انواع تایمرهای پی ال سی زیمنس | S7-300  و S7-400

در دنیای اتوماسیون صنعتی، تایمرها از مهم‌ترین ابزارها برای کنترل دقیق زمان‌بندی در اجرای فرآیندها هستند. به‌کارگیری تایمرها در برنامه‌نویسی پی ال سی باعث می‌شود که عملیات صنعتی به‌صورت منظم، ایمن و با قابلیت تکرارپذیری بالا انجام شود. بسیاری از فرآیندها مانند تأخیر در روشن شدن موتور، زمان‌دهی به یک عملیات خاص، یا خاموش شدن خودکار تجهیزات پس از مدتی مشخص، بدون تایمرها قابل پیاده‌سازی دقیق نیستند.

در سری‌های پرکاربرد 300 و 400 پی ال سی زیمنس که در بسیاری از صنایع سنگین و سیستم‌های اتوماسیون بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند، تایمرها به صورت بلاک‌های عملکردی طراحی شده‌اند و قابلیت انعطاف‌پذیری و پیکربندی بالایی دارند. این تایمرها با استاندارد سازگار هستند و امکان تنظیم واحد زمانی بر حسب میلی‌ثانیه، ثانیه یا دقیقه را برای مهندسین فراهم می‌کنند. عملکرد دقیق، طراحی ماژولار و قابلیت پیاده‌سازی در زبان‌های LAD و FBD این تایمرها را به ابزارهایی قدرتمند در دنیای برنامه‌نویسی صنعتی تبدیل کرده است.

در پی ال سی های سری 300 و 400 زیمنس، پنج مدل اصلی از تایمرها وجود دارد که هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند. تایمر نخست، S-PULSE است که برای تولید پالس های زمانی با طول مشخص به‌کار می‌رود و بدون توجه به مدت زمان ورودی، خروجی را به مدت ثابتی فعال نگه می‌دارد. تایمر دوم، S-PEXT یا تایمر افزایش طول پالس است که با دریافت ورودی، خروجی را فعال کرده و پس از پایان سیگنال ورودی، خروجی را همچنان برای مدت مشخصی روشن نگه می‌دارد. مدل سوم، S-ODTیا تایمر تأخیر در روشن شدن است که تنها پس از سپری شدن زمان تعیین‌شده از لحظه فعال شدن ورودی، خروجی را روشن می‌کند.

تایمر چهارم، S-ODTS است که مانندS-ODTعمل می‌کند، اما زمان طی‌شده را در صورت قطع ورودی حفظ کرده و پس از فعال شدن مجدد، ادامه می‌دهد. در نهایت، S-OFFDT یا تایمر تأخیر در خاموش شدن قرار دارد که بلافاصله پس از فعال شدن ورودی، خروجی را روشن می‌کند ولی پس از قطع ورودی، با تأخیر مشخصی آن را خاموش می‌سازد. شناخت دقیق این تایمرها و نحوه استفاده از آن‌ها در منطق‌های کنترلی مختلف، نقش مؤثری در پایداری، دقت و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های اتوماسیون ایفا می‌کند.

تایمرهای پی ال سی | تایمر S-PULSE TIMER

تایمر PULSE یکی از تایمرهای ساده و در عین حال پرکاربرد در سری 300 پی ال سی زیمنس است. این تایمر برای تولید یک پالس زمانی با طول مشخص استفاده می‌شود، و در مدت‌زمانی که ورودی فعال است به کار خود ادامه می دهد. به عبارت دیگر، این تایمر برای عملکرد خود به سیگنال ورودی مداوم احتیاج دارد. تایمر بلافاصله خروجی را فعال می‌کند و آن را به مدت زمان از پیش تعیین‌شده در پارامتر PT (Preset Time) روشن نگه می‌دارد. پس از پایان این مدت، خروجی به صورت خودکار غیرفعال می‌شود، حتی اگر ورودی همچنان فعال باقی مانده باشد. کاربردهای رایج این تایمر شامل تحریک رله‌ها، فعال‌سازی کوتاه‌مدت محرک‌ها یا صدور فرمان‌های لحظه‌ای در سیستم‌های منطقی می‌باشد.

تایمر PULSE در موقعیت‌هایی مناسب است که نیاز به سیگنال کنترل کوتاه‌مدت با زمان ثابت داریم. این تایمر بسیار پایدار و بدون نیاز به شرایط خاصی عمل می‌کند و در زبان‌های LAD و FBD به راحتی قابل پیاده‌سازی است. همچنین، با توجه به ماهیت ساده‌اش، در بسیاری از پروژه‌های صنعتی جایگاه ویژه‌ای دارد. رفتار پالسی عملکرد این تایمرهای پی ال سی به صورت زیر است.

تایمرهای پی ال سی | تایمر S-PEXT TIMER (Pulse Extension Timer)

تعریف‌شده (PT) همچنان فعال باقی می‌ماند. بنابراین، این تایمر مانند یک “افزایش‌دهنده زمان پالس” عمل می‌کند. این عملکرد در مواردی مفید است که بخواهیم یک تجهیز یا فرآیند پس از اتمام فرمان ورودی نیز برای مدت کوتاهی فعال بماند، مانند سیستم‌های تخلیه، تخلیه دود یا تهویه که باید پس از اتمام یک عملیات، همچنان به‌طور موقت فعال باقی بمانند.

تایمر SPEXT هم در زبان LAD و هم FBD پشتیبانی می‌شود و پارامترهای آن شامل IN، PT، Q و ET است. این تایمر از نظر عملکردی بسیار کاربردی در فرآیندهای پیوسته و نیمه‌پیوسته محسوب می‌شود و می‌تواند در کنار تایمرهای دیگر مانند OFFDT ترکیب شود تا یک کنترل زمانی دقیق‌تری را فراهم کند. رفتار پالسی عملکرد این تایمرهای پی ال سی به صورت زیر است.

تایمرهای پی ال سی | تایمر S-ODT (On Delay Timer)

تایمر ODT همان تایمر تأخیر در روشن شدن است و یکی از پرمصرف‌ترین تایمرها در سری 300 پی ال سی زیمنس محسوب می‌شود. در این تایمرهای پی ال سی، به محض فعال شدن ورودی، زمان‌سنجی آغاز می‌شود و تنها پس از گذشت زمان مشخص‌شده، خروجی Q فعال می‌گردد. در صورتی که ورودی پیش از پایان این زمان غیرفعال شود، شمارش متوقف و تایمر ریست می‌شود؛ بنابراین این تایمر برای شرایطی مناسب است که بخواهیم از فعال شدن فوری یک فرآیند جلوگیری کنیم.

کاربردهای آن شامل تاخیر در راه‌اندازی موتور، فعال‌سازی تدریجی تجهیزات یا محافظت در برابر نوسانات لحظه‌ای سیگنال است. تایمر ODT برخلاف نسخه‌های SFB مانند S_ODT در سری‌های جدیدتر، ساختار ساده‌تری دارد ولی همچنان عملکردی دقیق و قابل اطمینان ارائه می‌دهد. معمولاً در برنامه‌های کنترل صنعتی، این تایمرهای پی ال سی در شروع سیکل‌های حساس و ایمنی‌محور استفاده می‌شود تا از روشن شدن ناگهانی دستگاه‌ها جلوگیری کند. تنظیم پارامتر PT دقیقاً زمان تاخیر را مشخص می‌سازد و ET به کاربر امکان مشاهده زمان سپری‌شده را می‌دهد. رفتار پالسی عملکرد این تایمرهای پی ال سی به صورت زیر است.

تایمرهای پی ال سی | تایمر S-ODTS (On Delay Timer, Stored)

تایمر ODTS نسخه حافظه‌دار تایمر ODT است. تفاوت اصلی آن با ODT در این است که ODTS با لبه بالا رونده اسمت ورودی فعال شده و پس گذشت زمان تعریف شده خروجی را فعال میکند ، این خروجی تا زمانی که پایه ریست فعال نشده است همچنان باقی می ماند. این ویژگی ODTS را برای کاربردهایی که در آن پایداری زمان اهمیت دارد، بسیار مفید می‌سازد. در این تایمر استفاده از ورودی ریست الزامی هست که در صورت نیاز، می‌توان تایمر را دستی صفر کرد ODTS.

در زبان LAD و FBD پشتیبانی می‌شود و می‌تواند در پروژه‌هایی که پایداری سیستم بسیار مهم است، اطمینان‌بخش باشد. این تایمر برای سیستم‌های چندمرحله‌ای و پیچیده انتخاب بسیار مناسبی است، به‌ویژه در مواقعی که نمی‌خواهیم با کوچک‌ترین نوسان، منطق برنامه مجدداً از ابتدا آغاز شود. رفتار پالسی عملکرد این تایمرهای پی ال سی به صورت زیر است.

تایمرهای پی ال سی | تایمر S-OFFDT (Off Delay Timer)

تایمر OFFDT برای ایجاد تأخیر در خاموش شدن خروجی استفاده می‌شود. عملکرد این تایمر به این صورت است که خروجی Q به محض فعال شدن ورودی، روشن می‌شود، اما پس از غیرفعال شدن ورودی، خروجی بلافاصله خاموش نمی‌شود؛ بلکه به مدت مشخصی (PT) روشن باقی می‌ماند و پس از آن خاموش می‌شود. این ویژگی برای فرآیندهایی مفید است که باید بعد از اتمام فرمان نیز برای مدتی ادامه یابند. نمونه‌های آن شامل سیستم‌های فن تهویه، تاخیر در خاموشی چراغ‌های صنعتی یا کنترل عملگرهایی است که نیاز به زمان توقف نرم دارند.

تایمر OFFDT می‌تواند از شوک‌های ناگهانی در مدار جلوگیری کند و نرمی عملکرد را افزایش دهد. در محیط‌های صنعتی، این تایمر کاربرد زیادی در حفاظت تجهیزات دارد، به‌ویژه وقتی که کاهش ناگهانی ولتاژ یا قطع ورودی ممکن است باعث آسیب به سیستم شود OFFDT. را می‌توان با سایر تایمرها ترکیب کرد تا منطق‌های پیچیده‌تری ایجاد شود. پشتیبانی آن در محیط STEP 7 یا TIA Portal در زبان‌های LAD و FBD ساده و روان انجام می‌شود و جزو ابزارهای پایه‌ای کنترل زمان در سری 300 زیمنس است . رفتار پالسی عملکرد این تایمرهای پی ال سی به صورت زیر است.

تایمرهای پی ال سی | اهمیت تایمرها در اتوماسیون صنعتی 

در دنیای اتوماسیون صنعتی، شناخت دقیق و کاربردی تایمرها یک ضرورت انکارناپذیر برای هر فردی است که در حوزه پی ال سی و سیستم‌های کنترلی فعالیت می‌کند. تایمرها نقشی حیاتی در زمان‌بندی، هماهنگی و ایمنی فرآیندهای صنعتی دارند. بدون درک صحیح از نحوه عملکرد انواع تایمرها، طراحی یک سیستم کنترلی کارآمد و پایدار تقریباً غیرممکن است.

از راه‌اندازی تأخیری یک موتور گرفته تا خاموشی تدریجی یک فن یا کنترل پالس‌های لحظه‌ای، همه و همه با تایمرها قابل پیاده‌سازی هستند. تایمرهایی مانند PULSE TIMER، SPEXT TIMER، ODT، ODTS و OFFDT در پی ال سی های سری 300 زیمنس، ابزارهایی کلیدی برای پیاده‌سازی منطق‌های کنترلی پیچیده در محیط‌های صنعتی محسوب می‌شوند.