چرا Siemens در اتوماسیون صنعتی این‌قدر قدرتمند شد؟

اگر در یک کارخانه صنعتی به تابلوهای برق و سیستم‌های کنترل نگاه کنیم، احتمال زیادی وجود دارد که نام Siemens را روی PLC، HMI، درایو یا تجهیزات شبکه ببینیم. در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، مخصوصاً در اروپا و بخش بزرگی از صنایع ایران، زیمنس یکی از اولین برندهایی است که هنگام طراحی سیستم کنترل به ذهن مهندس اتوماسیون می‌رسد.

اما چرا؟

زیمنس تنها به این دلیل موفق نشد که PLCهای خوبی تولید کرد. این شرکت یکی از شرکت های پیشگامی بود که متوجه شد که آینده اتوماسیون صنعتی فقط در ساخت یک PLC قدرتمند نیست؛ بلکه در ساخت یک اکوسیستم کامل برای کنترل، مانیتورینگ، شبکه، درایو و مهندسی سیستم است. مسیر رسیدن Siemens به این جایگاه از دهه‌ها قبل آغاز شد.

شروع ماجرا؛ SIMATIC از کجا آمد؟

زیمنس در سال ۱۹۵۹ سیستم کنترل الکترونیکی SIMATIC را معرفی کرد. این سیستم در واقع یکی از پایه‌های ورود زیمنس به دنیای اتوماسیون الکترونیکی بود. خود Siemens از SIMATIC به‌عنوان یکی از نقاط مهم تاریخ اتوماسیون صنعتی یاد می‌کند. این سیستم (SIMATIC) برای جایگزین کردن بخشی از مدارهای رله ای و منطقی به کار می رفت و هنوز یک PLC به معنای امروزی به شمار نمی رفت. 

در واقع در آن زمان خبری از PLCهایی مانند S7-1200 یا S7-1500 امروزی نبود. صنعت هنوز در حال عبور از سیستم‌های کنترل رله‌ای و الکترومکانیکی به سمت کنترل الکترونیکی و سپس کنترل برنامه‌پذیر بود. بعدها که فناوری کنترل کننده های قابل برنامه ریزی شکل گرفت، زیمنس همین نام SIMATIC را بر روی نسل جدید کنترل کننده هایش گذاشت. به تدریج خانواده های PLC زیمنس شکل گرفتند و بعدها به سری هایی مانند S5، S7-300، S7-400 و... رسیدند.

زیمنس در همین دوره وارد مسیری شد که بعدها به یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های آن تبدیل شد: حضور در بخش‌های مختلف اتوماسیون، نه فقط یک محصول خاص.

ورود PLC و شکل‌گیری خانواده SIMATIC

با توسعه PLCها، نیاز صنایع به سیستم‌های کنترل قابل برنامه‌ریزی، قابل توسعه و قابل نگهداری بیشتر شد.

خانواده SIMATIC به‌تدریج توسعه پیدا کرد و در نسل‌های مختلف، از سیستم‌های قدیمی‌تر تا خانواده‌های S5 و سپس S7، امکانات بیشتری در اختیار مهندسان قرار گرفت.

ورود سری‌های S7-300 و S7-400 در دهه ۱۹۹۰ یکی از نقاط مهم این مسیر بود. این خانواده‌ها برای کاربردهای مختلف از ماشین‌آلات تا سیستم‌های بزرگ‌تر صنعتی طراحی شدند و معماری ماژولار، ارتباطات صنعتی و امکان توسعه سیستم را در اختیار مهندس قرار می‌دادند.

plc های زیمنس

در اینجا یک نکته مهم وجود دارد:

زیمنس فقط PLC را بهتر نکرد؛ بلکه سعی کرد PLC را به مرکز یک سیستم اتوماسیون تبدیل کند.

نقطه قوت بزرگ Siemens؛ فقط PLC نیست

فرض کنید یک کارخانه به PLC، HMI، درایو، ورودی و خروجی‌های توزیع‌شده و شبکه صنعتی نیاز دارد. اگر هر کدام از این تجهیزات از یک سازنده متفاوت باشند، امکان کار کردن آن‌ها با یکدیگر وجود دارد؛ اما مهندس پروژه باید برای هر بخش، نرم‌افزار، تنظیمات، پروتکل ارتباطی و روش عیب‌یابی متفاوتی را در نظر بگیرد.

پس زیمنس مسیر دیگری را دنبال کرد. ایده این بود که PLC، HMI، درایو، I/O و نرم‌افزار مهندسی تا حد امکان در یک اکوسیستم مشترک قرار بگیرند.

این ایده بعدها با مفهوم Totally Integrated Automation یا TIA به یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اکوسیستم Siemens تبدیل شد.

TIA PORTAL


STEP 7؛ وقتی نرم‌افزار بخشی از مزیت رقابتی شد

دلیل موفقیت Siemens، فقط سخت‌افزار نبود؛ نرم‌افزار مهندسی نیز اهمیت بسیار زیادی داشت.

همراه با ورود PLC های خانواده S7، نرم‌افزار STEP 7 به ابزار اصلی مهندسان برای پیکربندی و برنامه‌نویسی سیستم های اتوماسیون تبدیل شد. در این معماری، اطلاعات سخت‌افزار، شبکه و برنامه PLC در یک محیط مهندسی قرار می‌گرفت.

این موضوع برای پروژه‌های صنعتی بزرگ اهمیت زیادی داشت، زیرا در یک پروژه واقعی، مهندس فقط یک برنامه PLC نمی‌نویسد. باید سخت‌افزار را پیکربندی کند، شبکه را تعریف کند، HMI را متصل کند، ورودی و خروجی‌ها را مشخص کند، درایوها را راه‌اندازی کند و در نهایت کل سیستم را تست و عیب‌یابی کند. هرچه این ارتباط بین بخش‌های مختلف ساده‌تر باشد، زمان مهندسی و راه‌اندازی نیز کمتر می‌شود.

TIA Portal؛ ادامه همان ایده

بعدها زیمنس این مسیر را با TIA Portal ادامه داد. هدف TIA Portal این بود که مهندسی بخش‌های مختلف اتوماسیون را در یک محیط یکپارچه‌تر قرار دهد. امروزه TIA Portal برای پیکربندی و برنامه‌نویسی کنترلرهای SIMATIC، مهندسی HMI و همچنین یکپارچه‌سازی درایوهای SINAMICS استفاده می‌شود.

یعنی مهندس می‌تواند در یک پروژه، به جای اینکه برای هر بخش کاملاً از یک محیط جداگانه استفاده کند، بخش بزرگی از سیستم را در یک چارچوب مشترک مدیریت کند.

این موضوع شاید در یک ماشین کوچک چندان تعیین‌کننده به نظر نرسد؛ اما در یک خط تولید بزرگ، اهمیت آن بسیار بیشتر می‌شود.

S7-1200؛ ورود جدی‌تر به ماشین‌آلات و پروژه‌های کوچک‌تر

یکی از اتفاقات مهم دیگر، معرفی S7-1200 در سال ۲۰۱۰ بود.

زیمنس با S7-1200 تلاش کرد یک PLC جمع‌وجورتر و اقتصادی‌تر ارائه کند که همچنان بتواند با اکوسیستم بزرگ‌تر Siemens ارتباط داشته باشد. وجود Ethernet داخلی و معماری ماژولار، این PLC را برای طیف گسترده‌ای از ماشین‌آلات و پروژه‌های اتوماسیون مناسب کرد. این اتفاق اهمیت زیادی داشت.

زیمنس دیگر فقط برند PLCهای بزرگ و گران‌قیمت برای کارخانه‌های عظیم نبود؛ بلکه می‌توانست از یک ماشین کوچک‌تر تا یک سیستم صنعتی بزرگ را در خانواده SIMATIC پوشش دهد. امروز نیز خانواده SIMATIC از PLCهای کامپکت تا کنترلرهای قدرتمند S7-1500 و سیستم‌های دارای افزونگی را شامل می‌شود.

یک اکوسیستم کامل‌تر از PLC

اگر دلیل موفقیت Siemens را فقط «PLC خوب» بدانیم، بخش مهمی از داستان را از دست داده‌ایم. برای مثال، یک پروژه صنعتی ممکن است به این تجهیزات نیاز داشته باشد:


- PLC                                  - سروو

- HMI                                - سیستم ایمنی

- I/O توزیع‌شده                   - SCADA

- درایو                              - تجهیزات کنترل و مانیتورینگ

- شبکه صنعتی

زیمنس برای بسیاری از این بخش‌ها محصول و راهکار ارائه کرده است. به همین دلیل مهندس یا شرکت صنعتی که وارد اکوسیستم Siemens می‌شود، می‌تواند بخش‌های بیشتری از پروژه‌های بعدی خود را نیز در همان اکوسیستم پیاده کند. این همان چیزی است که به آن اثر اکوسیستم می‌گوییم.

چرا مهندسان هم به Siemens وابسته می‌شوند؟

یک دلیل کمتر دیده‌شده، خود مهندسان هستند. فرض کنید یک شرکت سال‌ها پروژه‌های خود را با S7 و STEP 7 یا TIA Portal انجام داده است. مهندسان آن شرکت تجربه، کتابخانه‌های نرم‌افزاری، استانداردهای داخلی و دانش عیب‌یابی خود را بر اساس همین پلتفرم ساخته‌اند. در چنین شرایطی تغییر کامل برند فقط به معنی خرید PLC جدید نیست. باید آموزش، برنامه‌ها، استانداردها، قطعات یدکی، روش‌های نگهداری و حتی دانش نیروهای فنی نیز تغییر کند.

به همین دلیل، وقتی یک اکوسیستم صنعتی به اندازه کافی بزرگ شود، خود کاربران و مهندسان نیز به بخشی از مزیت رقابتی آن تبدیل می‌شوند. این یکی از دلایلی است که تغییر برند در یک کارخانه بزرگ معمولاً تصمیم ساده‌ای نیست.

سازگاری نسل‌های مختلف؛ یک مزیت مهم دیگر

یکی دیگر از عوامل ماندگاری Siemens، وجود تعداد زیادی سیستم قدیمی در صنعت است. در کارخانه‌ها ممکن است هنوز سیستم‌هایی بر پایه نسل‌های قدیمی SIMATIC کار کنند و در کنار آن‌ها تجهیزات جدید S7 نیز وجود داشته باشد.

زیمنس برای سناریوهای مهاجرت تدریجی از سیستم‌های قدیمی مانند S5 به سیستم‌های جدیدتر S7 نیز راهکارهای ارتباطی و مهاجرت ارائه کرده است. این مسئله برای کارخانه اهمیت زیادی دارد. زیرا همیشه نمی‌توان یک کارخانه را متوقف کرد، تمام تجهیزات را بیرون آورد و سیستم جدیدی نصب کرد. گاهی باید سیستم را مرحله‌به‌مرحله به‌روزرسانی کرد.

چرا این موضوع برای کارخانه‌ها مهم است؟

تصور کنید یک کارخانه چندین خط تولید دارد و هر خط شامل PLC، HMI، درایو و تجهیزات جانبی است. اگر همه تجهیزات از یک اکوسیستم باشند، توسعه خط جدید یا اتصال بخش‌های مختلف به یکدیگر می‌تواند ساده‌تر شود.

به همین دلیل Siemens در سال‌های اخیر نیز مفهوم یکپارچگی را ادامه داده و TIA Portal را به سمت ارتباط بیشتر بین PLC، HMI، درایو، سیستم‌های IT و راهکارهای دیجیتال توسعه داده است. پس داستان Siemens فقط مربوط به PLC نیست؛ داستان، کنترل یکپارچه کارخانه است.

آیا Siemens همیشه بهترین انتخاب است؟

خیر!!! این نکته مهم است.

محبوبیت Siemens به این معنی نیست که در تمام پروژه‌ها بهترین یا اقتصادی‌ترین انتخاب است. برندهایی مانند Schneider، Rockwell Automation، Mitsubishi، Omron، Beckhoff و ABB نیز در بخش‌های مختلف اتوماسیون صنعتی حضور قدرتمندی دارند.

در بعضی پروژه‌ها ممکن است یک برند دیگر از نظر قیمت، امکانات، motion control، اندازه سیستم، شبکه یا حتی دانش فنی موجود در مجموعه مناسب‌تر باشد. بنابراین انتخاب PLC یا برند اتوماسیون نباید صرفاً بر اساس معروف بودن انجام شود.

اما وقتی مجموعه‌ای از سابقه، تنوع محصولات، نرم‌افزار مهندسی، شبکه، درایو، HMI، پشتیبانی، آموزش و جامعه بزرگ مهندسان را کنار هم قرار می‌دهیم، بهتر می‌توان فهمید چرا Siemens توانسته چنین جایگاهی پیدا کند.

راز موفقیت Siemens در یک جمله

اگر بخواهیم تمام این مسیر را خلاصه کنیم، شاید بتوان گفت:

Siemens موفق شد PLC را از یک محصول مستقل به بخشی از یک اکوسیستم کامل اتوماسیون تبدیل کند.

SIMATIC نقطه شروع این مسیر بود، خانواده S7 آن را گسترش داد، STEP 7 محیط مهندسی را قدرتمندتر کرد و TIA Portal ایده یکپارچه‌سازی PLC، HMI، درایو و سایر اجزای اتوماسیون را بیش از پیش توسعه داد.

به همین دلیل است که وقتی امروز در مورد اتوماسیون صنعتی صحبت می‌کنیم، نام Siemens تقریباً همیشه در میان گزینه‌های اصلی دیده می‌شود.