Jiří Holas | plc.m8t.cz

Siemens PLC, I/O, HMI a pohony | plc.m8t.cz
«

Obsah

plc.m8t.cz

Siemens PLC, I/O, HMI a pohony

Praktický přehled aktuálních i starších řad Siemens PLC CPU, navazujících ostrovních I/O systémů ET 200, HMI panelů, pohonů SINAMICS a dalších zařízení, která kolem Siemens automatizace běžně potkáš při návrhu, programování, servisu i migracích.

SIMATIC CPU ET 200 I/O HMI & WinCC SINAMICS SCALANCE SITOP Industrial Edge

Jak se v Siemens portfoliu rychle zorientovat

Pokud s PLC teprve začínáš, mysli na Siemens automatizaci jako na několik navazujících vrstev: CPU, vstupy a výstupy, vizualizace, pohony a motory a navazující infrastrukturu. V nové výstavbě dnes nejčastěji narazíš na S7-1200 G2, S7-1500, ET 200SP/MP, Unified HMI a rodinu SINAMICS. Naopak při údržbě a migracích budeš běžně potkávat i S7-300, ET 200M, ET 200S nebo starší HMI Comfort panely.

Doporučení pro čtení této stránky: pokud hledáš nové řešení, soustřeď se hlavně na řádky označené jako aktuální nebo specializované. Pokud řešíš servis starší linky, nepřeskakuj legacy a historické řady — právě tam bývá odpověď na to, co stojí v rozvaděči.

CPU

co stroj řídí

S7-1200 G2, S7-1500, technologie, redundance, software a virtual PLC.

I/O

kde se sbírají signály

ET 200 pro rozvaděč, do stroje, do ex prostředí, do hygieny i pro process automation.

HMI

jak člověk komunikuje se strojem

Basic, Comfort, Unified, Mobile a PC-based vizualizace.

Pohony

jak se hýbou osy a motory

V20, G120, G120X, G220, V90, S210, S120, softstartéry a motor management.

Jak číst označení Siemens PLC CPU

Když otevřeš katalog Siemens nebo stojíš před rozvaděčem, často narazíš na názvy jako CPU 1214C DC/DC/DC, CPU 1517F-3 PN/DP nebo CPU 1515T-2 PN. Na první pohled vypadají složitě, ale ve skutečnosti z nich lze vyčíst výkon PLC, integrované funkce i komunikační rozhraní.

Praktické pravidlo:
Čím vyšší číslo CPU, tím větší výkon, více paměti a obvykle i vyšší počet podporovaných zařízení.

Příklad: CPU 1517F-3 PN/DP

Zobrazení PLC v TIA Portálu

Zobrazení PLC v TIA Portálu
Rychlá vizuální pomůcka:
U Siemens Safety komponent bývají často použity žluté prvky nebo žluté označení. Pokud v rozvaděči vidíš CPU, I/O modul nebo relé se žlutými částmi, je velká šance, že jde o bezpečnostní (Safety) zařízení. Vždy si však ověř skutečné označení zařízení – například písmeno F v názvu CPU (1515F, 1516F, 1517F).
Žluté prvky spojené s bezpečností v TIA Portálu
Zajímavost:
Siemens používá žlutou barvu jako vizuální identifikaci Safety funkcí napříč celým ekosystémem. Setkat se s ní můžeš na Safety CPU, bezpečnostních I/O modulech ET200, v TIA Portalu, při konfiguraci PROFIsafe i v diagnostice bezpečnostních funkcí.
Jak číst označení Siemens PLC CPU
15

Řada PLC

S7-1500 – současná hlavní platforma Siemens.

17

Výkonová třída

Vyšší číslo = vyšší výkon CPU, více paměti a větší projekty.

F

Safety CPU

Podpora bezpečnostních funkcí (Emergency Stop, dveře, světelné závory).

-3

Rozhraní

CPU obsahuje více nezávislých komunikačních rozhraní.

PN

PROFINET

Programování PLC, HMI, vzdálené I/O a průmyslový Ethernet.

DP

PROFIBUS DP

Starší, ale stále velmi rozšířená průmyslová sběrnice.

Typy napájení a vstupů/výstupů

Označení Napájení CPU Vstupy Výstupy Poznámka
DC/DC/DC 24 V DC 24 V DC Tranzistorové Nejběžnější varianta pro moderní stroje.
DC/DC/Rly 24 V DC 24 V DC Reléové Spínání AC i DC zátěží.
AC/DC/Rly 120–230 V AC 24 V DC Reléové Časté v budovách a jednodušších aplikacích.

Nejběžnější písmena v názvech CPU

F

Fail-Safe

Bezpečnostní PLC pro SIL a PL aplikace.

T

Technology

Motion Control, synchronizace os a servo aplikace.

C

Compact

Vestavěné digitální a analogové vstupy/výstupy.

R / H

Redundance

Dvě CPU zajišťují vysokou dostupnost systému.

Jak poznat Safety PLC na první pohled?

CPU obsahující písmeno F (například CPU 1515F, CPU 1516F, CPU 1214FC) podporují bezpečnostní program a konfiguraci přes STEP 7 Safety.

Objednací čísla Siemens

Kromě názvu CPU se často používají také objednací čísla. Například:

6ES7 517-3AP00-0AB0
6ES7 = SIMATIC PLC
517 = CPU 1517
další znaky určují variantu hardware, paměť, firmware a provedení.

Při nákupu náhradních dílů nebo hledání dokumentace je objednací číslo často důležitější než samotný název CPU.

Přehled řad PLC CPU Siemens

Tabulka níže schválně spojuje současné i starší řady, aby bylo jasné, co je vhodné pro nové projekty a co je důležité znát kvůli servisu, diagnostice a migracím.

Pozor na legacy vs. nové projekty: S7-300 / ET 200M a ET 200S má smysl držet na stránce kvůli servisu, ale pro nové aplikace je lepší orientovat se na S7-1200 G2, S7-1500 a novější periferní platformy ET 200.
Řada Zařazení Typické použití Co je dobré vědět Oficiální zdroj Siemens
SIMATIC LOGO!
aktuální
Logický modul / mikroautomatizace Jednoduché stroje, budovy, světla, ventilace, malé rozvaděče Není to klasické modulární PLC jako S7. Výborné pro malé úlohy a první seznámení s logikou řízení.
SIMATIC S7-1200 / S7-1200 G2
aktuální
Kompaktní PLC pro basic automation Malé a střední stroje, skidy, čerpací systémy, technologie s menším počtem os G2 přidává vyšší výkon, motion, safety, NFC a Web API. Pozor: G2 není HW kompatibilní s původní generací S7-1200.
SIMATIC S7-1500
aktuální
Výkonné modulární PLC Moderní stroje, větší linky, náročnější logika, komunikace, diagnostika Hlavní současná platforma Siemens pro běžnou strojní automatizaci. Silné stránky: modularita, diagnostika, TIA integrace, OPC UA, webové funkce.
S7-1500T / F / R-H
specializované
Varianty S7-1500 Motion control, Safety, redundantní a vysoce dostupné systémy T = rozšířený motion control;
F = fail-safe logika;
R/H = redundance a vysoká dostupnost pro kritické provozy.
ET 200SP CPU / Open Controller / ET 200pro CPU
specializované
Distribuované řadiče Decentralizované stroje, sériové stroje, malé rozvaděče, řízení přímo na stroji Vezmou výkon a filozofii S7-1500 a spojí ji s kompaktní formou ET 200. Open Controller kombinuje controller + PC aplikace + centrální I/O.
SIMATIC S7-1500S
software controller
PLC jako software na IPC PC-based automation, aplikace kombinující PLC logiku a PC software PLC běží na průmyslovém PC a podle Siemens pokračuje i při restartu nebo výpadku operačního systému.
SIMATIC S7-1500V
virtual PLC
Virtualizované PLC Software-defined automation, virtualizace linek, centralizovaná správa přes Industrial Edge Hardware-independent controller nasazovaný jako Edge aplikace. Důležité téma pro budoucí směr portfolia.
SIMATIC S7-300
legacy
Starší modulární PLC Velmi časté ve starších strojích a provozech, servis a migrace Siemens uvádí family availability do roku 2033, ale nové projekty už je vhodné směřovat na S7-1500. U komponent běží phase-out milníky.
SIMATIC S7-400 / S7-410
procesní / servis
Procesní a data-intensive kontrolery PCS 7, energetika, chemie, hutě, dlouhodobé provozy Pořád velmi důležité ve process automation. Siemens je stále prezentuje jako dlouhodobě relevantní backbone procesního řízení.
SIMATIC S7-200
historické
Starší kompaktní PLC Servis starých zařízení, převody a migrace Pro novou výstavbu už ne. Důležité hlavně tam, kde je nutné otevřít starou instalaci nebo projekt.
SIMATIC S5
historické
Velmi stará platforma Muzejní kusy, velmi staré linky, migrace S5 → S7 Znát hlavně kvůli historii a přechodům na novější systémy. Není to platforma pro nové řešení.

Přehled navazujících ostrovních I/O systémů ET 200

Siemens sdružuje vzdálené a modulární periferie hlavně pod rodinu ET 200. Rozdíl mezi jednotlivými systémy je hlavně v tom, kam se montují, jaké mají krytí a pro jaký typ aplikace jsou optimalizované.

legacy
legacy
Řada ET 200 Krytí / umístění Kdy se hodí Hlavní poznámka Oficiální zdroj Siemens
ET 200MP IP20 / rozvaděč Výkonné centralizované I/O, S7-1500, vysoká hustota kanálů „Perfektní I/O systém“ pro distribuované I/O k S7-1500, rychlý backplane bus, diagnostika a TIA integrace.
ET 200SP IP20 / kompaktní rozvaděč Nejběžnější moderní vzdálené I/O pro stroje a linky Kompaktní systém s širokou nabídkou modulů, safety, Multi Hot Swapping a MultiFieldBus variantami.
ET 200SP HA IP20 / process cabinet Vysoce dostupné procesní periferie PROFINET redundance, I/O redundance, robustnost pro procesní automatizaci.
ET 200iSP IP30 / Ex zóny Explosion-hazard areas, process signals přímo v zóně 1/21 Intrinsically safe a fail-safe I/O moduly, vysoká dostupnost, nerezové skříně volitelně.
ET 200pro IP65/66/67 / přímo na stroj Decentralizace mimo rozvaděč, pohyblivé části linky, dopravníky, on-machine automation Modulární robustní systém. Kromě I/O umí i CPU, motor startery a další drive-related komponenty.
ET 200AL IP65/67 / malá a pohyblivá montážní místa Kompaktní stroje, pohyblivé části zařízení, malé instalační prostory Lehký „outside-cabinet“ systém, typicky tam, kde je ET 200pro zbytečně robustní a ET 200SP už vyžaduje rozvaděč.
ET 200eco PN IP65/67 / kovové blokové I/O Drsné podmínky, venkovní použití, vibrace, prach, olej, vlhkost Robustní block I/O, kovové pouzdro, montáž přímo na stroj. Velmi vhodné do těžšího provozu.
ET 200BL IP20 / cost-optimized Cenově citlivé Profinet aplikace, modulární stroje, jednodušší distribuovaná automatizace Novější „BaseLine“ periphery system. Dává smysl tam, kde je potřeba udržet rozumný poměr cena / funkce.
ET 200clean IP69K / hygienický design Potravinářství, farmacie, obaly, mytí, chemicky agresivní čištění 360° cleanable povrch a chemická odolnost. Významná novější speciální řada pro hygienické provozy.
ET 200M IP20 / starší S7-300 periferie Servis a migrace starších linek Historicky velmi častá periferie navázaná na S7-300. Dnes především servisní téma.
ET 200S IP20 / starší modulární vzdálené I/O Servis, retrofit, náhrady ve starších instalacích Důležité znát kvůli starším projektům, ale ne jako směr pro novou výstavbu.

Přehled HMI a vizualizačních platforem Siemens

Siemens HMI dává velký smysl rozdělit na starší klasické panely a na současnou Unified generaci. Pro běžnou strojní automatizaci jsou nejdůležitější Basic, Comfort, Unified Comfort a WinCC Unified PC.

Basic Panels 2nd Generation

legacy / stále běžné

Entry-level panely pro jednoduché HMI úlohy na úrovni stroje. Dávají smysl tam, kde je požadavek hlavně na cenu a základní obsluhu.

Comfort Panels

legacy / vyšší třída

Panely pro složitější HMI úlohy s vyšším výkonem, více variantami a širšími možnostmi nasazení.

Unified Basic Panels

aktuální

Novější generace entry-level HMI v rámci Unified světa. Vhodné tam, kde chceš modernější vzhled a směr do budoucna, ale stále rozumnou cenu.

Unified Comfort Panels

současná vlajková loď

Současná high-end panelová platforma Siemens. U vhodných projektů je to dnes nejlogičtější volba místo klasických Comfort Panelů.

Mobile Panels

mobilní obsluha

Mobilní HMI pro pracoviště, kde obsluha potřebuje pohyb po stroji nebo lince. Typicky high-end nasazení a bezpečná obsluha.

WinCC Unified PC Runtime

PC-based HMI

Pro náročnější nebo centralizovanou vizualizaci. Otevřenější svět než panely, vhodnější pro integraci dat a IT vazby.

Industrial Web Panels

distribuovaná obsluha

Lehká možnost pro HTML5 kiosk obsluhu a distribuované HMI terminály.

Jak to číst v praxi

doporučení

Jednoduchý stroj: Basic / Unified Basic
Standardní stroj: Comfort / Unified Comfort
Náročná vizualizace: WinCC Unified PC
Obsluha v pohybu: Mobile Panels

Přehled pohonů, servo systémů a řízení motorů

Aby se v nabídce dalo zorientovat i bez předchozí zkušenosti, je dobré rozlišovat: frekvenční měniče, servo / motion pohony a spouštění, ochranu a správu motorů.

Frekvenční měniče SINAMICS

Řada Zaměření Kdy zvolit Poznámka Zdroj Siemens
SINAMICS V20 Basic frequency converter Jednoduché aplikace, rozpočet, základní řízení otáček Krátké commissioning časy, jednoduché ovládání, základní a robustní řešení.
SINAMICS G120C Kompaktní standardní měnič Univerzální stroje, pásy, čerpadla, ventilátory, mixéry, základní handling Kompaktní provedení, integrované STO, podpora běžných průmyslových sběrnic, TIA integrace.
SINAMICS G120 Modulární univerzální měnič Širší rozsah aplikací, když chceš flexibilitu a modulárnost Silná a rozšířená klasika Siemens portfolia pro speed-controlled osy.
SINAMICS G120X Infrastruktura / pumpy / ventilátory / HVAC Voda, VZT, čerpání, ventilace, kompresory Specifické funkce pro water & wastewater a HVAC, vysoká účinnost a specializace na „elementární“ aplikace.
SINAMICS G220 Novější high-performance VFD Moderní univerzální aplikace, digitalizace, vyšší požadavky na bezpečnost a harmonické Novější platforma s Clean Power, širší bezpečností, edge/cloud směřováním a silnou orientací do budoucna.

Servo a motion control pohony

Řada Zaměření Kdy zvolit Poznámka Zdroj Siemens
SINAMICS V90 Basic servo systém Polohování, dopravníky, navíjení, jednodušší motion úkoly Dobrá volba pro cenově rozumné servo aplikace. Dost běžné ve strojích s menší dynamikou.
SINAMICS S210 Kompaktní servo drive system Packaging, handling, dynamické osy, přesnější motion Servo drive + servomotor, dobrý kompromis mezi jednoduchostí a výkonem.
SINAMICS S120 High-performance motion control Víceosé aplikace, synchronizace, náročné motion stroje Modulární a velmi výkonný systém pro precizní motion control, často v kombinaci se S7-1500T.

Spouštění, ochrana a správa motorů

Řada Co řeší Kdy dává smysl Poznámka Zdroj Siemens
SIMOCODE pro Motor management Konstantní motory, transparentní diagnostika, ochrana a prediktivní údržba Monitoruje, chrání a řídí motory s konstantní rychlostí. Vhodné tam, kde měnič není potřeba, ale chceš chytrou správu motoru.
SIRIUS 3RW soft starters Soft start / soft stop Když nechceš měnič, ale potřebuješ jemný rozběh a doběh třífázového motoru Řeší mechanické rázy a poklesy napětí při startu. Logická alternativa ke klasickým rozběhovým metodám.
ET 200pro motor starters On-machine cabinetless motor starter Decentralizované motory přímo na stroji, bez potřeby rozvaděče u motoru IP65/67, diagnostika a integrace do ET 200pro světa.
ET 200SP e-Starter Elektronický starter motorů a zátěží Moderní alternativy ke klasickému spouštění v ET 200SP Plně elektronická ochrana, velmi rychlá reakce při zkratu a integrace přímo do ET 200SP/TIA světa.
Engineering a commissioning pohonů: pokud se chceš v Siemens ekosystému pohybovat systematicky, nauč se počítat se SINAMICS Startdrive jako s přirozenou součástí TIA Portalu pro konfiguraci, commissioning a diagnostiku pohonů.

Otevřít SINAMICS Startdrive

Další významná zařízení Siemens kolem PLC

Tohle jsou rodiny, které bych na přehledové stránce rozhodně neschoval. Nejsou to sice „PLC CPU“, ale v reálné automatizaci bez nich většinou neuděláš celý funkční systém.

SCALANCE

Průmyslové switche, routery, bezpečnostní appliance, WLAN a další síťové prvky pro OT komunikaci.

SITOP

24V zdroje, DC UPS, selektivita, decentralizované napájení a další prvky pro spolehlivé napájení automatizace.

SIMATIC Industrial Computing

Box PC, Rack PC, Panel PC, průmyslové monitory a software nástroje pro IPC svět.

Industrial Edge

Správa edge aplikací, virtual PLC / HMI, IT/OT integrace, analytika a software-defined směr portfolia.

SIMATIC Field PG

Rugged notebook pro commissioning a servis, předinstalovaný pro TIA práci a vybavený průmyslovými rozhraními.

SIRIUS Industrial Controls

Široká rodina průmyslového spínání, jištění, motor starterů, softstartérů, relé a dalších prvků rozvaděče.

MultiFieldBus

Důležité hlavně u novějších ET systémů pro flexibilnější použití jednoho hardware s různými protokoly.

SIMATIC Field PG a servisní svět

Praktická věc pro servisáka: přímý přístup ke kartám, průmyslovým portům a mobilnímu nasazení v terénu.

Doporučené kombinace pro typické projekty

Tahle část je užitečná hlavně pro nováčky. Pomáhá rychle pochopit, jaké rodiny spolu obvykle dávají smysl.

Malý stroj

CPU: S7-1200 G2
I/O: ET 200SP nebo vestavěné I/O CPU
HMI: Unified Basic / Basic Panel
Pohon: V20 nebo G120C

Standardní sériový stroj

CPU: S7-1500
I/O: ET 200SP / ET 200AL
HMI: Unified Comfort
Pohon: G120C / G120 / V90

Decentralizovaný stroj

CPU: ET 200SP CPU / Open Controller
I/O: ET 200AL / ET 200eco PN / ET 200pro
HMI: Unified Comfort nebo PC HMI
Pohon: G120C / G120 / ET 200pro motor starter

Motion a servo

CPU: S7-1500T
I/O: ET 200SP / ET 200MP
HMI: Unified Comfort / WinCC Unified PC
Pohon: S210 / S120 / V90

Procesní automatizace

CPU: S7-400 nebo S7-1500 R/H
I/O: ET 200SP HA / ET 200iSP
HMI: WinCC Unified PC / vyšší systémová vizualizace
Pohon: podle technologie, často G120X / G220 / soft starters

Oficiální zdroje Siemens

Pokud budeš stránku dále rozšiřovat, doporučuji držet se primárně těchto oficiálních zdrojů. Pro detailní parametry, objednací čísla a kompatibilitu vždy kontroluj přímo Siemens dokumentaci, ne jen marketingové přehledy.

Klíčová slova pro vyhledávání a index témat

Seznam
Siemens PLC SIMATIC S7-1200 S7-1200 G2 S7-1500 S7-1500T S7-1500F S7-1500R/H S7-1500S S7-1500V LOGO! S7-300 S7-400 S7-200 SIMATIC ET 200 ET 200SP ET 200MP ET 200SP HA ET 200iSP ET 200pro ET 200AL ET 200eco PN ET 200BL ET 200clean HMI Basic Comfort Panels Unified Comfort WinCC Unified SINAMICS G120 G120C G120X G220 V20 V90 S210 S120 SIMOCODE SIRIUS 3RW ET 200SP e-Starter SCALANCE SITOP Industrial Edge SIMATIC IPC Field PG