Loading article…
SIMATICは、シーメンス社が開発したプログラマブルロジックコントローラおよびオートメーションシステムのシリーズです。1958年に発表されたこのシリーズは、これまでに4つの主要な世代を経ており、最新世代はSIMATIC S7です。このシリーズは、産業オートメーションおよび生産用途向けに設計されています。
SIMATICという名称は、シーメンスの登録商標です。「Si emens」と「Automatic 」を組み合わせた造語です。
他のプログラマブルロジックコントローラと同様に、SIMATIC デバイスは、特定の機械用にハードワイヤリングされた制御よりも軽量で汎用性の高い方法で、機械の制御と機械の直接的な動作を分離することを目的としています。初期の SIMATIC デバイスはトランジスタベースで、特定の機械に取り付けられてカスタマイズされたリレーを置き換えることを目的としていました。1973 年にマイクロプロセッサが導入され、汎用デジタルコンピュータと同様のプログラムを保存して機械制御に使用できるようになりました。[ 1 ] SIMATIC デバイスには、制御対象の機械に接続するための入力モジュールと出力モジュールがあります。SIMATIC デバイス上のプログラムは、制御対象の機械のセンサーからの入力にリアルタイムで応答し、機械のアクチュエータに出力信号を送信して、その後の動作を制御します。
デバイスとその接続モジュールによっては、信号は単純なバイナリ値（「高」または「低」）の場合もあれば、より複雑な場合もあります。SIMATIC シリーズの発展に伴い、より複雑な入力、出力、および計算もサポートされるようになりました。たとえば、SIMATIC 505 は浮動小数点数と三角関数を扱うことができました。[ 2 ]
1958年4月2日、Simatic（「 Si emens」と「Auto matic」を組み合わせたもの）という名称が、シーメンス社の登録商標としてドイツ特許商標庁（DIN）に登録されました。
1年後の1959年、リレーロジックをハードワイヤードのプログラム可能なロジックコントローラ（ゲルマニウムトランジスタの使用に基づく）に置き換えることができるシステムであるSimatic G [ 3 ]が市場に投入された。このシステムは「ソリッドステート制御用ビルディングブロックシステム」という名称で発売された。
1964年には、シリコントランジスタをベースとしたハードワイヤード・プログラムロジックコントローラであるSimatic Nが発売された。
1973年に、プログラマブルロジックを実装した最初のマイクロプロセッサベースのSimaticシステムであるSimatic S3が発売された。[ 4 ]
1979年、Simatic S5シリーズが発売され、2000年までサポートされました。Simatic S5をベースとした自動化システムは、現在も世界中で稼働しています。S5システムはSTEP 5ソフトウェアシステムを使用してプログラミングされました。1984年には、Simatic S5 U（ユニバーサル）プログラマブルコントローラシリーズが発表されました。
1994年、Simatic S7シリーズが発売されました。このシリーズは主にS7-200コントローラ（シンプルな自動化システム向け）、S7-300（ほぼすべての自動化システムに対応）、S7-400（大規模および超大規模自動化プロジェクト向け）で構成されています。このシリーズのすべてのコントローラは、特にProfibusや産業用イーサネットネットワークでのネットワーク接続に対応しています。
1996年、シーメンスは「完全統合型オートメーション」という概念を発表しました。これは当初、自動化機器の相互接続性を指す概念でした。[ 5 ]
2009年には、S7-200シリーズの後継機種として、S7-1200シリーズのPLCが発売された。
2011年には、自動化システムの複雑なプログラミングに特化したソフトウェアプラットフォームであるTIA Portal（Totally Integrated Automation Portal）ソフトウェアパッケージもリリースされた。
2013年、S7-1500シリーズが市場に登場した。これは、S7-300シリーズとS7-400シリーズを徐々に置き換えることを目的とした、新世代のプログラマブルロジックコントローラである。
S7-1200の第2世代モデルであるS7-1200 G2は、2024年12月に発売されました。
SIMATIC制御システム（PLC）は、産業プラントの制御を可能な限り自動化するように設計されています。システムの入出力を通じて、プロセス要素（運転フロー、機械要素の状態、温度、圧力）を監視および制御できるため、人間のオペレーターによる継続的な監視の必要性を低減できます。
動作ロジックは、中央処理装置（CPU）型制御システムのメモリにソフトウェアプログラムの形で格納されます。自動化システムはモジュール式で、CPUに加えて、さまざまなデジタルおよび/またはアナログ周辺モジュール、ならびにインテリジェント制御モジュールを装備できます。モジュールは、中央集中型（CPUユニットのすぐ近くに設置）または分散型（制御対象プラントの近くに設置）に構成できます。コントローラの範囲は、小型でコンパクトなコントローラから高性能なPLCシステムまで多岐にわたります。すべてのSimaticコントローラに共通するのは、電磁干渉に対する堅牢性です（例：Simatic-S7は、電磁両立性および気候ストレスに関する指令2014/30/EUの要件に準拠しています。例： 動作中の周囲温度は0～+60℃）。Simaticは、STEP 7（旧STEP 5）プログラミングソフトウェア、またはサードパーティ製ソフトウェアを使用してプログラミングされます。
シーメンスはこれまで多くの製品ラインを開発してきた。最初のバージョンはハードウェアベースで、最初のプロセッサベースのシリーズはSIMATIC S3だった。
（1973年から）
S3は、ハードワイヤードロジックのSIMATIC C3をベースにしていた。
（1979年 - 2000年）
S5シリーズは、様々なシャーシ構成で販売されました。各シャーシ構成には、速度、メモリ容量、機能が異なる複数のCPUが用意されていました。一部のシステムでは、安全アプリケーションで使用される「フェイルセーフ」制御や、医薬品製造などで使用されるような超高信頼性制御のための冗長CPU動作が実現されていました。
各構成は、各種入出力モジュール、通信モジュール、または特殊機能モジュールが取り付けられる中央ユニットから構築されました。コンパクトなタイプは、モジュールをサポートレールに直接接続することで構成され、複雑なタイプは、モジュール式ボードを専用の引き出しに取り付けることで構成されました。
（1994年以降）
S7シリーズの最初の製品は1994年に発売され、S7-200、S7-300、S7-400の3つの性能クラスで提供されました。SIMATIC S7の導入に伴い、新しいフィールドバス規格であるProfibusがリリースされ、自動化機器間の通信を容易にするための産業用イーサネットの先駆的な使用も実現しました。特にS7-300 CPUファミリーの大きな成功は、シーメンスが自動化技術におけるグローバルリーダーの1つとしての地位を確固たるものにするのに役立ちました。これらのシリーズは2033年に段階的に廃止される予定です。[ 13 ]
シマティックS7-200
（段階的廃止 - SIOS、2017年7月26日））
RS485 インターフェース（PPIインターフェース＝ポイントツーポイントインターフェース）を内蔵した、小型（ 80mm×62mm ）、高速（バイナリ実行時間0.22μs）のPLCモジュールシリーズ。
Simatic S7-300 [ 14 ]
モジュール式のPLCシステム（ただし、入出力機能を内蔵したコンパクトなCPUユニットもいくつかあります）。内蔵のRS485（MPI＝マルチポイントインターフェース）、Profibus、Profinet、およびEthernetインターフェースを介して、他のデバイスとの通信が可能です。
本システムは以下から構成される。
Simatic S7-300：制御ユニット（抜粋）
Simatic S7-300F
S7-300をベースとしたモジュール式PLCシステムで、機能安全（「安全機能」）が重要な役割を果たすプロセス制御のための拡張機能を備えています。
Simatic S7-300 SIPLUS
S7-300をベースとしたモジュール式PLCシステム。-25～60 ℃、高湿度、霜など、過酷な環境条件下での使用を想定しています。
Simatic S7-400 [ 15 ]
モジュール式のPLCシステムで、専用の引き出し式マウントを備えています。内蔵のRS485（MPI＝マルチポイントインターフェース）、Profibus、Profinet、およびEthernetインターフェースを介して、他のデバイスとの通信が可能です。
本システムは以下から構成される。
S7-400H
冗長構成のS7-400システムは、2つの中央ユニットを備え、I/Oモジュールをペアで接続することで、可用性を拡張できます。
S7-400F / S7-400FH
S7-400は、安全機能を備えた「フェイルセーフ」システムで、シングルチャンネル版と冗長版があります。
S7-400F：シングルチャンネル、シングルI/Oセット
S7-400FH：冗長構成、入出力ペア、切り替え可能またはシングルチャンネル、入出力ペア
Simatic WinAC-RTX
SIMATIC WinAC RTXは、産業用PCにインストール可能なSIMATIC社製のソフトウェア制御システムです。I/Oモジュールは、イーサネットインターフェースまたはPCI拡張カードを使用して、PROFIBUSまたはPROFINET経由で接続できます。
（2009年以降）
2009年4月、シーメンスはSimatic S7コントローラの世代交代を開始し、まずS7-1200コントローラファミリーを発売し、次に2012年にS7-1500を発売した。[ 16 ]
シマティックS7-1200
（2009年以降）
S7-1200 [ 17 ] は、小型（約 100 mm × 75 mm）でコンパクトな PLC ユニットのシリーズで 、低複雑度制御ソリューション向けに設計されています。最大 150 kB の作業メモリ、最大 24 M バイトまで拡張可能な 2 M バイトの統合プログラムメモリ、およびビット命令の実行時間約 0.1 μs を備えています。他のデバイスとの通信は、統合された Profinet および Ethernet インターフェース、またはオプションの通信モジュールを介して可能です。
本システムは以下から構成される。
Simatic S7-1200：制御ユニット（抜粋）
Simatic S7-1200 G2
（2024年以降）
S7-1200シリーズの第2世代プログラマブルコントローラであるS7-1200 G2は、ハノーバーメッセ2024で発表され[ 18 ]、TIA-Portal v20とともに2024年12月から2025年1月にかけて市場に投入されました[ 19 ] 。
S7-1200 G2モジュールは、第1世代のモジュールとはハードウェア互換性がありません。第1世代のS7-1200と比較して、新しいモジュールは以下の点で改良されています。
Simatic S7-1200 G2：制御ユニット（抜粋）
Simatic S7-1500
（2012年以降）
ニュルンベルクで開催された 2012 年版 SPS/IPC/DRIVES 展示会の記者会見で、シーメンスは、S7-300 および S7-400 シリーズのユニットを段階的に置き換える予定の新しい Simatic S7-1500 コントローラを発表しました。[ 20 ] モーション制御機能は、すべての CPU に標準で統合されていますが、キネマティクスなどの拡張機能には、S7-1500T シリーズの特別な PLC ユニットが必要です。機能安全 (IEC 62061 による SIL3 まで、および ISO 13849 による PL-e) は、フェイルセーフ S7-1500F CPU バリアントで利用可能です。CPU ユニットには、標準で Profinet インターフェースが装備されており、統合ウェブサーバーとカラーディスプレイを備え、中央の引き出しに最大 32 個のモジュールを追加して拡張できます。
Simatic S7-1500：制御ユニット（抜粋）
Simatic S7-1500：フェイルセーフ制御ユニット（抜粋）
Simatic S7-1500: SIPLUS（極端な温度、振動などに対応）
Simatic S7-1500テクノロジー：複雑な軸同期や運動機能（モーションコントロール）を実現するための拡張テクノロジー機能
Simatic S7-1500「耐障害性」と冗長性：
初期のSimatic制御システム（Simatic G、Simatic S）は、ハードワイヤードのプログラム可能なロジックコントローラを使用して実装されていました。Simatic S3は、プログラム可能なロジックを可能にした最初のマイクロプロセッサベースの制御システムでした。
1979年に発売されたSimatic S5は、当初は専用のプログラミングコンソールを使用してプログラミングされ、その後、初期の高度なPLCプログラミングソフトウェアの1つであるSTEP 5ソフトウェアパッケージを使用してプログラミングされました。[ 21 ]
Simatic S7 300および400システムのプログラミングには、シーメンスはSTEP 7というソフトウェアパッケージをリリースしており、Simatic S7 200シリーズはSTEP 7 MicroWinと呼ばれる別のソフトウェアでプログラミングされます。
シーメンスは、S7 1200およびS7 1500シリーズコントローラの市場投入に伴い、TIA Portal（Totally Integrated Automation Portal）と呼ばれる新しいソフトウェアパッケージを発表しました。これにより、新世代のS7 1200およびS7 1500コントローラだけでなく、以前のシリーズのコントローラもプログラミングできます。[ 22 ]
STEP 5（STeuerungen Einfach Programmieren = 制御システムの簡単なプログラミングに由来する名称）は、Simatic S5シリーズのプログラマブルコントローラ用のプログラミングおよび診断ソフトウェアで、元々は1979年にオペレーティングシステムCP/M上でPG630プログラミングコンソール向けにのみリリースされました。Simatic S5システムの生産終了に伴い、STEP 5はシーメンスによって引き続き提供されましたが、ソフトウェアパッケージの開発は中止されました。最新バージョンは7.2（パッチを適用したバージョン7.23 Hotfix 1へのアップグレードを含む）で、（特定の条件下で）Windows 10システム上で動作し、特定の構成のField PG M6プログラミングコンソール向けにシーメンスから提供されています。
STEP 5は2つのバージョンで提供されました。
Step 5 Standardは、Simatic S5-90U、S5-95/U/F、S5-100U、S5-101U、S5-115U/H/F、S5-135U、S5-150U、S5-155U/Hシリーズコントローラのプログラミング、テスト、試運転、およびドキュメントの自動生成に使用できます。
ステップ 5 はミニ PLC 用で、S5-90U、S5-95U/F、S5-100U コントローラに限定され、オプションのソフトウェア パッケージは限られた数のみ使用可能です: GRAPH Mini、COM IP 266、COM 95F、COM DG1、COM 521 BASIC。
ソフトウェアモジュール
最初のコンピュータ（Field PGプログラミングコンソール）はハードウェアリソースが限られていたため（例えばRAM容量に制限があったため）、STEP 5はモジュール式に開発され、必要なときにのみ起動（およびメモリにロード）される個別のソフトウェアパッケージとして開発されました。[ 23 ] [SIOS ID: [ 24 ] 19417353]
LAD、CSF、STL
このモジュールには、ユーザープログラム用のエディタが含まれています。Simatic S5 PLCのプログラミングは、以下のいずれかの言語で行うことができます。
XRF、COMP、REW
EPROM / EEPROM
この機能により、PLCプログラムをPG（またはPC）からEPROM（またはEEPROM）へ、EPROM/EEPROMからPG/PCへ転送したり、PG/PCのプログラムとEPROM/EEPROMのプログラムを比較したりすることが可能になります。（PG＝プログラミングコンソール、PC＝パーソナルコンピュータ）
シンボルエディタ
各オペランドに記号とコメントを割り当てることができ、それらはプログラムエディタで表示できるエディタ。
オプションのCOMモジュール
GRAPH5（シーケンシャルプログラミング用）、PG-NET（ネットワーク用）、KOMDOC（ドキュメント生成用）、COM266（IP266位置決めモジュール用）、COM723（WF723 CNCモジュール用）、COM-ET200（分散周辺機器用）など、さまざまなオプションパッケージがあります。
OB、PB、SB、FB/FX、DB/DXブロック
ステップ5では、プログラムをブロックに構造化し、それぞれのブロックの実行を制御できるようにすることができます。
STEP5の歴史
(v1.0～v4.0、当初はSTEP 7 MicroDOSという名称でした)
STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9は、1995年に最初にリリースされた、S7 200シリーズのプログラマブルコントローラ用のプログラミングおよび診断ソフトウェアです。最終バージョンは2012年にリリースされました。
これはSTEP 7 MicroWinの後継製品ですが、「新興市場」（中国とインド）のみで発売されています。この製品ラインは、簡素化された拡張モジュールを備えた新しいフォームファクターを採用しており、機能は前モデルと非常に似ています。
2012年にバージョン1.0として最初にリリースされました。2015年にはバージョン2.1がリリースされ、拡張モジュールのサポート数が増加しました（4個から6個に増加）。
V3.0は2025年にリリースされ、SMART V3.0 CPUモデルのサポート、より大きなプログラムメモリとユーザーデータメモリ、FBとUDTのサポート、2つの信号ボードのサポート（以前は1つ）、および8つの拡張モジュールのサポート（以前は6つ）を特徴としています。
V3.1は2026年にリリースされ、SMART G2 CPU（発売当時はST32のみ）のサポートに加え、ET200BLに似た再設計されたフォームファクターを採用した。
(v1.0 - v5.7)
STEP 7 [ 43 ]（STeuerungen Einfach Programmieren = 制御システムの簡単なプログラミングに由来する名称）は、Simatic S7、SIMATIC C7、SIMATIC WinAC シリーズのプログラマブルコントローラ用のプログラミングおよび診断ソフトウェアです。
ステップ7は、自動化プロジェクトのさまざまな段階で使用できます。
STEP 7は、自動化プロジェクトの開発に役立つ様々なユーティリティを提供するモジュール式のソフトウェアパッケージとして設計されています。
Simatic Manager：SIMATIC S7、C7、またはWinACオートメーションプロジェクトのすべてのユーティリティとデータを一元管理するためのツールです。
ハードウェアエディタ：自動化システムの構成と、設定可能なモジュールのパラメータ設定を行うためのツールです。
シンボルエディタ：グローバルタグ、シンボル名、データ型、およびそれらに対するコメントを定義します。
プログラムエディタ：標準化されたPLCプログラミング言語（EN 61131-3準拠）のいずれかを使用して、ユーザープログラムを編集します。
オプションとして、STEP 7では以下の言語も利用できます（通常はライセンスの購入が必要です）。
S7-PLCSIM：S7-300、S7-400、またはWinACシステム用のシミュレーターで、仮想環境でS7オートメーションプロジェクトのテストを行うことができます。
OB、FC、FB、DBブロック
ステップ7では、プログラムをブロックに分割し、それぞれのブロックの実行を制御できるように構成することができます。
STEP 7 バージョン（抜粋）：
（バージョン10以降）
2009年4月、シーメンスはSimatic S7コントローラの世代交代に着手し、まずS7-1200コントローラファミリーを発表しました。プログラミング用ソフトウェアの新バージョンもリリースされ、当初はSTEP7 Basic V10.5と呼ばれていました。その後、バージョン11のリリースに伴い、この新ソフトウェアはTIA Portal（Totally Integrated Automation Portal）と呼ばれる複雑な開発環境に統合されました。TIA Portalには、STEP 7に加えて、WinCCパッケージ（操作パネルのプログラミング用）、StartDrive（可変速ドライブのパラメータ設定用）、およびバージョンに応じたオプションモジュールが含まれています。
TIA Portalに統合されているバージョンでは、STEP 7はPLCの設定とデバッグに関してさまざまなオプションを提供します。
ハードウェアエディタ：自動化システムの構成と、設定可能なモジュールのパラメータ設定を行うためのツールです。
シンボルエディタ：グローバルタグ、シンボル名、データ型、およびそれらに対するコメントを定義します。
S7-PLCSIM：Simatic S7システムのシミュレーターであり、仮想環境で自動化プロジェクトをテストできます。
プログラムエディタ：標準化されたPLCプログラミング言語（EN 61131-3準拠）のいずれかを使用してユーザープログラムを編集するためのツールです。
TIA Portal（特にS7 1200およびS7 1500 PLCの場合）では、LADおよびFDB言語は完全な命令セットを提供し、プログラムは記述された言語で直接PLCに転送されます。プログラムブロックはLADからFDBへ、またはその逆へ変換できますが、他の言語に直接変換することはできなくなりました（STEP 7バージョンv1.xからv5.xのS7 300およびS7 400では、プログラムはSTLで解釈され、LADおよびFDBはプログラム表示モードでした）。
TIAポータル履歴（抜粋）：