امرن (OMRON) یک شرکت بزرگ الکترونیک و اتوماسیون با سابقه طولانی در کشور ژاپن است. که طیف گسترده ای از محصولات مانند اینورتر، سرو موتور، PLC، مانیتور HMI یا نرم افزار SCADA را ارائه می دهد. Omron بیشترین سهم را از بازار تجهیزات کنترل و خدمات اتوماسیون در ژاپن دارد و محصولات آن در بسیاری از کشورهای دیگر نیز برند شده اند. علاوه بر کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)، Omron یک تولیدکننده مهم تجهیزات بهداشتی، لوازم خانگی و قطعات خودرو است. در این نوشتار به بررسی و مقایسه انواع PLC امرن پرداخته می شود.
و در حال حاضر PLC امرن سری های زیر را تولید می کند:
سری N (سری NX7، سری NX1، سری NX1P سری NJ) نسبتا محبوب است.
سری C (سری CP / CPM، سری CJ1، سری CJ2، سری CS1)
سری ZEN
می توان گفت که واحد پردازش مرکزی (CPU) مغز سیستم PLC امرن است، چرا که تمام عملکردهای حسابی و منطقی این کنترلر PLC را انجام می دهد. همچنین دنباله ای از دستورالعمل های ذخیره شده در یک برنامه تعریف شده توسط کاربر را اجرا می کند. ماژول CPU از سه جزء تشکیل شده است که عبارتند از:
تمام محاسبات لازم مانند نظارت بر وضعیت ورودی ها، مدیریت حافظه کنترل کننده و فعال کردن خروجی های مناسب مطابق دستورالعمل های منطقی ذخیره شده در برنامه PLC ، توسط کاربر را انجام می دهد. پردازنده همچنین زمان بندی تمام عملیات PLC را تنظیم می کند.
Omron امرن از دو نوع حافظه استفاده می کند، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) و حافظه تنها خواندنی (ROM)، برای ذخیره منطق درگیر در اجرای برنامه PLC. حافظه ROM مجموعه داده های ثابت و برنامه های مورد استفاده توسط پردازنده مانند برنامه های عملیاتی PLC را ذخیره می کند. در حالی که حافظه RAM مقادیر تایمر و ریاضی، شمارنده‌ها و اطلاعات مربوط به وضعیت دستگاه‌های ورودی/خروجی متصل در فیلد (یعنی مقیاس‌گذاری ورودی‌های آنالوگ) را ذخیره می‌کند.
بیشتر سیستم های PLC امرن از ولتاژ ورودی ۲۴ ولت DC استفاده می کنند که توسط یک ماژول منبع تغذیه تامین می شود. این ماژول منبع تغذیه ولتاژ ورودی مناسب را برای هر ماژول سیستم PLC از جمله ماژول CPU فراهم می کند. در واقع ۲۴۰ یا ۱۲۰ VAC را از شبکه AC دریافت می کند و سپس آن را عمدتا به ۲۴ VDC تبدیل می کند. سپس ولتاژ ۲۴ VDC تبدیل شده از ماژول منبع تغذیه به مدار PLC منتقل می شود تا سایر اجزای PLC را تغذیه کند.
ماژول های I/O تجهیزات ورودی و خروجی در فیلد را به ماژول CPU یک سیستم PLC امرن متصل می کنند. تجهیزات فیلد متصل یا ورودی یا خروجی PLC هستند. تجهیزات میدانی ورودی داده ها یا سیگنال ها را به CPU پی ال سی می دهند. نمونه‌هایی از ورودی‌های PLC عبارتند از کلیدهای تغییر وضعیت، دکمه‌های فشاری Start/Stop، دستگاه‌های اندازه‌گیری (مانند سنسورهای RTD یا ترموکوپل، گیج‌های فشار، آشکارسازهای سطح مایع، سنسورهای فشار)، سوئیچ‌های ایمنی و غیره. از سوی دیگر، تجهیزات خروجی میدانی داده‌ها یا دریافت می‌کنند. سیگنال های CPU پی ال سی موتورها، شیرهای برقی، چراغ ها، رله ها، پمپ ها و بخاری های الکتریکی نمونه های رایج خروجی های PLC هستند.
ورودی ها و خروجی های PLC به دو دسته دیجیتال یا آنالوگ طبقه بندی می شوند. ورودی ها/خروجی های دیجیتال فقط دو حالت دارند-روشن یا خاموش، بالا یا پایین، باز یا بسته و غیره. در نتیجه، آنها فقط سیگنال های باینری (۱ یا ۰) را به/از CPU یک سیستم PLC ارسال یا دریافت می کنند. کنتاکت های رله، سوئیچ های کلید، دکمه های فشاری و سوئیچ های ایمنی نمونه های رایج ورودی های دیجیتال PLC هستند. نمونه هایی از خروجی های دیجیتال PLC عبارتند از هوتر، موتور، شیر برقی، چراغ و غیره.
وارون این، ورودی ها و خروجی های PLC آنالوگ بیش از دو حالت دارند. آنها سیگنال های پیچیده ای را به / از CPU پی ال سی ارسال یا دریافت می کنند که به شکل سیگنال های جریان یا ولتاژ هستند. به عنوان مثال، یک سنسور RTD می تواند مقادیر زیادی دما مانند ۲۰ درجه سانتیگراد، ۴۰ درجه سانتیگراد، ۳۲ درجه سانتیگراد، ۵۱ درجه سانتیگراد و غیره را ارائه دهد، زیرا دما فقط سرد یا گرم نیست. نمونه هایی از ورودی های PLC آنالوگ شامل سنسورهای دما، ترازوهای وزن، سنسورهای سطح، سنسورهای فشار و غیره است. رایج ترین نمونه خروجی PLC آنالوگ یک شیر کنترل است که ممکن است ۰٪، ۱۰٪، ۱۵٪، ۳۰٪، ۵۰ باشد. ٪، ۷۵٪، یا ۹۰٪ باز است. یکی دیگر از خروجی های PLC آنالوگ محبوب، درایو فرکانس متغیر (VFD) است.
یک پروتکل ارتباطی برای تبادل داده بین سیستم PLC و دستگاه های ورودی/خروجی میدان آنالوگ/دیجیتال متصل و سایر دستگاه های جانبی استفاده می شود.
برخی از پروتکل های ارتباطی پشتیبانی شده توسط Omron PLC عبارتند از:
EtherNet/IP یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که پروتکل صنعتی مشترک (CIP) را با پروتکل استاندارد اترنت برای اتصال به شبکه استفاده می شود. این امکان ارتباطات شبکه ای ساختار یافته و مبتنی بر tag را فراهم می کند و به طور گسترده توسط سازندگان مختلف PLC های اتوماسیون مانند Omron و Rockwell Automation (آلن-برادلی PLC) استفاده می شود. مدل‌های خاص Omron امرن وجود دارد که شامل یک یا چند رابط ارتباطی اترنت با عملکرد پیوند داده EtherNet/IP است.
بیشتر مدل های Omron امرن از گزینه های ارتباط سریال RS-232، RS-485 و RS-422 از طریق بردهای اضافی پشتیبانی می کنند. بنابراین، دستگاه‌های افزوده شده مانند کنترل‌کننده‌های حرکت می‌توانند مستقیماً از طریق آن پروتکل‌های سریال به یک سیستم Omron PLC متصل شوند.
CompoBus/S یک پروتکل شبکه میدانی با سرعت بالا و مسافت طولانی است که برای اتصالات ورودی/خروجی راه دور با هدف کاهش سیم‌کشی قطعات استفاده می‌شود. برخی از مدل‌های Omron PLC مانند CP1E، CS1، و CP1H از زیرسیستم ورودی/خروجی CompoBus/S اختصاصی پشتیبانی می‌کنند.
مدل‌های گوناگون Omron PLC مانند CS1، CPM1A، CPM2A، CP1L، و CP1H از پروتکل‌های ارتباطی PROFIBUS-DP و DeviceNet پشتیبانی می‌کنند که امکان اتصال دستگاه‌های میدانی اضافی مانند درایوهای موتور و ترازو را به شبکه Omron PLC می‌دهند.
کاربران Omron امرن برای توسعه و دانلود یک برنامه PLC بر روی حافظه CPU به یک ترمینال برنامه نویسی نیاز دارند. تمام سری های Omron PLC از ترمینال CX-Programmer استفاده می کنند که به طور کامل در بسته نرم افزاری CX-ONE برای اهداف برنامه نویسی ادغام شده است. نرم افزار CX-ONE یک مجموعه نرم افزار برنامه نویسی است که به کاربران امکان می دهد تنها با استفاده از یک بسته نرم افزاری و تنها با یک شماره نصب و مجوز، PLC های Omron را بسازند، برنامه ریزی و پیکربندی کنند. این امر پیچیدگی برنامه نویسی و پیکربندی PLC های Omron را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
نرم‌افزار CX-ONE را می‌توان روی دستگاه‌های برنامه‌نویسی (یعنی رایانه‌های شخصی (کامپیوتر) یا کنسول‌های رومیزی) با استفاده از Windows 10، Windows 8.1 یا Windows 7 Service Pack System عامل (OS) نصب کرد. مدل نرم‌افزار CX-ONE را انتخاب کنید که با Omron PLC شما سازگار است، زیرا مدل‌های زیادی با تعداد نسخه های کاربری متفاوتی در دسترس هستند.
CX-Programmer شامل بلوک های تابع استاندارد در منطق نردبان معمولی IEC 61131-3 یا زبان های برنامه نویسی PLC متن ساختاریافته است. بنابراین، با برنامه نویس CX، می توانید یک برنامه PLC برای هر PLC امرن با استفاده از زبان های برنامه نویسی Ladder Diagram یا Structured Text (ST) توسعه دهید.
PLC های فشرده که به عنوان PLC های واحد یا یکپارچه نیز شناخته می شوند، ساده ترین نوع هستند – زیرا همه ماژول ها (CPU، کارت های ارتباطی، منبع تغذیه و غیره) در یک کیس قرار می گیرند. این نوع سری PLC دارای تعداد ثابتی ماژول ورودی/خروجی، یک CPU یکپارچه با پورت های اتصال است و برای فرآیندهای ساده مناسب است. معمولاً PLC های فشرده را می توان مستقیماً به تجهیزات یا سیستم تحت کنترل متصل کرد.
پی ال سی امرن مدل cp1h
| ویژگی/مدل | CPM1A | CPM2A | CP1E | CP1L | CP1H |
| تعداد ورودی/خروجی | ۱۰-۱۰۰ | ۸۰-۱۲۰ | ۲۰-۱۶۰ | ۱۰-۱۸۰ | ۲۰-۲۳۰ |
| حافظه برنامه | ۲K Words | ۴K Words | E-Model: 2K Steps N-Mode: 8K Steps |
L= 5K Steps M= 10K Steps |
۲۰K Steps |
| ظرفیت حافظه داده | ۱K Words | ۲K Words | ۲K Words or ۸K Words |
۱۰K Words or 32K Words | ۳۲K Words |
| پالس خروجی | One (2 kHz) | (۱۰ kHz) | Two (100 kHz) | Two (100 kHz) | Y model: 2(1 MHz), ۲(۱۰۰ kHz)X, XA Model: ۴(۱۰۰ kHz) |
| ورودی های شمارنده های سرعت بالا(HSC) | One (5 kHz) | ۱ (۲۰ kHz) | E-Model: Two (10 kHz) N-Mode: Two (100 kHz) |
۴ (۱۰۰ kHz, Single-Phase) ۲ (۵۰ kHz, Differential-Phase) |
۴ (۱۰۰ kHz, Single-Phase) ۲ (۵۰ kHz, Differential-Phase) |
| ورودی های اینتراپت درونی | Two or Four | Four | Six | Four or Six | Four |
| پورت های ارتباطی | Profibus-DP, CompoBus/S, DeviceNet |
Profibus-DP, CompoBus/S, DeviceNet |
CompoBus/S, Ethernet | Profibus-DP, CompoBus/S, Ethernet, DeviceNet, Serial Gateway |
Controller Link, Ethernet, Protocol Macro, Serial Gateway, EtherNet/IP, Profibus-DP, CompoNet, CompoBus/S, CANOpen, DeviceNet |
| نرم افزار برنامه نویسی | CX-Programmer fully integrated into CX-ONE software suite | CX-Programmer fully integrated into CX-ONE software suite | CX-Programmer for CP1E or CX-Programmer |
CX-Programmer fully integrated into CX-ONE software suite |
CX-Programmer fully integrated into CX-ONE software suite |
| زبان برنامه نویسی | Ladder Diagram(LD) or Ladder Logic | Ladder Diagram(LD) or Ladder Logic | Ladder Diagram(LD) or Ladder Logic | Ladder Diagram(LD), Structured Text(ST), Instruction List (IL), and Function Block Diagram(FBD) | Ladder Diagram(LD), Structured Text(ST), Instruction List (IL), and Function Block Diagram(FBD) |
| ارتباطات درونی | Peripheral Port | RS-232C, Peripheral Port |
USB Port(for programming purposes only) | USB Port(for programming purposes only) | USB Port(for programming purposes only) |
| استاندارد های منطبق | NK, SA, UL, LR, CE | NK, SA, UL, LR, CE | CE | LR, cUL CE, NK, RoHS | LR, cUL CE, NK, RoHS |
PLC های ماژولار شامل چندین ماژول مختلف هستند که می توانند برای ساختن یک سیستم PLC سفارشی به یکدیگر متصل شوند. اما یک ماژول پایه با CPU، منبع تغذیه و ورودی‌ها هنوز برای عملکردهای اصلی PLC مانند پردازش داده‌ها و اجرای برنامه، تنظیم توان الکتریکی و اتصالات ورودی مورد نیاز است. این سری PLC به کاربران انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهد، زیرا می‌توانید سیستم PLC خود را با اضافه کردن ماژول‌های ورودی/خروجی اضافی و دستگاه‌های جانبی مانند مبدل سیگنال آنالوگ به دیجیتال (A/D) سفارشی سازی کنید. شما در واقع می توانید به تعداد ماژول های اضافی که سیستم PLC شما اجازه می دهد اضافه کنید.
مدل های PLC امرن طبقه بندی شده به عنوان PLC های ماژولار عبارتند از:
دارای ظرفیت حافظه برنامه تا ۶۰ هزار قدم، ظرفیت حافظه داده تا ۱۶۰ هزار کلمه و ۲۵۶۰ بیت ورودی/خروجی است. این شامل یک پورت USB، یک پورت سریال RS-232C و پیوندهای سریال PLC است. این مدل حداکثر از دو ماژول Pulse I/O پشتیبانی می‌کند، در حالی که برای CJ2M-CPU1 نسخه ۲٫۰ یا جدیدتر حداقل یک ماژول Pulse I/O باید نصب شود.
دارای ظرفیت حافظه برنامه تا ۶۰ هزار قدم، ظرفیت حافظه داده تا ۱۶۰ هزار کلمه و ۲۵۶۰ بیت ورودی/خروجی است. این شامل یک پورت USB، یک پورت EtherNet/IP، یک پورت ارتباطی سریال RS-232C یا RS-485/RS-422A است و یک (۱) برد آپشن سریال برای پیوندهای سریال PLC مورد نیاز است. حداکثر دو ماژول Pulse I/O را پشتیبانی می کند، جایی که حداقل یک ماژول Pulse I/O باید برای CJ2M-CPU3 نسخه ۲٫۰ یا جدیدتر نصب شود.
دارای حداکثر ۴۰۰ هزار مرحله حافظه برنامه، تا ۸۳۲ هزار کلمه حافظه داده و ۲۵۶۰ بیت ورودی/خروجی است. این شامل یک پورت USB، یک پورت ارتباطی سریال RS-232C و یک عملکرد وقفه با سرعت بالا است. از عملیات واحد همزمان در ترکیب با یک واحد کنترل موقعیت، مدل CJ1W-NC[][]4 پشتیبانی می‌کند.
PLC امرن مدل cj2h
این Omron PLC دارای حداکثر ۴۰۰ هزار مرحله حافظه برنامه، تا ۸۳۲ هزار کلمه حافظه داده و ۲۵۶۰ بیت ورودی/خروجی است. این شامل یک پورت USB، یک پورت ارتباطی سریال RS-232C، یک پورت EtherNet/IP و یک عملکرد وقفه با سرعت بالا است. از عملیات واحد همزمان در ترکیب با یک واحد کنترل موقعیت، مدل CJ1W-NC [][]4 پشتیبانی می کند.
این مدل PLC Omron از چندین ورودی/خروجی داخلی شامل شانزده ورودی/خروجی دیجیتال، چهار ورودی وقفه، دو ورودی شمارنده ۱۰۰ کیلوهرتز و دو ورودی با فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز تشکیل شده است. خروجی ها. دارای یک CPU اترنت (موجود در ۳ مدل) و انتخابی از مدل های CPU بدون و با ورودی/خروجی داخلی. این شامل ۵ تا ۲۰ هزار مرحله حافظه برنامه، ۳۲ هزار کلمه حافظه داده و حداکثر ۶۴ مگابایت حافظه فشرده فلش است. زمان اجرا (دستورالعمل بیت) ۰٫۱ میکروثانیه (میکرو ثانیه) دارد. از ۱۶۰-۶۴۰ نقطه ورودی/خروجی دیجیتال و حداکثر ۲۰×۸ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۲ بیت یا وضوح ۱۵ بیت پشتیبانی می کند.
این سری Omron PLC شامل ورودی/خروجی داخلی نمی‌شود. دارای یک CPU کنترل حلقه است که در ۴ مدل موجود است. این شامل ۱۰ تا ۲۵۰ هزار مرحله حافظه برنامه، ۶۴ تا ۴۴۸ هزار کلمه حافظه داده و حداکثر ۶۴ مگابایت حافظه فشرده فلش است. زمان اجرا (دستورالعمل بیت) ۰٫۰۴/۰٫۰۲ میکروثانیه (میکرو ثانیه) است. از ۹۶۰-۲۵۶۰ نقطه ورودی/خروجی دیجیتال و حداکثر ۳۶×۸ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۳ بیت یا وضوح ۱۵ بیت پشتیبانی می کند.
توجه: همه مدل‌های Omron PLC در سری SYSMAC CJ1 PLC از چندین واحد عملکرد ویژه از جمله ورودی رمزگذار SSI، شمارنده‌های پرسرعت (۵۰۰ کیلوهرتز)، کنترل دما، کنترل موقعیت، واحد حسگر RFID، کنترل فرآیند، ماکرو پروتکل و کنترل حرکت پشتیبانی می‌کنند. واحدها همچنین، آنها گزینه‌های ارتباطی مختلفی از جمله شبکه‌های صنعتی سریال، پیوند کنترلر و اترنت (۱۰۰ Base-TX)، ارتباطات Master Fieldbus با پروتکل‌های DeviceNet، PROFIBUS-DP و CompoBus/S و همچنین پیوندهای ورودی/خروجی Fieldbus برای PROFIBUS-DP و DeviceNet.
انواع PLC رک مشابه PLCهای ماژولار هستند، اما این مفهوم متفاوت اجرا می‌شود. در حالی که هر ماژول در یک PLC ماژولار مستقیماً به واحد پایه متصل است، هر ماژول در یک PLC نصب قفسه جدا نگه داشته می‌شود – ماژول‌ها به طور جداگانه در قفسه‌های سازمان‌یافته نگه‌داری می‌شوند و می‌توانند در صورت لزوم برداشته شده و دوباره وارد شوند. ماژول های اضافی از طریق شبکه متصل می شوند. این رویکرد ساختن سیستم‌های PLC بزرگ‌تر را بدون اینکه بیش از حد پیچیده یا به هم ریخته باشند، ممکن می‌سازد.
مدل های OMRON PLC طبقه بندی شده به عنوان Rack PLC عبارتند از:
این مدل PLC ورودی و خروجی داخلی ندارد. دارای حافظه برنامه ۱۰ تا ۲۵۰ هزار گام، حافظه داده ۶۴ تا ۴۴۸ هزار کلمه و حافظه فشرده فلش تا ۶۴ مگابایت است. CPU آن دارای دو (۲) پورت سریال است و دارای یک برد گزینه Loop Control است. زمان اجرا (دستورالعمل بیت) ۰٫۰۲/۰٫۰۴ میکروثانیه (میکرو ثانیه) دارد.
از ۹۶۰-۵۱۲۰ نقطه ورودی/خروجی دیجیتال، تا ۸۰×۸ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۳ بیت یا ۸۰×۴ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۶ بیت و واحدهای عملکردی مختلف مانند رمزگذار SSI پشتیبانی می کند. ورودی، شمارنده های پرسرعت (۵۰۰ کیلوهرتز)، کنترل دما، کنترل موقعیت، واحد حسگر RFID، کنترل فرآیند، ماکرو پروتکل و واحدهای کنترل حرکت.
علاوه بر این، مدل CS1H/CS1G Omron PLC از پروتکل‌های ارتباطی مختلف از جمله شبکه‌های صنعتی سریال، پیوند کنترلر و اترنت (۱۰۰ Base-TX)، پروتکل‌های Fieldbus Master (DeviceNet، PROFIBUS-DP و CompoBus/S) و Fieldbus I پشتیبانی می‌کند. /O پیوند (PROFIBUS-DP و DeviceNet).
این مدل PLC Omron شامل ورودی و خروجی انتگرال نمی باشد. دارای حافظه برنامه ۶۰-۲۵۰ هزار قدم، حافظه داده ۱۲۸-۴۴۸ هزار کلمه و حافظه فشرده فلش تا ۶۴ مگابایت است. ماژول CPU آن دارای یک CPU دوبلکس، ارتباطات و یک منبع تغذیه است. پردازنده آن دارای زمان اجرا (دستورالعمل بیت) ۰٫۰۲ میکرو ثانیه (میکرو ثانیه) است. همچنین شامل یک برد آپشن Loop Control است.
حداکثر ۵۱۲۰ نقطه ورودی/خروجی دیجیتال، تا ۷۵×۸ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۳ بیت یا ۷۵×۴ نقطه ورودی/خروجی آنالوگ با وضوح ۱۶ بیت، و واحدهای عملکردی مختلف مانند SSI را پشتیبانی می کند. ورودی رمزگذار، شمارنده‌های پرسرعت (۵۰۰ کیلوهرتز)، کنترل دما، کنترل موقعیت، واحد حسگر RFID، کنترل فرآیند، ماکرو پروتکل و واحدهای کنترل حرکت.
علاوه بر این، مدل CS1D Omron PLC از انواع پروتکل‌های ارتباطی از جمله شبکه‌های صنعتی سریال، پیوند کنترلر و اترنت (۱۰۰ Base-TX)، پروتکل‌های Fieldbus Master (DeviceNet، PROFIBUS-DP و CompoBus/S) و Fieldbus I/ پشتیبانی می‌کند. O Link (PROFIBUS-DP و DeviceNet).
