نمایندگی زیمنس ایران در این قسمت از دوره آموزشی پی ال سی S7-1500 به تشریح CPU، انواع آن، اجزای نمایشی، حالت های کاری مختلف و اتصالات تغذیه در این PLC زیمنس می پردازد. در ادامه با ما همراه باشید.

 

CPU در PLC S7-1500 نمایندگی زیمنس، وظایف و انواع آن:

همانطور که در قسمت های قبلی این دوره آموزشی اشاره کردیم در PLC S7-1500 زیمنس وظیفه CPU به دو مورد کلی تقسیم می شود یکی اجرای برنامه کاربر و دیگری فراهم کردن ولتاژ تغذیه. از ویژگی های بارز CPU S7-1500، می توان به وجود رابط منحصر به فرد شبکه پروفی نت به عنوان رابط اول هنگام شبکه‌بندی و توسعه سیستم اتوماسیون صنعتی اشاره کرد؛ همچنین نمایشگر این سیستم، انجام بسیاری از کارها را برای کاربر آسان می کند. CPU های پی ال سی S7-1500، به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

1. نوع استاندارد
2. نوع Compact
3. نوع Fail-safe
4. نوع Technology

 

CPU پی ال سی S7-1500 - نوع استاندارد:

 

 

مدل های مختلف CPU های نوع استاندارد در جدول پایین بیان شده اند. این نوع از CPU ها، برای انجام وظایف مختلف سیستم های اتوماسیون صنعتی کوچک، متوسط و بزرگ در شرایط محیطی عادی طراحی شده اند. شکل بالا یک نمونه CPU استاندارد با مدل CPU 1515-2PN را نشان می دهد.

 

مدل های مختلف CPU استاندارد PLC S7-1500
CPU 1515-2 PN	CPU 1513-1 PN	CPU 1511-1 PN
CPU 1518-4 PN/DP	CPU 1517-3 PN/DP	CPU 1516-3 PN

 

CPU پی ال سی S7-1500 - نوع Compact:

 

 

این نوع از CPU ها، برای وظایف سیستم های اتوماسیون صنعتی متوسط در شرایط محیطی عادی طراحی و در دو مدل زیر عرضه شده اند:

CPU 1511C 1-PN: این مدل دارای دو ماژول زیر است:

AI5/AO2: با قابلیت اتصال 5 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ

DI16/DO16: با قابلیت اتصال 16 ورودی دیجیتال و 16 خروجی دیجیتال

 

CPU 1512C 1-PN: این مدل CPU نیز مانند مدل قبلی (CPU 1511C -1PN) است، ولی دارای 3 ماژول AI5/AO2، DI16/DO16 و DI16/DO16 می باشد.

 

CPU های نوع Compact، به دلیل استفاده از ماژول های با ضخامت کم، طراحی مناسبی برای فضاهای کوچک دارند؛ این گروه از CPU های موجود در کاتالوگ سخت افزاری S7-1500، در نرم افزار STEP 7 V13 موجود نیستند و به منظور پیکربندی و برنامه نویسی  CPU های نوع Compact در پی ال سی S7-1500، به نصب نرم افزار STEP 7 V14 یا بالاتر نیاز است.

 

CPU پی ال سی S7-1500 - نوع Fail-Safe:

 

 

این نوع CPU ها نیز مانند CPU های نوع استاندارد و مطابق جدول زیر، دارای مدل های مختلفی می‌باشند. CPU های نوع Fail-safe به طور خاص، برای آن دسته از وظایف اتوماسیون صنعتی که نیاز به ایمنی بالایی دارند و باید در مناطق خطرناک Zone1 و Zone2 استفاده شوند، به کار می روند. درباره مناطق خطرناک در بخش بعدی توضیحاتی بیان می شود. در شکل بالا، یک نمونه CPU 1516F-3 PN/DP که از نوع Fail-safe می باشد، نشان داده شده است.

 

مدل های مختلف CPU نوع Fail-Safe در PLC S7-1500
CPU 1516F-3 PN/DP	CPU 1517F-3 PN/DP	CPU 1518F-4 PN/DP
CPU 1511F-1 PN	CPU 1513F-1 PN	CPU 1515-2 PN

 

CPU پی ال سی S7-1500 - نوع Technology:

 

 

این نوع، جدیدترین CPU عرضه شده توسط شرکت زیمنس می باشد که به طور خاص، برای اجرای وظایف اتوماسیون صنعتی پیشرفته طراحی شده است. شایان ذکر است، پیکربندی و برنامه نویسی این نوع از CPU ها، توسط نرم‌افزار STEP 7 TIA Portal V14 انجام می شود. مدل های مختلف این نوع CPU در جدول زیر نمایش داده شده است:

 

مدل های مختلف CPU نوع Technology در PLC S7-1500
CPU 1517TF-3 PN/DP	CPU 1517T-3 PN/DP	CPU 1515T-2 PN/DP	CPU 1511T-1 PN

 

بررسی کلی CPU 1516-3 PN/DP:

حال به بررسی کلی یک ماژول CPU 1516-3 PN/DP می پردازیم. در این جا از میان انواع مختلف CPU های PLC S7-1500، به بررسی CPU نوع استاندارد پرداخته شده است. مشخصات فنی این CPU را از طریق فایل زیر دانلود کنید:

 

دانلود مشخصات فنی CPU 1516-3 PN/DP (6ES7516-3AN01-0AB0)

 

اجزای نمایشی و اپراتوری CPU در PLC S7-1500 نمایندگی زیمنس

هر CPU دارای یک پانل یا صفحه رابط بیرونی با قابلیت اتصال است. این پانل به دلیل داشتن یک صفحه نمایش، به نمایشگر CPU S7-1500 نیز معروف است و دارای امکانات مختلفی، از جمله سیستم تشخیص خطا با قابلیت نمایش علت آن به صورت یک متن ساده می باشد که باعث راحتی کار با آن می شود. در ادامه به بررسی اجزای نمایشی (نمایشگر و چراغ های LED) و همچنین اجزای اتصالی و اپراتوری مربوط به این CPU می پردازیم:

الف) اجزای موجود روی پانل CPU S7-1500: این اجزا مطابق شکل پایین شامل نمایشگر و چراغ های LED می باشند که از نمای مقابل CPU قابل مشاهده اند و عبارتند از:

1. چراغ های LED: این چراغ ها وظیفه نمایش وضعیت کاری فعلی CPU را بر عهده دارند که شامل چراغ های Error،  Run/Stop و Maint می باشند.
2. صفحه نمایش: این صفحه نمایش امکانات پیشرفته ای دارد که به کاربر برای تسهیل بسیاری از کارها از جمله عیب یابی سیستم اتوماسیون کمک می کنند.
3. دکمه های کنترل اپراتوری: این دکمه ها امکان کار با صفحه نمایش و گزینه های موجود در آن را برای کاربر فراهم می کنند.

 

 

ب) اجزای اتصالی و اپراتوری CPU S7-1500: اجزای اتصالی و اپراتوری این CPU، به دو گروه زیر تقسیم می شوند:

1- اجزای موجود در پشت CPU: شکل پایین، اجزای اتصال واقع در پشت CPU 1516-3 PN/DP را نشان می‌دهد که عبارتند از:

1. سطح تماسی محافظ: این قسمت از ساختمان CPU هنگام نصب روی ریل محافظت می کند.
2. کانکتورهای Backplane Bus: به کمک این قسمت ها می توان CPU را به سایر ماژول ها متصل کرد.
3. پیچ: از پیچ های موجود، برای ثابت کردن ماژول استفاده می شود.

 

2- اجزای موجود در زیر پانل نمایشگر CPU: اجزای اتصالی و اپراتوری CPU 1516-3 PN/DP که در زیر پانل قرار گرفته اند، در شکل زیر نشان داده شده اند. این اجزا عبارتند از:

1. LEDها: این LEDها در حالت بسته بودن پانل نمایشگر نیز نشان داده می شوند و وضعیت کاری فعلی CPU را نشان می دهند.
2. کانکتور اتصال به پانل: از طریق این کانکتور می توان پانل نمایشگر را به CPU متصل کرد و بالعکس.
3. محل قرارگیری کارت حافظه: در این قسمت کارت حافظه (SIMATIC Memory Card) در CPU وارد می‌شود.
4. دکمه انتخاب کننده حالت (Mode Selector): به کمک این دکمه کاریر می تواند حالت های مختلف CPU از جمله STOP، RUN و MRES را تعیین کند.
5. چراغ های LED: این چراغ ها وضعیت فعلی ارتباط ایجاد شده توسط شبکه صنعتی پروفی نت را نشان می دهند.
6. رابط های شبکه صنعتی پروفی نت: هر رابط دارای یک MAC address می باشد و هر پورت نیز MAC address مربوط به خودش را دارد؛ بنابراین، CPU 1516-3 PN/DP دارای پنج MAC address می باشد که در این قسمت نشان داده می شوند.
7. رابط X3: از طریق این پورت، ارتباط با شبکه صنعتی پروفی باس برقرار می شود.
8. رابط های X2/X1: از این پورت ها برای برقراری ارتباط CPU با شبکه پروفی نت استفاده می شود. رابط X1 دارای دو پورت و رابط X2 دارای یک پورت است و هر کدام از این پورت ها، دارای یک آدرس IP است که در نرم افزار تعیین می شود.
9. کانکتور چهارپل: از طریق این قسمت می توان تغذیه ورودی CPU را به آن متصل کرد.
10. پیچ: پیچ های قرار گرفته در این قسمت برای ثابت کردن CPU روی ریل به کار می روند.

 

 

حالت های کاری مختلف CPU  پی ال سی S7-1500 نمایندگی زیمنس

حالت های کاری CPU توسط کاربر و از طریق سوئیچ Mode Selector تعیین می شوند. حالت های مختلف این سوئیچ عبارتند از:

RUN (اجرا): در این حالت، حالت اجرای CPU فعال و برنامه کاربر به صورت سیکلی اجرا می گردد.

STOP (توقف): با تغییر حالت کاری CPU از حالت اجرا به حالت توقف، برنامه کاربر که در حال اجرا است، به حالت توقف در می آید و تا زمانیکه کاربر حالت کاری CPU را به حالت اجرا تغییر نداده است، در این حالت باقی می‌ماند.
مواری که ممکن است عملیات راه اندازی را لغو کنند و باعث توقف CPU شوند، یعنی بدون تغییر حالت دکمه Mode Selector، باعث توقف CPU گردند، عبارتند از:
1- رخ دادن خطا در طول راه اندازی
2- فقدان کارت حافظه استاندارد (SIMATIC Memory Card) CPU در محل مربوط به آن روی CPU
3- عدم انتقال (دانلود) اطلاعات سخت افزاری سیستم اتوماسیون پروژه (پیکربندی) به CPU

STARTUP (راه اندازی): با تغییر حالت کاری CPU به حالت اجرا، ابتدا CPU در حالت راه اندازی قرار می‌گیرد و سپس به حالت اجرا می رود. در حالت راه اندازی، یک بلوک برنامه نویسی که برای این حالت در نظر گرفته شده است، اجرا می شود. می توان یک برنامه دلخواه در بلوک مذکور نوشت یا آن را بدون برنامه نیز قرار داد.