المواد المستخدمة في المواد المستخدمة في المواد المستخدمة

سيمنز 6ES7350-2AH01-0AE0 | SIMATIC S7-300 FM 350-2 وحدة عداد — 8 قنوات، 20 كيلو هرتز، NAMUR / 24 فولت مشفر، عد / تردد / سرعة / فترة / جرعات، 8 مدخلات رقمية + 8 مخرجات رقمية، 40 سنًا

نظرة عامة

وحدة Siemens 6ES7350-2AH01-0AE0 هي وحدة FM 350-2 — وحدة وظائف العد والقياس ثمانية القنوات من سيمنز لنظام SIMATIC S7-300.

حيث توفر مدخلات العدادات عالية السرعة المدمجة في وحدات المعالجة المركزية S7-300 المدمجة قناتين بتردد 10 كيلو هرتز، فإن FM 350-2 ترفع القدرة إلى ثماني قنوات مستقلة بتردد 20 كيلو هرتز، كل منها قادر على العمل في وضعه المحدد بشكل مستقل، وتكوين وظائف البوابة الخاصة به وتعيينات المخرجات بشكل مستقل. 

بالنسبة للآلات التي تحتاج إلى مراقبة مشفرات متعددة، أو عد المنتجات في نقاط قياس متعددة، أو قياس السرعة على محاور آلة متعددة في وقت واحد، فإن FM 350-2 تحل محل ما قد يتطلبه الأمر بخلاف ذلك لمجموعة من أجهزة العد الذكية المنفصلة.

تعمل القنوات الثماني بالكامل في معالج FM 350-2 الخاص — بشكل مستقل عن دورة مسح وحدة المعالجة المركزية S7-300. يكمل إشارة المشفر بتردد 20 كيلو هرتز نبضة كاملة في 50 ميكرو ثانية؛ لا يمكن لدورة مسح PLC التي تعمل بتردد 10 مللي ثانية التقاط كل نبضة بهذا المعدل بشكل موثوق باستخدام معالجة المدخلات الرقمية العادية.

تسجل عدادات الأجهزة في FM 350-2 كل نبضة بغض النظر عن عبء العمل الحالي لوحدة المعالجة المركزية، وتكون القيمة المعدودة، أو التردد المقاس، أو السرعة المحسوبة متاحة في ذاكرة التخزين المؤقت للوحدة لتتمكن وحدة المعالجة المركزية من قراءتها في المسح التالي — بدقة حتى آخر نبضة.

أوضاع التشغيل الخمسة — العد، وقياس التردد، وقياس السرعة، وقياس مدة الفترة، والجرعات — تجعل FM 350-2 محرك قياس متعدد الأغراض داخل رف S7-300.

يتم ضبط وضع كل قناة بشكل مستقل، لذلك يمكن لوحدة FM 350-2 واحدة تشغيل قناة واحدة في وقت واحد كعداد طول لحزام ناقل، وقناة أخرى كمقياس تردد لمستشعر تدفق، وقناتين أخريين كمراقبات سرعة لمحاور آلة مختلفة — كل ذلك من نفس الوحدة.

المواصفات الرئيسية

شرح أوضاع التشغيل الخمسة

العدهو الوضع الأساسي. يقوم العداد بتجميع النبضات من مدخل المشفر، وزيادة أو إنقاص قيمة العداد 32 بت عند كل حافة نبضة. تتحكم مدخلات البوابة (إشارات خارجية أو أوامر برمجية) في وقت نشاط العد.

في نهاية فترة العد أو عند الوصول إلى قيمة محددة مسبقًا، يتم تنشيط المخرج المُكوّن — تشغيل بوابة، أو مرحل، أو إنذار في الآلة. تغطي متغيرات العد المستمر، والفردي، والدوري احتياجات التطبيق المختلفة.

قياس التردديقوم بعد النبضات خلال وقت بوابة محدد ويبلغ عن التردد بالهرتز. وقت البوابة قابل للتكوين — أوقات البوابة الأطول تعطي دقة أفضل عند الترددات المنخفضة، وأوقات البوابة الأقصر تعطي استجابة أسرع عند الترددات العالية.

ينتج مستشعر التدفق الذي يولد 100 نبضة لكل لتر بمعدل تدفق 5 لترات في الدقيقة 500 نبضة في الدقيقة (8.33 هرتز)؛ تقوم FM 350-2 بقياس ذلك وتوفر قيمة التردد لحساب معدل التدفق في برنامج وحدة المعالجة المركزية.

قياس السرعةيوسع قياس التردد عن طريق تحويل تردد النبضة إلى قيمة سرعة باستخدام دقة المشفر المُكوّنة (نبضة لكل دورة). تقرأ وحدة المعالجة المركزية سجل السرعة في ذاكرة التخزين المؤقت للبيانات الخاصة بـ FM 350-2 ولديها قيمة مباشرة لعدد الدورات في الدقيقة أو السرعة الطرفية للعرض أو التسجيل أو التحكم في الحلقة المغلقة.

قياس مدة الفترةيقيس الوقت بين نبضات المشفر المتتالية، مما يوفر قياسًا عكسيًا للتردد يكون أكثر دقة عند السرعات المنخفضة من العد المباشر للتردد.

عند السرعات المنخفضة جدًا — حيث قد تلتقط بوابة عد مدتها ثانية واحدة بضع نبضات فقط وبالتالي تعطي دقة تردد ضعيفة — فإن قياس الفترة بين النبضات يعطي دقة أعلى بكثير.

وضع الجرعاتهي الميزة الأكثر تحديدًا للتطبيق في FM 350-2. تقوم الوحدة بعد النبضات من مقياس التدفق، وتنقل الإجمالي المتراكم، وتنشط مخرجًا عند الوصول إلى إجمالي عدد مبرمج (الـ "جرعة").

يتحكم المخرج مباشرة في صمام التوزيع أو الملف اللولبي أو المضخة — دون المرور عبر دورة مسح PLC.

تتجنب هذه الجرعات المعتمدة على الأجهزة زمن الوصول لقراءة العداد في برنامج PLC وكتابة المخرج في المسح التالي، وهو أمر بالغ الأهمية في تطبيقات الجرعات عالية السرعة حيث يمثل زمن وصول بضعة مللي ثانية خطأً كبيرًا في الحجم.

واجهة NAMUR — اتصال مستشعر السلامة الجوهرية

تقبل واجهة الإدخال الخاصة بـ FM 350-2 مستشعرات NAMUR — واجهة ذات سلكين محددة في IEC 60947-5-6، وتستخدم على نطاق واسع للمستشعرات القريبة في التركيبات في المناطق الخطرة.

يتم تشغيل مستشعرات NAMUR بواسطة الجهاز الميداني (وليس المستشعر نفسه) وتغير استهلاكها الحالي لتمثيل حالتين منطقيتين: حوالي 1 مللي أمبير للحالة غير النشطة وحوالي 8 مللي أمبير للحالة النشطة.

تقوم واجهة NAMUR في FM 350-2 بتقييم هذا التغيير في التيار، مما يسمح بتوصيل المستشعرات المثبتة في مناطق خطرة من المنطقة 1 أو المنطقة 2 عند استخدامها مع حواجز سلامة جوهرية متوافقة مع NAMUR (حواجز زينر أو عوازل جلفانية) بين المستشعر والوحدة.

هذا يجعل FM 350-2 مناسبة لقياس السرعة والعد في مصانع العمليات الكيميائية والمصافي حيث تتطلب الآلات الدوارة في المناطق الخطرة مراقبة السرعة.

يمكن أيضًا توصيل مفاتيح القرب القياسية ومستشعرات المشفرات بجهد 24 فولت تيار مستمر بمدخلات FM 350-2، وتعمل في وضع المشفر 24 فولت الذي يقبل إشارات رقمية من نوع PNP القياسية بدلاً من إشارات تيار NAMUR.

مخرجات المقاطعة للأجهزة — التحكم المباشر في الآلة

تعمل المخرجات الرقمية الثمانية لـ FM 350-2 بتردد تبديل يصل إلى 500 هرتز ويمكن تنشيطها بناءً على وصول العداد إلى قيمة مقارنة قابلة للبرمجة، دون تدخل وحدة المعالجة المركزية. هذه القدرة على إخراج مقاطعة الأجهزة هي المفتاح لتطبيقات الجرعات والعمليات التي يتم تشغيلها بالمقارنة حيث يكون وقت الدورة مهمًا.

في تكوين المقارنة، تكتب وحدة المعالجة المركزية قيمة عد مستهدفة إلى سجل المقارنة الخاص بـ FM 350-2 عبر اتصال K-Bus.

مع تجميع العداد للنبضات، تقارن FM 350-2 داخليًا الإجمالي الحالي بالقيمة المستهدفة. عندما يتطابقان، تقوم FM 350-2 بتنشيط المخرج المقابل مباشرة — دون تدخل دورة مسح PLC.

وقت استجابة المخرج محدد بالأجهزة: عادةً في نطاق الميكرو ثانية لمنطق المقارنة وبرنامج تشغيل المخرج، بدلاً من نطاق المللي ثانية لوقت دورة مسح PLC الذي سيطبق إذا كان على وحدة المعالجة المركزية قراءة العداد، ومقارنته في البرنامج، وكتابة المخرج في مسح لاحق.

الأسئلة الشائعة

س 1: هل تتطلب FM 350-2 موصل أمامي خاص أو كابل مشفر، أم أنها ملحقات S7-300 قياسية؟

تستخدم FM 350-2 موصل S7-300 الأمامي القياسي ذي 40 سنًا (6ES7392-1AM00-0AA0 للموصلات اللولبية، أو 6ES7392-1BM01-0AA0 للموصلات الزنبركية) — نفس الموصل الذي تستخدمه وحدات الإشارة S7-300 الأخرى ذات 40 سنًا. يتم طلبه بشكل منفصل ولا يتم تضمينه مع الوحدة.

لتوصيل المشفر، يكون كابل الزوج الملتوي المحمي القياسي مناسبًا؛ لا يلزم وجود كابل خاص أو موصل مشفر متخصص.

يتصل التوصيل بأطراف الموصل الأمامي ذي 40 سنًا وفقًا لجدول تعيين أطراف FM 350-2 في وثائق التكوين.

س 2: هل يمكن تثبيت FM 350-2 في رف توسعة S7-300 متصل عبر IM 361، أم يجب أن تكون في الرف المركزي؟

FM 350-2 هي وحدة وظائف (FM) تتواصل مع وحدة المعالجة المركزية عبر K-Bus. يتم توجيه K-Bus إلى رفوف التوسعة المتصلة عبر زوج IM 360/361، ولكن ليس عبر زوج IM 365 الأبسط.

لذلك: يمكن تثبيت FM 350-2 في رفوف التوسعة المتصلة بوحدات واجهة IM 361 (مع وجود K-Bus)، ولكن لا يمكنها العمل بشكل صحيح في رفوف التوسعة المتصلة عبر IM 365 (بدون K-Bus).

هذا هو أحد القيود الخاصة بالتطبيق التي تحدد ما إذا كان زوج IM 365 أو IM 360/361 مناسبًا لتكوين S7-300 متعدد الرفوف معين.

س 3: ما هو برنامج التكوين المضمن مع FM 350-2، وهل هو متوافق مع TIA Portal؟

تتضمن 6ES7350-2AH01-0AE0 حزمة تكوين على قرص مضغوط — هذه هي مكتبة كتل وظائف STEP 7 وأداة التكوين الخاصة بـ FM 350-2، وتستخدم مع STEP 7 Classic (v5.x).

يتوفر دعم TIA Portal لوحدة FM 350-2 من خلال STEP 7 في TIA Portal (عند استخدام TIA Portal مع حزمة STEP 7 Professional) أو من خلال أداة تكوين TIA Portal الخاصة بـ FM 350-2 المتوفرة من Siemens Industry Online Support. 

بالنسبة للأنظمة التي تم هندستها بالفعل في STEP 7 Classic، توفر الأقراص المدمجة المضمنة جميع أدوات التكوين اللازمة؛ بالنسبة لمستخدمي TIA Portal، يجب التحقق من حزمة TIA Portal المتوافقة المناسبة والحصول عليها من سيمنز.

س 4: هل يمكن استخدام قنوات FM 350-2 في وقت واحد في أوضاع تشغيل مختلفة؟

نعم. كل قناة من القنوات الثماني قابلة للتكوين بشكل مستقل. ضمن وحدة FM 350-2 واحدة، يمكن للقنوات العمل في أوضاع مختلفة في وقت واحد — على سبيل المثال، القنوات 1-4 في وضع العد المستمر لمراقبة كمية الإنتاج، والقنوات 5-6 في وضع قياس السرعة لمراقبة سرعات المحركات، والقناتين 7-8 في وضع الجرعات للتحكم في التوزيع.

يتم تعيين التكوين أثناء التشغيل عبر أداة التكوين وتنزيله إلى الوحدة.

يقرأ برنامج وحدة المعالجة المركزية البيانات من كل قناة بشكل مستقل، ويصل إلى هياكل كتل البيانات المناسبة لوضع تشغيل كل قناة.

س 5: ماذا يحدث لقيم عدادات FM 350-2 إذا انتقلت وحدة المعالجة المركزية S7-300 إلى وضع الإيقاف (STOP)؟

عندما تنتقل وحدة المعالجة المركزية S7-300 إلى وضع الإيقاف (STOP)، تستمر أجهزة عدادات FM 350-2 في العمل — تستمر العدادات في العمل، وتجمع النبضات من المشفرات المتصلة.

يتوقف اتصال وحدة المعالجة المركزية بـ FM 350-2 عبر K-Bus في وضع الإيقاف (STOP)، لذلك لا يمكن لوحدة المعالجة المركزية قراءة قيم العدادات المحدثة أو كتابة نقاط ضبط جديدة خلال فترة الإيقاف (STOP). 

ومع ذلك، تظل FM 350-2 نفسها وعدادات الأجهزة الخاصة بها تعمل وتظل قيد التشغيل. عندما تعود وحدة المعالجة المركزية إلى وضع التشغيل (RUN)، يستأنف اتصال K-Bus، ويمكن لوحدة المعالجة المركزية قراءة قيم العدادات الحالية، والتي تعكس الأعداد المتراكمة خلال فترة الإيقاف (STOP).

هذا السلوك مهم لتطبيقات الجرعات والعد حيث قد تستمر المواد في التحرك عبر الآلة أثناء توقف قصير لوحدة المعالجة المركزية (STOP) — لا يتم فقدان بيانات العد.