معالجات الاتصالات سيمنز S7-300: CP 342-5، CP 343-1، وCP 343-1 Lean

يشغل معالج الاتصالات فتحةً مادية في رف S7-300، لكنه لا يقوم بأي من مهام التحكم. وظيفته الوحيدة هي نقل البيانات بين وحدة المعالجة المركزية والشبكة. فهم هذا الفصل هو الخطوة الأولى لتشخيص سبب عدم فتح معالج الاتصالات لاتصاله.

صُمم جهاز SIMATIC S7-300 وفقًا لمبدأ الوحدات النمطية. يحمل قضيبٌ وحدةَ التغذية الكهربائية، ووحدة المعالجة المركزية، ومجموعةً من وحدات الإشارة. تتولى وحدة المعالجة المركزية إدارة برنامج المستخدم، وصورة العملية، ونشاط ناقل اللوحة الخلفية الذي يربط مكونات الرف. وتخضع جميع الوحدات الأخرى لوحدة المعالجة المركزية.

يُعدّ معالج الاتصالات استثناءً لهذه القاعدة من ناحيةٍ محددة. فهو لا يُقيّم برنامج المستخدم، ولا يقرأ المدخلات أو يُشغّل المخرجات بالمعنى المعتاد. ما يفعله هو امتلاك واجهة مستقلة لشبكة خارجية، مع برامجه الثابتة الخاصة، وذاكرته الخاصة، وإدارة اتصالاته الخاصة. ويتعامل المعالج المركزي مع معالج الاتصالات كوحدة شريكة تتبادل كتل البيانات وكلمات الحالة عبر اللوحة الخلفية.

يُحدد هذا النطاق المعماري تقريبًا كل ما يحتاج مهندس الصيانة معرفته حول هذه الوحدات. حدود الاتصال هي حدود وحدة التحكم، وليست حدود وحدة المعالجة المركزية. سلوك مؤشر LED هو سلوك وحدة التحكم. إصدار البرنامج الثابت هو خاصية من خصائص وحدة التحكم. عندما يفشل الاتصال بينما يستمر التحكم في العمل، يكون العطل دائمًا تقريبًا في جانب وحدة التحكم من النطاق.

ما يفعله معالج الاتصالات في رف S7-300

تُعدّ وحدة المعالجة المركزية (CP) مُشاركًا في ناقل البيانات من جانبين في آنٍ واحد. فمن الجانب الخلفي، تتواصل مع وحدة المعالجة المركزية عبر ناقل اللوحة الخلفية، حيث تطلب البيانات وتُعيدها من خلال واجهة مُحددة من كتل البيانات، وتعيين المعلمات، وسجلات التشخيص. أما من الجانب الأمامي، فتُشغّل منفذًا فعليًا واحدًا أو أكثر باتجاه شبكة خارجية، سواء كانت هذه الشبكة PROFIBUS DP، أو إيثرنت صناعي، أو وصلة تسلسلية خاصة في الأنظمة القديمة.

يعني هذا الترتيب أن وحدة المعالجة المركزية (CP) قد تتعطل دون توقف عملية المصنع. فإذا فقدت وحدة المعالجة المركزية اتصالها بالشبكة، فإنها تستمر في تنفيذ برنامجها والتحكم في الآلة. ويتوقف فقط تبادل البيانات عبر المسار المعطل. هذه ميزة تصميمية، وهي أيضاً السبب في أن أعطال الاتصال قد تمر دون أن يلاحظها أحد حتى يُبلغ المشغل عن فقدان نظام الإشراف لبياناته.

لا يتم تبادل البيانات بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة المعالجة المركزية بشكل فوري، بل هو دورة محددة من الطلبات والتأكيدات، تخضع لفحص اللوحة الخلفية وحالة الاتصال على جانب الشبكة. عندما يقرأ المشرف قيمةً ما بعد وقت قصير جدًا من حدوث تغيير، قد لا تزال تلك القيمة تعكس التبادل السابق. إن فهم نموذج التبادل يمنع التشخيص الخاطئ لما هو في الواقع خلل زمني وليس عطلًا.

تحتوي كل وحدة معالجة مركزية (CP) على تعيين معلمات يقوم برنامج تهيئة الأجهزة بإنشائه وتنزيله. يحدد هذا التعيين العناوين، ونقاط نهاية الاتصال، وخيارات البروتوكول، وسلوك التشخيص. لن تعمل وحدة المعالجة المركزية التي لا تحتوي على تعيين معلمات صالح، حتى وإن كانت مؤشرات LED الخاصة بها تُظهر الطاقة. لذا، تُعد التهيئة جزءًا لا يتجزأ من الجهاز، وليست طبقة اختيارية فوقه.

تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CP) أيضًا على برنامج ثابت خاص بها، منفصل عن نظام تشغيل وحدة المعالجة المركزية. ويحدد إصدار البرنامج الثابت الوظائف المتاحة. قد يتم تسليم نفس رقم الطلب ببرامج ثابتة مختلفة على مر السنين، وقد تتصرف وحدة معالجة مركزية بديلة تحمل رقم الطلب الصحيح ولكن بإصدار مختلف من البرنامج الثابت بشكل مختلف عن الوحدة التي تحل محلها.

النتيجة العملية لكل هذا هي تسلسل تشخيصي يتبع حدود الشبكة. أولًا، يتم التحقق مما إذا كان المعالج المركزي ووحدة المعالجة المركزية يتواصلان عبر اللوحة الخلفية. ثم يتم التحقق مما إذا كانت وحدة المعالجة المركزية تمتلك واجهة شبكة صالحة. بعد ذلك، يتم التحقق مما إذا كان الطرف الآخر في الشبكة يستجيب. فقط بعد حل هذه الطبقات الثلاث، يصبح من المنطقي فحص برنامج التطبيق.

عائلات CP التي ستتعرف عليها: PROFIBUS، وIndustrial Ethernet، والمنفذ المدمج

تنقسم معالجات الاتصالات الخاصة بجهاز S7-300 إلى ثلاث فئات واسعة، وتحدد الفئة الشبكة التي تخدمها الوحدة.

الفئة الأولى هي معالج اتصالات PROFIBUS DP، ويمثلها CP 342-5. توفر هذه العائلة لوحدة المعالجة المركزية واجهة PROFIBUS DP تعمل بشكل مستقل عن منفذ DP المدمج في وحدة المعالجة المركزية. يمكن أن تعمل هذه الواجهة كوحدة تحكم رئيسية أو تابعة لـ DP، وتُستخدم عندما يحتاج الرف إلى خط PROFIBUS ثانٍ، أو شريحة DP أكثر كثافة، أو واجهة DP معزولة عن منفذ وحدة المعالجة المركزية لأسباب تشخيصية أو معمارية.

الفئة الثانية هي معالج اتصالات إيثرنت الصناعية، ويمثلها الطرازان CP 343-1 وCP 343-1 Lean. تربط هذه الوحدات الخزانة بشبكات إيثرنت وتدعم مجموعة واسعة من البروتوكولات، بدءًا من اتصالات S7 الكلاسيكية عبر بروتوكولي ISO وTCP/IP وصولًا إلى وظائف الإدخال/الإخراج في PROFINET. هذه هي الفئة التي تهيمن على الطلب على الاستبدال في الوقت الحالي، لأن إيثرنت هي الشبكة التي تستخدمها معظم أنظمة الإشراف والتسجيل والهندسة حاليًا.

الفئة الثالثة هي المنفذ المدمج، وهو ليس وحدة منفصلة على الإطلاق. تأتي العديد من وحدات المعالجة المركزية S7-300 مزودة بمنفذ PROFIBUS DP مدمج، أو منفذ PROFINET مدمج، أو كليهما، وذلك حسب نوع وحدة المعالجة المركزية. المنفذ المدمج ليس وحدة تحكم، بل هو وظيفة من وظائف وحدة المعالجة المركزية. فهو يشارك موارد وحدة المعالجة المركزية، ويظهر في تكوين الأجهزة كجزء من وحدة المعالجة المركزية وليس كمدخل فتحة منفصل.

يُعدّ هذا التمييز مهمًا لحساب الأعطال وتحديدها. فالحامل المزود بمنفذ إيثرنت مدمج ووحدة معالجة مركزية CP 343-1 يحتوي على واجهتي إيثرنت مستقلتين، ولا يؤثر عطل إحداهما بالضرورة على الأخرى. أما الحامل الذي يعتمد فقط على منفذ مدمج، فلا يحتوي على فتحة وحدة معالجة مركزية للفحص عند تعطل الشبكة، وبالتالي ينتقل مسار التشخيص إلى داخل وحدة المعالجة المركزية.

يُعدّ هذا الأمر مهمًا أيضًا لتوافق المنتج مع الموردين ولعمر التصميم. تُعتبر عائلة CP 343-1 هي الوحدة التي تم تحديدها عندما احتاج مصنع ما إلى اتصال إيثرنت في رفّ لا يحتوي معالجه المركزي على منفذ إيثرنت مدمج، أو عندما يكون المنفذ المدمج مُخصصًا بالفعل لوظيفة أخرى. تم بناء العديد من المنشآت القديمة على هذا الأساس تحديدًا، وهذه هي الرفوف التي تُشكّل الآن المحرك الرئيسي لشراء قطع الغيار.

كانت هناك فئة رابعة، وهي معالجات الاتصالات التسلسلية، في سلسلة S7-300 السابقة، بأرقام طلب تتراوح بين 6GK7 342-5 و6ES7 340 و6ES7 341، وذلك حسب الوظيفة. لا تتناول هذه المقالة معالجات الاتصالات التسلسلية، ولكن ينبغي على مهندس الصيانة الذي يُجري جردًا للخزانة أن يُدرك أن ليس كل معالج اتصالات في نظام قديم هو وحدة شبكة. يُجيب رقم الطلب الموجود على الملصق على هذا السؤال أسرع من أي افتراض حول اللوحة الأمامية.

في جميع الفئات، يبقى مبدأ التشغيل كما هو. يمتلك الموديول واجهة شبكة، ويمتلك المعالج المركزي البرنامج، وتحمل اللوحة الخلفية البيانات بينهما. وينطبق هذا المبدأ سواءً كان الوسيط الخارجي ناقلًا ثنائي الأسلاك محميًا، أو كابل إيثرنت مزدوجًا مجدولًا، أو جزءًا من الألياف الضوئية خلف محول.

CP 343-1 و CP 343-1 Lean: قراءة رقم الطلب وتقسيم الميزات

يحمل جهاز CP 343-1 في الإصدار المشمول هنا رقم الطلب 6GK7343-1EX30-0XE0. يتكون هذا الرمز من بادئة العائلة، ورقم المتغير، وحقل الإصدار، وحقل التسليم، ويستحق كل حقل قراءة متأنية قبل اتخاذ أي قرار شراء أو استبدال.

يربط الجزء المستخدم في هذه المقالة جهاز SIMATIC S7-300 بشبكة إيثرنت الصناعية عبر بروتوكولي ISO وTCP/IP. تتضمن الوحدة محولًا ثنائي المنافذ مدمجًا مبنيًا على شريحة الاتصال ERTEC 200، وتوفر منفذي RJ45 بسرعة 10/100 ميجابت في الثانية. يمكن أن تعمل كوحدة تحكم PROFINET IO أو كجهاز PROFINET IO، وذلك حسب إعدادات التكوين.

تشمل مجموعة وظائف الاتصال الخاصة به اتصال S7، وخدمات جلب البيانات وكتابتها، والإرسال والاستقبال عبر RFC1006، والبث المتعدد، وDHCP، ومزامنة الوقت NTP. عمليًا، يدعم هذا المزيج جمع بيانات الإشراف، والوصول الهندسي، ومزامنة الوقت عبر المصنع، والاتصال المباشر بين وحدات التحكم، كل ذلك من خلال وحدة واحدة.

تُحدد سيمنز حدًا أقصى لوحدات الاتصال أو الوظائف لكل وحدة معالجة مركزية (CPU) لهذه العائلة، وتُشير إلى أن العدد الدقيق يعتمد على نوع وحدة المعالجة المركزية. هذا الحد هو خاصية من خصائص وحدة المعالجة المركزية مُعبر عنها بعدد الوحدات، لذا يُمكن لوحدة المعالجة المركزية ذات ميزانية الاتصال الأكبر استيعاب عدد أكبر من وحدات الاتصال مقارنةً بوحدة معالجة مركزية صغيرة الحجم ذات ميزانية اتصال أقل. يجب تحديد العدد المُناسب لحامل مُعين من خلال مُقارنته بوحدة المعالجة المركزية الخاصة بذلك الحامل، وليس من خلال بيانات وحدة الاتصال فقط.

يحمل جهاز CP 343-1 Lean رقم الطلب 6GK7343-1CX10-0XE0. تشير تسمية Lean إلى مجموعة وظائف مُصغّرة بتكلفة أقل، ويتركز هذا التصغير في البروتوكول وملف تعريف الاتصال بدلاً من الواجهة المادية. يحتوي جهاز Lean على منفذي RJ45 بسرعة 10/100 ميجابت في الثانية، لذا فإن توصيلات الكابلات وبنية المحول في الخزانة هي نفسها المستخدمة في جهاز CP 343-1 الكامل.

يتميز نظام Lean بتقسيم ميزات محدد. فهو يدعم بروتوكولات TCP/IP وUDP، وخدمات الإرسال والاستقبال RFC1006، وخدمات الجلب والكتابة، بالإضافة إلى اتصال S7 في وظيفة الخادم. ويمكنه العمل كجهاز PROFINET IO. إلا أنه لا يمتلك إمكانية التحكم في PROFINET IO الموجودة في الوحدة الكاملة، كما أنه لا يدعم وظائف البث المتعدد، وDHCP، وNTP الخاصة بالوحدة الكاملة.

تختلف أعداد الاتصالات بشكلٍ حاسمٍ في التصميم. يدعم جهاز CP 343-1 Lean ثمانية اتصالات إرسال/استقبال كحد أقصى، وأربعة اتصالات S7 كحد أقصى، مع ما يصل إلى اثني عشر اتصالًا نشطًا عند التشغيل في وضع البروتوكولات المتعددة. أما جهاز CP 343-1 الكامل، فلا يدعم نفس الحد الأقصى المخفّض، لأنه مُصمّم للخزائن التي تتطلب مشاركة متزامنة أوسع.

يُعرض التقسيم كمقارنة مباشرة بدلاً من جدول، كما يلي: CP 343-1 الكامل: يدعم بروتوكولي ISO وTCP/IP، ووحدة تحكم PROFINET IO أو جهاز إدخال/إخراج، ومحول ثنائي المنافذ مدمج، واتصال S7، وجلب/كتابة، وإرسال/استقبال RFC1006، وبث متعدد، وDHCP، وNTP. CP 343-1 المبسط: يدعم بروتوكولي TCP/IP وUDP، وإرسال/استقبال RFC1006، وجلب/كتابة، واتصال S7 كخادم، وجهاز إدخال/إخراج PROFINET فقط، ومنفذي RJ45، وثمانية اتصالات إرسال/استقبال، وأربعة اتصالات S7، واثني عشر اتصالاً نشطاً في وضع البروتوكولات المتعددة.

تُستمد قاعدة الاختيار مباشرةً من تلك القوائم. إذا كان على الحامل التحكم بأجهزة إدخال/إخراج PROFINET، فإنه يتطلب وحدة CP 343-1 الكاملة. أما إذا كان الحامل يحتاج فقط إلى أن يكون جهاز إدخال/إخراج على وحدة تحكم PROFINET تابعة لجهة أخرى، أو يحتاج فقط إلى تبادل بيانات إشرافي وإمكانية الوصول الهندسي، فإن وحدة Lean كافية وقد تم تسعيرها وفقًا لذلك.

يُصنّف كلا الوحدتين ضمن فئة إلغاء المنتج أو قطع الغيار على صفحات منتجات سيمنز الخاصة بأرقام الأصناف المذكورة هنا. لا يعني هذا التصنيف توقف الوحدتين عن العمل، ولا يعني انتهاء الدعم للتركيبات القائمة. بل يعني أن توريد الإنتاج الجديد يخضع لتوافر قطع الغيار وليس لاستمرار الإنتاج التسلسلي.

يُعدّ فهم أرقام الطلبات أهمّ مهارة عند شراء أيٍّ من الوحدتين. يشير الرمز 6GK7343 إلى عائلة معالجات اتصالات الإيثرنت. وتُميّز الأرقام التالية بين النوع والإصدار، بينما يُحدّد الجزء الأخير شكل التسليم. قد تحمل وحدتان متطابقتان ظاهريًا أرقام طلبات مختلفة، مع اختلاف في البرامج الثابتة ومجموعات الوظائف. ويُعتدّ بالملصق الموجود على الوحدة، وليس بمظهرها.

عندما لا يتطابق الرمز الموجود على وحدة ما مع أي رمز مذكور في هذه المقالة، فإن الإجراء الصحيح هو قراءة رقم الطلب الكامل من ملصق الوحدة والبحث باستخدام هذا الرقم. أصدرت سيمنز إصدارات متعددة خلال فترة إنتاج هذه المجموعة، وحقل الإصدار هو الجزء الذي غالبًا ما يتم إغفاله.

CP 342-5 ومسار PROFIBUS DP

يُعدّ CP 342-5 معالج اتصالات PROFIBUS DP الخاص بجهاز S7-300. يبدأ رقم طلبه بـ 6GK7342، ويجب قراءة الرمز الدقيق من ملصق الوحدة لأن هناك عدة إصدارات موجودة خلال فترة إنتاج هذا النوع.

يتمثل دورها في تزويد الحامل بواجهة PROFIBUS DP تعمل خارج وحدة المعالجة المركزية. والعبارة "خارج وحدة المعالجة المركزية" هي العبارة الأساسية. إذ تقوم وحدة المعالجة المركزية (CP) بمعالجة بروتوكول DP في معالجها الخاص، مستخدمةً ذاكرتها الخاصة، وتتبادل البيانات الناتجة مع وحدة المعالجة المركزية عبر اللوحة الخلفية. ولا تُستهلك موارد وحدة المعالجة المركزية في معالجة رسائل DP.

يمكن تهيئة وحدة CP 342-5 كوحدة رئيسية أو تابعة لبروتوكول DP. في حالتها الرئيسية، تستطلع بيانات الوحدات التابعة المخصصة لها وتحتفظ بصور الإدخال والإخراج التي يقرأها ويكتبها المعالج. أما في حالتها التابعة، فتستجيب لاستطلاعات وحدة رئيسية خارجية لبروتوكول DP، وتعرض بيانات الحامل لشبكة لا تتحكم بها.

يُعد دور وحدة التحكم الرئيسية أكثر شيوعًا في أعمال التحديث والتوسعة. حيث يقوم المصنع بإضافة جزء جديد من وحدة التوزيع، أو تقسيم جزء موجود لتقصير مسارات الكابلات وتقليل احتمالية حدوث أعطال، وتوفر وحدة CP 342-5 وحدة التحكم الرئيسية الثانية دون التأثير على منفذ وحدة المعالجة المركزية المدمج أو برنامجها.

يظهر دور التابع عندما يتعين على وحدة S7-300 قديمة تقديم البيانات إلى وحدة تحكم أحدث، أو عندما يتعين على وحدة S7-300 أن تعمل كمحطة تابعة لوحدة أخرى. في تكوين التابع، يتم تكوين وحدة المعالجة المركزية كمحطة إدخال/إخراج موزعة، وتتصرف الوحدة تجاه الوحدة الرئيسية الخارجية كما لو كانت محطة ET 200.

نظرًا لأن عملية معالجة البيانات تتم خارج وحدة المعالجة المركزية، فإن وحدة التحكم CP 342-5 تعزل أيضًا أعطال معالجة البيانات عن برنامج التحكم. يؤثر عطل في جزء معالجة البيانات، أو فقدان جهاز تابع، أو قصر في ناقل البيانات على وحدة التحكم والجزء المتأثر، بينما تستمر وحدة المعالجة المركزية في التحكم في باقي مكونات الرف. تُخزَّن سجلات تشخيص العطل في وحدة التحكم ويتم قراءتها من خلال أداة تهيئة الأجهزة.

يخضع جزء DP الذي يخدمه جهاز CP 342-5 لقواعد PROFIBUS القياسية. يعتمد طول الجزء على معدل الإرسال، ونوع الكابل، وعدد أجهزة إعادة الإرسال، وحمل الناقل. تنطبق هذه القواعد على الجزء الذي يُشغّله جهاز CP تمامًا كما تنطبق على الجزء الذي يُشغّله جهاز CPU، لأن جهاز CP هو جهاز رئيسي أو تابع متوافق مع DP وله نفس سلوك الطبقة الفيزيائية.

للحصول على المنتج، فإن التعليمات العملية هي نفسها المتبعة مع عائلة إيثرنت. اقرأ رقم الطلب الكامل من ملصق الوحدة، واعتبر السلسلة الكاملة بمثابة هوية القطعة. تختلف إصدارات CP 342-5 في البرامج الثابتة ومجموعة الوظائف المدعومة، ويجب مطابقة البديل مع متطلبات الإصدار المُثبَّت ووظيفته. ينبغي على المشترين الذين يحتفظون بحامل S7-300 قديم قيد التشغيل تسجيل السلسلة الكاملة عند إجراء الجرد، بينما لا تزال الوحدة قابلة للقراءة في الحامل، بدلاً من تسجيلها عند حدوث العطل وانقطاع الخط.

كم عدد الوحدات والوصلات التي يمكن أن تحملها وحدة المعالجة المركزية فعليًا؟

هناك حدان منفصلان يتحكمان في سعة الاتصال الخاصة بالرف، والخلط بينهما ينتج عنه تصميمات لن يتم تجميعها أو اتصالات لن يتم فتحها.

يتمثل الحد الأول في عدد وحدات الاتصال والوظائف التي يقبلها المعالج المركزي. تشير سيمنز إلى أن الحد الأقصى لهذه الوحدات يصل إلى ثماني وحدات لكل معالج مركزي من عائلة CP 343-1، وتوضح أن العدد الدقيق يعتمد على نوع المعالج. هذا حدٌّ لتكوين الأجهزة، وتجاوزه سيؤدي إلى رفض أداة التكوين للمهمة.

أما الحد الثاني فهو عدد الاتصالات المتزامنة التي يمكن أن يدعمها جهاز CP واحد. هذا حدٌّ خاص بالوحدة، مُخزَّنٌ في البرامج الثابتة والذاكرة الخاصة بجهاز CP. بالنسبة لجهاز CP 343-1 Lean، فإن الحد الأقصى المعلن هو ثمانية اتصالات إرسال/استقبال، وأربعة اتصالات S7، وما يصل إلى اثني عشر اتصالًا نشطًا في وضع البروتوكولات المتعددة. أما جهاز CP 343-1 الكامل فلا يدعم هذه الحدود المخفَّضة، وهذا هو سبب شراء النسخة الكاملة.

لذا، فإن سعة الاتصال الإجمالية للخزانة ليست رقمًا واحدًا، بل هي دالة لنوع وحدة المعالجة المركزية الموجودة، وعدد وحدات المعالجة المركزية التي تدعمها، وأنواع وحدات المعالجة المركزية المُجهزة. ويمكن لخزانتين مبنيتين على نفس السكة وبنفس عدد الفتحات أن تحملا عددًا مختلفًا جدًا من الاتصالات اعتمادًا على هذه المتغيرات الثلاثة.

يتم احتساب عدد الاتصالات حسب الأدوار، وليس حسب عدد الكابلات. يستهلك نظام إشرافي واحد يفتح اتصالات S7 لجمع البيانات اتصالات S7. كما تستهلك وحدات التحكم النظيرة التي تفتح اتصالات S7 مُهيأة اتصالات S7. وتستهلك خدمات الإرسال والاستقبال عبر RFC1006 اتصالات SEND/RECEIVE. قد يؤدي تشغيل بروتوكولات متعددة إلى زيادة إجمالي عدد الاتصالات النشطة، مع بقاء حدود كل بروتوكول سارية.

الاختبار العملي هو جرد وحساب. اذكر كل نظام يفتح اتصالاً بالخزانة، وصنّف كل نظام حسب البروتوكول، واجمع المتطلبات مقابل الحدود القصوى المنشورة لوحدة التحكم المثبتة. إذا تجاوز المجموع الحد الأقصى، فلا يوجد عطل في الخزانة، بل حد تصميمي، والحلول هي استخدام نوع مختلف من وحدة التحكم، أو وحدة تحكم إضافية، أو إعادة توزيع الاتصالات على المنافذ المتاحة.

يُغيّر المنفذ المُدمج الحسابات. فعندما تحتوي وحدة المعالجة المركزية على منفذ إيثرنت أو PROFINET مُدمج، فإن هذا المنفذ يحمل سعة اتصال خاصة به بغض النظر عن أي وحدة تحكم مركزية. قد يُلبي رفٌّ مزود بمنفذ مُدمج بالإضافة إلى وحدة تحكم مركزية 343-1 Lean كامل احتياجاته من الاتصالات حتى وإن بدت سعة Lean وحدها محدودة، وذلك لأن المنفذ المُدمج يمتص جزءًا من الحمل.

إن معرفة أي واجهة تحمل أي اتصال هي ما يسمح بتعديل الرف دون الحاجة إلى إعادة تصميمه. عند إضافة وحدة تسجيل بيانات جديدة أو عقدة إشراف جديدة، يكون السؤال الأول هو أي واجهة سيتم توصيلها بها، والثاني هو ما إذا كانت تلك الواجهة تتمتع بسعة كافية ضمن الحد الأقصى المسموح به.

يُعدّ حدّ عدد الوحدات النمطية القيد الأصعب في التجاوز، لأنّ إضافة وحدة معالجة مركزية (CP) تستهلك خانة. عندما تقبل وحدة المعالجة المركزية (CPU) عددًا محدودًا من وحدات الاتصال، وتكون تلك الخانات مشغولة بالفعل، لا تتوفر وحدة معالجة مركزية إضافية كحلّ، ويتحوّل الحلّ إلى وحدة معالجة مركزية ذات سعة أعلى أو إلى دمج الاتصالات على الوحدات النمطية الموجودة.

قراءة مؤشرات LED عندما لا يتم تشغيل وحدة التحكم.

تتبع تشخيصات LED على لوحة التحكم نفس المنطق الطبقي للبنية. تعرض اللوحة الأمامية حالة الوحدة، وحالة واجهة اللوحة الخلفية، وحالة واجهة الشبكة، وقراءة هذه البيانات بهذا الترتيب تُضيّق نطاق العطل إلى طبقة محددة قبل فتح أي برنامج.

تُشير مؤشرات الطاقة والتشغيل إلى أن الوحدة تعمل. أما لوحة التحكم التي لا تُضيء على الإطلاق، فتُشير إلى وجود مشكلة في التغذية أو التثبيت، وهي مشكلة في الخزانة وليست في الشبكة. تتمثل الفحوصات المادية الأولية في التأكد من تثبيت الوحدة بشكل صحيح على السكة، وتوصيل موصل اللوحة الخلفية، وأن مصدر طاقة الخزانة يُوفر الجهد المطلوب لصف الوحدات.

يشير مؤشر عطل ناقل البيانات، إن وُجد، إلى حالة الاتصال مع وحدة المعالجة المركزية عبر اللوحة الخلفية. يشير ضوء العطل المضاء مع عدم وجود نشاط شبكي إلى مشكلة في الإعدادات أو في جانب وحدة المعالجة المركزية من حدود الشبكة، وليس إلى الكابل. تشمل الأسباب الشائعة: إعدادات تم إنشاؤها ولكن لم يتم تنزيلها، أو إعدادات لا تتطابق مع ترتيب الفتحات الفعلي، أو تعارض في العناوين داخل الحامل.

تُشير مؤشرات الشبكة إلى حالة الواجهة الخارجية. في عائلة CP 343-1، ترتبط هذه المؤشرات بمنفذي RJ45 وحالة الاتصال والنشاط. المنفذ غير المتصل لا يعني وجود اتصال كهربائي بالجهاز الآخر، وهذا يُشير إلى مشكلة في الكابلات أو المحول. أما المنفذ المتصل ولكن غير النشط، فيعني وجود اتصال فعلي نشط دون أي حركة بيانات، مما يُوجه التحقيق إلى مشكلة في العنونة أو إعدادات البروتوكول أو الجهاز الآخر.

تحتوي ذاكرة التشخيص المؤقتة وسجلات تشخيص الوحدة على تفاصيل أكثر مما يمكن أن تعرضه لوحة LED. تقرأ أداة تهيئة الأجهزة هذه السجلات وتُبلغ عن حالات الأعطال المحددة، بما في ذلك أخطاء التهيئة، وانقطاع الاتصال، وأعطال الأجهزة. عندما تُشير مصابيح LED إلى اللوحة الخلفية أو إلى أحد الاتصالات، يُحدد سجل التشخيص السبب المحدد.

وحدة التحكم التي لا تفتح اتصالها بشكل متكرر يكون لديها إعدادات صحيحة لا تتطابق مع الواقع. قد يشير تعيين المعلمات إلى عنوان نظير تم تغييره، أو خيار بروتوكول لا يدعمه النظير، أو نوع اتصال يتجاوز الحد الأقصى للوحدة. ستُظهر مصابيح LED حالة الارتباط وقد تُظهر نشاطًا، بينما لا يتم إنشاء الاتصال نفسه، لأن الخلل يكمن في التعيين وليس في السلك.

يُعد عدم توافق البرامج الثابتة ومجموعة الوظائف نوعًا منفصلاً من الأعطال التي لا تكشف عنها مؤشرات LED. فعندما يتم تكوين وظيفة لا يدعمها البرنامج الثابت المُثبّت، قد ترفض الوحدة التكوين أو تفشل في إنشاء الاتصال. ويتم حل هذا النوع من الأعطال بقراءة إصدار البرنامج الثابت من الوحدة ومقارنته بمجموعة الوظائف المُكوّنة.

الاستبدال هو الخطوة الأخيرة، وليس الأولى. التسلسل الأمثل لتوفير الوقت هو: فحص المكونات المادية، ثم اللوحة الخلفية، ثم الشبكة، ثم الإعدادات، ثم البرامج الثابتة، وأخيراً المكونات المادية. يُكتشف أن نسبة كبيرة من وحدات التحكم المعيبة التي يتم إرجاعها بسبب خلل في الإعدادات أو الكابلات بعد فحص جميع الطبقات بالترتيب الصحيح.

لماذا أصبحت هذه الوحدات الآن في حالة قطع غيار؟

أُعلن عن إيقاف إنتاج جهاز S7-300 في الأول من أكتوبر عام 2025، عند الوصول إلى مرحلة PM410. ومن المقرر أن تنتهي مبيعاته في الأول من أكتوبر عام 2033، عند الوصول إلى مرحلة PM490. وتؤكد شركة سيمنز أن أجهزة S7-300 وET 200M ستكون متاحة كقطع غيار حتى عام 2033.

يضع هذا الجدول الزمني طرازات CP 342-5 وCP 343-1 وCP 343-1 Lean ضمن فترة توفر قطع الغيار لفترة طويلة، بدلاً من فترة توقف الإنتاج. ويعني توفر قطع الغيار أن هذه الوحدات تظل متاحة عبر قنوات قطع الغيار الخاصة بالمورد لفترة محددة، حتى بعد انتهاء الإنتاج التسلسلي وإزالة الطراز من قائمة المنتجات النشطة.

بالنسبة لمصنع يستخدم رفوف S7-300، فإن المعنى العملي لهذه الحالة هو تغيير في آلية التوريد وليس تغييرًا في الوظيفة. تستمر الوحدات الحالية في العمل، ويستمر دعمها من حيث الإصلاح والاستبدال خلال هذه الفترة. تصل المخزونات الجديدة عبر قنوات قطع الغيار، مع ما يترتب على ذلك من مدد زمنية وأسعار.

يحمل تاريخ الإعلان في 1 أكتوبر 2025 تبعات أخرى مهمة للتخطيط. فقد انتقل الاستشاريون والمُكاملون الذين حددوا معيار S7-300 في التصاميم الجديدة إلى المنصات الحالية، مما يعني أن قاعدة رفوف S7-300 المُثبتة أصبحت الآن ثابتة وتتناقص تدريجيًا. ويأتي الطلب على قطع الغيار من هذه القاعدة، ويتم الحصول على الوحدات التي تُبقيها قيد التشغيل بشكل متزايد من موردين متخصصين بدلاً من الاعتماد على القنوات الأصلية فقط.

يُحدد عام 2033 الأفق الزمني للتخطيط. ينبغي على أي مصنع يعتزم تشغيل رفوف S7-300 بعد ذلك التاريخ أن يعتبر السنوات الفاصلة بمثابة نافذة لتخزين قطع الغيار الكافية أو التخطيط للترقية. لا تتعارض الاستراتيجيتان، إذ تُشغّل العديد من المصانع كلتيهما في آنٍ واحد، حيث تُخزّن الوحدات الأساسية مع جدولة استبدال الرفوف التي تُعدّ عملياتها الأكثر تكلفةً في حال توقفها.

تُحدد أهمية وحدة التحكم الرئيسية (CP) بالنسبة لمصنع معين كمية قطع الغيار الاحتياطية المطلوبة. قد يتحمل رفٌّ يحتوي على وحدة تحكم رئيسية (CP) تحمل بيانات إشرافية فقط تعطلها لساعات أو أيام. بينما قد لا يتحمل رفٌّ يحتوي على وحدة تحكم رئيسية (CP) تحمل بيانات التعشيق إلى وحدة تحكم أخرى تعطلها ولو لدقائق. وتُحدد كمية قطع الغيار الاحتياطية الصحيحة بناءً على تبعات العملية، وليس بناءً على قاعدة تخزين موحدة.

يشمل توفير هذه الوحدات أيضًا سوق الوحدات المُجددة والفائضة، وهو أمرٌ بالغ الأهمية نظرًا لطول الفترة حتى عام 2033 ومحدودية قاعدة التركيب. تؤدي الوحدة النظيفة والمُختبرة من مورد موثوق نفس وظيفة الوحدة الجديدة، شريطة تطابق رقم الطلب والبرنامج الثابت. قطع غيار أتمتة سيمنز يمكن للمصادر التي يتم الحصول عليها من خلال متخصص أن تسد الفجوة بين حدوث عطل والإغلاق المقرر التالي.

يكمن الخطر الذي يجب تجنبه في عدم التوافق الذي يُكتشف لحظة العطل. قد تصل وحدة تم شراؤها دون التأكد من رقم الطلب والبرنامج الثابت بدقة، بمجموعة وظائف لا تتطابق مع التكوين في برنامج وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). وتتمثل تكلفة هذا التباين في توقف ثانٍ عن العمل، وهو ما تم شراء القطعة البديلة لتجنبه.

ما يجب تسجيله قبل شراء بديل

أهم سجل على الإطلاق هو رقم الطلب الكامل المقروء من ملصق الوحدة. بالنسبة لعائلة إيثرنت، يبدأ هذا الرقم بـ 6GK7343؛ أما بالنسبة لـ CP 342-5، فيبدأ بـ 6GK7342. السلسلة الكاملة، بما في ذلك كتلة التسليم، هي هوية القطعة. أي شيء أقل من السلسلة الكاملة هو مجرد تخمين.

السجل الثاني هو إصدار البرنامج الثابت، الذي يُقرأ من الوحدة عبر أداة تهيئة الأجهزة. يحدد البرنامج الثابت مجموعة الوظائف، وقد يفي استبداله بإصدار مختلف من البرنامج الثابت بمتطلبات التهيئة أو لا. في حال تعذر الرجوع إلى إصدار أقدم، يصبح الحد الأدنى لإصدار البرنامج الثابت قيدًا على الشراء.

السجل الثالث هو موقع الفتحة الفعلية وتصميم الرف. يُعد موقع الفتحة جزءًا من تكوين الأجهزة، ويجب أن يشغل البديل نفس الموقع لضمان تطابق التكوين المُنزّل مع الرف الفعلي. تستغرق صورة الرف مع أرقام الفتحات الظاهرة دقيقة واحدة فقط، وتمنع حدوث نوع من أخطاء التكوين التي يصعب حلها تحت ضغط الوقت.

السجل الرابع هو مخطط الشبكة المتصل بالوحدة، بما في ذلك استخدام المنافذ في وحدة CP ثنائية المنافذ. تحتوي وحدة CP 343-1 أو CP 343-1 Lean على منفذي RJ45، ويُعدّ تحديد المنفذ الذي يُغذي كل جزء من الشبكة جزءًا من هوية التثبيت. يُمكّن تسجيل هذا التخطيط من توصيل الكابلات بشكل صحيح عند استبدال الوحدة دون الحاجة إلى إعادة اكتشاف مخطط الشبكة أثناء إيقاف التشغيل.

السجل الخامس هو سجل جرد التوصيلات، المصنف حسب البروتوكول والمُدقَّق وفقًا لحدود سعة الوحدة. لا يُشترط وجود هذا السجل لطلب استبدال، ولكنه ضروري للتأكد من قدرة الوحدة البديلة على تحمل حمل التوصيلات الحالي. عندما يقترب الحمل من الحد الأقصى، يجب اتخاذ قرار الاستبدال وقرار السعة معًا.

السجل السادس هو نوع وحدة المعالجة المركزية في الحامل، لأن حد عدد الوحدات هو خاصية من خصائص وحدة المعالجة المركزية. يجب على المصنع الذي يعتمد على وحدة معالجة مركزية احتياطية لعدة حوامل التأكد من أن الوحدة المختارة مقبولة في كل نوع من أنواع وحدات المعالجة المركزية الموجودة فيها.

تُعدّ ممارسات إدارة المخزون بنفس أهمية السجلات الفردية. فالمصنع الذي يُسجّل هذه العناصر الستة لكل نقطة تحكم أثناء سلامة الرفوف، يُطبّق برنامج قطع غيار، بينما يُطبّق المصنع الذي يُسجّلها بعد حدوث عطل، برنامج استعادة. ويُقاس الفرق بساعات التوقف، بينما تُقاس تكلفة السجلات بالدقائق.

بالنسبة للخزائن التي تحتوي على أكثر من وحدة تحكم واحدة، يجب الاحتفاظ بالسجلات لكل وحدة على حدة بدلاً من الاحتفاظ بها لكل خزانة. قد تكون وحدتا تحكم في الخزانة نفسها من نوعين مختلفين بمجموعات وظائف متباينة، ولن يميز بينهما سجل على مستوى الخزانة.

تُعدّ عملية الشراء نفسها عملية مطابقة. يتم مطابقة رقم الطلب، وتلبية متطلبات البرامج الثابتة، وتأكيد مجموعة الوظائف مقابل مخزون التوصيلات، والحفاظ على موضع الفتحة. يؤدي استبدال القطعة بهذه الشروط الأربعة إلى إعادة الحامل إلى حالته السابقة دون تغيير في التكوين، وهو ما يُعرّف عملية استبدال ناجحة لوحدة معالجة الاتصالات.

في حال تعذر مطابقة الوحدة المثبتة تمامًا، لعدم توفر الإصدار المطلوب مهما كان السعر، فإن الخطوة التالية هي استبدالها بإصدار موثق: وهو أحدث إصدار متوفر من نفس رقم الطلب، مع التحقق من توافق إعدادات وظائفه مع البرامج الثابتة الأحدث، والتأكد من توافق منافذ التوصيل مع حدود إمكانيات الوحدة الأحدث. يُعد الاستبدال إجراءً مشروعًا خلال فترة صلاحية قطع الغيار، شريطة توثيقه وعدم اللجوء إلى حلول مؤقتة.

ينبغي على المشترين الذين يبنون مخزوناً من أجهزة الاتصالات القديمة S7-300 أن يولوا أهمية كبيرة للاتساق. فامتلاك نسخة واحدة تتوافق مع معظم الرفوف أكثر فائدة من امتلاك عدة نسخ تتوافق جزئياً، لأن قطعة غيار لا تتوافق إلا مع رف واحد من أصل اثني عشر رفاً تُعد عبئاً وليست ميزة. وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة من سيمنز ينبغي اختيار العناصر المحفوظة كمخزون من أرقام الطلبات المسجلة في جميع أنحاء المصنع، مع مراعاة أهمية الرفوف التي تخدمها.

الخطوة الأخيرة هي التحقق قبل التركيب. يجب قراءة وحدة الاستبدال باستخدام أداة تهيئة الأجهزة على طاولة العمل، كلما أمكن، والتأكد من رقم طلبها وبرنامجها الثابت مقابل سجل الشراء، قبل تركيبها في خزانة التشغيل أثناء فترة الإيقاف. يستغرق التحقق على طاولة العمل دقائق معدودة، ويمنع اكتشاف أي خلل في أسوأ الأوقات.

يشغل معالج الاتصالات خانةً دون أن يُشغّل أي برنامج. يمتلك واجهةً، وصورةً للبرنامج الثابت، وإعدادات، ومجموعةً ثابتةً من حدود التوصيل. دخلت سلسلة S7-300 مرحلة قطع الغيار في 1 أكتوبر 2025، مع تحديد 1 أكتوبر 2033 موعدًا نهائيًا للإنتاج. خلال الفترة بين هذين التاريخين، تعتمد الخوادم التي لا تزال قيد التشغيل على قطع الغيار المتطابقة، وتُحدد السجلات المحفوظة لمعالجات الاتصالات في تلك الخوادم سرعة معالجة أي عطل. قطع غيار سيمنز S7-300 إن تحديد المصدر بناءً على رقم الطلب الكامل ومستوى البرامج الثابتة هما ما يحافظ على اتصال الرف القديم.

🏢 حول شركة TZ Tech

تُعدّ شركة TZ Tech من الشركات الرائدة في توريد مكونات الأتمتة الصناعية، والكهرباء، وأجهزة القياس، والاتصالات. نتخصص في توفير مخزون جاهز للشحن من الموزعين، مما يُمكّننا من تقديم أسعار تنافسية للغاية وفترات تسليم قصيرة. وبفضل مخزوننا الواسع، نستطيع حتى توفير قطع غيار نادرة أو متوقفة عن الإنتاج يصعب العثور عليها في أي مكان آخر.

🛡️ التزامنا بالجودة

ندرك أن الجودة هي أولويتكم القصوى. تخضع كل قطعة لعملية فحص واختبار دقيقة لتتمكنوا من الشراء بثقة تامة. بالنسبة للقطع القديمة أو المتوقفة عن الإنتاج، نؤمن بالشفافية الكاملة وسنقدم لكم دائمًا تقريرًا صادقًا ودقيقًا عن حالة المنتج. إضافةً إلى ذلك، جميع القطع الجديدة مشمولة بضمان كامل لمدة عام.

✉️ تواصل معنا

هل لديك مشروع أو قطعة غيار تحتاجها؟ أرسل لنا استفسارك اليوم! فريقنا ملتزم بالرد السريع خلال 6 ساعات (باستثناء عطلات نهاية الأسبوع)..