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Ratgeber
Hervorragende Produkte auf einen global agierenden Markt zu bringen ist eine Ambition, die weltweit viele Firmen gemeinsam haben. Doch leider reicht das alleine nicht aus, um auf Dauer erfolgreich zu sein.
Trotz des nicht unerheblichen Kostendrucks bei der Produktion, müssen die Erzeugnisse zu einem marktfähigen Preis angeboten werden.
Das geht nur mit einer prozessoptimierten und automatisierten Fertigung, die einerseits eine hohe Stückzahl gewährleistet und andererseits individuelle Kundenwünsche berücksichtigt.
Als Lösung für diese scheinbar unerfüllbaren Anforderungen wurden speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) entwickelt.
Von Beginn an war die Firma Siemens mit ihren SPS-Lösungen zur Industrie-Automation gleichzeitig Vorreiter und treibende Kraft für innovative Lösungen. Gerne erklären wir Ihnen mehr zu den SPS-Systemen von Siemens, die wir für Sie in unserem Sortiment führen.
©Siemens 2023. Alle Rechte vorbehalten
Um besser verstehen zu können, was die speicherprogrammierbaren Steuerungen von Siemens auszeichnet, ist es erforderlich, ein wenig in die Vergangenheit zu blicken.
Die Anfänge der Entwicklung reichen bis in das Jahr 1958 zurück, in dem der Name SIMATIC (zusammengefügte Bezeichnung aus den Wörtern Siemens und Automatic) beim Deutschen Patentamt eingetragen wurde.
Die ersten SIMATIC-Steuerungen trugen zur Unterscheidung noch Buchstaben mit im Namen, wie beispielsweise die 1964 erschienene Steuerung SIMATIC N. Allerdings war damals die Zeit noch nicht bereit, um einen revolutionären technischen Durchbruch auf breiter Front zu erzielen.
Erst als die SIMATIC S3 im Jahr 1973 auf den Markt kam, konnte die Fa. Siemens erste nennenswerte wirtschaftliche Erfolge verzeichnen. Denn mit dieser neuen Baugruppe fand gleichzeitig auch die Umstellung von der umständlichen verbindungsprogrammierten Steuerung zur speicherprogrammierten Steuerung statt.
Die Erfolgsgeschichte setzte sich dann mit der SIMATIC S5, die im Jahr 1979 auf den Markt kam, nahtlos fort. Ein wesentlicher Grund für den damaligen Erfolg der S5 war u.a., dass mit der Anwendungsliste, dem Funktionsplan und dem Kontaktplan erstmals drei unterschiedliche Darstellungsarten für das Anwendungsprogramm zur Verfügung standen.
Bereits im Jahr 1994 erfolgte die Einführung der SIMATIC S7, die heute noch aktuell ist und auch kontinuierlich weiterentwickelt wird. Zusammen mit der S7 wurde noch die Ablaufsprache GRAPH als weitere Darstellungsart für das Anwenderprogramm eingeführt.
Aufgrund der über Jahrzehnte gemachten Erfahrungen konnten die Steuerungen stets anwendungsorientiert weiterentwickelt und dabei die Qualität kontinuierlich optimiert werden. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in der aktuellen Produktpalette wider.
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Wie bereits angesprochen, ist die aktuelle Version bei den speicherprogrammierbaren Steuerungen die SIMATIC S7, die es in den unterschiedlichsten Ausführungen gibt. Doch das Portfolio der Siemens SPS-Systeme ist noch viel umfangreicher. Einige interessante Baugruppen der Siemens SIMATIC Steuerung, sowie die Kompaktsteuerung LOGO! wollen wir Ihnen gerne etwas näher vorstellen:
Siemens SIMATIC S7-1500
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Die Steuerung SIMATIC S7-1500 wurde 2012 in Nürnberg auf der Messe SPS/IPC/DRIVES der Fachpresse präsentiert und stellt das Flaggschiff der SIMATIC SPS-Systeme dar. Die Steuerung zeichnet sich durch hohe Leistung, Zuverlässigkeit und Flexibilität aus. Die Kernaufgabe des modularen, skalierbaren und universell einsetzbaren Systems sind umfangreiche und komplexe Automatisierungsaufgaben in der industriellen Fertigung. Dazu verfügt die Steuerung über umfangreiche integrierte Technologien, wie beispielsweise Motion Control und Trace Funktion.
Siemens SIMATIC S7-1200
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Mit der SIMATIC S7-1200, die im Jahr 2009 auf den Markt kam, erhielt die mittlerweile nicht mehr verfügbare SIMATIC S7-200 einen leistungsstarken Nachfolger. Die S7-1200 wird vorzugsweise als kostengünstigere Alternative zur Steuerung von kleinen bis mittleren Anlagen gesehen. Durch analoge und digitale Ein- und Ausgangsmodule sowie Kommunikations- und Sonderbaugruppen kann die Steuerung individuell an die jeweiligen Automatisierungsaufgaben angepasst werden. Die Steuerung ist auch ideal für den Einstieg in die Welt der Industrie-SPS zu sehen.
Siemens SIMATIC S7-300 und S7-400
Die Siemens SIMATIC S7-300 war bis dato die meistverkaufte Siemens SPS im unteren bzw. mittleren Leistungsbereich und in Fachkreisen sehr beliebt. Deutlich leistungsstärker war die Steuerung SIMATIC S7-400, die vorzugsweise für den Einsatz im Industriebereich oder in der Infrastruktur ausgelegt wurde. Mit Abmessungen von 290 x 219 mm (H x T) stellte die S7-400 das größte modulare Steuerungssystem von Siemens dar. Obwohl eine Verfügbarkeit noch bis 2035 geplant ist, werden beide Systeme früher oder später von der S7-1500 abgelöst.
Siemens SIMATIC ET 200
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Mit der SIMATIC ET 200 hat Siemens ein sehr flexibles und kompaktes SPS-System auf den Markt gebracht. Denn die Komponenten der SIMATIC ET 200 können wahlweise in einem Schaltschrank oder dezentral direkt an der Maschine oder an der Anlage montiert werden. Selbst im Außenbereich von Industrieanlagen oder in explosionsgefährdeten Bereichen ist eine Montage möglich. Die benötigten Baugruppen können individuell kombiniert und erweitert werden. Die Anbindung innerhalb einer vernetzten Produktionsanlage erfolgt über PROFINET.
Siemens LOGO!
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Die kompakten Steuerungsmodule LOGO! sind sowohl mit Display und Eingabetasten oder ohne Display und Tasten erhältlich. Die Programmierung kann dann entweder über die Eingabetasten oder auch am PC mit Hilfe der Software „LOGO! Soft Comfort“ bzw. LOGO! Access Tool oder LOGO! Web Editor erfolgen. Der Haupteinsatzzweck der LOGO!-Systeme sind einfache Schalt- und Steueraufgaben an eigenständigen Maschinen oder die komfortable Gebäudeautomation. Für den Ausbau der Steuerung stehen unterschiedliche Erweiterungsmodule zur Verfügung.
Software-Controller SIMATIC S7-1500
Neben den oben aufgelisteten Hardware-Komponenten besteht auch die Möglichkeit, ein SPS-System mit einem Software-Controller aufzubauen. Die Software wird einfach auf einem geeigneten Industrie PC mit Windows installiert. Die dezentrale Peripherie bzw. externe Baugruppen werden dann über PROFINET mit der Ethernet-Schnittstelle des Computers oder mit einer nachrüstbaren Einsteckkarte (CP1625 o.ä.) verbunden. Software-Controller sind dann sinnvoll, wenn eine Anbindung von Windows-Software an den Controller zwingend erforderlich ist oder wenn Automatisierungsfunktionen über die Programmiersprache C oder C++ realisiert werden müssen.
Warum speicherprogrammierte Steuerungen grundsätzlich effizienter als klassische verbindungsprogrammierte Steuerungen sind, haben wir in unserem Ratgeber zu den SPS-Systemen bereits ausführlich erläutert. Auch haben wir den grundsätzlichen Aufbau und die vereinfachte Funktionsweise genau beschrieben. Wobei die Aussagen letztendlich pauschal sind und für alle SPS-Systeme zutreffen. Allerdings gibt es noch einige wichtige Gründe, warum man bei der Automatisierung auf Produkte der Fa. Siemens vertrauen sollte:
Langjährige Erfahrung und hohe Qualität
Aufgrund der jahrzehntelangen Erfahrungen mit speicherprogrammierbaren Steuerungen hat sich die Firma Siemens in Deutschland und Europa zum Marktführer entwickelt. Neben dem umfangreichen Know-how hat auch die gleichbleibend hohe Produktqualität wesentlich zu dieser Entwicklung beigetragen. Hinzu kommt, dass Siemens stets eine am tatsächlichen Bedarf orientierte und somit praxisgerechte Produktentwicklung betrieben hat.
Technischer Support
Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Support, also die fachliche Hilfe bei technischen Problemen. Denn meistens sind es Anwendungsfehler, wenn eine SPS nicht so läuft, wie sich die nutzenden Personen das vorstellen. In diesem Zusammenhang macht sich dann auch die weite Verbreitung der Siemens-Automationsprodukte positiv bemerkbar. Denn dadurch gibt es im Internet neben dem SiePortal auch herstellerunabhängige Foren mit praxisorientierten Fachleuten, die bei Fragen und Problemen gerne weiterhelfen.
Zukunftsorientierte Entwicklung
Hinzu kommen stetige innovative Weiterentwicklungen wie beispielsweise umfangreiche Cloud-Lösungen oder das clevere Reinforcement Learning, bei dem eine künstliche Intelligenz (KI) das natürliche Lernen mathematisch nachempfindet. Dadurch lernt die Steuerung, wie eine Maschine oder Anlage gesteuert werden muss, damit sie mit maximaler Effizienz arbeitet.
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Was bedeutet CPU?
Die drei Buchstaben CPU sind die Abkürzung für Central Prozessing Unit. Demzufolge ist mit einer CPU der zentrale Rechenprozessor gemeint. Eine CPU ist in jedem computergesteuerten Gerät vorhanden. Da bei den Zentralbaugruppen bzw. Steuermodulen je nach Auslegung unterschiedliche CPUs zum Einsatz kommen, wird die Nummer der verwendeten CPU bei den technischen Angaben immer mit aufgelistet. Oft wird aber auch das komplette Steuermodul als SPS-CPU bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen digitalen Eingängen und analogen Eingängen?
Digitale Eingänge unterscheiden zwischen zwei Spannungszuständen (High oder Low bzw. An oder Aus). Analoge Eingänge hingegen können variable Spannungen verarbeiten. Gängige Werte in der Automatisierungstechnik sind beispielsweise 0V/24V, wenn der Eingang digital genutzt wird, und 0 - 10 V bei analogen Eingängen. Wie hoch die tatsächlichen Umschaltspannungen bzw. Spannungspegel sein müssen bzw. sein dürfen, ist von der eingesetzten SPS abhängig und kann bei Bedarf den technischen Datenblättern des Herstellers entnommen werden.
Ist die SPS-Programmierung schwierig?
Für SPS-Newcomer wird die Erstellung eines SPS-Programms im ersten Moment eine Herausforderung darstellen. Wer sich aber ein wenig mit der Materie beschäftigt, wird schnell feststellen, dass es nicht so schwer ist. Bei Bedarf finden interessierte Leute im Internet eine Vielzahl an Videos, die das Programmieren von einfachen Schaltfunktionen erklären. Alternativ dazu bieten viele Hersteller auch SPS-Schulungssysteme an, mit deren Hilfe der Einstieg in die SPS-Programmierung leichter fällt.