PLC زیمنس چیست؟

PLC زیمنس یکی از شناخته‌شده‌ترین تجهیزات در حوزه اتوماسیون صنعتی است. PLC یا Programmable Logic Controller یک کنترلر قابل برنامه‌ریزی است که برای کنترل ماشین‌آلات، خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زیمنس PLCهای صنعتی خود را در خانواده SIMATIC ارائه می‌کند. این کنترلرها در مدل‌ها و سری‌های مختلف تولید شده‌اند تا بتوان از آن‌ها در پروژه‌های کوچک تا سیستم‌های پیچیده اتوماسیون استفاده کرد.

PLC اطلاعات مورد نیاز را از سنسورها و ورودی‌های سیستم دریافت می‌کند، برنامه نوشته‌شده را پردازش کرده و بر اساس منطق برنامه، فرمان لازم را به تجهیزات خروجی ارسال می‌کند.

PLC چگونه کار می‌کند؟

عملکرد PLC را می‌توان به چند مرحله اصلی تقسیم کرد.

در ابتدا کنترلر وضعیت ورودی‌ها را بررسی می‌کند. این ورودی‌ها می‌توانند از تجهیزاتی مانند سنسور، شستی، سوئیچ یا سایر تجهیزات اندازه‌گیری دریافت شوند.

سپس CPU برنامه کنترلی ذخیره‌شده در حافظه را اجرا می‌کند.

در نهایت، بر اساس نتیجه پردازش، وضعیت خروجی‌ها تعیین می‌شود. خروجی‌ها می‌توانند تجهیزاتی مانند کنتاکتور، شیر برقی، چراغ، رله یا سایر عملگرهای صنعتی را کنترل کنند.

این چرخه به‌صورت مداوم تکرار می‌شود و PLC امکان کنترل خودکار فرآیند را فراهم می‌کند.

جزای اصلی PLC زیمنس

یک سیستم PLC بسته به مدل و معماری می‌تواند از بخش‌های مختلف تشکیل شود.

CPU

CPU بخش اصلی PLC است و برنامه کنترلی را پردازش می‌کند.

توان پردازشی، ظرفیت حافظه، تعداد I/O داخلی و امکانات ارتباطی CPU در مدل‌های مختلف متفاوت است.

ورودی‌های دیجیتال

Digital Input یا DI برای دریافت وضعیت تجهیزات دیجیتال استفاده می‌شود.

برای مثال:

• شستی
• سنسور
• لیمیت سوئیچ
• کنتاکت رله

می‌توانند به ورودی‌های دیجیتال متصل شوند.

خروجی‌های دیجیتال

Digital Output یا DO فرمان‌های دیجیتال PLC را به تجهیزات خارجی منتقل می‌کند.

خروجی PLC بسته به مدل می‌تواند از انواع مختلفی مانند Relay یا Transistor باشد.

ورودی و خروجی آنالوگ

سیگنال‌های آنالوگ برای اندازه‌گیری و کنترل مقادیر پیوسته مانند فشار، دما، سطح و سایر پارامترهای فرآیندی استفاده می‌شوند.

ماژول‌های ارتباطی

در پروژه‌هایی که PLC باید با تجهیزات دیگر ارتباط برقرار کند، از امکانات و ماژول‌های ارتباطی استفاده می‌شود.

انواع PLC زیمنس

زیمنس در طول سال‌ها خانواده‌های مختلفی از کنترلرهای SIMATIC را ارائه کرده است.

در میان خانواده‌های شناخته‌شده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400

برای انتخاب PLC مناسب باید نسل تجهیزات موجود در پروژه و نیازهای فنی سیستم بررسی شود.

PLC زیمنس S7-1200

SIMATIC S7-1200 یکی از خانواده‌های مهم PLC کامپکت زیمنس است.

طبق کاتالوگ ST 70 زیمنس، S7-1200 در گروه Basic Controllers قرار دارد و CPUهای استاندارد مختلفی برای این خانواده ارائه شده‌اند.

از مدل‌های این سری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• CPU 1211C
• CPU 1212C
• CPU 1214C
• CPU 1215C
• CPU 1217C

مدل مناسب باید بر اساس تعداد I/O، حافظه، قابلیت توسعه و نیازهای ارتباطی انتخاب شود.

CPU 1211C زیمنس

CPU 1211C یکی از CPUهای کامپکت S7-1200 است.

طبق کاتالوگ زیمنس، این مدل دارای:

6 ورودی دیجیتال
4 خروجی دیجیتال
2 ورودی آنالوگ است.

CPU 1212C زیمنس

CPU 1212C نسبت به CPU 1211C قابلیت توسعه بیشتری دارد.

طبق کاتالوگ ST 70 زیمنس، این CPU دارای:

8 ورودی دیجیتال
6 خروجی دیجیتال
2 ورودی آنالوگ
75KB حافظه برنامه/داده
2MB Load Memory

برنامه‌نویسی PLC زیمنس

برنامه‌نویسی بسیاری از کنترلرهای جدید SIMATIC در محیط مهندسی TIA Portal انجام می‌شود.

در کاتالوگ S7-1200 برای CPUهای مورد بررسی، زبان‌های زیر ذکر شده‌اند:

LAD – Ladder Diagram
FBD – Function Block Diagram
SCL – Structured Control Language

انتخاب زبان برنامه‌نویسی به ساختار پروژه، استانداردهای مجموعه و تخصص برنامه‌نویس بستگی دارد.

TIA Portal چیست؟

TIA Portal مخفف Totally Integrated Automation Portal است و محیط مهندسی زیمنس برای پیکربندی و برنامه‌نویسی بسیاری از تجهیزات اتوماسیون محسوب می‌شود.

با توجه به تجهیز و نسخه نرم‌افزار، مهندس می‌تواند بخش‌های مختلف پروژه اتوماسیون را در این محیط پیکربندی و مدیریت کند.

هنگام انتخاب نسخه TIA Portal باید سازگاری آن با CPU و Firmware مورد استفاده بررسی شود.

کاربرد PLC زیمنس

PLCهای زیمنس در طیف وسیعی از پروژه‌های صنعتی استفاده می‌شوند.

از کاربردهای رایج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• خطوط تولید
• ماشین‌آلات صنعتی
• خطوط بسته‌بندی
• نوار نقاله
• سیستم‌های پمپاژ
• کنترل موتور
• صنایع غذایی
• صنایع دارویی
• آب و فاضلاب
• صنایع نفت و گاز
• پتروشیمی
• کارخانه‌های تولیدی

نوع PLC مناسب برای هر کاربرد باید بر اساس مشخصات فنی پروژه تعیین شود.

مزایای PLC زیمنس

یکی از مزیت‌های اصلی PLCهای زیمنس، تنوع گسترده محصولات SIMATIC است.

کاربر می‌تواند متناسب با ابعاد پروژه، CPU و تجهیزات جانبی مورد نیاز را انتخاب کند.

از مزایای مهم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

تنوع CPU: مدل‌های مختلف برای کاربردهای متفاوت وجود دارد.

قابلیت توسعه: بسیاری از مدل‌ها امکان افزودن I/O و تجهیزات ارتباطی دارند.

ارتباطات صنعتی: امکان ارتباط PLC با HMI، درایو و سایر تجهیزات اتوماسیون وجود دارد.

یکپارچگی مهندسی: بسیاری از تجهیزات جدید Siemens در اکوسیستم TIA Portal قابل پیکربندی هستند.

کاربرد گسترده: تجهیزات SIMATIC در انواع ماشین‌آلات و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شوند.

ورودی و خروجی PLC زیمنس

هنگام انتخاب PLC، تعداد I/O یکی از مهم‌ترین پارامترهاست.

DI: ورودی دیجیتال
DO/DQ: خروجی دیجیتال
AI: ورودی آنالوگ
AO/AQ: خروجی آنالوگ

جمع‌بندی

PLC زیمنس یکی از اجزای مهم سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است و خانواده SIMATIC گزینه‌های مختلفی برای پروژه‌های متفاوت ارائه می‌کند. سری‌هایی مانند S7-1200 و S7-1500 امکان انتخاب کنترلر متناسب با سطح و پیچیدگی پروژه را فراهم می‌کنند.

در انتخاب PLC نباید تنها به نام سری توجه کرد. CPU، Article Number، تعداد I/O، حافظه، نوع تغذیه، نوع خروجی، امکانات ارتباطی و قابلیت توسعه همگی باید متناسب با نیاز پروژه بررسی شوند.