Simatic

Simatic ist ein Produktname der Firma Siemens. Er wird für Produkte in der Automatisierungstechnik, der Leittechnik und der Manufacturing-Execution-Ebene genutzt.

Die Simatic-Baureihe für Automatisierungstechnik ist eine elektronische speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Die Steuerungsfunktionen werden als Programm im Speicher einer CPU-Baugruppe gespeichert. Programmiert wird die Simatic mittels der Programmiersoftware STEP 5/STEP 7 und Software von Fremdherstellern. Das Automatisierungssystem ist modular und kann neben der CPU mit unterschiedlichen digitalen und analogen Peripheriebaugruppen sowie vorverarbeitenden, intelligenten Baugruppen bestückt werden. Die Baugruppen können zentral (in der Nähe der CPU) oder dezentral vor Ort in der Anlage aufgebaut sein. Vom kleinen Kompaktgerät bis zur Hochleistungs-SPS gibt es Simatic-Steuerungen für fast jeden Einsatzbereich in der industriellen Steuerungs- und Regelungstechnik. Allen Simatic-S7-Steuerungen gemeinsam ist ihre Robustheit gegenüber elektromagnetischen Störungen (entsprechend den Anforderungen des EMV-Gesetzes) und klimatischer Beanspruchung (z. B. von 0 bis +60 °C Umgebungstemperatur im Betrieb) sowie die hohe Geschwindigkeit und die Ausbaufähigkeit (siehe Daten unten). Inzwischen übernehmen die Simatic-Module auch Funktionen, für die bisher völlig andere Technologien eingesetzt werden mussten. Dadurch wurden komplexe Steuerungen zusammengefasst, wodurch sowohl Platz als auch Kosten eingespart werden konnten. Die Simatic-Steuerungen und deren Programmiersoftware STEP 5 und STEP 7 sind in Deutschland die am weitesten verbreiteten ihrer Art.

Produktgeschichte

In den Anfängen der programmierbaren Steuerung gab es die Simatic in der Version G mit Germanium-Einzelhalbleitern. Sie kam am 2. April 1958 als verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS) Simatic auf den Markt.

Am 2. April 1958 wurde der Name Simatic beim Deutschen Patentamt als Warenzeichen der Firma Siemens-Schuckertwerke eingetragen. Simatic verbindet „Siemens“ und „Automatic“ als Kofferwort miteinander.

Die Modelle N (1964) mit Silicium-Einzelhalbleitern, H, P und C (1973) als integrierte Schaltung folgten innerhalb der kommenden 15 Jahre. Der Übergang von der umständlichen VPS zur wesentlich effizienteren speicherprogrammierbaren Steuerung gelang 1973 mit der Simatic S3 mit bescheidenem Erfolg. 1979 kam die Simatic S5 mit großem Erfolg auf den Markt. Bis 1995 wurde sie ständig weiter entwickelt und ist bis 2015 bei Siemens teilweise immer noch verfügbar. Erstmals wurden konsequent alle drei Darstellungsarten für das Anwenderprogramm angeboten: Anweisungsliste, Funktionsplan und Kontaktplan. 1994 erfolgte die Einführung der heute aktuellen und ständig weiter entwickelten Simatic S7.

Modelle

Simatic S3

Die Simatic S3 basiert auf dem Schaltungssystem der Simatic C3.

• Simatic S3-111

Simatic S5

Siemens S5-95U-Basisgerät

Siemens S5-100U CPU 100

Siemens OP 393-Bediengerät

• Simatic S5-90 – kompaktes Kleinsteuergerät
• Simatic S5-95 – kompaktes Kleinsteuergerät

• Simatic S5-100 – modular aufgebautes Kleinsteuergerät

• Simatic S5-101
• Simatic S5-105
• Simatic S5-110
• Simatic S5-115 – modular aufgebautes, mittleres Steuergerät ohne Lüfter

CPUs 100er Serie	Programm- / Datenspeicher	Besonderheiten
6ES5 090-8MA0x	4 kByte	230V-Netzteil integriert, Onboard 10 binäre Ein- und 6 Relais-Ausgänge
6ES5 095-8MA0x	8/8, 16 kByte	Basisgerät, Onboard 16 binäre Ein- und Ausgänge, 8 analoge Eingänge, 1 analoger Ausgang, 4 Alarm- / Zählereingänge, integrierte Uhr
6ES5 095-8MB0x	16, 20 kByte	zusätzliche PROFIBUS-Schnittstelle
6ES5 095-8MC0x	8/8,16, 20 kByte	zusätzliche serielle Programmier-, L1-BUS-, ASCII-Schnittstelle
6ES5 095-8MD0x	16/20 kByte	zusätzliche PROFIBUS-DP-Slave-Schnittstelle
6ES5 095-8ME0x	16/20 kByte	zusätzliche PROFIBUS-DP-Master-Schnittstelle
6ES5 095-8AF0x	16/20 kByte	fehlersicher
6ES5 100-8MA0x	2 kByte	keine Onboard-Peripherie, reduzierter Befehlssatz
6ES5 102-8MA0x	4 kByte	keine Onboard-Peripherie, ca. 10x schneller als CPU 100
6ES5 103-8MA0x	20 kByte	keine Onboard-Peripherie, ca. 10x schneller als CPU 102, integrierte Uhr

unterschiedliche Speicherkapazitäten je nach Ausgabestand

CPU's 115er Serie	Programm- / Datenspeicher	Besonderheiten
6ES5 941-7UBxx	18/2 kByte
6ES5 942-7UBxx	42/10 kByte
6ES5 943-7UBxx	48/48 kByte	optional 2. Programmier- / L1-BUS / ASCII-Schnittstelle
6ES5 944-7UBxx	96/96 kByte	optional 2. Programmier- / L1-BUS / ASCII-Schnittstelle
6ES5 945-7UBxx	256/384 kByte	optional 2. Programmier- / L1-BUS / ASCII-Schnittstelle
6ES5 942-7UHxx	5 kByte	hochverfügbar
6ES5 942-7UFxx	5 kByte	fehlersicher

Speicher mit Steckmodulen erweiterbar

• Simatic S5-135 – dieses Automatisierungsgerät gehörte zum mittleren Leistungsbereich der Simatic-S5-Gerätereihe. Es handelt sich um das erste Simatic-Mehrprozessorsystem mit bis zu vier parallel betriebenen Zentralprozessoren. Jeder Zentralprozessor hat sein eigenes Programm, seine eigenen Merker, Zeiten und Zähler. Alle Zentralprozessoren arbeiten mit demselben Peripheriebus; sie können über Koppelmerker oder über Datenbausteine untereinander Daten austauschen.

• Simatic S5-150 – im Jahr 1980 auf den Markt gebracht wurde dieses speicherprogrammierbare Steuerungssystem mit Analogwertverarbeitung.
• Simatic S5-155 – modular aufgebautes, großes Steuergerät mit Lüfter

Simatic S7

Die Simatic S7 gehört in den Bereich der Totally Integrated Automation.

• Simatic S7-200

Mit einer Größe von 80x62 mm (HxT) die kleinste SPS von Siemens. Diese hat bis zu 24 KByte Programmspeicher und eine Bitoperationszeit von max. 0,22 µs. Über eine integrierte RS 485-Schnittstelle ist die Kommunikation zu anderen Geräten möglich.

• Simatic S7-1200
  

  Siemens Simatic S7-1200

Im April 2009 leitete Siemens einen Generationenwechsel bei den Simatic S7-Steuerungen ein. Zuerst wurde die S7-200 durch die S7-1200 ersetzt. Wann S7-300 und S7-400 ersetzt werden ist noch unbekannt.^[1] Die S7-1200 ist für Lösungen im Kleinsteuerbereich gedacht. Die Steuerung ist ausgestattet mit einer Profinet-Schnittstelle. Sie wird mit STEP 7 Basic programmiert. Der Arbeitsspeicher ist 50 kB groß. Ihre Geschwindigkeit wird mit 0,1 ms pro 1000 Anweisungen oder auch 0,1 µs Bitoperationszeit angegeben.

Siemens Simatic S7-300

• Simatic S7-300

Die meistverkaufte Siemens-SPS hat eine Größe von 125x130 mm (HxT). Diese hat bis zu 2 MByte Arbeits-, 8 MByte Programmspeicher und eine Bitoperationszeit von min. 0,01 µs. Über integrierte RS 485-, Profibus- und Ethernet-Schnittstellen ist die Kommunikation zu anderen Geräten möglich. Durch ein Firmware-Update im August 2009 konnte eine schnellere Bitoperationszeit von 0,004 µs erreicht werden.

• Simatic S7-400

Die größte SPS von Siemens mit einer Größe von 290x219 mm (HxT). Diese hat bis zu 16 MByte Programmspeicher und eine Bitoperationszeit von min. 0,018 µs. Über integrierte RS 485-, Profibus- und Ethernet-Schnittstellen ist die Kommunikation zu anderen Geräten möglich.

• Simadyn D, Simatic TDC

Frei konfigurier- und programmierbare Regelungssysteme mit 64-Bit-Prozessoren für Prozesse wie Druckmaschinen, Walzwerke, Gas- und Ölförderanlagen und Kraftwerke. Wird in Prozessen mit hoher Anforderung an Regelgeschwindigkeit z.B. im Transrapid eingesetzt. Minimaler zyklischen Arbeitstakt beträgt 0,1ms.

• Simatic WinAC

PC-based Control, offene Steuerung (Soft-SPS) für die PC-basierte Automatisierung. Simatic WinAC ergänzt Simatic S7 um PC-basierte Steuerungen mit Echtzeitverhalten. Es wird eingesetzt, wenn verschiedene Aufgaben wie Datenverarbeitung, Kommunikation, Visualisierung und Technologie auf einem PC integriert werden sollen. Als Programmspeicher ist der PC-Arbeitsspeicher nutzbar und ist nur an dessen Grenzen gebunden. Bitoperationszeiten von 0,004 µs sind möglich. Ebenfalls gibt es von Siemens eine vom TÜV Süd zertifizierte fehlersichere Variante dieses Software-Controllers.^[2]

Simatic-Kompatible

Aufgrund der hohen Verbreitung und der Bedeutung als Quasi-Industriestandard sowie der relativ hohen Preise insbesondere für Original-Speichermodule haben schon Mitte der achtziger Jahre des 20. Jahrhunderts kleinere Firmen begonnen, Simatic-kompatible Baugruppen zu entwickeln und zu vermarkten. Dabei handelt es sich sowohl um funktionsgleiche Baugruppen, die im Wettbewerb zu den Originalbaugruppen stehen, als auch um ergänzende Baugruppen.

Literatur

• Hans Berger: Automatisieren mit Simatic, 4. überarbeitete und erweiterte Auflage, 2009, ISBN 978-3-89578-348-7
• Hans Berger: Automatisieren mit Simatic S5-115U, 6. Auflage, 1998, ISBN 3-89578-100-2
• Hans Berger: Automatisieren mit Simatic S5-135U, 3. Auflage, 1989, ISBN 3-8009-1537-5
• Hans Berger: Automatisieren mit SIMATIC S7-1200, 2010, ISBN 978-3-89578-355-5
• Hans Berger: Automatisieren mit SIMATIC S7-300 im TIA-Portal, 2011, ISBN 978-3-89578-357-9
• Arnold Zankl: Meilensteine der Automatisierung, 2006, ISBN 3-89578-258-0
• Jürgen Müller: Regeln mit Simatic, 4. überarb. u. erw. Auflage, 2011, ISBN 978-3-89578-340-1
• Rolf Hahn: Elektronische Bausteinsysteme Simatic, 2. überarb. Auflage, 1974, ISBN 3-8009-1188-4
• Ludwig Wenzl: Simatic S7 – STEP 7 Praxistraining, 3. überarb. u. erw. Auflage, ISBN 978-3-14-231226-2

Siehe auch

• Logo (SPS)
• Stuxnet: Schadprogramm, das gezielt Simatic-Steuerungen angreift
• Teleperm M

Einzelnachweise

1. ↑ Computer & Automation, 12. März 2009
2. ↑ Computer & Automation, 12. Mai 2009

Weblinks

• Siemens-Simatic-Portal