Invoering
Als Europa's grootste fabrikant van elektronica en elektrische apparatuur speelt Siemens een cruciale rol in de wereldwijde industriële automatisering. Sinds de introductie van het Simatic -merk in 1958 zijn Siemens PLC's (programmeerbare logische controllers) kernbesturingsapparaten geworden in metallurgie, chemische engineering en automotive productie, dankzij hun technologische innovatie en betrouwbaarheid. Dit artikel volgt de ontwikkeling van Siemens PLC's en onderzoekt hoe ze zijn geëvolueerd van binaire controllers naar intelligente platforms voor industrie 4. 0.
1.Vroege verkenning: van relais tot transistorcontrole (1958-1970 s)
De geboorte van het Simatic Brand markeerde het begin van Siemens Automation Technology. In 1958 lanceerde Siemens zijn eerste Simatic Series -product en bracht de Simatic G in 1959 uit, die transistortechnologie gebruikte om traditionele relais te vervangen. Deze vooruitgang verbeterde de compactheid en energie -efficiëntie van controlesystemen aanzienlijk. De daaropvolgende Simatic N -serie, geïntroduceerd in de jaren zestig, omvatte siliciummaterialen om de snelheid en stabiliteit van het apparaat verder te optimaliseren, waardoor de basis werd gelegd voor toekomstige digitalisering.
Tijdens deze fase waren PLC's voornamelijk op hardware gebaseerd, maar demonstreerden het potentieel om mechanische relais te vervangen, met voorlopige oplossingen voor industriële automatisering.
2.De microprocessorrevolutie: doorbraken met S3- en S5 -serie (1970-1990 s)
Simatic S3 (1975)
Het eerste PLC -product van Siemens, de Simatic S3, werd officieel gelanceerd in 1975. Het bevatte een binair controller -ontwerp met een eenvoudige bedrijfsinterface, voornamelijk gebruikt voor basislogische besturingstaken zoals productielijnschakelaar. Ondanks de beperkte functionaliteit legde de S3 -serie een basis voor toekomstige producten.
Simatic S5 (1979)
Met de rijping van microprocessor -technologie introduceerde Siemens de S5 -serie in 1979, waardoor de S3 effectief werd vervangen. Deze serie was de eerste die microprocessors bevatte, waardoor meer complexe logische bewerkingen mogelijk zijn en de STEP 5-programmeringstool introduceerde, die op CP/M- en MS-DOS-systemen kon worden uitgevoerd. Deze overgang markeerde een verschuiving in PLC's, van hardware naar softwareprogrammering. Typische modellen zoals de s 5-95 u en s 5-155 U vond een brede toepassing in procescontrole.
Simatic S5 PLC
Vroege stadia van het netwerk
In de jaren 1980 evolueerde de S5 -serie naar de U Series -modellen (bijv. S 5-90 u, s 5-135 u), het verbeteren van het modulaire ontwerp en het inschakelen van gedistribueerde I/O -besturing, de weg vrijgemaakt voor industrieel netwerken.
3.Digital Leap: de S7 -serie en volledig geïntegreerde automatisering (1994-2000 s)
De geboorte van de Simatic S7 -serie (1994)
In 1994 lanceerde Siemens de baanbrekende S7 -serie en markeerde een ander revolutionair jaar voor Simatic PLC's. Siemens introduceerde de eerste versie van Profibus en integreerde het industriële netwerkconcept in het PLC -rijk. De Simatic S7 -serie bevat drie belangrijke modellen: S 7-200, S 7-300 en S 7-400, gericht op respectievelijk kleine, medium en grote besturingssystemen. Onder deze werd de S 7-300 het meest populaire model, bekend om zijn brede scala aan CPU -maten die geschikt zijn voor bijna alle toepassingen.
Kern Innovaties:
- Modulair ontwerp:Maakt flexibele combinaties mogelijk, waarbij de S 7-300 22 soorten CPU's aanbieden om verschillende industriële scenario's te ontmoeten.
- Windows -compatibiliteit:Het Stap 7 -programmeertool heeft een grafische interface, waardoor de belemmeringen voor ontwikkeling worden verlaagd.
- Netwerkcommunicatie:Integratie van Profibus-bustechnologie maakt netwerken op apparaatniveau mogelijk.
Het concept van volledig geïntegreerde automatisering (TIA) (1996)
Siemens stelde het TIA (volledig geïntegreerde automatisering) concept voor om naadloze samenwerking van ontwerp tot productie te bereiken via een uniform platform dat PLC's, HMIS en industriële software integreert. Het PCS7 -procescontrolesysteem, uitgebracht in 1996, combineerde de WINCC -interface met Profibus -netwerken en werd een benchmarkoplossing voor procesindustrieën.
4.Intelligente transformatie: de opkomst van s 7-1200 en s 7-1500 (2009- aanwezig)
S7-1200 (2009)
De s 7-1200, een upgrade naar de s 7-200, wordt gekenmerkt door de compacte grootte en geïntegreerde Profinet -interface, ter ondersteuning van gedistribueerde I/O -uitbreiding. Hoewel gericht op het midden tot laag uiteinde van de markt, heeft de kosteneffectiviteit het tot een voorkeurskeuze gemaakt voor kleine automatiseringssystemen.
S7-1500 (2012)
Opgericht als de officiële opvolger van s {{{0}}}/400, werd de s 7-1500 ontworpen voor industrie 4.0 met verschillende voordelen:
- High-performance processor:Ondersteunt reacties op millisecond-niveau met een tienvoudige toename van de efficiëntie van de code-uitvoering.
- Cloud -integratiemogelijkheden:Ingebouwd OPC UA-protocol maakt directe interface mogelijk met edge computing en cloudplatforms.
- Veiligheid en schaalbaarheid:Biedt redundante CPU's en fail-safe modules die geschikt zijn voor toepassingen met een hoge betrouwbaarheid.
Productherhaling en marktstrategie
Siemens kondigde de stopzetting van de S 7-300 in 2023 aan, met reserveonderdelen die niet langer beschikbaar zijn na 2033, waarbij gebruikers werden aangespoord om te migreren naar de S 7-1500.
5. Inleiding tot Simatic S7 -controllers
Laten we een basis in Siemens PLC -geschiedenis hebben gevestigd, laten we drie toonaangevende Simatic PLC -modellen op de markt bekijken: S 7-300, S 7-1200 en S 7-1500.
|
Functie |
S7-300 |
S7-1200 |
S7-1500 |
|
CPU -kloksnelheid |
48 MHz |
100 MHz |
400 MHz |
|
Profinet ondersteuning |
Nee |
Ja |
Ja (geavanceerd) |
S 7-300 PLC -controller
De S 7-300 PLC is het meest populaire product geworden bij de eerste reeks S7 -aanbiedingen, waardoor Siemens wordt opgezet als leider in de automatiseringsindustrie. De S 7-300 beschikt over een serieel busconnectorontwerp en is geschikt voor een breed scala aan complexe procescontroletaken.
Vergeleken met de s 7-400 heeft de s 7-300 minder functionaliteiten, geheugen en I/O -mogelijkheden. De kleinere voetafdruk en kosteneffectiviteit bieden het echter een grotere marktprominenties door de verwerkingscapaciteit en -kosten in evenwicht te brengen.
Siemens biedt 22 verschillende versies van de S 7-300 CPU, gecategoriseerd in standaard-, compacte-, fail-safe- en technologietypen. Elk type voldoet aan verschillende vereisten voor fabrieken van verschillende grootte. De compacte CPU's behouden vergelijkbare dekking als standaard CPU's, maar zijn geoptimaliseerd voor ruimtekritische omgevingen. Fail-Safe CPU's integreren de besturing van veiligheidsniveau binnen een enkel apparaat, terwijl technologie CPU's tegemoet komen aan geavanceerde bewegingscontroletoepassingen.
De S 7-300 PLC is al bijna dertig jaar op de markt en Siemens heeft zijn officiële uitfasering aangekondigd, waarbij de industrie migreert naar de modernere S 7-1200 en S 7-1500 plcs.
S 7-1200 PLC -controller
Gelanceerd om verschillende technische uitdagingen aan te gaan die worden gepresenteerd door de S 7-300, biedt de S 7-1200 kleinere ingebed I/O met behoud van modulaire schaalbaarheid. Het wordt echter niet beschouwd als een formele opvolger van de s 7-300, een rol die is gereserveerd voor de s 7-500. De S 7-1200 dient als een overgangsmodel, dat in staat is om de meeste functies van de S 7-1500 te vervullen, met software die gemakkelijk kan worden overgedragen tussen de twee modellen. De compacte afmetingen, samen met ingebed I/O, maken het een uitstekende keuze voor bedieningspanelen. Veel nieuwe applicaties zijn overgegaan naar het S 7-1200 systeem of vertrouwen op de gedistribueerde I/O -blokken van de S 7-1500.
S 7-1500 PLC -controller
De serie s {{{0}} combineert alle flexibiliteit en schaalbaarheidsvoordelen van de s 7-300, terwijl hij anticipeert op de toekomst van controle -automatiseringstechnologie. Veel casestudy's rond deze serie zijn gericht op industrie 4.0 en gegevensanalyse. De S 7-1500 PLC is gecategoriseerd in drie typen: standaard, compact en fail-safe, met toepassingen vergelijkbaar met die van de S 7-300.
De s 7-1500 heeft aanzienlijke verbeteringen in de verwerkingssnelheid, prestaties en codellengte. Bovendien dient Profinet het standaardprotocol dat wordt gebruikt door S 7-1500 controllers, uitgerust met protocollen en netwerkmogelijkheden die geschikt zijn voor rand- en cloud computing.
Recente vergelijkingen tussen de S 7-1500 en S 7-300 werden uitgevoerd om de beste oplossingen voor nieuwe automatiseringsprojecten te selecteren. Na de aankondiging van de stopzetting van de S 7-300 is de S 7-1500 echter de officiële oplossing geworden, waarbij veel bedrijven van plan zijn om er naar toe te gaan.
6. Future Trends: Industry 4. 0 en duurzaamheid
Siemens PLC -innovaties zijn consequent afgestemd op industriële eisen. Momenteel ondersteunt de s 7-1500 kunstmatige intelligentie -algoritmen en digitale tweelingtechnologie, waardoor voorspellend onderhoud en optimalisatie van energie -efficiëntie wordt vergemakkelijkt. Bovendien consolideert Siemens technische software via het TIA Portal -platform, waardoor volledig levenscyclusbeheer van virtuele foutopsporing tot daadwerkelijke productie mogelijk wordt.
Conclusie
Van de Simatic tot de hedendaagse S 7-1500, de geschiedenis van Siemens PLC -ontwikkeling vertegenwoordigt een evolutie van industriële automatiseringstechnologie. Door continue technologische innovatie en marktaanpassing heeft Siemens niet alleen de intelligente transformatie van de productie geavanceerd, maar ook voor de weg in wereldwijde automatiseringstrends tijdens de industrie 4. 0 ERA. Terwijl cloud computing en AI blijven integreren, blijft Siemens PLC's centraal in industriële digitalisering.
