انواع سی پی یو 1200 زیمنس، تجربه نهایت انعطاف پذیری
در این مقاله به عناوین زیر می پردازیم
مروری بر S7 – 1200 زیمنس
بررسی ساختار ماژولار 1200
انواع سی پی یو 1200 زیمنس
سی پی یو استاندارد یا ایمن
نرم افزار S7-1200
نتیجه گیری
پی ال سی 1200 از جمله کنترل کننده های پرکاربرد در پروژه های کوچک تا متوسط اتوماسیون است. این کنترل کننده ها به لطف طراحی ماژولار، قابلیت پردازش بالا و پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی متنوع، گزینه ای ایده آل برای کاربردهای اتوماسیون دقیق هستند. طراحی ماژولار این کنترل کننده ما را قادر می سازد متناسب با نیازهای پروژه هزینه کنیم و بهترین انتخاب را داشته باشیم.
هر یک از ماژول های 1200 انواع مختلفی دارند. در این مقاله به بررسی انواع سی پی یو 1200 خواهیم پرداخت. این ماژول ها در قدرت پردازش، ظرفیت حافظه و تعداد ورودی / خروجی با هم متفاوتند. با من همراه باشید تا جزئیات بیشتری در مورد این ماژول ها را از نظر بگذرانیم.
مروری بر S7 – 1200 زیمنس
در سال 1994 همزمان با توسعه تکنولوژی های جدید، زیمنس از خانواده پردازنده SIMATIC S7 رونمایی کرد. این خانواده شامل سری های مختلف S7–200، S7–300 و همچنین پی ال سی های S7–400 بود. زیمنس در این طبقه بندی متناسب با پیچیدگی فرآیندها، سه خانواده مختلف پی ال سی را به بازار معرفی کرد. برای کاربردهای کوچک تا متوسط خانواده S7 – 200 معرفی شده بود. اما نیازهای روزافزون توسعه پذیری و ارتباطات سبب شد در سال 2009 نسل جدیدی از این پردازنده ها به بازار معرفی شود.
در این سال زیمنس از کنترل کننده های S7–1200 رونمایی کرد. قابلیت های گسترده این خانواده سبب شد خیلی زود جای خود را در صنایع مختلف باز کنند. این خانواده موفق و پرکاربرد به دلیل قابلیت های گسترده و قیمت مناسب در کنار عملکرد مطمئن و پایدار یک انتخاب ویژه برای کاربردهای کوچک تا متوسط اتوماسیون است. با مراجعه به لیست قیمت پی ال سی 1200 زیمنس می توانید قیمت آن را با نمونه های مشابه مقایسه کنید.
یکی از بارزترین شاخصه های خانواده 1200، طراحی ماژولار آن ها است. این قابلیت کمک می کند پی ال سی را متناسب با نیاز پروژه انتخاب کنید. حق انتخاب شما در این خانواده به قدری زیاد است که حتی انواع مختلفی از سی پی یو 1200 نیز به بازار عرضه شده است.
جزئیات بیشتر در مورد این کنترل کننده ها را در مقاله بررسی اجمالی پی ال سی 1200 ببینید.
بررسی ساختار ماژولار 1200
قبل از پرداختن به معرفی انواع سی پی یو 1200 زیمنس، لازم است با ساختار پی ال سی و نقش پردازنده در آن آشنا شویم. به صورت کلی عملکرد یک کنترل کننده صنعتی را می توان به مراحل زیر تفکیک کرد:
- دریافت سیگنال های فرمان و مقادیر اندازه گیری شده توسط سنسورها از طریق ورودی
- تطبیق ورودی ها با منطق تعیین شده توسط کاربر و تصمیم گیری در مورد وضعیت بعدی
- پیاده سازی تصمیمات اتخاذ شده در مدار از طریق کانال های خروجی
بنابراین یک کنترل کننده صنعتی ابتدا با منطق مورد انتظار برنامه ریزی می شود. سپس در هر لحظه ورودی های مختلف را دریافت و وضعیت مطلوب خروجی ها را تعیین می کند. پی ال سی 1200 با ساختاری ماژولار این عملکرد مورد انتظار را برآورده می کند. ساختار این پی ال سی را می توان به ماژول های زیر تقسیم کرد:
- ماژول تغذیه یا منبع تغذیه 1200
- ماژول پردازنده مرکزی یا CPU
- ماژول های ورودی و خروجی
- ماژول های ارتباطی استاندارد
هر کدام از این ماژول ها انواع مختلفی دارند. در ادامه به بررسی انواع سی پی یو 1200 زیمنس خواهیم پرداخت.
انواع سی پی یو 1200 زیمنس
به صورت کلی ماژول های پردازنده خانواده 1200 در 5 سری استاندارد زیر تولید می شوند. لازم به ذکر است برخی از سری ها نمونه های ایمن در برابر خطا نیز دارند.
- CPU 1211C
- CPU 1212C
- CPU 1214C
- CPU 1215C
- CPU 1217C
حرف C که در انتهای سری آمده است بیانگر طراحی کامپکت این ماژول ها است. یعنی هر کدام از این ماژول ها به تنهایی دارای الزامات اجرای اتوماسیون هستند و در صورت نیاز می توان به کمک سایر ماژول ها بر قابلیت های آن ها افزود. جدول زیر مقایسه کلی این پردازنده ها را نشان می دهد.
| CPU 1211C | CPU 1212C | CPU 1214C | CPU 1215C | CPU 1217C | |
| ابعاد (W x H x D) mm | 90 x 100 75 | 90 x 100 75 | 110 x 100 x 75 | 130 x 100 x 75 | 150 x 100 x 75 |
| مصرف انرژی | 8 تا 10 وات | 9 تا 11 وات | 12 تا 14 وات | 12 تا 14 وات | 12 وات |
| حافظه برنامه (WORK) | 50 کیلو بایت | 75 کیلو بایت | 100 کیلو بایت | 125 کیلو بایت | 150 کیلو بایت |
| حافظه داده (LOAD) | 1 مگابایت داخلی | 2 مگابایت داخلی | 4 مگابایت داخلی | 4 مگابایت داخلی | 4 مگابایت داخلی |
| حافظه نگهدارنده (Retentive) | 10 کیلو بایت | 10 کیلو بایت | 10 کیلو بایت | 10 کیلو بایت | 10 کیلو بایت |
| DI/ DO داخلی | 6 ورودی /4خروجی | 8 ورودی /6خروجی | 14 ورودی /10خروجی | 14 ورودی /10خروجی | 14 ورودی /10خروجی |
| AI/ AO داخلی | 2 ورودی/ 0 خروجی | 2 ورودی/ 0 خروجی | 2 ورودی/ 0 خروجی | 2 ورودی/ 2 خروجی | 2 ورودی/ 2 خروجی |
| تعداد ماژول ورودی/خروجی | 0 | 2 | 8 | 8 | 8 |
| تعداد ماژول شبکه | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| حافظه بیتی | 4096 بایت | 4096 بایت | 8192 بایت | 8192 بایت | 8192 بایت |
| ورودی های فرکانس بالا (High-speed counters) | Up to 6 (100/180 kHz) | Up to 6 (100/180 kHz) | Up to 6 (100/180 kHz) | Up to 6 (100 kHz) | Up to 6 (1 MHz) |
| خروجی های فرکانس بالا (Pulse outputs) | Up to 4 (100 kHz) | Up to 4 (100 kHz) | Up to 4 (100 kHz) | Up to 4 (100 kHz) | Up to 4 (1 MHz) |
| سرعت اجرای دستورالعمل بیتی | 0.08 μs/instruction | 0.08 μs/instruction | 0.08 μs/instruction | 0.08 μs/instruction | 0.08 μs/instruction |
سی پی یو 1211C
این مدل پایه 1200 حداقل حافظه و پورت های لازم برای برقراری ارتباط را دارد. این پردازنده 6 ورودی، 4 خروجی، 50 کیلوبای حافظه داخلی و 1 پورت پروفی نت را به صورت پیشفرض دارد. علاوه بر این می توانید یک سیگنال برد و سه ماژول شبکه CM را به آن متصل کنید. سری 1211 از انواع سی پی یو 1200 زیمنس است که علی رغم امکانات حداقلی، گزینه ای ایده آل برای پروژه های اتوماسیون کوچک و متوسط است. از جمله موارد کاربرد این پردازنده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل دستگاه های اتوماتیک ساده
- گرمایش و تهویه مطبوع در یک ساختمان Heating, Ventilating and Air Conditioning (HVAC)
CPU 1212C
PLC S7-1200 مدل 1212 از نظر ظاهری شبیه به 1211 است، با این تفاوت که در آن 8 ورودی و 6 خروجی در نظر گرفته شده است، حافظه آن 75 کیلوبایت است و قابلیت افزودن 2 سیگنال ماژول (SM) را دارد.
کوره های صنعتی که در صنایع مختلفی مانند فلزکاری، شیشه سازی و سرامیک سازی کاربرد دارند را می توان به کمک این سی پی یو کنترل کرد. این سری پردازنده 1200 قادر است دما، فشار و سایر پارامترهای عملیاتی کوره های صنعتی را کنترل کند. پشتیبانی از روش کنترل PID و امکان تنظیم دقیق دما و فشار از دیگر قابلیت های این سری 1200 است.
مدل CPU 1214C
برای کاربردهای اتوماسیون پیشرفته‌تر می توانید از سری 1214 پی ال سی 1200 استفاده کنید. این سری از انواع سی پی یو 1200 با 14 ورودی، 10 خروجی و 100کیلوبایت حافظه داخلی، قابلیت کنترل فرآیندهای نسبتا پیچیده را دارد. از جمله کاربردهای این سی پی یو ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جابجایی مواد
- کنترل پمپ‌ها
- مدیریت فرآیندهای کوچک
نقطه قوت مدل C1214 در ویژگی‌های پیشرفته کنترل PID و قابلیت‌های اضافی برای مدیریت سیستم‌های اتوماسیون بزرگ و نسبتا پیچیده است.
سری CPU 1215C
از انواع پی ال سی 1200 که برای کارهای بزرگ اتوماسیون مناسبند می توان به سری 1215 اشاره کرد. منظور از وظایف اتوماسیون بزرگ، کاربردهایی است که به سرعت پردازش بالا و قابلیت‌های ارتباطی پیشرفته نیاز دارند. از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستم‌های کنترل فرآیند پیچیده
- سیستم‌های کنترل حرکت
- سیستم‌های جابجایی مواد بزرگ
تعداد ورودی و خروجی های این سری نسبت به CPU 1214C تفاوت چشم گیری ندارد اما قابلیت های مهم دیگری به آن افزوده شده است. به طور مثال قابلیت کنترل از راه دور توسط مرورگر وب برای این سری در نظر گرفته شده است.
سی پی یو سری CPU 1217C
CPU 1217C نسبت به 1215 تعداد ورودی و خروجی بیشتری دارد و برای کارهای پیچیده تر مناسب است. علاوه بر این قدرت پردازش بالاتری دارد. اهمیت بالا بودن قدرت پردازش PLC در برنامه‌هایی که نیاز به جمع‌آوری سریع داده‌ها دارند بیشتر حس می شود. هر چه داده ها سریعتر جمع آوری شوند، دقت خروجی سیستم بالاتر است. سرعت بالای دستگاه در کنار دقت بالا باعث افزایش راندمان تولید می شود.
سی پی یو استاندارد یا ایمن
پی ال سی ها به عنوان مغز متفکر سیستم اتوماسیون، نقش مهمی در عملکرد صحیح سیستم دارند. با وجود اینکه عملکرد صحیح و بدون خطای PLC یک اصل در اتوماسیون صنعتی به حساب می آید، با این وجود در برخی موارد این موضوع از اهمیت بیشتری برخوردار است. در مکان‌هایی مانند سکوهای نفتی یا کارخانه‌هایی که اتفاقات قابل پیش بینی نیست و امکان وقوع حوادث خطرناک وجود دارد، داشتن یک لایه محافظ اضافی از اهمیت برخوردار است. به دلیل اهمیت بسیار بالای ایمنی در چنین کاربردهایی از CPU های ایمن در برابر خطا یا FAIL SAFE استفاده می شود.
در بین انواع سی پی یو 1200 زیمنس برخی نمونه ها به صورت ایمن نیز عرضه می شوند. نمونه های ایمن با حرف F که در سری آن ها گنجانده شده است شناخته می شوند. لازم به ذکر است مشخصات عملیاتی نمونه های ایمن مشابه سری استاندارد است. تنها تفاوت آن ها در لایه حفاظتی پیشرفته ای است که برای آن در نظر گرفته شده است. سری های ایمن سی پی یو 1200 عبارتند از:
- CPU 1212 FC
- CPU 1214 FC
- CPU 1215 FC
شما کدام یک از انواع سی پی یو 1200 زیمنس را برای پروژه خود انتخاب می کنید؟
نرم افزار S7-1200
نرم افزاری که برای پروگرام کردن این PLC مورد استفاده قرار می گیرد نرم افزار Siemens TIA Portal است که جز بسته اتوماسیون کاملا یکپارچه شده (TIA) زمینس است. نسخه این نرم افزار چند سال قبل منتشر شده و در حال حاضر نسخه چهارم آن در حال کار می باشد. در این زمان این نرم افزار می تواند برخی از پردازنده های مدل S7-300 و S7-400 را همانند مدل های S7-1200 و S7-1500 پروگرام کند. همچنین این نرم افزار HMI فعلی را یکپارچه می کند. و حتی می تواند فهرست درایو ها را افزایش دهد تا اتصال این دستگاه های کمکی به PLC ساده تر شود. این سیستم مبتنی بر نماد است. و درگ و دراپ در آن به راحتی انجام می شود. این نرم افزار برای S7-1200 از بلوک تابع و زبان ساختار یافته کنترلی پشتیبانی کند.
آموزش نرم افزار تیا پورتال ورژن 16 (افزودن PLC & HMI) را می توانید در این نوشته از پناپ مطالعه کنید.
نتیجه گیری
به طور کلی این مدل یک پردازنده کوچک با توانایی رقابت با بسیاری از سیستم های بزرگ قدیمی است. با توجه به وجود ویژگی های بسیار زیاد و هم چنین ورودی/خروجی های متعددی که در این دستگاه وجود دارد، ماژول CPU به تنهایی می توانند دستگاه های زیادی را بدون اضافه کردن حتی یک کارت الکتریکی اجرا کند. بسیاری از ویژگی های درون ساخت این دستگاه به صورتی است که می تواند با سایر سیستم های همکاری کند. و اغلب نیازمند سخت افزار جانبی برای انجام کار ها است. نرم افزار مهندسی زیمنس نسبت به سایر نرم افزار های قبلی کمی پیچیده تر شده است. اگر در جستجوی کنترل کننده ای کم هزینه با انعطاف و توان زیاد به همراه نام شناخته شده ای برای تضمین کیفیت آن هستید، PLC مدل سخت افزار S7-1200 زیمنس بهترین انتخاب خواهد بود.
ممنون عالی بود
مقایسه مرتب و خیلی خوبی بود لیکن کاش قابلیت های نرم افزاری هم مقایسه می شد