S7-1200 oder S7-1500: SPS-Auswahlhilfe

1. Warum die Entscheidung wichtig ist

Eine für eine Maschine gewählte Steuerung bleibt häufig zehn bis fünfzehn Jahre im Einsatz. Ein späterer Wechsel kann eine Überarbeitung des Programms, eine neue Verknüpfung der HMI-Variablen, zusätzliche Ersatzteile und die Schulung der Techniker erfordern.

Der CPU-Kaufpreis ist nur ein Teil der Gesamtbetriebskosten. Engineering-Stunden, Inbetriebnahme, Wartung und spätere Erweiterungen wirken sich über den Lebenszyklus aus.

2. Einordnung der Familien S7-1200 und S7-1500

Die S7-1200 ist eine kompakte Familie. Einige CPUs besitzen integrierte digitale und analoge E/A; Erweiterungen erfolgen über Signalboards, Signalmodule und Kommunikationsmodule. Sie eignet sich häufig für Einzelmaschinen und kompakte Anwendungen, bei denen Platzbedarf und Hardwarekosten zählen.

Die S7-1500 ist modular aufgebaut. Die E/A werden in separaten Modulen installiert; die Familie bietet Ressourcen für anspruchsvollere Anwendungen. Sie wird häufig für größere Linien, koordinierte Bewegungen, detaillierte Diagnose und eine umfassendere Integration in die Fabrik eingesetzt.

3. Leistung und Speicher

Die S7-1500 bietet in der Regel mehr Ausführungsleistung und Speicher für Anwendungen mit mehreren Maschinenabläufen, Datenverarbeitung und Kommunikation. Für eine Einzelmaschine mit einfacher Ablaufsteuerung kann die S7-1200 ausreichen; prüfen Sie die Auslegung für die konkrete CPU.

Schätzen Sie Programmumfang, Datenbausteine und Rezepturspeicher und vergleichen Sie den Bedarf mit dem aktuellen Datenblatt. Messen Sie die Zykluszeit bei der Inbetriebnahme in TIA Portal und planen Sie Reserven für spätere Änderungen ein.

4. Kommunikation und Konnektivität

Beide Familien unterstützen PROFINET für die Gerätekommunikation und lassen sich mit HMI, SCADA und übergeordneten Systemen verbinden. Unterschiede hängen von der Modulkonfiguration, der Anzahl der Verbindungen und den benötigten Projektfunktionen ab.

Bewegungssteuerung mit PROFINET IRT und isochronem Betrieb wird üblicherweise mit S7-1500-Anwendungen verbunden. OPC-UA-Funktionen und unterstützte Netzwerktopologien hängen von CPU, Modulen und Firmware ab. Prüfen Sie die aktuellen Unterlagen zur konkreten Bestellnummer.

5. Diagnose und Instandhaltung

Die S7-1500 bietet detailliertere Diagnosefunktionen und Trace-Funktionen zur Aufzeichnung des Signalverhaltens über die Zeit. Diese Werkzeuge können die Analyse intermittierender Fehler und Probleme bei der Inbetriebnahme erleichtern.

Die S7-1200 bietet Diagnosefunktionen für viele kompakte Maschinen. Prüfen Sie vor der Auswahl, ob der Diagnoseablauf zu den Erfahrungen und Werkzeugen des Instandhaltungsteams passt.

6. Gesamtbetriebskosten vergleichen

Vergleichen Sie die vollständige Konfiguration und die Kosten über den Lebenszyklus, nicht nur den CPU-Preis:

CPU, E/A, Kommunikationsmodule und Netzteil für die tatsächliche Konfiguration;
Engineering-, Test-, Dokumentations- und Inbetriebnahmestunden;
Anzahl der Bestellnummern, die als Ersatzteile bevorratet werden müssen;
Schulung der Techniker und Lizenzmodell des HMI;
wahrscheinliche Erweiterungen der Maschine oder Linie in den nächsten Jahren.

7. Entscheidungstabelle: Was die Projektanforderungen nahelegen

Kriterium	Spricht für S7-1200	Spricht für S7-1500
Anwendungsgröße	Einzelmaschine, geringe oder mittlere E/A-Anzahl	Linie mit mehreren Stationen oder hoher E/A-Anzahl
Bewegung	Einfache Antriebe, keine koordinierten Achsen	Mehrere koordinierte Servoachsen
Diagnose	Standarddiagnose erfüllt die Anforderungen	Trace und detaillierte Diagnose sind erforderlich
Kommunikation	Standard-PROFINET und wenige Verbindungen	Mehr Netzwerksegmente und umfassendere Integration; Funktionen prüfen
Platz im Schaltschrank	Kompakte Konfiguration	Platz für ein modulares Rack vorhanden
Hardwarebudget	Enges Budget für CPU und E/A	Das Projekt rechtfertigt die zusätzlichen Ressourcen
Standardisierung	Einzelmaschine ohne gemeinsame Ersatzteilvorgabe	Gemeinsame Familie und Bibliothek im Werk

8. Drei Automatisierungsszenarien

A. Eigenständige Etikettiermaschine

Eine Maschine mit etwa 40 digitalen Eingängen, 24 digitalen Ausgängen, vier Analogsignalen, einem HMI und ohne koordinierte Bewegung. Eine S7-1200 kann Platz- und Budgetanforderungen erfüllen, wenn Speicher, Kommunikation und Erweiterung geprüft wurden. Dokumentieren Sie die Erweiterungsgrenze.

B. Verpackungslinie mit vier Stationen

Eine Linie mit Servoachsen, Rückverfolgbarkeitsdaten an ein MES, mehreren PROFINET-Segmenten und häufigen Änderungen bei der Inbetriebnahme. Eine S7-1500 kann hier passen; durch Standardisierung lassen sich Funktionsbausteine zwischen Stationen und Linien wiederverwenden.

C. Hybride Architektur

Die Hauptlinie nutzt eine S7-1500, während eine eigenständige Hilfsmaschine mit einer S7-1200 über PROFINET kommuniziert. Definieren Sie den Datenaustausch eindeutig und stellen Sie dem Instandhaltungsteam eine konsistente Diagnoseansicht für beide Steuerungen bereit.

9. Häufige Fehler

Auswahl allein nach dem Preis und spätere Feststellung von Speicher- oder Kommunikationsgrenzen.
Keine Reserve für E/A- und Programmerweiterungen einplanen.
Dezentrale E/A als Nebensache behandeln; die Station hat eigene Kosten und Diagnoseanforderungen.
Anforderungen an die funktionale Sicherheit erst nach dem Schreiben des Programms prüfen.
Den Inbetriebnahmeaufwand unterschätzen, wenn die Diagnose nicht zu den tatsächlichen Fehlern passt.

10. Standardisierung als Werksstrategie

Eine gemeinsame Steuerungsfamilie für die meisten Maschinen kann Ersatzteilvielfalt, Schulungsaufwand und Engineering-Arbeit verringern. Legen Sie eine Standardfamilie für neue Maschinen fest und erlauben Sie Ausnahmen, wenn eine dokumentierte Anforderung sie begründet. Halten Sie Entscheidung und Annahmen in der Projektakte fest.

Praktische Übung für Ihr Projekt

Erfassen Sie digitale Ein- und Ausgänge, Analogsignale und Sonder-E/A.
Listen Sie alle Verbindungen auf: HMI, SCADA, weitere Steuerungen, Antriebe, MES oder ERP.
Geben Sie an, ob koordinierte Bewegung erforderlich ist und wie viele Achsen beteiligt sind.
Schätzen Sie Programmieraufwand und Speicherbedarf und planen Sie Reserve für Änderungen ein.
Füllen Sie die Entscheidungstabelle aus und begründen Sie die empfohlene Familie in einem Absatz.
Benennen Sie die Anforderung, deren Änderung die Empfehlung beeinflussen würde.

Checkliste vor der CPU-Auswahl

Lesen Sie die aktuellen Datenblätter der konkreten Bestellnummern.
Prüfen Sie die erforderliche TIA-Portal-Version und Firmware-Hinweise jeder CPU.
Klären Sie die Anforderungen an die funktionale Sicherheit vor der Festlegung der CPU mit dem Sicherheitsingenieur.
Bewahren Sie eine schriftliche Begründung im Projektordner auf.

Siemens-SPS-Begriffe und Technologien aus der Praxis

Diese Begriffe sind bei Auswahl, Programmierung oder Modernisierung einer Siemens-SPS relevant. Die konkrete Kompatibilität hängt von Bestellnummer, Firmware, Lizenzen und TIA-Portal-Version ab.

SIMATIC S7-1200: Eine Familie kompakter SPSen für den Maschinenbau und kleine bis mittlere Anwendungen. Die Auswahl richtet sich nach Anzahl und Art der Signale, Kommunikation und benötigten Funktionen.
SIMATIC S7-1500: Eine modulare SPS-Familie für Anwendungen mit höheren Anforderungen an Verarbeitung, Diagnose, Kommunikation oder Motion Control. Prüfen Sie die konkrete CPU- und Modulkonfiguration.
SIMATIC S7-300 modernisieren: Bei bestehenden S7-300-Anlagen kann eine Modernisierungsbewertung erforderlich sein. Erfassen Sie Hardware-Bestellnummern, STEP-7-Programm, PROFIBUS/PROFINET, HMI und zulässige Stillstandszeiten.
TIA Portal und STEP 7: Siemens-Engineering-Umgebung für Hardwarekonfiguration, SPS-Programmierung, Diagnose und Wartung. Prüfen Sie Projektversion und Kompatibilität mit CPU und Firmware.
WinCC, HMI und SCADA: WinCC umfasst Visualisierungs- und Bedienlösungen. Bei Neuprojekten und Migrationen sind Runtime-Version, Tag-Anzahl, Rezepte, Meldungen und Verbindungen zwischen HMI, SPS und SCADA zu prüfen.
PROFINET und PROFINET IRT: Industrial-Ethernet-Technologien für die Kommunikation zwischen SPS, dezentraler Peripherie, HMI und Antrieben. Echtzeitanforderungen, Topologie und unterstützte Geräte müssen zur konkreten Architektur passen.
PROFIBUS DP: Ein Feldbus, der in Bestandsanlagen häufig vorkommt. Dokumentieren Sie bei einer Modernisierung Teilnehmer, Adressen, GSD-Dateien und die Migrations- oder Integrationsstrategie.
OPC UA und MES/ERP-Integration: OPC UA kann den Datenaustausch zwischen Automatisierung und übergeordneten Systemen unterstützen. Prüfen Sie CPU-Unterstützung, Zertifikate, Sicherheit, Datenmodell und MES- oder ERP-Anforderungen.
SIMATIC ET 200 und dezentrale Peripherie: Dezentrale E/A-Familien ermöglichen die Installation von Ein- und Ausgängen nahe an der Maschine. Die Auslegung berücksichtigt Module, Netzwerk, Aktualisierungszeiten und Diagnose.
Motion Control, Achsen und Antriebe: Für Positionierung und koordinierte Bewegungen sind Achsanzahl, Synchronisationsfunktionen, Antriebskommunikation und die geforderte Zyklusleistung zu bewerten.
Fail-safe-CPU und funktionale Sicherheit: Sicherheitsanforderungen ergeben sich aus der Risikobeurteilung und müssen durch qualifiziertes Personal validiert werden. Die CPU-Auswahl ersetzt weder Sicherheitskonzept noch Validierung.

Häufige Fragen zu Siemens-SPSen

Was ist der Unterschied zwischen Siemens S7-1200 und S7-1500?

Vergleichen Sie beide für die konkrete Anwendung: CPU-Leistung, Speicher, E/A, Kommunikation, Diagnose, Motion und Gesamtkosten. Eine universell beste Steuerung für jede Maschine gibt es nicht.

Wie sollte eine S7-300-Migration geplant werden?

Beginnen Sie mit einer Bestandsaufnahme von Hardware und Programm. Prüfen Sie dezentrale E/A, PROFIBUS oder PROFINET, HMI/WinCC, Lizenzen und Stillstandsfenster. Testen Sie Konvertierung und Rückfallplan vor Änderungen in der Produktion.

Was ist bei TIA Portal, WinCC und PROFINET zu prüfen?

Bestätigen Sie Software- und Firmware-Versionen, die Kompatibilität der konkreten Komponenten, Netzwerktopologie und benötigte Funktionen. Nutzen Sie die Siemens-Dokumentation zu den gewählten Bestellnummern.

S7-1200 oder S7-1500 für eine neue Maschine?

Entscheiden Sie anhand von E/A, Zykluszeit, Kommunikation, Motion- und Sicherheitsanforderungen, Diagnose, Erweiterung und Wartungskompetenz. Dokumentieren Sie Kriterien und Leistungsreserve.