مقایسه S7–300 و S7–1500 ، بررسی شباهت ها و تفاوت ها

کنترل کننده های صنعتی به عنوان مغز متفکر یک سیستم اتوماسیون، نقش بسیار مهمی در اجرای دقیق و صحیح فرآیندها دارند. PLC ها انواع مختلفی دارند. حجم و میزان پیچیدگی برنامه در کنار سرعت اجرای مورد نیاز، نوع کنترل کننده صنعتی متناسب با برنامه را تعیین می کند.

در زمان انتخاب کنترل کننده صنعتی، مقایسه نمونه های در دسترس برای انتخاب بهترین گزینه ضروری است. در این مقاله به مقایسه S7 – 300 و S7 – 1500 زیمنس می پردازیم. با ما همراه باشید.

بررسی اجمالی

پی ال سی 300 و پی ال سی 1500 زیمنس از جمله اعضای خانواده بزرگ سیماتیک زیمنس هستند. هر دوی این کنترل کننده ها با طراحی ماژولار عرضه می شوند. هر دو PLC با طیف گسترده ای از ماژول های کاربردی قابل توسعه هستند و قطعات یدکی آن ها به راحتی در دسترس است.

سری SIMATIC S7-1500  زیمنس در سال 2012 به بازار عرضه شد. این PLC به عنوان جانشین مدل قدیمی PLC S7-300  معرفی شده است. اگرچه در بسیاری از کاربردهای می توان این دو کنترل کننده را با هم تعویض کرد، با این وجود نسل S7-1500 جدیدترین فناوری‌های آینده نگرانه را با سیستم اتوماسیون ادغام کرده است. بنابراین در مقایسه S7–300 و S7–1500 باید به تکنولوژی های به کار رفته در این کنترل کننده ها در کنار کارایی و … توجه کنیم.

خانواده S7-1500 به کمک پلتفرم جامع TIA Portal قابل برنامه ریزی و پیکره بندی است. این پلتفرم جامع نرم افزاری، در کنار برنامه ریزی و مدیریت PLC زیمنس، از برخی تجهیزات فشار ضعیف زیمنس نیز پشتیبانی می کند. این قابلیت پیکره بندی کلی سیستم را تسهیل می کند.

مقایسه S7–300 و S7–1500 در مشخصات عمومی

هر دو سری PLC S7-300 و S7-1500 از نظر شکل و اندازه مشابه و با طراحی ماژولار و قابل ارتقا ساخته شده اند. ماژول های مختلف پردازنده‌، ورودی/خروجی و ماژول‌های ارتباطی را می توان روی یک backplane استاندارد اضافه کرد که متناسب با پروژه ممکن است متفاوت باشد.

هر دو سری کنترل کننده قابلیت نصب حداکثر 32 ماژول توسعه را دارند. برای نصب این ماژول ها تنها به پایه دین ریل و صفحه پشتی نیاز خواهید داشت. سری 1500 دارای صفحه نمایش و صفحه کلید استاندارد است که امکان پیکربندی و تشخیص اولیه خطا بدون نیاز به صفحه نمایش خارجی را فراهم می کند.

مقایسه ماژول های پردازنده

ماژول های پردازنده وظیفه اصلی پردازش سیگنال های ورودی، مقایسه شرایط با منطق برنامه و کنترل خروجی های را بر عهده دارند. در کاربردهای مختلف به میزان متفاوتی از قدرت پردازنده و … نیاز داریم. به همین دلیل   PLC  های S7-300 و S7-1500 ماژول های پردازنده مختلفی دارند. تنوع CPU های موجود، امکان پیکره بندی کنترل کننده صنعتی بهینه متناسب با نیاز برنامه کاربردی را فراهم می کند.

هر دو سری 300 و 1500 زیمنس، سه سری مختلف CPU را ارائه می دهند که عبارتند از:

• سری استاندارد، برای برنامه های معمولی
• سری کامپکت (فشرده): برای برنامه هایی که فضا و هزینه مورد توجه است
• سری Fail-Safe (ایمن در برابر خطا): برای استفاده در برنامه های کاربردی حساس

انواع پردازنده S7-300 و کاربردهای آنها

جدول زیر یک نمای کلی از انواع پردازنده S7-300 و کاربرد هر کدام را نشان می دهد. لازم به ذکر است گزینه های دیگری نیز وجود دارند که در جدول فهرست نشده‌اند.

انواع پردازنده S7-1500 و کاربردهای آنها

جدول زیر یک نمای کلی از انواع پردازنده S7-1500 و کاربرد هر کدام را نشان می دهد. لازم به ذکر است گزینه های دیگری نیز وجود دارند که در جدول فهرست نشده‌اند.

مقایسه S7–300 و S7–1500 در سرعت پردازش

زیمنس در طراحی سری 1500 به بهبود سرعت پردازش توجه ویژه کرده است. سری 1500 از یک گذرگاه backplane  سریعتر با رابط استاندارد Profinet بهره می برد. در واقع سری 1500 نسبت یه سری 300 زمان واکنش کوتاه تر یا به عبارت دیگر قدرت پردازش بالاتری دارد. زمان پردازش کوتاه تر، عملکرد 1500 را نسبت به S7-300 به میزان قابل توجهی بهبود داده است.

سری 1500 از رابط Profinet  به روز شده  بهره می برد که قابلیت تکرارپذیری و دقت بیشتر را در بازه زمانی نانوثانیه فراهم می کند. در برنامه نویسی فرآیندهایی که سرعت بالایی ندارند، این موضوع تفاوت قابل توجهی ایجاد نمی کند، با این حال در برنامه هایی که سرعت اجرای بالایی دارند، مانند خطوط مونتاژ، سرعت پردازش بالاتر بسیار مفید است. نتیجه مقایسه S7–300 و S7–1500 در سرعت پردازش را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

برای برنامه هایی که سرعت پردازش بالایی مورد نیاز است، استفاده از سری 1500 ارجحیت دارد.

تعداد پورت پروفی نت

پروتکل استاندارد پروفی نت به منظور ارتباط بخش های مختلف سیستم اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرد. سرعت بالای انتقال داده در کنار امنیت ارتباط از جمله مزایای این پروتکل ارتباطی پرکاربرد است. سری 1500 و 300 زیمنس از ماژول های توسعه ارتباطی پشتیبانی می کنند. اما به دلیل محدودیت در تعداد ماژول قابل اتصال به پردازنده (حداکثر 31 ماژول)، وجود پورت های استاندارد روی ماژول پردازنده یک مزیت محسوب می شود. در مقایسه S7-300 و S7-1500 از منظر پروتکل های ارتباطی می توان به نکات زیر توجه کرد:

همه سری های CPU S7-1500 به دو پورت Profinet استاندارد مجهز هستند. درصورت نیاز می توانید پورت ها و پروتکل های ارتباطی را افزایش دهید. به عنوان یک قابلیت اضافی، می توان این پورت ها را به عنوان یک سوئیچ کوچک پیکربندی کرد. این قابلیت اتصال دستگاه های دیگر به PLC را بسیار راحت می کند. تعداد پورت و پروتکل ارتباطی ماژول های پردازنده سری S7-300 مختلف متفاوت است.

مقایسه S7–300 و S7–1500 از منظر هزینه

اگر چه در اجرای پروژه های اتوماسیون صنعتی، قیمت از اهمیت بالایی برخوردار نیست، با این وجود مقایسه قیمت سری های مختلف در برخی موارد راهگشاست. قیمت کنترل کننده های صنعتی S7-300 و S7-1500 در مدل های مشابه تفاوت چندانی ندارد.

اما اگر در کاربرد مورد نظر شما هزینه یک نگرانی عمده است، نسخه کامپکت S7-1500 را انتخاب کنید. این نسخه در مقایسه با CPU های استاندارد، تا 70 درصد در هزینه و همچنین تا 25 درصد در فضا صرفه جویی می کند. لازم به ذکر است این نسخه محدودیت هایی نیز دارد.

سایر مزایای S7-1500 نسبت به S7-300

تقریباً برای همه کاربردها، S7-1500 را می توان به جای S7-300 استفاده کرد. با این حال سری S7-1500 نسبت به S7-300 مزایای زیر را ارائه می دهد.

• صفحه نمایش استاندارد که امکان پیکربندی آسان (مانند آدرس دهی IP) بدون نیاز به برنامه نویسی یا ابزار جانبی را فراهم می کند.
• ارائه گزارش خطا به صورت اطلاعات متنی ساده که نیاز به جستجوی کد خطا را از بین می برد و منجر به کاهش زمان عیب یابی می شود.
• حافظه استاندارد متناسب با هر کاربرد بدون در نظر گرفتن صنعت مورد نظر.
• پشتیبانی از کارت حافظه انعطاف پذیر که به شما امکان می دهد کارت حافظه مناسب را برای کاربردهای مختلف انتخاب کنید. (می توانید تا 32 گیگابایت اطلاعات شامل داده ها و اسناد پروژه را روی کارت حافظه ذخیره کنید)
• عمر مفید طولانی 50000 ساعت
• ثبت کامل پیام های خطای سیستم حتی زمانی که CPU در حالت STOP است.
• دسترسی به تمام داده های عملیاتی با استفاده از ابزارهای آفیس و از طریق وب سرور.

جمع بندی

در این مقاله به مقایسه S7–300 و S7–1500 زیمنس پرداختیم. هر دو کنترل کننده S7-300 و S7-1500 سیستم‌های توانمند و اثبات شده‌ای هستند که راه‌حل‌های ماژولار، مقرون ‌به‌ صرفه و کاربردی را متناسب با نیازهای شما ارائه می‌دهند. در مواردی که یک سیستم در حال استفاده از PLC های S7-300 نیاز به گسترش یا جایگزینی دارد، ممکن است ادامه استفاده از سری S7-300 برای حفظ ثبات و توانایی استفاده از قطعات یدکی یکسان مطلوب باشد. اما در آینده، زیمنس به آرامی شروع به حذف S7-300 و جایگزینی SIMATIC S7-1500 خواهد کرد.

در حال حاضر، S7-1500 با قیمتی مشابه S7-300 ارائه می شود، اما مزایای سری 1500 باعث شده در پروژه های جدید به صورت گسترده مورد استفاده قرار بگیرد.