Uvod
Kot največji evropski proizvajalec elektronike in električne opreme ima Siemens ključno vlogo pri globalni industrijski avtomatizaciji. Od uvedbe blagovne znamke SIMATIC leta 1958 so Siemens PLCS (programirljivi logični krmilniki) postali temeljni nadzor v metalurgiji, kemijskem inženiringu in avtomobilski proizvodnji, zahvaljujoč svoji tehnološki inovaciji in zanesljivosti. Ta članek zasleduje razvoj Siemens PLCS in preučuje, kako so se razvijali iz binarnih krmilnikov do inteligentnih platform za industrijo 4. 0.
1.Zgodnje raziskovanje: od relejev do nadzora tranzistorjev (1958-1970 s)
Rojstvo blagovne znamke SIMATIC je zaznamovalo začetek tehnologije Siemens Automation. Leta 1958 je Siemens predstavil svoj prvi izdelek Series Series in leta 1959 izdal The Simatic G, ki je za nadomeščanje tradicionalnih relejev uporabljal tranzistorsko tehnologijo. Ta vnaprej je znatno povečal kompaktnost in energetsko učinkovitost kontrolnih sistemov. Naslednja serija SIMATIC N, uvedena v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, je vključila silicijeve materiale za nadaljnjo optimizacijo hitrosti in stabilnosti naprave, ki je postavila temelje za prihodnjo digitalizacijo.
V tej fazi so bili PLC predvsem na strojni opremi, vendar so pokazali potencial za zamenjavo mehanskih relejev, ki so ponujali predhodne rešitve za industrijsko avtomatizacijo.
2. Revolucija mikroprocesorja: preboj s serijo S3 in S5 (1970-1990 s)
SIMATIC S3 (1975)
SIEMENS -ov prvi PLC izdelek, The Simatic S3, je bil uradno predstavljen leta 1975. V njem je bil zasnova binarnega krmilnika s preprostim obratovalnim vmesnikom, ki se uporablja predvsem za osnovne naloge za logično krmiljenje, kot je nadzor proizvodnje linije. Kljub omejeni funkcionalnosti je serija S3 ustanovila temelje za prihodnje izdelke.
SIMATIC S5 (1979)
Z zorenjem mikroprocesorske tehnologije je Siemens leta 1979 predstavil serijo S5 in učinkovito nadomestil S3. Ta serija je bila prva, ki je vključila mikroprocesorje, kar je omogočilo bolj zapletene logične operacije in uvedlo orodje za programiranje koraka 5, ki bi se lahko izvajalo v sistemih CP/M in MS-DOS. Ta prehod je označil premik v PLC -jih iz strojne in programske programiranja. Tipični modeli, kot sta S 5-95 u in s 5-155 u, so našli široko razširjeno aplikacijo v nadzoru procesa.
SIMATIC S5 PLC
Omrežne zgodnje faze
V osemdesetih letih se je serija S5 razvila v modele serije U (npr. S 5-90 u, s 5-135 u), kar je izboljšalo modularno zasnovo in omogočilo porazdeljeno krmiljenje V/I, kar je utrlo pot do industrijskega omrežja.
3.Digital Leap: Serija S7 in popolnoma integrirana avtomatizacija (1994-2000 s)
Rojstvo serije SIMATIC S7 (1994)
Leta 1994 je Siemens predstavil prelomno serijo S7, ki je zaznamoval še eno revolucionarno leto za SIMATIC PLC. Siemens je uvedel prvo različico Profibusa in integriral koncept industrijskega omrežja v kraljestvo PLC. Serija SIMATIC S7 vključuje tri glavne modele: S 7-200, S 7-300 in S 7-400, ki ciljajo na majhne, srednje in velike krmilne sisteme. Med njimi je S 7-300 postal najbolj priljubljen model, znan po širokem razponu velikosti CPU -ja, primernih za skoraj vse aplikacije.
Ključne inovacije:
- Modularni dizajn:Omogoča prilagodljive kombinacije s S 7-300, ki ponuja 22 vrst CPU -jev za izpolnjevanje različnih industrijskih scenarijev.
- Združljivost Windows:Orodje za programiranje koraka 7 odlikuje grafični vmesnik, ki znižuje ovire za razvoj.
- Omrežna komunikacija:Integracija tehnologije Profibus Bus omogoča omrežje na ravni naprave.
Koncept popolnoma integrirane avtomatizacije (TIA) (1996)
Siemens je predlagal koncept TIA (popolnoma integrirana avtomatizacija), da bi dosegel brezhibno sodelovanje od zasnove do proizvodnje prek enotne platforme, ki vključuje PLC, HMI in industrijsko programsko opremo. Sistem za nadzor procesov PCS7, ki je izšel leta 1996, je združil vmesnik Wincc z Networks Profibus in postal referenčna rešitev za procesne industrije.
4.Inteligentna transformacija: dvig S 7-1200 in s 7-1500 (2009-
S7-1200 (2009)
Za nadgradnjo S 7-1200, nadgradnjo na S 7-200, je značilna njegova kompaktna velikost in integriran vmesnik Profinet, ki podpira razširjeno razširitev V/I. Čeprav je namenjen sredini na koncu trga, je zaradi stroškovne učinkovitosti postala prednostna izbira za majhne avtomatizacijske sisteme.
S7-1500 (2012)
Ustanovljen kot uradni naslednik S {{0}}/400, je bil S 7-1500 zasnovan za industrijo 4.0 z več prednosti:
- Visokozmogljivi procesor:Podpira odzive na milisekund z desetkratnim povečanjem učinkovitosti izvajanja kode.
- Zmogljivosti integracije v oblaku:Vgrajeni protokol OPC UA omogoča neposredno povezovanje z ročnimi računalniškimi in oblačnimi platformami.
- Varnost in razširljivost:Ponuja odvečne CPU-je in napačne module, primerne za uporabo z visoko zanesljivostjo.
Iteracija izdelkov in tržna strategija
Siemens je leta 2023 napovedal ukinitev S 7-300, pri čemer rezervni deli niso več na voljo po letu 2033 in uporabnike pozvali, naj se preselijo na S 7-1500.
5. Uvod v SIMATIC S7 krmilnike
Ko smo vzpostavili temelje v zgodovini Siemens PLC, preglejmo tri vodilne modele PLC na trgu: s 7-300, s 7-1200 in s 7-1500.
|
Značilnost |
S7-300 |
S7-1200 |
S7-1500 |
|
Hitrost ure CPU -ja |
48 MHz |
100 MHz |
400 MHz |
|
Podpora za profinet |
Ne |
DA |
Da (napredno) |
S 7-300 plc krmilnik
S 7-300 plc je postal najbolj priljubljen izdelek med prvo serijo ponudb S7, saj je pomagal vzpostaviti Siemens kot vodilni v industriji avtomatizacije. S 7-300 odlikuje zasnovo serijskega vodila in je primeren za široko paleto zapletenih nalog nadzora procesov.
V primerjavi s S 7-400 ima S 7-300 manj funkcionalnosti, pomnilnika in V/I zmogljivosti. Vendar mu manjši odtis in stroškovno učinkovitost omogočata večjo tržno pomembnost z uravnoteženjem zmogljivosti in stroškov obdelave.
Siemens ponuja 22 različnih različic CPU-ja S 7-300, razvrščene v standardne, kompaktne, napake in varnostne vrste in tehnologije. Vsaka vrsta izpolnjuje različne zahteve za tovarne različnih velikosti. Kompaktni procesorji ohranjajo podobno pokritost kot standardni procesorji, vendar so optimizirani za vesoljsko kritična okolja. CPU-ji, ki niso varni, vključujejo nadzor varnosti v eni napravi, medtem ko tehnologiji CPU-ji skrbijo za napredne aplikacije za nadzor gibanja.
S 7-300 plc je na trgu že skoraj trideset let, Siemens pa je napovedal svojo uradno opustitev, pri čemer se industrija seli v sodobnejše S 7-1200 in S 7-1500 Plcs.
S 7-1200 plc krmilnik
Zaženjen za obravnavo več tehničnih izzivov, ki jih je predstavil S 7-300, S 7-1200 ponuja manjši vgrajeni V/I, hkrati pa ohranja modularno razširljivost. Vendar se ne šteje za formalni naslednik S 7-300, vlogo, rezervirano za S 7-500. S 7-1200 služi kot prehodni model, ki lahko izpolnjuje večino funkcij S 7-1500, pri čemer je programska oprema enostavno prenosljiva med obema modeloma. Njegove kompaktne dimenzije, skupaj z vgrajenim V/I, omogočajo odlično izbiro za kontrolne plošče. Številne nove aplikacije so prešle v sistem S 7-1200 ali se zanašale na porazdeljene V/I bloke S 7-1500.
S 7-1500 plc krmilnik
Serija S {0}} združuje vse prednosti prilagodljivosti in razširljivosti S 7-300, medtem ko predvideva prihodnost tehnologije avtomatizacije nadzora. Številne študije primerov v tej seriji se osredotočajo na industrijo 4.0 in analizo podatkov. S 7-1500 plc je razvrščen v tri vrste: standardno, kompaktno in varno, z aplikacijami, podobnimi tistih S 7-300.
S 7-1500 se ponaša z pomembnimi izboljšavami hitrosti obdelave, zmogljivosti in dolžine kode. Poleg tega Profinet služi kot standardni protokol, ki ga uporabljajo krmilniki S 7-1500, opremljeni s protokoli in omrežnimi zmogljivostmi, primernimi za izračun roba in oblaka.
Za izbiro najboljših rešitev za nove projekte za avtomatizacijo so bile izvedene nedavne primerjave med S 7-1500 in S 7-300. Vendar pa je po objavi prekinitve S 7-300 S 7-1500 postala uradna rešitev, saj številna podjetja načrtujejo prehod nanjo.
6. Future Trendi: Industrija 4. 0 in trajnost
Inovacije Siemens PLC so se dosledno uskladile z industrijskimi zahtevami. Trenutno S 7-1500 podpira algoritme umetne inteligence in digitalno dvojno tehnologijo, kar olajša prediktivno vzdrževanje in optimizacijo energetske učinkovitosti. Poleg tega Siemens konsolidira inženirsko programsko opremo prek portalne platforme TIA, kar omogoča popolno upravljanje življenjskega cikla od virtualnega odpravljanja napak do dejanske proizvodnje.
Zaključek
Od leta 1958 do sodobnega S 7-1500 zgodovina razvoja Siemens PLC predstavlja razvoj tehnologije industrijske avtomatizacije. Z neprekinjenimi tehnološkimi inovacijami in prilagoditvijo na trgu Siemens ni samo napredoval inteligentne preobrazbe proizvodnje, ampak je vodil tudi v globalni trendi avtomatizacije med industrijo. 0 ERA. Ker se računalništvo v oblaku in AI še naprej integrirata, bo Siemens PLCS ostal osrednji za industrijsko digitalizacijo.
