معرفی و بررسی فنی منبع تغذیه سری ۳۰۰ زیمنس مدل PS305 24 V DC/2 A با کد فنی 6ES7305-1BA80-0AA0

SIMATIC S7-300 با منبع تغذیه تنظیم شونده ورودی PS305: خروجی ۱۰۰-۲۴ ولت DC ۲۴ خروجی : ۲۴ ولت DC دو آمپر

 

تحلیل تخصصی منبع تغذیه PS305 زیمنس

مدل: PS305 24 V DC / 2 A

کد فنی: 6ES7305-1BA80-0AA0

خانواده: SIMATIC S7-300 – Power Supply Modules

منبع تغذیه PS305 در سری S7-300 نقش «قلب تغذیه» رک را دارد؛ یعنی تأمین ولتاژ پایدار و ایمن برای CPU، ماژول‌های سیگنال و برخی بارهای جانبی سبک. این ماژول، یک منبع تغذیه سوئیچ-mode صنعتی است که مخصوص نصب روی رک S7-300 طراحی شده و از نظر فرم‌فکتور، مکانیک و اینترفیس کاملاً با سایر ماژول‌های این خانواده هماهنگ است.

 

• مشخصات کلیدی و تفسیر مهندسی آن‌ها

بر اساس توضیحی که دادی:

• ولتاژ ورودی:

  منبع تغذیه تنظیم‌شونده (Regulated) با ورودی در بازه تقریباً

  ۲۴۰ … ۱۰۰ ولت AC 

  یا طبق دیتاشیت: کلاسیک ورودی AC شبکه (مثلاً 120/230VAC).

  نکته: این بازه ورودی، امکان استفاده در شبکه‌های مختلف دنیا را فراهم می‌کند.

• خروجی:

  • ولتاژ خروجی:

24 V DC (تنظیم‌شونده / رگوله شده)

• جریان نامی خروجی:
  ​۲ آمپر

• کاربرد اصلی:تأمین تغذیه 24V DC برای:
  • CPU سری S7-300
  • ماژول‌های سیگنال (SMها)
  • ماژول‌های ارتباطی سبک (CP, FM) در حد توان مجاز
  • بارهای کم‌مصرف کمکی (مثلاً تعدادی رله، LED، ورودی سنسورهای سبک) در صورت داشتن حاشیه توان

 

• جایگاه PS305 در معماری S7-300

در رک S7-300، چینش کلاسیک غالباً به این شکل است:

• منبع تغذیه PS (مثل همین PS305) در سمت چپ یا نزدیک CPU
• CPU (مثلاً CPU 313C, 315, 317، …)
• ماژول‌های دیجیتال/آنالوگ (SMهای ورودی/خروجی)
• ماژول‌های ارتباطی (CP – مثل CP 341)
• ماژول‌های عملکردی (FM)، …

PS305:

• وظیفه دارد ولتاژ 24V DC مورد نیاز CPU و باس را تأمین کند.
• از نظر ابعادی و ساختار مکانیکی کاملاً با رک سری ۳۰۰ سازگار است.

 

۳. تحلیل توان و ظرفیت باردهی

خروجی ۲۴V / ۲A یعنی توان نامی:

۴۸ وات 

این توان باید بین موارد زیر توزیع شود:

• مصرف CPU:

  بسته به مدل CPU، مصرف 24V می‌تواند در حدود چند صد میلی‌آمپر تا نزدیک یک آمپر باشد.

  مثال مفهومی:

  • CPU سبک → حدود 0.3 … 0.5A
  • CPU قوی‌تر + چند ماژول داخلی → ممکن است تا حدود 0.8A

  در نتیجه معمولاً حدود ۱A از ۲A به CPU و باس اختصاص می‌یابد.

 

• مصرف ماژول‌های I/O و CP/FM:

  هر ماژول یک مقدار Current Draw از 24V دارد. در Engineering (STEP 7 / HW Config) معمولاً حساب بار روی PS انجام می‌شود. مجموع این جریان‌ها + جریان CPU نباید از ۲A تجاوز کند.

 

• بارهای خارجی (اختیاری):

  اگر هنوز حاشیه‌ای باقی مانده باشد (مثلاً 0.5A یا 0.7A)، می‌توان چند رله، ورودی optocoupler، یا سنسور سبک را از همین PS305 تغذیه کرد، ولی:

  • بارهای توان‌بر (مانند شیرهای برقی سنگین، موتور DC، جک پنوماتیک با کویل بزرگ) بهتر است از منبع جداگانه 24V صنعتی تغذیه شوند تا PS305 فقط روی تغذیه کنترل تمرکز کند.

 

• ویژگی «منبع تغذیه تنظیم‌شونده» (Regulated)

اصطلاح منبع تغذیه تنظیم‌شونده یعنی:

• خروجی 24V DC، رگوله است و در برابر تغییرات ورودی (مثلاً بین 100VAC تا 240VAC) و تغییرات بار (No-load تا Full-load) تقریباً ثابت می‌ماند.
• Ripple و نویز در حد استانداردهای PLC است، تا باعث اختلال در آنالوگ‌ها و CPU نشود.
• معمولاً دارای حفاظت‌های زیر است:
  • Overload / Short-circuit protection (حفاظت در برابر اضافه‌بار/اتصال کوتاه)
  • Over-voltage protection (محدود کردن افزایش ولتاژ خروجی)
  • احتمالاً حفاظت حرارتی (Thermal)

این ویژگی باعث می‌شود:

• CPU و SMها حتی با تغییرات شبکه AC، تغذیه‌ای پایدار داشته باشند.
• در صورت بروز اتصال کوتاه در بار، خروجی PS به شکل محدودکننده (مثلاً current limiting) عمل کند تا از آسیب جلوگیری شود.

 

• نکات طراحی و انتخاب PS305 در پروژه

• انتخاب بر اساس مصرف واقعی

• جداسازی تغذیه کنترل و فیلد

یک نکته مهندسی خوب:

• کنترل (CPU، SMها، ماژول‌های ارتباطی) از یک PS مثل PS305
• بارهای میدان (شیر، سولونوئید، موتورها، …) از یک منبع تغذیه 24V مجزا

مزیت‌ها:

• در صورت اتصال کوتاه یا خطا در میدان، کنترل خاموش نمی‌شود.
• نویزهای سنگین ناشی از بارهای سوییچینگ، به CPU و باس تزریق نمی‌شود.

 

• نصب، سیم‌بندی و ملاحظات عملی

• نصب روی رک S7-300

• ماژول PS305 مانند سایر ماژول‌های سری ۳۰۰ روی ریل و Slot استاندارد نصب می‌شود.
• کانکتورهای ترمینال جلویی برای اتصال ورودی AC و خروجی 24V DC استفاده می‌شود.
• حتماً:
  • سیم زمین (PE) به درستی متصل شود.
  • از سیم مناسب (مقطع متناسب با جریان و طول کابل) استفاده شود.
  • فاصله‌گذاری حرارتی رعایت شود (در رک‌های فشرده، تهویه و کانال‌بندی هوا مهم است).

 

• تنظیمات و مانیتورینگ

این PS:

• منبع تغذیه کلاسیک است، ماژول هوشمند با اینترفیس دیتا نیست.
• معمولاً هیچ تنظیم نرم‌افزاری در HW Config نیاز ندارد (برخلاف مثلاً Power moduleهای هوشمند در S7-1500).
• پایش وضعیت تغذیه عمدتاً از طریق:
  • اندازه‌گیری ولتاژ 24V روی ترمینال‌ها
  • استفاده از Input diagnostic (مثلاً اگر CPU افت ولتاژ را تشخیص دهد)

 

• مزایا و سناریوهای مناسب برای PS305 2A

• کاربردهای تیپیک

• ماشین‌آلات کوچک و متوسط با تعداد محدود I/O
• رک‌های S7-300 که نقش Remote Station (مثلاً یک Substation کوچک) دارند
• سیستم‌های آموزشی و آزمایشگاهی
• پروژه‌هایی که بارهای فیلدی سنگین ندارند و تمرکز روی منطق PLC است

 

• مزایای کلیدی

• یکپارچگی مکانیکی و سیستمیک:در مقایسه با استفاده از PSUهای DIN-rail غیرزیمنسی، PS305 کاملاً با فلسفه طراحی S7-300 هماهنگ است.
• نصب ساده:مستقیم روی رک، بدون نیاز به نگهدارنده‌های خاص.
• پایداری و رگولاسیون مناسب:طراحی شده برای تغذیه CPU و ماژول‌ها؛ یعنی استاندارد نویز و ریپل متناسب کنترل صنعتی.

 

• جمع‌بندی تخصصی

منبع تغذیه PS305 24 V DC/2 A با کد 6ES7305-1BA80-0AA0، یک Power Supply ماژولار و رگوله‌شده برای سیستم‌های SIMATIC S7-300 است که 24V DC با جریان نامی ۲A را برای CPU، SMها و بارهای سبک فراهم می‌کند. این ماژول:

• برای پروژه‌های کوچک تا متوسط S7-300 ایده‌آل است.
• در صورت طراحی درست، می‌تواند بدون مشکل کل رک را تغذیه کند.
• انتخاب مناسبی است وقتی که:
  • تعداد ماژول‌ها زیاد نیست،
  • بارهای میدان سنگین از منبعی جدا تغذیه می‌شوند،
  • و اولویت، سادگی و یکپارچگی با اکوسیستم زیمنس است.

اگر بخواهی، در ادامه می‌توانم برایت یک سناریوی نمونه طراحی رک S7-300 با CPU، چند SM، یک CP و همین PS305 را با محاسبه تقریبی مصرف جریان و حاشیه طراحی، قدم‌به‌قدم بنویسم.