PDF آموزش PLC زیمنس S400 یک آموزش کامل در مورد PLCهای سری S400 می باشد. در این PDF نحوه انتخاب، طراحی و اجرا یک پروژه را برای شما توضیح می دهد. این PDF شامل 205 صفحه و 12 فصل که بصورت مفصل اطلاعاتی دقیق را در اختیار شما عزیزان قرار می دهد.
یک ایستگاه اتوماسیون آموزش plc زیمنس به یک مجموعه ماژول هاي سخت افزاري کنترل سیستم اتوماسیون پلنت مبتنی بر سامانه DCS فرآیندي زیمنس PCS7 اطلاق میشود، که شامل ماژول هاي تغذیه PS ماژول هاي CPU، ماژول شبکه ارتباطی CP و ماژول هاي ورودي/خروجی مرکزي و توزیع شده RIO است. هسته مرکزي سامانه اتوماسیون PCS7 را CPUهاي سري 400-S7 تشکیل می دهد و لذا سامانه اتوماسیون بسته به نوع پردازنده سري S7400 به کار رفته در آن شناخته می شود. سامانه اتوماسیون در PCS7 براساس یکی از سه نوع کنترل کننده 400-S7 است.که عبارت اند از:
- سامانه اتوماسیون استاندارد AS400 Systems Standard
- سامانه اتوماسیون افزونه AS400H System Redundant
- سامانه اتوماسیون ایمن در نقص AS400FH Failsafe
شکل 1-2 نمایی از سامانه هاي اتوماسیون مبتنی بر CPUهاي 400-S7 را نشان می دهد.
سامانه اتوماسیون استاندارد سري AS400
در این پیکربندي سامانه اتوماسیون، تنها داراي یک پردازنده 400-S7 آموزش plc زیمنس بوده و در کاربردهاي معمولی که فاقد محیط خطرزا است و همچنین به مؤلفه «دسترسپذیري بالا» (افزونگی) نیازي وجود نداشته باشد. از این سري استفاده می شود. ماژول هاي کنترل کننده این نوع سامانه شامل مدل هاي زیر است:
Standard CPU Modules
- CPU 414-3DP;
- CPU 418-3DP;
- CPU 418-2DP;
- CPU 414-3DP;
- CPU 417-4;
سامانه اتوماسیون براي دسترسی پذیري بالا AS400H
در این نوع سامانه از ماژول هاي CPU نوع H استفاده می شود. حرف H در این نوع سامانه معرف قابلیت می باشد. Hot Redandunt or Hot Standby داغ افزونگی یا بالا High Availability دسترس پذیري این سامانه در فرایندهایی کاربرد دارد که در آنها توقف عملیات فرایند غیرمجاز است.
سامانه اتوماسیون براي دسترسی پذیري بالا (AS400H)
در این نوع سامانه از ماژول هاي CPU نوع H استفاده می شود. حرف H در این نوع سامانه معرف قابلیت می باشد. Hot Redandunt or Hot Standby داغ افزونگی یا بالا High Availability دسترس پذیري این سامانه در فرایندهایی کاربرد دارد که در آنها توقف عملیات فرایند غیرمجاز است. شکل 1-3 یک پیکربندي نمونه از یک سیستم H با مدل پردازنده 417/414 CPU را نشان می دهد.
سیستم هاي H ،سیستم هایی هستند که با قابلیت افزونگی در سطوح مختلف سیستم کنترل (کنترل کننده، ماژول هاي O/I ،شبکه، منابع تغذیه) به صورت پشتیبان یکدیگر می توانند یک فرایند را کنترل کنند. به طور معمول در ساختار افزونگی سیستم هاي H آموزش plc زیمنس، از یک جفت CPU استفاده می شود. که در آن فرایند مورد نظر همواره تحت کنترل یکی از آنها که Master نامیده میشود است. سیستم دیگر نیز که Standby نامیده میشود، در حالت آماده باش یا آماده به کار بوده و در آن لحظه نقشی در کنترل فرایند ندارد.
ولی در صورت بروز نقص در Master ،سیستم پشتیبان یا Standby در زمان بسیار کوتاهی وارد مدار شده و کنترل فرایند را ادامه می دهد. وقتی در یک سیستم کنترل، یکی از جفت کنترل کننده در حالت کار و دیگري آماده به کار است، مد کاري را افزونه (Redundant) می گویند. وقتی یکی از کنترل کنندهها به دلیل خطا متوقف می شود و دیگري در مدار می آید، مد کاري را Single می نامند. ساختاري که به این صورت ایجاد می شود افزونگی سخت افزاري خوانده می شود و نباید آن را با افزونگی نرم افزاري اشتباه گرفت. در واقع مطابق جدول 1-1 بین این دو سیستم ازنظر ساختار و از نظر عملکرد تفاوت هاي اساسی زیر وجود دارد:
انتخاب بین دو روش فوق بر اساس نیاز فرآیند صورت می گیرد. ممکن است در فرایندي خسارات ناشی از توقف آنقدر زیاد باشد که سرمایه گذاري اولیه براي داشتن یک سیستم H در مقابل آن ناچیز محسوب شود. سیستم هاي H در S7 فقط توسط 400H-S7 قابل پیاده سازي هستند.
سامانه اتوماسیون ایمن در خطا (Fail-Safe AS400FH)
سامانه اتوماسیون AS400FH یک سیستم ترکیبی با مشخصه افزونه و تحمل پذیر خطا است به طوري که سامانه PCS7 براي داشتن یک سیستم با میزان دسترسی بالا و در عین حال ایمن، از سري CPUهاي با ساختارهاي ترکیبی FH استفاده می کند. معماري 400FH-S7، در دسترس پذیري بالا و فناوري ایمنی را در یک سیستم اتوماسیون واحد ترکیب می کند و با حفظ ایمنی (PROFIsafe) در برابر نقص ها تحمل پذیر است.
این سیستم داراي گواهینامه TÜV بوده و مطابق با تمام استانداردهاي مربوط به تولید و اتوماسیون فرایند است. این سامانه در محیط هاي پرخطر که نیاز به ایمنی بالا و افزونگی دارد، به کار گرفته می شود. شکل 1-5 پیکربندي هاي نمونه براي سیستم هاي FH را نشان می دهد. ماژول هاي CPU این نوع سامانه شامل مدل هاي زیر است:
- AS 414-2H
- AS 417-4H
- AS 417-5H
سامانه 400-AS استاندارد
شکل زیر اجزاي یک سیستم 400-AS استاندارد را به تصویر کشیده است.
انواع رک
برخلاف سیستم 300-S7 که تنها یک نوع رك (ریل آلومنیومی) دارد. سیستم 400-S7 داراي سه نوع رك می باشد. که هر یک داراي مشخصات و مزایاي خاص خود میباشد.
- CR : Centeral Rack
- ER : Expansion Rack
- UR : Universal Rack
عنوان تمام رك هاي به کار رفته براي هر سه نوع سامانه AS400 ،UR) rack Universal) نام دارد که در چند مدل به شرح زیر استفاده می شود. شکل زیر انواع رك در 400-S7 را به تصویر کشیده است.
رك H-UR2 نصب و راه اندازي دو زیرسیستم جداگانه را به صورت افزونه با 9 اسلات پشتیبانی می کند که براي نصب در کابینت 19 اینچی مناسب است. همچنین میتوان 400H-S7 را با دو رك جداگانه UR1 و UR2 پیکربندي کرد.
انواع باس در رك 400-S7
بر روي رك 400 دو نوع باس وجود دارد IO Bus یا P-bus گذرگاه: حرف P معرف Perioheral می باشد. این باس تبادل داده بین CPU و ماژول هاي O/I را برعهده دارد. گذرگاه (bus-C یا bus-K) اول حرف عبارت آلمانی ارتباط Kpmmunikation: حرف C معرف Communication می باشد. این باس تبادل داده بین CPU و ماژول هاي CP و FM را بر عهده دارد. سرعت تبادل داده در bus-C بیشتر از از bus-P می باشد.
رك مرکزي CR ،رکی است که تنها به عنوان Rack Main استفاده می شود و بایستی به عنوان اولین رك نصب شود. این نوع رك در پیکربندي چند لایه (tire Multi) به عنوان رك Expansion نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد. رك CR داراي هر دو گذرگاه P و C می باشد.
رك ER فقط به عنوان باس Expansion استفاده می شود و تنها داراي باس P می باشد. لذا تنها ماژول هاي O/I بر روي این باس قابل نصب هسند.
رك UR به طور وسیعی به هر دو صورت رك Main و Expansion استفاده می شود.
رك UR داراي هر دو باس P وC میباشد. لذا کلیه ماژول هاي O/I ، CP و FM قابل نصب بر روي این رك می باشد.
ساختار و معماري سامانه 400H-S در آموزش plc زیمنس
مقدمه
در سیستم هاي اتوماسیون افزونه دو مفهوم مهم و اساسی مدنظر می باشد که عبارت اند از:
- Fault-tolerant
- Fail-safe
هدف از سیستم هاي نوع اول کاهش احتمال از دست دادن تولید محصول از طریق سویچ به سیستم یدکی می باشد. و هدف ار سیستم هاي نوع دوم حفاظت از جان افراد و تجهیزات محیط کار از طریق هدایت سیستم به موقعیت ایمن در مواقع بروز خط و اشکال می باشد.
چرا بایستی از یک سیستم کنترل PLC آموزش plc زیمنس با مشخصه تحمل پذیر خطا استفاده کنیم؟ هدف استفاده از کنترل کننده هاي PLC با قابلیت دردسترس پذیري بالا، کاهش تلفات تولید است. مهم نیست که آیا از دست دادن محصول ناشی از یک خطا است و یا در نتیجه کار تعمیر و نگهداري ایجاد می شود.هر چقدر هزینه هاي توقف بالاتر باشد، استفاده از یک سیستم تحمل پذیر خطا ارزشمندتر است. به طور کلی هزینه هاي سرمایه گذاري بالا در سیستم هاي تحمل پذیر خطا با اجتناب از کاهش تولید جبران می شود. به طور کلی براي سیستم هاي اتوماسیون به دو صورت افزونگی قابل پیاده سازي می باشد:
· افزونگی نرم افزاري (Redundancy Software) براي فرایندهاي کند استفاده میشود.
· افزونگی سخت افزاري (Redundancy Hardware) براي فرایندهاي سریع استفاده میشود.
معماری سیستم (System architecture)
معماري سیستم 400H-S7 ،به گونه هاي است که ساختار افزونگی در تمام سطوح هرم اتوماسیون و اجزاي
سخت افزاري و نرم افزاري را پشتیبانی می کند. شکل زیر معماري نوعی را براي سیستم 400H-S7 به تصویر
کشیده است.
اجزای سخت افزاري یک سیستم (Minimum Configuration( S7-400H
یک کابینت سیستم AS400H حداقل داراي اجزاي زیر است.
1 .دو عدد ماژول CPU
2 .دو عدد کابل فیبر نوري؛
3 .دو عدد منبع تغذیه؛
4 .جفت رك؛
5 .چهار عدد ماژول سنکرون سازي (دو عدد براي هرCPU براي دو کابل افزونه فیبر نوري)
ماژول کنترل کننده (CPU)
در مرکز یک سیستم 400H-S7، دو واحد CPU می باشد. تنظیم ماژول هاي سنکرون سازي، که به CPU متصل می شوند، شماره رك براي CPUها را تعریف می کند. در سیستم H از CPU در رك صفر، 0 CPU و از CPU نصب شده در رك 1 با عنوان CPU1 یاد می شود.
شکل زیر مشخصات مدلهاي مختلف ماژول CPU سامانه اتوماسیون 400H-S7 را نشان میدهد.
Ø Fault-tolerant CPU
CPU 412-3H; CPU 412-5H; CPU 414-4H; CPU 414-5H; CPU 416-5H; CPU 417-4H;
CPU 417-5H
شکل 3-5 مشخصات فنی ماژولهاي CPU H را به تصویر کشیده است.
نکته: عناوینی چون 3H یا 4H و غیره به تعداد پورتهاي موجود بر روي CPU اشاره میکند. به عنوان مثال CPU 4H-414 داراي دو پورت SYNC ،یک پورت DP و یک پورت DP/MPI میباشد.
مشخصات نسخه 0.V6 FW یک CPU از مدل 5H-412 CPU عبارت انداز:
New middle-class controller CPU 416H
Increased performance
Increased resources for communication
Ethernet integrated without additional CP
Routing for integrated PROFIBUS interface
PROFINET System Redundancy
CPU 412-5H: Synchronization up to 10 Km
ماژولهاي O/I نیز به صورت ایستگاههاي ET200M به سیستم H متصل میشوند.
IO – ET 200M
ET 200M : IM 153-4 PN (6ES7153-4BA00-0XB0
ET 200MP
ماژول های سنکرون سازي (SYNC Modules)
آموزش plc زیمنس این ماژول ها براي اتصال CPUهاي نوع H به یکدیگر از طریق دو کابل فیبر نوري به صورت افزونه به کار می روند. روي هر CPU دو ماژول سنکرون سازي (SYNC) قرار می گیرد. روي ماژول هاي SYNC یک Switch DIP وجود دارد که داراي وضعیت 0 و 1 است. براي رك صفر آن را روي صفر و براي رك دیگر آن را روي یک تنظیم می کنیم. با روشن شدن سیستم ابتدا آنکه روي صفر تنظیم شده به عنوان Master کار خواهد کرد. بسته به کابل Sync یا نوع پیکربندي رك براي فواصل 10متر یا 10 کلیومتر دو نوع ماژول SYNC وجود دارد.
سنکرون سازی بین دو (Synchronization Procedur ( CPU
براي انجام سوییچ بدون مکث بین دو CPU در زمان بروز خرابی در یکی از آنها، سنکرون سازي بین دو سیستم Master و By-Stand ضروري است. مطابق شکل زیر سه روش سنکرون سازي براي عملیات دو CPU قابل تعریف است:
سنکرون سازي در انتهاي هر سیکل اسکن (Synchronization Cycle)؛
سنکرون سازي زمانی (synchronization Time) عمل سنکرون کردن در بازه هاي زمانی به خصوصی صورت میگیرد؛
سنکرون سازي با اجراي هر دستور لاجیک (synchronization Command)؛
خیلی عالی و مفید.