Các module đặc biệt S7-1200

Các module đặc biệt S7-1200 là nhóm thiết bị mở rộng chuyên dụng, được Siemens thiết kế để tăng cường khả năng giám sát, bảo trì dự phòng, mô phỏng và đo lường chính xác cho hệ thống PLC S7-1200 trong các ứng dụng đòi hỏi tính năng cao cấp vượt xa module I/O tiêu chuẩn. Khác với các Signal Module (SM) thông thường dùng cho tín hiệu Digital và Analog cơ bản, module đặc biệt cung cấp các chức năng công nghệ tiên tiến như giám sát tình trạng thiết bị, mô phỏng kênh đầu vào, duy trì thời gian thực và cân điện tử chính xác cao.​

SM 1281 – Module Condition Monitoring (Giám sát tình trạng)
Chức năng giám sát tiên tiến: SM 1281 là module giám sát tình trạng (Condition Monitoring) chuyên dụng, được thiết kế để theo dõi tình trạng hoạt động của các thành phần phần cứng quan trọng như động cơ, máy bơm, quạt, hộp số, vòng bi và các thiết bị quay trong thời gian thực.​

Phát hiện sớm sự cố: Module tích hợp cảm biến rung động và nhiệt độ, thu thập dữ liệu liên tục về độ rung (vibration), nhiệt độ bề mặt, tốc độ quay và các thông số quan trọng khác, phân tích xu hướng để phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng như mòn vòng bi, mất cân bằng, lệch trục hoặc lỏng lẻo cơ khí.​

Bảo trì dự phòng (Predictive Maintenance): Dữ liệu được gửi về CPU S7-1200 và SCADA/HMI để phân tích, giúp lập kế hoạch bảo trì dự phòng, giảm thiểu downtime không kế hoạch, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tiết kiệm chi phí bảo trì lên đến 30-40%.​

Ứng dụng: Lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ tin cậy cao như sản xuất liên tục, dược phẩm, thực phẩm & đồ uống, hóa chất, dầu khí và các hệ thống quan trọng không cho phép gián đoạn.​

SIM 1274 – Module mô phỏng (Simulation Module)
Mô phỏng kênh đầu vào: SIM 1274 là module mô phỏng cho phép mô phỏng các kênh đầu vào Digital và Analog mà không cần kết nối thiết bị thực tế, giúp kỹ sư tự động hóa kiểm tra và chạy thử nghiệm chương trình PLC trong môi trường an toàn.​

Tiết kiệm thời gian commissioning: Sử dụng SIM 1274 để thử nghiệm logic điều khiển, debug chương trình và kiểm tra phản ứng của hệ thống trước khi đưa vào vận hành thực tế, giúp rút ngắn thời gian triển khai (commissioning) từ 30-50%.​

Đào tạo và phát triển: Module lý tưởng cho các trung tâm đào tạo, viện nghiên cứu và phòng thí nghiệm phát triển sản phẩm, cho phép mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau mà không cần đầu tư vào thiết bị thực tế.​

Khả năng tương thích: Hoạt động với tất cả các dòng CPU S7-1200, hỗ trợ mô phỏng DI, DO, AI, AO với các mức điện áp và dòng điện khác nhau.​

BB 1297 – Battery Board (Bảng pin)
Cấp nguồn cho đồng hồ thời gian thực: BB 1297 là Battery Board chuyên dụng, cung cấp nguồn dự phòng từ pin lithium để duy trì hoạt động của đồng hồ thời gian thực (Real-Time Clock – RTC) tích hợp trong CPU S7-1200 khi mất nguồn chính.​

Duy trì thời gian chính xác: Đảm bảo CPU S7-1200 luôn giữ được thời gian chính xác ngay cả khi ngắt nguồn điện hoàn toàn, quan trọng cho các ứng dụng yêu cầu ghi nhận thời gian sự kiện (event logging), lập lịch thời gian (time scheduling) và đồng bộ hóa hệ thống.​

Tuổi thọ pin cao: Pin lithium có tuổi thọ từ 3-5 năm tùy điều kiện vận hành, dễ dàng thay thế mà không cần ngắt nguồn hoặc dừng hệ thống.​

Ứng dụng: Bắt buộc cho các hệ thống quản lý sản xuất (MES), thu thập dữ liệu (SCADA), báo cáo sản lượng theo thời gian, hệ thống chiếu sáng tự động theo lịch và các ứng dụng yêu cầu timestamp chính xác.​

SIWAREX WP231, WP241, WP251 – Weighing Module (Module cân)
Module cân điện tử chính xác cao: Dòng SIWAREX WP là module cân điện tử (weighing module) tích hợp trực tiếp vào hệ thống S7-1200, cho phép đo khối lượng chính xác từ load cell, cảm biến lực và các thiết bị cân công nghiệp.​

SIWAREX WP231: Module cân 1 kênh, độ phân giải 24-bit, độ chính xác cao, hỗ trợ 4-8 load cell (tùy công suất), tần số lấy mẫu lên đến 1200 Hz, phù hợp cho cân tĩnh (static weighing) và cân động (dynamic weighing) cơ bản.​

SIWAREX WP241: Module cân 2 kênh, độ phân giải 24-bit, hỗ trợ 4-8 load cell/kênh, tần số lấy mẫu lên đến 2400 Hz, chức năng tare, zero, peak hold và giới hạn trọng lượng, lý tưởng cho các ứng dụng đóng gói, phân loại theo trọng lượng.​

SIWAREX WP251: Module cân 1 kênh cao cấp với tốc độ xử lý nhanh nhất (up to 4800 Hz), hỗ trợ checkweighing (kiểm tra trọng lượng), filling (đổ đầy), dosing (định lượng) và batching (trộn theo tỷ lệ), tích hợp chức năng Legal-for-Trade (chứng nhận pháp lý cho cân thương mại) theo OIML R76, phù hợp cho ngành dược phẩm, thực phẩm và hóa chất.​

Tính năng nổi bật: Tự động hiệu chuẩn (auto-calibration), bù nhiệt độ (temperature compensation), lọc nhiễu số (digital filtering), chẩn đoán lỗi load cell, hỗ trợ PROFINET và Modbus TCP, tích hợp trực tiếp vào TIA Portal để lập trình và cấu hình.​

Ứng dụng: Hệ thống đóng gói tự động, máy đóng bao, băng tải phân loại theo trọng lượng (checkweigher), trộn/phối liệu theo tỷ lệ (batching), cân bồn (tank weighing), cân xe tải (truck scale) và các ứng dụng cân công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.​

Signal Board (SB) – Module mở rộng gắn trực tiếp
SB 1223 (6ES7223-3AD30-0XB0): Signal Board với 2 Digital Input (DI) và 2 Digital Output (DQ), điện áp 5V DC, tần số tối đa 200kHz, gắn trực tiếp lên CPU S7-1200 mà không chiếm slot module mở rộng, lý tưởng cho ứng dụng đếm tốc độ cao hoặc phát xung chính xác.​

SB 1222: Signal Board với 4 Digital Output (DQ), hỗ trợ relay hoặc transistor, cho phép điều khiển thêm 4 thiết bị đầu ra mà không cần module mở rộng bên ngoài.​

Ưu điểm Signal Board: Gắn trực tiếp trên CPU tiết kiệm không gian, không chiếm slot module mở rộng (SM), giá thành thấp hơn Signal Module, lý tưởng cho các ứng dụng cần mở rộng nhỏ.​

Khả năng mở rộng của S7-1200
Tổng quan: S7-1200 hỗ trợ tối đa 1 Signal Board (SB) gắn trực tiếp trên CPU, từ 2 đến 8 Signal Module (SM) tùy dòng CPU, và 3 Communication Module (CM) cho khả năng truyền thông đa dạng.​

Phân loại module: Digital Input/Output Module (SM 122x), Analog Input/Output Module (SM 123x), Thermocouple/RTD Module (SM 1231, SM 1234), Communication Module PROFIBUS/RS485/RS232/GPRS (CM 124x), và các module đặc biệt như SM 1281, SIM 1274, SIWAREX WP.​

Ứng dụng module đặc biệt
Các module đặc biệt S7-1200 được ứng dụng rộng rãi trong: sản xuất dược phẩm (cân chính xác, giám sát thiết bị), thực phẩm & đồ uống (checkweighing, filling, batching), hóa chất (dosing, mixing), ô tô (condition monitoring), năng lượng (predictive maintenance), khai khoáng (belt scale), logistics (cân bao, cân pallet) và các hệ thống đòi hỏi giám sát trạng thái thiết bị hoặc đo lường trọng lượng chính xác.