Siemens S7, oder auch SIMATIC S7, ist eine weit verbreitete Steuerungsplattform. Die Steuerungs-Familie umfasst eine breite Palette von Steuerungssystemen, von kompakten SPS-Steuerungen bis hin zu leistungsstarken Industriesteuerungen. Erstmal im Einsatz, stellt sich häufig die Frage, wie sich Siemens S7 Steuerung an bestehende Systeme bidirektional anbinden lassen.
Siemens S7 Schnittstellen – S7 bidirektional anbinden
Abhängig von Modell und Implementierung bieten Siemens S7-Steuerungen diverse Integrationsmöglichkeiten für die bidirektionale Anbindung an externe Systeme. Dabei hängt die Wahl der optimalen S7 Schnittstelle hauptsächlich von der Fähigkeit der Steuerung ab. Zudem sind die spezifischen Use-Case Anforderungen relevant, wie z. B. der Grad der Datengranularität, die Sicherheitsanforderungen und die Systemarchitektur.
TCP (Transmission Control Protocol)
TCP ist für die zuverlässige und verbindungsorientierte Kommunikation zwischen Steuerungen und anderen Netzwerkkomponenten geeignet. Dabei ermöglicht das Protokoll die Grundlage für die Datenübertragung, Funktionsaufrufe (z.B. Tsend_c, Trcv_c) müssen auf Anwendungsebene selbst implementiert werden.
Vorteile
- Bietet eine Low-Level-Verbindung, die performant und effizient sein kann (ohne zusätzlichen Protokoll Overhead)
- Kontrolle über den Kommunikationsprozess
- Einfache und unkomplizierte Kommunikationsmethode
Nachteile
- Erfordert ggfs. zusätzlichen Entwicklungsaufwand in der Steuerung, um die S7 Kommunikation über TCP/IP einzurichten
- Es fehlen Funktionen von Protokollen auf höherer Ebene, wie z. B. Abstraktion des Datenmodells, Sicherheit und Zuverlässigkeit.
RFC 1006 (Remote Function Call over TCP)
RFC 1006 ist eine spezifische Anwendung des TCP-Protokolls für die ferngesteuerte Ausführung von Funktionen über TCP (sogenannte Remote Function Calls – RFCs).
Vorteile
- Natives Kommunikationsprotokoll für Siemens S7-SPSen, das Kompatibilität und Leistung gewährleistet
- Direkter Zugriff auf SPS-Datenblöcke, Eingänge, Ausgänge und Merker
- Relativ geringere Latenzen
Nachteile
- Weniger sicher als OPC UA, da keine integrierte Verschlüsselung und erweiterte Sicherheitsfunktionen vorhanden sind.
- Eingeschränkte Interoperabilität mit Nicht-Siemens-Systemen.
OPC UA (Unified Architecture)
OPC UA ist ein industrielles Kommunikationsprotokoll für den sicheren und interoperablen Datenaustausch. Weitere Informationen zu OPC UA finden Sie hier.
Vorteile
- Interoperables Industriestandard-Protokoll
- Unterstützt komplexe Datentypen und objektorientierte Datenstrukturen
- Eingebaute Sicherheitsfunktionen (Verschlüsselung, Authentifizierung und Autorisierung)
Nachteile
- Sofern noch nicht vorhanden: komplexere Einrichtung und Verwaltung im Vergleich zu einfacheren Protokollen.
- Erfordert möglicherweise zusätzliche Software oder Lizenzierung.
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
MQTT ist ein leichtgewichtiges Pub/Sub-Messaging-Protokoll, das insbesondere für IoT-Anwendungen entwickelt wurde, um die Kommunikation zwischen Geräten über Netzwerke mit variabler Bandbreite zu optimieren.
Vorteile
- Direkte Integration in eine Industrial Unified Namespace (UNS) Architektur möglich
- Effiziente Kommunikation auf Basis von Events
- Bietet verschiedene Qualitätsstufen der Nachrichtenübermittlung (Quality-of-Service)
Nachteile
- Nicht nativ für die direkte Steuerungskommunikation in S7-Umgebungen konzipiert
- Integration kann zusätzliche Schnittstellen oder Adapter erfordern.
Warum Siemens S7 so beliebt ist
Die Steuerung zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, Flexibilität und eine hohe Funktionalität aus. Genau diese Vorteile macht die Steuerung zu einer beliebten Wahl für die Steuerung und Automatisierung von Fertigungsprozessen. Die Programmierung der Steuerungen erfolgt in der Regel mit spezieller Software, wie z.B. STEP 7 (Siemens Totally Integrated Automation Portal). Weitere Gründe für die Beliebtheit der Steuerung sind:
- Vielfalt von Steuerungen: Siemens S7 bietet eine breite Palette von Steuerungssystemen, von kleinen und kompakten SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen) bis hin zu leistungsstarken Industriesteuerungen. Diese sind darauf ausgelegt, verschiedene Aufgaben in der Automatisierungstechnik zu bewältigen.
- Flexibilität: Die Steuerungs-Plattform ist äußerst flexibel und kann an die Anforderungen verschiedener Branchen und Anwendungen angepasst werden. Dies umfasst auch die Fähigkeit, Erweiterungsmodule hinzuzufügen, um zusätzliche Funktionalitäten bereitzustellen.
- Zuverlässigkeit und Robustheit: Siemens S7-Steuerungen sind für den Einsatz in industriellen Umgebungen konzipiert und zeichnen sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Robustheit aus. Sie sind so konstruiert, dass sie auch unter anspruchsvollen Bedingungen kontinuierlich arbeiten können.
- Hochkomplexe Aufgaben: S7-Steuerungen sind in der Lage, hochkomplexe Aufgaben zu bewältigen. Dies umfasst u.a. die Steuerung von Maschinen, Prozessen und Produktionseinrichtungen.
Mit i-flow Siemens S7 bidirektional anbinden
Die Integration von Siemens S7 Steuerungen in bestehende Automatisierungssysteme kann eine komplexe Aufgabe sein. Unterschiedliche Protokolle, Datenformate und Datenmodelle können die reibungslose Kommunikation zwischen verschiedenen Steuerungssystemen erschweren.
Hier kommt i-flow ins Spiel. Mit i-flow können Sie die S7 Steuerung nahtlos in Ihre bestehende Automatisierungsumgebung integrieren und von einer Vielzahl von Vorteilen profitieren:
- Interoperabilität: i-flow ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Steuerungssystemen und Technologien, darunter auch die Siemens S7 Steuerung. Diese Interoperabilität gewährleistet, dass Maschinen und Systeme verschiedener Hersteller reibungslos miteinander kommunizieren können.
- Datenkonvertierung: Nicht alle Systeme in einer Fabrik nutzen das gleiche Datenformat und Datenmodell. i-flow kann Daten aus der Siemens S7 Steuerung in ein einheitliches Format konvertieren, um die Integration und Datenanalyse zu vereinfachen.
- Edge-Analytics: In modernen Fabriken fallen große Datenmengen an. i-flow ermöglicht die optimierte Verarbeitung und Analyse dieser Daten in Edge- und Cloud-Umgebungen, um Echtzeit-Einblicke und Automatisierungsfunktionen zu ermöglichen.
- Datenintegration: Die mit i-flow formatierten Daten können problemlos an nachgelagerte Geschäftssysteme wie ERP (Enterprise Resource Planning) oder MES (Manufacturing Execution System) weitergeleitet werden.