PLC 1200 زیمنس یک کنترل کننده منطقی بسیار محبوب در صنعت است. دلیل این محبوبیت قدرت پردازش ، امکان استفاده از ماژول های توسعه و قابلیت های گسترده عملیاتی این کنترل کننده صنعتی است. همین ویژگی هاست که 1200 را مناسب استفاده در پروژه های کوچک و متوسط کرده است.
یکی از ماژول های توسعه ای پرکاربرد و با اهمیت این PLC ماژول های ارتباطی PLC 1200 است. ماژول های ارتباطی امکان تبادل داده با اجزای مختلف شبکه و سایر پردازند ها را فراهم می آورند. در این محتوا به معرفی انواع ماژول های ارتباطی PLC 1200 زیمنس خواهیم پرداخت.
مقدمه ای بر PLC 1200 زیمنس
PlC 1200 یکی از اعضای خانواده سیماتیک زیمنس است. سری 1200 در سال 2009 جایگزین PLC های سری S7 – 200 زیمنس شدند. این پی ال سی ها قدرت پردازش بالایی دارند و به منظور اجرای پروژه های ساده اما دقیق اتوماسیون به کار گرفته می شوند. پی ال سی 1200 زیمنس به دو صورت ماژولار و کامپکت طراحی و به بازار عرضه می شود. سری کامپکت طراحی جمع و جوری و قابلیت های مشخصی دارد، اما در طراحی مدل های ماژولار شرایط توسعه امکانات مدل پایه در نظر گرفته شده است.
یکی از قابلیت های 1200 زیمنس، پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی مختلف است. با توجه به اهمیت ارتباط پی ال سی با بخش های مختلف سیستم به منظور اجرای فرآیندها، تبادل داده بین پی ال سی و سایر تجهیزات ضروری است. در مقاله پروتکل های ارتباطی 1200 زیمنس به بررسی انواع پروتکل هایی که توسط این پی ال سی پشتیبانی می شوند پرداختیم. ماژول CPU این کنترل کننده صنعتی به صورت پیشفرض دارای یک پورت ارتباطی پروفی نت است.
اما در صورتی که یناز به ارتباط با سایر پروتکل ها دارید، لازم است از ماژول های ارتباطی PLC 1200 بهره ببرید. بسته به نوع پروتکل که می خواهید با آن ارتباط برقرار کنید، نوع ماژول ها متفاوت خواهد بود. با من همراه باشید تا این ماژول ها را مرو دبررسی قررا دهیم.
انواع ماژول های ارتباطی PLC 1200
در طراحی ماژولار پردازنده، حافظه و یک سری از نیاز های حداقلی در ماژول CPU تعبیه می شود. عموما تعداد حداقلی ورودی و خروجی و یک پورت ارتباطی بر روی ماژول بیسیک در نظر گرفته می شود. در PLC 1200 یک رابط اترنت داخلی (PROFINET) به صورت پیشفرض در نظر گرفته شده است.
برای دسترسی به سایر شبکه های ارتباطی نیاز به استفاده از ماژول ارتباطی PLC 1200 زیمنس داریم.
پروفی باس و اترنت پروتکل های ارتباطی هستند که هر کدام ماژول های ارتباطی منحصر به فردی برای اتصال پی ال سی 1200 به شبکه دارند.
ماژول های توسعه ارتباطی توسعه 1200برای اتصال به شبکه اترنت عبارتند از:
- CP 1243-1
- CSM 1277 unmanaged
ماژول های ارتباطی 1200برای اتصال به شبکه پروفی باس عبارتند از:
- CM 1242-5
- CM 1243-5
هر پروتکل ارتباطی متشکل از دو بخش زیرساخت ارتباطی و استاندارد انتقال داده است. این موضوع سبب شده است پروتکل های متفاوت روی بستری یکسان قابل پیاده سازی باشند. این به آن معناست که هرکدام از ماژول های ارتباطی 1200 می توانند برای پروتکل های مختلف مورد استفاده قرار بگیرند. در ادامه با هر یک بیشتر آشنا می شویم.
ماژول های ارتباط PLC 1200با اترنت
اگر نیازمند ارتباط پی ال سی 1200 با شبکه اترنت هستید، می توانید از ماژول های زیر برای این منظور بهره ببرید:
ماژول ارتباطی CP 1243-1
ماژول ارتباطی CP 1243-1 ، یک ماژول تله متری است. منظور از تله متری اندازه گیری و سنجش پارامتر های خاص (مانند فشار، دما، ضربان قلب ) از راه دور و ارسال آن از طریق کانال ارتباطی به قسمت دیگری است. ماژول تله متری CP 1243-1 از طریق پورت RJ45 امکان ارتباط پی ال سی 1200 زیمنس با مرکز کنترل را فراهم می کند.
این ماژول ارتباطی PLC 1200 امکان ارتباط با پروتکل های کنترل از راه دور (DNP3، IEC 60870، TeleControl Basic) را فراهم می آورد. لازم به ذکر است این ماژول مخصوص استفاده در شبکه های مبتنی بر IP است.
این ماژول را با نام ماژول نظارت و امنیت شبکه زیمنس نیز می شناسیم. این ماژول دارای Firewall بوده و از VPN پشتیبانی می کند. امکان استفاده از این ماژول با فیلم پلیمری ویژه (conformal coating) در بازه دمایی -40 درجه تا +70 درجه سانتی گراد نیز وجود دارد.
ماژول ارتباطی CP 1243-1 زیمنس را می توان در مکان هایی با ارتفاع حداکثر 5000 متر از سطح دریا بدون اختلال در عملکرد مورد استفاده قرار داد. نرخ تبادل داده این ماژول ارتباطی بین 10 تا 100 مگابیت بر ثانیه است. شکل زیر نمونه ای از ارتباط این ماژول با پی ال سی را نشان می دهد.
قابلیت های CP 1243-1
- ارسال خودکار ایمیل های هشدار
- دارای پایگاه داده ایمن با ظرفیت بافر 64000 عدد
- پشتیبانی از SINEMA Remote Connect با پیکربندی خودکار
- سیگنالینگ LED تنظیم شده به منظور تشخیص سریع و آسان وضعیت
- قاب فشرده صنعتی متناسب با طرح S7-1200 برای نصب آسان بر روی ریل
- راه اندازی سریع و پیکربندی آسان با استفاده از نرم افزار STEP 7
مزایای ماژول ارتباطی CP 1243-1
با استفاده از این ماژول ها از مزایای زیر بهره مند خواهید شد:
- امنیت داده ها: این ماژول ارتباطی PLC 1200 دارای بافری بزرگ با ظرفیت چندین هزار مقدار داده است. این قابلیت امنیت داده را بهبود داده و جلوی از دست رفتن داده را می گیرد.
- درج برچسب زمان تمام اتوماتیک: به منظور انجام صحیح بایگانی داده‌های فرآیند در سیستم کنترل، تمام فریم‌های داده در محل مبدأ خود برچسب زمانی می خورند.
- ارتباط سریع و انعطاف پذیر: این ماژول قادر است با سرعت بالا وضعیت آلارم‌ها و مقادیر فرآیند را برای اپراتور ارسال کند. از سوی دیگر اپراتور می‌تواند در هر زمان با وارد کردن دستورات یا نقاط تنظیم بر کنترل فرآیند تأثیر بگذارد.
- مهندسی ساده و کم هزینه: انتقال دوره ای یا کنترل‌دائم اندازه‌گیری‌ها، نقاط تنظیم یا آلارم‌های این ماژول ارتباطی PLC 1200 را می‌توان تنها در چند مرحله و بدون هیچ تلاش برنامه‌نویسی اجرا کرد.
- تشخیص از راه دور: امکان برقراری ارتباط و تشخیص از راه دور سبب صرفه جویی در هزینه های رفت و آمد و نگهداری می شود. این ماژول را می توان از راه دور برنامه ریزی کرد. عملیات برنامه ریزی، تشخیص، کنترل و نظارت بر عملکرد از طریق اینترنت انجام می شود.
- امنیت بالای اطلاعات: این ماژول قادر است شبکه های انتقال داده کارخانه را در برابر دسترسی غیرمجاز ایمن کند. از جمله قابلیت های این ماژول در این زمینه می توان به احراز هویت ایستگاه های شبکه، رمزگذاری داده ها (VPN) و بررسی یکپارچگی داده ها اشاره کرد.
ماژول ارتباطی CSM 1277 unmanaged
ماژول کامپکت سوئیچ CSM 1277 به منظور اتصال SIMATIC S7-1200 به اترنت صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماژول با نام سوئیچ SCALANCE نیز شناخته می شود. بر روی ماژول CSM 1277 چهار پورت RJ45 تعبیه شده است که امکان اتصال آن را به شبکه اترنت صنعتی فراهم می آورد.
این ماژول با استفاده از سوئیچ، امکان اتصال SIMATIC S7-1200 به شبکه اترنت صنعتی را با توپولوژی های خطی ، درختی یا ستاره ای فراهم می آورد.
استفاده از ماژول ارتباطی CSM 1277 راه حل نسبتا کم هزینه ای برای پیاده سازی شبکه های اترنت کوچک و محلی است. با استفاده ازکانکتورهای استاندارد RJ45 بدون مشکل و به راحتی امکان اتصال 1200 به شبکه فراهم می شود.
مزایای ماژول ارتباطی CSM 1277
- صرفه جویی در هزینه های نصب و فضا در مقایسه به برخی از شبکه های دیگر
- راه اندازی سریع و عدم نیاز به پیکربندی
- با وارد کردن CSM های دیگر، شبکه به سرعت امکان توسعه دارد
ماژول های ارتباطی PLC 1200با شبکه پروفی باس
اگر نیاز به ارتباط 1200 با شبکه پروفی باس دارید، می توانید از ماژول های زیر استفاده کنید:
ماژول ارتباطی CM 1242-5
CM1242-5 جهت اتصال PLC 1200 به عنوان DP slave به شبکه پروفی باس مورد استفاده قرار می گیرد. این ماژول ارتباطی PLC 1200 به عنوان یک دروازه بین شبکه پروفی نت و پروفی باس ارتباط برقرار می کند. شکل زیر نمونه ای از این ماژول ها را نشان می دهد.
این ماژول مطابق با استاندارد IEC 61158 نقش Slave DPV1 را در شبکه پروفی باس می پذیرد. ماژول ارتباطی CM 1242-5 در زمان تعویض نیازی به کابل برنامه ریزی PGندارد.
تغذیه ماژول CM 1242-5 به صورت مستقیم از طریق گذرگاه backplane تامین می شود. بدین ترتیب نیازی به کابل کشی اضافی نیست. این ماژول با استفاده از نرم افزار STEP 7 به راحتی پیکربندی شده و سرعت راه اندازی آن بالاست. قاب استاندارد صنعتی این ماژول با پی ال سی S7-1200 سازگار است و در کنار آن بر روی ریل DIN نصب می شود.
لازم به ذکر است زیمنس نسخه SIPLUS این ماژول ارتباطی PLC 1200 را نیز عرضه کرده است. این نسخه ها به منظور استفاده در محیط های خشن و شرایط کاری سخت (دمای بالا، رطوبت بالا و … ) طراحی شده اند. شکل زیر نمایی از این ماژول در یک شبکه صنعتی را نشان می دهد.
مزایای ماژول ارتباطی CM 1242-5
- این ماژول مبتنی بر شبکه پروفی باس است در نتیجه سیم کشی آن ثابت و به سخت افزار کمتری نیاز دارد.
- نیاز به سخت افزار کمتر، هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد
- امکان پاسخ سریع به عیوب احتمالی به دلیل پشتیبانی از گزینه های تشخیصی
- اتصال مستقیم SIMATIC S7-1200 به PROFIBUS بدون نیاز به منبع تغذیه اضافی
- اجرای کم هزینه راه حل های اتوماسیون مبتنی بر PROFIBUS
- راه اندازی سریع، بدون نیاز به برنامه نویسی اضافه
ماژول ارتباطی CM 1243-5
ماژول ارتباطی CM 1243-5 برای ارتباط PLC 1200 با شبکه پروفی باس در نقش DP Masterبه کار گرفته می شود. هر ماژول CM 1243-5 قابلیت مدیریت حداکثر 16 DP Slave را به صورت همزمان دارد.
از این ماژول ارتباطی PLC 1200 همچنین می توان جهت برقراری ارتباط 1200 با سایر نمونه های پی ال سی زیمنس استفاده کرد.
ماژول ارتباطی CM 1243-5 به دستگاه های PG و اپراتورها این امکان را می دهد تا به صورت مستقیم و از طریق کابل PROFIBUS به PLC 1200 متصل شوند. در زمان تعویض نیازی به کابل برنامه ریزی PG وجود ندارد. سرعت انتقال اطلاعات CM 1243-5 مطابق با استاندارد پروفی باس از 9.6 کیلوبیت بر ثانیه تا 12 مگابیت بر ثانیه است.
لازم به ذکر است ماژول ارتباطی CM 1243-5 نسخه SIPLUS نیز توسط زیمنس عرضه شده است. در پایان یادآور می شود انتخاب ماژول های ارتباطی PLC 1200 مستقیما با نیازهای ارتباطی پروژه در ارتباط است. بسته به نیازهای پروژه می توانید از بین گزینه های موجود نسبت به انتخاب مناسب اقدام کنید.