ประวัติโดยย่อของเทคโนโลยี Siemens PLC: 65 ปีของนวัตกรรมเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมทั่วโลก

การแนะนำ

ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้ารายใหญ่ที่สุดของยุโรปซีเมนส์มีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมทั่วโลก นับตั้งแต่การเปิดตัวแบรนด์ Simatic ในปี 1958 Siemens PLCs (ตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้) ได้กลายเป็นอุปกรณ์ควบคุมหลักในโลหะวิทยาวิศวกรรมเคมีและการผลิตยานยนต์ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและความน่าเชื่อถือ บทความนี้ติดตามการพัฒนาของ Siemens PLCs และตรวจสอบว่าพวกเขาวิวัฒนาการมาจากตัวควบคุมไบนารีเป็นแพลตฟอร์มอัจฉริยะสำหรับอุตสาหกรรม 4. 0

1.การสำรวจในช่วงต้น: จากรีเลย์ไปยังการควบคุมทรานซิสเตอร์ (1958-1970 s)

การเกิดของแบรนด์ Simatic เป็นจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติของซีเมนส์ ในปีพ. ศ. 2501 ซีเมนส์ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ Simatic Series ครั้งแรกและเปิดตัว Simatic G ในปี 1959 ซึ่งใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์เพื่อแทนที่รีเลย์แบบดั้งเดิม ความก้าวหน้านี้ช่วยเพิ่มความกะทัดรัดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ซีรี่ส์ Simatic N ที่ตามมาซึ่งได้รับการแนะนำในปี 1960 ได้รวมวัสดุซิลิกอนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความเร็วและเสถียรภาพของอุปกรณ์ต่อไปวางรากฐานสำหรับการแปลงเป็นดิจิทัลในอนาคต

ในช่วงนี้ PLCs ส่วนใหญ่ใช้ฮาร์ดแวร์ แต่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการแทนที่รีเลย์เชิงกลโดยเสนอโซลูชั่นเบื้องต้นสำหรับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

2. การปฏิวัติไมโครโปรเซสเซอร์: การพัฒนาด้วยซีรีย์ S3 และ S5 (1970-1990 s)

Simatic S3 (1975)

ผลิตภัณฑ์ PLC แรกของซีเมนส์คือ SIMATIC S3 ได้เปิดตัวอย่างเป็นทางการในปี 1975 มันให้ความสำคัญกับการออกแบบตัวควบคุมไบนารีพร้อมอินเทอร์เฟซการทำงานที่เรียบง่ายซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับงานควบคุมตรรกะพื้นฐานเช่นการควบคุมสวิตช์สายการผลิต แม้จะมีฟังก์ชั่นที่ จำกัด แต่ S3 Series ได้สร้างรากฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ในอนาคต

Simatic S5 (1979)

ด้วยการเจริญเติบโตของเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ซีเมนส์ได้แนะนำซีรีย์ S5 ในปี 1979 แทนที่ S3 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซีรีส์นี้เป็นชุดแรกที่รวมไมโครโปรเซสเซอร์ช่วยให้สามารถใช้งานตรรกะที่ซับซ้อนมากขึ้นและแนะนำเครื่องมือการเขียนโปรแกรมขั้นตอนที่ 5 ซึ่งสามารถทำงานบนระบบ CP/M และ MS-DOS การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงของ PLCs จากฮาร์ดแวร์ไปสู่การเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ โมเดลทั่วไปเช่น s 5-95 u และ s 5-155 u พบแอปพลิเคชันที่แพร่หลายในการควบคุมกระบวนการ

SIMATIC S5 PLC

เครือข่ายเริ่มต้น

ในปี 1980 ซีรีย์ S5 ได้พัฒนาเป็นรุ่น U Series (เช่น S 5-90 U, S 5-135 U) ปรับปรุงการออกแบบแบบแยกส่วนและเปิดใช้งานการควบคุม I/O แบบกระจาย

3.Digital Leap: ซีรี่ส์ S7 และระบบอัตโนมัติแบบรวมทั้งหมด (1994-2000 s)

การกำเนิดของซีรีส์ Simatic S7 (1994)

ในปี 1994 ซีเมนส์ได้เปิดตัวซีรีส์ S7 ที่ก้าวล้ำซึ่งเป็นปีที่ปฏิวัติวงการอีกครั้งสำหรับ Simatic PLCs ซีเมนส์แนะนำ Profibus เวอร์ชันแรกและรวมแนวคิดเครือข่ายอุตสาหกรรมเข้ากับ PLC Realm ซีรี่ส์ Simatic S7 ประกอบด้วยสามรุ่นหลัก ๆ : S 7-200, S 7-300 และ S 7-400, กำหนดเป้าหมายระบบควบคุมขนาดเล็กขนาดกลางและขนาดใหญ่ตามลำดับ ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ S 7-300 กลายเป็นรุ่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดซึ่งมีชื่อเสียงในด้านขนาด CPU ที่หลากหลายเหมาะสำหรับการใช้งานเกือบทั้งหมด

นวัตกรรมหลัก:

• การออกแบบแบบแยกส่วน:อนุญาตให้มีการผสมผสานที่ยืดหยุ่นด้วย S 7-300 ที่เสนอซีพียู 22 ประเภทเพื่อให้ตรงกับสถานการณ์อุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน
• ความเข้ากันได้ของ Windows:เครื่องมือการเขียนโปรแกรมขั้นตอนที่ 7 มีส่วนต่อประสานกราฟิกลดอุปสรรคในการพัฒนา
• การสื่อสารเครือข่าย:การรวมเทคโนโลยีบัส Profibus ช่วยให้เครือข่ายระดับอุปกรณ์

แนวคิดของระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการทั้งหมด (TIA) (1996)

ซีเมนส์เสนอแนวคิด TIA (ระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการโดยสิ้นเชิง) เพื่อให้เกิดการทำงานร่วมกันอย่างราบรื่นตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตผ่านแพลตฟอร์มแบบครบวงจรที่รวม PLCs, HMIs และซอฟต์แวร์อุตสาหกรรม ระบบควบคุมกระบวนการ PCS7 ซึ่งเปิดตัวในปี 1996 ได้รวมอินเทอร์เฟซ WINCC กับเครือข่าย Profibus ซึ่งกลายเป็นโซลูชันมาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรมกระบวนการ

4.การแปลงอัจฉริยะ: การเพิ่มขึ้นของ S 7-1200 และ s 7-1500 (2009- ปัจจุบัน)

S7-1200 (2009)

s 7-1200 การอัพเกรดเป็น s 7-200 มีขนาดกะทัดรัดและอินเตอร์เฟส ProFinet แบบรวมซึ่งรองรับการขยายตัว I/O แบบกระจาย แม้ว่าจะมุ่งเป้าไปที่จุดสิ้นสุดกลางถึงต่ำของตลาด แต่ความคุ้มค่าของต้นทุนทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก

S7-1500 (2012)

ก่อตั้งขึ้นในฐานะผู้สืบทอดอย่างเป็นทางการของ S {{0}}/400, S 7-1500 ได้รับการออกแบบมาสำหรับอุตสาหกรรม 4.0 ที่มีข้อดีหลายประการ:

• โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง:รองรับการตอบสนองระดับมิลลิวินาทีด้วยประสิทธิภาพการดำเนินการรหัสเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า
• ความสามารถในการรวมคลาวด์:โปรโตคอล OPC UA ในตัวช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับการคำนวณขอบและแพลตฟอร์มคลาวด์
• ความปลอดภัยและความยืดหยุ่น:เสนอโมดูลซีพียูที่ซ้ำซ้อนและโมดูลไม่ปลอดภัยที่ไม่ปลอดภัยซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่น่าเชื่อถือสูง

การทำซ้ำผลิตภัณฑ์และกลยุทธ์การตลาด

ซีเมนส์ประกาศการหยุดการทำงานของ S 7-300 ในปี 2023 โดยไม่มีชิ้นส่วนอะไหล่อีกต่อไปหลังจากปี 2033 กระตุ้นให้ผู้ใช้โยกย้ายไปยัง S 7-1500

5. การแนะนำไปยังคอนโทรลเลอร์ Simatic S7

หลังจากสร้างรากฐานในประวัติศาสตร์ Siemens Plc ลองทบทวนสามรุ่น Simatic PLC ชั้นนำในตลาด: S 7-300, S 7-1200, และ S 7-1500

S 7-300 PLC Controller

S 7-300 PLC ได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในบรรดาชุดแรกของข้อเสนอ S7 ช่วยสร้างซีเมนส์ในฐานะผู้นำในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติ S 7-300 มีการออกแบบตัวเชื่อมต่อบัสแบบอนุกรมและเหมาะสำหรับงานควบคุมกระบวนการที่ซับซ้อนในวงกว้าง

เมื่อเปรียบเทียบกับ S 7-400, S 7-300 มีฟังก์ชันการทำงานของหน่วยความจำและความสามารถของ I/O น้อยลง อย่างไรก็ตามรอยเท้าขนาดเล็กและความคุ้มค่าทำให้มันมีความโดดเด่นในตลาดมากขึ้นโดยการสร้างสมดุลระหว่างความสามารถในการประมวลผลและค่าใช้จ่าย

simatic s 7-300

ซีเมนส์เสนอซีพียู S 7-300 22 รุ่นที่แตกต่างกันซึ่งแบ่งออกเป็นมาตรฐานขนาดกะทัดรัดล้มเหลวและประเภทเทคโนโลยี แต่ละประเภทมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดต่าง ๆ สำหรับโรงงานขนาดต่าง ๆ ซีพียูขนาดกะทัดรัดรักษาความครอบคลุมที่คล้ายคลึงกับซีพียูมาตรฐาน แต่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่สำคัญในอวกาศ ซีพียูที่ไม่ปลอดภัยรวมการควบคุมระดับความปลอดภัยภายในอุปกรณ์เดียวในขณะที่เทคโนโลยี CPU ตอบสนองต่อแอพพลิเคชั่นควบคุมการเคลื่อนไหวขั้นสูง

S 7-300 PLC อยู่ในตลาดมาเกือบสามสิบปีแล้วและซีเมนส์ได้ประกาศการเลิกจ้างอย่างเป็นทางการโดยมีอุตสาหกรรมที่อพยพไปสู่ ​​S 7-1200 และ S 7-1500 PLCS

S 7-1200 PLC Controller

เปิดตัวเพื่อจัดการกับความท้าทายทางเทคนิคหลายประการที่นำเสนอโดย S 7-300, S 7-1200 เสนอ I/O ฝังตัวที่เล็กลงในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นแบบแยกส่วน อย่างไรก็ตามมันไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นผู้สืบทอดอย่างเป็นทางการไปยัง S 7-300 ซึ่งเป็นบทบาทที่สงวนไว้สำหรับ S 7-500 S 7-1200 ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองการเปลี่ยนผ่านสามารถเติมเต็มฟังก์ชั่นส่วนใหญ่ของ S 7-1500 โดยมีซอฟต์แวร์ถ่ายโอนได้ง่ายระหว่างทั้งสองรุ่น ขนาดกะทัดรัดพร้อมกับ I/O ที่ฝังอยู่ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับแผงควบคุม แอปพลิเคชันใหม่จำนวนมากเปลี่ยนไปใช้ระบบ S 7-1200 หรือพึ่งพาบล็อก I/O แบบกระจายของ S 7-1500

simatic s 7-1200

S 7-1500 PLC Controller

ซีรี่ส์ S {{0}} รวมความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นทั้งหมดของ S 7-300 ในขณะที่คาดการณ์อนาคตของเทคโนโลยีการควบคุมระบบอัตโนมัติ กรณีศึกษาจำนวนมากเกี่ยวกับชุดนี้มุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรม 4.0 และการวิเคราะห์ข้อมูล S 7-1500 PLC แบ่งออกเป็นสามประเภท: มาตรฐานขนาดกะทัดรัดและไม่ปลอดภัยโดยมีแอปพลิเคชันคล้ายกับ S 7-300

S 7-1500 มีการปรับปรุงที่สำคัญในความเร็วในการประมวลผลประสิทธิภาพและความยาวรหัส นอกจากนี้ Profinet ยังทำหน้าที่เป็นโปรโตคอลมาตรฐานที่ใช้โดยคอนโทรลเลอร์ S 7-1500 ที่ติดตั้งโปรโตคอลและความสามารถในการสร้างเครือข่ายที่เหมาะสำหรับการประมวลผลขอบและคลาวด์

การเปรียบเทียบล่าสุดระหว่าง S 7-1500 และ S 7-300 ได้ดำเนินการเพื่อเลือกโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับโครงการระบบอัตโนมัติใหม่ อย่างไรก็ตามหลังจากการประกาศการหยุดการหยุดของ S 7-300, S 7-1500 ได้กลายเป็นทางออกอย่างเป็นทางการโดยมีหลาย บริษัท ที่วางแผนจะเปลี่ยนไป

simatic s 7-1500

6. แนวโน้มอนาคต: อุตสาหกรรม 4. 0 และความยั่งยืน

Siemens Plc Innovations ได้สอดคล้องกับความต้องการทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน S 7-1500 สนับสนุนอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์และเทคโนโลยีคู่ดิจิตอลคู่ช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาและการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ซีเมนส์ยังรวมซอฟต์แวร์วิศวกรรมเข้าด้วยกันผ่านแพลตฟอร์ม TIA Portal ทำให้สามารถจัดการวงจรชีวิตเต็มรูปแบบตั้งแต่การดีบักเสมือนจริงไปจนถึงการผลิตจริง

บทสรุป

จากปี 1958 Simatic ถึง S 7-1500 ร่วมสมัยประวัติศาสตร์ของการพัฒนา Siemens PLC แสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการปรับตัวในตลาดซีเมนส์ไม่เพียง แต่พัฒนาการเปลี่ยนแปลงอัจฉริยะของการผลิต แต่ยังเป็นผู้นำในแนวโน้มของระบบอัตโนมัติทั่วโลกในช่วงอุตสาหกรรม 4. 0 ยุค ในขณะที่คลาวด์คอมพิวติ้งและ AI ยังคงรวมเข้าด้วยกัน Siemens PLCs จะยังคงเป็นศูนย์กลางของการแปลงเป็นดิจิทัลในอุตสาหกรรม