S7-1200 und S7-1500 sind zwei Familien von Siemens-SIMATIC-Steuerungen, die in derselben TIA-Portal-Umgebung programmiert werden, aber für Maschinen unterschiedlicher Größe gedacht sind. Der Hersteller bezeichnet die S7-1200 als Basic Controller und die S7-1500 als Advanced Controller. Über die Wahl entscheiden die Anzahl der Signale und Achsen, die Sicherheitsanforderungen, die Verfügbarkeit der Anlage, der Standard des Auftraggebers und die Frage, wie stark die Maschine nach der ersten Inbetriebnahme noch wächst.
Worin unterscheiden sich S7-1200 und S7-1500 in der Praxis?
Die S7-1200 steuert eine Maschine mit begrenzter Zahl an Signalen und Achsen, die S7-1500 ganze Linien, anspruchsvolle Bewegungsabläufe und Anlagen, die nicht stillstehen dürfen. Der Unterschied liegt nicht allein in der Prozessorgeschwindigkeit. Es geht um die Größenordnung: wie viele Module sich ergänzen lassen, wie viele Geräte das Netzwerk bedienen kann, wie viel Programm in den Speicher passt und welche Technologiefunktionen überhaupt zur Verfügung stehen.
Der Vergleich bezieht sich auf die aktuelle Generation S7-1200 G2, die Siemens für neue Projekte empfiehlt, und auf die Standard-CPUs der S7-1500.
| Kriterium | S7-1200 G2 | S7-1500 |
|---|---|---|
| Stellung im Siemens-Portfolio | Basissteuerung: einzelne Maschinen, einfache Linien | fortgeschrittene Steuerung: Linien, Zellen, verfahrenstechnische Anlagen |
| Programm- / Datenspeicher | 150-300 KB / 500-750 KB | ab 150 KB / 1 MB (CPU 1511) bis zu mehreren MB Programm und mehreren Dutzend MB Daten |
| Bitoperationszeit | 37 ns | von einigen Dutzend ns bei den Basis-CPUs bis zu wenigen ns bei den leistungsstärksten |
| Lokale Erweiterung | bis zu 10 Signal- und Kommunikationsmodule (CPU 1214C) | bis zu 32 Module im zentralen Baugruppenträger + ET-200-Inseln im Netzwerk |
| PROFINET | 2 Ports, IRT, bis zu 31 Geräte | bis zu 3 Schnittstellen bei größeren CPUs, Hunderte Geräte |
| Motion | typisch 4, maximal 10 Positionierachsen, einfache Kinematik | mehr Achsen, Synchronisation, Kurvenscheiben; S7-1500T mit Kinematik und Synchronisation zwischen Steuerungen |
| Programmiersprachen | KOP, FUP, SCL | KOP, FUP, SCL, AWL, GRAPH |
| Redundanz | nicht vorhanden | Varianten S7-1500R und S7-1500H |
Im TIA Portal teilen sich beide Familien Editoren, Variablenverwaltung und Technologieobjekte. Für die S7-1200 genügt eine STEP-7-Basic-Lizenz, die S7-1500 erfordert STEP 7 Professional. Das ist wichtig für einen OEM, der das Projekt an die Instandhaltung des Kunden übergibt.
Wann reicht die S7-1200 für eine Maschine aus?
Die S7-1200 reicht für eine eigenständige Maschine, bei der die Ein- und Ausgänge in wenige Erweiterungsmodule passen und die Bewegung auf wenige Achsen begrenzt ist. Das ist der typische Bereich für Verpackungsmaschinen, Etikettiermaschinen, Dosieranlagen, Förderer und einfache Montagestationen.
Mit dem Generationswechsel hat sich die Grenze deutlich nach oben verschoben. Die erste Generation der S7-1200 beherrschte Bewegungen auf der Ebene einzelner Achsen, die S7-1200 G2 bietet Technologieobjekte für synchrone Achsen, Kurvenscheiben und einfache Kinematik, PROFINET IRT mit einem auf das Programm abgestimmten Zyklus sowie funktionale Sicherheit, die in STEP 7 Basic ohne separate Safety-Lizenz konfiguriert wird. Eine Maschine, die vor einigen Jahren allein wegen weniger synchronisierter Achsen eine S7-1500 benötigte, passt heute oft in eine G2.
Ein Beispiel aus der Halle: eine einfache Verpackungsmaschine mit Bildverarbeitung und drei Servoantrieben. Eine S7-1200 G2 übernimmt darin die Logik, zwei Positionierachsen, eine synchrone Achse, die Kommunikation mit der Kamera über PROFINET und ein HMI-Panel. Eine günstigere Steuerung senkt die Kosten jeder verkauften Maschine, was bei der Serienfertigung eines OEM mehr zählt als bei einer einzelnen Linie.
Eine Besonderheit der G2 ist der in die CPU integrierte NFC-Tag. Der Techniker hält das Telefon an das Gehäuse und liest Gerätetyp, Firmware-Version, IP-Adresse und Diagnosedaten aus. Die grundlegenden Informationen sind sogar ohne Spannungsversorgung der Steuerung abrufbar.
Mehr darüber, wie wir mit dieser Familie arbeiten, finden Sie auf der Seite Programmierung von Siemens S7-1200 SPS-Steuerungen.
Wann braucht eine Maschine eine S7-1500 statt einer S7-1200?
Die S7-1500 ist erforderlich, wenn die Maschine die Ressourcen der S7-1200 übersteigt oder wenn der Auftraggeber Funktionen verlangt, die die S7-1200 nicht hat. Meist entscheidet eine der folgenden Bedingungen:
- Größe der Linie: mehrere Hundert Signale, viele Stationen im PROFINET-Netz, mehrere ET-200SP-Inseln und HMI-Panels in einem Projekt;
- Bewegung: mehr Achsen als einige wenige Positionierachsen, Synchronisation vieler Achsen, kartesische Roboter mit Förderbandverfolgung (S7-1500T);
- Verfügbarkeit: Eine Linie, die nach einem CPU-Ausfall nicht stillstehen darf, benötigt eine redundante Steuerung S7-1500R oder S7-1500H, bei der die Reserve-CPU die Steuerung innerhalb von bis zu 300 ms (R) bzw. bis zu 50 ms (H) übernimmt;
- Standard des Auftraggebers: Konzernstandards wie VASS, Daimler Integra oder BMW TMO bauen ihre Bibliotheken auf einer bestimmten Hardwareplattform auf. Die Steuerung ergibt sich dann aus der Spezifikation und nicht aus der Entscheidung des Konstrukteurs;
- Sprachen und Bibliotheken: AWL-Code, der von älteren Steuerungen übernommen wurde, oder Ablaufketten in GRAPH erfordern eine S7-1500.
Das Risiko entsteht, wenn die S7-1200 „auf Kante“ gewählt wird. Die Maschine besteht die Abnahme, und nach einem Jahr ergänzt der Kunde eine Prüfstation, einen Codeleser und eine weitere Achse. Dann sind Speicher und Modulplätze erschöpft, und der Wechsel auf eine größere Steuerung bedeutet neue Hardware im Schaltschrank, eine umgebaute Netzwerkkonfiguration und erneute Tests. Die Kosten für den CPU-Tausch in einer laufenden Maschine, mit Stillstand und erneuter Abnahme, liegen um ein Vielfaches über dem Preisunterschied der Steuerung in der Projektphase.
Auf der S7-1500 haben wir zum Beispiel die Produktionslinie des eATS2.0-Motors für Daimler programmiert. Mehr zur Arbeit mit dieser Familie finden Sie auf der Seite Programmierung von Siemens S7-1500 SPS-Steuerungen.
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Wie verändert die S7-1200 G2 die Wahl zwischen S7-1200 und S7-1500?
Die S7-1200 G2 übernimmt einen Teil der Maschinen, für die früher die kleinste CPU der S7-1500 gewählt wurde. Es geht vor allem um Konstruktionen mit einigen Achsen, einem PROFINET-IRT-Netz und Sicherheitsfunktionen.
Siemens hat den schrittweisen Auslauf der ersten Generation der S7-1200 angekündigt. Ersatzteile für die G1 sollen noch Jahre verfügbar sein, aktuelle Termine nennt die Migrationsseite von Siemens. Für den Konstrukteur bedeutet das zweierlei:
- eine neue Maschine mit S7-1200 sollte von Anfang an auf der G2 entstehen, denn die G1 verkürzt den Zeitraum, in dem der Kunde Ersatz ohne Neukonstruktion kaufen kann;
- ein Maschinenpark mit G1 muss nicht dringend ersetzt werden, doch bei der nächsten Modernisierung lohnt es sich, einen Migrationsplan auf die G2 oder die S7-1500 vorzubereiten.
Die Grenze zwischen den Familien ist nicht verschwunden. Nach der Einteilung von Siemens beherrscht die S7-1200 G2 grundlegende Bewegungen, die S7-1500 den mittleren Bereich und die S7-1500T die anspruchsvollsten Aufgaben. Redundanz, AWL und GRAPH sowie große Programme bleiben weiterhin Sache der S7-1500.
S7-1200 oder S7-1500 – wie entscheiden Sie im Maschinenprojekt?
Die Entscheidung fällt anhand einer Anforderungsliste und nicht allein anhand des CPU-Preises. Vor der Wahl der Steuerung sollten Sie fünf Fragen beantworten können:
- Wie viele Ein- und Ausgangssignale hat die Maschine heute, und wie viele kann sie nach einer Erweiterung haben?
- Wie viele Achsen müssen positioniert werden, und wie viele benötigen Synchronisation oder Kinematik?
- Welche Sicherheitsfunktionen werden benötigt, und sollen sie in derselben CPU laufen?
- Hat der Auftraggeber einen eigenen Programmierstandard oder eine Liste zugelassener Steuerungen?
- Ist ein Stillstand nach einem CPU-Ausfall akzeptabel, oder benötigt die Linie Redundanz?
Wenn die Antworten mit Reserve in die Ressourcen der S7-1200 G2 passen, wird die Maschine günstiger und kommt mit einem kleineren Schaltschrank aus. Wenn auch nur eine Anforderung an eine Grenze stößt, ist die S7-1500 die sicherere Wahl. Eine bei der Projektierung eingeplante Reserve an Speicher und Modulen hilft, einen Steuerungstausch im laufenden Betrieb zu vermeiden.
Beide Steuerungen werden in denselben Grundsprachen programmiert, daher lässt sich in KOP oder SCL geschriebene Logik zwischen den Familien übertragen. Die Sprachen behandelt ausführlicher der Beitrag Welche SPS-Programmiersprachen gibt es?, die Hersteller vergleicht der Artikel Die wichtigsten Hersteller von SPS-Steuerungen: Ein Leitfaden für Produktionsunternehmen.
Sie stellen Maschinen auf neuere Siemens-Steuerungen um? Als Integrator übertragen wir das Programm auf S7-1200 G2 oder S7-1500.
FAQ
Quellen
- Siemens, „SIMATIC S7-1200 G2 Deep Dive Launch Webinar“ (Daten der CPU 1212C und 1214C G2, Motion, Safety, NFC).
- Siemens, „SIMATIC S7-1200 – end of lifecycle for the first generation and the recommended solution for the future“: https://www.siemens.com/en-gb/products/migration-of-automation-systems/
- Siemens, Prospekt „SIMATIC S7-1500 R/H“ (Speicher, Leistung, Umschaltzeiten redundanter CPUs).
- Siemens, Datenblatt der CPU 1511-1 PN (6ES7511-1AK02-0AB0).
