal Module، Communication Module، Technology Module، PROFIBUS، PROFINET، TIA Portal، اتوماسیون صنعتی، کنترل صنعتی، PLC صنعتی، کارخانه هوشمند، Industry 4.0
PLC زیمنس چیست؟
زیمنس یکی از شناختهشدهترین تولیدکنندگان تجهیزات اتوماسیون صنعتی در جهان است و خانواده SIMATIC این شرکت یکی از پرکاربردترین پلتفرمهای کنترل صنعتی در صنایع مختلف محسوب میشود.
در میان نسلهای مختلف PLCهای زیمنس، خانوادههای SIMATIC S7-1200 و SIMATIC S7-1500 از مهمترین کنترلرهای مورد استفاده در پروژههای جدید اتوماسیون صنعتی هستند.
این دو خانواده برای کاربردهای مختلف طراحی شدهاند؛ از ماشینآلات و خطوط تولید کوچک و متوسط گرفته تا سیستمهای پیچیدهتر کارخانهای، Motion Control، سیستمهای ایمنی، ارتباطات صنعتی و پروژههای Industry 4.0.
بهصورت ساده میتوان گفت:
S7-1200
برای بسیاری از ماشینآلات، خطوط تولید و پروژههای کوچک تا متوسط، یک PLC کامپکت و قابل توسعه است.
S7-1500
برای کاربردهای پیشرفتهتر، پروژههای بزرگتر، پردازش سریعتر، کنترل حرکت، معماریهای پیچیده صنعتی و سیستمهای اتوماسیون با نیازهای بالاتر طراحی شده است.
خانواده SIMATIC چیست؟
SIMATIC نام خانواده محصولات اتوماسیون صنعتی زیمنس است.
این خانواده فقط شامل PLC نیست و مجموعهای از تجهیزات و نرمافزارهای مختلف را در بر میگیرد.
از جمله:
PLC و Controller
CPU
I/O Modules
Signal Modules
Technology Modules
Communication Modules
HMI
Industrial Networks
Distributed I/O
Safety Systems
Motion Control
TIA Portal
و تجهیزات و نرمافزارهای مرتبط با اتوماسیون صنعتی.
به همین دلیل SIMATIC را میتوان یک اکوسیستم کامل برای طراحی و اجرای سیستمهای اتوماسیون صنعتی دانست.
S7-1200 چیست؟
SIMATIC S7-1200 یک خانواده از PLCهای کامپکت زیمنس است که برای بسیاری از کاربردهای Basic و متوسط اتوماسیون صنعتی استفاده میشود.
یکی از ویژگیهای مهم S7-1200 ساختار کامپکت و قابلیت توسعه آن است.
CPU در مرکز سیستم قرار میگیرد و در صورت نیاز میتوان ماژولهای مختلف را به آن اضافه کرد.
ساختار کلی:
CPU
↓
Signal Modules
↓
Sensors / Actuators
و در سمت ارتباطات:
CPU
↓
Communication Modules
↓
Industrial Network
S7-1200 برای کاربردهایی مانند:
ماشینآلات
نوار نقاله
پمپ و سیستمهای کنترل
ماشینآلات بستهبندی
سیستمهای انتقال مواد
کنترل فرآیندهای کوچک و متوسط
تابلوهای کنترل
و بسیاری از پروژههای اتوماسیون صنعتی
مناسب است.
انواع CPU در S7-1200
خانواده S7-1200 شامل CPUهای مختلفی است که از نظر قدرت پردازشی، حافظه، تعداد ورودی و خروجی و قابلیت توسعه با یکدیگر تفاوت دارند.
در نسلهای مختلف این خانواده، مدلهایی مانند:
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
CPU 1215C
CPU 1217C
وجود دارند.
حرف C در این مدلها نشاندهنده Compact بودن CPU است.
بهعنوان نمونه، CPU 1214C دارای ورودی و خروجی داخلی است و در کنار آن امکان توسعه با Signal Moduleها نیز وجود دارد.
مشخصات دقیق هر CPU به نسل و نسخه محصول بستگی دارد و هنگام انتخاب PLC باید دیتاشیت همان مدل بررسی شود.
S7-1200 G2 چیست؟
زیمنس نسل جدیدتر S7-1200 را با عنوان S7-1200 G2 نیز ارائه کرده است.
S7-1200 G2 با هدف ارائه عملکرد بالاتر و امکانات بیشتر برای Basic Automation توسعه داده شده است.
بنابراین هنگام خرید یا طراحی یک پروژه جدید، باید مشخص شود که منظور S7-1200 نسل قبلی است یا S7-1200 G2.
این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا مشخصات CPU، ماژولها، قابلیتها و سازگاری تجهیزات میتواند بین نسلهای مختلف متفاوت باشد.
CPU کامپکت در S7-1200
یکی از تفاوتهای مهم S7-1200 با برخی PLCهای کاملاً ماژولار این است که CPUهای کامپکت این خانواده میتوانند تعدادی ورودی و خروجی را بهصورت داخلی داشته باشند.
برای مثال، برخی CPUهای S7-1200 دارای:
Digital Input
Digital Output
Analog Input
هستند.
این موضوع باعث میشود برای یک ماشین کوچک، در بسیاری از موارد نیازی به استفاده از تعداد زیادی کارت I/O مجزا نباشد.
ماژولهای S7-1200
S7-1200 را میتوان با ماژولهای مختلف توسعه داد.
مهمترین گروهها عبارتاند از:
Signal Module
Communication Module
Signal Board
Communication Board
Battery Board
این ماژولها امکانات مختلفی مانند افزایش تعداد I/O، ارتباطات صنعتی و برخی قابلیتهای خاص را به PLC اضافه میکنند.
Signal Module چیست؟
Signal Module یا SM برای افزایش ورودی و خروجی PLC استفاده میشود.
این ماژولها میتوانند شامل:
Digital Input
Digital Output
Analog Input
Analog Output
RTD
Thermocouple
و برخی قابلیتهای تخصصی دیگر باشند.
در S7-1200، Signal Moduleها در سمت راست CPU نصب میشوند.
کارت دیجیتال PLC چیست؟
کارت دیجیتال یا Digital Signal Module برای اتصال سیگنالهای دیجیتال به PLC استفاده میشود.
سیگنال دیجیتال معمولاً دو وضعیت دارد:
ON
OFF
یا:
0
1
برای مثال میتوان تجهیزات زیر را به ورودی دیجیتال PLC متصل کرد:
Push Button
Limit Switch
Proximity Sensor
Photoelectric Sensor
Pressure Switch
و سایر تجهیزات دارای خروجی دیجیتال.
در طرف خروجی نیز PLC میتواند تجهیزات مختلفی مانند:
Contactor
Solenoid Valve
Relay
Lamp
و Actuatorهای دیجیتال
را کنترل کند.
کارت آنالوگ PLC چیست؟
کارت Analog برای دریافت یا تولید سیگنالهای پیوسته استفاده میشود.
سیگنالهای رایج عبارتاند از:
0 تا 10V
±10V
4 تا 20mA
و سایر محدودههای استاندارد.
برای مثال یک Pressure Sensor میتواند مقدار فشار را بهصورت 4 تا 20 میلیآمپر به PLC ارسال کند.
ساختار:
Pressure Sensor
↓
Analog Input
↓
PLC
↓
Process Value
کارت RTD و Thermocouple
برای اندازهگیری دما میتوان از ماژولهای مخصوص RTD و Thermocouple استفاده کرد.
برای مثال:
PT100
PT1000
Thermocouple Type J
Thermocouple Type K
و انواع دیگر.
این ماژولها امکان دریافت مستقیم سیگنال برخی سنسورهای دما را فراهم میکنند.
Signal Board چیست؟
Signal Board یا SB یک برد توسعه کوچک است که برای برخی مدلهای S7-1200 در نظر گرفته شده است.
این برد میتواند امکاناتی مانند:
Digital I/O
Analog I/O
و در برخی مدلها قابلیتهای دیگر
را به CPU اضافه کند.
مزیت Signal Board این است که بدون افزایش زیاد ابعاد سیستم میتواند قابلیتهای محدودی را به CPU اضافه کند.
Communication Module چیست؟
Communication Module یا CM برای اضافه کردن قابلیتهای ارتباطی به PLC استفاده میشود.
این ماژولها میتوانند امکان ارتباط با تجهیزات و شبکههای مختلف را فراهم کنند.
برای مثال بسته به مدل:
PROFIBUS
RS232
RS485
Modbus
و سایر ارتباطات صنعتی.
در S7-1200، Communication Moduleها در سمت چپ CPU قرار میگیرند.
Communication Processor یا CP چیست؟
Communication Processor یا CP یک ماژول ارتباطی تخصصی است که قابلیتهای ارتباطی بیشتری را به PLC اضافه میکند.
بسته به مدل و نسل محصول، CPها میتوانند برای ارتباط با شبکهها یا سرویسهای خاص مورد استفاده قرار گیرند.
بنابراین در معماری یک PLC، CPU مسئول اجرای منطق کنترل است و CP یا CM میتواند مسئول ایجاد یک ارتباط خاص با سیستمها و تجهیزات دیگر باشد.
PROFINET در S7-1200
یکی از مهمترین قابلیتهای ارتباطی PLCهای مدرن زیمنس، PROFINET است.
PROFINET یک شبکه صنعتی مبتنی بر Ethernet است که برای ارتباط میان PLC، Remote I/O، HMI، Drive، Servo Drive و تجهیزات صنعتی مختلف استفاده میشود.
یک معماری معمول میتواند به این شکل باشد:
S7-1200
↓
PROFINET
↓
HMI
↓
Drive
↓
Remote I/O
↓
Industrial Devices
S7-1500 چیست؟
SIMATIC S7-1500 خانواده پیشرفتهتر PLCهای زیمنس است که برای کاربردهای با نیاز پردازشی و کنترلی بالاتر طراحی شده است.
زیمنس S7-1500 را یک پلتفرم مقیاسپذیر معرفی میکند که CPUهای مختلف، Signal Moduleها، Technology Moduleها و Communication Moduleهای متنوع را شامل میشود.
S7-1500 برای کاربردهایی مانند:
ماشینآلات پیشرفته
خطوط تولید بزرگ
سیستمهای Motion Control
کنترل فرآیند
کارخانههای بزرگ
سیستمهای High Performance Automation
Safety
و پروژههای دیجیتال و Industry 4.0
مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع CPU در S7-1500
S7-1500 دارای خانواده بزرگی از CPUها است.
مدلها در کلاسهای مختلف عملکردی ارائه میشوند.
از جمله خانوادههای رایج میتوان به:
CPU 1511
CPU 1512
CPU 1513
CPU 1515
CPU 1516
CPU 1517
CPU 1518
اشاره کرد.
عدد بالاتر در بسیاری از مدلها نشاندهنده قرار گرفتن CPU در رده عملکردی بالاتر است، اما برای انتخاب دقیق باید مشخصات همان CPU و نسل آن بررسی شود.
CPUهای Standard در S7-1500
Standard CPUها برای کاربردهای عمومی اتوماسیون صنعتی استفاده میشوند.
این CPUها میتوانند وظایف مختلفی مانند:
Logic Control
Process Control
Communication
Data Processing
و Motion Control
را انجام دهند.
انتخاب CPU به تعداد تجهیزات، حجم برنامه، سرعت پردازش، تعداد ارتباطات و نیازهای پروژه بستگی دارد.
F-CPU در S7-1500 چیست؟
F-CPU یا Fail-Safe CPU برای کاربردهای Safety و ایمنی ماشین و فرآیند طراحی شده است.
این CPUها میتوانند علاوه بر برنامه استاندارد، وظایف ایمنی را نیز در معماری مناسب اجرا کنند.
کاربردهای آنها میتواند شامل:
Emergency Stop
Safety Door
Light Curtain
Safety Sensor
Burner Control
Machine Safety
و سایر عملکردهای ایمنی باشد.
استفاده از F-CPU باید مطابق الزامات Safety پروژه و استانداردهای مربوط انجام شود.
T-CPU در S7-1500 چیست؟
T-CPU یا Technology CPU برای کاربردهای پیشرفتهتر Motion Control و فناوریهای حرکتی طراحی شده است.
این CPUها برای سیستمهایی که نیاز به:
Motion Control
Synchronization
Electronic Gear
Cam
Multi-Axis Control
و کنترل حرکت پیشرفته
دارند، مناسب هستند.
در ماشینآلات پیشرفته، T-CPU میتواند بخش مهمی از معماری Motion Control باشد.
S7-1500 Technology Module چیست؟
Technology Module یا TM برای انجام وظایف تخصصی فناوری در سیستم اتوماسیون استفاده میشود.
برای مثال ممکن است برای:
High-Speed Counting
Position Measurement
Motion
Technology Functions
و برخی وظایف تخصصی
به کار گرفته شود.
این ماژولها در کنار CPU امکانات سیستم را برای کاربردهای تخصصی افزایش میدهند.
Communication Module در S7-1500
S7-1500 نیز مانند S7-1200 قابلیت توسعه ارتباطات را دارد.
Communication Moduleها میتوانند برای اتصال PLC به شبکهها و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
در یک کارخانه ممکن است PLC از طریق ارتباطات صنعتی با:
HMI
SCADA
Drive
Servo Drive
Remote I/O
Robot
Vision System
و سیستمهای دیگر
ارتباط برقرار کند.
ماژولهای I/O در S7-1500
یکی از مزیتهای مهم S7-1500 ساختار ماژولار آن است.
میتوان بر اساس نیاز پروژه از ماژولهای مختلف:
Digital Input
Digital Output
Analog Input
Analog Output
Technology
Communication
و سایر ماژولهای تخصصی
استفاده کرد.
این ساختار باعث میشود سیستم برای یک ماشین یا خط تولید خاص قابل طراحی و توسعه باشد.
Power Supply در S7-1500
در یک سیستم PLC، منبع تغذیه نیز اهمیت زیادی دارد.
S7-1500 میتواند از Power Supplyهای مختلف در معماری سیستم استفاده کند.
منبع تغذیه مناسب باید بر اساس:
ولتاژ
جریان
تعداد ماژولها
مصرف سیستم
و شرایط تابلو
انتخاب شود.
S7-1200 و S7-1500 چه تفاوتی دارند؟
S7-1200 و S7-1500 هر دو PLCهای مدرن زیمنس هستند، اما برای یک سطح یکسان از کاربرد طراحی نشدهاند.
S7-1200:
کامپکتتر
مناسب ماشینآلات و پروژههای کوچک تا متوسط
اقتصادیتر در بسیاری از کاربردها
دارای I/O داخلی در بسیاری از CPUها
قابل توسعه با ماژولها
مناسب Basic Automation
S7-1500:
پردازش بالاتر
ساختار ماژولارتر
مناسب پروژههای بزرگتر
قابلیتهای پیشرفتهتر Motion Control
تنوع بالاتر CPU و Technology Module
مناسب سیستمهای پیچیدهتر و High Performance Automation
بنابراین انتخاب میان S7-1200 و S7-1500 باید بر اساس نیاز واقعی پروژه انجام شود.
S7-1200 یا S7-1500؛ کدام بهتر است؟
نمیتوان گفت یکی از این دو خانواده در تمام پروژهها بهتر است.
اگر یک ماشین کوچک یا متوسط داشته باشیم و تعداد I/O و پیچیدگی کنترل محدود باشد، S7-1200 میتواند انتخاب بسیار مناسبی باشد.
اما اگر پروژه دارای:
تعداد زیاد I/O
برنامه پیچیده
ارتباطات متعدد
Motion Control
Safety
پردازش سریع
چندین محور
و معماری بزرگ صنعتی
باشد، S7-1500 معمولاً گزینه مناسبتری خواهد بود.
هدف انتخاب PLC باید ایجاد تعادل میان نیاز فنی، توسعهپذیری، هزینه و معماری آینده سیستم باشد.
S7-1200 و S7-1500 و TIA Portal
یکی از ویژگیهای مهم اکوسیستم جدید زیمنس، استفاده از TIA Portal برای مهندسی سیستمهای اتوماسیون است.
TIA Portal محیطی یکپارچه برای پیکربندی، برنامهنویسی و مهندسی بسیاری از تجهیزات SIMATIC است.
در یک پروژه میتوان مواردی مانند:
PLC
HMI
Drive
Network
I/O
و برخی تجهیزات دیگر
را در یک محیط مهندسی پیکربندی کرد.
برنامهنویسی S7-1200 و S7-1500
PLCهای S7-1200 و S7-1500 معمولاً با زبانها و ابزارهای استاندارد PLC برنامهنویسی میشوند.
از جمله:
LAD
FBD
SCL
و بسته به کاربرد و نسخه نرمافزار، زبانها و امکانات دیگر.
LAD یا Ladder Logic یکی از رایجترین روشهای برنامهنویسی برای مهندسان برق و اتوماسیون صنعتی است.
SCL نیز برای برنامههای پیچیدهتر و الگوریتمهای محاسباتی میتواند کاربرد زیادی داشته باشد.
S7-1200 و HMI
PLC معمولاً به HMI متصل میشود تا اپراتور بتواند وضعیت ماشین را مشاهده و کنترل کند.
ساختار:
Operator
↓
HMI
↓
S7-1200
↓
I/O
↓
Machine
در HMI میتوان اطلاعاتی مانند:
Start / Stop
Speed
Temperature
Pressure
Alarm
Machine Status
و سایر پارامترهای فرآیند
را نمایش داد.
S7-1500 و HMI
در پروژههای بزرگتر نیز S7-1500 میتواند با HMIهای صنعتی ارتباط داشته باشد.
در این معماری:
S7-1500
↓
PROFINET
↓
HMI
اپراتور میتواند وضعیت خط تولید، ماشینها، Alarmها و پارامترهای فرآیند را مشاهده و کنترل کند.
S7-1500 و SCADA
در کارخانههای بزرگ، S7-1500 میتواند بخشی از یک معماری SCADA باشد.
ساختار کلی:
Sensors
↓
S7-1500
↓
Industrial Network
↓
SCADA
↓
Operator
SCADA میتواند اطلاعات PLC و تجهیزات متصل به آن را در سطح کارخانه نمایش و ثبت کند.
S7-1200 و Remote I/O
در برخی پروژهها همه سنسورها و عملگرها مستقیماً به CPU متصل نمیشوند.
میتوان از Remote I/O استفاده کرد.
ساختار:
S7-1200
↓
PROFINET
↓
Remote I/O
↓
Sensors / Actuators
این معماری در ماشینهایی که تجهیزات در نقاط مختلف قرار دارند میتواند سیمکشی را سادهتر کند.
S7-1500 و ET 200
در معماریهای بزرگتر، S7-1500 میتواند با سیستمهای Distributed I/O مانند خانواده ET 200 کار کند.
در این حالت CPU در یک نقطه قرار دارد و ورودیها و خروجیها میتوانند در نقاط مختلف کارخانه توزیع شوند.
ساختار:
S7-1500
↓
PROFINET
↓
ET 200
↓
Sensors / Actuators
S7-1200 و درایو
یکی از کاربردهای مهم S7-1200 کنترل موتور از طریق Drive است.
ساختار:
S7-1200
↓
PROFINET / I/O
↓
VFD
↓
Motor
PLC میتواند فرمان Start، Stop، Speed Reference و سایر اطلاعات موردنیاز را به درایو ارسال کند.
S7-1500 و Servo Drive
S7-1500 برای سیستمهای Motion Control نیز کاربرد دارد.
ساختار:
S7-1500
↓
PROFINET / Motion Network
↓
Servo Drive
↓
Servo Motor
↓
Encoder
در سیستمهای پیشرفته، کنترل موقعیت، سرعت و حرکت چند محور میتواند در یک معماری هماهنگ انجام شود.
PLC زیمنس و انکودر
Encoder میتواند به سیستم PLC یا Motion Control اطلاعات مربوط به:
Position
Speed
Direction
و حرکت محور
را ارائه دهد.
در سیستمهای سادهتر ممکن است پالس Encoder به High-Speed Counter متصل شود.
در سیستمهای پیشرفتهتر، Encoder میتواند بخشی از معماری Servo Drive و Motion Control باشد.
PLC زیمنس و رباتیک
در یک سلول رباتیک، PLC میتواند با Robot Controller ارتباط داشته باشد.
ساختار نمونه:
PLC
↓
Industrial Network
↓
Robot Controller
↓
Robot
همچنین PLC میتواند با:
Safety
Vision
Conveyor
Servo
Sensors
و سایر تجهیزات
ارتباط داشته باشد.
PLC زیمنس و ماشین بینایی
در کارخانههای مدرن، PLC میتواند با سیستمهای Machine Vision نیز ارتباط داشته باشد.
برای مثال:
Camera
↓
Vision System
↓
PLC
↓
Machine Control
سیستم بینایی میتواند نتیجه بازرسی را به PLC ارسال کند و PLC بر اساس آن تصمیم بگیرد که محصول قبول، رد یا به مسیر دیگری منتقل شود.
PLC زیمنس و کارخانه هوشمند
PLC در کارخانه هوشمند فقط یک کنترلر نیست.
PLC در لایه کنترل کارخانه قرار دارد و اطلاعات تجهیزات فیزیکی را جمعآوری و پردازش میکند.
یک معماری ساده:
Sensors
↓
PLC
↓
Industrial Network
↓
SCADA / IIoT
↓
Dashboard
↓
Analytics / AI
به این ترتیب PLC میتواند یکی از نقاط اصلی اتصال میان دنیای OT و سیستمهای IT باشد.
PLC و Industry 4.0
در معماری Industry 4.0، PLCها همچنان یکی از مهمترین اجزای لایه کنترل هستند.
اما PLC در این معماری از یک کنترلر مستقل به بخشی از یک سیستم متصل تبدیل میشود.
ساختار:
Field Devices
↓
PLC
↓
Industrial Network
↓
Edge / Gateway
↓
IoT Platform
↓
Database
↓
Dashboard / AI
این معماری امکان جمعآوری و استفاده از دادههای ماشین را در سطوح بالاتر فراهم میکند.
PLC و OPC UA
OPC UA یکی از فناوریهای مهم برای ارتباط و تبادل داده در سیستمهای صنعتی مدرن است.
در معماریهای مناسب، اطلاعات PLC میتواند در اختیار سیستمهای دیگر مانند:
SCADA
MES
IIoT
Database
Analytics
و سیستمهای IT
قرار گیرد.
این موضوع در اتصال لایه OT به IT اهمیت زیادی دارد.
PLC و Cyber-Physical Systems
PLC یکی از اجزای مهم در معماری Cyber-Physical System یا CPS است.
در CPS، سیستم فیزیکی و سیستم دیجیتال با یکدیگر در ارتباط هستند.
برای مثال:
Sensor
↓
PLC
↓
Machine
↓
Data
↓
Digital Platform
↓
Analysis
↓
Control Decision
این ارتباط یکی از پایههای اصلی تحول دیجیتال در صنعت است.
PLCهای Fail-Safe زیمنس
زیمنس برای کاربردهای ایمنی، F-CPUهای S7-1200 و S7-1500 را نیز ارائه میکند.
F-CPUها میتوانند در کنار برنامه استاندارد، برنامههای Safety را اجرا کنند.
این سیستمها برای کاربردهایی مانند:
Emergency Stop
Safety Door
Light Curtain
Safety Interlock
و سایر عملکردهای ایمنی
استفاده میشوند.
طراحی Safety باید بر اساس تحلیل ریسک، استانداردها و الزامات ماشین انجام شود.
PLCهای زیمنس و آینده اتوماسیون صنعتی
نسل جدید PLCها دیگر صرفاً برای اجرای چند خط برنامه Ladder استفاده نمیشوند.
PLCهای مدرن میتوانند در معماریهای پیچیدهای شامل:
Motion Control
Industrial Ethernet
IIoT
SCADA
MES
Edge Computing
Data Analytics
AI
Machine Vision
Safety
و Cyber-Physical Systems
قرار بگیرند.
در این معماری، PLC همچنان در قلب لایه کنترل باقی میماند، اما به سیستمهای دیجیتال بالاتر نیز متصل میشود.
چگونه یک PLC زیمنس مناسب انتخاب کنیم؟
انتخاب PLC باید بر اساس نیاز واقعی پروژه انجام شود.
پارامترهای مهم عبارتاند از:
تعداد Digital Input
تعداد Digital Output
تعداد Analog Input
تعداد Analog Output
نوع سیگنالها
حجم برنامه
حافظه
سرعت پردازش
تعداد ارتباطات
نوع شبکه
نیاز به PROFINET
نیاز به PROFIBUS
نیاز به Motion Control
نیاز به Safety
تعداد محورهای حرکتی
تعداد Remote I/O
نوع HMI
نوع Drive
و نیازهای توسعه آینده.
اشتباه رایج در انتخاب PLC
یکی از اشتباهات رایج این است که PLC فقط بر اساس تعداد I/O انتخاب شود.
در یک پروژه صنعتی، مواردی مانند:
سرعت پردازش
تعداد ارتباطات
Motion Control
Safety
حجم داده
نوع شبکه
قابلیت توسعه
و نیازهای آینده
نیز اهمیت دارند.
به همین دلیل طراحی معماری کنترل قبل از انتخاب مدل PLC اهمیت زیادی دارد.
جمعبندی
SIMATIC S7-1200 و S7-1500 از خانوادههای مهم PLC زیمنس برای اتوماسیون صنعتی مدرن هستند.
S7-1200 بیشتر برای ماشینآلات و پروژههای کوچک تا متوسط و کاربردهای Basic Automation مناسب است و ساختار کامپکت و قابل توسعهای دارد.
S7-1500 برای پروژههای پیچیدهتر و با نیازهای پردازشی و کنترلی بالاتر طراحی شده و امکانات گستردهای برای I/O، ارتباطات صنعتی، Motion Control، Safety و فناوریهای پیشرفته ارائه میکند.
در هر دو خانواده، CPU در مرکز سیستم قرار دارد و میتوان بر اساس نیاز از:
Signal Module
Communication Module
Technology Module
Signal Board
و سایر اجزای توسعه
استفاده کرد.
در یک پروژه صنعتی، PLC میتواند با:
Sensor
Actuator
HMI
Drive
Servo Drive
Encoder
Robot
Machine Vision
SCADA
MES
IIoT
و سیستمهای هوشمند
ارتباط برقرار کند.
به همین دلیل PLC زیمنس را میتوان یکی از عناصر مهم اتصال میان تجهیزات فیزیکی کارخانه و معماری دیجیتال آن دانست.
در مسیر حرکت از اتوماسیون صنعتی به کارخانه هوشمند، PLC همچنان یکی از مهمترین اجزای لایه کنترل و OT است و میتواند دادههای ماشین را به سیستمهای بالاتر مانند SCADA، IIoT، MES، داشبوردهای هوشمند و سامانههای تحلیل داده منتقل کند.
مانا افزار سپهر و PLCهای صنعتی
مانا افزار سپهر در حوزه اتوماسیون صنعتی، PLC، HMI، کنترل حرکت، تجهیزات هوشمند، ارتباطات صنعتی، IoT و سامانههای هوشمند فعالیت میکند.
در پروژههای اتوماسیون صنعتی، PLC میتواند بهعنوان هسته کنترل ماشین یا خط تولید در کنار سنسورها، عملگرها، درایوها، سرووموتورها، HMI، سیستمهای بینایی و شبکههای صنعتی قرار گیرد.
در پروژههای کارخانه هوشمند نیز اطلاعات PLC میتواند از لایه OT به سامانههای IIoT، داشبوردهای مدیریتی، سیستمهای مدیریت تولید، تحلیل داده و هوش مصنوعی منتقل شود.
هدف، ایجاد یک معماری یکپارچه است که در آن کنترل صنعتی، اتصال تجهیزات، جمعآوری داده و سامانههای هوشمند در کنار یکدیگر کار کنند.
برای آشنایی بیشتر با راهکارهای مانا افزار سپهر در زمینه اتوماسیون صنعتی و سیستمهای هوشمند میتوانید به وبسایت مانا افزار سپهر مراجعه کنید:
manaafzar.com
منابع پیشنهادی
برای مطالعه مستندات فنی و مشخصات رسمی محصولات SIMATIC، مراجعه به مستندات رسمی Siemens و Siemens Industry Online Support توصیه میشود.
در مستندات رسمی زیمنس، مشخصات CPUها، ماژولهای Signal، Communication Moduleها، Technology Moduleها، محدودیتهای توسعه، قابلیتهای ارتباطی و دستورالعملهای نصب و برنامهنویسی هر نسل ارائه شده است.
همچنین برای انتخاب دقیق CPU و ماژولهای مناسب یک پروژه، باید همیشه آخرین کاتالوگ و دیتاشیت همان مدل بررسی شود؛ زیرا مشخصات و نسل محصولات S7-1200 و S7-1500 در طول زمان بهروزرسانی میشوند.