最新の瓶詰め工場の制御キャビネットでは、Siemens PLC S7-1200 が 1 時間あたり数千本のボトルの充填、蓋締め、ラベル貼り付けを静かに調整しています。 500 メートル離れた工場の中央制御室では、Siemens PLC S7-1500 がサイト全体のエネルギー分配、水処理、生産レポートを管理し、数十の下位コントローラーからのデータを処理しています。どちらもシーメンス PLCシステムは異なりますが、小型車と貨物列車ほどの違いがあります。オートメーション エンジニア、システム インテグレーター、調達専門家にとって、Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 の違いを理解することは、アプリケーションに適切なコントローラーを指定するための基礎です。間違ったプラットフォームを選択すると、プロジェクトの遅延、パフォーマンスのボトルネック、または不必要な過剰支出につながる可能性があります。
S7-1200 および S7-1500 は、シーメンスの Totally Integrated Automation (TIA) ポートフォリオの 2 層を表します。 S7-1200 は、中小規模の自動化タスク向けに設計されたコンパクトで高機能なコントローラーで、パフォーマンス、接続性、コスト効率のバランスを提供します。 S7-1500 は、複雑でデータ集約型のオートメーションや要求の厳しいモーション コントロール アプリケーション向けに構築されたハイエンド コントローラーで、大幅に優れた処理能力、メモリ、通信機能を備えています。この記事では、これら 2 つの Siemens PLC ファミリの主な違いを、パフォーマンス、メモリ、I/O 拡張、通信、モーション コントロール、安全性、プログラミングという 7 つの重要な側面にわたって詳しく説明します。最終的には、次の自動化プロジェクトに適切なシーメンス PLC を選択するための明確なフレームワークが得られます。
PLC の中心となるのはその処理能力です。 Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 は根本的に異なるプロセッサ アーキテクチャを使用しているため、パフォーマンスに大きなギャップが生じます。 S7-1200 はデュアルコア ARM Cortex-M プロセッサを搭載しており、S7-1500 はより強力な Intel Atom または同様の高性能 x86 プロセッサを使用しています。このアーキテクチャの違いは、実行速度、サイクル タイム、複雑な数学演算と大量のデータを処理する能力など、いくつかの主要なパフォーマンス指標に現れます。簡単に言うと、S7-1200 は数千行のコードと適度な数の I/O ポイントを快適に管理できますが、S7-1500 は数十万行のコード、複雑なモーション コントロール、大規模なデータ処理を簡単に処理できます。
パフォーマンスのギャップを理解する実際的な方法は、一般的なサイクル時間を調べることです。 S7-1200 は、プログラムのサイズと I/O 構成に応じて、1 ～ 10 ミリ秒の範囲のサイクル タイムで動作します。これは、コンベア、包装機、単純なプロセス制御など、大部分の個別製造アプリケーションには十分です。対照的に、S7-1500 は高速タスクで 100 マイクロ秒という短いサイクル タイムを達成できるため、高速モーション コントロール、印刷機、および正確なタイミングと高速応答を必要とするその他のアプリケーションに適しています。 S7-1500 は、最大 128 軸の位置決めが可能な統合モーション コントローラーを含む「テクノロジー」CPU バリアントも備えています。
命令の実行速度も重要な指標です。 S7-1200 はビットおよびワード操作を約 0.1 マイクロ秒で実行できますが、S7-1500 は同じ操作を 0.001 マイクロ秒で実行でき、これは 100 倍です。この違いは、大規模なプログラム、複雑な数学関数、またはリアルタイム シミュレーションを扱う場合に顕著になります。 S7-1500 は、統合された浮動小数点ユニットと SIMD 命令も備えており、ベクトル演算を迅速に実行できます。生産データ分析、品質レポート、機械学習推論などの広範なデータ処理を扱うシーメンス PLC にとって、S7-1500 の優れた処理能力は不可欠です。
次の表は、Siemens PLC S7-1200 および S7-1500 ファミリの主要なパフォーマンス指標を並べて比較したものです。
| メトリック | シーメンス PLC S7-1200 | シーメンス PLC S7-1500 |
| プロセッサアーキテクチャ | ARM Cortex-M (デュアルコア) | Intel Atom / x86 (高性能) |
| 標準的なサイクルタイム | 1～10ミリ秒 | 0.1～2ミリ秒 |
| ビット命令の実行 | ～0.1マイクロ秒 | ～0.001マイクロ秒 |
| 浮動小数点ユニット | エミュレートされたソフトウェア | 統合されたハードウェア |
| テクノロジー CPU オプション | いいえ | はい (最大 128 軸のモーション制御) |
| SIMD 命令 | いいえ | はい |
実際のシナリオでは、継続的な PID 制御ループ、データ ログ、および SCADA システムとの通信を必要とするアプリケーションを考えてみましょう。 S7-1200 はこれに対応できますが、S7-1500 を使用すると、同じタスクをはるかに短いサイクル タイムとより高い精度で実行できるため、より優れたプロセス制御とより高品質の出力が得られます。私たちの経験岳陽通図電子商取引株式会社高い処理能力と高速応答が要求されるアプリケーションでは、S7-1500 が S7-1200 よりも常に優れたパフォーマンスを発揮することが示されています。このパフォーマンス上の利点は単なる理論上の利点ではなく、生産性、品質、エネルギー効率の目に見える改善につながります。
メモリ容量は、Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 の主な差別化要因です。 Siemens PLC のメモリは、プログラム メモリ (ユーザー プログラム用)、データ メモリ (プロセス データ、パラメータ、およびログ用)、および保持メモリ (電源サイクル後に保持する必要があるデータ用) のいくつかの領域に分割されています。 S7-1200 のメモリ サイズは固定であり、モデルによって異なりますが、最大のプログラム メモリは 4 MB、データ メモリは 2 MB です。 S7-1500 は、CPU モデルに応じて、プログラム メモリが最大 60 MB、データ メモリが最大 20 MB と、大幅に多くのメモリを提供します。このメモリの違いにより、プログラムのサイズだけでなく、保存できるデータの量やデータ構造の複雑さも決まります。
メモリ容量の実際的な影響は大きくなります。画像をキャプチャして基準パターンと比較する製品品質検査システムを開発していると想像してください。 S7-1200 は限られた数のリファレンス イメージとパラメータを保存できますが、数百ものリファレンス パターンや詳細な制作ログを保存する必要がある場合、すぐにメモリが不足してしまいます。 S7-1500 は、より大容量のメモリを備えているため、これらのデータ集約型アプリケーションを簡単に処理できます。 S7-1500 は、最大 32 GB の SD カード メモリ拡張もサポートしており、S7-1200 では利用できない機能である大規模なデータ ロギング、レシピ ストレージ、ファームウェアのアップデートが可能です。
データ処理も重要な領域です。 S7-1500 には、大規模なデータ配列と構造化データ型の効率的な処理を可能にするデータ管理システムが組み込まれています。 OPC UA 通信をネイティブにサポートし、上位システムとの効率的なデータ交換を可能にします。 S7-1500 の統合 Web サーバーは、包括的な診断および視覚化インターフェイスを提供し、オペレーターが標準 Web ブラウザを介してプロセス データ、アラーム ログ、診断情報にアクセスできるようにします。 S7-1200 にも Web サーバーがありますが、その機能はさらに制限されており、基本的な診断情報のみを提供します。複雑なデータ管理とレポート作成のために、S7-1500 はより豊富な機能セットを提供します。
次の表は、Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 のメモリとデータ処理能力を比較しています。
| 特徴 | シーメンス PLC S7-1200 | シーメンス PLC S7-1500 |
| プログラムメモリ (最大) | 4MB | 60MB |
| データメモリ (最大) | 2MB | 20MB |
| SDカードスロット | いいえ | はい (最大 32 GB) |
| OPC UA ネイティブ サポート | クライアント（限定） | サーバーとクライアント (フル) |
| 統合Webサーバー | 基本的な診断 | 包括的な視覚化と診断 |
| データロギング | SDカード（オプション）限定 | 内部メモリまたはSDカードまで拡張可能 |
経験則として、プログラム メモリの約 50% をメイン アプリケーションに割り当て、残りの 50% を将来の拡張、データ ログ、および追加機能に割り当てます。一般的な小型マシンの場合は、S7-1200 のメモリで十分ですが、大規模なシステムや大規模なデータ収集を行うマシンの場合は、S7-1500 の豊富なメモリにより、スペースが不足することがなくなります。オートメーションの専門家として、Siemens PLC に現在のアプリケーションと将来の拡張を処理するのに十分なメモリがあることを確認する必要があります。S7-1500 はその余裕を提供します。
フィールド デバイスに接続し、他のシステムと通信する機能は、PLC の基本的な要件です。 Siemens PLC S7-1200 および S7-1500 はどちらも幅広い I/O モジュールと通信オプションを提供しますが、最大拡張容量と利用可能な通信プロトコルが異なります。 S7-1200 は、最大 128 個のローカル I/O ポイント (統合または拡張モジュール経由) を備えた小規模から中規模のアプリケーション向けに設計されています。標準として統合された PROFINET 通信を提供し、通信モジュールを介して限られた数の PROFIBUS および AS インターフェイス デバイスをサポートします。 S7-1500 は、はるかに拡張性の高いプラットフォームで、数千の I/O ポイントと、PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP、MODBUS などの幅広い通信プロトコルをサポートします。
複数のサーボ ドライブ、アナログ センサー、ビジョン システム、およびバーコード リーダーを使用するパレタイザー マシンを考えてみましょう。 S7-1200 はこれらのデバイスに接続できますが、限られた PROFINET パフォーマンスとサポートされる I/O ポイントの数が少ないことがボトルネックになる可能性があります。 64 軸のモーション制御、1000 のデジタル I/O ポイント、および数十のアナログ信号を備えた大規模なマテリアル ハンドリング システムの場合、S7-1200 は不十分です。 S7-1500が必要になります。 S7-1500 は、大規模な I/O を処理する能力と柔軟な通信機能により、複雑なシステム全体の自動化プロジェクトに最適です。
通信速度も差別化要素です。 S7-1200 は、最大 100 Mbps の PROFINET 通信をサポートします。 S7-1500 は 100 Mbps の PROFINET もサポートしていますが、モーション コントロール アプリケーション用の PROFINET IRT (等時性リアルタイム) もサポートし、250 マイクロ秒という短いサイクル タイムで確定的な通信を提供します。これは、制御信号のタイミングが絶対的に正確である必要がある高精度のモーション制御にとって不可欠です。 S7-1500 は、EtherNet/IP などの幅広い産業用イーサネット プロトコルのサポートも提供するため、他のベンダーのサードパーティ デバイスと統合できるため、ベンダーが混在する環境に適しています。
次の表は、Siemens PLC S7-1200 および S7-1500 の I/O および通信機能をまとめたものです。
| 特徴 | シーメンス PLC S7-1200 | シーメンス PLC S7-1500 |
| 最大。ローカル I/O ポイント | 128 | 数千（拡張経由） |
| 統合コミュニケーション | プロフィネット | PROFINET (IRT オプションあり) |
| プロフィバスのサポート | モジュール経由 | 統合またはモジュール経由 |
| EtherNet/IPのサポート | いいえ | はい |
| MODBUS TCP のサポート | FB経由 | 統合された |
| IOリンクのサポート | いいえ | はい |
| プロフィネット IRT | いいえ | はい |
私たちの経験では、S7-1200 と S7-1500 のどちらを選択するかは、多くの場合、プロジェクトの通信要件と I/O 要件によって決まります。多数の I/O ポイント、高速通信、または複数の産業用プロトコルのサポートが必要な場合は、S7-1500 が最適な選択肢です。要件が控えめで、アプリケーションが 1 台のマシンまたは小規模な生産セルに限定されている場合、S7-1200 はコスト効率の高いソリューションを提供します。 Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd. は、両方の Siemens PLC プラットフォームを提供しており、特定のアプリケーションに適したプラットフォームの選択をお手伝いします。
モーション制御と安全性は、Siemens PLC S7-1500 が S7-1200 よりも優れている 2 つの分野です。 S7-1200 は、内蔵 PTO (パルス列出力) または PROFINET を使用して、いくつかのステッピング モーターや単純なサーボ ドライブの制御など、基本的なモーション制御タスクを処理できます。ただし、少数の軸 (通常は最大 4 つ) に制限されており、カム、ギア、同期モーションなどの高度なモーション制御機能はサポートされていません。一方、S7-1500 は本格的なモーション コントロール プラットフォームで、電子ギアリング、カム、補間などの高度な機能を使用して最大 128 軸のモーションを制御できます。
S7-1500 のテクノロジー CPU バリアントには、広範囲のモーション アプリケーションに確定的な高速制御を提供する統合モーション コントローラーが含まれています。 Siemens SINAMICS ドライブ ファミリに加え、PROFINET IRT をサポートするサードパーティ製ドライブもサポートします。 S7-1500 のモーション制御機能は同期軸まで拡張されており、複数の軸をマスター/スレーブ構成で調整できます。これは、所定の長さの切断、同期溶接、フライカットなどの用途に不可欠です。 S7-1200 はこれらの機能に匹敵するものではありません。複雑なモーション コントロール アプリケーションには、S7-1500 が必須のプラットフォームです。
安全性もまた重要な要素です。 S7-1500 は、S7-1500F CPU によるフェールセーフ自動化をサポートしており、人員と機械を保護するための統合安全機能を提供します。 S7-1500F は、PROFIBUS および PROFINET の標準安全プロトコルである PROFIsafe をサポートしており、安全定格の I/O およびデバイスに接続できます。 S7-1200 には専用のフェールセーフ CPU オプションがないため、機能安全を必要とするアプリケーションでの使用が制限されます。安全性が最優先事項である人が占有する空間で動作する機械や装置に対して、S7-1500F は必要な安全度水準 (SIL) 機能を提供します。アプリケーションが認定された安全機能を必要とする場合、S7-1500 が唯一の実行可能な選択肢です。
以下の表は、2 つのシーメンス PLC プラットフォームのモーション制御と安全機能を比較しています。
| 特徴 | シーメンス PLC S7-1200 | シーメンス PLC S7-1500 |
| 最大。モーション軸 | 4 (PTO または PROFINET 経由) | 128 (PROFINET IRT 経由) |
| 電子ギアリング / カム | いいえ | はい |
| シンクロナイズドモーション | いいえ | はい |
| テクノロジー CPU オプション | いいえ | はい |
| フェールセーフ（安全）CPU | いいえ | あり（S7-1500F） |
| PROFIsafe サポート | いいえ | はい |
岳陽通図電子商取引株式会社 では、最初はプロジェクトに S7-1200 を検討していたが、後になって高度なモーション コントロールと安全機能が必要であることに気づくお客様によく遭遇します。 S7-1500 は、単一の統合プラットフォームでこれらの両方のニーズに対応します。 S7-1500 は標準アプリケーションと安全アプリケーションの両方に使用できるため、1 台のマシンに必要なコントローラの数が削減されることは注目に値します。協調動作、高精度、または安全性を必要とするあらゆるアプリケーションにとって、S7-1500 は明らかな選択肢です。
シーメンス PLC S7-1200 と S7-1500 のどちらを選択するかは、最終的にはアプリケーションの特定の要件に基づいて決定されます。鍵となるのは、コストを過剰に費やすことなく、または逆にアプリケーションに対して能力が不足するコントローラーを選択することなく、コントローラーの機能をタスクの要求に適合させることです。単一の「最適な」コントローラーはありません。特定のアプリケーションに適したコントローラーしかありません。次の意思決定フレームワークは、要件を評価し、適切な Siemens PLC を選択するのに役立ちます。
アプリケーションが中小規模のマシンまたはプロセスで、I/O 要件が中程度 (128 ポイント未満)、通信ニーズが限られており、高度なモーション制御や安全要件がない場合、S7-1200 は正しい選択です。簡易包装機、コンベア、小型ラベル貼付システム、基本的なプロセス制御などのアプリケーションに最適です。 S7-1200 は、教育とトレーニングのための優れたプラットフォームでもあり、シーメンス PLC プログラミングへのコスト効率の高いエントリーポイントを提供します。コンパクトなサイズ、統合された PROFINET、および強力な TIA ポータル ソフトウェアにより、多くの自動化タスクに対して非常に有能なコントローラーになります。
アプリケーションが、高い I/O 数 (数百または数千のポイント)、広範な通信要件、高度なモーション制御 (複数軸、同期モーション)、または安全要件 (フェールセーフ オートメーション) を備えた大規模で複雑なマシンまたはプロセスである場合、S7-1500 は正しい選択です。 S7-1500 は、包装ライン、大規模マテリアルハンドリング、印刷機、ロボット工学、プロセスオートメーションなどのアプリケーションに最適です。また、大規模なデータ ロギング、OPC UA 通信、および上位レベルの IT システムとの統合を必要とするデータ集約型アプリケーションにも推奨されます。 S7-1500 の強力なプロセッサ、十分なメモリ、柔軟な通信オプションにより、複雑なシステムレベルの自動化に最適なプラットフォームになります。
選択プロセスを視覚化するために、各 Siemens PLC プラットフォームの一般的なアプリケーション シナリオを並べて比較することを検討してください。
| 応用 | シーメンス PLC S7-1200 | シーメンス PLC S7-1500 |
| 小型包装機 | ✓ | ✓ |
| コンベア制御（簡易） | ✓ | ✓ |
| ラベル制度 | ✓ | ✓ |
| 高速充填ライン | ✓ | |
| 多軸ロボティクス | ✓ | |
| プラントの完全自動化 | ✓ | |
| 安全性が重要なアプリケーション | ✓ | |
| データロギングとMESの統合 | ✓ | ✓ |
| 複雑なモーション制御（カム） | ✓ |
現在の要件だけでなく、将来の拡張も考慮することをお勧めします。現在は適切な Siemens PLC S7-1200 でも、マシンやプロセスが進化するにつれて不十分になる可能性があります。 S7-1500 は、より大容量のメモリ、より大きな I/O 容量、および高度な機能のサポートを備えており、将来の成長の余地がさらに広がります。疑わしい場合は、後で高価なアップグレードを避けるために、より高性能なコントローラーを選択することをお勧めします。 Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd. は、技術サポートと製品選択のガイダンスを提供して、この決定を支援します。
質問 1: Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 の両方に同じプログラミング ソフトウェアを使用できますか?
回答: はい、Siemens PLC S7-1200 と S7-1500 は両方とも、TIA ポータル (Totally Integrated Automation Portal) ソフトウェアを使用してプログラムされています。 TIA ポータルは、S7-1200、S7-1500、S7-300/400 を含むすべての Siemens PLC プラットフォームに統合エンジニアリング環境を提供します。このソフトウェアには、同じプログラミング言語 (ラダー ロジック、ファンクション ブロック図、構造化テキスト、ステートメント リスト) と共通のプロジェクト管理構造が含まれています。これは、プログラミング チームが新しい環境を学習することなく、両方のプラットフォーム用のコードを開発できることを意味します。ただし、使用可能な命令とシステム機能は 2 つのプラットフォーム間で異なります。 S7-1500 は、より広範な命令セットを提供します。
質問 2: S7-1500 は常に S7-1200 より高価ですか?
回答: 一般に、はい、シーメンス PLC S7-1500 は、その高性能と強化された機能を反映して、S7-1200 よりも高価です。ただし、価格の差は特定の CPU モデルと I/O 構成によって異なります。中程度の要件を持つアプリケーションの場合、S7-1200 は優れたコストパフォーマンス比を提供します。複雑なアプリケーションや大規模なアプリケーションの場合、S7-1500 への追加投資は、その優れた機能と将来性によって正当化されます。コストを比較するときは、ハードウェアのコストだけでなく、エンジニアリング時間、設置、メンテナンスを含む総所有コストを考慮することが重要です。
質問 3: S7-1200 は PROFINET デバイスと通信できますか?
回答: はい、Siemens PLC S7-1200 には統合 PROFINET インターフェイスが標準で組み込まれており、ドライブ、I/O モジュール、HMI などの幅広い PROFINET デバイスと通信できます。 S7-1200 は、PROFINET RT (リアルタイム) と限定バージョンの PROFINET IRT (アイソクロナス リアルタイム) の両方をサポートします。ただし、確定的な通信を必要とする高性能モーション制御の場合、S7-1500 の PROFINET IRT の完全サポートが必要です。ほとんどの標準的なオートメーション アプリケーションには、S7-1200 の PROFINET 機能で十分です。
質問 4: S7-1200 および S7-1500 の I/O ポイントの最大数はどれくらいですか?
回答: Siemens PLC S7-1200 は、最大 128 個のローカル I/O ポイント (統合および拡張モジュール経由) をサポートします。 S7-1500 は、PROFINET または PROFIBUS を介した分散 I/O を含む、幅広いローカルおよびリモート I/O モジュールで拡張できるため、数千の I/O ポイントをサポートできます。大規模な I/O を必要とするアプリケーションには、S7-1500 が明確な選択肢です。
質問 5: モーション コントロール アプリケーションにはどの PLC が適していますか?
回答: モーション コントロール アプリケーションには、Siemens PLC S7-1500 が最適です。最大 128 軸のモーション、電子ギアリングやカムなどの高度な機能、確定的通信のための PROFINET IRT をサポートします。 S7-1500 のテクノロジー CPU はモーション制御を PLC に直接統合し、高性能の統合ソリューションを提供します。 S7-1200 は少数の軸に制限されており、複雑な動作プロファイルや同期動作を処理できません。
シーメンス PLC S7-1200 および S7-1500 は、オートメーション市場のさまざまなセグメントにサービスを提供する 2 つの優れたコントローラーです。 S7-1200 は、小型から中規模の機械やプロセスに最適なコンパクトでコスト効率の高いプラットフォームで、価格に見合った優れたパフォーマンスを提供します。 S7-1500 は、複雑でデータ集約型のモーション コントロール アプリケーション向けに設計された高性能プラットフォームで、優れた処理能力、メモリ、I/O、および通信機能を提供します。これら 2 つの Siemens PLC ファミリの違いを理解することは、技術的要件と財務的要件の両方を満たす情報に基づいた選択を行うために不可欠です。
岳陽通図電子商取引株式会社 では、シーメンス PLC 製品を含む自動化ソリューションの提供を専門としています。小規模プロジェクトに信頼性の高い S7-1200 が必要な場合でも、大規模アプリケーションに強力な S7-1500 が必要な場合でも、当社にはお客様のニーズをサポートする専門知識と在庫があります。当社のチームは、製品の選択、技術サポート、アフターサービスについていつでもお手伝いいたします。
岳陽通図電子商取引株式会社 まで今すぐお問い合わせくださいシーメンス PLC の要件について話し合い、自動化プロジェクトに最適なコントローラーを見つけてください。
