دوره جامع طلایی اتوماسیون صنعتی زیمنس

بررسی موضوعی سرفصل دوره طلایی زیمنس

PLC S7-300/400 Siemens

از انواع PLCهای مهم زیمنس در سطح دنیا و ایران، می­توان به دو خانواده PLCهای S7-300 و S7-400 زیمنس اشاره نمود.

شکل (5)  تصویر S7-300 PLC

شکل (6)  تصویر PLC S7-400

 این PLCها به وفور در صنایع درون کشور بعنوان کنترلر خطوط تولید صنعتی مورد استفاده قرار گرفته ­اند. امروزه برای متخصصان (معمولاً با گرایش های مختلف برق) لازم است نحوه برنامه ­ریزی و کار با این PLCها را فراگیرند زیرا همچنان در بسیاری از صنایع و پروژه ­ها با این نوع PLC مواجه هستیم.

نرم­ افزار WinCC SCADA

نرم ­افزار WinCC SCADA یکی از نرم ­افزارهای مهم و قدرتمند زیمنس برای طراحی سیستم­ های مانیتورینگ تحت کامپیوتر است. با استفاده از این نرم­ افزار می­توان یک کامپیوتر معمولی یا صنعتی را به سیستم مانیتورینگ تبدیل نمود و از طریق آن فرمان­های کنترلی را به PLC ارسال نموده و اطلاعات فرآیند یا خط تولید را به صورت گرافیکی نمایش دهد.

شکل (7) نرم ­افزار WinCC SCADA

شکل (8) محیط Runtime مربوط به WinCC SCADA

نرم ­افزار TIA Portal 

نرم ­افزار TIA Portal، نرم ­افزار جامع و جدید اتوماسیون زیمنس است که دارای امکانات بسیار زیادی است و جایگزین  نرم­ افزارهای قدیمی­ تر زیمنس در پروژه­های جدید شده است. با استفاده از این نرم ­افزار می­توان تجهیزات زیر را     برنامه ­ریزی نمود:

• انواع PLC  های ET Cpu-S7-1500-S7-1200 دار
• مدل­های جدید PLC S7-300 و PLC S7-400
• مدل­های جدید HMI زیمنس
• مدل­های جدید درایوهای زیمنس

شکل (9) PLC S7-1500 و نرم­ افزار TIA Portal

شکل (10) محیط نرم­ افزار TIA Portal

PLC S7-1200

بعنوان یک PLC رنج کوچک و متوسط در بین PLCهای زیمنس محسوب شده و دارای کاربرد فراوانی در پروژه­های صنعتی در صنایع درون کشور میباشد. این PLC جایگزین PLC S7-200 زیمنس شده ولی امکانات آن بسیار فراتر از S7-200 است.

شکل (11) تصویر PLC S7-1200

PLC S7-1500

بعنوان یک PLC قدرتمند در بین PLCهای زیمنس محسوب شده و دارای امکانات و توانمندی زیادی است. در پروژه­های خارج از DCS می­تواند بعنوان جایگزین PLC S7-300/400 مورد استفاده قرار بگیرد. این نوع PLC در پروژه­های خارج از کشور (خصوصاً در آلمان) دارای کاربرد زیادی است.

شکل (12) تصویر PLC S7-1500

ET200SP CPU

بعنوان یک PLC رنج متوسط محسوب شده که توانمندی آن از PLC S7-1200 بیشتر بوده و از S7-1500 کمتر است. این نوع PLC نیز توسط نرم­ افزار TIA Portal برنامه ­ریزی می­شود.

شکل (13) تصویر ET200 SP CPU

Touch Panelهای زیمنس (HMI)

در صنعت لازم است اپراتور خط تولید بتواند فرمان­های مورد نظر خود را به سیستم کنترل اعمال نموده و اطلاعات فرآیندی را نیز مشاهده نماید. برای این منظور لازم است (معمولاً) در کنار خط تولید یک پنل اپراتوری قرار داده شود. در گذشته برای این منظور از پنل­ های سخت افزاری شامل کلید، شستی و لامپ استفاده می­شد، اما اکنون از پنل­ های اپراتوری دارای گرافیک با نام HMI استفاده می­شود. HMI دارای پردازشگر مخصوص به خود بوده و توسط نرم افزارهای مختلف می­توان آنرا برنامه ­ریزی نموده و به PLC متصل نمود.

شکل (14) چند نمونه HMI زیمنس

شرکت زیمنس بعنوان یکی از شرکت­های پیش­رو در حوزه اتوماسیون صنعتی، اقدام به ساخت و ارائه انواع HMI با قابلیت­های متوسط تا پیشرفته نموده است. قبلاً برای برنامه­ریزی HMIهای زیمنس از نرم­ افزار WinCC Flexible استفاده می­شد اما امروزه HMIهای جدید زیمنس توسط نرم ­افزار TIA Portal برنامه ­ریزی می­شوند.

شبکه صنعتی  Profinetدر TIA Portal

یکی از شبکه­های نسبتاً جدید در صنعت، شبکه Profinet است که کاربردهای شبکه­ هایی از قبیل Profibus و Ethernet را به صورت همزمان پشتیبانی می­کند. این شبکه میتواند در سطح Plant ارتباط بین سیستم­های مانیتورینگ و کنترل را و یا ارتباط بین چند سیستم کنترل با یکدیگر را برقرار نماید. همچنین این شبکه می­تواند ارتباط بین PLC با تجهیزاتی از قبیل Remote I/O (در زیمنس، ET200) و درایو و … را برقرار نماید.

شکل (15) مقایسه شبکه Profinet و Profibus

درایو زینامیکس G120

یکی از درایوهای مهم زیمنس در پروژه­های صنعتی، درایو Sinamics G120 است. این درایو قابلیت برنامه ­ریزی توسط نرم­ افزار TIA را داشته و در برخی از مدل­ ها دارای ارتباط شبکه Profinet نیز می­باشد.

شکل (16) درایو زینامیکس G120

شبکه صنعتی Modbus

مدباس یک شبکه استاندارد صنعتی است که در ابتدا توسط شرکت Modican در سال 1979 میلادی ایجاد و به تدریج توسعه یافت. امروزه مدباس دارای پروتکل‌های مختلفی است که هر کدام از آنها کارآیی خاص خود را دارا می‌باشند. در این بین، دو پروتکل RTU و TCP/IP (که به اختصار Modbus TCP نیز بیان می‌شود) دارای کاربرد بیشتری در صنعت بوده و بسیاری از PLCها دارای پورت‌های ارتباطی مربوط به آنها می‌باشند.

شکل (17) استفاده از شبکه صنعتی مدباس در سیستم­های زیمنس

Motion Control

یکی از تجهیزات پرکاربرد در سیستم­های صنعتی (سیستم­های مکانیزه)، سروو موتور و سروو درایو است که از آن برای کنترل دقیق حرکت (Motion) استفاده می­شود. شرکت زیمنس در این راستا اقدام به تولید سروو موتورها و سروودرایوهای مختلفی نموده است که یکی از آنها، سروو درایو خانواده V90 است.

شکل (18) سروو درایو زینامیکس V90 و سروو موتور آن

درایو SEW

یکی از درایوهای پرکاربرد در صنایع برای کارهای سنگین، درایو SEW است که در صنایع خودروسازی، بخش بسته­ بندی صنایع پتروشیمی، صنایع تولید محصولات خانگی و … در ایران و آلمان کاربرد فراوانی دارد.

شکل (19) درایو SEW موجود در آموزشگاه

PID Control

PID به عنوان یک متد کنترلی در سیستم­های حلقه بسته به منظور تنظیم دقیق کمیت­ های فرآیندی از قبیل دما، فشار، فلو، Level و … محسوب می­شود. انواع PLC زیمنس برای کنترل PID، دارای بلاک­ها و توابع مختلفی است که فراگیری آنها برای متخصصان صنعت بسیار ضروری است.

شکل 20

نرم افزار Eplan

نرم­ افزار Eplan یک نرم­ افزار بسیار قدرتمند و چند منظوره برای ترسیم نقشه­ های مدارات فرمان و قدرت، نقشه وایرینگ کارت­های PLC، طراحی تابلو برق و … می­باشد. در پروژه­ هایی که در آنها از PLC استفاده شده است لازم است فراگیر بتواند نقشه­ های مدار فرمان PLC و … را نیز طراحی نموده و در عمل تحویل کارفرما دهد. از این رو در این بخش از دوره طلایی، به کار با نرم ­افزار Eplan می­پردازیم.