مقدمه

تاریخچه ساخت و تکامل PLC در شرکت زیمنس

شرکت زیمنس، فعالیت خود در زمینه طراحی و ساخت کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی را با عرضه اولین کنترلر خود با نام «SIMATIC G» در سال ۱۹۵۹ میلادی در نمایشگاه ماشین‌آلات پاریس آغاز نمود. این کنترلر ساده برای انجام کاربردهای ساختمانی همچون کنترل آسانسور و انجام چند عمل با توالی زمانی مشخص، طراحی‌شده بود. استفاده از ترانزیستور بجای رله‌های مکانیکی، تحولی بزرگ در زمینه تکنولوژی ساخت این کنترلر در آن زمان به شمار می‌رفت و مزایایی همچون ابعاد کوچک‌تر و قابلیت اطمینان بالاتر نسبت به کنترلرهای مشابه در آن دوره را موجب گردیده بود. این قابلیت‌ها سبب شد تا از آن علاوه بر کاربردهای ساختمانی، در پست‌های توزیع و نیروگاه‌ها نیز استفاده گردد.

در سال ۱۹۷۳ میلادی، اولین کنترلر باینری زیمنس که می‌توان آن را اولین PLC ساخته‌شده توسط این شرکت به شمار آورد، تحت عنوان SIMATIC S3 به بازار عرضه شد که یک PLC کوچک با کاربردهای محدود بود. چهار سال بعد شرکت زیمنس با عرضه PLCهای سری SIMATIC S5 به بازار در مدل‌های ۱۵۵U، ۱۳۵U، ۱۱۵U، ۱۰۰U، ۹۵U و ۹۰U خود را در زمینه طراحی و ساخت PLC در جهان مطرح نمود.

به دنبال تجربه موفق و استقبال مشتریان از سری SIMATIC S5، شرکت زیمنس نسخه تکامل‌یافته این سری را در سال ۱۹۹۵ میلادی، در کالبدی جدید تحت عنوان SIMATIC S7 به بازار عرضه نمود. PLCهای سری S7 با کارایی بالاتر، ابعاد کوچک‌تر و شکیل‌تر و بهره‌مندی از نرم‌افزار برنامه‌نویسی تحت ویندوز در سه سطح S7-200،‌ S7-300 و S7-400 طراحی و ارائه‌شده‌اند که از این میان، PLCهای سری S7-300 و S7-400 به علت قابلیت‌های فراوان و کیفیت مطلوب به‌شدت مورد استقبال مشتریان قرار گرفتند و به‌طور گسترده در صنایع مختلف نصب و راه‌اندازی شدند، اما PLCهای سری S7-200 که برای کاربردهای کنترلی ساده تا سطح متوسط طراحی و ساخته‌شده بودند، به علت برخی مشکلات سخت‌افزاری و محدودیت‌های نرم‌افزاری آن‌چنان مورد استقبال واقع نشدند. این امر شرکت زیمنس را بر آن داشت تا با رفع مشکلات و محدودیت‌های PLCهای سری S7-200، از نسل تکامل‌یافته آن با نام S7-1200 در سال ۲۰۰۹ میلادی، رونمایی نماید. این شرکت همچنین PLCهای سری S7-1500‌ را در سال ۲۰۱۳ به‌عنوان مکملی برای سری S7-300 معرفی و به‌صورت موازی به بازار ارائه نمود.

با گذشت زمان، پیشرفت روزافزون تکنولوژی سبب ایجاد تحولی شگرف در زمینه ساخت و تولید PLCها گردید و شرکت زیمنس همپای این روند، هرسال محصولات جدیدی را در زمینه اتوماسیون صنعتی، تولید و به بازار معرفی نمود، به‌گونه‌ای که هم‌اکنون تنوع بالای محصولات شرکت زیمنس، پاسخگوی تمامی نیازهای کاربران در حوزه اتوماسیون صنعتی می‌باشد. در شکل زیر، شمای ظاهری PLCهای سری S7 به همراه PLC کوچک زیمنس با نام تجاری !LOGO نشان داده شده است.

SIMATIC Controllers

معرفی مهمترین PLCها و کنترلرهای خانواده سیماتیک

هر ماشین یا کارخانه بسته به میزان کارایی موردنیاز و پیچیدگی پروسه‌های داخلی، نیازمند سیستم کنترل مخصوص به خود می‌باشد. همانگونه که بیان گردید، شرکت زیمنس در راستای پاسخگویی به‌تمامی نیازهای کاربران، مجموعه‌ای از PLCها و کنترلرها را در چهار گروه مطابق دسته بندی ذیل، از کاربردهای کنترلی بسیار ساده تا کاربردهای بسیار پیچیده صنعتی طراحی و به بازار عرضه نموده است. در گروه نخست این دسته‌بندی که برای کاربردهای اتوماسیونی سطح پایین تا سطح متوسط طراحی‌شده است، کنترلرهای پایه شرکت زیمنس شامل PLC کوچک !LOGO و PLCهای سری S7-1200 جای گرفته‌اند. در گروه دوم، کنترلرهای پیشرفته‌تر، شامل PLCهای سری S7-300، S7-400 و S7-1500 قرار دارند و برای کاربردهای کنترلی در سطوح متوسط تا پیشرفته مناسب می‌باشند. کنترلرهای غیرمتمرکز برای کاربردهای کنترلی غیرمتمرکز (توزیع‌شده در سطح فیلد) در گروه سوم جای گرفته‌اند و نهایتاً در گروه چهارم، کنترلرهای پیشرفته نرم‌افزاری با اجرا روی کامپیوترهای صنعتی و PLCهای بهره‌مند از معماری کامپیوتری، وظیفه کنترل پروسه را بر عهده می‌گیرند. دو کنترلر نرم‌افزاری موجود در این گروه به نام‌های WinAC و S7-1500 Controller، به ترتیب بر پایه PLCهای سری S7-300/400 و سری S7-1500 توسعه‌یافته‌اند.

PLCهای مناسب برای کاربردهای کنترلی سطوح پایین تا متوسط

PLCهای مناسب برای کاربردهای کنترلی سطوح متوسط تا پیشرفته

PLCهای مناسب برای کاربردهای کنترلی غیرمتمرکز (توزیع شده)

کنترلرها و PLCهای پیشرفته نرم افزاری

از میان کنترلرها و PLCهای معرفی شده، PLCهای سری S7-300 و S7-400، کنترلرهای غیرمتمرکز سری ET200S و کنترلر نرم‌افزاری WINAC جزء محصولات قدیمی‌تر شرکت زیمنس به شمار می‌روند و پیشنهاد شرکت زیمنس برای پروژه‌های جدید، استفاده از محصولات بروز این خانواده مطابق نمودار شکل زیر می‌باشد. در این نمودار، انواع کنترلرها و PLCهای خانواده SIMATIC برحسب پیچیدگی کاربرد و کارایی سیستم کنترل از محدوده‌ای از سطوح پایین تا سطح پیشرفته گسترده شده‌اند.

اعضای جدید خانواده SIMATIC Controllers، علی‌رغم تفاوت‌های بسیار در قابلیت‌ها و حوزه‌های کاربرد، در برخورداری از کارایی بالا، نوآوری در طراحی، برخورداری از توابع عیب‌یابی پیشرفته، توابع ایمنی، توابع امنیتی و توابع تکنولوژی مشترک می‌باشند که این امر، انعطاف‌پذیری در طراحی و سازگاری با راهکارهای مختلف اتوماسیونی را برای کاربران به ارمغان می‌آورد.