S7-1200 PLC یک راه‌حل کوچک، مدولار و پرکاربرد با هزینه مناسب است که امکانات گسترده‌ای از جمله گزینه‌های ارتباطی، حافظه، عملکرد CPU و تنظیمات IO برای برنامه‌های اتوماسیون کوچک تا متوسط را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها شامل گزینه‌های ارتباطی، حافظه، عملکرد CPU و تنظیمات IO می‌شود. زمانی که فرآیندی را باید کنترل کنید، باید پی ال سی را انتخاب کرده و آن را بهترین شکل ممکن برای نیازهای فرآیند خود تنظیم کنید.
در این مقاله، ما در مورد تنظیمات سخت‌افزاری PLC S7-1200 صحبت خواهیم کرد و یک مثال از نحوه تنظیم آن در پورتال TIA زیمنس خواهیم داد. چه چیزی به تنظیمات سخت‌افزاری پی ال سی اشاره دارد؟
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
تنظیمات سخت‌افزاری پی ال سی
تنظیمات سخت‌افزاری به مولفه‌های خاص پی ال سی اشاره دارد، از جمله CPU، حافظه، ماژول ورودی خروجی (I/O)، پورت‌های ارتباطی، پاور ساپلای ها، و هر ماژول یا لوازم جانبی اضافی که ممکن است لازم باشد و به سیستم اضافه شود.
تنظیمات سخت‌افزاری پی ال سی شامل فعال یا غیرفعال کردن برخی از ویژگی‌های CPU است که بسته به دستگاه، قابلیت‌های آن، و نیازهای فرآیند شما است.
مراحل تنظیمات سخت‌افزاری برای یک PLC به طور معمول شامل موارد زیر می‌شود:
- انتخاب مدل مناسب پی ال سی بر اساس نیازهای برنامه.
- شناسایی نیازهای ورودی/خروجی برای سیستم که شامل نوع و تعداد سنسورها، اکچویتورها، و دستگاه‌های دیگری است که به پی ال سی متصل خواهند شد.
- انتخاب پروتکل ارتباطی و توپولوژی شبکه که برای اتصال پی ال سی به سایر دستگاه‌ها و سیستم‌ها استفاده خواهد شد.
- تعیین نیازهای پاور ساپلای برای پی ال سی و لوازم جانبی آن.
- نصب پی ال سی در مکان مناسب و اتصال تمامی کابل‌ها و سیم‌های لازم.
- پیکربندی نرم‌افزار پی ال سی برای ارتباط با مولفه‌های سخت‌افزاری و تنظیم عملکردهای منطقی و کنترلی مناسب.
مراحل خاص تنظیمات سخت‌افزاری ممکن است بسته به مدل پی ال سی و نیازهای برنامه متفاوت باشد، اما این مراحل اصلی است که به طور معمول در فرآیند شامل می‌شود.
در این مقاله، ما در مورد تنظیمات سخت‌افزاری که در پلتفرم TIA Portal انجام می‌شود صحبت خواهیم کرد. این به معنای این است که فرض می‌شود شما برنامه خود را می‌شناسید و قبلاً مدل پی ال سی و پاور ساپلای را برای تغذیه آن انتخاب کرده‌اید. می‌توانید به مقالات قبلی ما مراجعه کنید که در آنها در مورد انتخاب پی ال سی و پاور ساپلای که بهترین مناسب فرآیند شما است صحبت کرده‌ایم.
اهمیت تنظیمات سخت‌افزاری در پی ال سی
تنظیمات سخت‌افزاری مناسب، اطمینان از اعتبار و استحکام سیستم را فراهم می‌کند. اگر مولفه‌های سخت‌افزاری به درستی پیکربندی نشوند، ممکن است به عنوان نیاز، کار نکنند که منجر به خرابی‌ها یا خطاهای سیستمی می‌شود.
تنظیمات سخت‌افزاری عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار می‌دهد. با انتخاب مناسب مولفه‌های سخت‌افزاری و پیکربندی مناسب آنها، سیستم می‌تواند با کارآیی و سرعت بیشتری عمل کند و توانایی مدیریت حجم بالای ورودی‌ها و خروجی‌ها را داشته باشد.
تنظیمات سخت‌افزاری بر مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری سیستم تأثیر می‌گذارد. انتخاب مولفه‌های سخت‌افزاری و پیکربندی آنها باید شامل در نظر گرفتن گسترش یا تغییرات آینده در سیستم باشد تا اطمینان حاصل شود که سیستم به راحتی تغییرات یا ارتقاءات را پذیراست.
تنظیمات سخت‌افزاری بر هزینه سیستم تأثیر دارد. با انتخاب مناسب مولفه‌های سخت‌افزاری و پیکربندی آنها، می‌توان هزینه‌های غیرضروری را جلوگیری کرد و هزینه کل سیستم را کاهش داد.
تنظیمات سخت‌افزاری S7-1200
ما یک پروژه ساده پی ال سی را فرض می‌کنیم و مشاهده می‌کنیم چگونه می‌توانیم پی ال سی زیمنس را در پروژه خود پیش از شروع نوشتن کد پیکربندی کنیم.
سیستم کنترل دما برای یک راکتور با استفاده از پی ال سی
این پروژه شامل کنترل دمای یک راکتور با استفاده از پی ال سی می‌باشد. سیستم باید دمای راکتور را اندازه‌گیری کرده و با کنترل جریان مایع خنک‌کننده، دما را تنظیم کند.
این پروژه از چهار ترموکوپل برای اندازه‌گیری دما، دو شیرهای سولنوئیدی برای کنترل جریان مایع خنک‌کننده، و یک موتور برای حرکت پره راکتور استفاده می‌کند.
پیکربندی ورودی/خروجی
ورودی‌ها
- ترموکوپلها ۱ تا ۴: این ۴ ورودی آنالوگ دما را در مکان‌های مختلف داخل راکتور اندازه‌گیری می‌کنند.
- دکمه توقف اضطراری: این ورودی دیجیتال برای توقف سیستم در صورت بروز اضطرار استفاده می‌شود.
- پتانسیومتر تنظیم نقطه دما: این ورودی آنالوگ اجازه می‌دهد که اپراتور نقطه دمای مورد نظر خود را تنظیم کند.
خروجی‌ها
- شیرهای سولنوئیدی ۱ و ۲: این ۲ خروجی دیجیتال جریان مایع خنک‌کننده را از طریق لوله‌های راکتور کنترل می‌کنند.
- کنترل موتور: این خروجی دیجیتال سرعت و جهت حرکت موتوری که پره راکتور را می‌چرخاند را کنترل می‌کند.
- کنترل گرمایش: این خروجی دیجیتال سیستم گرمایش راکتور را کنترل می‌کند.
عملیات سیستم
- سیستم منتظر می‌ماند تا اپراتور با استفاده از پتانسیومتر نقطه دما را تنظیم کند.
- پی ال سی نقطه دمای تنظیمی را خوانده و با دمای فعلی راکتور که توسط چهار ترموکوپل اندازه‌گیری می‌شود، مقایسه می‌کند.
- اگر دمای راکتور زیر نقطه تنظیمی باشد، پی ال سی خروجی کنترل گرمایش را فعال می‌کند تا دما را افزایش دهد.
- اگر دمای راکتور بالاتر از نقطه تنظیمی باشد، پی ال سی یکی از خروجی‌های شیر سولنوئیدی را فعال کرده و جریان مایع خنک‌کننده را افزایش داده و دما را کاهش می‌دهد.
- پی ال سی به طور مداوم دما را نظارت می‌کند و سیستم‌های گرمایش و خنک‌کننده را تنظیم می‌کند تا نقطه تنظیمی مورد نظر را حفظ کند.
- همچنین پی ال سی موتوری را که پره راکتور را می‌چرخاند تا محتویات راکتور را مخلوط کند، کنترل می‌کند.
- اگر دکمه توقف اضطراری فشرده شود، پی ال سی تمامی خروجی‌ها را غیرفعال می‌کند و سیستم را توقف می‌دهد.
پروژه پی ال سی می‌تواند با اضافه کردن ویژگی‌های اضافی مانند آلارم‌ها، ثبت داده‌ها یا نظارت از راه دور، بر اساس نیازهای خاص پروژه، گسترش یابد و تغییر یابد. با این حال، ما در اینجا به برنامه‌نویسی منطق پی ال سی این سیستم توجه نخواهیم داشت، بلکه از این مثال برای توضیح دادن نحوه پیکربندی سخت‌افزاری پی ال سی برای متناسب شدن با پروژه خود استفاده خواهیم کرد.
این شامل موارد زیر است:
- انتخاب پی ال سی CPU
- انتخاب ماژول‌های ورودی/خروجی (IO)
- تخصیص برچسب‌های ورودی و خروجی به ماژول‌های سخت‌افزاری
- تخصیص یک IP به پی ال سی برای ارتباط
- تخصیص یک رمز عبور حفاظتی
- پیکربندی زمان محلی پی ال سی
- پیکربندی HMI و برقراری ارتباط با پی ال سی
چگونگی پیکربندی پی ال سی با مثال داده شده
در زیر، ما در مورد ایجاد پروژه پایه پی ال سی با سخت‌افزار مورد نیاز صحبت خواهیم کرد.
پیکربندی سخت‌افزاری CPU
انتخاب CPU
زمانی که یک پروژه جدید را در TIA Portal شروع می‌کنید، باید یک دستگاه جدید را پیکربندی کرده و آن را به پروژه خود اضافه کنید. به تصویر ۱ مراجعه کنید.
تصویر ۱. پیکربندی یک دستگاه برای پروژه شما
همانطور که از تصویر قبلی مشاهده می‌کنید، پورتال TIA به شما نشان می‌دهد که گام اول باید پیکربندی یک دستگاه جدید باشد.
در مقاله قبلی، ما درباره چگونگی انتخاب پی ال سی که با فرآیند شما سازگار است صحبت کردیم، بنابراین اینجا دوباره به آن اشاره نخواهیم کرد، برای پروژه ما چون یک پروژه ساده است ما CPU 1214C AC/DC/RLY را انتخاب می‌کنیم. به تصویر ۲ مراجعه کنید.
تصویر ۲. اضافه کردن یک کنترلر جدید به پروژه
ویژگی‌های CPU
بسته به CPUای که برای پروژه‌تان انتخاب کرده‌اید، ویژگی‌ها و خصوصیات مختلف CPU در دسترس خواهد بود.
شما می‌توانید این ویژگی‌ها را بسته به نیازهای خود فعال یا غیرفعال کنید. برخی از ویژگی‌ها نیاز به پیکربندی اضافی دارند. به تصویر ۳ مراجعه کنید.
تصویر ۳ – خصوصیات CPU
همانطور که در تصویر قبلی مشاهده می‌کنید، بسیاری از خصوصیات را می‌توانید برای CPU خود در پروژه تنظیم کنید.
ما برخی از این خصوصیات را که شما باید در هر پروژه‌ای که ایجاد می‌کنید پیکربندی کنید، اشاره خواهیم کرد، برخی دیگر از خصوصیات فقط در موارد خاص استفاده می‌شوند.
ارتباطات
این پیکربندی برای هر پروژه پی ال سی بسیار مهم است؛ پروژه شما احتمالاً ماژول‌ها و دستگاه‌های مختلفی دارد که نیاز به ارتباط با یکدیگر دارند. تنظیم ارتباط بین پی ال سی شما و این دستگاه‌ها برای پروژه شما مهم است.
با انتخاب CPU، شما قبلاً تعیین کرده‌اید که ارتباطات چگونه باید باشند. برخی از CPUها تنها با Profinet کار می‌کنند، برخی فقط با Profibus کار می‌کنند و برخی دیگر امکان استفاده از هر دو را دارند. پی ال سی انتخاب شده برای این مثال فقط با Profinet کار می‌کند.
از رابط Profinet، آدرس IP برای پی ال سی خود را تعیین می‌کنید، این IP باید در پروژه یکتا باشد؛ شما نمی‌توانید از یک IP یکسان برای دو ماژول مختلف استفاده کنید. به تصویر ۴ مراجعه کنید.
تصویر ۴ – رابط Profinet
زمان چرخه
این یک خصوصیت دیگر مهم برای پی ال سی شما است؛ همانطور که می‌دانید، زمان چرخه برنامه شما بستگی به این دارد که چقدر کد نوشته‌اید و چقدر زمان برای اجرای این کد برای پی ال سی طول خواهد کشید.
در خصوصیت‌های زمان چرخه، می‌توانید زمان نظارت بر چرخه را تنظیم کنید، اگر پی ال سی برای اجرای برنامه بیشتر از این زمان تنظیم شده زمان بردارد، آنگاه پی ال سی خطایی خواهد داد. به تصویر ۵ مراجعه کنید.
از این خصوصیت می‌توانید همچنین زمان چرخه حداقل برای CPU خود را تعیین کنید، این کار را می‌توانید انجام دهید اگر “فعال کردن حداقل زمان چرخه برای OBهای دوره‌ای” را فعال کردید.
سپس می‌توانید زمان چرخه حداقل مورد نظر خود را وارد کنید و پی ال سی عملکرد خود را برای تطابق با این زمان تنظیم خواهد کرد. البته این زمان توسط قابلیت عملکرد CPU محدود است، بنابراین نمی‌توانید این زمان را به زیر یک حد معین کاهش دهید.
تصویر ۵ – ویژگی زمان چرخه
بیت‌های حافظه سیستم و ساعت
بیت‌های حافظه سیستم و بیت‌های حافظه ساعت، بیت‌های داخلی در CPU هستند که سیستم عامل برای نشان دادن رویدادهای خاص در پی ال سی استفاده می‌کند.
به عنوان مثال، یک بیت حافظه وجود دارد که فقط در اسکن اول TRUE می‌شود یا یک بیت حافظه که در صورت تغییر وضعیت تشخیصی، TRUE خواهد بود، همچنین برخی بیت‌های حافظه ساعت اختصاصی مانند یک بیت نمایانگر یک ساعت 10 هرتز یا یک بیت نمایانگر یک ساعت 2 هرتز وجود دارد.
این بیت‌ها در برخی از برنامه‌ها بسیار مفید هستند و می‌توانند به شما در صرفه‌جویی در کد برنامه نسبت به دستیابی به همان عملکرد کمک کنند. به تصویر ۶ مراجعه کنید.
تصویر ۶ – فعال کردن بیت‌های حافظه سیستم و ساعت
شما می‌توانید استفاده از یک یا هر دو بایت حافظه را فعال کنید؛ همچنین می‌توانید آدرس این بایت‌ها را مشخص کنید که می‌توانید این کار را از تصویر مشاهده کنید
زمان روز (Time of Day)
یکی دیگر از خصوصیات بسیار مهم پی ال سی شما تنظیم زمان درون پی ال سی شما است. در تقریباً هر پروژه‌ای که ایجاد می‌کنید، شما باید زمان واقعی را بدانید تا بتوانید عملکردهای خاصی را با تاریخ‌های مختلف تعیین کنید.
در مقاله قبلی، ما درباره زمان‌های محلی و سیستمی درون پی ال سی و چگونگی استفاده از آنها صحبت کردیم. این خصوصیت CPU به شما اجازه می‌دهد که زمان محلی را به منطقه زمانی که می‌خواهید تنظیم کنید. به تصویر ۷ مراجعه کنید.
تصویر ۷ – ویژگی زمان محلی
حفاظت و امنیت
از این خصوصیت، شما می‌توانید سطح دسترسی و حفاظت از رمز عبور برای پی ال سی خود را تعیین کنید. به تصویر ۸ مراجعه کنید.
تصویر ۸ – ویژگی حفاظت و امنیت
خصوصیاتی که قبلاً اشاره شد، خصوصیاتی هستند که با تقریباً هر پروژه پی ال سی که انجام می‌دهید، به صورت متداول پیکربندی می‌شوند. خصوصیات دیگری نیز وجود دارند که کمتر احتمال دارد در برنامه‌های ساده مانند سرورهای وب و OPC UA استفاده شوند.
مرحله بعدی در پیکربندی سخت‌افزاری پروژه شما، پیکربندی ورودی/خروجی‌ها است.
پیکربندی سخت‌افزاری ورودی/خروجی‌ها
یکی از مراحل مهم پروژه شما، پیکربندی ورودی/خروجی‌ها است که به معنای تصمیم‌گیری درباره تعداد ماژول‌های ورودی/خروجی و نوع ماژول‌های ورودی/خروجی است.
هنگام تصمیم‌گیری درباره ورودی/خروجی‌های خود، باید نکات کلیدی‌ای را در نظر بگیرید مانند داشتن چندین ورودی/خروجی اضافی و انتخاب ماژول‌های ورودی/خروجی که با سنسورهای ورودی و اکچویتورهای خروجی داخل پروژه شما سازگار است. به تصویر ۹ مراجعه کنید.
تصویر ۹ – افزودن ماژول ورودی آنالوگ
همانطور که در پروژه مثال خود اشاره کردیم، ما ۴ ترموکوپل را به عنوان ورودی‌های آنالوگ به پی ال سی خود استفاده می‌کنیم، بنابراین نیاز داریم که یک ماژول ورودی آنالوگ با حداقل ۴ کانال ورودی اضافه کنیم زیرا پی ال سی انتخاب شده تنها ۲ کانال ورودی آنالوگ دارد.
یک نکته دیگر این است که ترموکوپل نوع خاصی از ورودی آنالوگ است که نیاز به ماژول ورودی اختصاصی دارد. به همین دلیل ماژول AI 8xTC را انتخاب کرده‌ایم که ۸ کانال ورودی دارد و به ویژه برای استفاده با ترموکوپلها طراحی شده است؛ ما ماژول ۸ کاناله را انتخاب کرده‌ایم و ۴ کانال را برای داشتن کانال‌های اضافی برای استفاده در آینده در صورت نیاز به گسترش پروژه انتخاب کرده‌ایم
اگر به خصوصیات ماژول AI 8xTC بروید، مشاهده خواهید کرد که می‌توانید هر کانال ورودی را به صورت جداگانه پیکربندی کنید، می‌توانید نوع ترموکوپل، مقیاس اندازه‌گیری و خصوصیات دیگر را انتخاب کنید. به تصویر ۱۰ مراجعه کنید.
تصویر ۱۰ – پیکربندی ماژول ورودی
بعداز آن، شما نیاز دارید تا برچسب‌های ورودی/خروجی خود را تعریف کرده و هر ورودی یا خروجی که دارید را به یک نقطه ورودی/خروجی مناسب در پی ال سی خود یا در ماژول‌های ورودی/خروجی تعیین کنید. به تصویر ۱۱ مراجعه کنید.
تصویر ۱۱ – تعیین برچسب‌های ورودی
سپس ادامه می‌دهید به تعیین برچسب‌های بقیه ورودی‌ها و خروجی‌ها، تصاویر ۱۲ و ۱۳ را ببینید.
تصویر ۱۲ – تعیین برچسب‌های ورودی برای پی ال سی
تصویر ۱۳ – تعیین برچسب‌های خروجی برای پروژه شما
پیکربندی HMI
پروژه پیال سی شما احتمالاً نیاز به یک پنل HMI دارد، پس از انتخاب HMI خود، می‌توانید پیکربندی‌های مختلفی انجام دهید.
در این مقاله، ما فقط نحوه پیکربندی ارتباط بین HMI و پی ال سی را نشان می‌دهیم. همانطور که از تصویر قبلی مشاهده می‌کنید، شما با اضافه کردن یک دستگاه جدید و سپس انتخاب HMI، HMI را انتخاب می‌کنید. به تصویر ۱۴ مراجعه کنید.
تصویر ۱۴ – انتخاب یک HMI
برای تنظیم ارتباط بین HMI و پی ال سی، روش‌های مختلفی وجود دارد، اما ساده‌ترین روش از طریق صفحه نمایش شبکه است. به تصویر ۱۵ مراجعه کنید.
تصویر ۱۵ – تنظیم ارتباط HMI
در داخل صفحه نمایش شبکه، شما می‌توانید ارتباط بین HMI و پی ال سی را با کلیک ساده روی مربع سبز کوچک که نمایانگر Profinet از سوی HMI است، و کشیدن آن به سمت پی ال سی تنظیم کنید.
سپس TIA Portal یک خط سبز بین دو ماژول کشیده و به صورت خودکار یک آدرس IP به HMI اختصاص می‌دهد تا ارتباط بین آنها را تنظیم کند.
نتیجه‌گیری
- پیکربندی سخت‌افزار یک مرحله بسیار حیاتی در هر پروژه پی ال سی است.
- پیکربندی مناسب سخت‌افزار پی ال سی شما مطمئن می‌شود که ویژگی‌های مورد نیاز پروژه برآورده شده باشند.
- پیکربندی‌های سخت‌افزار شامل انتخاب ماژول‌های ورودی/خروجی، فعال یا غیرفعال کردن برخی از خصوصیات CPU، و پیکربندی دستگاه‌های مختلف مانند HMI با پی ال سی شما می‌شود.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
