پی ال سی سری s7-400 آموزش زیمنس SIEMENS
توسط simatec
مدت زمان خواندن این وبلاگ :
۸ دقیقه
سطح مقاله:
تخصصی
چه چیزی یاد خواهم گرفت؟
پی ال سی‌ها یا کنترلرهای منطقی برنامه‌پذیر (PLC) از جمله مهم‌ترین تجهیزات در اتوماسیون صنعتی به شمار می‌آیند. در این میان، سری S7-400 از زیمنس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد و قابلیت‌های متنوع خود در پروژه‌های اتوماسیونی با مقیاس متوسط تا بزرگ کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله، به بررسی ویژگی‌ها، ساختار، و عملکرد پی ال سی سری S7-400 زیمنس پرداخته و نکات مهم آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهیم.
معرفی پی ال سی سری S7-400 زیمنس
پی ال سی سری S7-400 زیمنس به دلیل دامنه گسترده‌ای از پردازنده‌ها (CPU)، ظرفیت‌های بالای ارتباطی، و قابلیت‌های پیشرفته، گزینه‌ای مناسب برای اتوماسیون در صنایع مختلف است. این پی ال سی‌ها به طور ویژه برای کاربردهای مقیاس بزرگ و سیستم‌های پیچیده طراحی شده‌اند. از ویژگی‌های برجسته این دستگاه‌ها می‌توان به امکان hot swapping اشاره کرد که به این معناست که می‌توان ماژول‌های سیگنال را بدون ایجاد توقف در عملکرد CPU و برنامه‌ها، به سیستم اضافه یا تعویض کرد.
یکی دیگر از ویژگی‌های منحصر به فرد این سری، استفاده از دو CPU از یک مدل بر روی رک دستگاه است. این قابلیت تضمین می‌کند که در صورت بروز خطا در CPU اول، CPU دوم به طور خودکار وارد مدار شده و عملکرد سیستم بدون هیچ اختلالی ادامه می‌یابد.
این پی ال سی‌ها در مدل‌های مختلفی عرضه می‌شوند که عبارتند از:
- مدل استاندارد
- مدل ایمن در برابر خطا (Failsafe)
- مدل سری H
اجزای اصلی پی ال سی سری S7-400
ماژول‌های سیگنال شامل ورودی و خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ هستند که برای ارتباط پی ال سی با محیط بیرون ضروری می‌باشند. از طریق ورودی‌ها داده‌ها دریافت و طبق برنامه ذخیره شده در حافظه پی ال سی، خروجی‌ها فعال می‌شوند.
۳. ماژول‌های تابع (FM)
ماژول‌های تابع برای پردازش‌های ویژه، مانند شمارش سریع یا کنترل موقعیت، به کار می‌روند. این ماژول‌ها در سیستم‌هایی که نیاز به پردازش خاص دارند، ضروری هستند.
۴. ماژول‌های ارتباطی (CP)
این ماژول‌ها برای ارتباط پی ال سی با شبکه‌های صنعتی و انواع پروتکل‌ها مانند پروفی‌باس، اترنت صنعتی و مودباس استفاده می‌شوند.
۵. رک‌ها (Racks)
رک‌های پی ال سی سری S7-400 به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- رک مرکزی (CR) که تنها برای نصب CPU و ماژول‌های اصلی استفاده می‌شود.
- رک توسعه (ER) که برای گسترش تعداد ورودی و خروجی‌ها به کار می‌رود.
- رک یونیورسال (UR) که می‌تواند هم به عنوان رک اصلی و هم اضافی استفاده شود.
۶. منبع تغذیه
منبع تغذیه پی ال سی وظیفه تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژ مناسب برای عملکرد CPU و سایر ماژول‌ها را بر عهده دارد.
۷. ماژول‌های IM
ماژول‌های IM به منظور برقراری ارتباط بین رک‌های توسعه استفاده می‌شوند. این ماژول‌ها معمولاً به صورت جفت (یکی از نوع Send و دیگری از نوع Receive) عمل می‌کنند.
۸. کارت حافظه (Memory Cards)
کارت‌های حافظه در پی ال سی سری S7-400 به دو نوع RAM و FLASH EPROM تقسیم می‌شوند. کارت‌های RAM معمولاً اطلاعات موقت را ذخیره می‌کنند و با قطع تغذیه از بین می‌روند، اما کارت‌های FLASH EPROM قابلیت ذخیره‌سازی دائم دارند.
جدول مقایسه پی ال سی سری S7-400 با S7-1500
| ویژگی‌ها | S7-400 | S7-1500 |
|---|---|---|
| هدف کاربرد | سیستم‌های پیچیده و مقیاس بزرگ | سیستم‌های پیچیده و پیشرفته با فناوری‌های جدید |
| پردازنده (CPU) | پردازنده‌های قدرتمند با حافظه بالا و پردازش سریع | پردازنده‌های سریع‌تر با پردازش‌های قوی و حافظه بیشتر |
| حافظه | حافظه بزرگتر (تا ۲ MB یا بیشتر) | حافظه بسیار بالا و گسترش‌پذیر (تا ۱۲۸ MB یا بیشتر) |
| ماژول‌های ارتباطی | پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی مختلف | پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی جدیدتر مانند پروفی‌باس، پروفی‌نت، اترنت صنعتی و… |
| قابلیت Hot swapping | پشتیبانی از Hot swapping | پشتیبانی از Hot swapping با قابلیت‌های بیشتر و انعطاف‌پذیرتر |
| سیستم برنامه‌نویسی | استفاده از نرم‌افزار STEP 7 برای برنامه‌نویسی | استفاده از نرم‌افزار TIA Portal برای برنامه‌نویسی، رابط کاربری بهبود یافته |
| زمان پاسخ‌دهی | زمان پاسخ‌دهی کمی بالاتر به دلیل ساختار قدیمی‌تر | زمان پاسخ‌دهی بسیار سریع و بهینه‌تر با پردازش‌های پیشرفته‌تر |
| پشتیبانی از سیستم‌های ایمن | پشتیبانی از سیستم‌های ایمن در برابر خطا (Failsafe) | پشتیبانی پیشرفته از سیستم‌های ایمن و ماژول‌های Failsafe |
| کارایی و انعطاف‌پذیری | کارایی بالا برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده | انعطاف‌پذیری بیشتر در کارایی، به ویژه در پروژه‌های نیازمند سیستم‌های پیشرفته |
| پشتیبانی از پردازش‌های توزیع‌شده | پشتیبانی از پردازش‌های توزیع‌شده با ماژول‌های IM | پردازش‌های توزیع‌شده پیشرفته‌تر با استفاده از فناوری‌های جدیدتر |
| مناسب برای | اتوماسیون مقیاس بزرگ و پیچیده | اتوماسیون پیشرفته با سیستم‌های شبکه و پردازش پیشرفته |
جدول مقایسه پی ال سی سری S7-400 با S7-300
| ویژگی‌ها | S7-400 | S7-300 |
|---|---|---|
| هدف کاربرد | سیستم‌های پیچیده و مقیاس بزرگ | سیستم‌های مقیاس متوسط و ساده |
| پردازنده (CPU) | پردازنده‌های قوی‌تر با ظرفیت‌های بزرگتر | پردازنده‌های سبک‌تر و با ظرفیت‌های کمتر |
| حافظه | حافظه بزرگتر (تا ۲ MB یا بیشتر) | حافظه کوچک‌تر (تا ۱۲۸ KB) |
| ماژول‌های ارتباطی | امکان استفاده از ماژول‌های ارتباطی متنوع (پروفی‌باس، اترنت، مودباس) | محدودیت در تعداد ماژول‌ها و نوع پروتکل‌های ارتباطی |
| قابلیت Hot swapping | پشتیبانی از ویژگی Hot swapping | پشتیبانی محدود از Hot swapping |
| تعداد رک‌ها | رک‌های اصلی و توسعه متنوع برای سیستم‌های پیچیده | رک‌های کمتر و با محدودیت در تعداد ماژول‌ها |
| ارتباطات شبکه‌ای | پشتیبانی از پروتکل‌های شبکه‌های پیچیده و سرعت بالاتر | محدودیت در ارتباطات شبکه‌ای با سرعت‌های پایین‌تر |
| نوع ماژول‌ها | ماژول‌های سیگنال، FM، CP و IM در دسترس | عمدتاً ماژول‌های سیگنال و CP |
| قابلیت پردازش | پردازش‌های پیچیده‌تر و سریع‌تر | پردازش‌های ساده‌تر و محدودتر |
| مناسب برای | اتوماسیون صنعتی مقیاس بزرگ، سیستم‌های نیازمند پردازش پیچیده | اتوماسیون صنعتی مقیاس متوسط و پروژه‌های ساده‌تر |
| قیمت | گران‌تر و با هزینه بالاتر | مقرون به صرفه‌تر |
مشکلات رایج پی ال سی S7-400 و روش‌های تعمیر آن‌ها
پی ال سی S7-400 زیمنس به دلیل پیچیدگی و استفاده در سیستم‌های صنعتی پیشرفته، ممکن است با مشکلات مختلفی مواجه شود. در این بخش، به برخی از مشکلات رایج پی ال سی S7-400 و روش‌های تعمیر آن‌ها پرداخته شده است:
خاموش شدن ناگهانی دستگاه
علت‌ها:
- مشکلات در منبع تغذیه
- خرابی باتری
- قطعی در کابل‌های برق
روش تعمیر:
ابتدا منبع تغذیه باید بررسی شود تا از وجود ولتاژ مناسب اطمینان حاصل شود. سپس باتری پی ال سی و اتصالات آن بررسی شده و در صورت نیاز، باتری باید تعویض گردد. همچنین بررسی اتصالات برق و بررسی برای خرابی‌های احتمالی در کابل‌ها ضروری است.
عدم شناسایی ماژول‌ها
علت‌ها:
- خرابی ماژول‌های سیگنال
- مشکلات در ارتباطات MPI/DP
روش تعمیر:
ماژول‌های سیگنال باید به دقت بررسی و در صورت خرابی تعویض شوند. همچنین ارتباطات شبکه‌ای مانند MPI/DP باید تست شوند و کابل‌ها و اتصالات به درستی بررسی گردند. در صورت بروز مشکل در شناسایی، می‌توان با استفاده از نرم‌افزارهای تشخیصی پی ال سی، مشکل را شناسایی و اصلاح کرد.
کدهای خطا و هشدارهای سیستم
علت‌ها:
- مشکلات در برنامه‌نویسی
- خطاهای ورودی/خروجی
- خطاهای سخت‌افزاری
روش تعمیر:
بررسی و بازبینی برنامه‌های نوشته‌شده در پی ال سی اولین گام در رفع این مشکل است. اگر خطاهای ورودی/خروجی شناسایی شوند، باید کارت‌های ورودی/خروجی مورد بررسی قرار گیرند و در صورت لزوم تعویض شوند. همچنین خطاهای سخت‌افزاری باید توسط مهندسین متخصص رفع شوند.
مشکل در ارتباطات شبکه‌ای (پروفی‌باس، اترنت)
علت‌ها:
- خرابی ماژول‌های ارتباطی
- تنظیمات نادرست در نرم‌افزار
روش تعمیر:
ابتدا ماژول‌های ارتباطی باید به دقت بررسی و در صورت خرابی تعویض شوند. سپس تنظیمات شبکه در نرم‌افزار برنامه‌نویسی (مانند TIA Portal یا STEP 7) باید بررسی و تنظیمات به درستی اعمال شوند. همچنین از سالم بودن کابل‌ها و اتصالات شبکه اطمینان حاصل کنید.
نارسانایی و داغ شدن دستگاه
علت‌ها:
- مشکلات در سیستم تهویه
- خرابی در فن‌ها و سیستم‌های خنک‌کننده
روش تعمیر:
سیستم تهویه و فن‌های دستگاه باید بررسی و در صورت نیاز تمیز یا تعویض شوند. همچنین، اطراف پی ال سی باید از هرگونه گرد و غبار یا موانع فیزیکی تمیز شود تا جریان هوای مناسب برقرار گردد.
سوالات شما , پاسخ ما
این پی ال سی‌ها به دلیل قابلیت‌های گسترده‌ای که دارند، برای اتوماسیون در مقیاس‌های متوسط تا بزرگ، سیستم‌های پیچیده صنعتی، و پروژه‌هایی که نیاز به ارتباطات وسیع و پردازش‌های پیچیده دارند، مناسب هستند.
ویژگی hot swapping به این معناست که ماژول‌های سیگنال می‌توانند بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه و ایجاد اختلال در عملکرد CPU، به سیستم اضافه یا تعویض شوند.
مدل‌های مختلف پی ال سی سری S7-400 شامل مدل استاندارد، مدل ایمن در برابر خطا (Failsafe) و مدل سری H هستند که بسته به نیازهای خاص پروژه‌ها و سیستم‌های اتوماسیون، ویژگی‌های مختلفی را ارائه می‌دهند.
بله، پی ال سی سری S7-400 قابلیت ارتباط با شبکه‌های صنعتی مختلف مانند پروفی‌باس، اترنت صنعتی و مودباس را دارد.
ماژول‌های IM به صورت جفت‌های Send و Receive عمل می‌کنند و می‌توانند برای برقراری ارتباط بین رک‌های مختلف پی ال سی استفاده شوند. هر جفت IM از دو نوع Send و Receive تشکیل شده است.
نتیجه‌گیری:
پی ال سی سری S7-400 زیمنس با ویژگی‌های پیشرفته‌ای همچون hot swapping، قابلیت استفاده از دو CPU در یک رک، و ماژول‌های ارتباطی متعدد، گزینه‌ای ایده‌آل برای پروژه‌های اتوماسیون صنعتی در مقیاس بزرگ به شمار می‌آید. این دستگاه‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، ظرفیت‌های ارتباطی وسیع، و قابلیت پردازش پیچیده، به یکی از پرکاربردترین پی ال سی‌ها در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند. از طرفی، امکان استفاده از ماژول‌های متنوع و امکانات ویژه در زمینه حافظه و ارتباطات، پی ال سی S7-400 را به یکی از بهترین انتخاب‌ها برای اتوماسیون سیستم‌های پیچیده تبدیل کرده است.