Classificazione dei controllori logici programmabili Siemens (PLC)

Classificazione dei controllori logici programmabili Siemens (PLC)

Classificazione dei controllori logici programmabili Siemens (PLC)

Linea di prodotti PLC Siemens Classificazione dei controllori logici programmabili Siemens (PLC) copre scenari completi, dal controllo micrologico all'automazione complessa su larga scala. La classificazione principale è divisa in due dimensioni: Classificazione per serie di prodotti (Scala / Posizionamento) e classificazione per caratteristiche funzionali. Le due categorie sono correlate e complementari. Di seguito viene fornita una spiegazione dettagliata combinata con modelli di prodotto specifici, funzioni e scenari applicativi, coprendo sia gli attuali modelli tradizionali che i modelli sostitutivi gradualmente eliminati per garantire una classificazione completa e un'applicabilità ingegneristica pratica.

1. Classificazione per serie di prodotti (Scala / Posizionamento)

Questa classificazione si basa principalmente sulle prestazioni dell'hardware del PLC, Capacità di espansione degli I/O, complessità della programmazione e scala di progetto applicabile, passando gradualmente dalla micro alla grande scala. Soddisfa le esigenze di automazione a tutti i livelli ed è il metodo di classificazione più comunemente utilizzato per la selezione ingegneristica.

1.1 PLC ultramicro: LOGO! Serie

Posizionato come modulo di controllo logico generale ultracompatto, è il PLC più semplice di Siemens, utilizzato principalmente per sostituire il tradizionale controllo relè per scenari di controllo minimi. Integra contatti di ingresso e uscita, logica di controllo modificabile, timer interni, pannello operativo e alimentatore in un'unica unità, caratterizzato da struttura compatta, cablaggio semplice e manutenzione ridotta. Supporta il montaggio su guida DIN standard da 35 mm e può essere programmato tramite LOGO! Software SoftComfort (gratuito e senza installazione) con funzionamento facile.

Caratteristiche principali: Dimensioni compatte, basso costo, supportando le operazioni logiche di base, funzioni di conteggio e cronometraggio. Alcuni modelli sono dotati di display retroilluminati e moduli I/O espandibili. Supporta la rete Ethernet e offre un'eccellente compatibilità elettromagnetica (Compatibilità elettromagnetica) e prestazioni antiurto.

Scenari applicativi: Controllo dell'attrezzatura autonoma (per esempio., piccole pompe per l'acqua, tifosi, controllo dell'illuminazione) e piccolo commerciale & scenari di automazione industriale. Ideale per applicazioni con requisiti operativi semplici e punti I/O limitati. Dopo più generazioni di iterazione, è ampiamente adottato in vari semplici sistemi di controllo.

1.2 Piccolo PLC: Serie S7-200 (Interrotto) & Serie S7-200 SMART

Questa serie è posizionata come PLC entry-level ed economicamente vantaggiosi, mirando al mercato OEM. La serie S7-200 è stata ufficialmente interrotta e completamente sostituita dalla serie S7-200 SMART. I due condividono una logica di programmazione compatibile, mentre il secondo ottiene miglioramenti significativi nelle prestazioni di comunicazione e nell'integrazione del sistema.

Caratteristiche principali: La serie S7-200 SMART adotta una struttura compatta con interfaccia PROFINET integrata e comunicazione Modbus TCP/RTU. Può essere perfettamente integrato con gli inverter SMART LINE HMI e V20 per ridurre i costi di integrazione del sistema. Supporta il controllo logico di base, conteggio, timing e semplice elaborazione analogica, con ingombro ridotto e prestazioni ad alto costo per applicazioni con pochi punti I/O.

Scenari applicativi: Piccole linee di produzione, macchine per l'imballaggio, automazione degli edifici, piccole macchine utensili e altri semplici sistemi di automazione con non più di 100 Punti di I/O. È la soluzione di automazione entry-level preferita per le piccole e medie imprese.

1.3 Medio & Piccolo PLC: Serie S7-1200

Come PLC compatto di fascia media di Siemens per applicazioni di controllo complesse di medie e piccole dimensioni, sostituisce gradualmente i tradizionali prodotti S7-200 e parzialmente S7-300. Bilancia prestazioni e costi e supporta l'industria 4.0 funzioni correlate.

Caratteristiche principali: Design compatto con I/O integrato, espandibile fino a 8 moduli di segnale e un massimo di 284 punti di I/O digitali. It offers microsecond-level instruction processing speed, high-speed pulse output (fino a 100kHz), built-in PID and motion control functions, and multi-axis synchronization (fino a 32 positioning axes for selected models). With integrated PROFINET, high-speed communication and cloud connection, it is programmed on the TIA Portal platform for convenient operation.

Scenari applicativi: Attrezzatura OEM, standalone or small collaborative control for medium and small production lines, such as food processing machinery, assembly lines and warehousing sorting equipment. Suitable for projects with 128~512 I/O points and moderately complex control logic.

1.4 Medio & Large PLC: S7-300/400 Series (Interrotto) & S7-1500 Series

Positioned as mid-to-high-end PLCs for large and complex automation systems, the modular mid-range S7-300 and high-performance S7-400 series are being phased out and replaced by the S7-1500 series. Come una nuova generazione di PLC di fascia alta, l'S7-1500 si adatta perfettamente all'industria 4.0 e produzione intelligente con prestazioni di gran lunga superiori rispetto ai prodotti legacy.

Caratteristiche principali:

S7-300/400 Series (Interrotto): L'S7-300 è un PLC modulare di fascia media espandibile fino a 32 moduli per sistemi di media complessità all'interno 1000 Punti di I/O. L'S7-400 senza ventola è caratterizzato dal funzionamento ad un'ampia gamma di temperature (-25~70℃), supporto di configurazione ridondante, espansione di oltre 300 moduli, decine di migliaia di controlli I/O, elevata affidabilità e potente capacità di elaborazione di algoritmi complessi.

S7-1500 Series (Corrente principale): Hardware potente con velocità di istruzione a livello di nanosecondi, ampia memoria di lavoro e abbondanti risorse comunicative. Supporta l'espansione degli I/O distribuiti (processore 1511 supporta fino a 1024 moduli) E 64 Punti DIQ integrati per modulo. Dotato di display integrato per il monitoraggio del funzionamento e la diagnosi dei guasti, supporta il controllo del movimento, sicurezza informatica industriale e funzioni legate alla sicurezza, e connessione continua con il PCS 7 sistemi. Programmato tramite TIA Portal, consente l'elaborazione multi-task e il controllo di processi complessi.

Scenari applicativi: L'S7-1500 è ampiamente utilizzato nelle linee di produzione su larga scala, metallurgia, energia, industria chimica e catene di montaggio automobilistiche, applicabile a progetti con over 512 Punti I/O che richiedono un controllo del movimento complesso, controllo distribuito o elevata affidabilità operativa. La serie S7-300/400 viene utilizzata esclusivamente per la manutenzione e l'aggiornamento delle apparecchiature esistenti, mentre l'S7-1500 è la scelta prioritaria per i nuovi progetti.

1.5 Serie Speciale: Serie SIMATIC TDC (Interrotto)

Un PLC di controllo di processo dedicato costruito sul core SIMADYND, è un sistema di automazione multiprocessore modulare ad alte prestazioni progettato per esigenze di controllo industriale ad alta precisione, ora sostituito dalla serie S7-1500T. I suoi vantaggi principali includono un tempo di ciclo ultrabreve (minimo 100μs), funzionamento multiprocessore sincrono, elaborazione dinamica dei dati ad alta velocità, controllo di processo complesso ed elaborazione analogica ad alta precisione, adatto per la metallurgia, energia, lavorazione dei metalli e altri scenari industriali complessi.

2. Classificazione per caratteristiche funzionali

Questa classificazione si concentra su funzioni speciali personalizzate per soddisfare requisiti di controllo differenziati. All'interno di una serie di prodotti sono disponibili più tipi funzionali, fungendo da supplemento alla classificazione basata su serie e facilitando la selezione del modello in base alle specifiche esigenze del processo.

2.1 PLC standard

Il tipo più semplice e ampiamente utilizzato, con funzioni principali incluso il controllo logico, conteggio, tempistica, operazioni aritmetiche e comunicazione di base senza funzioni specializzate estese, applicabile alla maggior parte degli scenari di automazione convenzionali. Tutte le serie forniscono modelli di CPU standard, come CPU standard S7-1200 e CPU standard S7-1500 (per esempio., processore 1511), offrendo prestazioni a costi elevati per apparecchiature generali autonome e controllo della linea di produzione.

2.2 PLC tecnologico (Tipo T)

Ottimizzato per il controllo del movimento, posizionamento di supporto, interpolazione (movimento curvo), sincronizzazione multiasse e sincronizzazione camma con istruzioni ricche ed elevata precisione di movimento per applicazioni di movimento complesse. Disponibile principalmente nelle serie S7-1200 e S7-1500 (S7-1500T), realizza il posizionamento ad alta velocità, cesoia volante e taglio rotativo, ampiamente utilizzato nelle macchine utensili, robot e apparecchiature di lavorazione di precisione.

2.3 PLC di sicurezza (Tipo F)

Con certificazione di sicurezza funzionale conforme al SIL 3, può interrompere rapidamente i circuiti pericolosi in caso di guasti per garantire la sicurezza delle apparecchiature e del personale per i settori ad alta richiesta di sicurezza. I modelli principali includono la CPU S7-1200F, CPU S7-1500F, CPU S7-1500HF e controllori di sicurezza della serie ET200, che devono cooperare con moduli I/O fail-safe (FI/O) e PASSO 7 Pacchetti software di sicurezza. Applicato in chimica, metallurgia, macchine per il sollevamento e attrezzature per il trasporto di persone.

2.4 PLC distribuito

Caratterizzato da dimensioni compatte e installazione decentralizzata, è adatto per scenari con spazio limitato o controllo remoto. Comunica con il controller principale tramite bus di campo (PROFINET, PROFIBUS) per realizzare l'espansione degli I/O distribuiti e il controllo remoto. Rappresentato dalla serie ET200 (ET200SP, ET200pro), possono funzionare come stazioni I/O distribuite o controllori indipendenti, ampiamente utilizzato nelle architetture di controllo distribuito di grandi linee di produzione.

2.5 PLC compatto (Tipo C)

Integrato con I/O integrati e interfacce di comunicazione, soddisfa le esigenze di controllo di base senza moduli di espansione aggiuntivi. Presenta una struttura compatta, ingombro ridotto e installazione salvaspazio con prestazioni ad alto costo. I prodotti tipici includono il compatto S7-1200 e LOGO! serie, ideale per apparecchiature autonome con spazio limitato e scenari di controllo semplici su piccola scala.

2.6 PLC a temperatura estesa (Serie SIPLUS)

Progettato per condizioni ambientali estreme, funziona stabilmente in un ampio intervallo di temperature (-40~70℃) con eccellente antipolvere, prestazioni a prova di umidità e antivibrazioni per ambienti difficili come le strutture esterne, metallurgica e mineraria. I corrispondenti modelli di temperatura estesa sono disponibili per tutte le principali serie di PLC Siemens.

2.7 PLC ridondante (R&Tipo H)

In primo piano con configurazione ridondante inclusa doppia CPU, doppio alimentatore e doppi moduli di comunicazione, raggiunge una commutazione senza interruzioni durante i guasti di un singolo modulo per garantire il funzionamento continuo e ininterrotto del sistema. Viene adottato nei settori mission-critical con requisiti di affidabilità estremamente elevati come i sistemi di alimentazione, produzione chimica continua e industria nucleare, coperto principalmente dalle serie S7-1500 e S7-400 (per esempio., S7-400H).

3. Note supplementari
4. Iterazione del prodotto: Siemens PLC ha una chiara tabella di marcia per l'aggiornamento: di fascia bassa: S7-200 → S7-200 SMART; fascia media: S7-300 → S7-1200/S7-1500; fascia alta: S7-400 & Simatic TDC → S7-1500. Si consiglia ai nuovi progetti di adottare gli attuali modelli tradizionali per una comoda manutenzione e aggiornamento successivi.
5. Riferimento alla selezione: La classificazione della serie determina le prestazioni dell'hardware e la scala di progetto applicabile, mentre la classificazione funzionale definisce capacità specializzate. La selezione effettiva del modello dovrà considerare in modo esaustivo la scala del progetto, complessità della logica di controllo, esigenze funzionali personalizzate e condizioni ambientali in loco.
6. Compatibilità di programmazione: Serie attuali tradizionali (S7-200INTELLIGENTE, S7-1200, S7-1500) si basano in modo uniforme sulla piattaforma TIA Portal con logica di programmazione e sistemi di istruzioni compatibili. La competenza in una serie consente una rapida padronanza di altri modelli.