اینستاگرام
abolfazll910
تلگرام
coasam@
ایمیل
info@coasam.com

معرفی PLC S7-1200 SIEMENS

بعد از گذشت چند ساله در ارائه مجموعه ی جدید از کنترلر خانواده SIMATIC S7 شرکت زیمنس  PLC زیمنس از ابتدای سال ۲۰۰۹ میلادی اقدام به ارائه نسل جدید PLC های شرکت زیمنس به نام سری S7-1200 نمود.

PLC S7-1200 SIEMENS یکی از جدیدترین PLC های به بازار ارائه شده توسط شرکت زیمنس می باشند که تحت عنوان SIMATIC S7-1200 معرفی می شوند. این سری از PLC ها( PLC S7-1200 SIEMENS ) ساختاری ماژولار داشته همچنین با وجود داشتن اندازه ی کوچک بهترین گزینه برای کنترل سیستم های صنعتی (از طریق اتوماسیون صنعتی) می باشند. بصورتیکه با داشتن ساختاری ساده اما پیشرفته و قابل اتصال به شبکه و مانیتورینگ صنعتی با HMI ها را دارا می باشند.SIMATIC S7-1200 با توجه به شکل کامپکت گونه قیمت تمام شده ی پایین و قابلیت های قدرتمند همچنین امنیت بسیار بالا بهترین انتخاب برای کاربردهای صنعتی در سطوح متوسط و کوچک می باشد.

PLC های سری ۱۲۰۰ شرکت زیمنس ( PLC S7-1200 SIEMENS ) دارای ویژگی های انعطاف پذیری و قدرت بسیار بالا برای کنترل کردن تجهیزات مختلف در یک سیستم اتوماسیون صنعتی هستند. ترکیبی از ساختار کامپکت , قیمت تمام شده ی ارزان و دستورالعمل های قدرتمند به همراه ابعاد بسار کوچک این PLC یعنی SIMATIC S7-1200 را به یک محصول بینظیر مبدل کرده است. نکته ی بسیار مهم دیگر در مورد PLC S7 1200 SIEMENS طراحی شدن مانیتورینگ برنامه در محیط نرم افزار STEP7 Basic و در قالب برنامه ی WinCC Basic است بصورتیکه مدت زمان روند طراحی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند.

PLC S7-1200 SIEMENS مجهز است به پروتکل PROFINET است و به سادگی می تواند به صورت جزئی از یک سیستم مبتنی بر تکنولوژی اطلاعات IT عمل نماید.

CPU

CPU ها در این خانواده( PLC S7-1200 SIEMENS ) مکملی از یک میکروپروسسور , منبع تغذیه , مدارات ورودی و خروجی , پورت PROFINET و ورودی و خروجی های با سرعت بسیار بالا برای کنترل عملیات های صنعتی مانند کنترل موقعیت می باشد. در ضمن CPU های این خانواده ( PLC S7-1200 SIEMENS ) دارای یکسری ورودی و خروجی آنالوگ نیز می باشند. همچنین گفتنی است که از پورت PROFINET به منظور ارتباط CPU های این خانواده ( PLC S7-1200 SIEMENS ) با کامپیوتر استفاده می شود. از لحاظ دیگر توسط این پورت CPU میتواند که با پنل های صنعتی و یا CPU های دیگر ارتباط برقرار کند.

ویژگی دیگر CPU های سری ۱۲۰۰ ( PLC S7-1200 SIEMENS ) رمزگذاری بر روی برنامه است به شکلی که به کاربر اجازه می دهد تا برنامه ای که نوشته است را به دور از دسترس افراد دیگر قرار دهد.

مدل های مختلف CPU های PLC S7-1200

CPU 1211C

  • Power : AC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/DC (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)

CPU 1212C

  • Power : AC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/DC (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)

CPU 1214C

  • Power : AC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/DC (Supply/Inputs/Outputs)
    DC/DC/Rly (Supply/Inputs/Outputs)

مقایسه ی حافظه مدل های مختلف CPU های خانواده PLC S7-1200

CPU 1211C

  • Work Memory , Integrated : 25KB
    Load Memory , Integrated : 1MB
    Retentive Memory , Integrated : 2KB

CPU 1212C

  • Work Memory , Integrated : 25KB
    Load Memory , Integrated : 1MB
    Retentive Memory , Integrated : 2KB

CPU 1214C

  • Work Memory , Integrated : 50KB
    Load Memory , Integrated : 2MB
    Retentive Memory , Integrated : 2KB

مقایسه ی ورودی خروجی مدل های مختلف CPU های خانواده PLC S7-1200

CPU 1211C Inputs/Outputs

  • Integrated Digital I/O : 6 Inputs\4 Outputs
    Integrated Analog I/O : 2 Inputs
    Process Image Size : 1024 Bytes for Inputs / 1024 Bytes for Outputs
    Signal Board Expansion : 1 max
    Signal Module Expansion : none
    Max. Local I/O – Digital : 14
    Max. Local I/O – Analog : 3

CPU 1212C Inputs/Outputs

  • Integrated Digital I/O : 8 Inputs\6 Outputs
    Integrated Analog I/O : 2 Inputs
    Process Image Size : 1024 Bytes for Inputs / 1024 Bytes for Outputs
    Signal Board Expansion : 1 max
    Signal Module Expansion : 2 max
    Max. Local I/O – Digital : 82
    Max. Local I/O – Analog : 15

CPU 1214C Inputs/Outputs

  • Integrated Digital I/O : 14 Inputs\10 Outputs
    Integrated Analog I/O : 2 Inputs
    Process Image Size : 1024 Bytes for Inputs / 1024 Bytes for Outputs
    Signal Board Expansion : 1 max
    Signal Module Expansion : 8 max
    Max. Local I/O – Digital : 284
    Max. Local I/O – Analog : 51

گفتنی است که PLC های سری PLC S7-1200 SIEMENS دارای سه نوع CPU با مدل های CPU ۱۲۱۱C , 1212C , 1214C می باشند. به شکلی که هر کدام قادرند برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرند. امکان طراحی انعطاف پذیر برای پروژه های مختلف اتوماسیون صنعتی در انواع سایزهای ورودی و خروجی امکان پذیر می باشد. کوچکترین سایز  مدل CPU ۱۲۱۱C می باشد که از ۶ ورودی دیجیتال و ۴ خروجی دیجیتال تشکیل شده است. کامل ترین  CPU از خانواده ی SIMATIC S7-1200 مدل CPU ۱۲۱۴C می باشد که از ۱۴ ورودی دیجیتال و ۱۰ خروجی دیجیتال برخوردار می باشد. برای بالا بردن ظرفیت ورودی و خروجی دو راه متفاوت قابل انتخاب است. کارت های SB (Signal Board) و ماژول های SM (Signal Module)

ظرفیت افزایش ورودی و خروجی ها ۸ ماژول SM و یک کارت SB می باشد که با احتساب ۳۲ ورودی و خروجی برای پر ظرفیت ترین SM در کل می توان ۲۵۶ ورودی و خروجی به ظرفیت اولیه افزود. اگر کارت SB از نوع دیجیتال ۴ ورودی و خروجی نیز به این مجموعه اضافه شود. بدین ترتیب یک مدل CPU ۱۲۱۴C که به صورت همزمان از یک کارت SB و هشت ماژول SM بهره مند است می تواند ۲۸۴ عدد ورودی و خروجی را پاسخگو باشد.


نکته جالب توجه اینکه CPU ۱۲۱۱C ویژگی اضافه کردن SM به خود را ندارد. به  CPU ۱۲۱۲C نهایتا می توان دو ماژول SM اضافه نمود و به  CPU ۱۲۱۴C می توان هشت ماژول SM اضافه کرد.

افزایش ویژگی های CPU

خانواده PLC S7-1200 SIEMENS تعداد مختلفی ار ماژول های افزایشی SM و SB را به منظور بالا بردن تعداد ورودی و خروجی ها معرفی کرده است که با استفاده از این ماژول های افزایشی می توان مجموعه ی سنگین تری را کنترل نمود. در ضمن انواع مختلفی از ماژول های ارتباطی نیز برای برقراری ارتباط با پروتکل های دیگر در این خانواده وجود دارد.

Signal Boards

برای افزایش تعداد ورودی و خروجی های PLC S7-1200 می توان از ماژولی به نام Signal Board استفاده کرد که این ماژول را به اختصار SB می نامد. این ماژول می تواند به شکل ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ به CPU S7-1200 اضافه شود. ماژول SB برروی خود CPU S7-1200 قرار می گیرد. در واقع این ماژول جزء ویژگی های منحصر به فرد و خصوصیات ویژه PLC S7-1200 محسوب می شود.

SB ها می توانند در دو نوع زیر مشاهده شوند :

  • ماژول SB با ۴ ورودی و خروجی دیجیتال (۲ ورودی دیجیتال و ۲ خروجی دیجیتال)
  • ماژول SB با یک خروجی آنالوگ ۱۰V DC , 0-20mA

Signal Module 

برای افزایش تعداد ورودی و خروجی های PLC S7-1200 SIEMENS می توان از این ماژول ها به اختصار SM نامیده میشوند استفاده کرد. این ماژول ها در شش نوع زیر مورد استفاده قرار میگیرند:

  • ماژول ورودی دیجیتال
  • ماژول خروجی دیجیتال
  • ماژول ورودی/خروجی دیجیتال
  • ماژول ورودی آنالوگ
  • ماژول خروجی آنالوگ
  • ماژول ورودی/خروجی آنالوگ
  • این ماژول ها به سمت راست CPU وصل شده و تعداد ورودی و خروجی ها را افزایش می دهند.
  • گفتنی است که ماکزیمم از ۸ ماژول SM و ۳ ماژول CP (ماژول شبکه) می توان در یک رک استفاده نمود.

در زیر ماژول های SM و SB به همراه توضیحات مربوطه نشان داده شده است.

Signal Module

  • SM 1221 DI 8*24 V DC Input
  • SM 1221 DI 16*24 V DC Input
  • SM 1222 DQ 8*24 V DC Output
  • SM 1222 DQ 16*24 V DC Output
  • SM 1222 DQ 16 * relay Output
  • SM 1222 DQ 16 * relay Output
  • SM 1223 DI 8*24 V DC Input / DQ 8*24 V DC Output
  • SM 1223 DI 16*24 V DC Input / DQ 16*24 V DC Output
  • SM 1223 DI 8*24 V DC Input / DQ 8 * relay Output
  • SM 1223 DI 16*24 V DC Input / DQ 16* relay Output
  • SM 1231 4* Analog Input
  • SM 1232 2 * Analog Output
  • SM 1234 4 * Analog Input / 2 * Analog Output

Signal Boards

  • SB 1223 DI 2*24 V DC Input / DQ 2*24 V DC Output
  • SB 1232 1 Analog Output

ماژول شبکه CM

از ماژول های شبکه (Communication Module) برای برقراری ارتباط شبکه بین تجهیزات مختلف یک سیستم کنترلی با PLC S7-1200 SIEMENS استفاده می شود. در خانواده PLC S7-1200 SIEMENS دو نوع ماژول شبکه RS232 و RS485 وجود دارد.

  • هر CPU در خانواده PLC S7-1200 SIEMENS سه ماژول CM ساپورت می کند.
  • هر ماژول CM به منظور ارتباط با PLC در سمت چپ CPU قرار می گیرد.

معرفی HMI های سری S7-1200

از جمله مهمترین و پر کاربردی ترین ویژگی سری S7-1200 وجود پنل های کنترلی HMI  می باشد که در دونوع سیاه سفید و رنگی طراحی شده اند که می توان به وسیله آنها و برقراری ارتباط از طریق پروتکل PROFINET با شبکه و PLC کنترل های لازم را اعمال نمود.

این HMI ها شامل ۴ سایز مختلف می باشد که می توان با توجه به نوع کاربرد هر کدام را انتخاب کرد. در زیر توضیحات مختصری در مورد مدل های مختلف و همچنین برخی خصوصیات آنها آورده شده است.

در این قسمت از آموزش های اتوماسیون ، تهیه شده توسط اتوماسیون آسام وارد کننده محصولات مختلف از جمله PLC های زیمنس، با مراحل مختلف ایجاد و طراحی یکFACEPLATE در نرم افزار WINCC زیمنس که برای کار با PLC های زیمنس می باشد، آشنا خواهید شد….!

 

  1. وارد صفحه ایجاد شده به نام P1_FACEPLATE شوید در صورتی که این صفحه را ایجاد نکرده‌اید در محیط اصلی نرم افزار WINCC زیمنس و در بخش GRAPHIC DESIGNER آن را ایجاد نموده و با دوبار کلیک روی آن وارد محیط این صفحه شوید.
  2. در فضای خالی صفحه کلیک راست نموده و در بخش PROPERTIES صفحه با انتخاب گزینه GEOMETRY تنظیمات دلخواه را انجام دهید.
  3. روی گزینه COLORS کلیک نموده و با انتخاب گزینه BACKGROUND COLOR رنگ پس زمینه صفحه را روی رنگ کرم تنظیم نمایید.
  4. از بخش OBJECT PALETTE و زیربخش WINDOWS OBJECT گزینه BUTTON را انخاب نموده و سه دکمه به نام‌های STOP,START و RESET ایجاد نمایید.
  5. از بخش OBJECT PALETTE و زیربخش STANDARD OBJECT گزینه CIRCLE را انتخاب نموده و سه دایره ایجاد نمایید.
  6. از بخش OBJECT PALETTE و زیربخش STANDARD OBJECT گزینه STATIC TEXT را انتخاب نموده و سه متن به نام‌های ALARM_OVERLOAD و ALARM_FEED RUN ایجاد نمایید.
  7. از LIBRARY نرم‌افزار در بخش OPERATION و زیربخش TOGGLE BUTTONS یک کلید سلکتوری انتخاب نمایید.
  8. روی دکمه START کلیک راست نموده و گزینه PROPERTIES را انتخاب نمایید. در بخش EVENT گزینه MOUSE را انتخاب نموده و در ستون DYNAMIC مقابل گزینه PRESS LEFT دوبار کلیک نمایید تا کادری باز شود.
  9. در کادر DIRECT CONNECTION در بخش CONSTANT مقدار 1 را وارد نموده و در بخش TAG  START_REMOTE را انتخاب نمایید. روی دکمه OK کلیک نمایید.
  10. در تنظیمات دکمه START روی گزینه RELEASE LEFT دوبار کلیک نمایید. در کادر DIRECT CONNECTION در مقابل گزینه CONSTANCE عدد 0 را وارد نموده و در بخش TAG  START_REMOTE را انتخاب نمایید.
  11. تنظیمات انجام شده در مراحل 9 و 8 را برای دکمه STOP_REMOTE با انتخاب تگ STOP_REMOTE نیز انجام دهید.
  12. تنظیمات انجام شده در مرحله 9و8 را برای دکمه RESET_REMOTE با انتخاب تگ RESET_REMOTE نیز انجام دهید.
  13. با دوبار کلیک روی دکمه سلکتوری موجود در صفحه وارد تنظیمات آن شده و تنظیات آن را انجام دهید.
  14. روی دایره ایجاد شده در زیر گزینه RUN دوبار کلیک نموده و گزینه COLOR را انتخاب نمایید. در ستون DYNAMIC مقابل گزینه BACKGROUND COLOR کلیک راست نموده و گزینه DYNAMIC DIALOG را انتخاب نمایید. در کادر باز شده تنظیمات زیر را انجام دهید:
  • در بخش EXPRESSION/FORMULA تگ MOTOR_RUN را انتخاب نمایید.
  • در بخش DATA TYPE گزینه BOOLEAN را انتخاب نمایید.
  • در بخش VALID RANGE رنگ گزینه YES/TRUE را روی حالت سبز تنظیم نمایید.
  • در بخش VALID RANGE رنگ گزینه NO/FALSE را روی حالت خاکستری تنظیم نمایید.

سافت استارتر همانطور كه از نامش پيداست تنها در هنگام راه اندازي يك الكتروموتور كاربرد دارد. الكتروموتورها به دليل كشيدن جريان 6 تا 8 برابر جريان نامي در هنگام راه اندازي صدمات زيادي مي بينند بطوريكه عمده استهلاك الكتروموتورها در هنگام راه اندازي مي باشد. بوسيله سافت استارتر راه اندازي از طريق افزايش كنترل شده فركانس يا ولتاژ انجام مي گيرد و با اين كار Energy Saving نيز صورت مي گيرد.

اينورتر محدود به زمان راه اندازي نمي باشد و در هر لحظه مي توان بوسيله سيگنالهاي كنترلي كه معمولا 4~20 mA مي باشد سرعت الكتروموتور را كنترل نمود.

اينورتر قابليت هاي بسيار زيادي دارد از قبيل : راه اندازي نرم موتور، چپگرد راستگرد کردن موتور وتغيير دور موتور.

والبته قيمت بالاتري نيز دارد. حال آنکه سافت استارتر فقط براي راه اندازي نرم موتور استفاده ميشه.

الف. راه اندازنرم

راه اندازنرم درصنعت برای راه اندازی الکتروموتور به کار میرود و در این حالت بیشترین جریان راه اندازی حدود 2.5 برابرجریان حالت عادی موتوراست.
در راه انداز نرم ازکلیدهای استاتیکی (SSR) استفاده میشود که درتوان های پایین ازترایاک و درتوان های بالا ازیک جفت تایستور بصورت معکوس وموازی استفاده میشود.
درراه اندازنرم تغییر ولتاژ وجود دارد ودرواقع با کنترل ولتاژسینوسی ورودی درهردونیم سیکل مثبت ومنفی ولتاژخروجی باهمان فرکانس ورودی میشود.
از راه انداز نرم میشود بعنوان کنترل از راه دورهم استفاده کرد ولی درصنعت استفاده نمیشود،،اما(دیمر، کنترل نورلامپ، کنترل دور پنکهو …) یک راه اندازنرم تک فازاست که بعنوان کنترل دور استاتیکی استفاده میشود.
ازیک راه اندازنرم میشود تعداد زیادی موتور را با ایجاد یک مدارفرمان مناسب راه اندازی کرد مثلا تعداد 10 دستگاه موتور یا بیشتر را میشود با یک راه اندازنرم روشن کرد.
در راه انداز نرم امکان افزایش دور موتور بیشترازدورنامی وجود ندارد.
مدارستاره مثلث یا همان مدار دوضرب هم یک راه اندازنرم است. اما بصورت کنتاکتوری، بیشترین جریان راه انداز حدود چهاربرابر است ومنحنی راه انداز بصورت جهشی بوده وغیرقابل انتخاب میباشد.

 

ب. اینورتر یا کنترل دور

راه اندازی الکتروموتور با بیشترین جریان راه اندازی حدود جریان عادی موتور بایک منحنی تقریبا خطی قابل انتخاب.
اینورتر بهترین راه اندازنرم موتور است ولی با قیمتی بیش ازچهار برابر راه اندازنرم یاهمان سافت استارت.
درصنعت ازاینور یا کنترل از راه دور بطورعموم برای موتورهایی که نیاز به کنترل سرعت دارند استفاده میشود.
تغیرات دورموتور در اینورتر با تغییر فرکانس ایجاد میشود. لذا امکان افرایش فرکانس خروجی تا چندین برابرفرکانس ورودی وجود دارد.
دراستفاده ازکنترل از راه دور امکان افزایش دورموتور بیشتر از دورنامی وجود دارد و با افزایش فرکانس ولتاژ خروجی دور موتورافرایش می یابد.
باافزایش دور موتور بیشتر از دورنامی دراین حالت کاهش گشتاور ایجاد میشود. بطورمعمول در اینورتورها از ترانزیستورهای IGBT درقدرت های بالا استفاده میشود و درقدرتهای پایین از ترانزیستورهای MOSFET قدرت هم استفاده میشود.