S7-1500 از خانواده PLCهای زیمنس می باشد و یکی از پرکاربردترین و پیشرفته ترین سیستم های کنترل صنعتی در جهان است. از سیستم S7 1500 به دلیل قابلیت اطمینان، عملکرد صحیح و انعطاف پذیری بالا در صنایع بسیاری مانند خودروسازی، نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و … استفاده می شود. ماژول های آنالوگ یکی از اجزای کلیدی پی ال سی S7-1500 است که وظیفه ارسال و دریافت و سیگنال های آنالوگ به دستگاه های متصل را بر عهده دارند. در این مقاله، قصد داریم به بررسی تخصصی پیکربندی ماژول های آنالوگ S7-1500 بپردازیم.
معرفی ماژول های آنالوگ
ماژول‌های آنالوگ به عنوان یک رابط بین سیستم های کنترلی و دنیای واقعی عمل می کنند. داده ها و اطلاعات در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، به صورت سیگنال های آنالوگ (مانند فشار، دما، جریان، ولتاژ و سطح مایعات) ارسال و دریافت می شوند. به طور معمول این سیگنال های آنالوگ در قالب ولتاژ (مانند 0 تا 10 ولت) یا جریان (مانند 4 تا 20 میلی آمپر) هستند. ماژول های آنالوگ پی ال سی S7-1500 زیمنس دارای قابلیت خواندن ورودی های آنالوگ (AI) و خروجی های آنالوگ (AO) هستند.
انواع ماژول های آنالوگ در S7-1500
ماژول های آنالوگ S7-1500 به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
- ماژول های ورودی آنالوگ (AI): ماژول های ورودی آنالوگ برای دریافت سیگنال های آنالوگ از سنسورها و دستگاه های اندازه گیری استفاده می شوند. این سیگنال ورودی می تواند مقدار ولتاژ، جریان، دما یا فشار باشد.
- ماژول های خروجی آنالوگ (AO): ماژول های خروجی آنالوگ برای ارسال سیگنال های آنالوگ به دستگاه های خارجی مانند کنترل کننده های موقعیت، محرک ها یا درایوها، کنترل مورد استفاده قرار می گیرند.
هر کدام از این ماژول های آنالوگ دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند و با توجه به نیاز هر پروژه، می توان از مدل های مختلف آنها استفاده نمود.
ویژگی های اصلی ماژول های آنالوگ S7-1500
ماژول های آنالوگ S7-1500 دارای دقت بالایی در اندازه گیری ها و انتقال داده های آنالوگ هستند. این ویژگی باعث می شود که ماژول های آنالوگ برای کاربردهای حساس صنعتی مانند کنترل دما در فرایندهای شیمیایی مناسب باشند. این نوع ماژول از استانداردها و پروتکل های مختلفی برای سیگنال های آنالوگ مانند جریان، ولتاژ و RTD پشتیبانی می‌کنند.
ماژول های آنالوگ می توانند خطاهایی مانند اضافه ولتاژ با جریان بیش از حد و قطعی سیم را شناسایی و گزارش دهند. این ماژول ها از طریق نرم افزار TIA Portal زیمنس پیکربندی می شوند. این نرم افزار امکان تنظیمات دقیق و آسان ماژول های آنالوگ را فراهم می کند.
مراحل پیکربندی ماژول های آنالوگ S7-1500
پیکربندی ماژول های آنالوگ در S7-1500 شامل چند مرحله کلیدی می باشد. در ادامه این مراحل را به ترتیب توضیح می دهیم:
انتخاب و نصب ماژول
اولین قدم در پیکربندی، انتخاب ماژول آنالوگ مناسب برای کاربرد مورد نظر است. ماژول زیمنس مدل های مختلفی دارد که باید با توجه به تعداد کانال ها و نوع سیگنال، یکی از آنها را انتخاب کرد. پس از انتخاب ماژول آنالوگ، باید آن را به ریل DIN کنار CPU نصب کنید.
پیکربندی سخت افزاری در TIA Portal
برای پیکربندی ماژول های آنالوگ زیمنس، از نرم افزار TIA Portal زیمنس استفاده می شود. در این نرم افزار ابتدا باید یک پروژژه جدید ایجاد نمایید و نوع CPU و ماژول های مورد نظر را اضافه کنید. در نمای سخت افزاری (Hardware Configuration، ماژول آنالوگ انتخابی را به سمت رک اصلی (Rack) کشیده و آن را در کنار CPU قرار دهید.
با دوبار کلیک بر روی ماژول آنالوگ زیمنس، پنجره تنظیمات آن باز می شود. در این پنجره تنظیمات می توانید نوع سیگنال (جریان یا ولتاژ)، دقت اندازه گیری و سایر مشخصات را تنظیم نمایید. سپس باید نوع سیگنال (Input/Output Type) را تنظیم نمایید. هر کانال ماژول آنالوگ قابل تنظیم برای انواع سیگنال ها می باشد. به طور مثال، می توانید کانالی را برای دریافت سیگنال 4-20 میلی آمپر و دیگری را برای ولتاژ 0-10 ولت تنظیم کنید.
این کار از طریق تنظیمات در نرم افزار TIA Portal انجام می گیرد. برای این کار وارد تنظیمات کانال شوید. نوع سیگنال را باید از میان گزینه های موجود مانند Current، Voltage یا … انتخاب نمایید. محدوده مقیاس بندی (Scaling) را مشخص کنید. سیگنال های ماژول آنالوگ باید برای پردازش در CPU زیمنس مقیاس شوند. مقیاس بندی به معنی انتقال مقادیر آنالوگ به مقادیر دیجیتال است. مقیاس بندی می تواند از طریق بلوک های استاندارد موجود در نرم افزار TIA Portal مانند FC105 برای مقیاس بندی استاندارد انجام گیرد.
برنامه نویسی در TIA Portal
پس از تنظیم سخت افزاری ماژول های آنالوگ باید از این سیگنال ها در برنامه PLC استفاده نمایید. در این مرحله می توانید از دستوراتی مانند MOVE یا بلوک های ریاضی برای پردازش مقادیر آنالوگ استفاده کنید. از بلوک های مقیاس بندی (Scaling) یا غیر مقیاس بندی (Unscaling) برای تبدیل مقادیر دیجیتال به آنالوگ یا بالعکس استفاده نمایید.
پس از اتمام تنظیمات سخت افزاری و برنامه نویسی آنها، سیستم را مورد آزمایش قرار دهید. ابزارهای موجود در نرم افزار TIA Portal مانند Watch Table و Online Monitoring می توانند برای مشاهده مقادیر آنالوگ و عیب یابی آنها استفاده شوند.
نکات مهم در پیکربندی ماژول های آنالوگ
یکی از نکات مهم در پیکربندی ماژول های آنالوگ در نظر گررفتن نویز است. سیگنال های آنالوگ ممکن است تحت تأثیر نویز قرار بگیرند. برای کاهش دادن نویز در این ماژول ها، باید از سیم کشی صحیح و شیلددار استفاده نمایید. سعی کنید ماژول های آنالوگ را تا جای ممکن از منابع نویزی مانند موتورها و اینورترها دور نگه دارید.
برای دقت بیشتر در اندازه گیری و دریافت و ارسال سیگنال ها باید کالیبراسیون ماژول ها و سنسورها را به صورت دوره ای انجام دهید. می توانید از قابلیت های مربوط به تشخیص خطای ماژول های آنالوگ برای شناسایی مشکلات در سیم کشی یا عملکرد استفاده نمایید.
جمع بندی
ماژول های آنالوگ در سیستم S7-1500 یکی از اجزای حیاتی برای برقرای ارتباط PLC با دنیای واقعی هستند. این ماژول ها دارای دقت بالا، امکانات پیشرفته و انعطاف پذیری بوده و امکان مدیریت فرآیندهای پیچیده صنعتی را فراهم می نمایند. پیکربندی صحیح این ماژول های آنالوگ از طریق نرم افزار TIA Portal زیمنس و رعایت نکات فنی مهم، عملکرد بهینه سیستم کنترلی را تضمین خواهد بود. با درک دقیق ویژگی ها و قابلیت های ماژول های آنالوگ S7-1500 و مراحل پیکربندی، می توانید از این ابزار قدرتمند در پروژه های صنعتی خود به بهترین نحو استفاده کنید. شما میتوانید با کمترین قیمت و گارانتی اصالت کالا محصولات زیمنس را از اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس در ایران خریداری کنید.
