معرفی و بررسی فنی بسته ۱۰ عددی ماژول خروجی دیجیتال زیمنس SIMATIC ET 200SP DQ 4X24VDC/2A ST با کد فنی 6ES7132-6BD21-2BA0

ET 200SP, DQ 4X24VDC/2A ST
 ماژول خروجی دیجیتال استاندارد

خروجی (source) (PNP,sourcing output)

مناسب برای BU نوع A0
کد رنگ CC02

• بسته‌بندی: ۱۰ عددی (۱۰ عدد ماژول 6ES7132-6BD21-2BA0)

خروجی مقدار جایگزین (substitute value output)

فانکشن تشخیصی ماژول برای:
• اتصال کوتاه به L+ و M
• قطعی سیم
• ولتاژ تغذیه

• معرفی بسته ۱۰ عددی ماژول خروجی دیجیتال SIMATIC ET 200SP

بسته ۱۰ عددی ماژول خروجی دیجیتال زیمنس SIMATIC ET 200SP DQ 4x24VDC/2A ST با کد فنی 6ES7132-6BD21-2BA0، راهکاری اقتصادی و مهندسی‌شده برای پروژه‌هایی است که به تعداد زیادی خروجی دیجیتال ۲۴ ولت DC در تابلوهای کنترل، خطوط تولید و ایستگاه‌های ورودی/خروجی توزیع‌شده نیاز دارند.

این محصول از نظر عملکرد، نسخه بسته‌بندی‌شده مدل استاندارد DQ 4x24VDC/2A ST است. عدد 10 در بخش پایانی MLFB یعنی محصول به‌صورت یک بسته شامل ۱۰ ماژول ارائه می‌شود؛ بنابراین نباید آن را یک ماژول ۴۰ کاناله یا تجهیزی با ظرفیت الکتریکی تجمیع‌شده در نظر گرفت. هر یک از ۱۰ ماژول از ۱۰ ماژول مستقل بوده و چهار کانال خروجی مجزا دارد.

۴۰ کانال خروجی دیجیتال است؛ اما هر ماژول همچنان باید روی BaseUnit مناسب خود نصب شود و تغذیه، سیم‌بندی و محاسبات حرارتی آن مطابق الزامات همان ماژول انجام گیرد.

• شناسنامه فنی و مفهوم MLFB محصول

کد سفارش 6ES7132-6BD21-2BA0 از چند بخش مهم تشکیل شده است. بخش اصلی 6ES7132-6BD21 خانواده ماژول خروجی دیجیتال ۴ کاناله با جریان ۲ آمپر را مشخص می‌کند. پسوند 2BA0 بیانگر نوع بسته‌بندی و نسخه سفارش محصول است.

مشخصات کلیدی عبارت‌اند از:

• برند: Siemens
• خانواده: SIMATIC ET 200SP
• کد فنی یا MLFB: 6ES7132-6BD21-2BA0
• نوع ماژول: خروجی دیجیتال استاندارد یا Standard
• تعداد ماژول در بسته: ۱۰ عدد
• تعداد خروجی هر ماژول: ۴ کانال
• تعداد کل کانال‌های بسته: ۴۰ کانال
• ولتاژ نامی: ۲۴VDC
• جریان نامی هر کانال: ۲A
• جریان کل هر ماژول: حداکثر ۸A، با توجه به شرایط حرارتی
• منطق خروجی: Source / PNP / Sourcing
• BaseUnit سازگار: نوع A0
• کد رنگ: CC02
• قابلیت Substitute Value Output: دارد
• تشخیص اتصال کوتاه به L+ و M: دارد
• تشخیص قطعی سیم: دارد
• تشخیص ولتاژ تغذیه: دارد

در زمان سفارش، باید کد 6ES7132-6BD21-2BA0 از مدل‌های تک‌عددی مانند 6ES7132-6BD21-0BA0 و مدل High Feature مانند 6ES7132-6BD21-0CA0 تفکیک شود. تفاوت عدد بسته‌بندی، سطح عملکرد و کاربرد مهندسی این محصولات اهمیت زیادی دارد.

• تحلیل خروجی PNP و نحوه اتصال بار

ماژول DQ 4x24VDC/2A ST دارای خروجی Source است. این ساختار در مدارهای کنترل صنعتی مبتنی بر استانداردهای اروپایی بسیار رایج است. در زمان فعال‌شدن کانال، ماژول ولتاژ مثبت L+ را به ترمینال خروجی منتقل می‌کند و جریان از طریق بار به خط M بازمی‌گردد.

بنابراین در سیم‌بندی استاندارد:

• یک سر بار به کانال خروجی ماژول متصل می‌شود.
• سر دیگر بار به M یا 0VDC متصل می‌گردد.
• تغذیه L± بار باید از نظر جریان ۲۴VDC پایدار تأمین شود.
• بار باید از نظر جریان دائم، جریان هجومی و ماهیت القایی بررسی شود.

این خروجی برای کنترل شیرهای برقی، رله‌های واسط، کنتاکتورهای DC، چراغ‌های سیگنال، ترمزهای الکترومغناطیسی و ورودی دیجیتال تجهیزات دیگر مناسب است. بااین‌حال، اتصال مستقیم موتور یا بارهایی با جریان راه‌اندازی بالا بدون استفاده از درایور یا کنتاکتور واسط توصیه نمی‌شود.

• ظرفیت جریان و ملاحظات حرارتی

هر کانال این ماژول توانایی تأمین جریان نامی ۲ آمپر را دارد. از نظر محاسبات ساده، چهار کانال می‌توانند مجموعاً به ۸ آمپر برسند؛ اما این مقدار نباید بدون توجه به دمای محیط و آرایش نصب به‌عنوان ظرفیت دائمی قطعی تلقی شود.

توان تلفاتی نیمه‌هادی‌های خروجی با افزایش جریان، تعداد کانال‌های فعال و دمای محیط افزایش می‌یابد. به همین دلیل در پروژه‌هایی که چند خروجی به‌صورت هم‌زمان بار سنگین را کنترل می‌کنند، باید شرایط زیر بررسی شود:

• دمای داخل تابلو
• فاصله میان گروه‌های ماژول
• جهت نصب ریل DIN
• تعداد کانال‌های فعال به‌صورت هم‌زمان
• جریان دائم و جریان هجومی هر بار
• تهویه طبیعی یا اجباری تابلو
• سطح مقطع کابل و افت ولتاژ مسیر

در صورت نصب چندین ماژول از بسته ۱۰ عددی در کنار یکدیگر، جریان مصرفی بارها جمعسی به، اما نباید خروجی‌های ماژول‌های مختلف به‌صورت غیرمهندسی به یک منبع مشترک متصل شوند. منبع تغذیه ۲۴VDC باید بر اساس مجموع جریان واقعی، ضریب هم‌زمانی، جریان راه‌اندازی و حاشیه اطمینان انتخاب شود.

• خروجی مقدار جایگزین و نقش آن در بهره‌برداری

قابلیت Substitute Value Output یکی از امکانات کاربردی این ماژول است. در شرایطی مانند قطع ارتباط با کنترلر، توقف CPU یا ورود سیستم به وضعیت خاص تعمیراتی، می‌توان برای خروجی‌ها مقدار جایگزین تعریف کرد.

برای مثال، در یک خط بسته‌بندی می‌توان هنگام بروز خطای ارتباطی، خروجی شیرهای پنوماتیک را در حالت خاموش قرار داد. در فرآیندی دیگر، ممکن است لازم باشد یک چراغ هشدار یا شیر تخلیه در وضعیت مشخصی باقی بماند.

با وجود این قابلیت، باید توجه کرد:

• Substitute Value یک قابلیت کنترلی و تشخیصی است.
• این ویژگی جایگزین مدار ایمنی سخت‌افزاری نیست.
• برای توقف اضطراری باید از معماری Fail-Safe استفاده شود.
• وضعیت جایگزین باید در برنامه PLC، HMI و مستندات پروژه ثبت شود.
• در راه‌اندازی اولیه، مقدار جایگزین پیش از فعال‌کردن عملگرها آزمایش شود.

ماژول 6ES7132-6BD21-2BA0 برای وظایف Safety مستقل مانند Emergency Stop، کنترل حفاظ یا قطع انرژی خطرناک مناسب نیست. برای این کاربردها باید از F-DO یا F-DQ تأییدشده در پیکربندی ایمنی استفاده کرد.

• قابلیت‌های تشخیصی ماژول

این ماژول دارای Function Diagnostics برای پایش وضعیت الکتریکی خروجی‌ها و تغذیه است. مهم‌ترین خطاهای قابل تشخیص عبارت‌اند از:

• اتصال کوتاه به L+ و M

اتصال خروجی به L+ یا M می‌تواند باعث عبور جریان غیرعادی، عملکرد نادرست بار و آسیب سیم‌کشی شود. تشخیص این خطا به PLC اجازه می‌دهد کانال مشکل‌دار را مشخص کرده و آلارم مناسب برای اپراتور صادر کند.

• تشخیص قطعی سیم

در مدارهایی مانند شیرهای برقی و رله‌های واسط، قطع سیم ممکن است بدون ایجاد اتصال کوتاه رخ دهد. این خطا گاهی از روی رفتار فرآیند قابل تشخیص نیست. پایش Wire Break به تکنسین کمک می‌کند مشکل را در مسیر کابل، ترمینال یا خود بار سریع‌تر پیدا کند.

• پایش ولتاژ تغذیه

افت ولتاژ ۲۴VDC می‌تواند باعث نیمه‌فعال‌شدن رله‌ها، آزادشدن شیرها یا ایجاد خطاهای زنجیره‌ای شود. پایش تغذیه کمک می‌کند این مشکل از خرابی خود ماژول یا بار تفکیک شود.

برای عیب‌یابی می‌توان از ترکیب ابزارهای زیر استفاده کرد:

• LEDهای وضعیت روی ماژول
• Diagnostic Buffer در CPU
• Online Diagnostics در TIA Portal
• آلارم‌های HMI
• اندازه‌گیری ولتاژ L+ و M با مولتی‌متر
• اندازه‌گیری جریان خروجی و تست پیوستگی کابل

• BaseUnit نوع A0 و کد رنگ CC02

ماژول 6ES7132-6BD21-2BA0 به BaseUnit نوع A0 نیاز دارد. BaseUnit محل اتصال سیم‌های میدان، انتقال تغذیه و برقراری ارتباط با Backplane Bus است. ماژول الکترونیکی بدون BaseUnit مناسب، قابل بهره‌برداری کامل در سیستم ET 200SP نیست.

کد رنگ CC02 نیز برای شناسایی بصری ماژول‌های خروجی دیجیتال به کار می‌رود. در پروژه‌های بزرگ که ۱۰ ماژول یا بیشتر نصب می‌شود، درج این کد در نقشه‌های مونتاژ و لیبل‌گذاری ترمینال‌ها از اشتباه در زمان تعمیرات جلوگیری می‌کند.

• کاربردهای صنعتی و استانداردهای مرتبط

این بسته برای پروژه‌هایی مناسب است که تعداد خروجی‌ها زیاد و ساختار تابلو تکرارشونده است؛ مانند:

• خطوط مونتاژ خودکار
• ماشین‌آلات بسته‌بندی
• سیستم‌های انتقال مواد
• خطوط پرکن و لیبل‌زن
• تابلوهای OEM
• تجهیزات پنوماتیک
• خطوط تولید صنایع غذایی و دارویی
• ماشین‌آلات تزریق پلاستیک
• سیستم‌های کنترل شیر و رله

در طراحی چنین سامانه‌هایی، استانداردهای زیر باید مورد توجه قرار گیرند:

• IEC 61131-2 برای تجهیزات کنترل صنعتی
• IEC 60204-1 برای تجهیزات الکتریکی ماشین‌آلات
• IEC 61439 برای تابلوهای فشار ضعیف
• IEC 61000 برای سازگاری الکترومغناطیسی
• IEC 61508 و EN ISO 13849-1 برای الزامات ایمنی عملکردی

پرسش‌های متداول

• این کد شامل چند ماژول است؟

کد 6ES7132-6BD21-2BA0 مربوط به یک بسته شامل ۱۰ عدد ماژول مستقل است.

• مجموعاً چند خروجی در بسته وجود دارد؟

هر ماژول چهار خروجی دارد؛ بنابراین بسته ۱۰ عددی در مجموع ۴۰ کانال خروجی دیجیتال فراهم می‌کند.

• آیا خروجی‌ها PNP هستند؟

بله، خروجی‌ها از نوع Source/PNP هستند و در وضعیت فعال، ولتاژ مثبت L+ را به بار اعمال می‌کنند.

• BaseUnit مناسب چیست؟

BaseUnit سازگار با این ماژول، نوع A0 است.

• آیا این محصول High Feature است؟

خیر. مدل 6ES7132-6BD21-2BA0 نسخه Standard یا ST است. مدل High Feature دارای MLFB متفاوت، یعنی 6ES7132-6BD21-0CA0 است.

• آیا برای مدار Safety قابل استفاده است؟

خیر. برای کاربردهای ایمنی باید از تجهیزات Fail-Safe سری F زیمنس استفاده شود.