Siemens S7-1200 vs. S7-1500: Welke PLC is geschikt voor uw project?

Siemens S7-1200 vs. S7-1500: Welke PLC is geschikt voor uw project?

Een praktische vergelijking voor automatiseringsingenieurs, OEM-machinebouwers en systeemintegratoren die kiezen tussen Siemens SIMATIC S7-1200 en S7-1500 programmeerbare logische controllers.

1Inleiding

Als je bijna elke discussie in een besturingscabinet over Siemens PLC's bekijkt, komt de vraag snel naar voren: S7-1200 of S7-1500?en beide ondersteunen PROFINET dus het is gemakkelijk om aan te nemen dat de keuze is meestal over het budgetIn de praktijk veroorzaakt een verkeerde beslissing echte problemen: een S7-1200 die zijn grenzen overschrijdt, veroorzaakt ingenieurshoofdpijn.Terwijl een S7-1500 in een eenvoudig pomppaneel geld is uitgegeven waar het niet hoeft te zijn.

In dit artikel worden de werkelijke verschillen uiteengezet over prestaties, I/O-capaciteit, communicatie, bewegingscontrole,en integratie ¢ en bevat een voorbeeld van de werkelijke configuratie van de S7-1200 die als een PROFINET I-apparaat onder toezicht van S7-1500 fungeertDat patroon komt vaak voor in de praktijk en is het waard om te begrijpen voordat u uw systeemarchitectuur finaliseert.

2. Productoverzicht

2.1 Siemens SIMATIC S7-1200

De S7-1200 richt zich op kleine tot middelgrote automatisering waar een compacte voetafdruk, ingebouwde I/O en eenvoudige programmering belangrijk zijn.gebouwsautomatisering, en proceslijnen waar het aantal I/O beheersbaar blijft en de cyclustijd niet extreem is.

De CPU-lijn loopt van de 1211C tot en met de 1217C, met een praktisch bereik van digitale en analoge I/O. De 1215C en 1217C voegen een tweede PROFINET-poort en iets meer geheugen toe.signaalborden, en communicatie-modules verlengen de basis-CPU waar nodig.

•Werkgeheugen: 50 KB (CPU 1211C) tot 150 KB (CPU 1217C)

•On-board I/O: 6?? 14 DI, 4?? 10 DO, 0?? 2 AI afhankelijk van de CPU-variant

•Bewegingsregeling: tot 4 ∼ 6 PTO-assen voor basispositioneel gebruik

•PROFINET: 1 poort op de meeste modellen; 2 poorten op 1215C en 1217C

•Ondersteuning voor I-apparaten: vanaf firmware V4.0

•Programmering: LAD, FBD, STL, SCL, GRAPH via het TIA-portaal

2.2 Siemens SIMATIC S7-1500

De S7-1500 is ontworpen voor veeleisende toepassingen: grote I/O-tellingen, snelle cyclustijden, geavanceerde beweging, communicatie op plantaardig niveau en industriële cyberbeveiliging.Alleen het scherm aan de voorzijde geeft de beoogde omgeving aan: gebouwd voor locaties waar diagnose op locatie zonder laptop belangrijk is.

Het bereik loopt van de 1511 (175 KB, entry point) tot de 1518 (4 MB+, sub-milliseconde scantijden), met storingsvrije F-varianten voor SIL-gerelateerde veiligheidstoepassingen.er is geen ingebouwde I/O everything verbindt via signaalmodules, waardoor het schaalproces eenvoudig is.

•Werkgeheugen: 175 KB tot 4 MB+ afhankelijk van de CPU

•I/O: geen ingebouwde I/O; volledig via signaalmodules of gedistribueerde ET 200 I/O

•Bewegingsbediening: tot 128 assen met geavanceerde bewegingsbibliotheek

•PROFINET: 2×4 poorten; OPC UA-server ingebouwd in de CPU

•Cyberbeveiliging: integriteitscontrole, toegangsbescherming, versleutelde communicatie

•Display: voorpaneel voor live-diagnostiek zonder technische software

3. Vergelijking van specificaties

 

Kenmerken	S7-1200	S7-1500
Doeltoepassing	Kleine tot middelgrote automatisering	Middelgrote tot grote / complexe automatisering
CPU-modellen	1211C, 1212C, 1214C, 1215C, 1217C	1511, 1513, 1515, 1516, 1517, 1518
Werkgeheugen	50 KB 150 KB	175 KB 4 MB+
In- en uitvoer aan boord	Ja (6?? 14 DI / 4?? 10 DO / 0?? 2 AI)	Geen
Maximale in-/uitvoerpunten	Tot ~ 284 DI+DO (met uitbreiding)	Duizenden (met ET 200 gedistribueerde I/O)
Bewegingscontrole	Tot 4 ∼ 6 assen (PTO / HSC)	tot 128 assen (voortgezette beweging)
PROFINET-havens	1 (de meeste CPU's) / 2 (1215C, 1217C)	2×4 poorten afhankelijk van de CPU
Ondersteuning voor I-apparaten	Ja van firmware V4.0+	Ja full I-Device controller
OPC UA-server	Niet ingebouwd (vereist CP-module)	Ja ‬ ingebouwde OPC UA server
Geïntegreerd scherm	- Nee, niet echt.	Ja voorpaneel display
Cybersecurity	Basis (kennisbescherming)	Geavanceerd (integriteitscontrole, toegangsbescherming)
Cyclustijd	Typisch 1 ‰ 10 ms	Submilliseconde voor high-end CPU's
Failsafe-varianten	Geen F-CPU beschikbaar	S7-1500F-serie (SIL 2/3)
Prijsniveau	Middenklasse	High-end

 

Tabel 1 Feature-by-feature vergelijking. I-Device ondersteuning op S7-1200 vereist firmware V4.0 of hoger.

4Belangrijkste verschillen in diepte

4.1 Geheugen en verwerkingssnelheid

Het geheugenverschil tussen de twee platforms is in de praktijk aanzienlijk.Een S7-1200 CPU 1214C verscheept met 100 KB werkgeheugen genoeg voor de meeste programma's op machine-niveau, maar krap voor alles met uitgebreide gegevensloggingDe S7-1500 begint bij 175 KB en schaalt tot meerdere megabytes.Dat is van belang op het moment dat je programma groeit of dat je gestructureerde gegevens haalt uit meerdere subsystemen..

Een typisch S7-1200-programma draait in het bereik van 1 ∼10 ms, dat zonder problemen de controle van de vervoerband, HVAC of de pompseriering afhandelt.De high-end CPU's van de S7-1500 bereiken sub-milliseconde scantijden, nodig voor gesloten lusbeweging of snelle procesregulatie, waarbij elke milliseconde de uitgangskwaliteit beïnvloedt..

4.2 I/O architectuur

De ingebouwde I/O van de S7-1200 is een reëel voordeel in eenvoudige toepassingen: minder modules, minder bedrading, kleiner paneel.Maximale I/O uitbreiding voor een S7-1200 maximaal een paar honderd puntenDe S7-1500, gecombineerd met ET 200SP of ET 200MP I/O via PROFINET, verwerkt duizenden punten op meerdere panelen en veldkasten zonder architectonische compromissen.

4.3 Bewegingscontrole

Beide controllers ondersteunen bewegingscontrole via de Motion Control-bibliotheek van TIA Portal, maar het plafond is heel anders.kleine poortjesDe S7-1500, met name in combinatie met SINAMICS-aandrijvingen via PROFINET, ondersteunt tot 128 assen met koppelvoerspanning, elektronische kamprofielen,en gecoördineerde meerassige interpolatie.

4.4 Communicatie en connectiviteit

Op PROFINET fungeren beide controllers als IO-controllers, maar de S7-1500 voegt OPC UA-servercapaciteit toe die is ingebouwd in de CPU – geen extra hardware of gateway nodig.Dit is belangrijk omdat fabrieken gegevens naar SCADA sturen.Met de S7-1200 vereist OPC UA een afzonderlijke CP-module, wat kosten en een potentieel storingspunt toevoegt.

4.5 Cyberbeveiliging

De S7-1500 bevat programma-integriteitscontrole het detecteert ongeoorloofde wijzigingen in het CPU-programma samen met versleutelde communicatie en configureerbare toegangsniveaus.Voor projecten in gereguleerde sectoren of locaties met IT/OT-beveiligingsvereistenDe S7-1200 biedt basiskennisbescherming en wachtwoordvergrendeling.die geschikt is voor veel toepassingen, maar niet voldoet aan de eisen van kritieke infrastructuur of farmaceutische automatisering.

5. S7-1200 als PROFINET I-toestel Onder S7-1500: Configuratievoorbeeld

Een gebruikpatroon dat regelmatig voorkomt, is het gebruik van de S7-1200 als een intelligente subcontroller (I-Device) onder een S7-1500 IO-controller.Dit werkt goed als u wilt beschermde machine logica, de verwerkingsbelasting verdelen of een zelfstandige machine aansluiten op een controller op plantaardig niveau zonder het hele systeem opnieuw te ontwerpen.

In I-Device-modus (beschikbaar vanaf firmware V4.0),De S7-1200 verwerkt zijn eigen lokaal proces De S7-1500 ziet de S7-1200 als een standaard PROFINET IO-apparaat, dat leest en schrijft naar het transfergebied zonder iets te hoeven weten over de interne logica van de S7-1200.Dit is ook de basis voor de bescherming van het intellectuele eigendom: de machinebouwer houdt het S7-1200-programma privé en deelt alleen een GSD-bestand voor integratie.

5.1 Configuratieparameters

 

Parameter	Voorbeeldwaarde	Beschrijving
IO-controller	S7-1217C ¢ 192.168.0.1	PLC's van hoger niveau die het PROFINET-netwerk beheren
I-apparaat	S7-1215C ¢ 192.168.0.2	Fungeert als intelligent IO-apparaat / subcontroller
Naam van het apparaat	I-apparaat	Moet precies overeenkomen in beide TIA-projecten
Subnetmasker	255.255.255.0	Standaard klasse C voor lokaal netwerk
Overdrachtsgebied	Q-gebied naar I-gebied	Gegevensuitwisselingsgebied tussen de controller en het apparaat
GSD bestand	Uitgevoerd uit I-Device project	Vereist wanneer controller en I-Device in afzonderlijke TIA-projecten zijn
Vereiste firmware	S7-1200 V4.0 of hoger	I-Device functie niet beschikbaar op eerdere firmware
Prioriteit Begin	Optioneel	Opmerking: door 'PN-params door bovenste controller' in te schakelen, wordt I-Device tegelijkertijd als IO-controller uitgeschakeld

 

Tabel 2 Typische opstelling van het I-toestel tussen S7-1215C (I-toestel) en S7-1217C of S7-1500 (IO-controller).

5.2 Configuratie van hetzelfde project

Wanneer beide CPU's in hetzelfde TIA Portal project zijn, is de installatie eenvoudig. Voeg beide CPU's toe aan de netwerkweergave, stel de S7-1215C-operatiemodus in IO-apparaat, ken het toe aan de IO-controller,en de overdrachtsgebieden definiëren. TIA Portal kent automatisch adressen toe, hoewel handmatige overschrijving beschikbaar is.

Een instelling die opmerkelijk is: activeren van 'PN-interfaceparameters toegewezen door bovenste IO-controller' handbesturing van de PROFINET-interface-instellingen (updatetijd, watchdog,Het project is gebaseerd op de volgende methoden:Het betekent ook dat het I-Device niet langer tegelijkertijd als IO-controller kan fungeren, een beperking die ingenieurs overrompelt wanneer ze een rol van gemengd apparaat hebben gepland.

5.3 Configuratie voor verschillende projecten (IP-bescherming)

De aanpak van verschillende projecten is de standaardkeuze voor IP-bescherming.vervolgens het GSD-bestand exporteren de exportoptie verschijnt pas na een succesvolle hardwarecompilatieImport de GSD in het S7-1500 project; het I-Device verschijnt in de hardwarecatalogus zoals elk ander PROFINET-apparaat.

De apparaatnaam in het GSD-bestand moet exact overeenkomen met de naam die is ingesteld in het S7-1200-project.Noem het geëxporteerde GSD-bestand niet opnieuw.

5.4 Gegevensuitwisseling tussen de controller en het I-toestel

Data beweegt door het transfergebied met behulp van een Q-gebied naar I-gebied mapping. Een praktische aanpak is om een User Data Type (UDT) te definiëren die overeenkomt met de byte lay-out van het transfergebied,Gebruik dan MOVE-opdrachten om data schoon in en uit te hanterenIn een geteste configuratie met een 1217C als IO-controller en een 1215C als I-Device bezette elk transfergebied 6 bytes per richting.De 1217C schreef rechtstreeks naar het uitgangsgebied van de 1215C en las het invoergebied terug effectiviteit remote I/O control terwijl de S7-1200 zijn lokale logica onafhankelijk bleef uitvoeren.

5.5 Veel voorkomende fouten en oplossingen

 

Symptoom	Oorzaak en oplossing
IO Device Fault Device Not Found	Netwerk onbereikbaar: voer eerst Ping uit. Controleer of de schakelaars in het pad het DCP-protocol ondersteunen. Controleer of de naam van het I-Device exact overeenkomt met het bronproject.
De GSD-uitvoeroptie is gegraveerd	De hardwareconfiguratie moet met succes zijn samengesteld voordat de exportoptie wordt geactiveerd.
Device naam mismatch bij opstarten	Het GSD-bestand bevat de apparaatnaam van het I-Device-project.
I-Device kan niet fungeren als IO-controller	Het activeren van 'PN-interfaceparameters toegewezen door bovenste IO-controller' schakelt de rol van gelijktijdige IO-controller uit.
Gegevens over het overdrachtsgebied inconsistent	Controleer de Q-to-I gebieds mapping in het programma. Gebruik een UDT met de MOVE-instructie om de byte-layout uit te lijnen. Bevestig dat beide PLC's zijn gedownload en draaien.
Niet beschikbaar voor prioritaire start (verschillende projecten)	'PN-interfaceparams door de bovenste controller' eerst inschakelen en vervolgens prioriteitstarten vanaf de masterprojectzijde (S7-1500) configureren.

 

Tabel 3 Common PROFINET I-Device-fouten. De meeste zijn te wijten aan onverenigbaarheid van apparaatnamen of onvolledige compilatiestappen.

6. Voorbeelden van toepassingen in de echte wereld

6.1 S7-1200 ️ Pompstationbesturing

Een waterbedrijf nodig om een 12-pomp booster station te automatiseren over drie panelen. Vereisten: lead-lag sequencing, druk PID controle, flow monitoring, en SCADA integratie via Modbus TCP.Een S7-1200 CPU 1215C met drie SM 1231 analoge invoermodules behandelde de sensorenEen CP 1243-1-module leverde Modbus TCP aan SCADA.

De ingebouwde PID-functieblok verwerkte de drukregulatie zonder aangepaste code.En het werkgeheugen van de 1215C van 150 KB liet ruimte voor toekomstige uitbreidingen.De ingebruikname duurde drie dagen – twee ingenieurs, geen specialistische bewegings- of veiligheidsexpertise vereist.

6.2 S7-1500 ️ Automobiel assemblagelijn

Een fabrikant van autocomponenten had een controller nodig voor een 24-station assemblagelijn met gecoördineerde servo positionering, visuele integratie en volledige traceerbaarheid.400 puntenDe S7-1200-eenheden op stationniveau in I-Device-modus verwerkten lokale I/O en stationslogic en voerden statusgegevens via PROFINET naar een centrale S7-1516.

De OPC UA-server van de S7-1516 is rechtstreeks verbonden met de MES van de fabriek, stroomt productiecijfers, cyclustijden en foutcodes zonder middleware.S7-1500F-varianten bij robotcellen met SIL 2-veiligheidsfunctiesDe S7-1516 beheerde de coördinatie van de bewegingen voor 18 servoassen over vier gesynchroniseerde stations met consistente cyclustijden van minder dan 8 ms.

7Hoe te kiezen: Besluitgids

 

Uw projectvereiste	Aanbevolen	De reden
Kleine machine met < 200 I/O-punten	S7-1200	In- en uitvoer + compact ontwerp vermindert de kosten van het paneel
HVAC, pomp of transportbandbesturing	S7-1200	Ingebouwde PID, motion en Modbus dekken de meeste behoeften
Budgetgevoelig OEM-project	S7-1200	Lagere kosten per eenheid; minder modules vereist
Onderprocescontroller onder S7-1500	S7-1200	I-Device-modus via PROFINET
500+ I/O-punten of controle op installatieniveau	S7-1500	Hoog geheugen en verspreide I/O-schaal gemakkelijk
met een vermogen van niet meer dan 50 W	S7-1500	met een vermogen van niet meer dan 50 W
Integratie van OPC UA / Cloud / MES	S7-1500	Ingebouwde OPC UA-server; geen extra gateway hardware
Snelle cyclustijd < 1 ms vereist	S7-1500	High-speed CPU's (1516, 1518) voor realtime-taken
Functionele veiligheid SIL 2/3	S7-1500	S7-1500F-serie met gecertificeerde veiligheidsfuncties
Netwerkbeveiliging is cruciaal.	S7-1500	Integriteitscontrole, versleutelde communicatie, toegangsbescherming

 

Voor grensprojecten moet worden overwogen om te beginnen met S7-1215C of S7-1217C, beide ondersteunen I-Device-modus en kunnen later worden ondergeschikt aan een S7-1500 zonder opnieuw bedrading.

7.1 Kies S7-1200 wanneer:

•De machine heeft minder dan 300 I / O-punten en zal niet aanzienlijk groeien

•De cyclustijd van 1 ‰ 5 ms is aanvaardbaar voor de toepassing.

•On-board I/O vereenvoudigt het ontwerp van het paneel en vermindert het totale aantal modules

•Het project is kosteneffectief en vereist geen geavanceerde bewegingen of veiligheid.

•De controller zal werken als een subcontroller (I-Device) onder een systeem van hoger niveau

7.2 Kies S7-1500 wanneer:

•Invoer/uitvoer meer dan 300 punten of een aanzienlijke toekomstige uitbreiding is gepland

•Een meer-assige bewegingsregeling met meer dan zes assen is vereist.

•OPC UA-connectiviteit met SCADA-, MES- of cloudsystemen is nodig zonder extra hardware

•Cybersecurity, toegangsbescherming of verificatie van de integriteit van het programma is verplicht

•Voor snelle procescontrole zijn submilliseconde scantijden vereist

•Functionele veiligheid (SIL 2/3) maakt deel uit van het concept van machineveiligheid

8. Kosten en totale eigendoms kosten

De S7-1200 CPU 1214C retailt op ongeveer 30~40% van een instapniveau S7-1500 CPU 1511. Voor een eenvoudige standalone machine is dat gat echt geld.

•Module aantal: S7-1500 met ET 200SP gedistribueerde I/O wordt kostenefficiënter als u ongeveer 200 I/O-punten passeert

•Diagnostiek: het geïntegreerde scherm van de S7-1500 en de uitgebreide foutinformatie verkleinen de tijd voor het oplossen van problemen ter plaatse

•Gateway-kosten: S7-1200 heeft een CP-module nodig voor OPC UA; S7-1500 bevat deze native

•Veiligheidskosten: S7-1500F elimineert externe veiligheidsrelais voor veel functies  omvat de volledige veiligheidsarchitectuur in elke kostenvergelijking

•Levensduur: S7-1500 heeft een langere gepubliceerde productlevenscyclus en een bredere software roadmap van Siemens

Voor machines waarvan wordt verwacht dat ze 10-15 jaar zullen werken met periodieke toevoegingen van functies, rechtvaardigt de ruimte van de S7-1500 de aanvankelijke kosten.Voor OEM-machines met een groot volume waarbij de eenheidskosten een concurrerende factor zijnDe S7-1200 is moeilijk te verslaan.

9. Gemeenschappelijke modelreferenties

 

Artikel nr.	Model	Belangrijkste kenmerken
6ES7212-1AE40-0XB0	S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC	8 DI / 6 DO / 2 AI 75 KB geheugen
6ES7214-1AG40-0XB0	S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC	14 DI / 10 DO / 2 AI ¢ 100 KB geheugen
6ES7215-1AG40-0XB0	S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC	14 DI / 10 DO / 2 AI 125 KB 2 PN-poorten
6ES7217-1AG40-0XB0	S7-1200 CPU 1217C DC/DC/DC	14 DI / 10 DO / 2 AI 150 KB 2 PN-poorten
6ES7511-1AK02-0AB0	S7-1500 CPU 1511-1 PN	175 KB geheugen 1 PN-poort instapniveau 1500
6ES7513-1AL02-0AB0	S7-1500 CPU 1513-1 PN	300 KB geheugen 1 PN-poort
6ES7515-2AM02-0AB0	S7-1500 CPU 1515-2 PN	Geheugen van 500 KB 2 PN-poorten
6ES7516-3AN02-0AB0	S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP	1 MB geheugen 2 PN + 1 DP-poorten

 

Tabel 5 Frequently ordered article numbers. Controleer altijd met Siemens TIA Selection Tool of uw geautoriseerde distributeur, aangezien firmwareversies en regionale beschikbaarheid verschillen.

Conclusies

De S7-1200 en de S7-1500 zijn beide solide platforms.

•S7-1200 = de juiste regelaar voor compacte machines, zelfstandige processen en kostengevoelige projecten waarbij de I/O- en prestatievereisten binnen het bereik blijven

•S7-1500 = de juiste controller wanneer de applicatie de capaciteit van de S7-1200 overstijgt op het gebied van I/O, snelheid, beweging, connectiviteit of beveiliging

The I-Device configuration covered in Section 5 is a legitimate and well-supported architecture that lets you combine both platforms — S7-1200 units handling distributed sub-processes while an S7-1500 manages the overall systemVeel grote installaties werken precies op deze manier, en het is de moeite waard om vanaf het begin te ontwerpen in plaats van later te retrofiteren.

Als u niet zeker weet welk platform bij uw project past, deel dan uw I/O-telling, cyclustijdvereisten en communicatiebehoeften met ons team.We leveren echte Siemens SIMATIC S7-1200 en S7-1500 hardware met volledige documentatie en technische ondersteuning.