انواع PLC زیمنس بر اساس ساختار و کاربرد

معرفی PLC زیمنس و نقش آن در اتوماسیون صنعتی

PLC به‌ عنوان یکی از مهم‌ ترین اجزای سیستم‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی، نقشی کلیدی در افزایش دقت، سرعت و بهره‌ وری فرآیندها دارد. این کنترل‌ کننده‌های منطقی برنامه‌ پذیر با پایداری بالا، دقت عملکردی عالی و قابلیت برنامه‌ نویسی انعطاف‌ پذیر، امکان کنترل هوشمند تجهیزات و خطوط تولید را فراهم می‌کنند.به‌ طور خلاصه، PLC یا Programmable Logic Controller نوعی رایانه صنعتی است که وظیفه کنترل خودکار ماشین‌ آلات و فرآیندهای مختلف را برعهده دارد. این سیستم‌ها جایگزین مدارهای رله‌ای سنتی شده‌اند و با ویژگی‌هایی مانند:

• سرعت پردازش بالا،
• دقت در شرایط صنعتی سخت،
• و قابلیت توسعه و گسترش آسان،

ویژگی‌ها و مزایای استفاده از PLC زیمنس

محبوبیت و گستردگی استفاده از کنترلرهای زیمنس به دلیل کیفیت بالا، نرم‌ افزار جامع و سازگاری با فناوری‌های جدید است. در ادامه، مهم‌ترین مزایای این کنترلرها را بررسی می‌کنیم:

•  کیفیت ساخت و دوام بالا
•  انعطاف‌ پذیری در طراحی و توسعه
• ارتباط و شبکه‌ سازی قدرتمند
• نرم‌ افزار مهندسی یکپارچه (TIA Portal)
•  قابلیت‌های هوشمند

زیمنس برای پاسخ‌ گویی به نیاز صنایع مختلف، مدل‌های متنوعی از کنترلرها را طراحی کرده است. هر نوع از این PLCها بر اساس ساختار سخت‌ افزاری، سطح ایمنی و نوع پروژه، کاربرد متفاوتی دارد. در ادامه با مهم‌ ترین انواع آن‌ها آشنا می‌شویم:

 پی ال سی Compact 

طراحی یکپارچه در پی ال سی Compact زیمنس به این معناست که CPU، منبع تغذیه و ورودی/خروجی‌ها همگی در یک بدنه قرار گرفته‌اند. این ساختار موجب کاهش هزینه‌ها، اشغال فضای کمتر و سهولت نصب می‌شود.کاربرد: پروژه‌های کوچک و متوسط، ماشین‌ آلات بسته‌ بندی و خطوط ساده تولید.سری‌های شاخص:LOGO! برای کاربردهای سبک یا خانگی،S7-1200 برای پروژه‌های صنعتی کوچک و متوسط با قابلیت شبکه‌ سازی.

PLC مدولار 

در مدل‌های مدولار، اجزای مختلف سیستم مانند CPU، منبع تغذیه و ماژول‌های I/O به‌صورت جداگانه نصب می‌شوند. این ساختار، انعطاف‌ پذیری بالایی دارد و امکان ارتقا یا افزودن ماژول‌ها را در آینده فراهم می‌کند.سری‌های شناخته‌ شده:S7-300 و S7-400 (نسل کلاسیک)،S7-1500 (نسل جدید با سرعت پردازش بالا و امنیت داخلی)،این مدل‌ها گزینه‌ای ایده‌ آل برای خطوط تولید پیچیده و کارخانه‌های بزرگ هستند.

پی ال سی Fail Safe 

در کاربردهایی که ایمنی نقش حیاتی دارد، استفاده از پی ال سی Fail Safe زیمنس بهترین انتخاب است. این کنترلرها با مدارهای دوگانه و سیستم‌های نظارت بر خطا طراحی شده‌اند تا در شرایط اضطراری، تجهیزات را به حالت ایمن منتقل کنند.کاربرد: صنایع خودروسازی، آسانسور، پتروشیمی و سایر سیستم‌های حساس.سری‌های مهم:S7-1200F وS7-1500F و ET 200SP Fail Safe

 پی ال سی IFM زیمنس 

استفاده از پی ال سی IFM زیمنس برای پروژه‌هایی مناسب است که نیاز به ماژول‌های عملکردی داخلی دارند؛ مانند شمارنده‌های سرعت بالا، ورودی‌های آنالوگ یا خروجی‌های ترانزیستوری. این ساختار موجب کاهش نیاز به ماژول‌های جانبی، ساده‌تر شدن سیم‌کشی و صرفه‌جویی در فضا می‌شود.نمونه سری‌ها: S7-300 IFM و S7-1200 IFM این نوع PLC برای ماشین‌ آلات بسته‌ بندی و خطوط مونتاژ سریع بسیار کاربردی است.

 PLC توزیع‌ شده 

در سیستم‌های گسترده که تجهیزات در نقاط مختلف پراکنده‌اند، استفاده از PLCهای توزیع‌ شده بهترین گزینه است. در این ساختار، کنترلرها در نزدیکی تجهیزات نصب می‌شوند تا کابل‌ کشی کاهش یابد و سرعت ارتباط افزایش یابد.ارتباط شبکه‌ای: از طریق PROFINET و PROFIBUS با کنترلر مرکزی.سری‌های پرکاربرد:ET 200SP وET 200 Pro و ET 200 Fail Safe این مدل‌ها به‌ ویژه در کارخانه‌های بزرگ و خطوط تولید چندایستگاهی استفاده می‌شوند.

 PLC کنترل حرکت 

این نوع کنترلر برای کنترل دقیق حرکت موتورها و سرووها طراحی شده است و در ماشین‌ آلات CNC، دستگاه‌های چاپ و ربات‌ها کاربرد دارد.سری‌های شاخص:S7-1500T و S7-1500 Motion این کنترلرها با پشتیبانی از برنامه‌ ریزی محورهای حرکتی و تنظیم سرعت و شتاب، دقت تولید را به میزان چشمگیری افزایش می‌دهند.

 PLC نرم‌ افزاری و افزونه‌ای 

در پروژه‌هایی که نیاز به پایداری بالا یا انعطاف نرم‌افزاری وجود دارد، از این نوع استفاده می‌شود. در نوع Software PLC، کنترل مستقیماً روی کامپیوتر صنعتی اجرا می‌شود.اما در نوع Redundant، دو CPU به‌صورت هم‌ زمان کار می‌کنند تا در صورت خرابی یکی، دیگری بلافاصله جایگزین شود.نمونه‌ها:SIMATIC S7-1500 Software Controller و S7-1500R (با زمان سوئیچ حدود ۳۰۰ میلی‌ثانیه) و S7-1500H (Hot Standby) با زمان سوئیچ سریع‌ تر، حدود ۵۰ میلی‌ثانیه. این مدل‌ها برای نیروگاه‌ها و صنایع حیاتی با نیاز به عملکرد ۲۴/۷ مناسب‌اند.

 پی ال سی Standard زیمنس

در تقسیم‌ بندی رسمی، پی ال سی Standard زیمنس به مدل‌های پایه‌ای اشاره دارد که فاقد قابلیت‌های ایمنی ویژه (Fail Safe) هستند، اما از نظر عملکرد و پایداری در سطح بالایی قرار دارند. این دسته از کنترلرها — مانند S7-1200، S7-1500 و S7-300 در نسخه‌های استاندارد به دلیل سادگی، قیمت مناسب و کارایی قابل اعتماد، گزینه‌ای ایده‌ آل برای پروژه‌های عمومی و کاربردهای صنعتی سبک محسوب می‌شوند.

جمع‌ بندی و انتخاب PLC مناسب

زیمنس با تولید مجموعه‌ای گسترده از کنترلرها، امکان انتخاب دقیق بر اساس نوع پروژه را فراهم کرده است. برای انتخاب بهترین مدل باید عواملی مانند حجم پروژه، میزان ایمنی، سرعت پردازش و قابلیت توسعه آینده را در نظر گرفت.

به‌ طور خلاصه:

• S7-1200 و LOGO زیمنس برای پروژه‌های کوچک و کاربردهای سبک گزینه‌ای اقتصادی و قابل اعتمادند.
• S7-1500 برای سیستم‌های پیشرفته با نیاز به امنیت و سرعت بالا توصیه می‌شود.
• مدل‌های Fail Safe برای فرآیندهای حساس و ایمنی‌ محور ضروری‌اند.
• و مدل‌های Distributed یا Redundant برای شبکه‌های گسترده و سیستم‌های حیاتی بهترین انتخاب هستند.

در نهایت، بهره‌ گیری از PLC زیمنس به معنای دستیابی به کنترل دقیق‌تر، بهره‌ وری بیشتر و همگامی با فناوری‌های نوین در مسیر تحول دیجیتال صنایع است.