SIMATIC PLC S7-400

S7-400 به عنوان بخشی از سری کنترلرهای فرآیند سیماتیک، برای راه ‌حل‌ های سیستمی در زمینه ‌های اتوماسیون صنعتی و فرآیند طراحی شده است. این کنترلر برای وظایف پیشرفته و محاسبات زیاد، مخصوصاً برای صنایعی که فرآیندی هستند، ایده آل است. S7-400 و محصول نوآورانه S7-410 ستون فقرات سخت افزاری سیستم کنترل PCS 7 خواهند بود. PCS7 در حقیقت سیستم کنترل DCS زیمنس است که در فرآیندهای کنترلی در صنایعی از قبیل پالایشگاه ها، نفت و گاز، فولاد و سیمان و … دارای کاربرد فراوانی است. برای کاربردهای استاندارد و ایمن در اتوماسیون کارخانه، نسل جدید کنترلر S7-1500 از تمام ویژگی‌ های TIA Portal بهره می ‌برد.

شکل (1) سخت افزار PLC S7-400

انتخاب سخت افزار PLC مناسب در اتوماسیون فرآیند با توجه به وظیفه اتوماسیون، کاربرد و عملکرد مورد نیاز تعیین می شود. سری کنترلر SIMATIC S7-400 با قابلیت پیکربندی انعطاف پذیر طراحی شده توسط زیمنس برای برنامه های کاربردی در صنعت فرآیند مناسب است. در اینجا، به ویژه از سیستم های SIMATIC S7-400H و FH استفاده می شود که امنیت و در دسترس بودن بالایی را تضمین می کنند.

کنترلرهای SIMATIC S7-400 به معنای امنیت طولانی مدت سرمایه گذاری هستند. به همین دلیل، زیمنس به طور سیستماتیک سری SIMATIC S7-400 را توسعه داده است. به این ترتیب، آنها اطمینان حاصل می کنند که کنترلر مناسب همیشه برای طیف گسترده ای از راه حل های اتوماسیون در صنعت فرآیند در دسترس خواهد بود. شرکت زیمنس از طریق تأمین طولانی مدت قطعات یدکی و در دسترس بودن قطعات، به کاربران این نوع PLC و سازندگان کارخانه دسترسی دائمی به سری کنترلرهای SIMATIC S7-400 را ارائه می دهد.

بررسی اجمالی

S7-400 قدرتمندترین PLC در خانواده کنترلرهای SIMATIC است. راه حل های اتوماسیون موفق با اتوماسیون کاملاً یکپارچه (TIA) را امکان پذیر می سازد. S7-400 یک پلت فرم اتوماسیون برای راه حل های سیستمی است که بر مهندسی فرآیند تمرکز دارد و در درجه اول با ماژولار بودن و ایمنی عملکرد مشخص می شود.

شکل (2) یک مدل PLC S7-400

S7-400

PLC قدرتمند برای محدوده عملکرد متوسط تا بالا
راه حلی برای حتی سخت ترین کارها
با طیف گسترده ای از ماژول ها و CPU های درجه بندی شده برای سازگاری بهینه با وظایف اتوماسیون
انعطاف پذیر در استفاده، از طریق اجرای ساده ساختارهای توزیع شده
اتصالات کاربر پسند
گزینه های ارتباط و شبکه بهینه
هندلینگ کاربرپسند و طراحی ساده و بدون فن
قابل توسعه

قابلیت محاسباتی چندگانه:

(کارکرد همزمان چندین CPU در یک دستگاه مرکزی S7-400)

این قابلیت، عملکرد کلی S7-400 را توزیع می کند. به عنوان مثال، وظایف پیچیده در فناوری هایی مانند کنترل حلقه باز، محاسبات یا ارتباطات را می توان تقسیم نموده و به CPU های مختلف اختصاص داد و به هر CPU می توان I/O محلی خود را اختصاص داد.

ماژولار بودن:

باس قدرتمند S7-400 و رابط‌ های ارتباطی که می‌ توانند مستقیماً به CPU متصل شوند، عملکرد با کارایی بالایی را در تعداد زیادی از خطوط ارتباطی ممکن می ‌سازند. برای مثال، این ویژگی امکان تقسیم وظایف به یک باس ارتباطی برای کارهای HMI و برنامه ‌نویسی، یک خط برای اجزای کنترل حرکت با کارایی بالا و فاصله مساوی، و یک فیلدباس ورودی/خروجی «عادی» را فراهم می‌کند. علاوه بر این، اتصالات مورد نیاز به سیستم ‌های MES/ERP یا اینترنت نیز قابل اجرا هستند.

مهندسی و تشخیص:

S7-400، همراه با ابزار مهندسی SIMATIC به ‌ویژه در مورد راه‌ حل ‌های اتوماسیون گسترده با مولفه مهندسی بالا، به ‌طور بسیار کارآمدی پیکربندی و برنامه ‌ریزی شده است. برای این منظور، زبان ‌های سطح بالا مانند SCL و ابزارهای مهندسی گرافیک برای سیستم‌ های کنترل متوالی، نمودارهای حالت و نمودارهای فناوری محور در دسترس هستند.

شکل (3) مدل ریداندانت PLC S7-400

کاربرد S7-400

SIMATIC S7-400 PLC مناسب برای بازه های عملکرد متوسط تا بالا در صنایع مختلف می باشد. طراحی ماژولار و بدون فن، سطح بالای توسعه پذیری، گزینه های ارتباطی و شبکه گسترده، پیاده سازی ساده ساختارهای توزیع شده، و مدیریت کاربرپسند، SIMATIC S7-400 را به راه حل ایده آل حتی برای سخت ترین کارها در سطوح متوسط به بالا تبدیل می کند.

زمینه های کاربردی SIMATIC S7-400 عبارتند از:

صنعت خودرو، به عنوان مثال خطوط مونتاژ
ساخت تجهیزات مکانیکی، از جمله ساخت تجهیزات مکانیکی ویژه
تکنولوژی انبارداری
صنعت فولاد
سیستم های مدیریت ساختمان
تولید و توزیع برق
صنعت کاغذ و چاپ
نجاری
صنعت غذا و نوشیدنی
مهندسی فرآیند، به عنوان مثال تاسیسات آب و فاضلاب
صنایع شیمیایی و پتروشیمی
ابزار دقیق و کنترل
ماشین آلات بسته بندی
صنعت داروسازی

ویژگی ها:

مناسب برای صنعت به لطف سازگاری الکترومغناطیسی بالا و مقاومت بالا در برابر ضربه و لرزش.

امکان جداسازی و اتصال ماژول ها در حین روشن بودن برق.

سیستم اتوماسیون S7-400 از نظر طراحی ماژولار است. دارای طیف گسترده ای از ماژول ها است شامل:

ماژول منبع تغذیه: (PS)

برای اتصال SIMATIC S7-400 به ولتاژ تغذیه 230/120 ولت AC یا 24V DC

CPU

CPU های مختلف با پورت های ارتباطی PROFIBUS DP و PROFINET برای بازه های عملکرد متفاوت موجود اند. پورت ارتباطی PROFIBUS امکان اتصال حداکثر 125 تجهیز (Slave)PROFIBUS DP را فراهم می کند. همچنین، حداکثر 256 دستگاه PROFINET IO را می توان به پورت ارتباطی PROFINET متصل نمود. تمام پردازنده های SIMATIC S7-400 می توانند پیکربندی های بسیار بزرگ را کنترل کنند. علاوه بر این، چندین CPU می‌توانند در یک کنترل‌ کننده مرکزی با هم در محاسبات شرکت کنند تا سطح عملکرد را افزایش دهند.CPU ها با استفاده از سرعت پردازش کارآمد و زمان پاسخ قطعی، زمان سیکلِ ماشین را کوتاه می کنند.

ماژول های سیگنال (SMs) برای ورودی/خروجی دیجیتال (DI/DO) و آنالوگ (AI/AO)

پردازنده های ارتباطی (CPs) به عنوان مثال برای اتصال Profibus و اتصالات نقطه به نقطه (point to point)

فانکشن ماژول (FM)

برای وظایف خاص مانند شمارش سریع، کنترل موقعیت، PID Control و کنترل Cam

ماژول های رابط (IM)

برای اتصال کنترلرهای مرکزی (CPU) و واحدهای توسعه (رک های توسعه)، کنترل کننده مرکزی SIMATIC S7-400 می تواند با حداکثر 21 واحد توسعه کار کند.

S7-400 Communication

پورت ارتباطی MPI به صورت پیش فرض بر روی همه CPUهای S7-400 موجود است و برای اتصال همزمان PG/PC، سیستم های HMI، سیستم های S7-200 و S7-300 و سایر سیستم های S7-400 مورد استفاده قرار می گیرد.
رابط اضافی PROFIBUS DP، یکپارچه در چندین CPU برای اتصال مقرون به صرفه سیستم های I/O توزیع شده، به عنوان مثال برای اتصال به ET200M و درایو
رابط PROFINET یکپارچه در CPUهای PROFINET برای اتصال به سیستم های I/O توزیع شده یا ارتباط با سایر کنترلرها و سیستم های PC
پردازنده های ارتباطی برای اتصال به سیستم های باس PROFIBUS و اترنت صنعتی.
پردازنده های ارتباطی برای اتصالات نقطه به نقطه قدرتمند.

ارتباط داده از طریق رابط چند نقطه ای (MPI)

رابط چند نقطه ای (MPI) یک رابط ارتباطی است که در CPU های SIMATIC S7-400 یکپارچه شده است.

قابل استفاده در:

برنامه نویسی و برنامه ریزی PLC و HMI
ایجاد توپولوژی های شبکه ساده با تجهیزات ارتباطی همسان

گزینه های ارتباطی دیگر:

MPI امکان اتصال همزمان حداکثر 32 گره را فراهم می کند، شامل:

PG/PC

سیستم های HMI

S7-200 به عنوان (Slave)

S7-300

S7-400

ارتباط از طریق PROFIBUS DP

SIMATIC S7-400 را می توان به عنوان Master با PROFIBUS DP، از طریق رابط یکپارچه PROFIBUS DP S7-400-CPU (اختیاری) متصل کرد.

تجهیزات زیر را می توان به عنوان Master در PROFIBUS DP متصل کرد:

SIMATIC S7-400 ، (CPUs,CP443-5)

SIMATIC S7-300 ، CP 342-5 DP) یا(CPUs, CP 343-5

تجهیزات زیر را می توان به عنوان Slave متصل کرد:

تجهیزاتI/O توزیع شده، به عنوان مثال. ET 200

انواع درایوهای دارای پورت ارتباطی Profibus

SIMATIC S7-200, S7-300

C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP

SIMATIC S7-400 (فقط از طریق CP 443-5)

SIMATIC PLC S7-400