Introducción
Como el mayor fabricante de equipos eléctricos y electrónicos de Europa, Siemens juega un papel vital en la automatización industrial global. Desde la introducción de la marca Simatic en 1958, Siemens PLC (controladores lógicos programables) se han convertido en dispositivos de control de núcleo en metalurgia, ingeniería química y fabricación de automóviles, gracias a su innovación y confiabilidad tecnológicas. Este artículo rastrea el desarrollo de Siemens PLCS y examina cómo evolucionaron de controladores binarios a plataformas inteligentes para la industria 4. 0.
1.Exploración temprana: de relés al control de transistor (1958-1970 s)
El nacimiento de la marca Simatic marcó el comienzo de la tecnología de automatización Siemens. En 1958, Siemens lanzó su primer producto Simatic Series y lanzó el Simatic G en 1959, que utilizó la tecnología de transistores para reemplazar los relés tradicionales. Este avance mejoró significativamente la compacidad y la eficiencia energética de los sistemas de control. La serie Simatic N posterior, introducida en la década de 1960, incorporó materiales de silicio para optimizar aún más la velocidad y la estabilidad del dispositivo, estableciendo las bases para la digitalización futura.
Durante esta fase, los PLC se basaron principalmente en el hardware, pero demostraron el potencial para reemplazar los relés mecánicos, ofreciendo soluciones preliminares para la automatización industrial.
2.La revolución del microprocesador: avances con series S3 y S5 (1970-1990 S)
Simatic S3 (1975)
El primer producto PLC de Siemens, el Simatic S3, se lanzó oficialmente en 1975. Presentó un diseño de controlador binario con una interfaz operativa simple, utilizada principalmente para tareas básicas de control lógico como el control del interruptor de línea de producción. A pesar de su funcionalidad limitada, la serie S3 estableció una base para futuros productos.
Simatic S5 (1979)
Con la maduración de la tecnología del microprocesador, Siemens introdujo la serie S5 en 1979, reemplazando efectivamente el S3. Esta serie fue la primera en incorporar microprocesadores, permitiendo operaciones lógicas más complejas e introducir la herramienta de programación del Paso 5, que podría ejecutarse en sistemas CP/M y MS-DOS. Esta transición marcó un cambio en los PLC de hardware a programación de software. Modelos típicos como el S 5-95 U y S 5-155 U encontró una aplicación generalizada en el control de procesos.
Simatic S5 PLC
Etapas tempranas en red
En la década de 1980, la serie S5 evolucionó en los modelos de la serie U (por ejemplo, S 5-90 U, S 5-135 U), mejorando el diseño modular y habilitando el control de E/S distribuido, allanando la forma de las redes industriales.
3.Salto digital: la serie S7 y la automatización totalmente integrada (1994-2000 s)
El nacimiento de la serie Simatic S7 (1994)
En 1994, Siemens lanzó la innovadora serie S7, marcando otro año revolucionario para Simatic PLCS. Siemens introdujo la primera versión de Profibus e integró el concepto de redes industriales en el reino del PLC. La serie Simatic S7 incluye tres modelos principales: S 7-200, S 7-300 y S 7-400, dirigido a sistemas de control pequeños, medios y grandes, respectivamente. Entre estos, el S 7-300 se convirtió en el modelo más popular, reconocido por su amplia gama de tamaños de CPU adecuados para casi todas las aplicaciones.
Innovaciones centrales:
- Diseño modular:Permite combinaciones flexibles, con las S 7-300 que ofrecen 22 tipos de CPU para cumplir con diferentes escenarios industriales.
- Compatibilidad de Windows:La herramienta de programación del Paso 7 presenta una interfaz gráfica, reduciendo las barreras para el desarrollo.
- Comunicación de red:La integración de la tecnología de bus PROFIBUS permite la red a nivel de dispositivo.
El concepto de automatización totalmente integrada (TIA) (1996)
Siemens propuso el concepto de TIA (automatización totalmente integrada) para lograr una colaboración perfecta desde el diseño hasta la producción a través de una plataforma unificada que integra PLC, HMIS y software industrial. El sistema de control de procesos PCS7, lanzado en 1996, combinó la interfaz WinCC con Profibus Networks, convirtiéndose en una solución de referencia para las industrias de procesos.
4.Transformación inteligente: el aumento de S 7-1200 y S 7-1500 (2009- presente)
S7-1200 (2009)
El S 7-1200, una actualización a S 7-200, se caracteriza por su tamaño compacto e interfaz Profinet integrada, admitiendo la expansión de E/S distribuida. Aunque dirigido al extremo medio a bajo del mercado, su rentabilidad lo ha convertido en una opción preferida para pequeños sistemas de automatización.
S7-1500 (2012)
Establecido como el sucesor oficial de S {{0}}/400, el S 7-1500 fue diseñado para la industria 4.0 con varias ventajas:
- Procesador de alto rendimiento:Admite respuestas a nivel de milisegundos con un aumento de diez veces en la eficiencia de ejecución del código.
- Capacidades de integración de la nube:El protocolo OPC UA incorporado permite la interfaz directa con las plataformas de computación y nubes de borde.
- Seguridad y escalabilidad:Ofrece CPU redundantes y módulos a prueba de fallas adecuados para aplicaciones de alta fiabilidad.
Iteración de productos y estrategia de mercado
Siemens anunció la interrupción de S 7-300 en 2023, con piezas de repuesto ya no disponibles después de 2033, instando a los usuarios a migrar a la S 7-1500.
5. INTRODUCCIÓN A CONTROLADORES SIMATIC S7
Habiendo establecido una base en la historia de Siemens PLC, revisemos tres modelos Simatic PLC líder en el mercado: S 7-300, S 7-1200 y S 7-1500.
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Característica |
S7-300 |
S7-1200 |
S7-1500 |
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Velocidad del reloj de la CPU |
48 MHz |
100 MHz |
400 MHz |
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Apoyo de Profinet |
No |
Sí |
Sí (avanzado) |
S 7-300 controlador PLC
El S 7-300 PLC se ha convertido en el producto más popular entre la primera serie de ofertas S7, ayudando a establecer Siemens como líder en la industria de la automatización. El S 7-300 presenta un diseño de conector de bus en serie y es adecuado para una amplia gama de tareas complejas de control de procesos.
En comparación con el S 7-400, el S 7-300 tiene menos funcionalidades, memoria y capacidades de E/S. Sin embargo, su huella y rentabilidad más pequeñas le brindan una mayor importancia del mercado al equilibrar la capacidad y los gastos de procesamiento.
Siemens ofrece 22 versiones diferentes de la CPU S 7-300, clasificada en tipos de tecnología estándar, compactos, seguros y de tecnología. Cada tipo cumple varios requisitos para fábricas de diferentes tamaños. Las CPU compactas mantienen una cobertura similar a las CPU estándar, pero están optimizadas para entornos críticos espaciales. Las CPU seguras a prueba de fallas integran el control de nivel de seguridad dentro de un solo dispositivo, mientras que las CPU tecnológicas atienden a aplicaciones avanzadas de control de movimiento.
El S 7-300 PLC ha estado en el mercado durante casi treinta años, y Siemens ha anunciado su eliminación oficial, con la industria migrando hacia las plcs más modernas S 7-1200 y S 7-1500.
S 7-1200 controlador PLC
Lanzado para abordar varios desafíos técnicos presentados por el S 7-300, el S 7-1200 ofrece E/S incrustadas más pequeñas mientras se mantiene la escalabilidad modular. Sin embargo, no se considera un sucesor formal del S 7-300, un rol reservado para el S 7-500. El S 7-1200 sirve como un modelo de transición, capaz de cumplir con la mayoría de las funciones de la S 7-1500, con un software fácilmente transferible entre los dos modelos. Sus dimensiones compactas, junto con E/S incrustadas, lo convierten en una excelente opción para los paneles de control. Muchas aplicaciones nuevas han pasado al sistema S 7-1200 o confían en los bloques de E/S distribuidos del S 7-1500.
S 7-1500 controlador PLC
La serie S {{0}}} combina todas las ventajas de flexibilidad y escalabilidad de las S 7-300 mientras anticipa el futuro de la tecnología de automatización de control. Muchos estudios de casos sobre esta serie se centran en la industria 4.0 y el análisis de datos. El S 7-1500 PLC se clasifica en tres tipos: estándar, compacto y a prueba de fallas, con aplicaciones similares a las de S 7-300.
El S 7-1500 cuenta con mejoras significativas en la velocidad de procesamiento, el rendimiento y la longitud del código. Además, Profinet sirve como el protocolo estándar utilizado por los controladores S 7-1500, equipados con protocolos y capacidades de red adecuadas para la computación de borde y nube.
Se realizaron comparaciones recientes entre el S 7-1500 y S 7-300 para seleccionar las mejores soluciones para nuevos proyectos de automatización. Sin embargo, después del anuncio de la interrupción de S 7-300, el S 7-1500 se ha convertido en la solución oficial, con muchas compañías que planean hacer la transición a ella.
6. Futar tendencias: Industria 4. 0 y sostenibilidad
Las innovaciones de Siemens PLC se han alineado constantemente con las demandas industriales. Actualmente, el S 7-1500 admite algoritmos de inteligencia artificial y tecnología gemela digital, facilitando el mantenimiento predictivo y la optimización de la eficiencia energética. Además, Siemens consolida el software de ingeniería a través de la plataforma TIA Portal, que permite la gestión completa del ciclo de vida desde la depuración virtual hasta la producción real.
Conclusión
Desde el Simatic de 1958 hasta los S 7-1500 contemporáneos, la historia del desarrollo de Siemens PLC representa una evolución de la tecnología de automatización industrial. A través de la innovación tecnológica continua y la adaptación del mercado, Siemens no solo ha avanzado la transformación inteligente de la fabricación, sino que también ha liderado el camino en las tendencias de automatización global durante la industria 4. 0. A medida que la computación en la nube y la IA continúen integrándose, Siemens PLCS seguirá siendo centrales para la digitalización industrial.
