Siemens S7-1200 vs S7-1500 : Quelle API est la bonne pour votre projet ?

Siemens S7-1200 contre S7-1500: quel PLC convient à votre projet?

Une comparaison pratique pour les ingénieurs en automatisation, les constructeurs de machines OEM et les intégrateurs de systèmes choisissant entre les contrôleurs logiques programmables Siemens SIMATIC S7-1200 et S7-1500.

1. Introduction

Si vous entrez dans presque n'importe quelle discussion de cabinet de commande impliquant des PLC Siemens, la question se pose rapidement: S7-1200 ou S7-1500?et les deux soutiennent PROFINET donc il est facile de supposer que le choix est principalement sur le budgetDans la pratique, une erreur dans cette décision crée de vrais problèmes: un S7-1200 poussé au-delà de ses limites provoque des maux de tête d'ingénierie.Alors qu'un S7-1500 dans un simple panneau de pompe est de l'argent dépensé là où il n'a pas besoin d'être.

Cet article décompose les différences réelles entre les performances, la capacité d'E/S, la communication, le contrôle de mouvement,et l'intégration et inclut un exemple de configuration réelle du S7-1200 agissant comme un dispositif I-PROFINET sous la supervision du S7-1500Ce modèle apparaît souvent dans la pratique et vaut la peine d'être compris avant de finaliser votre architecture système.

2. Vue d' ensemble du produit

2.1 Siemens SIMATIC S7-1200, qui est équipé d'un appareil de type

Le S7-1200 s'adresse à l'automatisation de petite à moyenne échelle où une empreinte compacte, une entrée/sortie intégrée et une programmation simple comptent.l'automatisation des bâtiments, et les lignes de processus où le nombre d'E/S reste gérable et les exigences de temps de cycle ne sont pas extrêmes.

La gamme de processeurs va du 1211C au 1217C, couvrant une gamme pratique d'E/S numériques et analogiques.panneaux de signalisation, et les modules de communication étendent le processeur de base au besoin.

• les personnes âgéesMémoire de travail: de 50 à 150 Ko (CPU 1211C)

• les personnes âgéesI/S embarqué: 6 ′14 DI, 4 ′10 DO, 0 ′2 AI selon la variante du processeur

• les personnes âgéesRégulation du mouvement: jusqu'à 4 à 6 axes de prise de force pour les applications de positionnement de base

• les personnes âgéesPROFINET: 1 port sur la plupart des modèles; 2 ports sur 1215C et 1217C

• les personnes âgéesPrise en charge des appareils I: disponible à partir du firmware V4.0

• les personnes âgéesProgrammer: LAD, FBD, STL, SCL, GRAPH par le biais du portail TIA

2.2 Siemens SIMATIC S7-1500 est un appareil électrique

Le S7-1500 a été conçu pour des applications exigeantes: nombre élevé d'E/S, temps de cycle rapides, mouvement avancé, communication au niveau de l'usine et cybersécurité industrielle.L'affichage du panneau avant seul signale l'environnement prévu: conçu pour les sites où le diagnostic sur place sans ordinateur portable est important.

La gamme s'étend de la 1511 (175 KB, point d'entrée) à la 1518 (4 MB +, temps de balayage sous-milliseconde), avec des variantes F à l'épreuve des pannes pour les applications de sécurité classées SIL.Il n'y a pas d'entrée/sortie embarquée, tout se connecte par le biais de modules de signal., ce qui rend la mise à l'échelle simple.

• les personnes âgéesMémoire de travail: 175 KB jusqu'à 4 MB+ selon le processeur

• les personnes âgéesI/S: pas d'I/S embarqué; tout par le biais de modules de signal ou d'I/S ET 200 distribué

• les personnes âgéesContrôle du mouvement: jusqu'à 128 axes avec bibliothèque de mouvement avancée

• les personnes âgéesPROFINET: 2 ¢ 4 ports; serveur OPC UA intégré dans le processeur

• les personnes âgéesCybersécurité: contrôle de l'intégrité, protection des accès, communication cryptée

• les personnes âgéesAffichage: panneau avant pour le diagnostic en direct sans logiciel d'ingénierie

3. Comparaison des spécifications

 

Caractéristique	S7-1200	S7-1500
Application ciblée	Automatisation des petites et moyennes entreprises	Automatisation moyenne à grande / complexe
Modèles de processeur	Les émissions de dioxyde de carbone et de dioxyde de carbone ne sont pas considérées comme des émissions de dioxyde de carbone	1511, 1513, 1515, 1516, 1517, 1518
Mémoire de travail	50 KB 150 KB	175 KB 4 MB +
I/O à bord	Oui (6 ¢ 14 DI / 4 ¢ 10 DO / 0 ¢ 2 AI)	Pas besoin de modules de signal
Point d'entrée/sortie maximal	Jusqu'à ~ 284 DI+DO (avec extension)	Des milliers (avec ET 200 distribué I/O)
Contrôle du mouvement	Jusqu'à 4 à 6 axes (PTO / HSC)	Jusqu'à 128 axes (mouvement avancé)
Les ports PROFINET	1 (la plupart des processeurs) / 2 (1215C, 1217C)	2 à 4 ports en fonction du processeur
Assistance pour les appareils I	Oui depuis le firmware V4.0+	Oui ️ contrôleur I-Device complet
Le serveur OPC UA	Non intégré (exige un module CP)	Oui ️ serveur OPC UA intégré
Affichage intégré	Je ne veux pas.	Oui ‬ affichage du panneau avant
La cybersécurité	La protection de base (protection par le savoir-faire)	Avancé (vérification de l'intégrité, protection des accès)
Temps de cycle	1 ‰ 10 ms typiques	Sous-milliseconde pour les CPU haut de gamme
Variantes sûres	Aucun F-CPU disponible	La série S7-1500F (SIL 2/3)
Niveau des prix	Moyenne gamme	haut de gamme

 

Le support I-Device sur S7-1200 nécessite un firmware V4.0 ou ultérieur.

4Différences clés de profondeur

4.1 Mémoire et vitesse de traitement

L'écart de mémoire entre les deux plateformes est significatif dans la pratique.Un processeur S7-1200 1214C est livré avec 100 Ko de mémoire de travail suffisant pour la plupart des programmes au niveau de la machine, mais serré pour tout ce qui nécessite un enregistrement de données étenduLe S7-1500 commence à 175 KB et s'élargit à plusieurs mégaoctets,Ce qui importe au moment où votre programme grandit ou vous tirez dans les données structurées de plusieurs sous-systèmes.

Le temps de cycle raconte une histoire similaire. Un programme S7-1200 typique s'exécute dans la plage de 1?? 10 ms, qui gère le contrôle du convoyeur, HVAC ou le séquençage de la pompe sans problème.Les processeurs haut de gamme de la S7-1500 atteignent des temps de balayage inférieurs à la milliseconde nécessaires pour le mouvement en boucle fermée ou la régulation rapide du processus où chaque milliseconde affecte la qualité de la sortie.

4.2 Architecture des entrées et sorties

L'entrée/sortie intégrée du S7-1200 est un véritable avantage dans les applications simples – moins de modules, moins de câblage, panneau plus petit.L'expansion maximale d'E/S pour un S7-1200 dépasse quelques centaines de points.. Le S7-1500, combiné à l'entrée/sortie distribuée ET 200SP ou ET 200MP via PROFINET, gère des milliers de points sur plusieurs panneaux et armoires de terrain sans compromis architecturaux.

4.3 Contrôle du mouvement

Les deux contrôleurs prennent en charge le contrôle de mouvement via la bibliothèque de contrôle de mouvement du portail TIA, mais le plafond est très différent.petits portiquesLe S7-1500, spécialement associé aux entraînements SINAMICS via PROFINET, prend en charge jusqu'à 128 axes avec flux de couple, profils de cames électroniques,et interpolation multi-axe coordonnée.

4.4 Communication et connectivité

Sur PROFINET, les deux contrôleurs agissent comme des contrôleurs IO, mais le S7-1500 ajoute la capacité de serveur OPC UA intégrée dans le processeur sans aucun matériel ou passerelle supplémentaire nécessaire.Ceci est important car les usines envoient des données à SCADAAvec le S7-1200, OPC UA nécessite un module CP séparé, ajoutant des coûts et un point de défaillance potentiel.

4.5 Cybersécurité

Le S7-1500 inclut la vérification de l'intégrité du programme, il détecte les modifications non autorisées du programme du processeur, ainsi que la communication cryptée et les niveaux d'accès configurables.Pour les projets dans des industries ou des sites réglementés avec des exigences de sécurité des TI/OT, cette fonctionnalité intégrée évite les dispositifs de sécurité externes.qui est adéquat pour de nombreuses applications, mais n'est pas à la hauteur des exigences générales des infrastructures critiques ou de l'automatisation pharmaceutique.

5. S7-1200 en tant que dispositif PROFINET I dans S7-1500: Exemple de configuration

Un modèle de déploiement qui apparaît régulièrement est l'utilisation du S7-1200 comme sous-contrôleur intelligent (I-Device) sous un contrôleur IO S7-1500.Cela fonctionne bien quand vous voulez protéger la logique de machine propriétaire, répartir la charge de traitement, ou connecter une machine autonome à un contrôleur au niveau de l'usine sans re-construire l'ensemble du système.

En mode I-Device (disponible depuis le firmware V4.0),le S7-1200 gère son propre processus local ?? exécute son propre programme utilisateur et gère sa propre E/S ?? tout en échangeant des données avec le S7-1500 à travers une zone de transfert définieLe S7-1500 considère le S7-1200 comme un dispositif PROFINET IO standard, qui lit et écrit dans la zone de transfert sans avoir besoin de connaître la logique interne du S7-1200.C'est aussi la base de la protection de la PI: le constructeur de la machine garde le programme S7-1200 privé et ne partage qu'un fichier GSD pour l'intégration.

5.1 Paramètres de configuration

 

Paramètre	Exemple de valeur	Définition
Contrôleur d'OI	S7-1217C ¢ 192.168.0.1	PLC supérieur gérant le réseau PROFINET
I-appareil	S7-1215C ¥ 192.168.0.2	Il agit comme un dispositif / sous-contrôleur intelligent IO
Nom du dispositif	I-appareil	Il doit correspondre exactement aux deux projets TIA.
Masque de sous-réseau	255.255.255.0	Classe C standard pour le réseau local
Zone de transfert	Cartographie de la zone Q à la zone I	Région d'échange de données entre contrôleur et dispositif
Fichier GSD	Exporté du projet I-Device	Exigé lorsque le contrôleur et l'appareil I participent à des projets d'ETI distincts
Exigences en matière de firmware	S7-1200 V4.0 ou supérieur	La fonction I-Device n' est pas disponible sur le firmware antérieur
Début prioritaire	Facultatif	Remarque: l'activation de "PN params by upper controller" désactive le dispositif I agissant simultanément en tant que contrôleur IO

 

Tableau 2  Configuration typique du dispositif I entre S7-1215C (I-Device) et S7-1217C ou S7-1500 (contrôleur IO).

5.2 Configuration du même projet

Lorsque les deux processeurs sont dans le même projet TIA Portal, la configuration est simple. Ajoutez les deux processeurs à la vue réseau, définissez le mode d'opération S7-1215C sur IO Device, affectez-le au contrôleur IO,et définir les zones de transfert. Le portail TIA attribue automatiquement les adresses, bien qu'une suppression manuelle soit disponible.

Un paramètre à noter: activer "PN paramètres d'interface attribués par le contrôleur IO supérieur" contrôle manuel des paramètres d'interface PROFINET (heure de mise à jour, chien de garde,La mise en œuvre de la stratégie de gestion des ressourcesCela signifie également que l'I-Device ne peut plus agir en tant que contrôleur IO simultanément, une contrainte qui prend les ingénieurs par surprise lorsqu'ils planifient un rôle d'appareil mixte.

5.3 Configuration de projet différente (Protection de la propriété intellectuelle)

L'approche des différents projets est le choix standard pour la protection de la propriété intellectuelle.puis exporter le fichier GSD l'option d'exportation n'apparaît qu'après une compilation matérielle réussieImportez le GSD dans le projet S7-1500; le I-Device apparaît dans le catalogue matériel comme tout autre dispositif PROFINET.

Le nom de l'appareil dans le fichier GSD doit correspondre exactement au nom défini dans le projet S7-1200.Ne pas renommer le fichier GSD exporté changez le nom à l'intérieur du portail TIA.

5.4 Échange de données entre le contrôleur et l'appareil I

Les données se déplacent à travers la zone de transfert en utilisant une cartographie de la zone Q à la zone I. Une approche pratique consiste à définir un type de données utilisateur (UDT) correspondant à la disposition des octets de la zone de transfert,puis utilisez les instructions MOVE pour manipuler les données à l'intérieur et à l'extérieur de façon propreDans une configuration testée avec un 1217C comme contrôleur IO et un 1215C comme dispositif I, chaque zone de transfert occupait 6 octets par direction.Le 1217C écrivait directement sur la zone de sortie du 1215C et lisait sa zone d'entrée – contrôlant efficacement l'E/S à distance tandis que le S7-1200 continuait à exécuter sa logique locale de manière indépendante.

5.5 Erreurs et corrections courantes

 

Symptôme	La cause et le remède
Erreur de l'appareil IO	Réseau inaccessible: exécutez Ping d'abord. Vérifiez que les commutateurs dans le chemin prennent en charge le protocole DCP. Vérifiez que le nom I-Device correspond exactement au projet source.
L'option d'exportation du DGS est grise	La configuration matérielle doit être compilée avec succès avant que l'option d'exportation ne soit activée.
Non-conformité du nom du périphérique au démarrage	Le fichier GSD contient le nom de l'appareil du projet I-Device. Ne renommez pas le fichier GSD exporté à l'intérieur de TIA.
Le dispositif I ne peut pas agir comme contrôleur IO.	L'activation des paramètres d'interface PN attribués par le contrôleur IO supérieur désactive le rôle de contrôleur IO simultané.
Les données relatives à la zone de transfert sont incohérentes	Vérifiez la cartographie de zone Q-to-I dans le programme. Utilisez une UDT avec l'instruction MOVE pour aligner la mise en page des octets. Confirmez que les deux PLC sont téléchargés et en cours d'exécution.
Pas de démarrage prioritaire disponible (projets différents)	Activer d'abord les paramètres d'interface PN par contrôleur supérieur, puis configurer le démarrage prioritaire du côté du projet maître (S7-1500).

 

Tableau 3  Erreurs courantes de PROFINET I-Device. La plupart remontent à des déséquilibres de nom de périphérique ou à des étapes de compilation incomplètes.

6. Exemples d'applications réelles

6.1 S7-1200 ¢ contrôle de la station de pompage

Un service public d'eau nécessaire pour automatiser une station de renforcement de 12 pompes sur trois panneaux.Un processeur S7-1200 1215C avec trois modules d'entrée analogiques SM 1231 gérait les capteurs; un module CP 1243-1 fournissait le Modbus TCP au SCADA.

Le coût du projet était inférieur de 35% à celui d'une solution S7-1500 comparable.et la mémoire de travail de 150 KB du 1215C laisse de la place pour une expansion futureLa mise en service a duré trois jours, deux ingénieurs, aucune expertise en mouvement ou en sécurité n'a été requise.

6.2 S7-1500 Ligne d'assemblage automobile

Un fabricant de composants automobiles avait besoin d'un contrôleur pour une chaîne d'assemblage de 24 stations avec un servo- positionnement coordonné, une intégration de la vision et une traçabilité complète.400 pointsLes unités S7-1200 au niveau de la station en mode I-Device gèrent l'E/S locale et la logique de la station, en transmettant les données d'état à un S7-1516 central via PROFINET.

Le serveur OPC UA du S7-1516 se connecte directement au MES de l'usine, en diffusant les comptes de production, les temps de cycle et les codes de défaut sans middleware.Les variantes S7-1500F des cellules de robot dotées de fonctions de sécurité SIL 2Le S7-1516 gérait la coordination de mouvement pour 18 servo-axes à travers quatre stations synchronisées avec des cycles constants inférieurs à 8 ms.

7Comment choisir: Guide de décision

 

Les exigences de votre projet	Recommandé	La raison
Petite machine avec < 200 points d'entrée/sortie	S7-1200	La conception compacte de l'E/S embarqué réduit le coût des panneaux
Contrôle de la climatisation, de la pompe ou du convoyeur	S7-1200	Le PID, le mouvement et le Modbus intégrés couvrent la plupart des besoins
Projet d'OEM à faible budget	S7-1200	Moins de coûts unitaires; moins de modules nécessaires
Contrôleur de sous-processus sous S7-1500	S7-1200	Mode I-appareil via PROFINET rôle de sous-contrôleur idéal
Plus de 500 points d'E/S ou contrôle au niveau de l'usine	S7-1500	Mémoire élevée et échelle distribuée d'E/S facilement
Moteurs à commande numérique à plusieurs axes ou servo	S7-1500	jusqu'à 128 axes; intégrées à des entraînements SINAMICS
Intégration OPC UA / Cloud / MES	S7-1500	Serveur UA OPC intégré; aucun matériel de passerelle supplémentaire
Temps de cycle rapide < 1 ms requis	S7-1500	Processeurs à haute vitesse (1516, 1518) pour les tâches en temps réel
Sécurité fonctionnelle SIL 2/3	S7-1500	Série S7-1500F avec fonctions de sécurité certifiées
La sécurité du réseau est essentielle.	S7-1500	Vérification de l'intégrité, communications cryptées, protection des accès

 

Tableau 4  Guide de décision rapide. Pour les projets frontaliers, envisagez de commencer par S7-1215C ou S7-1217C  les deux prennent en charge le mode I-Device et peuvent être subordonnés à un S7-1500 ultérieurement sans re-câblage.

7.1 Choisir S7-1200 lorsque:

• les personnes âgéesLa machine a moins de 300 points d'entrée/sortie et ne va pas grandir de façon significative

• les personnes âgéesUne durée de cycle de 1 ‰ 5 ms est acceptable pour l'application.

• les personnes âgéesL'E/S embarqué simplifie la conception des panneaux et réduit le nombre total de modules

• les personnes âgéesLe projet est économique et ne nécessite pas de mouvements ou de sécurité avancés.

• les personnes âgéesLe contrôleur fonctionnera comme un sous-contrôleur (I-Device) dans un système de niveau supérieur

7.2 Choisir S7-1500 lorsque:

• les personnes âgéesLe nombre d'E/S dépasse 300 points ou une expansion future significative est prévue

• les personnes âgéesUn régulateur de mouvement multi-axes avec plus de 6 axes est requis.

• les personnes âgéesLa connectivité OPC UA aux systèmes SCADA, MES ou cloud est nécessaire sans matériel supplémentaire

• les personnes âgéesLa cybersécurité, la protection des accès ou la vérification de l'intégrité du programme sont obligatoires

• les personnes âgéesDes temps de balayage inférieurs à la milliseconde sont nécessaires pour un contrôle rapide du processus

• les personnes âgéesLa sécurité fonctionnelle (SIL 2/3) fait partie du concept de sécurité des machines

8Coût et coût total de possession

Le coût de vente au détail du processeur S7-1200 1214C est d'environ 30 à 40% de celui d'un processeur S7-1500 1511.

• les personnes âgéesNombre de modules: S7-1500 avec ET 200SP distribué I/O devient plus rentable une fois que vous passez environ 200 points d'I/O

• les personnes âgéesDiagnostics: l'affichage intégré du S7-1500 et une information plus riche sur les défauts réduisent le temps de dépannage sur place

• les personnes âgéesCoûts de passerelle: S7-1200 nécessite un module CP pour l'UA OPC; S7-1500 l'inclut nativement

• les personnes âgéesCoûts de sécurité: S7-1500F élimine les relais de sécurité externes pour de nombreuses fonctions inclure l'architecture complète de sécurité dans toute comparaison de coûts

• les personnes âgéesLongévité: le S7-1500 a un cycle de vie plus long et une feuille de route logicielle plus large

Pour les machines qui devraient fonctionner pendant 10 à 15 ans avec des ajouts périodiques de fonctionnalités, la marge de manœuvre du S7-1500 tend à justifier le coût initial.Pour les machines OEM à volume élevé dont le coût unitaire est un facteur concurrentiel, le S7-1200 est difficile à battre.

9. Références de modèle commun

 

Numéro de l'article	Modèle	Principales spécifications
Le système d'aérodrome doit être équipé d'un système d'aérodrome de type "A" ou "B".	S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC	8 DI / 6 DO / 2 AI ¢ mémoire de 75 Ko
6ES7214-1AG40-0XB0 est un groupe de produits	S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC	14 DI / 10 DO / 2 AI ¢ mémoire de 100 Ko
6ES7215-1AG40-0XB0:	S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC	14 ports DI / 10 DO / 2 AI 125 KB 2 ports PN
6ES7217-1AG40-0XB0 est un groupe d'équipements	S7-1200 CPU 1217C DC/DC/DC	14 ports DI / 10 DO / 2 AI 150 KB 2 ports PN
Le système d'aéroglisseur doit être équipé d'un système d'aéroglisseur.	S7-1500 CPU 1511-1 PN	175 KB de mémoire 1 port PN 1500 de niveau d'entrée
6ES7513-1AL02-0AB0:	S7-1500 CPU 1513-1 PN	Mémoire de 300 KB 1 port PN
Le nombre total d'émissions de dioxyde de carbone	S7-1500 CPU 1515-2 PN	Mémoire de 500 KB 2 ports PN
Le système d'exploitation doit être équipé d'un système de gestion de l'énergie.	S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP	1 MB de mémoire 2 ports PN + 1 DP

 

Toujours vérifier auprès de Siemens TIA Selection Tool ou de votre distributeur autorisé, car les versions de firmware et la disponibilité régionale varient.

Conclusion

Les S7-1200 et S7-1500 sont toutes deux des plates-formes solides, la question est toujours l'ajustement, pas la qualité:

• les personnes âgéesS7-1200 = le bon contrôleur pour les machines compactes, les processus autonomes et les projets à faible coût où les exigences en matière d'E/S et de performances restent dans sa portée

• les personnes âgéesS7-1500 = le bon contrôleur lorsque l'application dépasse ce que le S7-1200 peut faire en termes d'E/S, de vitesse, de mouvement, de connectivité ou de sécurité

The I-Device configuration covered in Section 5 is a legitimate and well-supported architecture that lets you combine both platforms — S7-1200 units handling distributed sub-processes while an S7-1500 manages the overall systemBeaucoup de grandes installations fonctionnent exactement de cette façon, et il vaut la peine de concevoir dès le début plutôt que de retrofiter plus tard.

Si vous n'êtes pas sûr de la plateforme qui convient à votre projet, partagez votre nombre d'E/S, vos besoins en temps de cycle et vos besoins en communication avec notre équipe.Nous fournissons du matériel Siemens SIMATIC S7-1200 et S7-1500 original avec une documentation complète et un support technique.