Classificação dos Controladores Lógicos Programáveis ​​Siemens (CLP)

Classificação dos Controladores Lógicos Programáveis ​​Siemens (CLP)

Classificação dos Controladores Lógicos Programáveis ​​Siemens (CLP)

Linha de produtos PLC da Siemens Classificação dos Controladores Lógicos Programáveis ​​Siemens (CLP) abrange cenários completos, desde controle micro lógico até automação complexa em grande escala. A classificação principal é dividida em duas dimensões: Classificação por série de produtos (Escala / Posicionamento) e Classificação por Características Funcionais. As duas categorias estão inter-relacionadas e complementares. O seguinte fornece uma explicação detalhada combinada com modelos de produtos específicos, funções e cenários de aplicação, cobrindo tanto os modelos convencionais atuais quanto os modelos de substituição gradualmente eliminados para garantir uma classificação completa e aplicabilidade prática de engenharia.

1. Classificação por série de produtos (Escala / Posicionamento)

Esta classificação é baseada principalmente no desempenho do hardware PLC, Capacidade de expansão de E/S, complexidade de programação e escala de projeto aplicável, atualizando gradualmente de micro para grande escala. Ele atende às demandas de automação em todos os níveis e é o método de classificação mais comumente usado para seleção de engenharia.

1.1 Ultra-Micro PLC: LOGOTIPO! Série

Posicionado como um módulo de controle lógico geral ultracompacto, é o PLC mais simples da Siemens, usado principalmente para substituir o controle de relé tradicional para cenários de controle mínimo. Integra contatos de entrada e saída, lógica de controle editável, temporizadores internos, painel de operação e fonte de alimentação em uma unidade, apresentando estrutura compacta, fiação simples e baixa manutenção. Ele suporta montagem em trilho DIN padrão de 35 mm e pode ser programado via LOGO! Software Soft Comfort (grátis e sem instalação) com fácil operação.

Principais recursos: Tamanho compacto, baixo custo, suportando operação lógica básica, funções de contagem e cronometragem. Alguns modelos estão equipados com displays retroiluminados e módulos de E/S expansíveis. Suporta rede Ethernet e oferece excelente EMC (Compatibilidade Eletromagnética) e desempenho à prova de choque.

Cenários de aplicação: Controle de equipamento autônomo (por exemplo, pequenas bombas de água, fãs, controle de iluminação) e pequeno comércio & cenários de automação industrial. Ideal para aplicações com requisitos de operação simples e pontos de E/S limitados. Após várias gerações de iteração, é amplamente adotado em vários sistemas de controle simples.

1.2 CLP pequeno: Série S7-200 (Descontinuado) & Série S7-200 SMART

Esta série está posicionada como PLCs básicos e econômicos, visando o mercado OEM. A série S7-200 foi oficialmente descontinuada e totalmente substituída pela série S7-200 SMART. Os dois compartilham lógica de programação compatível, enquanto o último alcança melhorias significativas no desempenho da comunicação e na integração do sistema.

Principais recursos: A série S7-200 SMART adota uma estrutura compacta com interface PROFINET integrada e comunicação Modbus TCP/RTU. Ele pode ser perfeitamente integrado aos inversores SMART LINE HMI e V20 para reduzir os custos de integração do sistema. Suporta controle lógico básico, contando, temporização e processamento analógico simples, com área ocupada pequena e desempenho de alto custo para aplicações de baixo ponto de E/S.

Cenários de aplicação: Pequenas linhas de produção, máquinas de embalagem, automação predial, pequenas máquinas-ferramentas e outros sistemas de automação simples com não mais do que 100 Pontos de E/S. É a solução de automação básica preferida para pequenas e médias empresas.

1.3 Médio & CLP pequeno: Série S7-1200

Como CLP compacto de médio porte da Siemens para aplicações de controle complexas de médio e pequeno porte, substitui gradualmente os produtos S7-200 tradicionais e S7-300 parciais. Equilibra desempenho e custo e apoia a indústria 4.0 funções relacionadas.

Principais recursos: Design compacto de E/S integrado, expansível com até 8 módulos de sinal e um máximo de 284 pontos de E/S digitais. Oferece velocidade de processamento de instruções em nível de microssegundos, saída de pulso de alta velocidade (até 100kHz), funções integradas de PID e controle de movimento, e sincronização multieixo (até 32 eixos de posicionamento para modelos selecionados). Com PROFINET integrado, comunicação de alta velocidade e conexão em nuvem, é programado na plataforma TIA Portal para operação conveniente.

Cenários de aplicação: Equipamento OEM, controle colaborativo autônomo ou pequeno para linhas de produção médias e pequenas, como máquinas de processamento de alimentos, linhas de montagem e equipamentos de classificação de armazenamento. Adequado para projetos com 128~512 pontos de E/S e lógica de controle moderadamente complexa.

1.4 Médio & CLP grande: Série S7-300/400 (Descontinuado) & Série S7-1500

Posicionados como CLPs de médio a alto padrão para sistemas de automação grandes e complexos, as séries modulares S7-300 de gama média e S7-400 de alto desempenho estão sendo descontinuadas e substituídas pela série S7-1500. Como uma nova geração de PLC de última geração, o S7-1500 se adapta totalmente à indústria 4.0 e fabricação inteligente com desempenho muito superior em relação aos produtos legados.

Principais recursos:

Série S7-300/400 (Descontinuado): O S7-300 é um PLC modular de gama média expansível com até 32 módulos para sistemas de média complexidade dentro 1000 Pontos de E/S. O S7-400 sem ventilador oferece operação em ampla temperatura (-25~70℃), suporte de configuração redundante, expansão de mais 300 módulos, dezenas de milhares de controles de E/S, alta confiabilidade e poderosa capacidade de processamento de algoritmos complexos.

Série S7-1500 (Corrente dominante): Hardware poderoso com velocidade de instrução em nível de nanossegundos, grande memória de trabalho e recursos de comunicação abundantes. Suporta expansão de E/S distribuída (CPU 1511 suporta até 1024 módulos) e 64 pontos DIQ integrados por módulo. Equipado com um display integrado para monitoramento de operação e diagnóstico de falhas, suporta controle de movimento, cibersegurança industrial e funções relacionadas à segurança, e conexão perfeita com PCS 7 sistemas. Programado via Portal TIA, permite processamento multitarefa e controle de processos complexos.

Cenários de aplicação: O S7-1500 é amplamente utilizado em linhas de produção em larga escala, metalurgia, poder, indústria química e linhas de montagem automotiva, aplicável a projetos com mais de 512 Pontos de E/S que exigem controle de movimento complexo, controle distribuído ou alta confiabilidade operacional. A série S7-300/400 é usada apenas para manutenção e atualização de equipamentos existentes, enquanto o S7-1500 é a escolha prioritária para novos projetos.

1.5 Série Especial: Série SIMATIC TDC (Descontinuado)

Um PLC de controle de processo dedicado construído no núcleo SIMADYND, é um sistema de automação modular multiprocessador de alto desempenho projetado para demandas industriais de controle de alta precisão, agora substituído pela série S7-1500T. Suas principais vantagens incluem tempo de ciclo ultracurto (mínimo 100 μs), operação síncrona de multiprocessador, processamento de dados dinâmico de alta velocidade, controle de processos complexos e processamento analógico de alta precisão, adequado para metalurgia, poder, processamento de metal e outros cenários industriais complexos.

2. Classificação por características funcionais

Esta classificação concentra-se em funções especiais personalizadas para atender a requisitos de controle diferenciados. Vários tipos funcionais estão disponíveis em uma série de produtos, servindo como complemento à classificação baseada em séries e facilitando a seleção de modelos de acordo com demandas específicas do processo.

2.1 CLP padrão

O tipo mais básico e amplamente utilizado, com funções principais, incluindo controle lógico, contando, tempo, operação aritmética e comunicação básica sem funções especializadas estendidas, aplicável à maioria dos cenários de automação convencionais. Todas as séries oferecem modelos de CPU padrão, como CPU padrão S7-1200 e CPU padrão S7-1500 (por exemplo, CPU 1511), proporcionando desempenho de alto custo para equipamentos autônomos em geral e controle de linha de produção.

2.2 Tecnologia CLP (Tipo T)

Otimizado para controle de movimento, posicionamento de apoio, interpolação (movimento curvo), sincronização multieixo e sincronização de came com instruções ricas e alta precisão de movimento para aplicações de movimento complexas. Disponível principalmente nas séries S7-1200 e S7-1500 (S7-1500T), realiza posicionamento de alta velocidade, tesoura voadora e corte rotativo, amplamente utilizado em máquinas-ferramentas, robôs e equipamentos de processamento de precisão.

2.3 CLP de segurança (Tipo F)

Com certificação de segurança funcional em conformidade com SIL 3, ele pode cortar rapidamente circuitos perigosos em caso de falhas para garantir a segurança de equipamentos e pessoal em indústrias com alta demanda de segurança. Os modelos principais incluem CPU S7-1200F, CPU S7-1500F, CPU S7-1500HF e controladores de segurança da série ET200, que precisam cooperar com módulos de E/S à prova de falhas (FI/O) e PASSO 7 Pacotes de software de segurança. Aplicado em produtos químicos, metalurgia, máquinas de elevação e equipamentos de transporte de passageiros.

2.4 CLP distribuído

Apresentando tamanho compacto e instalação descentralizada, é adequado para cenários com espaço limitado ou controle remoto. Ele se comunica com o controlador principal através de barramentos de campo (PROFINET, PROFIBUS) para realizar expansão de E/S distribuída e controle remoto. Representado pela série ET200 (ET200SP, ET200pro), ele pode operar como estações de E/S distribuídas ou controladores independentes, amplamente implantado em arquiteturas de controle distribuído de grandes linhas de produção.

2.5 CLP compacto (Tipo C)

Integrado com E/S integradas e interfaces de comunicação, atende às demandas básicas de controle sem módulos de expansão adicionais. Possui estrutura compacta, instalação compacta e com economia de espaço com desempenho de alto custo. Os produtos típicos incluem o compacto S7-1200 e LOGO! série, ideal para equipamentos autônomos com espaço restrito e cenários de controle simples em pequena escala.

2.6 PLC de temperatura estendida (Série SIPLUS)

Projetado para condições ambientais extremas, ele opera de forma estável em uma ampla faixa de temperatura (-40~70℃) com excelente à prova de poeira, desempenho à prova de umidade e antivibração para ambientes agressivos, como instalações externas, metalurgia e mineração. Modelos de temperatura estendida correspondentes estão disponíveis para todas as principais séries de PLC da Siemens.

2.7 CLP redundante (R&Tipo H)

Apresentado com configuração redundante, incluindo CPU dupla, fonte de alimentação dupla e módulos de comunicação duplos, ele consegue comutação sem interrupções durante falhas de módulo único para garantir operação ininterrupta e contínua do sistema. É adotado em indústrias de missão crítica com requisitos de confiabilidade altíssimos, como sistemas de energia, produção química contínua e indústria nuclear, coberto principalmente pelas séries S7-1500 e S7-400 (por exemplo, S7-400H).

3. Notas Suplementares
4. Iteração do produto: A Siemens PLC tem um roteiro de atualização claro: low-end: S7-200 → S7-200 INTELIGENTE; médio: S7-300 → S7-1200/S7-1500; sofisticado: S7-400 & TDC SIMATIC → S7-1500. Recomenda-se que novos projetos adotem modelos convencionais atuais para manutenção e atualização posteriores convenientes.
5. Referência de seleção: A classificação da série determina o desempenho do hardware e a escala de projeto aplicável, enquanto a classificação funcional define capacidades especializadas. A seleção do modelo real deve considerar de forma abrangente a escala do projeto, complexidade lógica de controle, demandas funcionais personalizadas e condições ambientais no local.
6. Compatibilidade de programação: Série atual principal (S7-200 INTELIGENTE, S7-1200, S7-1500) são uniformemente baseados na plataforma TIA Portal com lógica de programação e sistemas de instrução compatíveis. A proficiência em uma série permite o domínio rápido de outros modelos.