نگاهی دقیق به PLC سری S7-1200 زیمنس

پی ال سی (PLC) سری 1200 یکی از محصولات شرکت زیمنس (Siemens) در زمینه کنترل خودکار صنعتی است. این پی ال سی به عنوان یک سیستم کنترل خطی پیشرفته برای کنترل و نظارت بر تجهیزات صنعتی به کار می‌رود. در ادامه به بررسی این سری از پی ال سی های محبوب زیمنس خواهیم پرداخت. همچنین آن را با سری S7-300 و S7-1500 مقایسه می کنیم.

S7-1200 را بهتر بشناسیم

پی ال سی سری 1200 زیمنس با بهره گیری از پردازنده‌های قدرتمند و پشتیبانی از برنامه‌نویسی با استفاده از زبان های برنامه‌نویسی مانند Ladder Diagram (LD)، Function Block Diagram (FBD)، Statement List (ST) و Structured Text (SCL)، قابلیت کنترل و مانیتورینگ سیستم‌های صنعتی پیچیده را دارا می‌باشد.

به علاوه، این پی ال سی دارای ورودی و خروجی های متعددی برای اتصال به تجهیزات صنعتی است. از جمله ورودی های آن، می‌توان به ورودی‌های دیجیتال، آنالوگ و نیز ورودی‌های کانتر شمارنده اشاره کرد. همچنین خروجی‌های دیجیتال و آنالوگی نیز برای کنترل تجهیزات صنعتی در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

با توجه به قابلیت های بالایی که پی ال سی سری 1200 دارد، از آن برای کنترل و مانیتورینگ سیستم‌های مختلفی مانند خطوط تولید، دستگاه‌های CNC، سیستم‌های اتوماسیون ساختمانی و … استفاده می‌شود. همچنین، این پی ال سی در صنایعی مانند صنایع شیمیایی، پتروشیمی، صنایع نفت و گاز، خودروسازی و صنایع فلزی نیز کاربرد دارد.

ویژگی های پی ال سی 1200 زیمنس S7-120

پی ال سی 1200 زیمنس دارای ویژگی های متعددی است که آن را به یکی از پرطرفدارترین پی ال سی های صنعتی تبدیل کرده است. در ادامه مطلب برخی از ویژگی های مهم آن را بخوانید.

عملکرد بالا: این پی ال سی با استفاده از پردازشگر سریع و قدرتمندی که دارد، عملکرد بسیار خوبی دارد و در کنترل و مدیریت سیستم های صنعتی بسیار مؤثر است.

سازگاری بالا: با توجه به پشتیبانی از برخی از استانداردهای صنعتی مانند PLCopen و IEC 61131-3، این پی ال سی با سایر تجهیزات و دستگاه های صنعتی سازگاری بالایی دارد.

کارایی بالا: پی ال سی 1200 زیمنس با قابلیت های متعددی مانند ارتقاء حافظه، قابلیت اتصال به شبکه، پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی مختلف و… کارایی بالایی دارد.

دسترسی آسان: با داشتن رابط کاربری ساده و دسترسی آسان به تنظیمات مختلف، نصب و راه اندازی این پی ال سی بسیار آسان است.

امنیت: این پی ال سی با داشتن قابلیت های مانند پسورد گذاری و سایر روش های امنیتی، محافظت از داده های شما را تضمین می کند.

کاربرد گسترده: پی ال سی 1200 زیمنس به دلیل ویژگی های منحصربه فرد و کارایی بالایی که دارد، در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، فولاد، نفت و گاز، برق و الکترونیک و غیره استفاده می شود.

امکانات و قابلیت های S7-1200 زیمنس

پی ال سی سری 1200 زیمنس دارای امکانات و قابلیت های بسیاری است که می‌توان به برخی از آن‌ها اشاره کرد.

• پشتیبانی از تعداد زیادی ورودی و خروجی دیجیتال
• دارای پورت اترنت جهت ارتباط با شبکه
• دارای پورت USB جهت برنامه‌ریزی و انتقال اطلاعات
• امکان برنامه‌ریزی به روش های مختلف از جمله برنامه‌ریزی با استفاده از نرم‌افزار STEP 7 و TIA Portal
• پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی مختلف از جمله Modbus TCP/IP و Profibus
• امکان برنامه‌ریزی کنترلرهای مبتنی بر تکنولوژی Safety Integrated با استفاده از نرم‌افزار Safety Integrated
• دارای قابلیت PID جهت کنترل پروسه ها و سیستم‌های کنترل خودکار
• امکان استفاده از تابلوی دیجیتال برای نمایش وضعیت سیستم
• دارای قابلیت های دیگر از جمله اتصال به PLC های دیگر، کنترل اینورتر، کنترل سیستم‌های حرارتی و تهویه مطبوع و غیره.

با توجه به این قابلیت ها، پی ال سی 1200 زیمنس برای کاربردهای مختلفی در صنعت و اتوماسیون قابل استفاده است.

امکان توسعه هوش مصنوعی بر روی S7-1200 وجود دارد؟

بله پی ال سی‌های سری S7-1200 شامل قابلیت‌هایی برای توسعه هوش مصنوعی می‌باشد. این پی ال سی‌ها از زبان برنامه‌نویسی مبتنی بر استاندارد IEC 61131-3 پشتیبانی می‌کنند که این اجازه را به کاربر می‌دهد تا برنامه‌های پیشرفته‌ای را با استفاده از تکنولوژی هوش مصنوعی برای بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌ها ایجاد کند.

به عنوان مثال، با استفاده از قابلیت های پی ال سی 1200 زیمنس، می توان بهینه سازی های پیشرفته مانند پیش بینی خطا، تعیین سطح موجودی و افزایش بهره وری را در صنایع مختلفی مانند صنایع خودروسازی، فولاد، نفت و گاز و غیره انجام داد.

برای توسعه قابلیت های هوش مصنوعی بر روی پی ال سی 1200 زیمنس، نیاز به کارت افزاینده خارجی می باشد. این کارت به نام “SIMATIC IOT2020” شناخته می شود که از پردازنده Intel Quark دارای یک هسته با فرکانس 400 مگاهرتز استفاده می کند.

این کارت از ورودی های آنالوگ و دیجیتال پشتیبانی می کند و از طریق پروتکل های ارتباطی از جمله MQTT و REST API با دیگر دستگاه ها و سامانه های IoT ارتباط برقرار می کند.

همچنین برای استفاده از عملکردهای هوش مصنوعی در PLC S7-1200 شرکت زیمنس، می توان از یک کارت اضافی به نام SIMATIC IOT2000 AI استفاده کرد. این کارت به شما این امکان را می دهد که از قابلیت های پردازشی هوش مصنوعی با استفاده از یک واحد پردازشی Intel Movidius استفاده کنید.

این کارت، دارای ورودی های دیجیتال و آنالوگ می باشد و با کابل USB به PLC متصل می شود. به علاوه، شما می توانید از نرم افزار های مختلفی مانند TensorFlow و Caffe برای طراحی و آموزش مدل های هوش مصنوعی استفاده کنید.

با استفاده از کارت SIMATIC IOT2000 AI و نرم افزار های مرتبط، شما می توانید از امکانات هوش مصنوعی مانند تشخیص الگو، تشخیص صدا و تصویر و تحلیل داده های حسگرهای IoT استفاده کنید.

یادگیری ماشین یا machine learning در S7-1200 زیمنس

یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در PLC ها می‌تواند کاربرد مفیدی داشته باشد. برای توسعه قابلیت هوش مصنوعی در S7-1200، به کارت افزایشی هوش مصنوعی AI-Expansion که به صورت جداگانه از شرکت زیمنس تهیه می‌شود نیاز است. این کارت شامل پردازنده‌های نظارت بر وضعیت، پردازشگرهای یادگیری ماشین، پورت‌های ارتباطی Ethernet و SD کارت برای ذخیره و بازیابی داده‌ها می‌باشد. با استفاده از این کارت، می‌توانید برنامه‌های یادگیری ماشین را روی PLC S7-1200 اجرا کنید.

انواع کارت و ماژول سری 1200 زیمنس

کارت‌های افزایش دهنده (Expansion Card) مخصوص S7-1200 با رابط‌های مختلفی وجود دارند که برای اضافه کردن قابلیت‌های مختلف به PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کارت‌های موجود برای S7-1200 عبارتند از:

1. کارت دیجیتال: این کارت از ورودی‌های دیجیتال اضافی برای اتصال سنسورها و دستگاه‌های مختلف استفاده می‌کند.
2. کارت آنالوگ: این کارت از ورودی‌های آنالوگ اضافی برای اتصال سنسورهای آنالوگ استفاده می‌کند.
3. کارت رله: این کارت دارای خروجی‌های رله است و برای کنترل دستگاه‌هایی که نیاز به خروجی رله دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. کارت پروفی‌باس: این کارت برای ارتباط با دستگاه‌ها و ماژول‌های پروفی‌باس به کار می‌رود.
5. کارت اترنت: این کارت برای ارتباط با شبکه اترنت و اتصال به شبکه‌های صنعتی استفاده می‌شود.
6. کارت وای-فای: این کارت برای ارتباط بی‌سیم با شبکه‌ها استفاده می‌شود.
7. کارت GSM/GPRS: این کارت برای ارتباط با شبکه‌های GSM و GPRS و ارسال اطلاعات به راه دور استفاده می‌شود.
8. کارت SD: این کارت برای ذخیره‌سازی برنامه‌های کاربردی و داده‌ها در یک کارت حافظه SD استفاده می‌شود.
9. کارت GPS: این کارت برای اتصال به دستگاه‌های GPS و دریافت اطلاعات مکانی استفاده می‌شود.
10. کارت بارکدخوان: این کارت برای اتصال به بارکدخوان‌ها و دریافت اطلاعات از آن‌ها استفاده می‌شود.

مقایسه S7-1200 با S7-1500

S7-1200 و S7-1500 دو دسته‌ی PLC های صنعتی از شرکت زیمنس هستند که از دو سری مختلف هستند. در زیر مقایسه‌ای کوتاه بین این دو سری ارائه شده است:

قابلیت پردازش و کارایی: S7-1500 قدرت پردازش بیشتری دارد و برای پروژه‌هایی با پیچیدگی بیشتر و حجم داده‌ی بیشتر مناسب است. همچنین قابلیت اتصال به شبکه‌های ارتباطی مختلف بیشتری دارد و می‌تواند با دستگاه‌های دیگری ارتباط برقرار کند.

تعداد و نوع ورودی و خروجی: S7-1500 دارای تعداد ورودی و خروجی بیشتری است و قابلیت اضافه کردن ماژول‌های اضافی به آن وجود دارد. همچنین، ورودی‌های S7-1500 دارای قابلیت اندازه‌گیری دقیق و بیشتری هستند.

قابلیت ارتقا: هر دو سری S7-1200 و S7-1500 قابلیت ارتقا به سیستم‌های بزرگتری را دارند. با این حال، S7-1500 برای پروژه‌هایی با حجم داده‌ی بیشتر و پیچیدگی بیشتر بیشترین قابلیت ارتقا را دارد.

قیمت: قیمت S7-1200 نسبت به S7-1500 کمتر است، اما با توجه به قابلیت‌ها و پردازش‌های بیشتری که S7-1500 دارد، قیمت بالاتری دارد.

مقایسه S7-1200 با S7-300 زیمنس

S7-1200 و S7-300 هر دو پلتفرم های کنترلی سیمنس هستند، اما دارای ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی هستند. در زیر تفاوت های اصلی بین این دو مدل را بررسی می کنیم:

قابلیت پردازش: S7-300 با سرعت بیشتری نسبت به S7-1200 کار می کند و قابلیت پردازش داده های بیشتری را دارد.

تعداد و نوع ورودی/خروجی: S7-300 با تعداد بیشتری ورودی/خروجی عمل می کند و همچنین پشتیبانی از ورودی ها و خروجی های آنالوگ را نیز داراست. اما S7-1200 دارای ورودی/خروجی های دیجیتال و آنالوگ با سرعت بیشتری است.

انعطاف پذیری: S7-1200 با اندازه کوچکتری نسبت به S7-300 طراحی شده است و بهترین گزینه برای کاربردهای کوچک و ساده است. S7-300 قابلیت انعطاف پذیری بیشتری در سیستم های بزرگ و پیچیده دارد.

قابلیت ارتقاء: S7-300 قابلیت ارتقاء و افزودن ماژول های مختلف به سیستم را دارد، در حالی که S7-1200 این قابلیت را ندارد.

به طور کلی، S7-300 برای کاربردهای بزرگتر و پیچیده تر مناسب است، در حالی که S7-1200 برای کاربردهای کوچک و ساده تر مناسب است.

S7-300 قابلیت ارتقاء و افزودن ماژول‌های مختلف به سیستم را دارد، که این ماژول‌ها شامل ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ، ورودی/خروجی ترمز، ماژول‌های کنترل موتور، ماژول‌های کارت‌های ارتباطی (مانند پروتکل های Profibus، Profinet و Ethernet) و غیره هستند. در مقابل، S7-1200 به دلیل طراحی برای کاربردهای کوچک‌تر، این امکان را ندارد و قابلیت ارتقاء محدودتر است.

تا چند ورودی و خروجی در S7-1200 قابل دسترس از طریق کارت های ورودی خروجی است؟

S7-1200 دارای پورت های دیجیتال و آنالوگ است که امکان اتصال ورودی ها و خروجی های مختلف را به صورت مستقیم فراهم می کند. با استفاده از ماژول های افزونگی می توان تعداد ورودی و خروجی ها را افزایش داد، در حالی که حداکثر تعداد ورودی های دیجیتال 14 ورودی و خروجی های دیجیتال 10 خروجی و حداکثر تعداد ورودی های آنالوگ 2 و ورودی های PT100 و RTD 4 عدد می باشد. با استفاده از کارت های ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ افزونگی می توان تعداد ورودی ها و خروجی ها را تا 132 ورودی و 116 خروجی افزایش داد.

انواع CPU در سری S7-1200 زیمنس

CPU های سری 1200 زیمنس و ویژگی های آنها به صورت خلاصه در زیر آورده شده است.

• CPU 1211C: دارای 6 ورودی دیجیتال، 2 خروجی دیجیتال، 2 ورودی آنالوگ و 1 خروجی آنالوگ، دارای پورت های پیوستگی به سیستم های دیگر، حافظه 50 کیلوبایتی و سرعت پردازش 0.1 میلی ثانیه.
• CPU 1212C: دارای 8 ورودی دیجیتال، 4 خروجی دیجیتال، 2 ورودی آنالوگ و 1 خروجی آنالوگ، دارای پورت های پیوستگی به سیستم های دیگر، حافظه 75 کیلوبایتی و سرعت پردازش 0.05 میلی ثانیه.
• CPU 1214C: دارای 14 ورودی دیجیتال، 10 خروجی دیجیتال، 2 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ، دارای پورت های پیوستگی به سیستم های دیگر، حافظه 100 کیلوبایتی و سرعت پردازش 0.01 میلی ثانیه.
• CPU 1215C: دارای 24 ورودی دیجیتال، 16 خروجی دیجیتال، 2 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ، دارای پورت های پیوستگی به سیستم های دیگر، حافظه 125 کیلوبایتی و سرعت پردازش 0.005 میلی ثانیه.
• CPU 1217C: دارای 32 ورودی دیجیتال، 24 خروجی دیجیتال، 2 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ، دارای پورت های پیوستگی به سیستم های دیگر، حافظه 125 کیلوبایتی و سرعت پردازش 0.003 میلی ثانیه.