زیمنس سیماتیک، نمایندگی زیمنس ایران انواع ماژول های PLC S7-1500 را آموزش می دهد. در قسمت نهم از آموزش های پی ال سی S7-1500 زیمنس ماژول های خروجی دیجیتال (DQ) را بررسی نموده است. هم اکنون در قسمت دهم از آموزش به مبحث ماژول ورودی آنالوگ (AI) پرداخته است. زیمنس سیماتیک نمایندگی رسمی زیمنس آلمان در ایران 

 

ماژول ورودی آنالوگ (AI)

در یک فرآیند صنعتی، کمیت های فیزیکی مانند فشار، سطح و دما پس از اندازه گیری توسط حسگرهای مربوط، به کمیت‌های الکتریکی مانند جریان و ولتاژ تبدیل می شوند. سپس این جریان یا ولتاژ خروجی، از طریق اتصال حسگرها به ماژول AI، وارد ماژول های آنالوگ ورودی (Analog Input) می شوند. پس از آن، این جریان یا ولتاژ آنالوگ توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال ماژول AI، به یک مقدار دیجیتال با دو حالت صفر و یک (با قالب 16 بیتی) که برای CPU قابل فهم است، تبدیل می شود. تصویر زیر، یک ماژول AI 8xU/I HS را نشان می دهد.

 

ماژول های ورودی آنالوگ نیز مانند ماژول های IO دیجیتال، دارای دسته بندی های مختلفی به شرح زیر می باشند:

• انواع ماژول AI از لحاظ عرض ماژول: مطابق مطالب گفته شده برای ماژول های DI و DQ می باشد و از توضیح مجدد آن در این بخش صرف نظر می کنیم.
• انواع ماژول AI از لحاظ نوع و تعداد کانال های ورودی ماژول: ماژول های ورودی آنالوگ از لحاظ نوع ورودی دارای انواع مختلفی می باشند که بسته به ماژول، انواع مختلفی از ورودی ها از قبیل ولتاژی، جریانی، توموکوپل (TC) و  RTD را پوشش می دهند.
• AI 8xU/I/RTD/TC ST: ماژول AI دارای هشت کانال می باشد و از ورودی های ولتاژی، جریانی، ترموکوپل و RTD پشتیبانی می کند.

AI 8xU/I HS: ماژول AI دارای هشت کانال می باشد و از ورودی های ولتاژی و جریانی پشتیبانی می کند.

 

اجزای نمایشی ماژول AI

اجزای نمایشی ماژول AI 8xU/I HS را نشان می دهد که عبارتند از:

 

 

 

• چراغ های CHx: به منظور نمایش وضعیت فعلی کانال مربوط (وضعیت عادی یا دارای خطا) به کار می روند و در حالت های مختلف به رنگ سبز یا قرمز در می آیند.
• چراغ PWR: این چراغ، اتصال یا عدم اتصال ولتاژ تغذیه ماژول را نمایش می دهد و در حالت روشن، سبز رنگ است.

 

 

اتصالات تغذیه و سیم بندی ماژول AI

اتصالات ماژول ها آنالوگ از جمله ماژول AI، با سایر ماژول های IO مانند DI کمی متفاوت می باشد. 

                                         

1. گیره محافظ
2. روکش برداشته شده کابل (تقریباً در حدود 20 میلی متر)
3. بست کمربندی
4. سیم های سیگنال؛ برای اتصال ورودی های آنالوگ
5. کانکتور جلویی
6. المان منبع تغذیه (Power Supply Element)
7. قلاب محافظ (Shielding Bracket)
8. کابل اتصال تغذیه ورودی ماژول؛ با اتصال کابل مربوط به المان منبع تغذیه، تغذیه ورودی ماژول AI فراهم می شود.

 

آماده سازی کانکتور جلویی ماژول AI

در این بخش، با استفاده از مراحلی که در ادامه بیان می شوند، کانکتور جلویی را با کمک اجزای اتصالی محافظ، برای سیم‌بندی و اتصال ورودی های آنالوگ مربوط آماده می کنیم.

برای این منظور مراحل زیر را طی کنید:

1. با استفاده از یک ابزار مناسب، قسمت جدا کننده اتصال (Connection Separator) را از قسمت پایین کانکتور بردارید. 
2. المان منبع تغذیه را در محل تعیین شده وارد کنید. 
3. در دو طرف، یعنی سمت راست و سمت چپ کانکتور جلویی و در قسمت پایین آن، شیارهایی برای وارد کردن قلاب محافظ تعبیه شده اند. قلاب محافظ را با استفاده از این شیارها به کانکتور جلویی متصل کنید، به طوری که در جای خود محکم شود. 
4. بست کمربندی را برای مهار کردن سیم ها، داخل کانکتور جلویی قرار دهید. 
5. در کانکتور جلویی ماژول AI را جدا کنید و به سمت بالا هل دهید تا ثابت بایستد. 
6. همان طور که برای ماژول DI بیان شد، کانکتور جلویی را در موقعیت اولیه سیم بندی قرار دهید. 

 

1. المان منبع تغذیه را سیم بندی نمایید.

       

سیم بندی کانکتور جلویی ماژول AI:

برای این کار، مراحل زیر را طی کنید:

1- روکش سیم ها را بردارید.

2- کانکتور جلویی را توسط سیم به ترمینال مربوط متصل کنید. 

3- بست کمربندی را دور سیم ها قرار دهید و آن را محکم کنید.

4- گیره محافظ (Shield Clamp) را از قسمت زیر، برای اتصال محافظ کابل، داخل قلاب محافظ وارد کنید.

برای این منظور کافی است فنر موجود در داخل گیره محافظ را به داخل فشار دهید و پس از داخل شدن آن در قلاب محافظ، فنر مذکور را رها کنید. در این حالت، اتصال حفاظ کابل و گیره محافظ انجام می شود.

پس از پایان سیم بندی، برای اتصال الکتریکی کانکتور جلویی به ماژول AI، باید کانکتور جلویی، به موقعیت قبلی خود (موقعیت پایانی) باز گردد. برای این منظور، مطابق مراحل بیان شده برای ماژول DI عمل کنید.

 

تصویر بلوک و سیم بندی ماژول AI

تصویر بلوک و سیم بندی ماژول AI 8xU/I HS برای انواع اندازه گیری های ممکن در ادامه آورده شده اند:

• تصویر بلوک برای اندازه گیری ولتاژ: تصویر بلوک ماژول AI 8xU/I HS برای اندازه گیری ولتاژ در شکل62-1 نشان داده شده است. شماره های روی شکل عبارتند از:

1. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC): مقدار آنالوگ دریافتی از حسگرهای آنالوگ، پس از ورود به ماژول AI توسط مبدل ADC به یک مقدار دیجیتال که برای CPU قابل فهم است، تبدیل می گردد.
2. رابط Backplane Bus: این رابط برای ارتباط با سایر ماژول ها به کار می رود.
3. ولتاژ تغذیه ایجاد شده توسط Power supply element: این ولتاژ برای تغذیه ولتاژ ورودی ماژول AI استفاده می شود.
4. کابل اتصال هم پتانسیل: توسط این کابل، تمام قسمت هایی که به زمین (زمین حفاظتی) وصل شده اند، با زمین هم پتانسیل می شوند. استفاده از این کابل اختیاری است.
5. زمین حفاظتی: برای حفاظت از وسایل برقی و اشخاصی که با دستگاه های برقی سر و کار دارند، از سیستم اتصال به زمین موسوم به زمین حفاظتی استفاده می شود.

 

 

• تصویر بلوک برای اتصال ترانسمیترهای 4سیمه به منظور اندازه گیری جریان:

قسمت های مشخص شده روی آن عبارتند از:

1. سیم بندی ترانسمیتر 4سیمه
2. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
3. رابط Backplane Bus
4. ولتاژ تغذیه توسط المان منبع تغذیه
5. کابل اتصال هم پتانسیل (اختیاری)

 

• تصویر بلوک برای اتصال ترانسمیترهای 2سیمه به منظور اندازه گیری جریان: 

قسمت های مشخص شده روی آن عبارتند از:

1. سیم بندی ترانسمیتر 2سیمه
2. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
3. رابط Backplane Bus
4. ولتاژ تغذیه توسط المان منبع تغذیه
5. کابل اتصال هم پتانسیل (اختیاری)