© Siemens AG 2014
Le système de contrôle de
procédés SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7
Brochure
Octobre
2014
Answers for industry.
© Siemens AG 2014
Totally Integrated Automation
7RWDOO\,QWHJUDWHG$XWRPDWLRQ
(IILFLHQWLQWHURSHUDELOLW\RIDOODXWRPDWLRQFRPSRQHQWV
Totally Integrated Automation
Démarrer efficacement - Augmenter la productivité.
Face à la complexité grandissante des machines et des installations comme à l'augmentation des coûts d'ingénierie, une
ingénierie efficace représente un facteur clé pour la réussite
de l'industrie de production.
Totally Integrated Automation, l'automatisation industrielle
de Siemens, garantit l'efficacité de l'ingénierie. L'architecture
système ouverte couvre toute la chaîne de production et
assure l'interaction efficace de tous les composants d'automatisation. Ce but est atteint par la gestion cohérente des
données, la mise en œuvre de standards internationaux et
l'homogénéité des interface matérielles et logicielles. Cette
transversalité minimise grandement les travaux d'ingénierie.
Cela réduit vos coûts, écourte vos temps de mise sur le marché
et augmente votre flexibilité.
L'approche globale de Totally Integrated Automation ouvre la
voie à une meilleure production : plus rapide, plus souple et
plus intelligente. On obtient ainsi les conditions d'une vraie
valeur ajoutée dans toutes les tâches d'automatisation, en
premier lieu :
•
•
•
•
•
2
Ingénierie intégrée
Gestion industrielle des données
Communication industrielle
Industrial Security
Safety Integrated
Totally Integrated Automation
Totally Integrated Automation crée les conditions annexes
idéales pour tirer le meilleur parti des potentiels d'optimisation tout au long du processus de production :
• Economies de temps et de coûts grâce à l'efficacité de
l'ingénierie
• Temps d'arrêt minimisés grâce aux fonctions de diagnostic
intégrées
• Plus grande souplesse de la production grâce à une communication d'un bout à l'autre de la chaîne
• Sécurité des installations et des réseaux grâce aux fonctions de sécurité intégrées
• Protection des personnes, des machines et de l'environnement grâce à la technologie de sûreté intégrée sans faille
• Qualité améliorée grâce à des données cohérentes
• Réalisation simplifiée de solutions d'automatisation grâce à
des standards globaux
• Performance accrue grâce à la coopération de composants
testés pour le système
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Sommaire
text
Progress you trust
Performance you trust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Performance sur mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Performance dans l'ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Performance en fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
L'automatisation de processus avec Siemens . . . . . . . 9
Composants du système
Administration système avec Management Console . 12
Système d'ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Ingénierie intégrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Système opérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Avec la diversité fonctionnelle, la flexibilité et les performances de la version 8.1 actuelle, SIMATIC PCS 7 compte
parmi les premiers systèmes de contrôle des procédés
sur le marché international et offre le potentiel nécessaire
à la réalisation de solutions innovantes à la hauteur des
exigences de l'industrie de processus. Grâce à sa gamme
de fonctions et à son domaine d'application dépassant de
loin les limites d'un système de contrôle des procédés
classique, SIMATIC PCS 7 vous ouvre des possibilités insoupçonnées et de nombreuses perspectives nouvelles.
SIMATIC PCS 7 bénéficie d'une intégration parfaite dans
Totally Integrated Automation de Siemens, une offre
complète de produits, systèmes et solutions idéalement
harmonisés pour tous les niveaux hiérarchiques de l'automatisation industrielle, du niveau de gestion d'entreprise
au niveau de terrain en passant par le niveau de commande. Il permet ainsi la réalisation d'une automatisation
cohérente, conforme aux exigences du client, dans
l'ensemble des secteurs industriels manufacturiers,
des procédés et hybrides.
Archivage des données de processus et reporting . . 32
Plant Device Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Automates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Systèmes compacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Périphérie de processus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Automatisation des processus discontinus avec
SIMATIC BATCH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Commande du transport de matières avec
SIMATIC Route Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . 68
Industrial Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Virtualisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Composants technologiques
Téléconduite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Automatisation d'installations de commutation . . . . 80
Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7 . . . . . . . . . . 82
Optimisation avec Advanced Process Control . . . . . . 84
Systèmes de simulation et de formation . . . . . . . . . . 86
Connexion aux systèmes informatiques . . . . . . . . . . 88
Intégration des Package Units et des
pupitres opérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS . . . . 90
Migration des systèmes Siemens et des systèmes
d'autres constructeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Support clients
Prestations de service et maintenance. . . . . . . . . . . . 93
Sommaire
3
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Progress you trust
Chez Siemens, nous nous orientons aux exigences de nos
clients et à leurs marchés. Nous optimisons continuellement
nos produits et prestations pour assurer la compétitivité
de nos clients grâce à un développement systématique,
tout en gardant toujours les exigences et tendances de
l'automatisation de processus à l'esprit : nos produits,
systèmes et solutions sont le garant de durabilité, leur mise
en oeuvre permet d'économiser du temps et des coûts et
notre savoir-faire en matière de contrôle-commande contribue largement à l'amélioration de la performance.
Nous disposons d'une expérience de plusieurs années dans
le domaine des industries orientées procédé. Nos experts
connaissent les processus et utilisent leur savoir-faire pour
vous aider à optimiser vos installations au quotidien. Des
concepts de maintenance et d'automatisation intelligents
contribuent de manière décisive à la valeur ajoutée. Ils
augmentent la disponibilité de l'installation, le rendement,
la sécurité de l'installation et du processus et permettent de
protéger les investissements et d'augmenter la compétitivité.
Nous avons des exigences élevées en matière de gestion de
projets et d'exécution. En tant que partenaire pour des projets
d'installation de tout type et de toute taille, nous vous épaulons avec nos connaissances techniques – en nous basant sur
des normes de qualité mondiales et avec des experts spécialement formés pour une mise en oeuvre rapide et efficace.
Par notre vaste travail en matière de recherche et développement, notre culture d'entreprise novatrice, notre compréhension de l'automatisation en tant qu'initiateur de tendances
et par notre participation à des comités internationaux, nous
voulons jouer notre rôle de moteur en termes d'innovations et
estimons être, en collaboration avec nos clients et partenaires, en mesure de jouer un rôle décisif dans le développement futur de l'industrie de processus.
Grâce à notre orientation client systématique, à notre expérience de plusieurs années, à notre grande capacité d'innovation et à notre vaste gamme de produits et services, nous
créons les conditions nécessaires pour des relations commerciales de confiance et des clients satisfaits.
SIMATIC PCS 7 fait partie des leaders du marché mondial en
matière de systèmes de contrôle de procédés. Une condition essentielle pour l'obtention de cette position au top du
classement est le succès de nos clients qui effectuent leur
travail chaque jour avec les idées, produits et solutions
Siemens et qui obtiennent ainsi les meilleures performances. Laissez-vous convaincre :
Faites confiance à la performance – Misez sur SIMATIC PCS 7.
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Progress you trust
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Performance you trust
Le système de contrôle des procédés constitue le point de
départ d'une valeur ajoutée optimale dans les installations
orientées procédé : il commande, supervise et influence
l'ensemble des opérations et processus.
Le système de contrôle des procédés constitue l'interface au
processus. Il permet une conduite sûre du processus et de
l'installation et sert de base de données pour une meilleure
exploitation des potentiels. Plus le système de contrôle des
procédés est performant, plus l'exploitation des potentiels
peut être optimisée. C'est pourquoi, outre l'évolutivité, la
flexibilité et la transversalité, la performance joue également
un rôle essentiel dans SIMATIC PCS 7. Le système de contrôle
des procédés offre des outils, fonctions et propriétés performants permettant une exploitation d'installation efficace et
économique, à commencer par la planification et l'ingénierie,
puis pour toutes les phases du cycle de vie d'une installation.
Le système de contrôle des procédés est certes le principal responsable de l'automatisation des processus primaires, mais il
peut encore être bien plus : le système est également en mesure d'intégrer des processus secondaires complets, comme
l'infrastructure électrique sous la forme d'installations de commutation à moyenne tension ou la gestion de bâtiments.
Intégration verticale dans la communication hiérarchique
La communication hiérarchique d'une entreprise s'étend du
niveau du terrain jusqu'à la gestion et l'Enterprise Ressource
Planning (ERP), en passant par le niveau de conduite et de
procédé. Grâce à des interfaces standardisées, aussi bien sur
la base de normes industrielles internationales que d'interfaces internes, SIMATIC PCS 7 est en mesure de fournir des
données de processus pour l'évaluation, la planification, la
coordination et l'optimisation des processus d'exploitation, de
production et d'entreprise, et ce en temps réel et à n'importe
quel endroit de l'entreprise !
Performance par l'intégration
L'intégration constitue l'un des points forts de SIMATIC PCS 7,
comme le prouvent de nombreux aspects :
Intégration horizontale dans TIA
Un système pour l'automatisation homogène de toute
la chaîne de processus, de l'entrée des matières premières
jusqu'à la sortie des marchandises – ceci constitue l'un des
avantages déterminants résultant de l'intégration parfaite de
SIMATIC PCS 7 dans Totally Integrated Automation.
Outils intégrés au système pour des tâches d'ingénierie
SIMATIC PCS 7 a su convaincre par sa diversité fonctionnelle
finement échelonnée, sa philosophie de conduite cohérente
et ses outils de gestion et d'ingénierie uniformes. Grâce à une
palette d'outils harmonisée pour une ingénierie système
cohérente et la configuration de l'automatisation des lots,
des fonctions de sécurité, des transports de matières ou de
téléconduite, un système d'ingénierie centralisé crée une
valeur ajoutée tout au long du cycle de vie. La réduction de la
charge de configuration et de formation permet de minimiser
le total des coûts cumulés tout au long du cycle de vie de
l'installation (Total Cost of Ownership).
Progress you trust
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Life cycle and
Remote services
Integrated
engineering
Plant asset
management
Simulation
FAT/OTS
APC
Optimization
Energy
management
Information
management
SIMATIC
PCS 7
Integration of
switchgears
Batch
automation
Integration of
package units
Integrated
field devices
Material
transport
Safety
Integrated
Fonctions intégrées
Il est possible d'étendre les fonctionnalités de SIMATIC PCS 7
en fonction de l'automatisation propre au processus ou des
exigences du client, par exemple pour :
• Automatisation des processus discontinus
(SIMATIC BATCH)
• Sécurité fonctionnelle et fonctions de protection
(Safety Integrated for Process Automation)
• Commande du transport de matières
(SIMATIC Route Control)
• Téléconduite d'unités éloignées
(SIMATIC PCS 7 TeleControl)
• Automatisation des installations de commutation électriques (SIMATIC PCS 7 PowerControl)
D'autre fonctions additionnelles, qui sont également bien
intégrées ou intégrables dans le système de contrôle-commande, permettent d'optimiser les processus et de réduire les
frais d'exploitation. SIMATIC PCS 7 dispose ainsi d'outils par
ex. pour l'Asset Management ou la gestion de l'énergie, propose des fonctions de régulation performantes ainsi que des
solutions d'automatisation spécifiques à un secteur et des
bibliothèques.
6
Progress you trust
Integrated
telecontrol
Performance sur mesure
Grâce une une architecture système modulaire unique,
SIMATIC PCS 7 constitue la base idéale pour une mise en
oeuvre rentable de solutions d'automatisation individuelles
et d'une exploitation économique des installations de
processus.
Les utilisateurs de SIMATIC PCS 7 bénéficient durablement
d'une plate-forme système modulaire basée sur des composants SIMATIC standard. Leur cohérence permet l'adaptation
flexible des matériels et logiciels ainsi qu'une synergie parfaite
– à l'intérieur du système et au-delà. L'architecture du système
SIMATIC PCS 7 est conçue de telle sorte que le contrôle-commande soit configuré de manière optimale, en adéquation
avec les dimensions de l'installation et les exigences du client.
Dans le cas d'une extension ultérieure des capacités ou de
modifications technologiques, la contrôle-commande peut
être élargi et reconfiguré à tout moment. Autant dire que
SIMATIC PCS 7 se développe en même temps que
l'installation ! Sans mise à disposition de capacités de
réserve onéreuses !
La modularité s'applique à tous les niveaux du système. Rien
qu'au niveau de commande, l'utilisateur dispose de plusieurs
automates compatibles sur le plan fonctionnel, avec un rapport qualité/prix échelonné. Ceci permet d'adapter au mieux
les performances d'automatisation aux exigences de l'installation/l'unité
Laboratoire/Centre technique
Installation de production
Groupe d’installations sur un site de production
SIMATIC PCS 7: 100 à 120 000 entrées/sorties
G_PCS7_XX_00202
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Modularité du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7
Performance dans l'ingénierie
Performance en fonctionnement
Par rapport à la planification et à l'ingénierie, la performance
et la réduction des temps et des coûts se situent à peu près
au même niveau. SIMATIC PCS 7 fournit avec COMOS une
approche unique en son genre : un workflow de planification
intégré allant de la description du processus jusqu'au programme d'automatisation.
En raison de la diversité des technologies d'automatisation
et du fait qu'elles soient aujourd'hui étroitement liées à la
technologie informatique, la conduite de processus devient
de plus en plus complexe. Parallèlement, face à la pression
croissante des coûts, il est de plus en plus important que le
personnel de conduite dispose d'une commande exacte et
intuitive de manière à pouvoir travailler efficacement tout
en réduisant les temps d'arrêt et les besoins de maintenance.
SIMATIC PCS 7 aide l'utilisateur à faire son travail de manière
optimale et permet une conduite de processus sûre et conviviale. Pour cela, divers outils sont disponibles pour une optimisation fiable des processus.
Une interface système standardisée, un travail strictement
orienté objet et une gestion centralisée des données permettent d'obtenir une cohérence des données dans toutes les
étapes de planification, y compris dans la documentation
système automatiquement mise à jour.
Le progiciel Advanced Engineering (AdvES) de SIMATIC PCS 7
satisfait également aux exigences d'efficacité de l'ingénierie
en combinaison avec d'autre outils de planification, les données d'installation pouvant être importées sans problème à
partir des outils CAD/CAE.
Il permet également une génération automatique de la configuration AS par une simple multiplication des types de points
de mesure et de solutions types ainsi que l'édition des paramètres.
Conduite de processus et maintenance
Pour un fonctionnement efficient de vos installations orientées procédé, SIMATIC PCS 7 permet non seulement une
conduite de processus transparente, mais également la
surveillance de la qualité des produits et des indicateurs de
performance et garantit des processus plus flexibles, une
plus grande disponibilité des installations et une pérennité
des investissements.
Le système opérateur (OS) de SIMATIC PCS 7 est la fenêtre
ouverte sur le processus et constitue la base d'une interaction
sûre et intuitive avec l'installation. Son architecture est modulaire et flexible – du système monoposte au système multiposte à l'architecture client-serveur redondante. L'interface
utilisateur tient compte des exigences et des recommandations de la NAMUR (association des utilisateurs de la technologie d'automatisation dans l'industrie de processus) et de PI
(PROFIBUS & PROFINET International).
Des symboles ergonomiques, des faceplates orientés tâche, la
représentation homogène des informations d'état et des fonctions d'alarme optimisées offrent une grande convivialité et
permettent la conduite sûre du processus.
Progress you trust
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La gestion intégrée des alarmes de SIMATIC PCS 7 est une caractéristique supplémentaire qui garantit le fonctionnement
sûr et économique de l'installation. Elle filtre les alarmes importantes, autorise la conduite ciblée de l'opérateur dans des
situations exceptionnelles et contribue largement à décharger
le personnel de l'installation.
La surveillance de la qualité de régulation des boucles de
régulation assure le maintien d'un fonctionnement efficient
de l'installation. En cas de baisse de performance de certaines
boucles de régulation, le Control Performance Monitoring
permet un entretien ou une optimisation de régulation
ciblé(e) et dans les délais.
Des stratégies d'entretien préventives et prévisionnelles
réduisent les TCO. La gestion des assets d'installation de
SIMATIC PCS 7 vous permet de toujours garder un oeil sur les
équipements de production importants, tels que les pompes,
vannes, colonnes de distillation ou moteurs, et d'effectuer les
mesures de maintenance appropriées à temps, avant qu'une
panne ne se produise, sans plan d'entretien défini et sans
risquer un arrêt imprévu de l'installation.
Avec l'Advanced Process Control (APC), des procédés de
régulation performants comme la régulation de grandeurs
multiples, le régulateur prédictif ou les régulations prioritaires, SIMATIC PCS 7 offre des moyens déterminants pour
l'amélioration de l'efficience de l'installation, du rendement,
de la qualité des produits, de la sécurité et de la protection de
l'environnement. Ces solutions APL sont déjà définies dans la
bibliothèque de blocs standard et peuvent donc être mises en
oeuvre sans engendrer de coûts importants.
Optimisation de processus
Outre ces fonctions pour améliorer la conduite de l'exploitation et de processus, SIMATIC PCS 7 propose une vaste
gamme d'outils et de fonctions prenant en charge l'optimisation des processus. Voici quelques exemples :
• Control Performance Monitoring
• Advanced Process Control et
• Process Historian
8
Progress you trust
Les données de processus actuelles et historiques constituent
la base de toute optimisation. Le stockage et l'analyse des
données en temps réel s'effectue de manière sûre et conviviale via Process Historian. L'archive à long terme des informations telles que les variables ou alarmes de processus ou
encore de données Batch permet d'accéder rapidement à
ces données historiques d'installation. L'Information Server
redonne accès aux informations issues de Process Historian –
et ce de manière claire et adaptée à l'utilisateur grâce au
système de rapports standard des services de reporting
Microsoft.
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L'automatisation de processus avec Siemens –
Bien plus qu'une technologie de confiance
Des technologies sophistiquées, des logiciels et matériels performants ainsi que des solutions d'automatisation spécifiques
à votre secteur établissent la base optimale de votre réussite.
Avec Siemens, vous avez en outre trouvé un fournisseur de
technologies d'automatisation de classe mondiale à qui vous
pouvez faire confiance.
প Innovation you trust
Pour le succès économique d'aujourd'hui et de demain,
Siemens mise sur une innovation technologique constante.
Avec 29 800 collaborateurs sur 188 sites dans le monde entier, Siemens effectue actuellement des recherches dans ce
domaine, en coopération avec les instituts de recherche de
grandes universités. Au cours de l'exercice 2013, Siemens a
investi 4,3 milliards d'euros dans la recherche et le développement, pour un résultat d'environ 8 400 inventions, soit 38 par
jour de travail. Cette haute capacité d'innovation se reflète
dans les produits et contribue ainsi à votre succès. En tant
qu'initiateur de tendances, Siemens mise sur des stratégies
de développement durables, le recours accru aux énergies
renouvelables, l'utilisation efficiente des matières premières
ainsi que la réduction de l'impact environnemental.
প Expertise you trust
Chaque secteur a ses propres exigences envers la technologie
d'automatisation, suit des tendances individuelles et doit faire
face à des défis particuliers. Siemens répond par une orientation particulière sur chaque secteur : nos experts se concentrent sur les différents secteurs industriels pour que vous puissiez être assuré que votre interlocuteur connaît vos marchés
et maîtrise vos processus. Profitez de cette expérience et de ce
savoir-faire dans le domaine de la conduite et de l'optimisation de processus propre à votre secteur ! Notre vaste gamme
de prestations d'ingénierie et de conseil, spécifique aux besoins industriels, couvre tout le cycle de vie de votre installation, de la planification à la modernisation, et vous accompagne dans chaque phase avec un service optimisé.
প Partner you trust
Toute personne qui opte pour SIMATIC PCS 7 dispose avec
Siemens d'un partenaire puissant et fiable doté d'un savoirfaire fondé dans l'automatisation des processus et la gestion
de projets. Pour la réalisation rapide et efficace de projets,
nous avons mis en place des directives et des processus éprouvés que nos équipes appliquent dans le monde entier et qui
assurent un standard qualité élevé et uniforme. Pour l'assistance, nous avons créé un réseau d'experts aux mailles serrées. Ce réseau regroupe des spécialistes système de Siemens
ainsi que des partenaires externes hautement qualifiés qui
fournissent des prestations de maintenance et d'assistance
technique de premier ordre dans plus de 190 pays, du premier
entretien conseil à l'assistance pour des produits individuels
ou aux Life Cycle Services complets.
Nous considérons que dans l'automatisation de processus,
la clé du succès réside dans une étroite collaboration avec
des partenaires et des intégrateurs système. Pour renforcer
et intensifier cette coopération, nous avons mis en place un
"Solution Partner Program" dont l'étendue est actuellement
unique en son genre sur le marché. Ce programme combine
pafaitement les connaissances approfondies en matière de
technologies et d'applications avec l'expérience et le savoirfaire en matière de produits et systèmes. Il en résulte une
solution globale sur mesure pour chaque projet d'installation.
প Service you trust
Sur la base d'une longue expérience dans la pratique de
l'automatisation, Siemens propose une vaste gamme de
services qui s'adapte en toute modularité à chaque profil
client et répond de manière optimale aux besoins les plus
divers durant le cycle de vie de votre installation. Autant
chaque installation de génie des procédés est unique, autant
ses exigences en maintenance sont spécifiques. Il est donc
évident que l'éventail des offres de service doit satisfaire aux
exigences les plus variées.
L'expertise-conseil approfondie que nous proposons en complément signifie pour vous :
• Identifier les potentiels en collaboration avec l'exploitant
de l'installation
• Etablir un catalogue de mesures individuel et donner des
recommandations pour sa réalisation
Nous sommes là où vous avez besoin de nous : sur place, dans
le monde entier.
Progress you trust
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SIMATIC PCS 7
performance you trust
Stations opérateur (OS)
Station monoposte
Client
mobile
Serveur OS,
Serveur Batch,
Serveur Route Control,
Serveur Maintenance,
Process Historian
OS Client
427D
OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients
Industrial
Wireless LAN
Industrial Ethernet
PCS 7 AS mEC RTX
avec S7-300 E/S
PCS 7
BOX
ET 200pro
Systèmes compacts
Systèmes
d'automatisation
standard
PROFINET
ET 200M
Systèmes d'automatisation
embarqués
Zone 2
Zone 1
Poste
opérateur Ex
Wireless HART
ET 200M, Ex-I/O, HART
Systèmes de pesage
ET 200M
ET 200SP
AS-Interface
Modbus, accouplement en série
Commutateur
SCALANCE X
IE/PB
Link
PROFIBUS DP
Gestion
d'énergie
intégrée
IE/PB Link +
coupleur DP/PA
PROFINET
PROFIBUS PA
Entraînements intégrés
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Progress you trust
AFD
AFDiS
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Client Web
- OS
- Maintenance
- Information
ERP
Serveur
Web
Ethernet, Office LAN
Pare-feu
avant
Serveurs optionnels
- Web Server
- OpenPCS 7
- Information Server
Clients optionnels
- Simulation avec SIMIT
- MES/MIS avec SIMATIC IT
- COMOS Plant Lifecycle Management
Imprimante
de réseau
Station
d'ingénierie
Pare-feu
arrière
Systèmes
d'automatisation
à haute disponibilité
Zone 2
ET 200M
Systèmes
d'automatisation
de sécurité
Zone 1
ET 200M
simple/redondant
ET 200M
modules F
MTA
Zone 1
PROFIBUS DP-iS
ET 200iSP
ET 200SP
ET 200iSP
Y-Link
PA Link
PROFIBUS PA
AFD
AFD
Analyse de gaz
PA Link/ FF Link
AFS
AFDiS
AFD
PA/FF H1
SIMOCODE pro
for PROFINET
ET 200pro
PA/FF H1
AFDiS
ET 200S
G_PCS7_XX_00388
AFD
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
PROFINET
PA Link/ FF Link
Progress you trust
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Administration système avec
Management Console
Administration centrale du logiciel
L'administration porte sur les nouvelles installations de
SIMATIC PCS 7, les mises à jour et les Service Packs. L'installation sur la station cible ne demande aucune participation
active de l'utilisateur. Des mécanismes de sécurité empêchent
toute perturbation du fonctionnement en Runtime.
Vue d'ensemble de l'état du logiciel installé
Une installation de contrôle-commande comporte une multitude de composants hétérogènes, chacun avec ses paramétrages et réglages spécifiques. Ils sont soumis à un processus
de modification dynamique dû aux mises à niveau, modernisations et extensions. Au cours de la durée de vie de l'installation, il est de plus en plus difficile de garder une vue d'ensemble de l'état actuel du matériel et du logiciel. Sans assistance système, il est en outre très compliqué d'obtenir et de
maintenir la transparence nécessaire.
La console de gestion PCS 7 Management Console permet de
réduire à un minimum le travail de gestion pour une installation SIMATIC PCS 7 unique ou pour un réseau d'installations.
L'état actuel des composants matériels et logiciels installés
peut être consulté à tout moment.
La console de gestion SIMATIC PCS 7 Management Console
permet :
• l'administration centralisée et standardisée du logiciel
SIMATIC PCS 7
• l'inventaire de tous les composants matériels et logiciels
installés pour une installation SIMATIC PCS 7
Pour les installations de petites tailles, la console de gestion
PCS 7 peut être installée et exploitée sur la station d'ingénierie
PCS 7. Mais pour les installations moyennes à grandes ou pour
un réseau d'installations, il est préférable de disposer d'une
console de gestion PCS 7 autonome sur une station de travail
industrielle PCS 7.
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Administration système avec Management Console
• Mise à disposition des fichiers d'installation sur serveur
de fichiers dédié / PCS 7 Management Console
• Ajout et suppression de programme d'installation PCS 7
dans la gestion centrale des programmes d'installation
• Création de packs d'installation préconfigurés spécifiques à
une installation / un utilisateur
• Déroulement de packs d'installations préconfigurés sur les
stations cibles
• Contrôle des stations cibles confirmant qu'elles sont prêtes
pour l'installation
• Désactivation implicite, télécommandée d'une station pour
le démarrage d'une installation de mise à jour
• Surveillance de l'état de toute l'installation et poursuite
après redémarrage ou perturbation du réseau
• Activation implicite, télécommandée d'une station au
terme d'une installation de mise à jour
Inventaire du système
L'inventaire centralisé de tous les composant matériels et
logiciels installés facilite la création d'un rapport d'inventaire
détaillé et permet de détecter rapidement les composants
nécessitant une mise à niveau ou un remplacement :
• Acquisition centralisée des données d'inventaire extraites
du système d'ingénierie ou des composants
• Rapport d'inventaire au format Microsoft Excel
• Certificat de licence avec composants installés et réellement utilisés
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/managementconsole
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Système d'ingénierie
Ingénierie à l'échelle du système
avec le système d'ingénierie centralisé
OS
Ingénierie
Modules fonctionnels
technologiques
SIMATIC PCS 7 Engineering
Libraries
Advanced
ES
HW
Config
CFC/SFC
Graphics
Designer
SIMATIC
BATCH
SIMATIC
Route
Control
S7
F Systems
SIMATIC
PDM
Ingénierie pour réseau/
communication/matériel
Ingénierie de
l'automatisation
Ingénierie pour systèmes
à sécurité intégrée
Paramétrage des
appareils de terrain
G_PCS7_XX_00114
SIMATIC Manager /
Base de données continue
Jeu d'outils d'ingénierie du système d'ingénierie
L'utilisation d'un système d'ingénierie centralisé réduit le travail de configuration grâce à une palette d'outils harmonisés.
Un gestionnaire de projet centralisé, SIMATIC Manager, permet d'accéder aux outils d'ingénierie disponibles pour le logiciel d'application, les composants matériels et la communication. Il constitue l'application de base pour la création, la gestion, l'archivage et la documentation d'un projet.
L'architecture du système d'ingénierie dépend de la façon
dont est traité le projet SIMATIC PCS 7 :
• Traitement local, sur une station d'ingénierie centrale
• Dans un environnement d'ingénierie (ingénierie simultanée, ingénierie multiprojet)
Les stations de travail industrielles performantes SIMATIC
PCS 7 avec le système d'exploitation préinstallé Windows 7
offrent à cet effet une base optimale. Elles s'utilisent aussi
bien dans les bureaux que dans les environnements industriels et peuvent commander jusqu'à 4 moniteurs de processus en mode multimoniteur.
La licence du logiciel d'ingénierie dépend de l'utilisation de la
station d'ingénierie comme :
• Classique, station d'ingénierie exclusive
• Station d'ingénierie/station opérateur combinée pour
petites applications
Jeu d'outils d'ingénierie
La fonctionnalité complète d'ingénierie système orientée
projet, qui constitue également la base pour la gestion des
appareils et équipements de contrôle-commande (Asset
Management), est à la disposition du configurateur sous la
forme d'un jeu d'outils d'ingénierie adaptés les uns aux autres
de manière optimale.
Le jeu d'outils d'ingénierie inclut des outils permettant de
procéder de manière efficace à l'ingénierie des composants
et des fonctions suivants :
• Ingénierie de données de masse et coopération avec des outils de conception CAO/IAO (Advanced Engineering System)
• Matériel du système de contrôle des procédés
(périphérie décentralisée et appareils de terrain inclus)
• Réseaux de communication
• Fonctionnalité d'automatisation pour l'exécution continue
et séquentielle des processus (ingénierie AS)
• Fonctionnalité de conduite et de supervision
(ingénierie OS)
• Fonctionnalité de diagnostic et Asset Management
• Processus discontinus automatisés à l'aide de
SIMATIC BATCH
• Contrôle des transports de matières avec
SIMATIC Route Control
• Applications de sécurité (Safety Integrated for Process
Automation)
Système d'ingénierie
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SIMATIC Manager
SIMATIC Manager est la plate-forme d'intégration du jeu
d'outils d'ingénierie et la base de configuration pour la totalité
de l'ingénierie du système de contrôle des procédés SIMATIC
PCS 7. C'est là que le projet SIMATIC PCS 7 est géré, archivé et
documenté.
Avec le jeu d'outils d'ingénierie adapté aux besoins technologiques et les blocs et diagrammes préconfigurés, les spécialistes en technologie et les techniciens procédé et fabrication
peuvent planifier et configurer dans l'univers qui leur est habituel. Grâce à la base de données cohérente du système d'ingénierie, les données ne sont saisies qu'une seule fois et sont disponibles dans l'ensemble du système.
Hiérarchie technologique
La création de dossiers hiérarchiques permet d'implémenter
une structure de projet, la hiérarchie technologique. En archivant des diagrammes CFC et SFC pour les automates, des vues
et les rapports pour les stations opérateur et des documents
supplémentaires dans un dossier hiérarchique, le configurateur détermine implicitement leur affectation hiérarchique.
la configuration matérielle
Le matériel requis pour l'utilisation dans un projet SIMATIC
(par ex. automates, composants de communication et périphérie de processus) est détaillé dans un catalogue électronique. Il est configuré et paramétré à l'aide de l'application
HW Config.
Fonction de cryptage pour les blocs
L'application S7-Block Privacy permet de crypter et de décrypter les blocs fonctionnels et les fonctions, garantissant ainsi la
protection du savoir-faire. Les blocs et leurs attributs ne sont
plus modifiables après le cryptage, seules les interfaces des
blocs sont encore visibles.
Outils de configuration graphiques
Lors de la définition de la logique d'automatisation, les blocs
fonctionnels préconfigurés sont connectés à d'autres blocs à
l'aide de l'outil de configuration graphique CFC. Un éditeur
SCF est disponible pour la configuration graphique et la mise
en service des commandes séquentielles.
Ingénierie des systèmes opérateur
Les données du projet pour l'ingénierie des stations opérateur
sont également organisées avec le SIMATIC Manager. Toutes
les données des points de mesure requises pour la conduite et
la supervision sont déjà générées lors de la définition de la
fonction d'automatisation.
Graphics Designer
Un Graphics Designer performant prend en charge la création
graphique des vues de l'installation. La création des synoptiques repose sur des éléments gérés dans des bibliothèques,
à savoir des icônes statiques ainsi que des icônes de blocs dynamiques et des blocs d'affichage (faceplates) qui sont reliés
aux paramètres des blocs fonctionnels.
14
Système d'ingénierie
Vue des composants : configuration du matériel avec HW Config
Advanced Engineering System
L'Advanced Engineering System optionnel permet de rationnaliser efficacement la configuration et la mise en service, par
ex. grâce à la génération automatique de la configuration matérielle ou l'utilisation multiple de modules logiciels standardisés. Pour ce faire, l'Advanced Engineering System peut également échanger des données avec des systèmes de planification de niveau supérieur.
Les projets SIMATIC PCS 7 complets ou l'ensemble des modifications d'un projet peuvent être compilés et chargés dans les
systèmes cible en une seule opération. Le système d'ingénierie observe automatiquement la chronologie correcte. La procédure est affichée et commandée dans une boîte de dialogue
centrale.
Compilation et chargement sélectifs
Une méthode efficace pour de petites modifications à apporter sur l’automatisation standard, p. ex. ajouter ou modifier
certaines points de mesure, consiste à faire une compilation
et un chargement ciblé au niveau du diagramme. Ces opérations peuvent être lancées à partir de la hiérarchie technologique, du CFC ou du dossier Diagrammes.
Le concepteur reconnait à leur couleur les modifications
effectuées depuis le chargement précédant et les états du
diagramme en fonction des icônes de diagramme. Il peut
effectuer un choix ciblé pour le chargement sélectif. En liaison
avec Version Trail, tout chargement est automatiquement
suivi d'un archivage.
Pour les blocs qui s'exécutent sur le système d'automatisation
AS 410, il est possible de procéder à des changements de
type (TCiR) en cours d'exploitation par le biais d'une copie
sans à-coup. Pour actualiser le système opérateur, il est nécessaire de recharger ses données de configuration.
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Logiciel d'ingénierie
Points de mesure dans la vue des objets de processus
SIMATIC Manager offre les vues de projet suivantes pour supporter les différentes tâches jalonnant la création d'un projet
d'installation :
• Vue des composants (HW Config)
Configuration du matériel, comme les automates, les composants du bus ou la périphérie de processus
• Vue des objets de processus
Environnement central de développement couvrant tous
les aspects des points de mesure/objets de processus
Vue des objets de processus
La vue des objets de processus de SIMATIC Manager assiste la
méthode de travail du technicien processus à l'aide d'une vue
universelle sur les points de mesure. Elle montre, sous forme
d'arborescence, la hiérarchie technologique de l'installation et
fournit, sous forme de tableau, tous les aspects du point de
mesure/de l'objet de processus (généralités, diagrammes,
blocs, paramètres, signaux, messages, objets de vue, variables d'archive, dossiers hiérarchiques, propriétés des équipements et déclarations globales). Les spécialistes en technologie peuvent ainsi s'orienter rapidement.
Tous les objets dans la branche sélectionnée de la hiérarchie
figurent dans le tableau, où ils peuvent être traités directement par des fonctions pratiques d'édition, de filtrage, de
remplacement, d'importation et d'exportation. Un mode de
test spécial permet de tester les points de mesure et les diagrammes CFC en ligne, puis de les mettre en service.
Les secteurs OS et la hiérarchie des vues pour la conduite du
processus ainsi que SIMATIC PCS 7 Asset Management peuvent être dérivés de la hiérarchie technologique. Elle sert en
outre de base au repérage orienté installation des objets de
processus.
Des signalisations groupées peuvent être placées dans les
vues à l'aide de la hiérarchie des vues et connectées aux vues
subordonnées. Le configurateur se charge ensuite du positionnement correct. Comme le nombre des champs de signalisations groupées ainsi que leur sémantique sont configurables, il est possible d'ajuster les configurations d'alarme
conformément aux besoins du client.
Les messages de contrôle-commande et de processus sont
déjà préconfigurés dans les blocs fonctionnels, les messages
de conduite dans les blocs d'affichage, et ils sont automatiquement générés lorsque l'événement déclencheur se produit. Le cas échéant, des textes de message peuvent être
modifiés ou des priorités définies.
La vue des objets de processus permet également de configurer la fonction "Smart Alarm Hiding". Il s'agit de l'occultation
dynamique de messages (alarmes) qui, dans certains états de
l'installation, sont secondaires pour le bon fonctionnement
sécurisé de l'installation. Selon l'état de fonctionnement d'une
unité (démarrage, maintenance, etc.), les messages des blocs
technologiques regroupés dans cette unité sont affichés ou
masqués conformément à la configuration préalablement
définie. Dans la matrice des alarmes de la vue des objets de
processus, des cases à cocher permettent d'activer individuellement l'affichage ou le masquage des messages pour chacun
des états de fonctionnement (32 maxi). Les messages occultés ne font pas l'objet d'une signalisation optique ni acoustique, mais sont cependant journalisés et archivés.
Système d'ingénierie
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Continuous Function Chart au design modernisé
Marquage couleur des objets dans CFC
Continuous Function Chart (CFC)
L'éditeur CFC prend en charge les types de logiciels standardisés suivants :
L'éditeur CFC est l'outil de configuration des fonctions continues d'automatisation. Des fonctions d'édition pratiques, des
fonctions de test et de mise en service performantes et des
fonctions de documentation pouvant être configurées de
manière personnalisée font également partie du répertoire
fonctionnel de CFC.
Les instances des types de blocs fonctionnels peuvent être
insérées dans les diagrammes CFC, paramétrées et interconnectées. Un attribut de bloc permet de définir des niveaux
d'autorisation de conduite au niveau des blocs et de réaliser
ainsi un concept d'autorisations de conduite finement ciblées.
Lors de la création d'un nouveau diagramme CFC, un groupe
d'exécution portant le nom du diagramme et contenant automatiquement tous les blocs de ce diagramme est généré.
Ainsi, chaque bloc reçoit immédiatement des propriétés
d'exécution que le configurateur peut modifier dans l'éditeur
d'exécution ou optimiser au moyen d'un algorithme.
Des techniques de configuration spéciales telles que la
technique du diagramme dans le diagramme, qui permet
de réaliser des diagrammes hiérarchiques, ou l'utilisation multiple de types de blocs diagramme (modules de commande
types/ points de mesure types) et de types SFC (commandes
séquentielles standardisées) sous forme d'instances offrent
un potentiel de rationalisation supplémentaire.
16
Système d'ingénierie
• Type de bloc fonctionnel
Les types de blocs fonctionnels fournis avec les bibliothèques de contrôle-commande servent à la modélisation
d'équipements de contrôle-commande tels que les vannes
ou les moteurs. Les plus petits modules logiciels standardisés destinés à l'utilisation multiple sont dotés de connecteurs pour les signaux de réglage et de commande, ainsi
que pour les fonctions de paramétrage et de surveillance.
Certains d'entre eux disposent également de fonctions de
verrouillage pour le passage automatique à des positions
de sécurité définies.
• Type de point de mesure
Les types de point de mesure réalisés avec des blocs
fonctionnels représentent chacun un diagramme CFC standardisé pour l'automatisation de base de certaines fonctions de contrôle-commande, par ex. d'une régulation de
niveau. Leurs instances sont modifiables de manière centralisée grâce au concept type/instance, mais peuvent être
adaptées et interconnectées manuellement.
• Type de module de commande
Le type de module de commande (Control Module Type/
CMT) représente un nouveau type de module logiciel standardisé offrant, grâce à l'Advanced Engineering System,
une ingénierie encore plus efficace que les types de points
de mesure classiques. Un CMT peut contenir des blocs, des
diagrammes, des variables de commande (des connecteurs
de blocs, comme des signaux et des paramètres) et des
messages.
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Bibliothèques de contrôle-commande
L'utilisation d'éléments de bibliothèques contribue fortement
à réduire le travail d'ingénierie, donc les coûts des projets.
Le logiciel standard d'ingénierie SIMATIC PCS 7 intègre
deux bibliothèques de contrôle-commande : la bibliothèque
Advanced Process Library préinstallée ainsi que la bibliothèque SIMATIC PCS 7 Standard Library, installable ultérieurement si besoin est.
Sequential Function Chart dans l'ingénierie
Sequential Function Chart (SFC)
L'éditeur SFC sert à la configuration graphique et la mise
en service de commandes séquentielles pour processus de
production discontinus. Il dispose de fonctions d'édition pratiques ainsi que de fonctions de test et de mise en service
performantes. Les commandes séquentielles permettent de
commander et d'exécuter de manière sélective les fonctions
d'automatisation de base créées avec CFC, moyennant des
changements du mode de fonctionnement et de l'état. Les
commandes séquentielles peuvent être créées comme diagramme SFC ou type SFC.
Diagramme SFC
Le diagramme SFC permet de réaliser des commandes séquentielles utilisables une seule fois, qui agissent sur plusieurs parties d'une installation de production. Chaque diagramme SFC a
des entrées et des sorties standard pour les informations d'état
et pour la commande par le programme utilisateur ou par l'utilisateur. Le diagramme SFC peut être placé et interconnecté
comme bloc dans le diagramme CFC. Les connecteurs de bloc
CFC souhaités sont sélectionnés à l'aide d'actions simples et
reliées aux étapes et aux transitions des graphes séquentiels.
Les blocs, les faceplates et les icônes, testés, préconfigurés
et organisés dans ces bibliothèques forment les éléments de
base de la configuration graphique des solutions d'automatisation. L'offre complète de blocs se subdivise comme suit :
• blocs pour les opérations mathématiques, logique analogique et numérique
• blocs de verrouillage
• blocs technologiques avec fonctions d'affichage, de commande et de signalisation intégrées, par ex. :
- Blocs Control standard
- Blocs Advanced Process Control
- blocs moteurs et vannes
- blocs compteurs
- blocs dosage
• blocs pour l'intégration d'appareils de terrain
• blocs de conduite et supervision
• blocs de signalisation et de diagnostic
Des types de point de mesure préconfigurés pour les installations techniques telles que pompes, vannes, doseurs et régulateurs (cascade, split-range), etc. élargissent l'éventail.
Dans SIMATIC PCS 7, plusieurs versions d'une bibliothèque
peuvent coexister. Ceci simplifie l'adaptation du logiciel utilisateur lors d'une mise à niveau du système.
Une gestion des états conforme à ISA-88 permet de configurer
jusqu'à 8 commandes séquentielles séparées par diagramme
SFC, par exemple pour des états comme RUNNING, HOLDING
ou ABORTING ou différents modes de fonctionnement.
Type SFC
Les types SFC sont des commandes séquentielles standard à
utilisation multiple, intervenant dans un secteur de l'installation de production. Ils peuvent être organisés dans des bibliothèques et traités comme des blocs fonctionnels normaux, autrement dit, il est possible de les sélectionner dans un catalogue, de les placer, de les interconnecter et de les paramétrer
en tant qu'instances dans un diagramme CFC. Une modification de l'original entraîne automatiquement une modification
similaire au niveau de toutes les instances. Un type SFC peut
contenir jusqu'à 32 graphes séquentiels. La fonction "Générer/actualiser les icônes de blocs" permet de placer et de
connecter automatiquement une icône de bloc dans la vue de
processus correspondante, pour toutes les instances SFC autorisant la conduite et la supervision.
Système d'ingénierie
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Exemples d'images de commande OS standard (faceplates)
de la bibliothèque SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, Vannes
Exemples de faceplates tirés des bibliothèques Industry Library et
Condition Monitoring Library
Advanced Process Library
Industry Library et Condition Monitoring Library
La bibliothèque APL (Advanced Process Library), basée sur la
longue expérience des configurateurs et des exploitants, tient
compte des recommandations NAMUR et des spécifications
PNO actuelles.
Les bibliothèques Industry Library et Condition Monitoring
Library élargissent les fonctions standard de la bibliothèque
APL. Tous les blocs fonctionnels, blocs d'affichage (faceplates)
et icônes de ces bibliothèques ont un design de type APL.
Des fonctions bien conçues ainsi que des interfaces utilisateur
attrayantes et très conviviales favorisent l'interaction entre
l'opérateur et son installation. Des alternatives et des petites
variantes de blocs fonctionnels réduites aux principales fonctions dont les icônes de blocs et blocs d'affichage requièrent
moins de place dans la vue de processus et permettent d'améliorer la visibilité dans les vues de processus complexes.
La bibliothèque Industry Library fournit des blocs pour :
Les autres caractéristiques suivantes méritent l'attention :
• Modes de fonctionnement spéciaux
- "Local" pour l'intégration de possibilités de commande
locales
- "Hors service" pour désactiver un point de mesure à des
fins de maintenance
• Plusieurs vues de blocs d'affichage
- Vue "Aperçu" avec informations sur les états logiques des
E/S, la commande de l'automatisation et les interventions
possibles/autorisées ; affichage de la valeur réelle lors de
la simulation
- Vue "Notes" pour des informations temporaires destinées
à l'opérateur
• Blocs de verrouillage conviviaux avec information premier
signal, pouvant être appelés dans les blocs technologiques
• Adaptation flexible de fonctions dans les blocs de bibliothèque
• Assistance à la mise en service grâce à la simulation directement sur la station opérateur
• Protection contre les erreurs de manipulation grâce à un
échelonnement à granularité fine des droits utilisateur
• Validation/inhibition explicite de la commande d'un point de
mesure pour certains postes de commande de l'installation
• Intégration des entraînements compacts et objets interrupteurs/démarrage via des profils PROFIBUS standard
• Coordination des accès multiples, par ex. de SFC/SIMATIC
BATCH, sur des appareils tels que vannes, pompes, etc.
• Des fenêtres de conduite épinglables simplifient les interventions multiples successives
18
Système d'ingénierie
• l'automatisation des bâtiments (chauffage, climatisation,
ventilation)
• la conduite et la supervision via des Comfort Panels
• l'intégration de Package Units SIMATIC S7 (optimisés pour
S7-300)
• la connexion de systèmes externes Advanced Process
Control
• les concepts à salles de commande multiples
• d'autres fonctions technologiques, par ex. pour étendre la
surveillance des valeurs de mesure ou pour spécifier une
courbe de consigne
La bibliothèque Condition Monitoring Library fournit des blocs
pour :
• la surveillance de pompes centrifuges (PumpMon)
• la surveillance de vannes de réglage (VlvMon)
• la détection d'états stationnaires d'un processus dynamique (SteadyState)
• l'essai en ligne des vannes en cours d'exploitation (PST)
• la surveillance de la perte de pression et la détection
précoce des engorgements (PressDropMon)
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Configuration avec partage du travail
Concurrent Engineering (ingénierie simultanée)
L'ingénierie simultanée permet à plusieurs ingénieurs de
travailler simultanément sur un projet dans CFC et SFC, sans
avoir à le subdiviser en sous-projets. Pendant la mise en service, les diagrammes peuvent ainsi être utilisés par exemple
en mode online (débogage) tandis que, parallèlement, des
modifications sont apportées au projet. Le Graphics Designer
prend en charge le travail en parallèle dans un projet, même
lors de la création des vues de l'installation.
Le projet est localisé sur l'une des stations d'ingénierie,
à savoir le serveur de projet. Les stations d'ingénierie qui travaillent en tant que "clients projet" accèdent aux données de
configuration via LAN/WAN. La fonction de recherche générale permet de retrouver un diagramme très rapidement.
Plusieurs concepteurs peuvent ouvrir et consulter simultanément des diagrammes CFC/SFC. Toutefois, le système refuse
l'accès simultané en écriture à la base de données. Si le
concepteur tente d'accéder à un diagramme en cours
d'utilisation, un message le lui signale.
Chaque station d'ingénierie présente dans l'installation
(projet serveur/client) est en mesure de charger des données
de configuration dans un sous-système SIMATIC PCS 7 –
à condition qu'elle dispose des liaisons de communication
nécessaires à cet effet.
Ingénierie multiprojet
L'ingénierie multiprojet permet de subdiviser les projets
d'envergure en sous-projets fractionnés selon des aspects
technologiques pour les traiter en parallèle avec plusieurs
équipes. Un "multiprojet" générique est défini à cet effet dans
SIMATIC Manager. Des projets peuvent être à tout moment
ajoutés à un multiprojet ou en être supprimés.
Les projets qui appartiennent à un multiprojet sont enregistrés dans un serveur central et déplacés vers des stations
d'ingénierie locales pour y être traités. Ainsi, les performances
d'ingénierie ne sont pas altérées par les accès au réseau.
Les fonctions Branch & Merge prennent en charge la partition
et le fusionnement des projets selon des critères technologiques. Pour les diagrammes et les unités de processus copiés
dans un autre projet en vue de leur traitement, les interconnexions communes à plusieurs projets, utilisées généralement pour les verrouillages par exemple, deviennent des interconnexions textuelles. Lors du fusionnement, les interconnexions textuelles peuvent être fermées par simple activation
d'une touche. Les diagrammes portant le même nom dans
l'objet d'origine sont écrasés.
Des fonctions centralisées de configuration destinées aux
multiprojets permettent de réduire le temps de configuration
nécessaire. Ceci permet par exemple de créer automatiquement des dossiers hiérarchiques dans tous les autres projets.
Seul l'original est modifiable dans le projet d'origine, mais des
objets peuvent être insérés dans tous les dossiers. De plus,
il est possible de mettre à jour de manière centrale tous les
types de blocs utilisés dans un multiprojet.
Système d'ingénierie
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Version Trail
SIMATIC Version Trail, en liaison avec SIMATIC Logon, permet
l'archivage spécifique aux versions des bibliothèques, projets
et multi-projets. SIMATIC Version Trail dote les données d'une
ID de version lors de l'archivage et saisit les informations suivantes dans l'historique de version :
•
•
•
•
•
version
nom de la version
date et heure
utilisateur
commentaire
Chacune des versions peut être extraite de l'archive et réutilisée. SIMATIC Logon en protège l'accès.
Contrôle d'accès et registre des modifications
En liaison avec les enregistrements détaillés dans le journal
des modifications, le système SIMATIC Logon de gestion des
utilisateurs et de contrôle d'accès intégré au système d'ingénierie fournit à l'exploitant une excellente assistance au
contrôle des modifications.
Avec SIMATIC Logon, l'administrateur est à même de répartir
les utilisateurs dans des groupes possédant différents droits
d'accès et de contrôler ainsi l'accès aux données. Vous pouvez
configurer aussi bien des droits d'accès pour les stations du
système de contrôle des procédés que des autorisations de
conduite pour les blocs. Des journaux de modifications configurables peuvent enregistrer tous les accès au système d'ingénierie ainsi que toutes les modifications en ligne concernant
les automates, les systèmes opérateur, SIMATIC BATCH ou
encore SIMATIC Route Control.
Lorsque ces journaux de modifications sont associés à l'analyse des données de SIMATIC Logon, il devient possible de
déterminer précisément qui a effectuée une modification et
quand elle a été faite. De telles informations sont précieuses
pour répondre aux exigences particulières de certains secteurs, par ex. à celles formulées dans FDA 21 CFR Part 11 ou
GAMP.
Version Cross Manager
Le Version Cross Manager recherche de manière pratique les
différences entre diverses versions d'un projet individuel ou
d'un multiprojet :
• recherche d'objets manquants, supplémentaires ou différents par comparaison de configurations matérielles, communication, hiérarchie technologique, diagrammes
CFC/SFC, détails SFC, types de blocs, messages, variables
globales, signaux et ordres d'exécution
• représentation graphique des résultats de la comparaison
sous forme d'arborescence et de tableau combinés
• structure hiérarchique claire en fonction de la hiérarchie
technologique de l'installation
• marquage en couleur des différences
20
Système d'ingénierie
Les opérations d'archivage et d'extraction peuvent être automatisées en étant déclenchées par horloge. La relecture de
paramètres de bloc issus des automates peut être combinée à
l'archivage, mais peut être déclenchée par horloge ou faire
l'objet d'une gestion de version indépendamment de l'archivage.
L'historique des versions géré par Version Trail peut être affiché à l'écran et imprimé. Une version déjà terminée ne peut
plus être modifiée ultérieurement. En jonction avec Version
Cross Manager, une version archivée est comparable avec un
projet existant ou une seconde version archivée.
Documentation du projet
Le projet d'ingénierie peut être documenté conformément
aux normes grâce au système de reporting intégré dans le
système d'ingénierie. Le rapport de projet comprend :
• vues de processus et objets de vues avec propriétés, événements, actions et liaisons directes
• variables, propriétés et liaisons de communication
• classes de messages, blocs de messages, messages
• variables d'archive et données de configuration des
archives
• groupes d'utilisateurs et utilisateurs
• texte source des actions/fonctions
• textes de la bibliothèque de textes
• données de configuration Basic Process Control
Les données de projet peuvent être librement structurées,
traitées sous forme de carnets de câblage standardisés et
imprimés dans un format unifié. Il est également possible
d'associer ses propres pages de garde, mises en page, graphiques, logos ou polices pour les champs de texte. La
commande conviviale de l'édition permet de sélectionner
l'ensemble du projet ou seulement certaines parties pour
l'impression.
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Listes de
signaux
Importation
Importation
SIMATIC PCS 7
Importation
Importation
Types des points
de mesure
Configuration
matérielle
Exportation
Hiérarchie
technologique
Exportation
Points de
mesure
Exportation
Mnémoniques
Exportation
HW Config
G_PCS7_XX_00312
Listes de points
de mesure
Advanced ES
Saisie manuelle
Données externes
Flux de données lors de l'utilisation de l'Advanced Engineering System
SIMATIC PCS 7 Advanced Engineering System (AdvES)
L'AdvES permet aux bureaux d'études et aux clients finals de
réduire sensiblement leurs coûts de configuration et de mise
en service tout en améliorant la qualité de l'ingénierie.
L'AdvES, qui peut être démarré dans le SIMATIC Manager depuis un projet SIMATIC PCS 7, étend la fonctionnalité pour la
configuration de l'installation avec des outils de planification
CAO/IAO de niveau supérieur. Il permet de faire le lien entre
les outils d'ingénierie standard de SIMATIC PCS 7-EngineeringToolset (CFC, HW Config, Hiérarchie technologique) et des
outils de la planification de base et détaillée, par ex. EPlan,
ELCAD ou SmartPlant.
L'AdvES utilise différentes possibilités d'importation des données pour regrouper les données d'ingénierie existantes provenant du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 ainsi
que des listes de points de mesure et de signaux au format
Microsoft Excel et pour les préparer en vue de leur utilisation
dans le système d'ingénierie SIMATIC PCS 7.
Les données provenant des listes de points de mesure et
de signaux peuvent être importées automatiquement dans
l'AdvES. Un système intégré de gestion des modifications
permet l'importation multiple de données modifiées à partir
de Microsoft Excel. Après une affectation unique, l'AdvES
identifie les points de mesure des listes Excel, les associe automatiquement à des types de points de mesure de n'importe
quelle bibliothèque de projets PCS 7 et génère à partir de là :
• les instances de points de mesure PCS 7 avec réglages de
signaux et de paramètres
• la hiérarchie technologique (TH)
• la configuration matérielle
Des contrôles de plausibilité et de cohérence des données permettent de repérer rapidement les incohérences, de les représenter clairement sous forme de journaux, puis d'y remédier
de manière ciblée.
Gestion des workflows intégrée avec barre de progression dans la
barre d'en-tête
Des fonctions de traitement manuelles pour l'édition de
hiérarchies technologiques et de points de mesure ainsi que
pour l'interconnexion automatique de signaux entre les points
de mesure permettent de compléter les données d'importation. Des éditeurs spéciaux pour le traitement des données de
masse aident l'ingénieur de configuration dans ses travaux
routiniers très consommateurs de temps.
A l'aide de modèles intégrés, les différentes vues tabellaires
des données AdvES peuvent être représentées aussi sous
forme de rapports et imprimées.
La gestion intégrée des workflows aide l'utilisateur lors du
traitement des tâches. La séquence et la progression du traitement sont affichées dans une barre d'en-tête.
Ingénierie de données de masse
L'AdvES rationnalise l'ingénierie de données de masse en
multipliant les modules logiciels standardisés. En plus des
types de modules de commande (Control Module Types,
CMT), les types de points de mesure classiques sont également pris en charge. AdvES est optimisé pour le travail avec
des Control Module Types (CMT).
Une bibliothèques CMT des PCS 7 Basic Control Modules
(BCM) est déjà intégrée dans l'AdvES. Le système prend en
charge la conversion de n'importe quelle bibliothèque utilisateur de types de points de mesure en Control Module Types
(CMT).
Des blocs, des interconnexions, des connecteurs ou des messages peuvent être ajoutés à un CMT ou en être retirés, même
si des instances, appelées modules de commande (Control
Modules, CM), existent déjà. Des variantes de types de points
de mesure peuvent être ainsi facilement catégorisées pour
l'utilisation multiple. Les écarts d'instances par rapport au CMT
peuvent être contrôlés et éventuellement corrigés.
Système d'ingénierie
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Points forts Système d'ingénierie
22
■
Configuration matérielle et logicielle centralisée du
système à l'aide d'un système d'ingénierie
– Paramétrage de la communication sans grand
déploiement de travail
– Configuration identique d'installations redondantes
– Configuration intégrée des appareils de terrain et
des applications de sécurité
■
Vue des objets de processus pour l'affichage et la modification de tous les aspects des points de mesure/objets
de processus
– Edition conviviale de tableaux
– Bibliothèque de projet avec fonction d'importation/
exportation
– Mode en ligne pour le test et la mise en service
■
Configuration orientée technologie
– Hiérarchie fonctionnelle classée par installations,
unités de processus et équipements techniques
– Ingénierie indépendante du matériel : affectation AS
et modules de périphérie sélectionnables ultérieurement
– Possibilité d'extension spécifique au secteur
d'activité, via des interfaces d'échange de données
standard
■
Changements de type de bloc en cours de fonctionnement avec l'AS 410 (TCiR)
■
Configuration avec partage du travail : ingénierie simultanée ou ingénierie multiprojet avec Branch & Merge
■
Occultation de messages spécifique au projet pour
certains états de fonctionnement
■
Fonctionnalités SFC spéciales :
– Type SFC : commande séquentielle pour utilisation
multiple, instances en tant que blocs dans le CFC
– Diagramme SFC : commande séquentielle à utilisation unique, aussi avec connecteurs de diagrammes
– Graphes séquentiels distincts conformes à ISA 88
pour les états tels que HOLD, ABORT ou SAFE STATE
■
Réduction du travail d'ingénierie et de validation :
– Bibliothèques avec blocs fonctionnels et blocs d'affichage, icônes, types de point de mesure
– Concept d'instance et type avec possibilité de modification centralisée pour toutes les instances
– Actualisation centralisée de tous les types de blocs
d'un multiprojet
– Nombreuses étapes de configuration automatiques
(Auto Engineering)
– Duplication simple d'unités de processus par recopie,
adaptation des désignations et compilation
■
Gestion des versions performante avec comparaison et
historique des versions
■
Création automatique de vues de diagnostic pour la station de maintenance sur la base des données du projet
■
Gestion intégrée des utilisateurs avec contrôle d'accès
■
Bibliothèques avec fonctions de contrôle-commande
élaborées :
– Advanced Process Library (APL)
– Industry Library
– Condition Monitoring Library
■
Boîte de dialogue centralisée pour la compilation et
le chargement de l'ensemble des modifications AS, OS
et SIMATIC BATCH
– Optimisation du déroulement et commande par
boîte de dialogue avec contrôle du déroulement
– Compilation et chargement en une étape : temps de
turnaround réduits
■
Compilation et chargement sélectifs au niveau du diagramme
Système d'ingénierie
© Siemens AG 2014
Ingénierie intégrée
COMOS
SIMATIC PCS 7
Object,
e.g. motor
Logical diagram
Software configuration
3-D model
P&ID
Electrical circuit
diagram
Electrical single line
diagram
G_PCS7_XX_00375
Cabinet layout
Hardware configuration
Echange cohérent de configurations et de structures entre COMOS et SIMATIC PCS 7
COMOS –
une base de données pour tous
Un pont entre deux mondes :
ingénierie intégrée avec COMOS et SIMATIC PCS 7
La base de l'ingénierie intégrée est un modèle de données
dans lequel toutes les données de planification d'un projet
n'existent qu'une fois et une seule. De plus, toutes les données relatives aux objets de planification des secteurs sont
disponibles à tout moment directement et avec un contenu
cohérent, comme par ex. pour planifier les installations, la
tuyauterie, la technologie électronique, de mesure, de commande et de régulation et l'automatisation. Dans ce contexte,
il importe peu que les collaborateurs des secteurs spécialisés
soient assis les uns à côté des autres ou forment une équipe
de projet globale répartie sur plusieurs pays : la base de données est toujours la même, sans exception.
L'ingénierie intégrée avec COMOS et SIMATIC PCS 7 jette
un pont entre la planification d'installation et le contrôlecommande, c'est-à-dire la phase d'exploitation. Elle permet
une ingénierie globale comprenant toutes les phases de planification d'une installation industrielle, avec un nombre réduit
d'interfaces. Une simple pression d'un bouton suffit à générer,
dans le système de conduite, la structure complète de l'installation à partir des données d'ingénierie. L'ingénierie d'automatisation s'en trouve simplifiée et la dépense de temps
considérablement réduite. Inversement, SIMATIC PCS 7 renvoie dans COMOS les modifications apportées à l'automatisation pendant le fonctionnement (l'échange d'appareils de
terrain, par exemple). Ainsi, la base de données de l'outil
d'ingénierie est mise à jour immédiatement et par suite aussi
la documentation complète de l'installation.
Nous sommes le seul fournisseur au monde à proposer à
l'industrie des processus une solution logicielle pour la gestion
globale d'un projet d'installation, de la planification au démantèlement en passant par l'exploitation et la modernisation. COMOS garantit que les planificateurs et les exploitants
ont accès à tout moment à toutes les données significatives
pour le projet, à tous les niveaux de l'entreprise et pendant
toutes les phases du projet. Ceci est rendu possible par l'orientation résolument objet de notre solution logicielle qui prend
une place de précurseur. Qui plus est, COMOS gère aussi toute
la documentation de l'installation.
L'ingénierie intégrée crée ainsi dans toute l'installation les
conditions nécessaires à plus de sûreté décisionnelle et plus
d'efficacité des processus, ce qui contribue à l'amélioration
durable de la compétitivité.
Ingénierie intégrée
23
© Siemens AG 2014
Système opérateur
Conduite de processus sûre et conviviale
avec le système opérateur SIMATIC PCS 7
Grâce aux licences Runtime OS SIMATIC PCS 7 pour 100,
1 000 et 5 000 objets de processus (PO), le logiciel système
des stations opérateur est échelonnable de manière flexible
dans les limites d'extension suivantes :
• 5 000 PO par station OS monoposte
• 12 000 PO par serveur OS (pour architecture client/
serveur)
Système monoposte (OS Single Station)
Le système opérateur du système de contrôle des procédés
SIMATIC PCS 7 permet une conduite sûre et conviviale du
processus par le personnel d'exploitation. L'opérateur peut
surveiller le déroulement des processus à l'aide de différentes
vues et intervenir si nécessaire. L'architecture du système opérateur est très variable et s'adapte en souplesse à la taille des
installations et aux besoins du client.
Elle est basée sur des stations opérateur pour systèmes monoposte (stations OS monoposte) et pour systèmes multiposte
de type client/serveur, parfaitement harmonisés.
OS Single
Station 1
OS Single
Station 2
OS Single
Station 8
.....
Plant bus
Stations opérateur
Toutes les stations opérateur sont basées sur des stations de
travail industrielles SIMATIC PCS 7 modernes, optimisées pour
l'utilisation comme station OS monoposte, client OS ou serveur OS.
Les postes de travail industriels SIMATIC PCS 7 optimisés pour
les environnements industriels rudes combinent des PC performants avec le système d'exploitation Microsoft Windows 7
Ultimate 64 bits ou Server 2008 R2 Standard 64 bits. Grâce à
l'utilisation de constituants et d'interfaces standard de l'univers PC, les stations opérateurs sont ouvertes aux options et
extensions spécifiques au système, au client ou au secteur
d'activité.
Le raccordement de jusqu'à 4 moniteurs de processus au
moyen d'une carte graphique multimoniteur permet la
conduite conviviale de plusieurs secteurs d'une installation à
partir d'un seul poste de conduite.
24
Système opérateur
Process Historian
S7-400H
G_PCS7_XX_00343
Station opérateur SIMATIC PCS 7
Dans un système monoposte, toutes les fonctions de conduite
et de supervision pour un projet (installation/unité) sont
concentrées dans une station. Grâce à cela, il est possible de
réaliser une configuration système à plat avec jusqu'à 8 stations OS monoposte. Deux stations forment alors une paire
redondante de stations OS monoposte qui peut être étendue
avec des stations de référence. Dans une telle structure, on
peut rationnaliser le travail de configuration en reproduisant
un projet de base. L'archivage longue durée est assuré par le
Process Historian.
Exemple d'architecture système à plat
La station OS monoposte peut être raccordée de deux manières au réseau procédé Industrial Ethernet :
• via un processeur de communication CP 1613 A2/
CP 1623/CP 1628 pour la communication avec un maximum de 64 automates de tous types
• via une carte réseau Ethernet 10/100/1000 Mbit/s standard
et Basic Communication Ethernet pour la communication
avec un maximum de 8 automates (stations monoposte).
© Siemens AG 2014
OS 1
OS 2
OS 3
OS 4
Système opérateur, quantité
OS ...
Terminal bus
Parallel Redundancy
Protocol (PRP)
S7-400H
G_PCS7_XX_00342
Plant bus
Architecture système avec réseau procédé et réseau des terminaux redondants
Un système multiposte comporte jusqu'à 40 postes de
conduite (clients OS) qui reçoivent des données (données de
projet, valeurs de processus, archives, alarmes et messages)
d'un ou de plusieurs serveurs OS via un réseau des terminaux.
Le réseau des terminaux peut partager le support de transmission avec le réseau procédé ou être configuré en tant que bus
séparé (Ethernet avec TCP/IP).
SIMATIC PCS 7 supporte des systèmes multiposte comportant
jusqu'à 18 serveurs ou 18 paires de serveurs redondants. En
mode multi-client, les clients OS peuvent accéder en parallèle
à certains ou aux 18 serveurs/paires de serveurs (accès simultané de jusqu'à 40 clients OS à tous les serveurs).
De plus, les serveurs OS possèdent des fonctions client qui
leur permettent d'accéder aux données (archives, messages,
points de mesure (TAG), variables) des autres serveurs OS du
système multiposte. De ce fait, les vues de processus sur un
serveur OS peuvent également être combinées aux variables
d'autres serveurs OS (vues tous secteurs).
18
Nombre max. d'automates par serveur/
paire de serveurs OS
64
Nombre max. de clients OS clients
en mode multi-client 1)
par système multiposte
40
Nombre max. de moniteurs par station
opérateur en exploitation multi-canal
4
Nombre max. de moniteurs par système
60
Nombre max. de secteurs OS
64
Nombre max. de fenêtres par moniteur
de 1 à 16 (réglable)
Nombre de courbes par fenêtre de
courbes
10
Temps de sélection de la vue du
secteur OS (100 symboles de processus)
<2s
■
par station OS monoposte
5 000 PO
■
par serveur OS
12 000 PO
Nombre max. de messages configurables par serveur
200 000
Nombre de points de mesure
Lorsqu'une disponibilité importante est exigée, les serveurs
OS peuvent également être utilisés en mode redondant. Les
applications importantes sont surveillées par Health Check
pour détecter les défauts du logiciel susceptibles d'activer le
mode redondant. Les serveurs OS redondants sont synchronisés automatiquement à grande vitesse.
Outre l'adaptabilité, l'avantage des systèmes répartis réside
dans le découplage d'unités de l'installation et dans la disponibilité supérieure qui en résulte.
8
Nombre max. de serveurs/paires de
serveurs OS
Nombre max. d'objets de processus
Système multiposte à architecture client/serveur
Les clients OS peuvent accéder non seulement aux données
d'un serveur ou d'une paire de serveurs OS, mais aussi simultanément à plusieurs serveurs/paires de serveurs OS (mode
multi-client). Ceci permet de structurer une installation en
plusieurs unités technologiques et de répartir les données sur
plusieurs serveurs/paires de serveurs OS.
Nombre max. de stations OS monoposte
■
par station OS monoposte
env. 3 000
■
par serveur OS
env. 7 000
■
par système multiposte
env. 126 000
Système d'archivage haute performance intégré (pile FIFO), basé sur le
serveur Microsoft SQL pour :
1)
■
archivage des valeurs de processus
(par serveur/station OS monoposte)
env. 1 500/s
■
archivage des messages
(par serveur/station OS monoposte)
charge continue env. 10/s
avalanche de messages
env 3 000/4 s
lorsque chaque client OS a accès à tous les serveurs/paires de serveurs OS
Performances
Le système opérateur de SIMATIC PCS 7 est optimisé pour le
traitement de gros volumes de données. Il se caractérise par
des performances élevées, même en cas de capacités fonctionnelles importantes, et par une utilisation simple et intuitive. Une panoplie de mesures permet de réduire la charge du
système et d'améliorer les délais nécessaires à la sélection et
à l'actualisation des vues, par exemple :
• Combinaison de valeurs d'état et de valeurs analogiques
avec des informations d'alarme pour un affichage d'état
plus développé
• Inhibition des battances de message et redéclenchement
de la signalisation par acquittement
• Transmission des données de l'automate uniquement lors
de modifications, et non cycliquement
• Inhibition/validation des messages pour certains ou tous
les points de mesure d'un secteur
• Masquage des messages en fonction de l'état de fonctionnement de l'unité
Système opérateur
25
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Logiciel OS
Une vue standard et une vue serveur, dont les secteurs
diffèrent, sont proposées pour la représentation technologique d'une installation. Les deux vues comportent entre
autres les éléments suivants :
Exemple de conduite de processus OS avec fenêtres mobiles
• Ligne de signalisation pour le dernier message entrant
(ordre d'affichage configurable par classe de message ou
priorité la plus élevée)
• Date, heure et nom de l'opérateur
• Synoptique secteur ; le nombre de secteurs pouvant être
représentés dépend de la résolution d'image : jusqu'à 36
(minimum/XGA), jusqu'à 144 (maximum/WQXGA)
• Espace de travail pour les vues de l'installation et fenêtres
librement déplaçables pour les blocs d'affichages, courbes,
messages, etc.
• Touches de fonctions
A partir de là, l'opérateur peut composer des vues individuelles, les sauvegarder et les appeler à nouveau ultérieurement.
Le logiciel du système opérateur prend en charge la représentation fonctionnelle de l'installation dans un design moderne
de qualité qui, selon le contrôleur graphique et le moniteur de
processus, peut se présenter comme suit :
Visualisation de processus innovante avec PCS 7 Advanced Process
Graphics
Interface utilisateur graphique (GUI)
L'interface utilisateur prédéfinie du système opérateur remplit
tous les critères exigibles d'un système de contrôle-commande. Elle est clairement structurée, ergonomique, explicite
et multilingue. L'opérateur dispose d'une excellente vue d'ensemble du processus et peut naviguer rapidement entre différentes vues de l'installation. Il est aidé en cela par une organisation hiérarchique des vues, qu'il peut configurer selon ses
souhaits. Les secteurs de niveau inférieur sont ainsi directement sélectionnables pendant la conduite du processus. La
position actuelle au sein de la hiérarchie est reconnaissable
à tout moment via une fenêtre du Picture Tree Manager.
Les vues du processus et les points de mesure peuvent
également être appelés directement par leur nom ou à partir
d'un message sélectionné via la fonction "Loop in Alarm".
L'opérateur a la possibilité de changer de langue durant le
fonctionnement, grâce à la commutation de langue en ligne.
26
Système opérateur
• formats d'image 4:3/5:4 avec des résolutions de
1024 x 768 à 1600 x 1200
• formats d'image plein écran 16:9/16:10 avec des résolutions de 1680 x 1050 à 2560 x 1600
L'aspect général des vues peut être défini à l'aide de designs
prédéfinis ou personnalisés (palette de couleurs, couleurs,
styles, effets optiques, etc.). Ces réglages généraux peuvent
être modifiés localement pour chaque objet graphique. De
plus, il est possible de modifier le design grâce à une multitude d'éléments attrayants, qui sont proposés pour la configuration OS dans le système d'ingénierie :
• Palettes d'objets avec styles, contrôles, objets standards
et smart
• Bibliothèque de symboles globale avec objets
graphiques standardisés
• Icônes et blocs d'affichage de la bibliothèque
PCS 7 Advanced Process Library (APL)
Des objets graphiques de PCS 7 Advanced Process Graphics
(APG) assortis à l'APL permettent d'optimiser la visualisation
du processus en fonction de la tâche dans des vues d'ensemble (niveau 1/2). Des représentations compactes et
simplifiées attirent l'attention sur l'essentiel. L'opérateur peut
saisir très rapidement la situation actuelle de l'installation,
reconnaître les tendances à temps et réagir immédiatement
si besoin est.
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Fenêtre de tableaux
• Représentation d'une ou plusieurs colonnes de valeurs de
processus en relation avec une colonne temps
• Chaque ligne indique les valeurs de processus enregistrées
à un moment donné
• Possibilité de combiner dans un tableau plusieurs relation
temps-valeur séparées
Fenêtre de courbes sur le poste opérateur
TrendControls pour l'affichage de tableaux et de courbes
Les TrendControls permettent à l'opérateur de représenter
des valeurs archivées de variables d'archives tirées de l'archive
des valeurs de process ainsi que des valeurs en ligne de variables process tirées du stock de variables, par rapport au
temps (fenêtre de tableaux/courbes) ou par rapport à une
autre valeur (fenêtre de fonctions). Le temps peut être défini
de manière statique ou dynamique (en relation avec le temps
système actuel) en tant que :
• Heure de début et de fin
• Heure de début et période
• Heure de début et nombre de points de mesure
Tous les Trend Controls disposent de fonctions de défilement
et d'une possibilité d'activation directe du début ou de la fin.
L'opérateur peut adapter individuellement, pendant l'exécution, les courbes de tendances prédéfinies et sauvegarder ces
paramétrages de façon globale ou personnalisée. Pendant
l'exécution, il peut modifier la liaison des données et accéder
à d'autres données. De même, il a la possibilité d'intégrer en
ligne des bases de données d'archives externes.
Les données affichées peuvent être traitées comme suit :
• Exportation via fichier CSV
• Edition via un ordre d'impression prédéfini
Fenêtre de courbes
• Corrélation d'un ou de plusieurs axes de temps avec un ou
plusieurs axes de valeurs (gradation linéaire, logarithmique, en pourcentage ou librement configurable)
• Possibilité de choisir librement le nombre de courbes
pouvant être représenté
• Configuration individuelle de styles et de couleurs, éventuellement avec code couleur fonction de la valeur
• Lignes de grille et règles pour améliorer la lisibilité
• Possibilité de grouper les courbes d'une fenêtre avec un
axe temporel et un axe de valeurs commun
• Combinaison possible de plusieurs fenêtres de courbes à
des fins de comparaison (axe temporel, zoom, barre de
défilement et règle)
Fenêtre de fonctions
• Représentation de valeurs de processus en relation avec
d'autres valeurs de processus, par ex. pression en fonction
de la température
• Fenêtre ou zone de valeurs dynamique avec graduation
linéaire ou logarithmique pour l'axe X et Y
• Possibilité de définir séparément la zone de temps pour
chaque courbe
• Prise en compte optionnelle de courbes de consigne des
archives utilisateur
• Propriétés, fonctions et possibilités de configuration identiques dans une large mesure à celles de la fenêtre de
courbes
La fenêtre de règle donne des informations complémentaires
pour l'instant ou l'intervalle de temps sélectionné dans la fenêtre de courbe/tableau, par ex. des informations statistiques
comme le minimum, le maximum, la moyenne, l'écart standard, l'intégrale.
AlarmControl pour l'affichage et le traitement de
messages
Il est possible de configurer jusqu'à 200 000 messages par
station monoposte OS/serveur OS :
• Messages système prédéfinis, déclenchés par un événement système
• Signalisations simples ou groupées, déclenchées par une
modification des états de processus
• Messages de commande, déclenchés par la commande
manuelle d'objets
Système opérateur
27
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Les données peuvent être traitées comme suit :
• Exportation via fichier CSV
• Edition via un ordre d'impression prédéfini
Après une coupure de courant, les derniers messages peuvent
être rechargés dans la fenêtre des messages depuis l'archive
de signalisation. L'image du message avant la coupure de courant peut ainsi être reconstruite après le redémarrage.
Affichage d'alarmes sur la station opérateur
Le système de signalisation intégré au système opérateur
saisit les message processus et les événements locaux, les
enregistre dans des archives de messages et les affiche via la
fenêtre de messages (AlarmControl) librement configurable
dans différentes listes standardisées :
• Nouvelle liste : messages actuellement en instance et
non acquittés
• Ancienne liste : messages actuellement en instance et
acquittés
• Liste des alarmes disparues : messages non encore acquittés, mais de nouveau disparus
• Liste de commande : messages de conduite actuels et
archivés
• Liste d'équipements de contrôle-commande : messages de
contrôle-commande actuels et archivés
• Chronique : tous les messages actuellement en instance et
archivés, triés selon un ordre chronologique
• Liste des messages masqués manuellement ou automatiquement
• Liste des messages à masquer lors de leur survenue
Les listes pourvues d'une fonction de défilement peuvent être
sélectionnées par l'opérateur via la barre d'outils.
Parallèlement à l'affichage, tous les messages saisis en cours
d'exécution ainsi que la modification de leurs états sous la
forme d'un journal des messages pouvant être documentés
chronologiquement
Les possibilités de réglage souples pour l'émission de sons et
les priorités définissables par variables de signal contribuent à
la signalisation des messages au moyen d'une carte son ou par
commande de générateurs de signaux externes via un module
d'entrées-sorties.
Grâce au filtrage, à la sélection ou au tri de l'affichage en fonction des contenus des différents blocs de signalisation, par ex.
chronologiquement selon la priorité des messages ou le lieu
du défaut, l'opérateur peut adapter individuellement la gestion des alarmes lors de l'exécution. Des bases de données
d'archivage sont également intégrables en ligne. Les paramétrages peuvent être sauvegarder globalement ou de façon
personnalisée.
28
Système opérateur
Dans le cas de capacités fonctionnelles élevées avec une fréquente survenue de messages, les mesures suivantes permettent de réduire sensiblement la charge des opérateurs et
d'améliorer la transparence :
• Occultation de la signalisation optique et acoustique de
messages en fonction de la situation, par ex. de messages
de fonctionnement sans importance pour la sûreté de
fonctionnement (ces messages restent toutefois pris en
compte dans la journalisation et l'archivage) :
- dynamiquement, autrement dit en fonction de la configuration définie au préalable pour un maximum de
32 états de fonctionnement (Smart Alarm Hiding)
- manuellement, pour une période limitée
• Définition de priorités (jusqu'à 16 priorités) en tant qu'attribut supplémentaire aux classes de messages connues.
• Inhibition/validation délibérées de messages de certains
points de mesure ou de tous les points de mesure d'une
vue/d'un secteur, par ex. en cas de défaut d'un capteur/
actionneur ou pendant la mise en service (enregistrement
dans le journal des interventions opérateur)
Pour déterminer rapidement la cause du défaut et l'éliminer,
l'opérateur passe directement du message sélectionné à la
vue de processus contenant l'objet en défaut (Loop-in-Alarm).
Il peut y appeler le bloc d'affichage correspondant par l'intermédiaire du point de mesure marqué en couleur. On peut ancrer la fenêtre de ce bloc d'affichage pour qu'elle reste visible
même lorsqu'on change de vue.
Les affichages groupés signalent visuellement sur la vue
processus les messages en instance. Ils mettent également en
évidence si des messages ont été inhibés ou non.
Le dernier message arrivé est affiché en haut de la vue standard. Le bouton "Ligne de message élargie" permet d'afficher
l'AlarmControl sous forme de fenêtre, avec tous les messages
arrivés. La liste des messages actuellement en instance avec
le degré de priorité le plus élevé (16) peut également être
affichée via un bouton.
Classes de messages configurables par l'utilisateur
Dans les nouveaux projets, l'utilisateur peut opter pour
l'utilisation de six classes d'alarmes librement configurables,
en alternative à l'ancien concept de signalisation Le lien entre
l'événement et la classe d'alarme peut être modifié pour
chaque instance
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Système de rapports et de journalisation
Alors que le système de rapports est destiné à documenter le
projet créé pendant la configuration, le système de journalisation sert à imprimer clairement les données acquises pendant
le fonctionnement. Différents types de journaux prédéfinis
sont disponibles à cet effet :
•
•
•
•
•
•
Journal au fil de l'eau
Journal des messages et d'archives
Journal des valeurs de mesure
Journal des interventions opérateur
Journal des messages système
Journal utilisateur
A l'aide d'un éditeur de mise en page, il est possible de créer
de nouvelles mises en page ou d'adapter individuellement des
mises en page prédéfinies. Les objets de journalisation à imprimer sont simplement sélectionnés dans la palette d'objets,
positionnés et configurés.
Les données actuelles du journal sont éditées sur l'imprimante, avec la mise en page associée, via un ordre d'impression prédéfini ou établi par l'utilisateur. Avant leur sortie sur
imprimante, les journaux peuvent être enregistrés et affichés
à l'écran en aperçu avant impression. L'opérateur peut lancer
des travaux d'impression manuellement, sur horloge ou sur
événement et interroger leur état en ligne.
Archivage
Un système d'archivage hautement performant, configurable
pendant l'exécution et basé sur la technologie Microsoft SQL
Server, est intégré dans les stations monopostes OS et les serveurs OS. Les données de processus et les messages/événements (alarmes) peuvent être ainsi saisis temporairement
dans des archives cycliques. Sur horloge ou sur événement,
il est possible de transférer des données de cette archive à
court terme dans le Process Historian, pour y être archivées
durablement.
Gestion centrale des utilisateurs, contrôle d'accès et
signature électronique
Avec l'intégration de SIMATIC Logon, le système opérateur
dispose d'une gestion centrale des utilisateurs avec contrôle
d'accès conforme aux exigences de validation de 21 CFR
Part 11. L'administrateur est ainsi en mesure de répartir les
utilisateurs dans des groupes auxquels il attribue différents
droits d'accès (rôles). L'opérateur obtient ces droits spécifiques lorsqu'il se connecte. En plus du clavier, l'appareil sur
lequel s'effectue la connexion peut être équipé en option d'un
lecteur de carte à puce par exemple.
Visualisation SFC
Visualisation SFC
La visualisation SFC du système opérateur permet de visualiser et de commander les commandes séquentielles configurées avec l'éditeur SFC sous la même forme que dans le système d'ingénierie. Aucune configuration supplémentaire
n'est requise à cet effet.
Une vue d'ensemble permet, par exemple, d'ouvrir des visualisations d'étapes et de transitions et d'afficher les commentaires des étapes ou les conditions de transitions avec leurs
paramètres dynamiques.
Surveillance de signe de vie
Avec la fonction "Surveillance de signe de vie" le système
opérateur peut contrôler le bon fonctionnement de tous les
systèmes subordonnés raccordés au réseau procédé. Une vue
graphique de la configuration de l'installation rassemble les
informations sur l'état de fonctionnement des différents
abonnés surveillés. SIMATIC PCS 7 Maintenance Station propose d'autres fonctionnalités connexes.
Synchronisation de l'heure
Associé à une horloge SICLOCK, le système opérateur peut
prendre en charge la synchronisation horaire basée sur l'UTC
(Universal Time Coordinated) à l'échelle de l'ensemble du
système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7. Ceci est
surtout avantageux dans le cas d'installations très dispersées,
réparties sur différents fuseaux horaires, par ex. pipelines.
Système opérateur
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Points forts Systèmes opérateur
30
■
Architecture flexible et modulaire avec matériel et logiciel modulables pour systèmes monoposte et multiposte
■
Systèmes multipostes client-serveur, pour grandes
installations comportant jusqu'à 18 serveurs OS/paires
de serveurs OS et jusqu'à 40 clients OS
■
Stations opérateur performantes, résistantes au stress,
basées sur la technique de PC standard robuste pour
l'industrie
■
Stations monopostes OS et serveurs OS configurables
par paires en redondance
■
Communication AS/OS optimisée
■
Transfert de modifications sans que le fonctionnement
en cours soit perturbé
■
Test de modifications en ligne par chargement sélectif
de serveurs redondants
■
Interface utilisateur graphique ergonomique pour la
conduite conviviale du processus et une haute sécurité
de fonctionnement.
■
Contrôles polyvalents pratiques pour alarmes et tendances
Système opérateur
■
Système de journalisation variable et orienté client
■
Gestion très efficace des alarmes permettant de
décharger le personnel de conduite
– Priorités de signalisation avec jusqu'à 16 priorités en
tant qu'attribut supplémentaire pour les classes de
messages
– Masquage visuel et acoustique de messages qui sont
peu significatifs dans certains états de fonctionnement (dynamique ou manuel)
– Inhibition des alarmes pendant la mise en service ou
lors du dysfonctionnement d'un capteur/actionneur
■
Système d'archivage hautement performant avec
des archives cycliques et une sauvegarde des archives
intégrée, combinable avec le Process Historian pour
l'archivage à long terme
■
Gestion centralisée des utilisateurs, contrôle d'accès et
signature électronique
■
Surveillance des signes de vie pour les systèmes asservis raccordés au réseau procédé
■
Synchronisation de l'heure basée sur le temps universel
coordonné (UTC)
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Commande et supervision
via Internet/Intranet
PCS 7 Web clients
PCS 7 Web server
LAN
LAN
INTERNET
Front
Firewall
Back
Firewall
Plant bus
G_PCS7_XX_00116
Terminal bus
Serveur Web PCS 7 pour la conduite et la supervision via Internet/Intranet
Le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 prend
également en charge la conduite et la supervision d'une installation via Internet/Intranet. L'opérateur peut ainsi accéder
aux données du projet mises à disposition par le serveur Web
PCS 7 via un client Web PCS 7. Le client Web PCS 7 utilise à cet
effet Internet Explorer et des plug-ins pouvant être installés
via Internet/Intranet.
Pour ce faire, le serveur Web PCS 7 convertit les vues de processus et les scripts à l'aide de Web View Publisher dans une
forme adaptée à Internet Explorer. Il utilise les mécanismes
d'un multiclient afin d'accéder aux données de processus
spécifiques au projet dans les serveurs OS de niveau inférieur.
La gestion des utilisateurs OS intégrée garantit une sécurité
élevée.
La conduite de l'installation via un client Web PCS 7 s'effectue
de la même manière que via un client OS PCS 7. L'opérateur
doit se connecter de la même manière et les règles d'attribution des droits sont également les mêmes. Les commandes
exécutées depuis le client Web PCS 7 sont inscrites dans le
journal des interventions opérateur de l'OS.
Licences
En ce qui concerne les licences, les constellations suivantes
sont possibles :
• Standard
Jusqu'à 50 clients Web PCS 7 accèdent par Intranet/Internet
aux données d'un serveur Web PCS 7. Le nombre de
clients Web PCS 7 ayant simultanément accès au serveur
Web PCS 7 est échelonnable avec des licences de
serveur Web PCS 7 cumulables.
• Diagnostic
Un client ou quelques clients Web PCS 7 ont accès à
plusieurs serveurs Web PCS 7 à des fins de téléconduite, de
diagnostic ou de surveillance. Chacun des systèmes impliqués nécessite dans ce cas une licence diagnostic PCS 7
Web (serveur/client).
Load Balancing
Si le projet requiert une exploitation simultanée d'un grand
nombre de postes de conduite Web, plusieurs serveurs Web
PCS 7 peuvent être configurés et reliés entre eux. La fonction
"Load Balancing" permet de répartir de manière équilibrée la
charge provoquée par les clients Web PCS 7 sur les serveurs
Web PCS 7 configurés, ce qui entraîne en parallèle une haute
disponibilité des clients Web PCS 7.
En cas de défaillance d'un serveur Web PCS 7, les clients Web
PCS 7 lui étant affectés sont automatiquement retransmis
avec un autre serveur Web PCS 7. Load Balancing peut être utilisé sur un nombre maximum de 32 serveurs Web PCS 7 reliés
entre eux.
Système opérateur
31
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Archivage des données de processus et reporting
Process Historian et Information Server
Process Historian
Process Historian met à disposition un archivage longue durée
performant qui s'insère parfaitement dans le système de
contrôle. Données de processus, variables, alarmes tout
comme données de lot de SIMATIC BATCH peuvent être
archivées de manière centrale et en temps réel, sans travail
d'ingénierie supplémentaire.
Le Process Historian convient pour toutes les tailles d'installation. Le nombre des stations monopostes, serveurs ou paires
de serveurs archivables n'est soumis à aucune restriction.
Les valeurs de processus et les messages gérés dans la base de
données de Process Historian sont visualisables sur les clients
et stations monopostes OS de manière claire et rationnelle.
La sélection des données est facilitée par les fonctions de
filtrage intégrées. Les messages et les valeurs de processus
sont affichables sous forme de tableaux ; les valeurs de
processus peuvent également être représentées par des graphiques. Les tableaux de valeurs de processus peuvent être
exportés au format CSV pour leur traitement sous d'autres
applications Windows, par ex. Microsoft Excel.
Les données gérées par Process Historian peuvent être sauvegardées sur les supports de mémoire en usage dans le commerce. La sauvegarde et la restauration de la base de données
complète sont également possibles, manuellement comme
automatiquement.
Affichage dans navigateur Web
Add-ins pour
Microsoft Word et Excel
Process Historian et
Information Server (IS)
Possibilités d'accès aux données de Process Historian
32
Archivage des données de processus et reporting
G_PCS7_XX_00298
Client IS
© Siemens AG 2014
Projet A
Process Historian et Information Server ne requièrent aucun
raccordement au réseau procédé. Ils sont connectés aux stations OS et Batch de l'installation SIMATIC PCS 7 via le réseau
des terminaux.
Projet B
Clients OS
Information Server
Le passage d'un Central Archive Server (CAS) existant au
Process Historian est supporté par des packs de conversion
et un assistant à la migration de la base de données CAS.
Réseau de
terminaux
Station
monoposte
OS
- Serveur OS
- Serveur Batch
Fonctions d'archivage et de visualisation
Process Historian
Systèmes
d'automatisation
G_PCS7_XX_00297
Bus système
Information Server
La visualisation de données provenant de la base de données
de Process Historian est prise en charge par un système de
rapports additionnel : Information Server. Il met les données
archivées à disposition dans le navigateur Web, sous forme de
journal de quart, quotidien, hebdomadaire ou mensuel. Sur la
base des Microsoft Reporting Services, Information Server
permet un accès Thin Client web aux données historiques. Les
add-ins pour Microsoft Word et Excel offrent d'autres possibilités d'accès aux données de Process Historian. Le nombre de
clients ayant accès à Information Server peut être réglé avec
des licences d'accès client cumulables.
Information Server est capable d'accéder à une source de
données ou à plusieurs sources en parallèle. Il peut s'agir de
données d'archivage de stations opérateur à côté des données
d'archivage de Process Historian. Il est ainsi possible d'utiliser
Information Server pour la fonction de reporting de l'installation indépendamment du Process Historian.
Quand le serveur Process Historian OPC UA est installé sur
Process Historian, d'autres applications peuvent aussi, en tant
que client OPC UA, lire les valeurs de processus et les alarmes
archivées dans Process Historian.
Selon l'importance que revêt pour l'exploitant de l'installation la
disponibilité des données d'archivage, le Process Historian est
configurable comme serveur simple ou comme paire de serveurs redondants. Selon le but à atteindre, il est recommandé
de choisir pour Process Historian la version de serveur de la
station industrielle SIMATIC PCS 7 la plus performante ou le
Premium Server (produit add-on pour SIMATIC PCS 7).
Information Server peut être exploité sur le matériel de
Process Historian ou sur un matériel séparé. N'importe quelle
station de travail industrielle SIMATIC PCS 7 client OS est
appropriée pour le mode d'exploitation séparé.
• Archivage en temps réel des valeurs de processus et
messages de stations OS monopostes et serveurs OS.
• Archivage des données de lot de SIMATIC BATCH
• Prise en charge de plusieurs projets SIMATIC PCS 7
• Echelonnage en matière de performance et quantités en
relation avec le matériel de base utilisé
• Transfert des données sur des supports de mémoire externes
• Lecture de supports de mémoire externes
• Visualisation des données sur clients OS/stations monopostes OS :
- Paramétrage de vues (vues, fenêtres et masques) y
compris des critères de sélection pour l'affichage des
données
- Visualisation tabellaire des messages en fonction du
filtre défini
- Tableaux ou graphiques pour afficher les valeurs de
processus en fonction du filtre défini
- Vue d'ensemble des lots (avec journal de détail d'un lot)
Fonctions de rapport
• Jeu de modèles de rapports usuels pour valeurs de processus, messages et lots
• Création libre d'un grand nombre de nouveaux modèles de
rapports de votre choix
• Sauvegarde de modèles de rapports configurés pour un
accès rapide
• Exportation des rapports dans des formats de documents
courants
• Abonnements pour génération cyclique de rapport, envoi
par e-mail inclus
• Création et enregistrement de dashboards basés sur rôles
• Gestion des rôles pour utilisateurs Windows
- Prise en charge de Active Directory et groupes de travail
- Attribution d'autorisations d'accès particulière à un
projet
• Intégration de rapports comme images dans des documents Word
• Création et enregistrement des modèles de rapports Excel
pour les valeurs de processus historiques et les messages
• Abonnements pour modèles de rapports Excel
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/processhistorian
Archivage des données de processus et reporting
33
© Siemens AG 2014
Plant Device Management
Ingénierie d'appareils de terrain intelligents avec SIMATIC PDM
SIMATIC PCS 7
engineering station
with SIMATIC PDM
PDM Stand-alone
SIMATIC PCS 7
maintenance station client
with SIMATIC PDM
Device on
the workbench
Industrial Ethernet
S7-400
S7-400
PROFINET
ET 200M
(also with
HART modules)
PROFIBUS PA
IE/PB Link PN IO
+ DP/PA coupler
SIMOCODE
PROFIBUS DP
HART protocol
RS 232/RS 485
Field devices
SIMOCODE
ET 200iSP
HART
multiplexer
Possible connection point of a
PG/PC with SIMATIC PDM
(stand-alone operation)
G_PCS7_XX_00386
FF H1
ET 200M
HART
PROFIBUS PA
FF link
HART
PA link
Possibilités de connexion de SIMATIC PDM
Le gestionnaire des appareils des processus SIMATIC PDM
(Process Device Manager) est un outil universel, utilisable sur
tout type d'installation, destiné à la réalisation des opérations
de configuration, de paramétrage, de mise en service, de diagnostic et de maintenance des appareils de terrain intelligents
(capteurs et actionneurs), ainsi que des constituants des systèmes (E/S de commande à distance, multiplexeurs, unités
d'entretien-maintenance, régulateurs compacts). Il permet
de traiter plus de 2 500 appareils de Siemens et de plus de
200 constructeurs dans le monde entier, sous une interface
utilisateur homogène. La représentation des paramètres et
des fonctions est identique pour tous les appareils et ne
dépend pas de leur couplage de communication.
En matière d'intégration d'appareils, SIMATIC PDM est le plus
puissant gestionnaire ouvert d'appareils de processus sur le
marché mondial. Les appareils qui n'étaient pas pris en charge
jusqu'à présent sont intégrables dans SIMATIC PDM par importation de leurs spécifications (Electronic Device Description).
Avantages essentiels pour la conduite opérationnelle de
l'installation
•
•
•
•
•
•
34
Représentation et commande uniformes des appareils
Représentation uniforme des informations de diagnostic
Indicateurs pour la maintenance et l'entretien préventifs
Détection des modifications du projet et des appareils
Amélioration de la sécurité d'exploitation
Réduction des coûts d'investissement, d'exploitation et
de maintenance
Plant Device Management
• Transmission d'informations relatives à l'appareil à des stations de maintenance d'ordre supérieur
Possibilités de mise en œuvre
• Intégré au système dans le système d'ingénierie PCS 7
• Version autonome comme outil de maintenance sur un
ordinateur portable raccordé localement au bus ou raccordé directement à l'appareil
Pour la mise en œuvre intégrée au système SIMATIC PCS 7,
SIMATIC PDM transfère à la station de maintenance les données
de paramétrage et les informations de diagnostic de tous les
appareils décrits par leur EDD (Electronic Device Description)
afin qu'elle les représente et en continue le traitement, par ex. :
• Informations sur le type d'appareil (plaque signalétique
électronique)
• Informations détaillées sur le diagnostic
• Résultats des fonctions de surveillance d'état internes
• Informations d'état (modifications locales de la configuration)
• Informations sur les modifications (journal Audit Trail)
• Informations sur les paramètres
SIMATIC PDM peut être démarré aussi directement sur tout
client de la station de maintenance SIMATIC PCS 7 (client MS)
à des fins de paramétrage d'appareil et de diagnostic.
© Siemens AG 2014
Intégration des appareils de processus
SIMATIC PDM prend en charge tous les dispositifs/appareillages disposant de spécifications Electronic Device Description (EDD). Le langage EDD conforme aux normes EN 50391
et CEI 61804 est la technologie normalisée la plus répandue
au niveau international pour l'intégration d'appareils.
C'est en même temps la directive d'organisations établies
comme :
• PROFIBUS & PROFINET International (PI)
• HART Communication Foundation (HCF)
• Fieldbus Foundation (FF)
Les appareils sont intégrés dans SIMATIC PDM directement via
une description EDD spécifique à l'entreprise ou via les bibliothèques actuelles de la HCF ou de la Fieldbus Foundation.
Pour une meilleure transparence, ils peuvent être gérés dans
des bibliothèques d'appareils spécifiques au projet.
Les appareils de terrain sont décrits dans l'EDD avec leurs caractéristiques fonctionnelles et constructives dans les termes de
l'Electronic Device Description Language (EDDL). A l'aide de
cette description, SIMATIC PDM génère automatiquement
son interface utilisateur avec les informations spécifiques à
l'appareil. L'éventail d'appareils peut être actualisé et étendu
par importation de l'EDD du constructeur spécifique à l'appareil.
L'organisation Fieldbus Foundation fournit des spécifications
d'appareil prédéfinies pour les fonctions de base de types
d'appareil de terrain spécifiques. Les fonctions de base sont
réalisées avec différents blocs fonctionnels standard et blocs
de transfert.
Fonctions principales
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Création de bibliothèques d'appareils spécifiques au projet
Réglage et modification de paramètres d'appareil
Comparaison, par ex. données de projet et d'appareil
Contrôle de vraisemblance des données saisies
Identification et contrôle des appareils
Affichage de l'état des appareils (modes de fonctionnement, alarmes, états)
Simulation
Diagnostic (standard, détaillé)
Gestion, par ex. de réseaux et d'ordinateurs
Importation/exportation (paramètres, protocoles, documents)
Fonctions de mise en service (par ex. tests du circuit de
mesure des données d'appareil)
Fonctions de gestion du cycle de vie, par ex. pour le
remplacement d'appareil
Journal des modifications global et spécifique à l'appareil
pour les interventions utilisateur (Audit Trail)
Protocoles de calibration spécifique à l'appareil
Représentation graphique des enveloppes d'écho, des
courbes de tendances, des résultats de diagnostic des
vannes, etc.
Affichage des manuels associés
Gestionnaire de documentation pour intégrer des fichiers
multimédia
SIMATIC PDM, vue des paramètres et fenêtre des courbes
Communication et routage
SIMATIC PDM supporte plusieurs protocoles et constituants
de communication, pour la communication avec les appareils
qui disposent des interfaces suivantes (autres interfaces sur
demande) :
•
•
•
•
•
•
Interface PROFIBUS DP/PA
Interface FOUNDATION Fieldbus (FF)
Interface PROFINET
Interface HART (modem, sans fil)
Interface Modbus
HART over PROFIBUS/PROFINET
A partir du système d'ingénierie centralisé du système de
conduite de procédés SIMATIC PCS 7, le SIMATIC PDM permet
d'accéder, via les différents systèmes de bus et les E/S déportées, jusqu'aux appareils raccordés. Grâce à ce routage dans
l'ensemble de l'installation les actions suivantes sont applicables à tous les appareils paramétrables par EDD, à partir
d'une station centralisée :
• lecture des informations de diagnostic fournies par les
appareils
• modification des paramètres de l'appareil
• ajustage et calibrage des appareils
• supervision des valeurs du processus
• génération de valeurs de simulation
• reparamétrage des appareils
Pour plus d'informations sur SIMATIC PDM :
www.siemens.com/simatic-pcs7/pdm
Plant Device Management
35
© Siemens AG 2014
Plant Asset Management
avec la station de maintenance SIMATIC PCS 7
Stratégies de maintenance
Automatisation
Enterprise Resource
Planning
(niveau ERP)
Maintenance
Enterprise Asset
Management
System
Manufacturing
Execution Systems
(niveau MES)
MES
Maintenance
Operations
Contrôle
(niveau
process et
terrain)
Plant Asset
Management
Automatisation et maintenance des installations du génie des procédés
La station de maintenance SIMATIC PCS 7 sert à gérer les
valeurs en capital d'une entreprise qui sont utilisées comme
biens d'investissement pour la production. Dans la maintenance d'une entreprise, elle est donc spécialisée en gestion
des actifs des installations ("Plant Asset Management"), c.-à-d.
la gestion et l'administration efficace des équipements des
installations technologiques, en particulier des dispositifs de
conduite, visant à en conserver la valeur ou à l'augmenter. Elle
apporte ainsi une contribution précieuse pour minimiser les
coûts totaux cumulés sur le cycle de vie complet d'une installation (coût total de possession).
Tandis que le conducteur de l'installation obtient du système
opérateur toutes les informations nécessaires à son intervention ciblée dans le processus, le personnel de maintenance
peut, grâce à la station de maintenance, contrôler les composants matériels de l'installation d'automatisation (assets) et
traiter leurs messages de diagnostic et leurs demandes de
maintenance. A cet effet, la station de maintenance permet
d'accéder :
• aux composants du système de contrôle des procédés :
appareils de terrain et modules d'E/S intelligents, bus de
terrain, contrôleurs, constituants de réseau et réseau procédé ainsi que serveurs et clients des systèmes opérateur.
• aux actifs n'appartenant pas directement au système de
contrôle de procédés, tels que pompes, moteurs, centrifugeuses, échangeurs de chaleur (actifs mécaniques) ou
boucles de régulation. Ils sont représentés par des objets
"proxy" qui contiennent les règles de diagnostic.
Toutes les activités sont consignées intégralement sur la station de la maintenance, automatiquement et sans travail de
configuration supplémentaire..
36
Plant Device Management
• Maintenance corrective :
réaction immédiate aux messages d'erreur et de diagnostic
- Le risque de défaillances est accepté ou réduit grâce à
des architectures redondantes
- Maintenance palliative ou curative, par ex. réparation ou
remplacement de pièces
• Maintenance préventive :
diagnostic préventif et maintenance
- Des mesures de maintenance adaptées sont appliquées
avant qu'une anomalie ne survienne
- Maintenance préventive périodique ou conditionnelle
(en fonction du degré d'usure)
• Maintenance prédictive :
diagnostic prévisionnel ayant pour objet la détection précoce de problèmes susceptibles de se produire et la détermination de la durée d'utilisation restante
Circuit de maintenance typique
• Surveillance de l'état des composants/appareils :
- Acquisition des informations de diagnostic sur les constituants réseau et appareils de base PC via couplage OPC
- Des capteurs intelligents détectent et signalent les
défaillances menaçantes bien avant leur apparition
• Signalisation d'une "maintenance nécessaire" par une signalisation groupée, dans les images symboliques des
composants/appareils concernés et dans un journal des
alarmes
• Navigation jusqu'au composant/à l'appareil indiquant une
maintenance nécessaire et information sur des données
spécifiques, telles que le numéro du point de mesure,
le lieu de montage et le type d’appareil
• Appel d'informations de diagnostic détaillées (selon le
type d'appareil et le constructeur), par ex.
- description de l'erreur
- cause de l'erreur
- tendance
- marche à suivre
• Analyse, commentaire et éventuellement modification
de la priorité de la maintenance nécessaire
• Déclenchement d'une mesure de maintenance via une
demande de maintenance et suivi du déroulement ;
visualisation symbolique de l'état actuel de la mesure de
maintenance
• Clôture de la mesure de maintenance ; tous les affichages
d'état reviennent à l'état normal
© Siemens AG 2014
Les vues de diagnostic structurées selon la hiérarchie de l'installation, visualisant les états de fonctionnement des composants SIMATIC PCS 7 ainsi que les informations de diagnostic
étendues déterminées par SIMATIC PDM, peuvent être affichées sur des clients MS purs et sur des clients MS/OS combinés. Les fonctions de diagnostic en ligne étendues en liaison
avec HW Config sont disponibles sur les stations à fonctions
combinées "MS Client" et "SIMATIC PCS 7 Engineering".
SIMATIC Logon, intégré dans SIMATIC PCS 7, assure la gestion
des utilisateurs et le contrôle d'accès pour SIMATIC PCS 7
Maintenance Station.
Configuration
Les données pertinentes pour l'Asset Management sont déduites, avec l'aide du système, du projet matériel et logiciel de
l'application élaboré lors de la configuration standard, et les
vues de diagnostic sont générées à partir de ces données.
Le procédé est simple et ne requiert aucun travail supplémentaire pour configurer l'Asset Management :
Architecture
Le logiciel SIMATIC PCS 7 Maintenance Station (MS) utilise
pour l'Asset Management des composants matériels et logiciels du système d'ingénierie (ES) et du système opérateur
(OS). En raison d'une étroite imbrication, les fonctions ES, OS
et Asset Management sont également exécutables sur un matériel commun. Une telle station multifonctionnelle permet
non seulement d'utiliser Asset Management mais également
le système d'ingénierie, ou peut être aussi employée pour la
conduite et la supervision.
• Création du projet matériel et logiciel pour l'application
• Configuration/paramétrage des fonctions et liaisons spécifiques de la station de maintenance (en option)
• Génération assistée par le système des vues de diagnostic
contenant tous les composants présents dans le projet
ainsi que de la hiérarchie des vues reflétant la structure
matérielle du projet
• Compilation des données de configuration et chargement
sur la station opérateur et sur la station de maintenance,
suivis de la phase d'essai et de mise en service
Selon l'architecture SIMATIC PCS 7 spécifique au projet, la station de maintenance SIMATIC PCS 7 est réalisable sur la base
d'un SIMATIC PCS 7 BOX, d'une station monoposte SIMATIC
PCS 7 ou d'une combinaison client-serveur SIMATIC PCS 7.
Dans les combinaisons client-serveur, les serveurs MS peuvent
être conçus également comme redondants.
Les noms des vues, icônes, etc. qui ont été reprises peuvent
être modifiés à tout moment pour la réutilisation dans le projet de maintenance.
Le système de messages, l'interface utilisateur, la hiérarchie
des vues et le guide-opérateur sont inspirés par la philosophie
de conduite et supervision du système opérateur. Les données de diagnostic de tous les actifs sont représentées par des
blocs d'affichage semblables dont les fonctions et les informations sont déterminées par les composants. Le travail avec
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station est donc simple et
intuitif ; une formation fastidieuse n'est plus nécessaire.
Le logiciel SIMATIC PCS 7 Maintenance Station est conforme
aux normes, spécifications et recommandations internationales. Il se réfère aux exigences adressées aux systèmes pour
gestion des actifs relative à l'installation et pour messages
d'état des appareils de terrain, exigences qui ont été définies
par NAMUR (association des utilisateurs des technologies de
contrôle des procédés des industries chimiques et pharmaceutiques).
Le logiciel SIMATIC PDM intégré fournit à SIMATIC PCS 7
Maintenance Station, à des fins de représentation et de traitement ultérieur, les données de paramètres et les informations
de diagnostic des appareils décrits par leur EDD (Electronic
Device Description). Pour paramétrer et diagnostiquer ces
composants, il est possible également d'ouvrir SIMATIC PDM
directement depuis les vues des blocs d'affichage des
clients MS.
De plus, il prend en charge la norme CEI 61804-2 pour description des appareils au moyen de l'EDDL (Electronic Device
Description Language) ainsi que les spécifications de l'organisation PROFIBUS & PROFINET International (PI), par ex. :
Conformité aux normes, spécifications et recommandations internationales
• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance
Functions
• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices
L'accès aux appareils/composants est commandé au moyen de
droits fonctionnels qui correspondent au rôle de l'utilisateur.
Plant Device Management
37
© Siemens AG 2014
Caractéristiques fonctionnelles de l'Asset Management
Signalisation
groupée pour
structure
subordonnée
Sélection :
Fonctions de diagnostic standard
Pour s'informer sur l'état de diagnostic de chaque partie ou
constituant de l'installation, le technicien de maintenance
peut passer de l'aperçu général aux vues de diagnostic des
niveaux inférieurs du matériel.
Niveau PC
Niveau
Ethernet
Niveau AS
Fonctions
système
générales
Vue d'ensemble de l'installation avec images symboliques des composants
Image
symbolique
Bloc de vue
d'un composant
Vue d'ensemble des composants sur une ligne PROFIBUS avec images symboliques
Quand la vue synoptique signale une perturbation, la fonction
"Loop in Alarm" lui permet d'accéder rapidement au bloc
d'affichage de diagnostic du constituant concerné. Les informations disponibles sont filtrées en fonction du domaine de
responsabilité de l'utilisateur, par ex. :
• Etat de diagnostic déterminé par le système
• Indications sur le composant, comme nom du point de
mesure, constructeur ou numéro de série
• Messages de diagnostic d'un composant
• Informations de diagnostic détaillées d'un composant
• Validation d'une mesure de maintenance par l'opérateur
du processus
• Type et état actuel de la mesure de maintenance initialisée
Informations sur les assets mécaniques
Le bloc fonctionnel servant de proxy aux assets mécaniques
dépourvus d'autodiagnostic (pompes, moteurs, etc.) peut déterminer, à partir de différentes valeurs de mesure et de leurs
écarts par rapport à un état normal déterminé, les états de
fonctionnement inadmissibles qui déclenchent une alarme de
maintenance. Ce bloc fonctionnel convient aussi pour réaliser
des structures de diagnostic individuelles, des règles de diagnostic spécifiques au projet et des fonctions de surveillance
d'état.
Etat de diagnostic
Etat de la requête
Etat de maintenance
Appel :
Application interne
Application externe
Identification du composant
Vue d'identification du composant
La station de maintenance SIMATIC PCS 7 constitue l'interface
système pour le technicien de maintenance et met à sa disposition des fonctions et des informations de maintenance homogènes.
38
Plant Device Management
En complément, il existe également des blocs Asset Management avec lesquels le technicien de maintenance peut surveiller des composants de l'installation tels que pompes,
échangeurs de chaleur ou vannes de réglage.
Informations détaillées sur les Assets selon la norme
CEI 61804-2
Des informations supplémentaires sont disponibles pour les
Assets spécifiés via Electronic Device Description (EDD) selon
la norme CEI 61804-2. SIMATIC PDM extrait ces informations
des composants automatiquement à l'arrière-plan et les met à
disposition, par ex. :
• Informations sur le type d'appareil (plaque signalétique
électronique)
• Informations détaillées sur le diagnostic
- Informations du constructeur propres à l'appareil
- Indications sur les diagnostics d'erreur et leurs remèdes
- Documentation complémentaire
• Résultats des fonctions de surveillance d'état internes
• Informations d'état (commande locale, modifications
locales de configuration, etc.)
• Informations sur les modifications (Audit Trail)
• Informations sur les paramètres
© Siemens AG 2014
Visualisation des informations de maintenance
Bon
Besoin de
maintenance
(basse)
Ordre de maintenance inconnu/
non transmis
Simulation
Demande de
maintenance
(moyenne)
Ordre de
maintenance
transmis
Change in
configuration
detected
Alarme de
maintenance
(haute)
Ordre de
maintenance
en cours
G_PCS7_XX_00072
La structure hiérarchique des informations et la symbolique
uniforme favorisent la clarté, simplifient l'orientation et permettent au personnel de maintenance un accès rapide à des
informations détaillées à partir de l'aperçu de l'installation. Le
jeu de symboles défini pour SIMATIC PCS 7 Maintenance Station contient des symboles qui caractérisent l'état de diagnostic des appareils/composants, l'urgence de la requête de maintenance et l'état de la mesure de maintenance. Des affichages
groupés dans la vue synoptique de l'installation visualisent
l'état de diagnostic des structures/composants subordonnés
sous la forme d'un feu rouge, jaune ou vert.
Extrait du jeu de symboles de l'Asset Management PCS 7
Les appareils/composants décrits par des spécifications EDD
peuvent être repérés comme suit selon leur importance et faire
l'objet d'un filtrage direct sur la base de ces caractéristiques :
• Normal
• Important
• Safety Instrumented Function (SIF)
Les vues de diagnostic représentent l'état des composants et
des appareils/composants subordonnés à l'aide d'images symboliques standardisées. Ces dernières contiennent les éléments suivants :
•
•
•
•
Bitmap du composant
Désignation TAG du composant
Affichage d'état de maintenance
Affichage groupé de l'état de diagnostic du composant
Cliquer sur un élément dans l'image symbolique permet d'ouvrir soit le niveau hiérarchique subordonné, soit un bloc d'affichage du composant. Le bloc d'affichage du composant
offre différentes vues du composant en question avec d'autres
informations spécifiques à l'appareil (par ex. une vue d'identification, de messages ou de maintenance).
Gestion des informations
A l'aide des fonctions suivantes, le technicien de maintenance
peut transmettre rapidement et facilement des informations
classifiées, accéder à des bases de données d'informations spécifiques au projet ou demander des mesures de maintenance :
• Exportation des données d'identité (plaque signalétique
électronique) et état de diagnostic correspondant pour les
appareils/composants déterminés par filtre (exportation
complète)
• Exportation de toutes les informations pertinentes d'un
composant sur des cibles définies, par ex. système de
messagerie électronique, imprimante ou téléavertisseur
(exportation individuelle)
• Appel de trois applications au plus définies dans le projet
(sites Web, programmes ou bases de données), par ex.
livrets d'équipe
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/plant-asset-management
Filtre pour états de diagnostic
Points forts SIMATIC PCS 7 Maintenance Station
■
Interface système pour le technicien de maintenance
■
Instrument pour minimiser le coût total de possession
■
Diagnostic et gestion de la maintenance pour les composants du système de contrôle des procédés et les assets
mécaniques tels que pompes, moteurs ou échangeurs
de chaleur
■
Représentation harmonisée, à l'échelle de l'installation,
des états de diagnostic et de maintenance
■
Informations de diagnostic étendues par intégration de
SIMATIC PDM
■
Assistance à la planification de mise à niveau grâce à
une vue d'ensemble des données d'identification avec
versions
■
Bloc fonctionnel pour les assets mécaniques, les diagnostics individuels et les fonctions de surveillance d'état
■
Blocs additionnels pour les composants de l'installation
(pompes, échangeurs de chaleur, vannes de réglage,
etc.)
■
Enregistrement des modifications de la configuration
et du paramétrage des appareils basés sur EDD dans le
journal des modifications
■
Génération de vues d'ensemble des états de diagnostic
■
Intégration d'applications internes et externes pour
diagnostics spéciaux et informations complémentaires
■
Prise en compte des normes internationales
Plant Device Management
39
© Siemens AG 2014
Automates
Performances échelonnables pour toutes les exigences
Systèmes d'automatisation SIMATIC PCS 7, forme S7-400
Systèmes d'automatisation SIMATIC PCS 7, forme Modular Embedded
Les automates sous les formes représentées ci-dessus sont
disponibles pour le système de contrôle des procédés SIMATIC
PCS 7. Ils permettent d'échelonner finement les performances
d'automatisation sur une large gamme.
Selon l'échelonnement de la puissance et l'orientation recherchée, il est possible de différencier, toutes classes confondues
:
Automates modulaires de la série SIMATIC S7-400 avec
contrôleur matériel
Selon la tâche à réaliser, des composants sélectionnés
de SIMATIC S7-400 sont combinés en ensembles (bundles),
compte tenu du rapport prix/rendement. Ces automates sont
très robustes et se caractérisent par de hautes performances
de traitement et de communication. Ils possèdent en outre les
excellentes caractéristiques suivantes :
•
•
•
•
•
•
•
Conception modulaire sans ventilateur
Robustesse et évolutivité extrêmes
Variantes simples et redondantes
Nombreuses possibilités de communication
Fonctions système intégrées
Fonctions de sécurité intégrables (Safety Integrated)
Connexion facile de la périphérie E/S centralisée ou
décentralisée
• Prise en charge de PROFINET IO
Selon leurs fonctions, on peut les classer en :
• Automates standard
• Automates à haute disponibilité
• Automates de sécurité
• Automate AS 410
Echelonnage d'un type de CPU à usage universel au moyen
du nombre d'objets de processus
• Systèmes SIMATIC S7-400 complémentaires
Echelonnage du matériel avec types de CPU selon la puissance
L'automate robuste AS 410 est le système polyvalent moderne et évolutif pour l'industrie des procédés. Grâce à sa
polyvalence, il peut être utilisé dans tous les domaines,
comme automate standard AS 410S, comme automate à
haute disponibilité AS 410H ou comme automate de sécurité
AS 410F/FH. Les nouvelles fonctions sont combinées de plus
en plus avec cet automate exclusivement, par exemple la
possibilité de changer de type de bloc en cours de fonctionnement (TCiR).
Pour tous les automates de la gamme S7-400, le raccordement au bus de terrain PROFIBUS DP est déjà intégré par
défaut dans la CPU.
Selon le type de CPU, des modules d'interface additionnels
IF 964 DP permettent d'utiliser jusqu'à deux interfaces
PROFIBUS DP supplémentaires. Au besoin, il est possible
d'exploiter en plus sur une CPU jusqu'à 10 modules de communication PROFIBUS.
Le raccordement PROFINET IO est possible via l'interface CPU
ou via le module de communication CP 443-1, selon le type.
40
Automates
© Siemens AG 2014
Automates standard
Automates de sécurité
Les automates modulaires standard de la gamme S7-400 sont
d'utilisation universelle. Ils représentent toujours le premier
choix quand la haute disponibilité et les fonctions de sécurité
sont secondaires.
Les automates de sécurité sont mis en œuvre dans les applications critiques pour lesquelles tout dysfonctionnement peut
entraîner un danger de mort, des endommagements de l'installation ou des dégradations écologiques. En interaction avec
les modules F de sécurité du système de périphérie décentralisée ET 200 ou avec les transmetteurs de sécurité directement
raccordés via le bus de terrain, les systèmes F/FH identifient
les erreurs de processus ainsi que leurs propres dysfonctionnements internes. Ils commutent alors automatiquement
l'installation dans un état sûr.
Automates à haute disponibilité
Les automates à haute disponibilité sont utilisés dans le but de
supprimer les risques d'arrêt de production. Le supplément
d'investissement à consentir est souvent négligeable comparé
aux coûts engendrés par les arrêts de production. Plus un arrêt
de production est coûteux, plus l'utilisation d'un système à
haute disponibilité est rentable.
Les deux sous-systèmes redondants à séparation galvanique
des stations redondantes peuvent être montés sur un châssis
porte-modules compact avec bus fond de panier divisé ou sur
deux châssis distincts. Le montage sur deux châssis permet
une séparation physique des sous-systèmes redondants sur
une distance allant jusqu'à 10 km, avec par ex. une isolation
par une paroi coupe-feu. Grâce à la séparation galvanique,
le système reste insensible aux perturbations CEM.
Les automates à haute disponibilité SIMATIC PCS 7 peuvent
être utilisés dans une configuration d'installation seuls ou en
association avec des contrôleurs standard et de sécurité.
Les automates de sécurité sont certifiés par le TÜV et répondent aux exigences de sécurité jusqu'à SIL 3 selon la norme
CEI 61508. Ils sont basés sur le matériel des automates à
haute disponibilité qui se sont vus adjoindre des fonctions
de sécurité grâce à S7 F Systems.
Comme dans le cas du système de base, ils sont disponibles en
deux variantes :
• Stations monopostes avec une CPU, de sécurité
• Stations redondantes avec deux CPU redondantes, de sécurité et tolérantes aux pannes
La redondance des systèmes FH sert uniquement à augmenter
la disponibilité. Elle ne contribue pas au traitement des fonctions de sécurité et à la détection des erreurs associée.
Automates
41
© Siemens AG 2014
Les fonctions de sécurité sont exécutées deux fois dans différentes parties du processeur d'une CPU, par un traitement
d'instructions redondant et diversitaire. Le système détecte
les éventuelles erreurs en comparant ensuite les résultats.
Les programmes de sécurité exécutés sur les divers systèmes
F/FH d'une installation ont aussi la possibilité de communiquer entre eux en mode sécurité via le réseau procédé
Industrial Ethernet.
Disponibilité modulable
L'une des particularités des systèmes modulaires S7-400 réside dans la disponibilité échelonnable de divers modules.
AS 410FH de sécurité sur PROFINET IO
Les systèmes multitâches maîtrisent l'exécution simultanée
de plusieurs programmes dans une CPU, qu'il s'agissent
d'applications Basic Process Control System (BPCS) ou d'applications de sécurité. Les programmes sont unidirectionnels,
autrement dit les erreurs dans les applications BPCS n'ont pas
de répercussions sur les applications de sécurité et inversement. Des tâches spéciales avec des temps de réaction très
courts sont également réalisables.
Lors du traitement parallèle de fonctions BPCS et de fonctions
de sécurité dans une CPU, une influence mutuelle est évitée
en maintenant les programmes BPCS et les programmes de
sécurité strictement séparés les uns des autres et en réalisant
l'échange de données avec des blocs de conversion spéciaux.
Dans le cadre de la planification de l'installation, il est déjà
possible, dans le cas d'une station monoposte, d'augmenter la
disponibilité de manière ponctuelle par une configuration redondante de l'alimentation ou du processeur de communication Industrial Ethernet et de combiner ces mesures.
Avec ses deux CPU redondantes, la station redondante possède déjà un niveau de disponibilité élevé. Elle fonctionne
selon le principe 1 de 2, le système de réserve étant activé en
cas de défaut du sous-système actif. A partir de là, il est possible de doubler l'alimentation pour chaque système, comme
dans le cas de la station monoposte ou du processeur de communication Industrial Ethernet, et de combiner ces mesures.
Interfaces
Type d'AS
CPU
PN/IE
(2 ports)
MPI/DP
DP
Module DP enfichable
en option
Systèmes standard
AS 410S
CPU 410-5H Process Automation
2
–
1
–
AS 414-3
CPU 414-3
–
1
1
1
AS 414-3IE
CPU 414-3 PN/DP
1
1
–
1
AS 416-2
CPU 416-2
–
1
1
–
AS 416-3
CPU 416-3
–
1
1
1
AS 416-3IE
CPU 416-2 PN/DP
1
1
–
1
AS 417-4
CPU 417-4
–
1
1
2
Systèmes de sécurité à haute disponibilité
AS 410H/F/FH
CPU 410-5H Process Automation (1 × ou 2 ×)
2
–
1
–
AS 412H/F/FH
CPU 412-5H (1 × ou 2 ×)
1
1
1
–
AS 414H/F/FH
CPU 414-5H (1 × ou 2 ×)
1
1
1
–
AS 416H/F/FH
CPU 416-5H (1 × ou 2 ×)
1
1
1
–
AS 417H/F/FH
CPU 417-5H (1 × ou 2 ×)
1
1
1
–
Vue d'ensemble des types d'automate
42
Automates
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Contrôleur AS 410
L'AS 410 est un automate de la gamme SIMATIC S7-400, destiné exclusivement à l'utilisation dans le système de contrôle
des procédés SIMATIC PCS 7. Avec sa "CPU 410-5H Process
Automation" innovante et son firmware optimisé, l'AS 410 est
en mesure de couvrir toute la plage de puissance des systèmes complémentaires S7-400 (de l'AS 412H à l'AS 417H en
passant par l'AS 414-3 et l'AS 416). La réduction du nombre de
types ainsi obtenue simplifie non seulement l'approvisionnement en pièces de rechange, mais se répercute aussi positivement sur tout le cycle de vie du système de contrôle des procédés.
La puissance est échelonnée au moyen des objets de processus (PO) de cartes d'extension système dimensionnées différemment. Si la limite de puissance définie à l'achat par la carte
d'extension système est atteinte pendant la configuration, la
mise en service ou le fonctionnement, il est possible d'augmenter la puissance après coup avec le nombre approprié de
packs d'extension CPU 410 PO 100/PO 500. Pour cela, il n'est
pas nécessaire de changer de matériel.
La CPU 410-5H Process Automation se distingue déjà par son
aspect de toutes les autres CPU actuelles de la gamme S7-400.
Elle est équipée d'une interface PROFIBUS DP et de deux interfaces PROFINET IO avec commutateur à 2 ports. Deux logements intégrés permettent de synchroniser deux sous-systèmes redondants au moyen de modules Sync et de câbles
Sync.
Aucune carte mémoire n'est nécessaire puisqu'une mémoire
de chargement de 48 Mo est intégrée, ainsi qu'une mémoire
de travail de 16 Mo pour le programme et autant pour les données. Un bouton Reset encastré remplace le commutateur
RUN/STOP habituel.
La CPU 410-5H Process Automation prend aussi bien en
charge la synchronisation NTP que la synchronisation de
l'heure S7. Son horodatage est extrêmement précis.
Dans le bundle SIMATIC PCS 7 AS 410, la CPU, mais aussi les
châssis en aluminium, les modules de communication et certains modules d'alimentation choisis sont dotés d'un vernis
supplémentaire (Conformal Coating).
Automates
avec APL
AS
412H
AS
414-3
AS
414-3IE
AS
414H
AS
416-2
AS
416-3
AS
416-3IE
AS
416H
AS
417-4
AS
417H
AS
mEC
AS 410
Mesures de valeurs analogiques
10
50
100
100
200
400
400
400
500
600
300
Mesures de valeurs TOR
20
160
250
250
450
800
800
800
1 000
1 000
600
Régulations PID
5
35
50
50
75
150
150
150
180
200
200
Moteurs
7
40
75
75
100
200
200
200
350
400
150
Vannes
7
40
75
75
100
200
200
200
350
400
250
SFC
0
15
15
15
40
100
100
100
200
200
100
Étapes
0
150
150
150
400
1 000
1 000
1 000
2 000
2 000
800
Dosages
0
3
3
3
15
25
25
25
50
50
50
Entrées TOR DI
30
200
350
300
600
1 200
1 200
1 200
1 700
1 800
1 200
Sorties TOR DO
10
60
100
110
200
400
400
400
550
650
400
Entrées analogiques AI
15
100
175
150
300
600
600
600
800
900
600
Sorties analogiques AO
5
30
75
50
100
200
200
200
250
350
200
Objets de processus (PO)
30
200
350
350
600
1 200
1 200
1 200
1 800
2 000
1 200
Capacités fonctionnelles mixtes typiques pour les automates SIMATIC PCS 7, sur la base de SIMATIC PCS 7 Advanced Library (APL)
Automates
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Automate Modular Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX
avec contrôleur logiciel
Le SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX, entièrement intégré dans
SIMATIC PCS 7, est un automate robuste au format S7-300
conçu pour l'entrée et le milieu de gamme.
Il convient à un fonctionnement en continu 24 heures sur 24
sans maintenance à des températures ambiantes comprises
entre 0 et 50 °C. Comme il fonctionne sans ventilateur ni support de mémoire rotatif, il est relativement insensible aux vibrations et aux chocs.
Sa particularité consiste en une extensibilité centrale grâce à
la sérialisation de 8 modules d'E/S max. issus de la gamme de
modules périphériques S7-300 et montés sur le même rail
support. L'automate et les E/S se fondent ainsi en une unité
compacte et peu onéreuse, utilisable de préférence à proximité de l'installation et comme produit OEM, par exemple dans
des Package Units.
Il est possible de raccorder via PROFINET IO des capteurs/
actionneurs intégrés au moyen de stations E/S distantes
ET 200SP/ET 200M.
Une interface Ethernet 10/100 Mbps est disponible pour le
raccordement au réseau procédé SIMATIC PCS 7.
Le système d'exploitation Windows Embedded Standard 2009
et le logiciel de contrôleur WinAC RTX sont préinstallés sur une
mémoire flash de 4 Go.
La configuration s'effectue avec le système d'ingénierie
SIMATIC PCS 7. La licence d'exécution AS pour 100 PO
(objets de processus) fournie avec le produit peut être étendue à 2 000 PO.
44
Automates
Points forts des automates
Systèmes modulaires de la série SIMATIC S7-400
■
Bundles AS configurables individuellement, disponibles
en tant que :
– Constituants individuels, regroupés pour chaque
station
– Stations prémontées et testées
■
Disponibilité modulable :
– systèmes standard en tant que station monoposte,
avec alimentation redondante optionnelle
– Systèmes à haute disponibilité et de sécurité sous
forme de station monoposte/redondante ; alimentation redondante en option ou/et couplage à
Industrial Ethernet
■
Station redondante avec deux sous-systèmes séparés
galvaniquement
– 1 ou 2 châssis (distances jusqu'à 10 km)
– Traitement synchrone de programme utilisateur
identiques
– Commutation sans à-coups
■
Modifications de configuration en service
Système Modular Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX
■
Automate compact et robuste au format S7-300 pour
petites applications et Package Units
■
Construction résistant aux vibrations et aux chocs, sans
ventilateur ni supports de données en rotation
■
Fonctionnement continu 24 heures sur 24 et 7 jours
sur 7 sans maintenance à des températures ambiantes
jusqu'à 50 °C
■
Extensibilité centrale grâce à la juxtaposition de jusqu'à
8 modules d'E/S S7-300
■
Raccordement de stations d'E/S distantes décentralisées
ET 200SP/ET 200M via PROFINET IO
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Systèmes compacts
SIMATIC PCS 7 BOX – Système de contrôle-commande complet au
design compact
La différenciation de la gamme de produits s'effectue en priorité via la fonctionnalité d'automatisation et donc des types
d'automates :
• SIMATIC PCS 7 BOX RTX
avec contrôleur logiciel intégré WinAC RTX
• SIMATIC PCS 7 BOX
combiné à un automate externe distinct :
- Automate mEC PCS 7 mEC RTX
- Automate modulaire de la série S7-400 comme station
monoposte ou redondante
Le choix dépend du rapport prix/puissance ainsi que des fonctionnalités matérielles et logicielles supportées
Système compact SIMATIC PCS 7 BOX RTX
Les SIMATIC PCS 7 BOX enrichissent la gamme des produits
SIMATIC PCS 7 avec des PC industriels économiques, robustes
et compacts offrant de nombreuses possibilités d'utilisation,
par exemple en tant que
• client dans un système opérateur ou dans SIMATIC BATCH
• système de contrôle des procédés compact avec fonctionnalité système pour l'ingénierie (ES), l'automatisation (AS),
la conduite et supervision (OS)
• système exécutif avec fonctionnalité système identique à
celle mentionnée ci-dessus, mais sans ingénierie
Les SIMATIC PCS 7 BOX catégorisés comme systèmes compacts
sont axés sur les deux dernières applications mentionnées.
Avec le logiciel OS runtime SIMATIC PCS 7 limité à 2 000 objets
de processus (PO), avec des caractéristiques physiques exceptionnelles et des dimensions compactes, ils sont prédestinés à
l'emploi dans les applications d'automatisation à proximité de
l'installation :
• petites applications/unités de production
• Package Units (dans les processus partiels fermés)
• laboratoires ou instituts
Ils conviennent par ailleurs de façon optimale en tant que
systèmes de formation destinés au personnel d'exploitation et
de maintenance.
Grâce à l'utilisation de composants standard SIMATIC PCS 7,
ils sont modulables et peuvent être étendus sans rupture de
compatibilité. En cas d'exigences accrues, par ex. si une installation test doit être exploitée ultérieurement de manière productive à plus large échelle, il est possible de réaliser une extension avec des constituants système SIMATIC PCS 7 et de
procéder à une intégration dans l'installation de production.
Selon que l'ingénierie est concentrée dans un système
d'ingénierie central ou intégrée dans le système compact,
une différenciation supplémentaire est possible pour les deux
types de base :
• SIMATIC PCS 7 BOX RTX
- Système ES/OS avec fonctionnalité ES + OS + AS
- Système OS runtime avec fonctionnalité OS + AS
• SIMATIC PCS 7 BOX
- Système ES/OS avec fonctionnalité ES + OS
- Système OS runtime avec fonctionnalité OS
L'extension avec un système de périphérie décentralisée permet de réaliser un système de contrôle des procédés complet
pour les petites applications. Selon le type de l'automate, le
système de périphérie décentralisée est connectable via
PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus H1, ou PROFINET IO. Selon
le type de la communication de terrain, les stations de périphérie décentralisée ET 200M, ET 200SP, ET 200iSP, ET 200S
et ET 200pro sont assistées par une vaste gamme de modules
d'entrées/sorties et de modules de fonction économiques,
mais aussi par des appareils de terrain/de processus directement raccordés par le bus de terrain. Il est également possible
de monter directement une série de modules d'E/S S7-300 sur
le rail support du PCS 7 AS mEC RTX.
Avec le logiciel de diagnostic intégré SIMATIC IPC DiagMonitor,
les systèmes compacts sont intégrables à la gestion des actifs
PCS 7 Asset Management. En tant que système ES/OS doté
de licences logicielles supplémentaires pour SIMATIC PDM et
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, un système compact est
également exploitable en tant que station de maintenance.
Les SIMATIC PCS 7 BOX avec contrôleur externe conviennent
en outre à SIMATIC BATCH (jusqu'à 10 unités) ou en tant que
serveur Web pour un maximum de deux clients Web.
Systèmes compacts
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Fonctions supportées et limites
Configuration du système
PCS 7 BOX RTX
PCS 7 BOX
Automate logiciel
WinAC RTX intégré
PCS 7 AS RTX
(Microbox) comme
automate distinct
PCS 7 AS mEC RTX
comme automate
distinct
AS 41x modulaire
(station monoposte)
comme automate
distinct
AS 41xH ou AS 41xF
modulaire (station
monoposte ou redondante)
comme automate distinct
Logiciel
AS/OS Engineering
Station monoposte OS Runtime jusqu'à
2000 objets de process OS Runtime
PCS 7 APL
SIMATIC PDM PCS 7
SIMATIC PCS 7
Maintenance Station
SIMATIC BATCH jusqu'à 10 unités
Serveur Web,
pour 2 serveurs Web max.
OS Single Station Redundancy
S7 F Systems
SIMATIC Safety Matrix
Matériel
Contrôleur (AS) indépendant du
système BOX PC
Communication AS-AS
Routage
1)
1)
PROFIBUS DP/PA
FOUNDATION Fieldbus (FF)
Configuration en RUN (CiR)
Horodatage ultraprécis
S7 Block Privacy
Type change in RUN (TCiR)
(AS 410)
Données AS rémanentes
seulement avec ASI
seulement avec ASI
seulement avec ASI
Capacités fonctionnelles AS max. 2)
WinAC RTX 2010
jusqu'à
1 200 AS Runtime PO
WinAC RTX 2010
jusqu'à
1 200 AS Runtime PO
WinAC RTX 2010
jusqu'à
1 200 AS Runtime PO
1)
2)
selon le type de
AS 41x, jusqu'à
2 000 AS Runtime PO
(AS 410)
G_PCS7_XX_00281
PROFINET IO
selon le type de AS 41xH
ou AS 41xF, jusqu'à
2 000 AS Runtime PO
La fonctionnalité de routage PROFIBUS du WinAC RTX 2010 est utilisable uniquement avec la CP embarquée du SIMATIC PCS 7 BOX RTX et du PCS 7 AS RTX.
Capacités fonctionnelles mixtes, sur la base de SIMATIC PCS 7 Advanced Library (APL)
Variantes design
En standard, la conduite et la supervision des systèmes
compacts s'effectuent par des équipements distincts
(souris, clavier, moniteur de processus).
En alternative, une variante design avec face avant (reproduction à droite) permet également la conduite et la supervision
au moyen d'un pupitre TFT 22" avec écran tactile d'une résolution de 1920 x 1080 pixels.
SIMATIC PCS 7 BOX avec panneau de commande, vue latérale et de face
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Systèmes compacts
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Communication
Communication rapide et sûre avec Industrial Ethernet pour réseau procédé
et réseau des terminaux
SIMATIC NET
Avec les constituants réseau SIMATIC NET basés sur des
normes internationales, SIMATIC PCS 7 dispose d'une gamme
de produits performants et robustes permettant de réaliser
des réseaux de communication homogènes pour l'échange
fiable de données entre les constituants système à différents
niveaux d'une installation.
Clients OS
Client
Web
SCALANCE
X-400
Réseau des terminaux
(optique/électrique)
SCALANCE X-300
IWLAN
Access Point
Serveurs OS redondants
Station
d’ingénierie
SCALANCE X-400
•
•
•
•
SCALANCE
X-200/X-200 IRT
AS Redundancy
Station
SIMATIC
PCS 7 BOX
Réseau procédé
Industrial Ethernet
(optique/électrique)
SCALANCE X-400
AS Redundancy
Station
Ethernet industriel, exemples de connexion
Caractéristiques techniques Industrial Ethernet
Réseau procédé/réseau des
terminaux
Industrial Ethernet
Nombre d'abonnés
1 023 par segment de réseau
(standard IEEE 802.3)
Nombre de commutateurs
jusqu'à 50
Etendue du réseau
- réseau local
cuivre jusqu'à 5 km env.
optique jusqu'à 150 km env.
- WAN
échelle mondiale avec TCP/IP
Topologie
linéaire, arborescente, en anneau,
radiale
perturbations électromagnétiques
liquides et atmosphères corrosifs
risques d'explosion
fortes contraintes mécaniques
Les produits SIMATIC NET garantissent aussi bien l'extensibilité et la sécurité des investissements grâce à des développement ultérieurs compatibles, que la cohérence, de l'entrée
jusqu'à la sortie des marchandises, et des appareils de terrain
jusqu'au système de gestion des informations.
Industrial Ethernet
AS Single
Station
G_PCS7_XX_00124
SCALANCE
X-300
Les produits SIMATIC, spécialement développés pour une
utilisation industrielle, conviennent de manière optimale aux
installations de tous les secteurs. Ils sont adaptés les uns aux
autres et répondent aux exigences les plus élevées, notamment dans les domaines dans lesquels ils sont soumis à des
influences extrêmes telles que :
Le réseau procédé et le réseau des terminaux pour les systèmes multiposte à architecture client/serveur sont réalisés
avec Industrial Ethernet, un réseau performant de cellules et
d'atelier, développé pour le domaine industriel conformément à la norme internationale IEEE 802.3 (Ethernet).
Dans les différents sous-systèmes de SIMATIC PCS 7 (ES, OS,
AS, etc.), les interfaces de communication mises en œuvre
sont soit des coupleurs intégrés, soit de simples cartes réseau
ou encore des modules de communication spéciaux. La communication "Basic Communication Ethernet" intégrée aux stations de travail industrielles PCS 7 permet aux petites installations d'exploiter des stations monopostes et des serveurs sur
le réseau procédé avec de simples cartes réseau.
Comme les moyennes et grandes installations sont soumises
à de hautes exigences, le système SIMATIC PCS 7 mise sur
les processeurs de communication performants CP 1613 A2/
CP 1623/CP 1628 et sur la technologie de pointe Gigabit et
FastEthernet, qui associe la sécurité élevée des anneaux optiques aux performances modulables grâce à la technologie
de commutation et à des débits allant jusqu'à 1 Gbit/s.
Communication
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Commutateurs Industrial Ethernet /
Industrial Wireless LAN
Commutateurs Industrial Ethernet
La connexion des abonnés au réseau procédé fait appel à des
commutateurs Industrial Ethernet. Les commutateurs de la
famille de produits SCALANCE X sont particulièrement recommandés à cet effet, car ils offrent des performances échelonnables à un prix attractif et supportent de multiples possibilités de configuration.
Les produits de la gamme SCALANCE X autorisés pour SIMATIC
PCS 7 présentent de nombreuses facettes. Plus le numéro de
type est grand, plus le nombre de ports, la modularité, la flexibilité et la fonctionnalité augmentent. Tandis que les commutateurs des lignes SCALANCE X-000, X-100, X-200 et X-200
IRT sont équipés exclusivement de ports FastEthernet pour
des vitesses de transmission jusqu'à 100 Mbit/s, les commutateurs des lignes SCALANCE X-300, X-400/XM-400 et X-500
ont aussi, pour la plupart, des ports Gigabit Ethernet. Les
SCALANCE X-500 disposent en plus de ports optiques Ethernet 10 Gigabit. Le design des commutateurs varie entre forme
compacte, plate et en rack, même au sein de la ligne de produits pour les SCALANCE X-200/X-200 IRT et X-300.
Du fait de leur haute disponibilité, les topologies en anneau
sont prédestinées pour le réseau procédé et le réseau des
terminaux. Un avantage supplémentaire est l'immunité aux
perturbations CEM des anneaux optiques.
Topologie en anneau redondante
Lorsque les exigences de redondance sont plus élevées, la
communication peut être réalisée sur deux anneaux redondants physiquement distincts. Un commutateur sert de gestionnaire de redondance dans chaque anneau.
Modules client Ethernet SCALANCE W700 conformes à IEEE 802.11n
Réseaux locaux industriels sans fil IWLAN
(Industrial Wireless LAN)
SIMATIC PCS 7 offre la possibilité d'intégrer des clients distants mobiles ou stationnaires dans le réseau des terminaux
via un point d'accès IWLAN de la gamme SCALANCE W760,
W770 ou W780.
Les clients distants mobiles (par ex. les ordinateurs portables)
peuvent communiquer avec le point d'accès IWLAN via une
interface WLAN intégrée et les clients distants stationnaires en
boîtier de table/tour (stations de travail industrielles PCS 7) via
un module client IWLAN de la gamme SCALANCE W720, W730
ou W740.
Les applications suivantes peuvent être ainsi réalisées :
• Réseau des terminaux
Les stations PCS 7 sont raccordées à chacun des deux
anneaux par des coupleurs Industrial Ethernet distincts.
Sur les stations PCS 7, le logiciel de communication
SIMATIC NET SOFTNET IE RNA organise les procédures
de communication via Parallel Redundancy Protocol (PRP)
selon CEI 62439-3. Avec SCALANCE X204RNA, il est possible d'intégrer des équipements terminaux dotés d'un seul
port Industrial Ethernet, par ex. l'horloge centrale SICLOCK
TC 400.
• Réseau procédé
Les partenaires de couplage, qui sont raccordés aux deux
anneaux au moyen de deux coupleurs Industrial Ethernet
par CPU AS et serveur OS, sont reliés logiquement entre
eux par une liaison S7 à haute disponibilité (redondance à
4 voies) lors de la configuration avec NetPro.
48
Communication
• Création de clients OS déportés supplémentaires
(jusqu'à 2 clients sur IWLAN)
• Couplage de clients Web à un serveur Web SIMATIC PCS 7
(jusqu'à 2 clients Web sur IWLAN)
• Accès distant à une station d'ingénierie, pour la mise en
service par exemple.
Tous les composants utilisés sont très résistants, utilisent
des procédures de cryptage et d'authentification modernes
et garantissent une grande fiabilité du canal radio. Le groupage des canaux et l'utilisation parallèle de plusieurs
antennes (technologie MIMO) selon la norme internationale
IEEE 802.11n permettent d'atteindre des vitesses de transmission brutes allant jusqu'à 450 Mbit/s.
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PROFINET –
le standard Ethernet industriel pour l'automatisation
Reposant sur les normes internationales CEI 61158 et
CEI 61784, PROFINET réunit les avantages du standard Ethernet pour réseaux ouverts et ceux du système de bus de terrain
PROFIBUS. PROFINET garantit une grande transparence, une
communication informatique ouverte, une sécurité réseau et
conjointement une communication en temps réel jusque sur
le terrain. Il constitue ainsi la base idéale pour réaliser dans
l'installation un réseau d'automatisation homogène auquel il
est possible d'intégrer facilement des bus de terrain existants
réalisés avec PROFIBUS.
Dans le contexte du système de contrôle des procédés
SIMATIC PCS 7, la mise en œuvre de PROFINET cible en premier lieu PROFINET IO, la communication de terrain entre
les automates (contrôleurs) et la périphérie de procès. Avec
le profil PROFIsafe, il supporte aussi la communication de
sécurité entre le système d'automatisation (contrôleur) et la
périphérie de processus. La communication HART intégrée
permet de paramétrer des appareils de terrain HART avec
SIMATIC PDM depuis une station d'ingénierie centrale.
Les contrôleurs S7-400 peuvent être intégrés à PROFINET IO
via l'interface PROFINET de la CPU ou via le module de communication CP 443-1, l'automate SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX via
l'interface PROFINET dans l'Embedded Controller EC31. Pour
l'intégration des stations d'E/S distantes, des modules d'interface spécifiques sont disponibles.
Vous pouvez utiliser comme composants de réseau non
seulement des produits PROFINET spéciaux, mais aussi
des produits Industrial Ethernet, par ex. des commutateurs
SCALANCE X et des convertisseurs de média, des éléments de
connexion FastConnect, des supports de transmission électriques et optiques.
Les produits add-on pour SIMATIC PCS 7 supportent l'intégration d'abonnés PROFINET IO supplémentaires, par ex. :
• Système de gestion de moteurs SIMOCODE pro V PN
• Entraînements SINAMICS à vitesse variable
• Esclaves AS-i (capteurs/actionneurs) sur IE/AS i LINK PN IO
(maître simple ou double)
Les bus de terrain PROFIBUS ou FOUNDATION Fieldbus H1
peuvent être intégrés via un processeur de communication
CP 443-5 ou une interface PROFIBUS DP dans la CPU de l'automate, les bus de terrain PROFIBUS également via un IE/PB Link
PN IO.
Les topologies linéaire, arborescente, en étoile et en anneau
permettent de réaliser sur le terrain des configurations de réseau variées. Les configurations PROFINET IO à topologie en
anneau garantissent une disponibilité plus élevée des appareils d'E/S que les autres topologies.
• IM153-4PN High Feature pour ET 200M
• IM 155-6PN High Feature pour ET 200SP
Communication
49
© Siemens AG 2014
Operator stations
(OS server)
Industrial Ethernet
AS Redundancy Station
with PROFINET CPU
AS Single Station
with PROFINET CPU
PROFINET
ET 200M
Weighing systems
ET 200SP
Zone 2
IE/PB link
Zone 1
PA/FF link
PROFIBUS DP
SENTRON
PAC3200/PAC4200
SINAMICS
PA or
FF H1
G_PCS7_XX_00387
SIMOCODE pro
Exemple de communication PROFINET dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7
Dans les configurations PROFINET IO en anneau avec stations
AS monopostes, la redondance de support de l'anneau augmente la disponibilité du segment. En cas d'interruption de
l'anneau ou de panne d'un participant, le gestionnaire de redondance active immédiatement l'autre voie de communication. Pour cela, il est sans importance que la mise en réseau
s'effectue au moyen de commutateurs SCALANCE X ou bien
directement via les interfaces PROFINET de l'automate et de la
station d'E/S distante.
50
Communication
C'est avec des périphériques IO à redondance système que les
stations redondantes AS obtiennent la meilleure disponibilité
avec des temps minimaux de réaction à l'erreur. La redondance système caractérise un type de communication
PROFINET IO selon lequel chaque périphérique IO établit
une liaison de communication, via le réseau topologique, à
chacune des deux CPU d'une station redondante AS. Contrairement à ce qui se passe quand les périphériques IO ne sont
couplés qu'à une CPU, la défaillance d'une CPU n'entraîne
donc pas automatiquement celle des périphériques IO.
© Siemens AG 2014
Communication de bus de terrain rapide et robuste
OS multi-clients
Engineering
station
Maintenance/
OS server
SIMATIC PCS 7
automation system
PROFIBUS DP
PA link
FF link
PROFIBUS PA
FOUNDATION Fieldbus
Remote I/O
G_PCS7_XX_00247
Drives
Intégration dans le système des bus de terrain PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1 via PROFIBUS DP
Au niveau du terrain, les périphériques décentralisés tels les
stations d'E/S déportées avec leurs modules d'E/S, les transmetteurs de mesure, les entraînements, les vannes ou les terminaux de conduite communiquent avec les automates via un
système de bus temps réel performant. Cette communication
de terrain est caractérisée par :
• la transmission périodique des données de processus
• la transmission apériodique d'alarmes, de paramètres et
de données de diagnostic
Le bus universel PROFIBUS s'est établi comme support de communication robuste et fiable pour le niveau terrain. Sur la base
des normes CEI 61158 et CEI 61784, il est capable de couvrir
toutes les exigences de l'industrie manufacturière et des processus, avec :
• des techniques de transmission se complétant mutuellement
• un profil de communication unifié
• des profils d'application supplémentaires pour les
fonctions d'appareil typiques, par ex. PA Devices,
PROFIdrive, PROFIsafe ou PROFIenergy.
PROFIBUS DP
Le PROFIBUS DP, conçu pour de hautes vitesses de transmission des données et des temps de réaction courts (jusqu'à
1 ms), fait office à la fois :
• de support de communication pour la transmission de
données entre les automates et les stations de périphérie
décentralisée de la famille ET 200 ainsi que les appareils de
terrain/de processus, les entraînements, les analyseurs, les
CPU/CP, les postes de conduite, etc. qui ont une interface
PROFIBUS DP.
• d'intégrateur pour les bus de terrain PROFIBUS PA et
FOUNDATION Fieldbus H1 habituellement utilisés dans
l'industrie
Le protocole HART étant pris en charge, les appareils de terrain HART sont intégrables également dans la communication
PROFIBUS DP.
PROFIBUS DP est réalisable en technique cuivre ou optique :
• RS-485 : transmission électrique simple et économique
avec une ligne bifilaire blindée
• Fibre optique : transmission optique avec fibres optiques en
verre ou en matière plastique, pour la transmission rapide de
grandes quantités de données dans les environnements
soumis à de fortes perturbations ou pour couvrir de longues
distances.
Avec un transmetteur séparateur de bus de terrain et la technique de transmission électrique RS 485-iS, il est possible d'introduire PROFIBUS DP jusque dans les zones Ex 1 ou 21 en tant
que bus de terrain à sécurité intrinsèque.
Communication
51
© Siemens AG 2014
PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1
Pour l'automatisation des procédés techniques qui se déroulent fréquemment dans des environnements agressifs, dangereux pour la santé et à risque d'explosion, il est important
de disposer d'une connexion directe des transmetteurs et actionneurs et de leur alimentation via le support de communication ainsi que d'un diagnostic détaillé.
Les bus de terrain PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1
(FF H1) répondent tous deux à ces exigences. Ces bus de terrain conviennent idéalement à l'intégration directe dans le
système de contrôle des procédés de capteurs et d'actionneurs en zone Ex 1/21 ou 0. Par un câble bifilaire, la technique
de transmission à sécurité intrinsèque MBP (Manchester
PROFIBUS DP
Transmission des données
RS 485
RS 485-iS
Fibres optiques
Vitesse de transmission
9,6 kbit/s à 12 Mbit/s
9,6 kbit/s à 1,5 Mbit/s
9,6 kbit/s à 12 Mbit/s
Câbles
à 2 conducteurs, blindé
à 2 conducteurs, blindé
FO plastique ainsi que FO verre
monomode et multimode
Topologie
52
Les physiques de bus de PROFIBUS PA et de FF H1 sont identiques dans une large mesure, conformément à CEI 61158.
Les deux bus sont intégrables directement dans le système de
contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 par PROFIBUS DP.
PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1 profitent ainsi pareillement de l'architecture PROFIBUS DP de niveau supérieur.
Le client SIMATIC PCS 7 n'est pas lié à un bus de terrain particulier, mais peut choisir ce dernier librement de manière à
l'adapter de façon optimale à l'instrumentation de terrain.
Caractéristiques techniques
Mode de protection
1)
Coded; Bus Powered) permet simultanément l'alimentation
en tension des appareils de terrain et la transmission de données numériques avec une vitesse constante 31,25 kbit/s.
EEx(ib)
Linéaire, arborescente
Linéaire
1)
En anneau, radiale, linéaire
Abonnés par segment
32
32
–
Abonnés par réseau (avec répéteur)
126
126
126
Longueur de câble par segment en
fonction de la vitesse de transmission
1 200 m pour 93,75 kbit/s max.
1 000 m pour 187,5 kbit/s
400 m pour 500 kbit/s
200 m pour 1,5 Mbit/s
100 m pour 12 Mbit/s
1 000 m pour 187,5 kbit/s 1)
400 m pour 500 kbit/s 1)
200 m pour 1,5 Mbit/s 1)
80 m max. (PVC)
Répéteurs pour le rafraîchissement
des signaux des réseaux RS 485
max. 9
max. 91)
sans objet
Caractéristiques techniques
PROFIBUS PA
FOUNDATION Fieldbus H1
Transmission des données
MBP
MBP
Vitesse de transmission
31,25 kbit/s
31,25 kbit/s
Câbles
à 2 conducteurs, blindé
à 2 conducteurs, blindé
Mode de protection
EEx(ia/ib)
EEx(ia/ib)
Topologie
linéaire, arborescente, en anneau
linéaire, arborescente, en anneau
Safety Integrated
4
–
Régulation "Control in the Field"
–
4
Interopérabilité
4
4
Appareils de terrain par segment/coupleur
31
31
Appareils de terrain par link
64
31
Répartiteur de terrain actif par segment/coupleur
- AFD4/AFD8
- AFDiS/AFDiSD ou combinaison de AFDiS et AFD4/AFD8
8
5
8
5
Consommation totale max. de tous les appareils de terrain
1A
1A
Longueur de câble par segment en fonction de la vitesse de transmission
1 900 m : standard
1 900 m : EEx(ib)
1 000 m : EEx(ia)
1 900 m
2 ... 3 km (FO verre multimode)
>15 km pour 12 Mbit/s
(FO verre monomode)
conforme à la directive d'installation du PROFIBUS 2.262
Communication
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Architectures de bus de terrain
SIMATIC PCS 7
Automatisierungssystem
Dans les architectures de bus de terrain représentées, la passerelle de PROFIBUS PA ou de FF H1 vers PROFIBUS DP est réalisée par un link (PA Link/FF Link) équipé d'1 ou de 2 coupleurs.
PA Link / FF Link
Sur un link PA pouvant recevoir jusqu'à 5 coupleurs, il est possible d'exploiter au maximum 5 segments de bus via un coupleur unique (max. 3 dans le cas de configurations mixtes en
anneau ou coupleurs redondants). Sur le link FF pouvant être
doté de 2 coupleurs, il n'est possible d'exploiter qu'un seul
segment, indépendamment de la configuration.
PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1
AFD4
Du fait de la physique de bus identique, les répartiteurs de terrain actifs suivants sont utilisables pour PROFIBUS PA et FF H1 :
AFS (Active Field Splitter), AFD (Active Field Distributor) pour
zone Ex 2/22 et AFDiS (Active Field Distributor intrinsically Safe)
pour zone Ex 1/21 et 2/22.
Topologie en anneau avec coupleurs et supports redondants
La disponibilité maximale peut être atteinte avec un segment
en anneau formé dans le link avec une paire de coupleurs
redondants (2 × FDC 157). Des répartiteurs de terrain actifs
AFD4/AFD8/AFDiS (au maximum 8 sans AFDiS, au maximum 5
avec AFDiS) intègrent les appareils de terrain dans ce segment
en anneau par des dérivations résistant aux courts-circuits. La
terminaison de bus se fait automatiquement et est immédiatement adaptée en cas de modifications ou de perturbations
sur le bus. Une extension sur le bus de terrain ou le remplacement d'un coupleur en cours de fonctionnement est possible.
AFS
AFD8
AFDiS
PA Link / FF Link
AFD4
AFD8
AFDiS
G_PCS7_XX_00249
Topologie linéaire avec coupleurs redondants
Le répartiteur de terrain actif AFS est relié à une paire de coupleurs redondants (2 × FDC 157) dans le link. Il connecte un segment linéaire au coupleur actif. Le cas échéant, le remplacement d'un coupleur peut avoir lieu en cours de fonctionnement.
L'intégration des appareils de terrain au segment linéaire se fait
comme décrit sous "Topologie linéaire avec coupleur unique".
AFDiS
PA Link / FF Link
PROFIBUS DP
Topologie linéaire avec coupleur unique
Des répartiteurs de terrain actifs (au maximum 8 sans AFDiS,
au maximum 5 avec AFDiS) intègrent les appareils de terrain
dans un segment linéaire. La connexion à ces répartiteurs de
terrain s'effectue à l'aide de dérivations résistant aux courtscircuits. Contrairement à l'AFD, les longueurs de dérivation
pour l'AFDiS ne dépendent pas du nombre total de dérivations
dans le segment et ne doivent pas être prises en compte dans
la longueur totale du segment. Le segment linéaire peut être
raccordé à un PROFIBUS DP simple ou redondant par un link.
Le dernier AFD4/AFD8/AFDiS à l'extrémité du segment linéaire
éloignée du link active automatiquement sa résistance de terminaison de bus.
AFD8
Architectures de bus de terrain avec PROFIBUS PA et FOUNDATION
Fieldbus H1
Diagnostic avancé de bus de terrain pour PROFIBUS PA
avec AFDiSD
Tandis que le diagnostic AFDiS est limité aux courts-circuits,
perte de redondance, détection de gigue et défaillance d'appareils de terrain, le diagnostic avancé de bus de terrain avec
des répartiteurs de terrain AFDiSD actifs permet le diagnostic
global de tout le segment PROFIBUS PA. Il comporte la détection, l'acquisition et la surveillance de :
Avantages de l'architecture de bus de terrain
• la topologie (coupleur DP/PA, AFDiSD)
• la tension et du courant sur les lignes principales et les
lignes de dérivation
• du niveau de signal et de perturbation
• l'asymétrie capacitive au blindage de la ligne principale
• Disponibilité maximale évitant les arrêts non programmés
de l'installation
• Installation simple et sûre
• Terminaison automatique
• Isolation automatique et sans à-coups de sous-segments
défectueux
• Topologie réparable ou extensible en service
Pour utiliser le diagnostic avancé de bus de terrain, il est nécessaire que tous les répartiteurs de terrain du segment ainsi
que les composants du PA Link prennent en charge cette fonctionnalité. A l'état de livraison, les fonctionnalités de AFDiSD
et de AFDiS sont conformes. Le diagnostic avancé de bus de
terrain peut être activé sur l'AFDiSD au moyen du sélecteur de
mode.
Communication
53
© Siemens AG 2014
Périphérie de processus
La solution adaptée à toutes les exigences
Possibilités de modification en ligne
ET 200M/
ET 200iSP
■
■
■
■
Ajout de stations ET 200M/ET 200iSP
Ajout de modules d'E/S à la station
Reparamétrage de modules d'E/S
Paramétrage des appareils de terrain HART
connectés via SIMATIC PDM
ET 200S
■
Ajout de stations ET 200S
ET 200pro
■
Ajout de stations ET 200pro
PROFIBUS DP,
PROFIBUS PA,
FOUNDATION
Fieldbus H1
■
Ajout d'abonnés PROFIBUS DP
Ajout de links PA et d'appareils de terrain PA
Paramétrage d'appareils de terrain PA ou FF
avec SIMATIC PDM
■
■
ET 200iSP avec alimentation redondante
SIMATIC PCS 7 offre de multiples possibilités pour l'acquisition
et la sortie de signaux de processus ainsi que pour le couplage
de la périphérie de processus aux automates :
• Modules d'entrées-sorties et modules de fonction dans
des stations E/S distantes raccordées au bus de terrain
PROFIBUS DP ou PROFINET IO
• Appareils de terrain/de processus intelligents décentralisés
et terminaux opérateur raccordés directement au bus de
terrain PROFIBUS DP, PROFIBUS PA ou FOUNDATION
Fieldbus H1
• Modules d'E/S TOR et analogiques de la SIMATIC S7-400
exploités de manière centralisée dans l'automate
Dans la pratique, on utilise cependant essentiellement des
E/S de processus décentralisées qui, selon le type, prennent
aussi en charge les configurations redondantes ou l'exploitation en atmosphères explosible gazeuse et poussiéreuse :
• Stations d'E/S distantes SIMATIC ET 200 en combinaison
avec des appareils de terrain/processus classiques et des
appareils de terrain HART
• appareils de processus/de terrain intelligents pour la
connexion directe au bus de terrain
Outre sa grande diversité de possibilités technologiques, la
périphérie de processus décentralisée se caractérise par les
avantages suivants :
•
•
•
•
modularité et cohérence
adaptabilité flexible à la structure de l'installation
câblage et ingénierie réduits
faibles coûts de mise en service, de maintenance et de cycle
de vie
Les modules de signaux SIMATIC S7-400 pouvant être exploités de manière centralisée dans l'automate constituent une alternative à la périphérie de processus décentralisée dans les
petites applications ou les installations de faible envergure.
54
Périphérie de processus
Périphérie de processus standard pour SIMATIC PCS 7
La périphérie de processus standard décentralisée suivante
peut être utilisée pour l'automatisation de terrain avec
SIMATIC PCS 7 :
• Via PROFINET
- système de périphérie E/S SIMATIC ET 200M
- système de périphérie E/S SIMATIC ET 200SP
• Via PROFIBUS
- système de périphérie E/S SIMATIC ET 200iSP
- système de périphérie E/S SIMATIC ET 200S
- système de périphérie E/S SIMATIC ET 200pro
- appareils PROFIBUS PA à partir du profil PA 3.0
- entraînements basés sur les types de télégrammes normés 1/20 de la spécification PI "Profile Drive Technology
PROFIdrive"
- appareils de connexion conformes au type de profil 1 de
la spécification "Profiles for Low Voltages Switchgear
Devices"
Cette périphérie de processus peut être intégrée dans SIMATIC
PCS 7 avec des blocs fonctionnels standard de la bibliothèque
Advanced Process Library.
Des blocs conçus spécialement pour la périphérie de processus offrent plus de fonctions ; ils sont offerts comme produits
add-on pour SIMATIC PCS 7, par ex. pour les systèmes d'entraînement et de pesage comme :
•
•
•
•
système de gestion de moteur SIMOCODE pro
variateurs SINAMICS G120
systèmes de pesage SIWAREX U/FTA/FTC
appareils de mesure 7KM PAC3200/4200
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Système de conduite des procédés
Industrial Ethernet
Gaz
Poussières
FM/UL
Classe I Zone 2
Classe I Zone 1
Classe I Zone 0
ATEX
Zone 2
Zone 1
Zone 0
FM/UL
Classe II Zone 2
Classe II Zone 1
Classe II Zone 0
ATEX
Zone 22
Zone 21
Zone 20
Zones à atmosphère explosible
S7-4002)
ET 200SP1)
PROFINET
Ex e, Ex d
S7-4002)
ET 200S1)
Actionneurs/
Capteurs
SIMOCODE pro1)
Ex e, Ex d
Actionneurs/
Capteurs
ET 200M1)
Ex i, Ex e, Ex d
Actionneurs/
Capteurs
HART
ET 200iSP1) 3)
PROFIBUS DP-iS
Ex i
Ex i, Ex e
PA Link/
FF Link1)
HART
PROFIBUS PA/FF H1
AFDiS
Actionneurs/
Capteurs
PROFIBUS
1)
2)
3)
Actionneurs/
Capteurs
G_PCS7_XX_00373
Transmetteur-séparateur
de bus de terrain1)
Atmosphère poussiéreuse : installation des constituants toujours dans un boîtier au degré de protection IP6x
Avec une alimentation standard de 10 A CC
Conforme également à FM/UL selon la classe I, division 2
Périphérie de processus en atmosphère explosive gazeuse et poussiéreuse
Périphérie de processus en atmosphères explosives
Embases MTA
Le graphique ci-dessus indique les utilisations possibles des
E/S de processus décentralisées de SIMATIC PCS 7 en tenant
compte de différentes conditions ambiantes.
Les embases MTA (Marshalled Termination Assemblies) permettent de raccorder des appareils de terrain, des capteurs et
des actionneurs de manière simple, rapide et fiable aux modules d'E/S des stations décentralisées ET 200M. Des versions
de MTA sont disponibles non seulement pour les modules
d'E/S standard, mais aussi pour les modules d'E/S redondants
et de sécurité. Les embases MTA permettent de réduire considérablement les coûts ainsi que le temps de câblage et de
mise en service et d'éviter les erreurs de câblage.
Périphérie de processus
55
© Siemens AG 2014
Périphérie de processus
Appareils recommandés pour l'automatisation de terrain
Système de
périphérie
ET 200M
ET 200iSP
ET 200SP
ET 200S
ET 200pro
Indice de protection
IP20
IP30
IP20
IP20
IP65/IP66/IP67
Construction
modulaire
modulaire
finement
échelonnable
bloc à extension
granulaire
modulaire
Montage
Profilé support
Profilé support
Rail DIN symétrique
Rail DIN symétrique
Profilé support
Connectique des
capteurs/actionneurs
Connectique
monoconducteur
bornes à vis/à ressort,
FastConnect,
TopConnect
Connectique
multiconducteur
bornes à vis/à ressort
Raccordement
monoconducteur/
multiconducteur
bornes push-in
Connectique
multiconducteur
bornes à vis/à ressort,
FastConnect
M8, M12, M23
Constitution
Applications particulières
Technique de sécurité
4
4
–
4
4
Utilisation en zone à
risque d'explosion
Zone 2, 22
Zone 1, 21
Zone 2,22
Zone 2, 22
–
Disponibilité
augmentée
commutation,
redondance
commutation,
redondance
–
–
–
Plage de température
0 … +60 °C1)
-20 … +70 °C
0 ... +60 °C1)
(horizontal)
0 … +60 °C1)
-25 … +55 °C
Tenue aux vibrations
(en permanence)
1g
1g
jusqu'à 5 g
2g
5 g (selon le module)
PROFIBUS (Cu/FO)
4 / – (12 Mbit/s)
4 / – (1,5 Mbit/s)
–/–
4 / 4 (12 Mbit/s)
4 / 4 (12 Mbit/s)
PROFINET (Cu/FO)
4/–
–/–
4/–
–/–
–/–
4 (débrochage et
enfichage)
4
4
4
4 (avec bus interne
actif)
4
4
4
4
Extension/configuration en service
4/4
4/4
–/–
4/–
–/–
Diagnostic (selon le
module)
par voie
par voie
par voie
par voie
par voie
Voies TOR
4
4
4
4
4
Voies analogiques
4
4
4
4
4
y compris HART
4
4
–
–
–
départs-moteur
–
–
–
4
–
Raccordement
pneumatique
–
–
–
–
Fonctions
technologiques
Comptage/mesure,
régulation, pesage
–
Comptage/mesure
–
Communication
Fonctions système
Précâblage
Débrochage/enfichage
à chaud
(hot swapping)
–
Fonctions
4
Comptage,
mesure de fréquence
1) Disponible également en tant que constituant SIPLUS pour plage de température étendue -25/-40 … +60/+70 °C et atmosphère agressive/condensation
(plus de détails sous www.siemens.com/siplus)
56
Périphérie de processus
© Siemens AG 2014
Entraînements
Appareils recommandés
Entraînements
SIMOCODE pro
SINAMICS G120
Variateurs de fréquence pour
moteurs triphasés asynchrones et
synchrones
Système de gestion de moteurs
pour moteurs basse tension à
vitesse constante :
Indice de protection
IP20 (selon le module)
IP20
Construction
modulaire
modulaire (unité de régulation, bloc de puissance)
Gamme de puissance
0,1 ... 700 kW
0,37 ... 250 kW
Tensions
jusqu'à 690 V CA
380 ... 480 V CA ou 660 ... 690 V CC ± 10 %
Courants moteur nominaux
jusqu'à 820 A
–
Communication PROFIBUS
4
4
Bibliothèque de blocs pour
l'intégration dans SIMATIC PCS 7
4
4
Protection et commande de moteurs
- dans les zones à risque d'explosion pour les
modes de protection EEx e/d conformément à la
directive ATEX 94/9/CE
- avec démarrage difficile (industrie du papier,
du ciment, métallurgie, industrie de l'eau)
- dans les installations à haute disponibilité
(industrie chimique, du pétrole et du traitement
des matières premières, centrales)
Utilisation universelle dans tous les secteurs industriels et commerciaux
Domaine d'application
Capteurs/actionneurs, analyseurs, systèmes de pesage et de dosage
Siemens Sensors and Communication propose une vaste
gamme d'appareils pour l'exploitation avec le système de
contrôle des procédés SIMATIC PCS 7, par ex. :
• Appareils de mesure de débit, de pression, de température
ou de niveau
• Positionneurs
• Analyseurs de gaz
• Systèmes de pesage SIWAREX
Ces appareils sont disponibles en variantes avec interface
PROFIBUS DP/PA ainsi que pour la communication HART.
La plupart des appareils sont déjà intégrés à la bibliothèque
d'appareils du gestionnaire d'appareils de terrain
SIMATIC PDM.
Gamme d'appareils de Siemens Sensors and Communication (sélection)
Vue d'ensemble de la gamme d'appareils actuellement disponibles, ainsi que des informations supplémentaires, des
caractéristiques techniques et des données de référence de
commande :
www.siemens.com/processinstrumentation
Périphérie de processus
57
© Siemens AG 2014
Automatisation des processus discontinus
avec SIMATIC BATCH
Modulaire, flexible, évolutif et entièrement intégré dans SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7
Station opérateur
avec
SIMATIC BATCH
Clients SIMATIC BATCH
et clients OS
Station
d'ingénierie
Réseau de terminaux
Serveur OS
Réseau procédé
seulement en mode AS
Contrôleurs
Grâce à son mode d'opération commandé par recettes,
SIMATIC BATCH permet de traiter avec efficacité et souplesse
des processus discontinus complexes avec des séquences de
commande alternantes. SIMATIC BATCH satisfait entièrement
aux exigences élevées inhérentes :
•
•
•
•
•
Utilisation optimale des installations de production
Qualité de produit constante
Traçabilité
Conformité aux normes et prescriptions légales
Rapidité de réaction aux conditions changeantes du
marché
Architecture modulaire
SIMATIC BATCH est configurable comme système monoposte
ou comme système client-serveur et, grâce à son architecture
modulaire et à sa modularité avec des SIMATIC BATCH UNIT
cumulables (1, 10 ou 50 options de quantité pour les instances d'unités), il peut être utilisé dans toutes les installations, quelle que soit leur taille.
Dans les petites applications Batch, il est possible de combiner
un SIMATIC PCS 7 BOX avec un automate distinct, par ex. un
SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX.
Toutefois, l'automatisation des processus discontinus avec
SIMATIC BATCH est caractérisée par des architectures clientserveur dans lesquelles un serveur Batch et plusieurs clients
Batch traitent ensemble un projet. Le serveur Batch peut
également être redondant pour accroître la disponibilité.
Outre les stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7, les
clients OS 627C et 427D de SIMATIC PCS 7, plus compacts, se
prêtent également à l'utilisation en tant que client Batch.
58
G_PCS7_XX_00053
Serveur Batch
SIMATIC BATCH, modulable du système monoposte jusqu'au système
client-serveur
Intégration dans SIMATIC PCS 7
SIMATIC BATCH est entièrement intégré à SIMATIC PCS 7.
La communication directe avec SIMATIC IT ou une interface
ouverte avec un système MES (Manufacturing Execution
System) quelconque permet le couplage au niveau gestion de
la production.
Les données de l'installation peuvent être entièrement configurées via le système d'ingénierie. Ce système transmet
toutes les données nécessaires à la réalisation de la recette
au serveur Batch, si bien que la recette peut être traitée séparément du système d'ingénierie. Les changements de configuration effectués sur le système d'ingénierie sont transférables
au serveur Batch par une fonction de mise à jour.
Le logiciel serveur SIMATIC BATCH est généralement exécuté
sur un serveur matériel indépendant (serveur Batch), séparé
des serveurs OS. Suivant la charge du système opérateur, les
logiciels serveur OS et serveur Batch peuvent fonctionner aussi sur un matériel serveur commun. Les clients SIMATIC BATCH
et les OS clients peuvent fonctionner sur une base matérielle
séparée ou commune.
SIMATIC BATCH utilise SIMATIC Logon qui est intégré dans le
système de contrôle des procédés pour la gestion et l'authentification centrale des utilisateurs ainsi que pour la signature
électronique nécessaire à la validation des recettes principales,
formules et objets de bibliothèque pour les utilisateurs ou
groupes d'utilisateurs Windows autorisés. Les configurations
individuelles de Batch Control Center et de l'éditeur de recettes
sont enregistrées sous forme de profil spécifique à l'utilisateur
lors de la fermeture de session. L'utilisateur dispose ainsi de son
environnement de travail habituel lorsqu'il ouvre une nouvelle
session sur un client quelconque de l'installation.
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
© Siemens AG 2014
Communication avec les automates
Selon le mode de fonctionnement, SIMATIC BATCH communique avec les automates via le système opérateur SIMATIC
PCS 7 ou directement via S7-DOS.
SIMATIC BATCH propose des vues de conduite standard
(faceplates et contrôles OS) pour la conduite et la supervision
d'unités de processus et de fonctions techniques. L'interface
avec le niveau d'automatisation inférieur se fait en règle générale avec des instances de type SFC.
Modes de fonctionnement du traitement des recettes
• Mode PC : traitement de la logique de recette complète
dans le serveur Bach
• Mode AS : exécution de la logique de recette d'unité dans
l'automate :
- Changements d'étape ultra-rapides
- Déterminisme amélioré pour le traitement d'un lot
- Disponibilité accrue
• Mode mixte : utilisation parallèle du mode PC et du mode
AS pour un lot
Points forts de SIMATIC BATCH
Architecture modulaire et flexibilité de dimensionnement (matériel et logiciel)
– Adaptation optimale à la taille des installations et
aux exigences individuelles
– Se développe en même temps que l'installation,
aucune capacité de réserve onéreuse nécessaire
■
Recettes selon ISA-88.01
– Création de recettes orientée procédé
– Création simple et rapide, taux d'erreurs réduit
■
Importation et exportation des recettes principales, des
formules et des objets de bibliothèque
■
Disponibilité élevée via le serveur Batch redondant
– Aucune perte des données relatives aux lots
– Comparaison automatique des données relatives
aux lots
■
■
Mode PC et AS
■
Intégration homogène de SIMATIC BATCH à la stratégie
de conduite et de supervision et à l'ingénierie de
SIMATIC PCS 7 via l'interface du système
– Pas d'interface spécifique au client
– Aucune configuration double pour les données
d'ingénierie Batch
– Contrôles OS pour l'intégration dans les vues de processus
Enregistrement, et archivage dans le Process Historian
au format XML et journalisation complète des données
relatives aux lots
– Production transparente et traçable
– Conduite opérateur sûre, réaction sûre en cas d'anomalie du processus
– Visualisateur pour les lots archivés
■
Réduction des frais d'ingénierie et de validation grâce à :
– Concept de type/instance SFC
– Séparation de la procédure et de la formule
– Bibliothèque ROP et configuration indépendante de
l'unité de processus
– Utilisation multiple, modifications centralisées
■
Prise en charge de la validation conformément à
21 CFR, partie 11, via :
– Audit Trail (journal de modifications)
– Versionnage libre et supporté par le système
– Bibliothèque d'opérations de recettes et formules
– Gestion des utilisateurs avec protection d'accès et
signature électronique
■
Connexion à SIMATIC IT ou à tout autre système MES
■
■
Recettes indépendantes de l'unité de processus
– Simplification de la gestion des recettes et de la validation
– Conduite flexible et utilisation optimale des installations via la stratégie d'affectation et l'attribution des
unités de processus lors de l'exécution des lots
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
59
© Siemens AG 2014
Fonctionnalité Client Batch
Planification des lots
Batch Control Center
Le Batch Control Center (BatchCC) est la "centrale de commande" pour la surveillance et la conduite de processus discontinus. Les données concernant SIMATIC BATCH sont gérées à
l'aide d'une interface utilisateur graphique. BatchCC propose
des fonctions performantes pour les tâches suivantes :
• lire et mettre à jour les données d'installation de l'automatisation de base
• définir des droits d'accès utilisateurs pour toutes les fonctions, pour les clients ou les unités de processus de SIMATIC
BATCH
• définir les noms et les codes des matières utilisées
• gérer des recettes principales
• gérer des bibliothèques avec des éléments de recettes
(opérations de bibliothèques)
• éditer les catégories de formules et gérer les formules associées (jeux de paramètres)
• créer une recette principale à partir de la recette exécutable
• exporter et importer les recettes principales, les formules et
les objets de bibliothèque
• créer des lots avec des recettes principales
• lancer le traitement des lots et commander les lots
• superviser et diagnostiquer le traitement des lots
• stratégie d'affectation lors de la création des recettes et attribution des unités de processus lors de l'exécution des lots
• modifier/supprimer/insérer en ligne des objets et des éléments de structure (boucles, transitions, etc.) de la recette
• journaliser et archiver les recettes et les données des lots
• appeler directement la visualisation SFC depuis la recette
exécutable
Des représentations spéciales sous forme de liste pour les catégories d'ordres, les ordres de production, la planification des
lots, le statut ou le résultat du lot prennent en charge et facilitent la planification et la commande de lots. Il est possible de
définir et de répartir manuellement les lots d'un ordre de fabrication. Ces procédures peuvent également être effectuées de
manière automatique, en fonction du nombre de lots ou de la
quantité de production définis. L'ensemble des lots, y compris
l'occupation des unités, est représenté à l'aide d'une combinaison de schémas de Gantt et de tableaux. Les conflits temporels
ou les conflits générés par l'occupation multiple d'unités de processus sont indiqués. Les conflits temporels peuvent être résolus en déplaçant les lots concernés dans le diagramme de Gantt.
Les caractéristiques suivantes des lots peuvent être définies ou
modifiées :
• quantité à produire
• mode de lancement (immédiat, sur commande de l'opérateur ou déclenché par horloge)
• occupation des unités de processus
• formule (jeu de paramètres)
• séquence de traitement (enchaînement avec le lot précédent ou suivant)
• affichage de la durée prévue d'un lot
• Définition de l'intervalle de temps minimum lors de l'enchaînement des lots
Batch OS Control
Les contrôles OS Batch affichés dans la vue de processus permettent la conduite et la supervision des processus discontinus.
Batch Planning
BatchCC permet de créer individuellement des ordres de fabrication et des lots. L'option Batch Planning offre cependant
bien plus de fonctionnalités de planification. Elle permet de
planifier les lots à l'avance pour un grand nombre d'ordres de
fabrication. En plus de la planification, la modification, l'annulation, la suppression et la validation des lots font également
partie des fonctions disponibles.
Vue de processus avec affichage des contrôles OS Batch
60
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
© Siemens AG 2014
Système de recettes, archivage et journalisation
Editeur de recettes SIMATIC BATCH
Exemple de rapport de lots
Editeur de recettes
Structures des recettes pour le traitement des exceptions
L'éditeur de recettes est un outil pour la création et la modification simples et intuitives de recettes principales et d'opérations de bibliothèque. Il dispose d'une interface utilisateur
graphique, de fonctions d'édition pour des objets isolés ou
groupés ainsi que d'un contrôle structurel de syntaxe. Des
objets Batch issus de la configuration de l'installation avec le
système d'ingénierie de SIMATIC PCS 7, par exemple les unités
de processus et les fonctions technologiques, constituent la
base pour la création de recettes. L'éditeur de recettes peut
être lancé soit séparément, soit depuis le BatchCC.
Grâce au marquage des séquences librement sélectionnables,
les états de processus peuvent être surveillés en cours d'exécution. A l'aide d'un bloc de commande ou d'une fonction de
saut, il est possible, dans un conteneur spécifique, de réagir à
des événements ou des défauts évalués.
L'éditeur de recettes permet de réaliser les tâches suivantes :
• Créer de nouvelles recettes principales et opérations de
bibliothèque
• Modifier les recettes principales et opérations de bibliothèque existantes (modifications de la structure ou des
paramètres)
• Interroger l'état des objets de recettes et les valeurs des
processus dans les conditions de transitions
• Affecter des nœuds de Route Control comme paramètres
de transfert (source, destination, via) à des phases de
transport en vue de diriger les produits d'un lot dans
d'autres unités de processus (installations locales ou
externes)
• Configurer des expressions arithmétiques pour le calcul de
valeurs théoriques pour les paramètres de transition ou de
recette à partir de variables de recettes et de constantes
• Documenter les recettes principales et les opérations de
bibliothèque
• Exécuter des contrôles de vraisemblance et intégrer des
contrôles de vraisemblance spécifiques à l'utilisateur
• Sélectionner les unités de processus candidates en fonction
des propriétés statiques des équipements et des attributs
dynamiques
• Valider des recettes principales et des opérations de bibliothèque pour le test ou la production
Rapports de lots
Les rapports de lots contiennent l'ensemble des données
nécessaires à la reproduction des processus discontinus dans
le cadre de l'assurance-qualité et du respect des exigences
légales.
• données d'identification
• données des recettes exécutables
• données de production effectives
• déroulement des actions dans le temps
• messages d'état, d'erreur et de défaut
• interventions de l'opérateur
• valeurs de processus
Rapports de recettes
Les rapports de recettes contiennent les données de production, par ex.
• données de l'en-tête de la recette
• topologie de la recette
• liste des matières d'entrée et de sortie et liste des paramètres
Visualisateur pour les lots archivés
Les données relatives aux lots qui sont accessibles uniquement aux personnes ou aux systèmes autorisés peuvent
être sauvegardées au format XML – localement, sur un lecteur réseau ou sur un serveur d'archive central, que les lots
achevés proviennent d'une ou de plusieurs installations
SIMATIC BATCH. Dans le Batch Control Center, les lots archivés
peuvent ainsi être affichés à nouveau en tant que recette
exécutable l'aide du visualisateur.
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
61
© Siemens AG 2014
Recettes hiérarchiques et indépendantes de l'unité de processus
Procédure
de recette
Unité
Procédure de
recette d’unité
Équipement
technique
Opération
de recette
Module
de contrôle
Fonction
de recette
G_PCS7_XX_00102
Installation
Représentation de la structure de recettes hiérarchiques sur le modèle d'installation
Recettes hiérarchiques selon ISA-88.01
Neutralité et affectation aux unités de processus
En tant qu'entité fonctionnelle, SIMATIC BATCH et SIMATIC
PCS 7 couvrent entièrement les modèles décrits dans la norme
ISA-88.01. La structure hiérarchique des recettes se base sur
le modèle d'installation de la manière suivante :
La création d'une recette indépendante de l'unité de processus pour plusieurs unités de même type réduit les coûts
d'ingénierie et présente des avantages significatifs lors de
la validation. Au moment de la création de la recette, on se
contente d'attribuer des critères de sélection aux procédures
des recettes d'unité. L'affectation finale des unités de processus à partir de l'évaluation des propriétés statiques et dynamiques (p. ex. taille du récipient et état de nettoyage) n'a
lieu que lors de l'exécution. Pour les lots de longue durée,
pour lesquels les unités ne doivent pas être définies et affectées lors du lancement des lots, l'affectation a lieu au moment
de l'utilisation. Les conflits au niveau de l'occupation des unités sont détectés et affichés par le système.
• procédure de recette pour la conduite du processus ou de
la production dans une installation
• procédure de recette partielle pour la conduite d'une étape
du processus dans une unité
• opération/fonction de recette pour l'exécution de la
tâche/fonction sur un équipement technique
Les stratégies suivantes d'affectation des unités de processus
permettent une adaptation optimale à la situation spéciale de
l'installation :
• "Sélection manuelle de l'unité de processus" au moment de
l'affectation des unités de processus
• "unité privilégiée" pour la présélection au moment de la
création de la recette
• définition de "l'unité de processus inutilisée depuis le plus
longtemps" pour une bonne répartition de la charge
• indication de l'unité à utiliser via un module externe
(par ex. Scheduler) par "paramètre de processus".
62
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
© Siemens AG 2014
Rationalisation de la création des recettes
et prise en charge de la validation
Formule 1
Formule 2
Formule 3
Quantité
1 000 kg
500 kg
900 kg
Temperature
Temps
Sel
Poivre
Sucre
90 °C
10 min
80 °C
15 min
95 °C
12 min
Oui
Non
100 g
Oui
Non
150 g
Non
Oui
50 g
Recette de base #2
Recette de base #3
G_PCS7_XX_00064
Recette de base #1
Séparation de la procédure et de la formule
Validation conformément à 21 CFR, partie 11
Bibliothèque avec opérations de recettes (ROP)
En tant que fabricant de systèmes de contrôle des procédés,
Siemens dispose d'un personnel spécialement formé ainsi que
d'une longue expérience dans le domaine de la gestion de la
qualité et de la validation des installations. SIMATIC BATCH
prend en charge la validation conformément à 21 CFR,
partie 11, en particulier via :
Les opérations de recettes gérées dans une bibliothèque
utilisateur (bibliothèque ROP/bibliothèque d'opérations de
recette) peuvent être intégrées comme référence dans les
procédures de recettes et donc modifiées de manière centrale.
Ceci réduit le travail d'ingénierie et de validation. Par la résolution de la référence, l'opération de recette devient partie intégrante de la procédure de recette et est donc indépendante
d'autres modifications centrales.
Séparation de la procédure et de la formule
La flexibilité procurée par les recettes indépendantes des
unités de processus peut encore être accrue en séparant la
procédure et les jeux de paramètres (formules). Différentes
recettes principales peuvent alors être réalisées en combinant
plusieurs formules à une procédure de recette. Ceci permet
d'effectuer des modifications de procédures centralisées.
La structure de la formule est déterminée par la catégorie
de formule définie par l'utilisateur.
Application Programming Interface (API)
SIMATIC BATCH API (Application Programming Interface) est
une interface ouverte pour des extensions spécifiques au
client. Elle offre à l'utilisateur un accès aux données et aux
fonctions de SIMATIC BATCH pour la programmation d'applications spéciales, spécifiques à un secteur d'activité ou à un
projet.
• Normalisation systématique, par ex. avec
- Concept de type/instance SFC
- création de recettes indépendantes de l'unité de processus
- Séparation de la procédure et de la formule
- opérations de recettes de bibliothèques
• Audit Trail (journal des modifications) :
- journalisation des modifications apportées aux recettes
et aux opérations de recettes (archivage en cas d'objet
modifié)
- journalisation des modifications apportées lors de la production (dans le rapport de lots), incluant les commandes
du niveau de commande individuel associées au lot
• Gestion des versions, libre ou prise en charge par le système,
pour les recettes, formules et éléments de bibliothèque
• Gestion centralisée des utilisateurs avec contrôle d'accès
via SIMATIC Logon
• Signature électronique pour la validation des recettes principales, des formules et des objets de bibliothèque, basée
sur SIMATIC Logon
Plus d'informations sur SIMATIC BATCH à l'adresse :
www.siemens.com/simatic-batch
Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH
63
© Siemens AG 2014
Commande du transport de matières avec
SIMATIC Route Control
SIMATIC PCS 7 rationalise le transport de matières
Clients SIMATIC Route Control et clients OS
Station
d'ingénierie
Réseau de
terminaux
Serveur
Route Control
Réseau procédé
Contrôleurs
SIMATIC Route Control (RC) est une extension multi-applications du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 qui
permet la configuration, la commande, la supervision et le
diagnostic du transport de matières par réseaux de conduites
et de tuyauteries ou sur convoyeurs à bandes. Il permet à
SIMATIC PCS 7 d'automatiser non seulement les processus de
production et les installations de stockage correspondantes,
mais aussi les transports de matières qui les relient.
SIMATIC Route Control convient aussi bien aux petites installations avec des voies de transports statiques simples qu'aux
installations de moyenne à grande envergure disposant d'un
réseau de voies et de conduites complexe et étendu.
SIMATIC Route Control est prédestiné pour répondre aux exigences suivantes :
• Restructurations et extensions fréquentes du réseau de
voies, y compris capteurs et actionneurs
• Voies de transport à très haute flexibilité, caractérisées par
:
- des changements constants de matières
- la définition dynamique de la source et de la destination
du transport de matière (y compris inversion de sens sur
les voies bidirectionnelles)
• Grand nombre de transports de matières simultanés
• Occupation dynamique d'unités par SIMATIC BATCH
Système multiposte SIMATIC PCS 7 avec SIMATIC Route Control
Architecture modulaire
Grâce à la modularité et à une évolutivité fine avec des voies
SIMATIC Route Control cumulables (options de quantité de
10 ou 50 pour transports de matières simultanés), SIMATIC
Route Control peut être adapté en toute souplesse, jusqu'à la
limite supérieure de 300 voies par projet, à différentes tailles
et architectures d'installation (systèmes monopostes/multipostes).
Intégration dans SIMATIC PCS 7
Le logiciel d'ingénierie Route Control comporte un outil d'ingénierie, un assistant et une bibliothèque de blocs. Il est intégré dans le système d'ingénierie centralisé de SIMATIC PCS 7
avec les autres outils d'ingénierie.
Dans les petites installations, SIMATIC Route Control peut
être installé seul ou en association avec le logiciel OS sur un
système monoposte (Single Station). Toutefois, ce sont les
systèmes multiposte répartis avec une architecture
clients/serveur qui sont typiques de l'automatisation des
transports de matières avec SIMATIC Route Control.
Ce profil d'exigence concerne tout particulièrement les installations disposant de réseaux de conduite ramifiées ou d'un
nombre important de réservoirs de stockage, comme c'est
notamment le cas dans l'industrie chimique, pétrochimique
et ou bien l'industrie des boissons ou l'agroalimentaire.
64
G_PCS7_XX_00052
Serveur OS
Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control
© Siemens AG 2014
Dans un système multiposte SIMATIC PCS 7 composé de plusieurs sous-systèmes, il est possible de configurer un serveur
Route Control ou une paire de serveurs. Dans le cas de systèmes multipostes à capacités fonctionnelles réduites, il est
également possible d'utiliser les serveurs Route Control, Batch
et OS sur une plateforme matérielle commune. L'installation
des sous-systèmes sur des serveurs ou paires de serveurs distincts permet cependant d'obtenir une disponibilité plus élevée et de meilleures performances.
Dans la vue de processus du système opérateur SIMATIC
PCS 7, chaque bloc d'acheminement est représenté par une
icône de bloc RC et un faceplate RC. Comme paramètres pour
la requête d'un transport de matières (source, destination,
nœuds intermédiaires/via), on utilise les nœuds (synonyme :
locations). Ils marquent le début et la fin de chaque tronçon et
par conséquent la source et la destination d'un transport de
matières. Le choix des nœuds pour les tronçons et les voies est
facilité par des champs de liste déroulante.
Pour le contrôle d'accès et la gestion des droits d'utilisateur
échelonnés pour le personnel d'ingénierie, de conduite et de
maintenance, SIMATIC Route Control utilise SIMATIC Logon
qui est intégré dans le système de contrôle de procédés.
Route Control Center (RCC)
Le Route Control Center (RCC) est synonyme de Route Control
Client. Il peut être installé sur un OS client, un client BATCH
ou un matériel client séparé. Il peut être appelé au moyen
du faceplate RC du bloc d'acheminement ou au moyen des
touches de la station opérateur. Il affiche toutes les données
de voie pertinentes et toutes les informations d'erreur d'un
transport de matières dans différentes vues harmonisées.
Route Control Server
Une fois la configuration du réseau de voies achevée et le test
des variantes du transport de matières effectué, les données
de configuration Route Control sont transférées sur le serveur
Route Control où elles peuvent être activées au moyen du
Route Control Center, à l'instant opportun du point de vue du
processus. Après cela, les nouvelles données sont prises en
compte dans la recherche de voies.
Le serveur Route Control (serveur RC) fournit les données
nécessaires aux clients Route Control (Route Control Center)
et transmet leurs interventions de conduite aux automates.
Route Control Center (RCC)
En cas de requête d'un transport de matières, une demande
de voie est réalisée sur le Route Control Center (RCC) soit par
l'automate, soit par l'opérateur. Celle-ci inclut l'indication de
la source, de la destination et d'un maximum de 10 nœuds
optionnels (nœuds intermédiaires) ainsi que l'application d'un
signal de démarrage au bloc d'acheminement de l'automate.
En l'absence de voie enregistrée, le serveur RC démarre la recherche de voies et assemble (si possible) les tronçons définis
statiquement en une voie de transport complète. A partir de
là, Route Control assure la commande et la surveillance de
tous les éléments RC intervenant dans la voie de transport.
La commande de l'installation se contente d'activer les différentes fonctions technologiques. Quand des erreurs apparaissent, des informations de diagnostic détaillées informent
l'opérateur de leur cause, par ex. la raison de l'échec de la
recherche de voie.
Pour les interventions de maintenance, il est possible de
mettre de manière ciblée un contrôleur sur "En maintenance"
(out of service). Les transports de matières en cours d'exécution dans ce contrôleur sont alors achevés, mais aucun nouveau transport n'est plus autorisé.
Pour le transport de solides par convoyeurs à bande, il est possible de commander l'ordre d'enclenchement et de déclenchement des actionneurs en différé (cascade) avec des éléments
WAIT. Pour le transport de liquides dans des conduites, il est
possible de réaliser le nettoyage des vannes par pulsations,
l'ordre et les intervalles pouvant aussi être réglés par des
éléments WAIT.
Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control
65
© Siemens AG 2014
Bibliothèque Route Control
La bibliothèque Route Control contient des blocs pour configurer RC et pour configurer des voies de transport et des blocs
d'interface pour éléments RC. Elle est disponible dans le catalogue de l'éditeur CFC.
Configuration avec l'outil d'ingénierie Route Control
Route Control Engineering
La configuration Route Control complète la configuration de
base avec des blocs tirés de la bibliothèque SIMATIC PCS 7.
Ceci permet l'extension aisée d'installations SIMATIC PCS 7
existantes avec SIMATIC Route Control.
Les objets technologiques (éléments RC) pour la commande
des transports de matières sont adaptés dans l'éditeur CFC au
moyen de blocs d'interface harmonisés tirés de la bibliothèque Route Control. Les éléments RC comprennent :
•
•
•
•
des éléments de commande (actionneurs)
des éléments de détection (capteurs)
des éléments de paramétrage (valeurs de consigne)
des éléments de liaison (informations sur les matières pour
les tronçons)
• Eléments WAIT
Les nœuds des tronçons et des voies sont configurés dans
SIMATIC Manager en tant que "propriétés d'équipement des
unités" et repris dans le projet RC, en même temps que les
autres données de base relatives à RC du projet SIMATIC PCS 7.
66
Assistant Route Control
L'assistant Route Control constitue l'interface entre la configuration de base SIMATIC PCS 7 complétée par des blocs d'interface RC et la configuration RC proprement dite dans l'outil
d'ingénierie RC. L'assistant, démarré depuis le menu du
SIMATIC Manager, reprend les données spécifiques à la configuration RC du projet SIMATIC PCS 7 pour les intégrer dans
le système d'ingénierie Route Control. Pour ce faire, il réalise
des tests de plausibilité, définit les liaisons de communication
AS-OS et AS-AS (NetPro et CFC) et configure les messages du
serveur RC.
Outil d'ingénierie Route Control
Après la prise en charge dans le projet RC des données de base
du projet PCS 7 pertinentes pour RC, les objets spécifiques à
RC sont configurés avec l'outil d'ingénierie Route Control :
• Division des voies de transport en tronçons souples ;
paramètres "bidirectionnel" et "Priorité"
• Interconnexion des éléments RC par intégration dans
un tronçon et donc transmission à ces éléments RC des
propriétés supplémentaires spécifiques au type, par ex. en
position de base "Fermer vanne".
• Association des tronçons à des catalogues de fonctions, par
ex. "Nettoyage" ou "Transport de produit", qui limitent le
nombre de résultats en tant que critère pour la recherche
de voies.
• Affectation de fonctions séquentielles technologiques qui
déterminent le déroulement du transport de matière au
moyen d'éléments RC interconnectés, par ex. :
- position de base des éléments de commande
- ouvrir les vannes de transport
- ouvrir la vanne source
- enclencher la pompe
Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control
© Siemens AG 2014
En fonction des préférences, vous pouvez sélectionner une
voie préférentielle dans les résultats de la recherche de voies
hors ligne et la mémoriser comme voie statique. Route
Control Center permet également d'enregistrer une voie
active pour réutilisation. Une voie enregistrée sera prise en
compte en priorité lors de la demande de voie.
Certaines fonctions spéciales de configuration simplifient la
réalisation des opérations de routine répétitives et élargissent
les possibilités de contrôle des transports de matières, par
exemple :
Recherche de voies hors ligne graphique pour déterminer toutes les
combinaisons de voies possibles
La configuration des tronçons et l'affectation des éléments RC
aux tronçons s'effectuent dans une matrice de l'outil d'ingénierie Route Control. Des éléments génériques permettent d'intégrer des objets ou des blocs spécifiques créés par l'utilisateur
dans le projet RC et de les manipuler comme des éléments RC.
Tout comme dans un système de navigation, la recherche de
voies hors ligne visualisée graphiquement détermine toutes
les combinaisons de voies possibles. Certaines erreurs dans le
réseau de voies ou des voies indésirables peuvent être ainsi
détectées à l'avance.
• Exportation des données de configuration sous la forme de
fichiers CSV vers Microsoft Excel, copie et édition des données dans Excel, puis réimportation dans le système Route
Control
• Commande de l'utilisation commune de tronçons au
moyen d'ID de fonction configurables
• Contrôle de compatibilité des matières par analyse des ID
de matière des tronçons et verrouillage de tronçons en cas
de séquences de matières incompatibles
• Application au bloc d'acheminement, pendant l'exécution,
de consignes venant du processus (par ex. quantité pesée)
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/routecontrol
Points forts SIMATIC Route Control
■
Architecture flexible, modulaire et évolutive pour systèmes monoposte et multiposte
– Adaptation optimale à la taille des installations et
aux exigences individuelles
– Aucune capacité de réserve onéreuse
– Disponibilité élevée via le serveur Route Control
redondant
■
Réduction des tâches de configuration et des délais de
mise en service
– Configuration de tronçons par duplication
– Exportation de données vers Microsoft Excel et
réimportation
– Suppression des tâches complexes et répétitives
grâce à l'assistant RC
– Recherche de voies hors ligne graphique pour
déterminer à l'avance toutes les combinaisons de
voies ainsi que les voies indésirables
■
Intégration homogène à la stratégie de conduite et
supervision de SIMATIC PCS 7 et à l'ingénierie
■
Combinable avec SIMATIC BATCH –
Transport de matières depuis la recette exécutable
Batch
■
Prise en compte de la compatibilité des matières afin
d'éviter des mélanges non souhaités
■
Reproduction du réseau de voies de l'installation au
moyen de tronçons
■
Test hors ligne pour contrôler l'intégralité et identifier
les incohérences et les combinaisons non voulues
■
Réaction rapide aux modifications de l'installation lors
de la configuration, de la mise en service ou de l'exécution
■
Diagnostic détaillé des erreurs de requête de transport
de matières et des transports de matières en cours de
réalisation
■
Affectation exclusive des éléments RC et des tronçons
participant au transport de matières
■
Préférence donnée aux voies statiques enregistrées,
lors de la requête de voie
■
Définition de séquences d'enclenchement et de
déclenchement par la commande en différé d'actionneurs, par ex. dans le cas de convoyeurs à bande
Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control
67
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Safety Integrated for Process Automation
Offre complète de produits et de services pour la sécurité des processus
L'industrie de processus est souvent caractérisée par des procédés de production complexes, incluant le traitement ou la
fabrication de mélanges et de matériaux explosifs ou dangereux pour la santé. Une défaillance ou une erreur peut avoir
des conséquences fatales.
La technique de sécurité a donc pour objet de minimiser
les dangers potentiels pour les personnes, les installations et
l'environnement grâce à des dispositifs techniques, sans entraver le processus de production. Pour y satisfaire, il faut un
système de sécurité fiable (Safety Instrumented System, SIS)
pouvant, au besoin et à tout moment, mettre automatiquement l'installation dans un état sûr, assurer la poursuite de
l'exploitation dans des conditions définies et limiter les
répercussions négatives éventuelles d'une problème lié à
la sécurité.
Basé sur le système de sécurité de Siemens, Safety Integrated
for Process Automation est une offre complète de produits
et de services destinée aux applications sûres et tolérantes
aux pannes dans l'industrie de processus. Elle comprend l'ensemble des fonctionnalités de sécurité, de l'instrumentation
sûre pour l'acquisition et la conversion des signaux à l'automate sûr et tolérant aux pannes et aux actionneurs, par ex.
positionneurs, vannes ou pompes.
68
Safety Integrated for Process Automation
Mais c'est en combinaison avec SIMATIC PCS 7 que l'énorme
potentiel de Safety Integrated for Process Automation peut
être pleinement exploité. Grâce à la modularité et à la flexibilité des produits de sécurité, cette combinaison est particulièrement variable. Vous pouvez non seulement choisir le degré
d'intégration du système de sécurité dans le système de
contrôle de procédés, mais aussi le degré de redondance pour
les automates, le bus de terrain et la périphérie de processus
(Flexible Modular Redundancy). L'intégration complète du
système de sécurité dans SIMATIC PCS 7 se traduit par un gain
de place et une réduction des matériels et du câblage avec, en
corollaire, une diminution des coûts de montage, d'installation et d'ingénierie, et induit donc des avantages de coûts
substantiels sur tout le cycle de vie de l'installation.
La technique de sécurité et les applications de sécurité qui la
mettent en œuvre se caractérisent par leur grande efficacité
et sont conformes aux normes nationales et internationales
telles que par ex. :
• CEI 61508 – norme de base pour les spécifications ainsi
que l'étude et le fonctionnement des systèmes de sécurité
• CEI 61511 – norme spécifique aux applications pour l'industrie de processus
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Gamme de produits
Safety Integrated for Process Automation – gamme de produits pour SIMATIC PCS 7
Ingénierie
Configuration des fonctions de sécurité (jusqu'à SIL 3) avec
blocs fonctionnels certifiés par le TÜV et Continuous Function Chart
(CFC)
ou SIMATIC Safety Matrix (matrice causes & effets)
Automates
AS 410F/FH, AS 412F/FH,
AS 414F/FH, AS 416F/FH,
AS 417F/FH
sur PROFIBUS ou PROFINET
Automates de sécurité et tolérants aux pannes pour l'entrée de
gamme, le milieu et le haut de gamme, en configuration simple et
redondante (SIL 3).
PROFIsafe avec PROFIBUS
PROFIsafe avec PROFINET
Pour la communication standard et la communication de sécurité sur
un même câble de bus, certifié selon CEI 61508 (SIL 3).
SIMATIC ET 200
ET 200M : Périphérie modulaire pour les application à haute densité
de voies, avec modules d'entrées et de sorties de sécurité (F-DI, F-DO,
F-AI), SIL 2/SIL 3; indice de protection IP20
ET 200iSP : Périphérie modulaire de sécurité intrinsèque avec
modules électroniques de sécurité (F-DI Ex, F-DO Ex, F-AI Ex), SIL 3,
indice de protection IP30
ET 200S : Périphérie à modularité granulaire avec modules électroniques de sécurité (F-DI, F-DO) et départs-moteurs de sécurité ;
SIL 2/SIL 3 ; indice de protection IP20
ET 200pro : Périphérie modulaire très compacte avec modules électroniques de sécurité (F-DI, F-DI/F-DO), SIL 2/SIL 3 ; commutateur de
sécurité pour mise hors tension de la périphérie standard et activation des départs-moteurs ; indice de protection IP65/66/67
Instrumentation de processus/
Appareils de procès
Instruments/appareils de procédés sûrs sur PROFIBUS :
transmetteur de pression SITRANS P DS III PA (SIL 2) avec PROFIsafe,
SIMOCODE pro avec DM-F local/PROFIsafe (SIL 3),
SIPART PS2 PA (SIL 2)
Instruments/appareils de processus sûrs pour la connexion à des
stations ET 200M distantes :
SITRANS P DS III analogique/HART (SIL 2), SITRANS TW Series (SIL 1),
SITRANS TH200/300 (SIL 2), SITRANS TR200/300 (SIL 2),
SITRANS LVL200 (SIL 2), SITRANS LR250 HART (SIL 2),
SITRANS FC430 (SIL 2), SIPART PS2 à 2/4 fils (SIL 2)
Applications
SIS Controller
Safety
Applikation
ET 200M
DP/PA Koppler
F-DO
Safety
Instrumented
Function
Ventilstellungsregler
SIPART PS2
Rückmeldung
Ventilstellung
Sollwert
Ventilstellung
Luftzufuhr
S
Magnetventil
Pneumatisches Abschaltventil
Test de course partielle
Blocs fonctionnels et blocs d'affichage préconfigurés pour le test en
ligne de vannes, pour le diagnostic préventif des vannes sans arrêt
de la production
Safety Integrated for Process Automation
69
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Variantes de configuration de sécurité
Configuration monocanal
non redondante
Configuration redondante,
à haute disponibilité et tolérante aux pannes
Périphérie décentralisée et
raccordement direct au bus de terrain
Périphérie décentralisée
AS Single Station
Redondance modulaire flexible
au niveau des modules ou des appareils
Raccordement direct au bus de terrain
AS Redundancy Station
AS Redundancy Station
PA Link
ET 200M
PROFIBUS PA
ET 200M
Modules F
Modules F
ET 200M
Modules standard et F
ET 200iSP
PA Link
Modules standard et F
avec coupleurs
PA redondants
ET 200iSP
Modules standard et F
ET 200S
Modules
standard et F
Active Field
Splitter
Modules standard et F
ET 200M
Redondance de
modules ou de voie
via plusieurs stations
séparées
PA Link
PROFIBUS PA
PA Link
avec coupleurs
PA redondants
Active Field Distributors
Modules standard et F
ET 200S
Y-Link
ET 200pro
Modules standard et F
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
G_PCS7_XX_00130
ET 200M
Variantes de configuration de sécurité avec communication PROFIBUS
Le profil PROFIsafe permet une communication de sécurité
entre le contrôleur et la périphérie de processus via les bus
standard ouverts PROFIBUS et PROFINET. Le choix de l'un de
ces deux bus standard influe fortement sur l'architecture du
système de sécurité.
Variantes de configuration de sécurité avec PROFIBUS
Pour un système de sécurité intégré dans SIMATIC PCS 7 avec
communication PROFIBUS, on distingue deux variantes de
montage à travers tous les niveaux d'architecture :
• monovoie, structure non redondante
• redondante, structure à haute disponibilité et tolérante aux
pannes
Les deux alternatives sont très flexibles et offrent une grande
adaptabilité. Aux différents niveaux de l'architecture (automates, bus de terrain, périphérie décentralisée), on dispose
des possibilités de configuration représentées sur la figure
ci-après, en fonction de la périphérie décentralisée mise en
œuvre.
Les fonctions standard (Basic Process Control) et les fonctions
de sécurité peuvent être combinées de façon flexible, non
seulement dans la périphérie décentralisée, mais aussi au
niveau des automates, où elles peuvent être regroupées dans
un système ou être séparées. De nombreuses possibilités
découlent également de Flexible Modular Redundancy (FMR).
70
Safety Integrated for Process Automation
© Siemens AG 2014
Flexible Modular Redundancy (FMR)
Controller S7-400FH
Controller S7-400FH
Triple Simplex Dual
PA Link
mit redundanten PA Kopplern
1oo1 LS
AFD
AFD
AFD
1oo2 Flow
2oo3 PT
2oo3
1oo2
G_PCS7_XX_00227
PROFIBUS DP
G_PCS7_XX_00212
PROFIBUS DP
Exemple de redondance modulaire flexible sur une installation de sécurité
à configuration tolérante aux pannes
Architecture de sécurité tolérante aux pannes basée sur un réseau
PROFIBUS PA en anneau
En fonction de la tâche d'automatisation et des exigences de
sécurité qui en découlent, le degré de redondance peut être
défini séparément pour les niveaux automate, bus de terrain
et périphérie, et adapté à l'instrumentation de terrain. Il est
ainsi possible de réaliser des architectures tolérantes aux
pannes, adaptées aux différentes tâches et qui tolèrent plusieurs défauts survenant simultanément. Comme la FMR ne
met la redondance à disposition que là où elle nécessaire, on
peut obtenir des applications de sécurité plus attrayantes et
plus économiques en comparaison avec les architectures
conventionnelles de redondance.
La redondance modulaire flexible (FMR) s'applique non seulement à des configurations d'installation qui mettent en œuvre
des systèmes de périphérie décentralisée, mais aussi à des
configurations dans lesquelles l'instrumentation est connectée directement via le bus de terrain PROFIBUS PA. Comme
l'illustre l'exemple de la figure, une architecture en anneau
PROFIBUS PA permet également de réaliser des applications
de sécurité et tolérantes aux pannes avec un appareillage et
un câblage réduits, avec une minimisation des coûts.
Comme le montre l'exemple d'une installation avec périphérie
décentralisée ET 200M, la somme des tâches peut donner lieu
à un mélange de différents degrés de redondance au sein d'un
même niveau de l'architecture (1oo1, 1oo2, 2oo3).
Les répartiteurs de terrain actifs AFD4/AFD8 sont utilisables
jusqu'en zone Ex 2/22, les répartiteurs de terrain actifs AFDiS
jusqu'en zone Ex 1/21. Les dérivations AFDiS peuvent être
posées pour le raccordement en fonction d'appareils adaptés
jusqu'en zone Ex 0/20.
Variantes de configuration de sécurité avec PROFINET
PROFINET prend en charge les systèmes de sécurité sur la base
d'automates de sécurité SIMATIC PCS 7 (F/FH) et de périphéries décentralisées ET 200M. Du point de vue de la disponibilité, la topologie en anneau est la technologie privilégiée pour
un système de sécurité avec communication PROFINET. La
redondance des supports de la configuration en anneau empêche une interruption du bus ou une panne du participant de
provoquer une panne de l'intégralité du segment.
AS Redundancy
Station mit
PROFINET-CPU
PROFINET
ET 200M
ET 200M
ET 200M
ET 200M
Variantes de configuration de sécurité avec station AS redondante et
communication PROFINET IO
G_PCS7_XX_00314
SCALANCE X
Le plus haut niveau de disponibilité est atteint avec un anneau
PROFINET et un contrôleur redondant (station redondante
AS). Dans une telle configuration, la forme de communication
PROFINET IO qualifiée de redondance système permet aux
périphériques IO d'établir une liaison de communication avec
chaque CPU de la station redondante AS, via le réseau topologique.
Safety Integrated for Process Automation
71
© Siemens AG 2014
Outils d'ingénierie pour les fonctions de sécurité
Ingénierie d'applications de sécurité avec CFC
Safety Matrix : affectation de réactions (effets) définies précisément aux
événements survenus (causes)
Pour la configuration et la programmation des automates de
sécurité, la bibliothèque de blocs F intégrée à S7F Systems et
la matrice SIMATIC Safety Matrix sont disponibles.
SIMATIC Safety Matrix
S7 F Systems avec bibliothèque de blocs F
L'outil d'ingénierie S7 F Systems permet de paramétrer les automates de sécurité et des modules de sécurité de la gamme
ET 200. La configuration est prise en charge par les fonctions
suivantes :
• Comparaison de programmes de sécurité
• Détection des modifications des programmes de sécurité
par somme de contrôle
• Séparation des fonctions de sécurité et des fonctions standard
Un mot de passe permet de protéger l'accès aux fonctions F.
La bibliothèque de blocs F intégrée à S7 F Systems contient
des blocs fonctionnels préconfigurés permettant de créer des
applications de sécurité à l'aide de CFC ou de Safety Matrix,
basé sur CFC. Les blocs F certifiés sont particulièrement robustes et identifient les erreurs contenues dans les programmes comme la division par zéro ou le dépassement des
plages de valeurs. Ils évitent la programmation diversitaire
pour la détection des défauts et le déclenchement des réactions correspondantes.
72
Safety Integrated for Process Automation
SIMATIC Safety Matrix, qui peut être utilisé en plus de S7 F
Systems, est un outil innovant de cycle de vie de sécurité de
Siemens pouvant servir aussi bien à la configuration conviviale d'applications de sécurité qu'à leur exploitation et leur
maintenance. L'outil, basé sur le principe éprouvé de matrice
de causes et d'effets, convient tout particulièrement aux processus pour lesquels des conditions définies entraînent certaines réactions de sécurité.
Avec Safety Matrix, la programmation de la logique de sécurité est non seulement plus simple et plus pratique, mais aussi
plus rapide.
Lors de l'analyse des risques de son installation, le configurateur peut associer des réactions bien définies (effets) à des
événements survenant au cours du processus (causes).
Dans les lignes horizontales du tableau de matrice, comparable à un tableur, il saisit les événements de processus
possibles (entrées), configure leur type et leur nombre,
les combinaisons logiques, les éventuels temporisations et
verrouillages, ainsi que les erreurs pouvant être tolérées (le
cas échéant). Il définit ensuite, dans les colonnes verticales,
les réactions (sorties) à un événement donné.
Pour connecter les évènements et les réactions, il suffit de
cliquer sur la cellule au point d'intersection de la ligne et de la
colonne. A partir de ces données, Safety Matrix génère automatiquement des programmes CFC de sécurité complexes.
Le configurateur n'a pas besoin de connaissances spéciales
en programmation et peut se concentrer pleinement sur les
exigences de sécurité de son installation.
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Automates de sécurité et périphéries de processus
Automates de sécurité
Modules F de sécurité
Les automates de sécurité SIMATIC PCS 7 sont disponibles en
deux variantes :
Les fonctions de sécurité des contrôleurs F/FH sont parfaitement adaptées aux modules F de sécurité de la gamme
ET 200.
• Station monoposte AS du type AS 410F, AS 412F,
AS 414F, AS 416F et AS 417F, avec seulement une CPU,
de sécurité
• Station redondante AS du type AS 410FH, AS 412FH,
AS 414FH, AS 416FH et AS 417FH, avec deux CPU redondantes, de sécurité et tolérantes aux pannes
ET 200M
■
■
■
■
ET 200iSP
Tous ces systèmes peuvent fonctionner en multitâche, c'est-àdire que plusieurs programmes peuvent être exécutés simultanément dans une CPU, aussi bien les applications standard
de contrôle de procédés que les applications de sécurité. En
combinaison avec les modules de signaux de sécurité des systèmes de périphérie décentralisée ET 200, ou par le biais de
transmetteurs de sécurité raccordés directement via un bus de
terrain, ils détectent aussi bien les défauts au niveau du processus que leurs propres défauts internes et mettent l'installation automatiquement dans un état sûr en cas de défaillance.
Les programmes de sécurité exécutés sur les divers automates
d'une installation ont aussi la possibilité de communiquer
entre eux en mode sécurité via le réseau procédé Industrial
Ethernet.
Pour la communication de sécurité entre la CPU de l'automate
et la périphérie de processus de sécurité, le bus standard
PROFIBUS ou PROFINET est utilisé en association avec le profil
PROFIsafe. Dans les deux cas, l'exploitation des composants
standard et des composants de sécurité est possible sur un
même bus. Un bus de sécurité distinct et onéreux est donc
superflu.
Le profil PROFIsafe est implémenté comme couche logicielle
supplémentaire dans les appareils/systèmes sans modifier les
mécanismes de communication standard de PROFIBUS. Avec
PROFIsafe, des informations supplémentaires sont ajoutées
au télégramme. Elles permettent de détecter et de compenser
les erreurs de transmission du partenaire de communication
PROFIsafe (retard, ordre incorrect, répétition, perte, adressage incorrect ou altération des données).
■
■
■
■
ET 200S
■
■
ET 200pro
■
■
F-DI 12/24 × 24 V DC
F-DI 4/8 × NAMUR [EEx ib]
F-DO 10 × 24 V DC/2 A
F-DO 8 × 24 V DC/2 A;
F-AI 3/6 × 0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA (HART)
F-DI Ex 4/8 × NAMUR
F-DO Ex 4 × 17,4 V DC/40 mA
F-AI Ex HART 4 × 0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA
F-DI 4/8 × 24 V DC
F-DO 4 × 24 V DC/2 A
F-DI 8/16 × 24 V DC
F-DI/DO 4/8 × 24 V DC (DI) et 4 × 24 V DC/2 A (DO)
Départs-moteurs F de sécurité pour ET 200S
Départs-moteur de sécurité
jusqu'à 7,5 kW, possibilité
d'extension avec le module
Brake Control
• Démarreur direct F-DS1e-x
• Démarreur inverseur
F-RS1e-x
Les départs-moteurs de sécurité ET 200S peuvent être coupés de manière sélective via le
module d'alimentation PM-D F
PROFIsafe en amont, par un
signal de coupure. En plus
d'une combinaison disjoncteur/contacteur, les départsmoteurs de sécurité comportent un dispositif d'évaluation
électronique de sécurité pour la détection de défauts.
En cas de défaillance d'un contacteur lors d'un arrêt d'urgence,
l'électronique d'évaluation détecte le défaut et déclenche le
disjoncteur du départ-moteur dans les conditions de sécurité.
Safety Integrated for Process Automation
73
© Siemens AG 2014
Appareils PROFIBUS PA pour la réalisation de coupures de
sécurité
Le transmetteur de pression numérique SITRANS P DSIII utilisable sur le bus de terrain PROFIBUS PA convient pour les
coupures de sécurité de niveau SIL 2, selon CEI 61508/
CEI61511-1. Siemens a donc équipé son transmetteur de
pression standard (pression absolue et pression différentielle)
d'un driver PROFIsafe.
Dans une application de sécurité, le transmetteur de pression
peut être interconnecté à un automate de sécurité (F/FH) via
PROFIBUS PA. L'entrée TOR du positionneur PROFIBUS PA électropneumatique SIPART PS2 PA peut être utilisée pour réaliser
une coupure sûre. En configuration redondante et diversitaire, les circuits de mesure sont réalisables jusqu'au niveau
SIL 3.
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/process-safety
Points forts Safety Integrated for Process Automation
74
■
Offre complète de produits et de services pour des
applications sûres, à tolérance aux pannes et à haute
disponibilité dans l'industrie de processus
– Réalisation, utilisation et maintenance simples
d'applications de sécurité
– Elimination fiable des dangers et des risques
– Adaptabilité et aptitude aux innovations
■
Intégration homogène de la technique de sécurité
dans le système de contrôle de procédés
SIMATIC PCS 7
– Traitement des fonctions Basic Process Control et
des fonctions de sécurité dans un même automate
– niveau de sécurité SIL 3, possible avec une seule
CPU
– Communication standard et de sécurité via
PROFIBUS/PROFINET avec PROFIsafe ; pas de bus
de sécurité séparé
– Coexistence des modules de périphérie standard et
de sécurité dans les stations ET 200M
– Gestion des données cohérente pour Basic Process
Control et l'automatisation de sécurité ; aucune
manipulation de données fastidieuse
■
Intégration des applications de sécurité dans la visualisation du processus sur la station opérateur PCS 7
■
Prise en compte automatique des messages de défaut
relatifs à la sécurité, avec leur horodatage
Safety Integrated for Process Automation
■
La configuration des fonctions de sécurité fait partie de
la configuration cohérente du système SIMATIC PCS 7
– Ancrage de S7 F Systems, CFC et SIMATIC Safety
Matrix dans le jeu d'outils d'ingénierie
– Configuration unifiée des fonctions Basic Process
Control et de sécurité à l'aide de CFC
– Safety Matrix pour la réalisation encore plus rapide,
plus facile et plus conviviale de fonctions de sécurité sans connaissances spéciales en programmation
■
Diagnostic et maintenance cohérents, du capteur/actionneur au système opérateur, en passant par
l'automate
■
Intégration de la technique de sécurité au diagnostic et
à la maintenance à l'aide de la station de maintenance
PCS 7
■
Réduction des coûts globaux de cycle de vie
– Réduction des coûts de matériel, montage, câblage,
installation, ingénierie et mise en service avec un
plus haut degré d'intégration
– Familiarisation rapide et formation réduite grâce à
un paysage d'outils/de systèmes harmonisé
– Gestion économique des pièces de rechange grâce
à la réduction des types et des pièces
© Siemens AG 2014
Industrial Security
Mesures de protection complètes pour la sécurité des installations de
contrôle-commande
ERP
Web client
- OS
- Maintenance
- Information
Domain controller
Virus scan
server
WSUS
server
Ethernet, office LAN
MES/MIS
SIMATIC IT
Front-end
firewall
COMOS plant
lifecycle management
Back-end
firewall
OS clients
Engineering
station
Web
server
OpenPCS 7
Central archive
server
Domain controller
Terminal bus
Plant bus
G_PCS7_XX_00145
Domain
controller
Exemple d'une architecture sécuritaire de défense en profondeur
Les progrès de la standardisation, l'ouverture et la mise en
réseau ont fait augmenter considérablement les risques pour
la sécurité dans les installations de contrôle-commande. Les
dangers potentiels induits par les programmes malveillants ou
bien par les personnes non autorisées vont des surcharges ou
défaillances du réseau aux accès non autorisés à l'automatisation du procédé, en passant par l'espionnage des mots de passe
et des données. Les sabotages ciblés peuvent non seulement
entraîner des dommages matériels, mais aussi des conséquences dangereuses pour les personnes et l'environnement.
Concept de sécurité de SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7 offre des solutions complètes pour la protection
des installations de processus qui reposent sur une architecture
de sécurité approfondie. La particularité de ce concept réside
dans son approche globale. Il ne se limite pas à l'utilisation de
méthodes de sécurité (par ex. cryptage) ou d'équipements de
sécurité isolés (par ex. pare-feu). Ses atouts résident dans la
synergie d'un nombre de mesures de sécurité appliquées au
réseau de l'installation.
Le concept de sécurité de SIMATIC PCS 7 comprend entre
autres des conseils et des recommandations (Best Practices)
relatifs aux thèmes suivants :
• Création d'une architecture en réseau avec une défense en
profondeur (defense in depth) combinée à la segmentation de l'installation en cellules de sécurité
• Gestion du réseau, segmentation du réseau
• Exploitation d'installations avec les domaines Windows
• Gestion des autorisations de conduite de Microsoft Windows
et de SIMATIC PCS 7 ; intégration des autorisations de
conduite de SIMATIC PCS 7 à l'administration de Windows
• Maîtrise fiable de la synchronisation de l'heure
• Gestion des correctifs de sécurité pour les produits Microsoft
• Utilisation d'antivirus et de pare-feu
• Téléassistance et accès à distance (VPN, IPSec)
Les aspects sécuritaires et les recommandations relatives à la
protection de l'installation d'automatisation sont décrites en
détail dans le manuel "Concept de sécurité SIMATIC PCS 7
et document de base WinCC" et dans les documentations
détaillées complémentaires.
Industrial Security
75
© Siemens AG 2014
Contribution du système au concept de sécurité
Plan
if
ic a
tio
n
en
an
ce
t i o n et mi s e e n s e r v
éve l o
et d
nie
i nt
Mise au
point et
développement
de mesures de
protection
gé
t ma
t a ll a
p p e m e nt
Analyse et
évaluation
des points
faibles
Mise en œuvre
et essai de
réception
Ins
o
t io
ep
Outils,
méthodes,
instructions,
solutions standard,
bonnes
pratiques
Gestion de la
sécurité sans
perturbation du
fonctionnement
de
l'installation
tc
nc
Atelier destiné à
déterminer les
besoins
ne
ic e
Modules de sécurité industrielle SCALANCE S
Les modules de sécurité industrielle robustes SCALANCE
S602, S612, S623 et S627-2M sont utilisables par exemple
pour sécuriser l'échange de données inter-cellules entre les
constituants d'automatisation et les constituants du système
de contrôle des procédés. Ils disposent de fonctions de sécurité telles que pare-feu Stateful Inspection, filtrage des ports,
NAT et conversion d'adresse NAT et NAPT ainsi que serveur
DHCP. S612, S623 et S627-2M permettent en outre l'authentification et le cryptage des données avec Virtual Private
Network (VPN) via tunnel IPsec.
Pare-feu d'automatisation (Automation Firewall)
Le pare-feu d'automatisation dispose des fonctionnalités
suivantes : filtre de paquets Stateful Inspection, Application
Layer Firewall, passerelle VPN , filtrage URL, Web Proxy, antivirus et Intrusion Prevention. Il assure le point d'accès à l'environnement de production, par ex. depuis les réseaux bureautiques ou Intranet/Internet. Selon la taille de l'installation, il
peut être utilisé comme :
• pare-feu des points d'accès pour petites installations et
accès à distance sécurisé
• pare-feu Three-Homed pour petites et moyennes installations avec "réseau de périmètre minimal"
• pare-feu avant ou arrière pour protection maximale pour
des grandes installations au réseau de périmètre important.
Des services intégrés tels que l'assistance téléphonique, le service de remplacement et le service de mise à jour du logiciel
valorisent encore le pare-feu d'automatisation. Des services
supplémentaires permettent de réaliser des solutions parefeu personnalisées ou fournissent une assistance à l'intégration du pare-feu dans l'installation du client.
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/industrial-security
76
Industrial Security
G_PCS7_XX_00286
at i o n
r ie
r ni s
Op
t im
i sa
ti
e
de
Vérification
de l'efficacité
des mesures de
protection
E x p l o ita t io n e
• Compatibilité avec les versions actuelles des antivirus
- Trend Micro OfficeScan Client-Server Suite
- McAfee VirusScan Enterprise
- Symantec Endpoint Protection
• Utilisation du pare-feu natif de Windows
• Configuration automatique des paramètres de sécurité tels
que DCOM, de la base de registre et du pare-feu Windows
lors de l'installation
• Gestion et authentification des utilisateurs via
SIMATIC Logon
• Coupleur Industrial Ethernet CP 1628 avec fonctions de
sécurité intégrées (pare-feu, VPN)
• Intégration de modules de sécurité industrielle SCALANCE S
• Pare-feu d'automatisation (Automation Firewall)
• Application Whitelisting avec McAfee Application Control
on
o
tm
In
Côté système, SIMATIC PCS 7 contribue à la mise en œuvre des
directives et des recommandations du concept de sécurité :
Industrial Security Services
Application Whitelisting
Les mécanismes de protection de l'application Whitelisting
garantissent l'exécution exclusive d'applications et de programmes sûrs sur une station du système de contrôle des
procédés SIMATIC PCS 7. Ils empêchent l'exécution de logiciels non autorisés et la modification d'applications installées,
fournissant ainsi une protection supplémentaire par rapport
aux mécanismes de protection existants contre les logiciels
malveillants (malware).
Industrial Security Service
Siemens Industry Automation offre non seulement des produits et des systèmes, mais aussi des services et des solutions
professionnels pour la protection des installations industrielles contre les nombreuses menaces liées à la sécurité
informatique. Ces services de sécurité industrielle ne sont
pas conçus seulement pour différentes phases, mais couvrent
l'ensemble du cycle de vie de l'installation.
Un conseil ciblé sur les configurations et les concepts d'installation sûrs assiste le client lors de la planification individuelle
de son installation de contrôle-commande.
Certificat de sécurité
Comme Siemens attache beaucoup d'importance à la sécurité
du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7, il en
confie régulièrement l'essai à des experts neutres. Les
certificats suivants attestent un niveau de sécurité élevé
à SIMATIC PCS 7 et à ses composants :
• Achilles Level II Certification pour la stabilité de
communication entre les différents composants
• Achilles Practices Certification en bronze pour
SIMATIC PCS 7 en décembre 2013
© Siemens AG 2014
Virtualisation
OS
client
OS
client
Eng.
system
Thin Clients
Zero Clients
Service
Package
Technical
Support
Extended
SIMATIC
Remote
Services
Remote protocol
Virtual
Machines
Plant bus
PCS 7 controller
OS
server
OS
client 1
OS
client 2
VMware ESXi
Hardware (Industry PC)
Eng.
system
G_PCS7_XX_00336
Virtual PCS 7 system
La virtualisation est une technologie logicielle innovante pour
l'émulation de matériels, de systèmes d'exploitation, de mémoires de données et de réseaux, qui se généralise dans l'automatisation industrielle. Les coûts d'investissement plus élevés pour le matériel, le logiciel de virtualisation, les contrats
de maintenance et l'infrastructure sont rentabilisés le plus
souvent sur le cycle de vie de l'installation grâce aux économies de coûts d'exploitation à long terme. Des départements
informatiques avec des spécialistes dûment formés ainsi
qu'un savoir-faire spécifique en matière d'automatisation de
processus sont les garants essentiels du succès de la virtualisation.
La rentabilité est déterminée de manière décisive par les exigences particulières du projet, caractérisées par des aspects
tels que l'encombrement, l'accès à distance, l'économie
d'énergie, la validation, la répartition de l'installation, l'infrastructure ou l'exploitation virtuelle d'autres applications, par
ex. outils d'évaluation, systèmes d'information et de rapport).
Comme dans l'environnement réel, la sécurité informatique
joue un rôle important dans le monde virtuel. Des mécanismes de sécurité et des méthodes comparables y sont mis
en œuvre, tels que les correctifs de sécurité, les antivirus, la
gestion des utilisateurs ou la protection d'accès.
Des solutions de virtualisation basées sur SIMATIC PCS 7 sont
actuellement validées pour les clients (OS, Batch, Route
Control) et pour les options telles que SFC Visualization,
OpenPCS 7/OS Client, PCS 7 Web Server ou PCS 7 Terminalserver. Selon le projet, il est également possible d'exploiter les
serveurs (OS, Batch, Route Control), le système d'ingénierie
ou la station OS monoposte dans un environnement virtuel.
Pre-installed
Hypervisor
SIMATIC Virtualization
as a Service
Configured
Host
Des clients légers ou des clients zéro à prix avantageux servent de matériel pour les options et les clients virtuels. Les
postes de conduite ainsi réalisés sont couplés au moyen de
protocoles distants (VNC, VMware View). Le personnel de
conduite dispose, sur ces postes, des fonctions de conduite
et de supervision habituelles de l'installation réelle.
SIMATIC Virtualization as a Service
"SIMATIC Virtualization as a Service" est une offre modulaire
de Siemens permettant d'élaborer la meilleure solution de
virtualisation possible pour un projet particulier. Sa partie
essentielle est un "Service Package" volumineux pour réaliser
la solution de virtualisation avec des systèmes préfabriqués,
configurés et testés. Ce dernier comprend non seulement
l'installation et la configuration, mais aussi une documentation du système ainsi que 2 heures d'assistance technique par
commande. De plus, des spécialistes de maintenance expérimentés vous aident, dans le cadre du "Technical Support
Extended", pour la création et l'adaptation du script, la configuration, la réalisation de souhaits spéciaux individuels et la
mise en service. Sur la base des "SIMATIC Remote Services", il
est possible également de mettre en place une liaison sûre et
performante pour l'accès à distance des spécialistes de maintenance.
La plateforme système "Configured Host", composée du matériel serveur et d'un client léger, est fournie avec le logiciel
VM-ware préinstallé et préconfiguré. La couche de virtualisation pour la répartition des ressources entre le matériel et
les machines virtuelles est alors installée dans le module
"Pre-installed Hypervisor". Pour finir, la machine virtuelle prête
à fonctionner est configurée conformément à son type
comme serveur OS, client ES/OS, client OS ou serveur Web
pour SIMATIC PCS 7, dans le module "Virtual Machines".
Virtualisation
77
© Siemens AG 2014
Téléconduite
Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl
Clients PCS 7 OS
Station d'ingénierie
Communication série :
SINAUT ST7 ou DNP3
(dédiée ou
double voie)
Communication TCP/IP :
SINAUT ST7 ou DNP3
TIM 4R-IE (ST7)
ou Convertisseur
TCP/IP – série
(DNP3)
Industrial Ethernet
Communication TCP/IP :
Modbus ou IEC 60870-5-104
Routeur WAN
TCP/IP
TIM 4R-IE (ST7)
ou Routeur WAN
TCP/IP (DNP3)
WAN
Stations extérieures TeleControl
fortement disséminées
RTU d'origine tierce
(seulement DNP3)
WAN
S7-300
+ TIM 3V-IE ou
TIM 3V-IE DNP3
S7-400
+ TIM 4R-IE ou
TIM 4R-IE DNP3
WAN
Communication série :
Modbus ou IEC 60870-5-101
Convertisseur
TCP/IP – série
WAN
Stations extérieures TeleControl
fortement disséminées
RTU d'origine tierce
(seulement DNP3)
S7-300
+ TIM 3V-IE ou
TIM 3V-IE DNP3
S7-400
+ TIM 4R-IE ou
TIM 4R-IE DNP3
Stations extérieures TeleControl
fortement disséminées
RTU d'origine tierce
RTU d'origine tierce
ET 200S avec
CPU PN intégrée
ET 200S avec CPU intégrée
+ interface série
S7-300
+ CP 343 ou
interface PN
S7-300
+ CP 341
S7-400
+ CP 443 ou
interface PN
S7-400
+ CP 441
G_PCS7_XX_00175
PCS 7 TeleControl
Serveur OS
Station monoposte PCS 7 OS
Possibilités d'intégration et de communication avec SIMATIC PCS 7 TeleControl
Dans les secteurs de l'eau et de l'assainissement ainsi que du
pétrole et du gaz, les installations sont souvent très fortement
disséminées. L'objectif est ici de relier les stations permettant la
conduite et la surveillance des unités distantes, dont le degré
de complexité de l'automatisme est généralement faible ou
moyen, au système de contrôle global via un réseau étendu
(Wide Area Network) par le biais de protocoles de téléconduite.
SIMATIC PCS 7 TeleControl permet d'intégrer directement
dans le système de contrôle des procédés le poste de
téléconduite pour les stations extérieures généralement
composées de RTU simples.
78
Téléconduite
Cela représente des résultats fortement avantageux par rapport aux solutions traditionnelles dans lesquelles des parties
d'installation centrales et distantes sont configurées comme
unités séparées tout en étant regroupées dans un système de
conduite réseau de niveau supérieur.
•
•
•
•
Conduite de processus unifiée
Gestion des données simple et confortable
Ingénierie cohérente pour unités centrales et distantes
Coûts de formation et de service réduits
L'intégration dans le système de contrôle de procédés
SIMATIC PCS 7 du poste de téléconduite peut être réalisée
sous la forme d'une station opérateur aussi bien monoposte
que serveur (redondance possible en option). Cette station
opérateur PCS 7 TeleControl sera préférentiellement responsable de la téléconduite (dédiée). Dans le cas de capacités
fonctionnelles modestes, il est néanmoins possible d'ajouter
des automates SIMATIC PCS 7 aux parties d'installation centrales (fonctionnement bi-voie/Dual Channel) en plus des
systèmes de téléconduite.
© Siemens AG 2014
En ce qui concerne la philosophie de conduite et le traitement
des alarmes, il n'y a aucune différence entre l'automatisation
centralisée et l'automatisation distante. Les données issues
des RTU du système de téléconduite peuvent être représentées dans une vue de processus avec les données issues des
automates SIMATIC PCS 7.
Afin de permettre la configuration de la station opérateur
TeleControl (monoposte/serveur), la station d'ingénierie
centrale du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7
est fonctionnellement augmentée avec la technologie DBA
(Data Base Automation) et la bibliothèque d'objets
SIMATIC PCS 7 TeleControl.
2)
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/telecontrol
Type de RTU1)
Catégorie de RTU
Automate intégré dans
SIMATIC ET 200S
Small avec 30 ... 200 E/S
pour petites applications
Automates SIMATIC
S7-300/S7-300F
Medium avec 100 ... 2 000 E/S2)
pour applications moyennes
•
•
•
•
SINAUT ST7
DNP3
Modbus
CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104
Automates SIMATIC
S7-400/S7-400F
Large avec 500 ... 5 000 E/S2)
pour applications de plus grande
envergure nécessitant plus de
performance
•
•
•
•
SINAUT ST7
DNP3
Modbus
CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104
Automates SIMATIC
S7-400H/S7-400FH
1)
Outre les objets technologies pour le traitement et l'affichage
des données processus, la bibliothèque contient également
des objets de diagnostic et de communication. Ces blocs
prennent en charge aussi bien la philosophie de conduite
de SIMATIC PCS 7 au moyen d'icônes et de faceplates que la
hiérarchie des messages de défaut. Au besoin, la bibliothèque
peut être étendue via l'éditeur de type de blocs (Type Editor)
du DBA par de nouveaux types d'objets fondés sur des scripts
spécifiques au projet.
Protocoles de téléconduite possibles
2)
• Modbus
• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104
• DNP3
• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104
Egalement en version SIPLUS extreme, par ex. pour environnements avec températures de -25 °C à +70 °C, condensation ou sollicitation par des gaz
En fonction de la taille de la CPU, du type de protocole et de l'application
Téléconduite
79
© Siemens AG 2014
Automatisation d'installations de commutation
Intégration de l'automatisation d'installations de commutation
dans l'industrie des procédés avec SIMATIC PCS 7 PowerControl
Stations
principales à
moyenne tension
Câble aérien
Câble aérien
HT: 60 ... 145 kV
MT: 4 ... 30 kV
BT: 0,4 ... 1 kV
SIMATIC PCS 7 PowerControl
Section 1
Automatisation d'installations
de commutation avec
CEI 61850
● Commande, commutation
● Mesure et automatisation de
consommateurs importants
- Générateurs
- Transformateurs
- Moteurs
Section 2
Sous-stations à
moyenne tension
Processus
Convertisseur
BT MT
Compensation
LVD/MCC
aux
consommateurs
Moteurs MT/Moteurs BT
Consommateurs typiques
● Entraînements d'envergure
● Souffleries lourdes
● Compresseurs, pompes
● Grosses pompes
centrifuges
● Extrudeuses, malaxeurs
● Concasseurs, broyeurs
● Electrolyse, galvanique
● Alimentation du bâtiment
G_PCS7_XX_00318
Niveau de haute
tension
Niveaux d'automatisation de l'approvisionnement et de la distribution d'énergie
Une installation de commutation électrique désigne une installation dans laquelle de l'énergie électrique est répartie ou transformée, les charges/consommateurs étant rassemblés en
groupes de charges. Des nœuds de réseau exécutés sous forme
de barres relient des câbles arrivants et partant, les départs, à
l'aide d'appareils de commutation. La modification de la topologie de réseau en cas de défauts ainsi que l'activation et la mise
à la terre des matériels sont à prendre en considération lors de
la conception du tableau de distribution.
Autrefois, les installations pour automatisation de processus
étaient strictement séparées de celles qui automatisaient
l'alimentation électrique du processus. SIMATIC PCS 7
PowerControl vous permet désormais de rassembler en un
système de contrôle-commande l'automatisation du processus
et celle des tableaux de distribution électriques pour les tensions moyennes comprises entre 4 et 30 kV. Les nombreux
avantages qui en résultent permettent des économies considérables sur tout le cycle de vie de l'installation et prennent de
plus en plus d'importance avec la décentralisation grandissante, grâce à l'utilisation croissante d'énergies renouvelables ;
citons pour exemple :
• des structures d'installation simplifiées avec plus de transparence dans les dépendances technologiques
• une augmentation supplémentaire du niveau d'intégration
de l'installation
• une conduite de processus uniforme et une possibilité
d'extension du secteur d'activités de l'opérateur
80
Automatisation d'installations de commutation
• une sûreté d'investissement à long terme grâce à la norme
CEI 61850 valable dans le monde entier
• une ingénierie rationnelle et homogène et une mise en
service rapide
• une réduction du travail de formation, de service et
d'administration grâce à une vue globale uniforme.
• Modernisation à faibles coûts d'installations avec une
infrastructure PROFIBUS DP existante
Intégration d'appareils pour automatiser les tableaux de
distribution
Il est possible d'intégrer dans le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 des appareils électroniques intelligents
(IED = Intelligent Electronic Devices) assurant les tâches de
protection, de commande, de mesure et de surveillance dans
la transmission et la distribution d'énergie, en procédant
comme suit :
• Par le biais de la communication TCP/IP Ethernet avec le
protocole de transmission CEI 61850
- directement sur le réseau procédé
- au moyen d'un contrôleur de station sur le réseau procédé
- au moyen d'une passerelle de station (simple ou redondante) sur le réseau procédé
• Avec des blocs pilote de la bibliothèque de pilotes
PCS 7 PowerControl PROFIBUS DP Driver Library
- sur PROFIBUS DP (appareils de protection SIPROTECT)
© Siemens AG 2014
SIMATIC PCS 7
Operator Station Clients
Engineering and
Maintenance Station
Terminal bus
Operator Station
Server, redundant
PowerControl Server,
redundant
Plant bus
Automation
System S7-4xx
SENTRON WL
TCP/IP
TCP/IP
IEC 61850
IEC 61850
IEC 61850
Ethernet FO
Ethernet FO
Ethernet FO
Switchgear
Switchgear
Switchgear
Standard +
Safety I/O
PAC
4200
SIPROTEC IEDs
TCP/IP
PA/FF field bus
Process Control - SIMATIC PCS 7
Switchgear
Power Control - SIMATIC PCS 7 PowerControl
G_PCS7_XX_00356
Standard +
Safety I/O
Station
Controller
PROFIBUS DP
Station
Gateway
single/
redundant
Automation
System S7-4xxFH,
redundant
Possibilités d'intégration pour l'automatisation d'installations à moyenne tension
Caractéristiques fonctionnelles et de performance de
SIMATIC PCS 7 PowerControl
Ingénierie SIMATIC PCS 7
• Bibliothèque d'objets avec blocs fonctionnels, symboles
et faceplates
• Concept instance/type orienté objet
• Génération automatique des objets pour la station
opérateur
• Intégration de nouveaux IED par importation de leur
Device Description selon CEI 61850 (ICD)
• Bibliothèque additionnelle avec blocs technologiques
pour matériels électriques tels que dérivation, machine,
transformateur, ligne, barre de courant
L'intégration d'IED sur PROFIBUS DP vise avant tout les objectifs suivants :
• Utilisation d'infrastructures PROFIBUS DP existantes
• Modernisation partielle d'installations existantes
• Configurations mixtes avec intégration CEI 61850 et
PROFIBUS DP en cas d'extensions d'installations
Conduite de processus SIMATIC PCS 7
• Faceplates pour appareils de protection SIPROTEC
dans le style de SIMATIC PCS 7 APL (Look&Feel)
• Comportement uniforme pour les alarmes,
les messages, la conduite et la supervision
• Fonctionnalité de diagnostic pour chaque IED
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/powercontrol
Automatisation d'installations de commutation
81
© Siemens AG 2014
Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7
Identification et évaluation des données énergétiques
La condition de base pour l'amélioration du bilan énergétique
réside dans la transparence, c'est-à-dire la saisie et l'enregistrement des données de consommation ainsi que l'enregistrement des flux d'énergie et des flux de fluides au sein de
l'entreprise. Ce n'est qu'une fois que l'on connaitra la quantité
utilisée pour chaque forme d'énergie que l'on sera en mesure
de définir les économies potentielles et d'évaluer les dépenses
requises à cet effet.
Dans le cadre du système de contrôle des procédés SIMATIC
PCS 7, cet objectif peut être atteint grâce aux éléments suivants :
La gestion efficace de l'énergie prend une place de plus en
plus prépondérante en raison de la raréfaction des ressources,
de la hausse des prix de l'énergie, de la sensibilisation accrue
aux questions environnementales et du renforcement des exigences légales. Dans ce contexte, tous les aspects liés à la production, à l'approvisionnement, à la distribution et à la
consommation d'énergie doivent être pris en compte.
Les entreprises de l'industrie de processus doivent être en mesure de planifier, de surveiller et d'enregistrer leur consommation d'énergie, de définir et de mettre en œuvre des mesures
visant à réaliser des d'économies d'énergie et de justifier de
l'efficacité de ces dernières par l'évaluation régulière des indicateurs.
Niveau
exploitation
Niveau
gestion
SIMATIC B.Data
Planification de
l'énergie/
approvisionnement en énergie
Régulation de
l'énergie
Visualisation
Création de
rapport/
Surveillance
Archivage
Energie électrique
Energie non électrique
Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7
82
Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7
G_PCS7_XX_00289
Gestion des
charges
Détermination
de la valeur énergétique
Niveau
terrain
Niveau
commande
Préparation des données
• Basis Power Monitoring avec les fonctionnalités standard
de SIMATIC PCS 7 :
- Données acquises à l'aide d'instruments de processus
pour l'énergie de processus, par exemple vapeur, fluides
de refroidissement ou gaz
- Données fournies directement par des composants
électroniques tels que disjoncteurs (SENTRON), variateurs de fréquence (SINAMICS), départs-moteurs
(ET 200S), etc.
- Données d'autres consommateurs acquises à l'aide
des appareils de mesure multifonction de la gamme
SENTRON PAC
• Logiciel SIMATIC B.Data pour l'optimisation de la gestion de
l'énergie avec allocation des coûts en fonction de chaque
consommateur et transfert dans le système de décompte
- Transparence à l'échelle de l'entreprise grâce à un bilan
énergétique et un bilan matière exhaustif des installations de production et de consommation d'énergie
- Génération d'indicateurs clés de performance (KPI,
Key Performance Indicators) permettant de disposer de
données fondées sur l'accroissement de l'efficacité des
installations de production d'énergie, de distribution et
de consommation
- Allocation des coûts et des rendements énergétiques en
fonction de chaque consommateur et transfert dans des
systèmes ERP (par ex. SAP R/3)
- Prévisions de la demande en énergie et du profil de
charge visant à améliorer la sécurité de planification
- Support des achats économiques d'énergie
© Siemens AG 2014
Consommation d'énergie
Prix de l'énergie
Optimiser l'approvisionnement en énergie
●
●
●
Contrats de courte durée (contrats annuels)
Modification des systèmes tarifaires, p. ex. systèmes tarifaires
évoluant dans le temps, tarif Time-of-use (TOU)
Contrecarrer l'augmentation des coûts d'approvisionnement en énergie
110 %
100 %
Régulation du débit
90 %
80 %
70 %
60 %
Coût total
d'énergie
€
Réduire la consommation
d'énergie
● Détecter les pertes
● Détecter les réserves dormantes
● Création de systèmes incitatifs,
p. ex. économiser l'énergie
● Optimisation de l'exploitation de
l'énergie
Économie d'énergie
50 %
40 %
30 %
20 %
Consommation d'énergie
avec convertisseur de
fréquence
10 %
0%
0%
Consommation d'énergie
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
Débit
Réduction des coûts énergétiques
Potentiel d'économies d'énergie avec des variateurs de fréquence
Optimisation de l'exploitation de l'énergie
Economies d'énergie grâce à une technique innovante
SIMATIC PCS 7 permet d'optimiser l'exploitation de l'énergie
de manière à utiliser des ressources inexplorées jusqu'ici et à
éviter les pics de consommation. Les blocs standard SIMATIC
PCS 7 calculent, à partir de la consommation actuelle, une prévision de la valeur moyenne de puissance pour 15 minutes et
la comparent avec les valeurs limites prescrites. Pour lisser les
pics importants ou respecter les limites de puissance convenues contractuellement avec la fournisseur d'énergie, il est
possible par exemple de couper ou d'enclencher des consommateurs de manière ciblée. Dans les réseaux instables, il est
possible également de délester rapidement des charges pour
assurer l'exploitation d'unités critiques avec la puissance restante.
En particulier dans les processus de production à forte
demande en énergie, par exemple dans l'industrie chimique
ou pharmaceutique, l'utilisation de moteurs ou de variateurs
de fréquence à économie d'énergie génère un autre grand
potentiel d'économie.
De même, l'optimisation des processus avec l'Advanced
Process Control (APC) et l'Asset Management au niveau installation de la station de maintenance PCS 7 apporte une contribution décisive à l'exploitation efficace des installations au
plan énergétique.
Moteurs à économie d'énergie
Les moteurs à haute efficacité énergétique se caractérisent
par une plus faible puissance dissipée (jusqu'à 42%). Etant
donné que la part des coûts énergétiques sur les coûts totaux
d'un moteur, considérés sur l'ensemble de son cycle de vie, est
d'environ 98%, des économies d'énergie substantielles sont
réalisables aussi bien dans les nouvelles installations que par
la modernisation d'installations existantes.
Variateurs de fréquence avec récupération de l'énergie
de freinage
Les variateurs de fréquence permettent d'exploiter dans une
plage de travail optimale les équipements tels que pompes,
ventilateurs ou compresseurs dans les installations techniques. Par rapport aux méthodes de régulation traditionnelles, des économies d'énergies allant jusqu'à 50% sont
réalisables.
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/energy-management
Logiciel b.data pour l'optimisation de la gestion de l'énergie
Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7
83
© Siemens AG 2014
Optimisation avec
Advanced Process Control
Dans le cas de processus complexes, les concepts de régulation
basés sur des régulateurs PID atteignent rapidement leurs limites. Les fonctions APC (Advanced Process Control) intégrées
dans le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 offrent des possibilités beaucoup plus vastes. Avantages découlant de l'utilisation des fonctions de régulation perfectionnées :
• Réduction radicale des amplitudes de variation des grandeurs de processus critiques
• Baisse sensible de la consommation d'énergie et de
matières premières
• Augmentation du rendement et de la qualité des produits
• Allègement de la charge de travail des opérateurs
Fonctions Advanced Process Control intégrées
En plus d'une multitude de fonctions de régulation standard,
par ex. régulation PID, régulation en cascade, régulation splitrange et régulation de rapport, les bibliothèques de contrôlecommande de SIMATIC PCS 7 mettent à disposition, sans supplément de prix, des blocs fonctionnels et des modèles pour
les fonctions de régulation perfectionnées décrites ci-après.
Avec ces solutions-type déjà comprises dans le standard, il est
possible de réaliser facilement des applications APC sophistiquées à faible prix pour les petites et moyennes installations.
Régulation prioritaire
Dans le cas d'une régulation prioritaire, les sorties de deux
régulateurs ou plus sont reliées à un organe de réglage commun. Celui qui obtient effectivement l'accès à l'organe de
réglage est déterminé par évaluation de l'état actuel du processus.
• Deux régulateurs ou plus se partagent un organe de
réglage.
• Décision pour le régulateur actif selon :
- Grandeurs de sortie mesurables, par ex. l'une des
grandeurs réglées
- Valeurs de réglage des régulateurs
Adaptation commandée
L'adaptation commandée autorise un réglage variable des
paramètres de régulation en fonction de trois points de fonctionnement, dans les systèmes réglés non linéaires.
L'interpolation linéaire garantit des transitions en douceur et
sans à-coups entre les points de fonctionnement de sorte que
les paramètres sont modifiés en fonction de l'allure de la
grandeur de mesure X.
• Convient aux processus non linéaires
• Trois jeux de paramètres complets pour trois points de
fonctionnement
84
Optimisation avec Advanced Process Control
Compensation de perturbation dynamique
Le principe de compensation de perturbation permet de précompenser une influence perturbatrice mesurable, de telle
sorte que la régulation reste limitée à des incertitudes du modèle et aux perturbations non mesurables.
• Compensation de défauts importants mesurables
• Elimination de défauts avant l'apparition de répercussions
négatives
Surveillance de la qualité de régulation
Le bloc ConPerMon détermine la qualité de régulation du bloc
de régulation PID. En fonction de l'écart par rapport à la valeur
de référence, par ex. par rapport à la qualité de la régulation
lors de la mise en service, le bloc émet des messages d'avertissement ou d'alarme visualisés dans les vues OS d'une installation ou d'une unité de processus. ce qui permet de détecter les
problèmes de façon précoce, de les analyser et d'y remédier
de manière ciblée.
• Surveillance en ligne de la qualité de régulation
• Identification des boucles de régulation selon les critères
suivants :
- Priorité la plus élevée pour l'optimisation
- Détection précoce des défauts
• Seuils d'alarme configurables pour l'écart standard
• Evaluation graphique
© Siemens AG 2014
Optimisation des régulateurs PID
Un modèle de système réglé est tout d'abord créé à l'aide de
l'outil PID Tuner intégré dans le système d'ingénierie. Ceci permet de déterminer des paramètres de régulation optimum, en
différenciant entre le comportement optimal en régulation ou
en asservissement du régulateur.
• Optimisation des boucles de régulation PID
• Utilisable pour les régulateurs PID standard et les blocs
provenant de bibliothèques spécifiques utilisateur
• Simulation de boucles de régulation fermées
Prédicateur de Smith
Le prédicateur de Smith permet d'améliorer nettement la qualité de régulation de systèmes réglés à temps morts longs, relativement constants. Les temps morts sont éliminés à l'aide
d'un modèle de processus fonctionnant parallèlement au processus réel, ce qui permet de concevoir le régulateur pour un
processus sans temps morts et de le régler de façon plus efficace.
• Applicable pour des processus avec des temps morts prolongés, connus et généralement constants :
- Fonctionnement du modèle de processus parallèlement
au processus réel
- Rétroaction de la grandeur réglée virtuelle sans temps
morts
- Rétroaction de l'écart entre la valeur de mesure réelle
et la valeur virtuelle avec temps mort
• Conception d'un régulateur PI(D) :
- Basé sur la partie sans temps morts du modèle de
processus
- Permet un réglage beaucoup plus précis du régulateur
Régulation multivariable prédictive à base de modèle
Dans les processus complexes, le régulateur multivariable
prédictif à base de modèle (MPC) analyse séparément, sur une
période prolongée, le comportement de plusieurs grandeurs
interdépendantes.
Les résultats sont utilisés pour la régulation optimisée de
ces grandeurs. Ceci permet ainsi d'éliminer les interactions
défavorables survenant lors de la régulation séparée des grandeurs dépendantes. L'optimisation statique intégrée des
points de fonctionnement peut déterminer le point de fonctionnement optimal du point de vue économique dans une
plage de tolérance prédéfinie comme valeur de consigne.
En s'appuyant sur un modèle mathématique de la dynamique
des processus, les MPC sont en mesure de prédire le comportement futur des processus sur une période donnée (horizon
de prédiction) et d'optimiser ainsi un critère de qualité.
Applications MPC graduables :
Bloc d'affichage pour régulateur multivariable prédictif MPC10x10
Le régulateur interne performant MPC10x10 se rapproche de
l'éventail de fonctions des régulateurs multivariable "fullblown" basés sur PC, mais il offre en termes de disponibilité,
de convivialité et de coûts les avantages immanents de fonctions de régulation intégrées au système. Conçu pour les
tâches de régulation lentes et complexes avec des périodes
d'échantillonnage du régulateur > 4 s, il est utilisé normalement comme régulateur pilote supérieur à l'installation dans
des structures en cascade. Selon l'étalon Tennessee Eastman
avec 5 grandeurs réglées, 6 grandeurs réglantes et 3 grandeurs perturbatrices mesurables, il a obtenu les résultats
suivants comme régulateur pilote avec presque 20 régulateurs PID :
• Respect des conditions annexes pour la pression du réacteur, la température et tous les niveaux de remplissage
• Réduction à un minimum des variations de la qualité du
produit et du taux de production
• Minimisation des mouvements de vanne
• Compensation des influences perturbatrices
• Changement de taux de production ou de mélange de produit en cours de réaction
• Changement de conditions de réaction ou de concentration des gaz d'échappement en cours de réaction
Advanced Process Control avec add-ons SIMATIC PCS 7
Des add-ons s'intégrant parfaitement dans le système de
contrôle des procédés élargissent la gamme des fonctions
de régulation perfectionnées de SIMATIC PCS 7, par ex.
INCA Sensor, INCA MPC ou ADCO.
Pour plus d'informations sur Advanced Process Control
www.siemens.com/simatic-pcs7/apc
• MPC4x4 interne ("lean") (ModPreCon) : jusqu'à 4 grandeurs réglantes et réglées couplées
• MPC10x10 interne : jusqu'à 10 grandeurs réglantes et
réglées couplées, jusqu'à 4 grandeurs perturbatrices
mesurables
• MPC "full-blown" externe (produit add-on INCA MPC)
Optimisation avec Advanced Process Control
85
© Siemens AG 2014
Systèmes de simulation et de formation
Simulation et mise en service virtuelle avec SIMIT Simulation Framework
SIMATIC PCS 7
Operator station
Engineering station
Industrial Ethernet
SIMATIC PCS 7/S7
automation system
SIMBA Profibus
Remote Control
S7-PLCSIM
SIMIT
Simulation Framework
Shared Memory/OPC
Field
devices
(MPI/IE)
ET 200M
PRODAVE
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
PROFINET IO
Alternative interfaces
SIMBA Profibus
T2659
LT
WT
LT
Reactor
Real plant
Simulated, virtual plant
G_PCS7_XX_00377
Technological
plant/unit
Domaine d'application et possibilités d'intégration de SIMIT Simulation Framework
Dans l'industrie des processus, les projets d'automatisation
sont caractérisés par des budgets serrés, une complexité croissante et des délais de réalisation très courts. Le défi réside
donc dans le fait de planifier, d'installer et de mettre en service
les installations de contrôle-commande dans le délai le plus
court possible, tout en répondant aux exigences croissantes
en termes de qualité et de coûts.
La réduction des temps de mise en service par essai de l'automatisation avec les fonctions de simulation de SIMIT Simulation Framework contribue fortement à atteindre plus rapidement l'efficacité et la productivité recherchées pour les nouvelles installations, les extensions et les modernisations.
SIMIT Simulation Framework permet le test et la mise en
service du logiciel utilisateur spécifique au projet sur une
installation en partie virtuelle. Le comportement de l'instrumentation de processus ainsi que de l'installation / des unités
technologiques peut être reproduit et simulé en temps réel ou
en temps virtuel. La commande fait appel à un système
d'automatisation réel ou virtuel.
86
Systèmes de simulation et de formation
De nombreux tests efficaces pour détecter et corriger des
erreurs potentielles peuvent être effectués avant même que
l'installation ne soit disponible, par ex. l'utilisation du repérage correct, le test de la logique de connexion ou de verrouillage. Ceci permet d'optimiser la qualité de la configuration de l'automatisation sans risques pour l'installation réelle.
De plus, SIMIT Simulation Framework peut servir à apprendre
l'utilisation du système d'automatisation SIMATIC PCS 7 réel.
A cet effet, le comportement de l'installation est simulé
comme pour le test et la mise en service..
SIMIT Simulation Framework est exécutable sur les ordinateurs portables ou de bureau modernes, dotés du système
d'exploitation Windows 7 Professional/Ultimate (32/64 bits)
et sur des systèmes virtuels (VMware). D'utilisation flexible,
il s'intègre dans l'automatisation de processus avec
SIMATIC PCS 7 grâce à ses interfaces ouvertes.
© Siemens AG 2014
Installation
réelle
Simulation avec
SIMIT Simulation Framework
PROFIBUS DP
Signaux
Importation
(par ex. table des
mnémoniques)
Appareils
Bibliothèque de base
pour :
■ DRIVES
■ SENSORS
Comportement
technologique
Bibliothèques
supplémentaires
■ FLOWNET
■ CONTEC
ET 200M
Appareils de terrain
T2659
LT
WT
LT
Installation/unité
technologique
Niveaux d'abstraction de la simulation
La simulation efficace repose sur l'abstraction des trois
niveaux signaux, appareils (capteurs et actionneurs, par
exemple) et comportement technologique.
Il est possible de coupler SIMIT Simulation Framework aux automates SIMATIC PCS 7 réels via PROFIBUS DP ou PROFINET IO.
Des unités de simulation simulent alors les appareils connectés à PROFIBUS DP/ PROFINET IO. Une autre solution possible
est le couplage à des applications spécifiques telles que
S7-PLCSIM (simulation AS) ou PRODAVE (MPI/IE).
Il en résulte deux modes de mise en service virtuelle :
• Essai préalable sans installation réelle
- Le programme utilisateur s'exécute dans l'AS virtuel
(S7-PLCSIM)
- SIMIT Simulation Framework fournit des signaux d'E/S
simulés via couplage S7-PLCSIM
• Essai de réception en usine (Hardware in the loop)
- Le programme utilisateur s'exécute dans l'AS réel
- SIMIT Simulation Framework simule les signaux d'E/S,
les instruments et les appareils de terrain.
- Transfert des valeurs de simulation à l'AS par télégramme
via la Simulation Unit
- Extension en essai de l'installation par simulation complémentaire du comportement technologique
SIMIT Simulation Framework assiste la collaboration avec
d'autres modèles de simulation par :
• échange de données via des interfaces standardisées
comme OPC et Shared Memory
• synchronisation via l'interface Remote Control (avec SIMIT
dans le rôle du maître ou du client)
La modélisation de l'installation, basée sur les composants et
orientée flux de signaux, s'effectue au moyen de l'interface
utilisateur graphique de SIMIT Simulation Framework avec
des bibliothèques de base extensibles. Le déroulement du
projet est commandé par une gestion de processus intégrée.
Des connaissances particulières en simulation ne sont pas
nécessaires.
Interface utilisateur graphique de SIMIT Simulation Framework
Les couplages de signaux peuvent être créés simplement en
important la table des mnémoniques ou une liste des noms de
signaux. Pour reproduire les appareils, on peut utiliser des fichiers de l'assistant d'importation/exportation ou des fichiers
Control Module (CM) avec des modèles de simulation tirés de
la bibliothèque de base.
Des bibliothèques additionnelles aident à la simulation du
comportement technologique.
• FLOWNET permet de simuler rapidement et simplement
l'évolution dynamique des pressions, des débits et de la
répartition des températures de l'eau dans les réseaux de
canalisation.
• CONTEC permet de simuler des installations de manutention de pièces.
Services SIMIT Simulation
Des spécialistes expérimentés dans le domaine de la simulation d'installation et connaissant parfaitement SIMIT offrent
de nombreuses prestations de conseil, de formation et d'assistance pour la modélisation de l'installation du client.
Arguments pour la mise en œuvre de
SIMIT Simulation Framework
■
Essai du projet d'automatisation original
■
Qualité élevée grâce à la détection et à l'élimination
précoce d'erreurs dans le projet de contrôle-commande.
■
Réduction de la durée et des coûts du projet grâce à la
mise en service virtuelle
■
Ne nécessite pas de programmation spécifique à la
simulation dans le projet d'automatisation
Pour plus d'informations, visitez notre site Internet à
l'adresse :
www.siemens.com/simit
Systèmes de simulation et de formation
87
© Siemens AG 2014
Connexion aux systèmes informatiques
OPC Clients
OpenPCS 7
Server
Office LAN
Front
Firewall
Back
Firewall
Process
Historian
Terminalbus
G_PCS7_XX_00144
OS Server
Anlagenbus
Serveur OpenPCS 7 pour l'échange de données via OPC
Analyse et gestion des données du processus
avec OpenPCS 7
Intégration et synchronisation de tous les processus
d'entreprise avec SIMATIC IT
Les systèmes de rang hiérarchique supérieur à celui du système de contrôle des procédés, qui assurent la planification
de la production ainsi que l’analyse et la gestion des données
de processus, (clients OPC) peuvent accéder aux données
de processus de SIMATIC PCS 7 par un serveur OpenPCS 7.
Ce serveur rassemble les données distribuées sur différentes
stations SIMATIC PCS 7 (serveur OS, Process Historian) suivant
la configuration du système. OpenPCS 7 utilise aussi, outre la
technologie DCOM, la spécification OPC perfectionnée
OPC UA (Unified Architecture).
Pour garantir la compétitivité d'une entreprise, il est impératif
de réagir rapidement aux exigences du marché et d'optimiser
les chaînes de livraison. Au niveau de l'interface entre production et gestion, des systèmes MES (Manufacturing Execution
Systems) garantissent l'optimisation complète des processus
de l'entreprise et assurent ainsi une efficacité accrue, une
transparence intégrée et une qualité constante.
Accès à
station
Interface
OPC
Type de données/
type d'accès
Serveur OS
DA ou UA DA
(Data Access)
Accès en lecture/écriture aux
valeurs de processus
A&E
(Alarm & Events)
Accès en lecture avec acquittement aux alarmes et messages
HDA (Historical
Data Access)
Accès en lecture aux valeurs de
processus archivées
H A&E (Historical
Alarms & Events)
Accès en lecture aux alarmes et
messages archivés
Serveur OS/
Process Historian
OLE-DB permet de réaliser facilement un accès direct standardisé aux données d'archivage dans la base de données du serveur
Microsoft SQL du système opérateur. Toutes les données d'archivage OS sont ainsi accessibles avec les variables de processus associées, les textes des messages et les textes utilisateur.
88
Connexion aux systèmes informatiques
Avec SIMATIC IT, Siemens dispose de l'un des systèmes
MES les plus per formants et les plus flexibles du marché.
SIMATIC IT collabore en toute homogénéité avec tous les
systèmes courants d'ERP et de contrôle des procédés. Grâce à
la modélisation de l'ensemble du savoir concernant la fabrication du produit, à la définition précise des processus d'exploitation et à l'acquisition en temps réel des données provenant
du niveau ERP et du niveau de production, SIMATIC IT est en
mesure de commander les processus plus efficacement, de
réduire les temps d'arrêt, les rebuts de production et les
retouches et d'optimiser le stockage.
Pour obtenir des informations détaillées sur les suites, les
composants et les bibliothèques de SIMATIC IT, consultez
le site Internet :
www.siemens.com/mes
© Siemens AG 2014
Intégration des Package Units et des
pupitres opérateur
SIMATIC PCS 7 Industry Library
Operator
Station
AS 41x with
- PCS 7 APL
- IL for PCS 7
Comfort
Panel
S7-300 with
IL for S7
SIMATIC PCS 7
Comfort
Panel
Package Unit
G_PCS7_XX_00328
Plant bus
La bibliothèque Industry Library (IL) de SIMATIC PCS 7 complète la fonctionnalité standard pour la configuration graphique de solutions d'automatisation concentrée dans la bibliothèque Advanced Process Library (APL) de SIMATIC PCS 7
par des fonctions technologiques spécifiques. Outre des
blocs, faceplates et symboles spécialement dédiés aux tâches
de contrôle-commande de différents secteurs industriels, la
bibliothèque IL fournit des jeux de blocs spécifiques aux secteurs, par ex. pour les secteurs de l'eau et eaux usées ou de
l'automatisation des bâtiments. Les blocs des bibliothèques IL
et APL, avec un design harmonisé, permettent de réaliser des
interfaces utilisateurs harmonieuses, homogènes dans leur
aspect et leur convivialité.
Conduite et supervision par Comfort Panel
La conduite et la supervision de fonctions d'automatisation
(APL/IL) sur un Comfort Panel est réalisable avec des blocs
d'interface IL. La configuration a lieu dans CFC avec une
connexion au bloc technologique (Moteur, par exemple).
La fonction technologique, qui s'exécute dans un système
d'automatisation SIMATIC PCS 7 ou un contrôleur SIMATIC
S7-300, peut ensuite être pilotée aussi bien depuis une station
opérateur que depuis un Comfort Panel, compte tenu des
droits de conduite et des concepts de conduite hiérarchiques
(conduite depuis plusieurs postes).
Blocs d'affichage d'une commande de moteur pour station opérateur
(en haut) et pupitre (en bas)
Package Units S7-300
La bibliothèque IL prend en charge non seulement l'ingénierie
des automates et des stations opérateurs du système de
contrôle des procédés SIMATIC PCS 7, mais aussi la configuration de Package Units, basés sur les contrôleurs SIMATIC
S7-300. Les blocs IL permettent d'intégrer parfaitement les
Package Units S7-300 dans le système de contrôle des procédés et dans l'interface utilisateur des stations opérateur de
SIMATIC PCS 7. Les blocs fonctionnels sont configurés dans
CFC. Les blocs suivants sont disponibles :
• Blocs d'interface de pupitre pour fonctions IL
• Surveillance analogique de 8 valeurs limites librement
configurables
• Surveillance analogique avec surveillance de valeur limite
binaire supplémentaire
• Surveillance d'équipement pour 8 équipements au maximum
• Surveillance analogique de valeurs de mesure
• Surveillance numérique de valeurs de mesure
• Actionneur 3 points (clapets, moteurs, vannes, etc.)
• Régulateur PID
• Blocs de conduite pour l'opérateur
• Commande de vannes
• Commande de moteurs (moteur standard, à deux sens de
rotation, à vitesse variable)
• Fonctions pour l'automatisation de bâtiments
• Communication AS-AS pour la lecture/l'écriture de données
Intégration des Package Units et des pupitres opérateur
89
© Siemens AG 2014
Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS
PCS 7
Engineering system
Le système d'ingénierie existant reste utilisable pour la configuration des fonctions d'automatisation.
PCS 7
OS clients
Le jeu d'outils Database Automation (DBA) de PCS 7/OPEN OS
constitue la base pour l'ingénierie OS avec le système d'ingénierie de PCS 7. Il permet de créer rapidement et facilement
des objets OS pour le contrôleur à intégrer, selon le design
SIMATIC PCS 7. Le travail d'adaptation manuelle se réduit à la
création du projet, la création d'éléments de vue statiques, la
définition de l'archive, la gestion des utilisateurs et l'adaptation spécifique au client.
Third-party
engineering
system
Terminal bus
PCS 7 OPEN/OS server
(single/redundant)
Plant bus
Package Units
ET 200M
Third-party
controller
Fonctions DBA
S7-300
S7-1200
Communication via
WinCC channel
G_PCS7_XX_00339
PCS 7
automation
system
Exemple de couplage de contrôleurs tiers et de Package Units avec
PCS 7/OPEN OS
Les installations de contrôle-commande présentent souvent
des architectures hétérogènes développées au cours des
années et combinant des composants système de différents
fabricants. Lors de modernisations, les exploitants des installations sont désireux d'augmenter l'efficacité de la conduite
du processus en unifiant le niveau de gestion d'entreprise.
De même, en cas d'extension d'une installation, de regroupement de stations de commande ou de migration d'installations existantes, le défi réside dans l'intégration de différents
types de contrôleurs dans un système de conduite et de supervision.
C'est à cet effet qu'il est possible d'étendre le système opérateur SIMATIC PCS 7 avec PCS 7/OPEN OS. Ceci permet d'intégrer les contrôleurs suivants à la conduite du processus :
• Contrôleurs tiers de systèmes de conduite
• Automates programmables de Siemens et d'autres
constructeurs
• Package Units (processus partiels autonomes)
En fonction des spécificités techniques du contrôleur que
l'on veut intégrer, le couplage à la station opérateur
PCS 7/OPEN OS (station monoposte / serveur / paire de serveurs redondants) est possible via OPC (OPC DA et OPC A&E)
ou via les canaux WinCC existants (p. ex. canal S7 ou canal
Modbus TCP). Avec la communication OPC, le serveur OPC
peut s'exécuter sur un matériel séparé ou bien avec le client
OPC sur la station opérateur PCS 7/OPEN OS.
90
Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS
• Création de la hiérarchie des vues
• Création automatique des vues avec symboles et faceplates dans la hiérarchie
• Création automatique des variables dans la station opérateur
• Création automatique des messages
• Affectation des priorités aux messages
• Définition des variables processus à archiver
• Création des tendances
• Exportation/importation pour le traitement des données de
masse
• Editeur de type pour la création de reproductions des blocs
fonctionnels du contrôleur existant
- Création de structures de données (types de structures)
- Exportation/importation et documentation de types
- Création de type à partir de l'instance
- Intégration de types dans un autre type
Autres fonctions PCS 7/OPEN OS importantes
• Synchronisation de la hiérarchie technologique : comparaison de la hiérarchie technologique avec le projet PCS 7
existant
• Ingénierie multi-utilisateur : division en plusieurs projets
DBA, p. ex. pour chaque système
• Ecriture de scripts en ligne : création de scripts pour fonctions supplémentaires, exécutables en fonctionnement
Travail avec des Package Units
L'auteur peut créer un exemplaire de Package Unit dans
PCS 7/OPEN OS et le livrer en tant que typical OS sur CD ou
par téléchargement. Sur site, le projeteur importe uniquement ce typical et en génère des instances en fonction du
nombre d'unités. Il est ensuite possible de visualiser les
Package Units dans les synoptiques SIMATIC PCS 7.
© Siemens AG 2014
Migration des systèmes Siemens et des
systèmes d'autres constructeurs
Un investissement pérenne
Stratégie de migration
La mondialisation et la concurrence de plus en rude qui en découle obligent les entreprises à toujours augmenter la productivité et à réduire les délais de mise sur le marché des produits.
Pour être demain encore à la hauteur des exigences des marchés, il faut étendre et moderniser sans cesse les systèmes et
installations existants. Cependant, étant donné que la base
installée représente une valeur considérable en termes de matériel, de logiciels d'application et de savoir-faire du personnel
de conduite et de maintenance, l'exploitant d'installation accorde généralement une grande valeur à la pérennité de son
investissement lors de ses projets de modernisation.
D'expérience, nous savons que le succès d'une migration réside essentiellement dans une solution technique adaptée
aux exigences de nos clients et à l'installation considérée.
Les lignes directrices suivantes s'appliquent à cet effet :
• Réduction du risque technique et financier à un minimum
• Rentabilisation à long terme des investissements déjà réalisés
• Prise en compte des différents cycles de vie des composants du système, par ex. :
- 5 ans pour les stations de travail basées sur un PC
- 15 ans pour les contrôleurs
- 25 ans pour les constituants d'entrées/sorties et le
câblage
Une plus-value grâce à la migration
Les motivations d'une modernisation du contrôle-commande
sont aussi variées que les objectifs liés à la mise en œuvre d'un
système de contrôle des procédés moderne tel que SIMATIC
PCS 7 :
• Garantie des fonctions d'automatisation pour les composants vieillissants
• Optimisation de l'approvisionnement en pièces de
rechange
• Production plus flexible avec des capacités accrues
• Performances système plus élevées et transparence du
processus accrue
• Augmentation de la qualité des produits et économie de
ressources grâce à des stratégies de régulation et de
commande modernes
• Réduction du travail d'ingénierie
• Conduite aisée du processus avec moins d'exigences envers le personnel de conduite
• Amélioration de la fiabilité du système grâce aux nombreuses possibilités de diagnostic et à la gestion des actifs
Plant Asset Management
• Interfaces et réseaux performants avec une haute protection contre les menaces à la sécurité informatique
91
Siemens estime que sa tâche lors d'une migration ne se limite
pas à remplacer complètement le système existant, mais à
élaborer une solution individuelle d'avenir, basée sur le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 moderne, en
collaboration étroite avec le client et les intégrateurs système.
Les mots d'ordre sont les suivants :
• Innovation du système étape par étape
• Faculté d'adaptation aux spécificités de l'installation
• Flexibilité adaptée aux exigences de la production
La toute première tâche, et donc la plus importante, lors de
l'élaboration d'un concept de migration idéal pour une installation consiste à analyser la situation initiale et d'en déduire
les objectifs de la modernisation.
Pour les systèmes très anciens, un remplacement complet par
le nouveau systèmes de contrôle des procédés est le moyen
pour lequel on opte le plus souvent. Mais certains composants, comme les contrôleurs ou les modules d'E/S, sont souvent tout à fait réutilisables s'ils sont encore pris en charge par
le fournisseur ou si suffisamment de pièces de rechange sont
disponibles. L'intégration de composants valant la peine
d'être conservés dans le concept de migration contribue à
réduire les coûts d'investissements et les délais de conversion.
Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs
© Siemens AG 2014
SIMATIC PCS 7
OS
Ingénierie
Station
Contrôleur
Clients
Importation
Paramètres d'ingénierie de l'ancien OS
Substitut OS
par serveur pour
PCS 7/OS
Serveur
Passerelle vers
l'échangeur de données
Reprise du
contrôleur d'ingénierie
Ingénierie
Système
Serveur
Contrôleur
S7-400
S7-400H
S7-400FH
PROFIBUS PA
E/S
Connexion des
modules E/S installés
sur PCS 7/AS
Interface
E/S
ET 200M
Moteur
Répartiteur
Adaptateur
Field Termination
PROFIBUS DP
G_PCS7_XX_00079
Services de migration à chaque étape du projet de migration
Ancien system
Migration par étapes avec les produits et les services adéquats
Si le matériel est majoritairement obsolète, l'ingénierie existante des contrôleurs peut malgré tout encore représenter
une certaine valeur. Dans ce cas, c'est tout le savoir-faire
optimisé, souvent sur plusieurs années, qui est concentré sur
l'automatisation du processus. Des outils intelligents aident à
analyser ces données et permettent de réduire de manière
substantielle le travail de ré-ingénierie dans le nouveau système par une conversion fonctionnelle (Typicals).
Gamme de migration
Spécialistes à l'expérience de migration
La migration d'anciens systèmes d'autres constructeurs est
entre temps également bien établie, comme pour les systèmes d'ABB, Honeywell, Emerson ou Invensys. Des produits
et solutions variés ont également rendu possible le passage
progressif vers SIMATIC PCS 7. Le système SIMATIC PCS 7/
Open OS universel, associé à OPC, est de plus en plus utilisé
à cet effet. La gamme de produits est complétée par d'autre
solutions, entre autres pour la communication des anciens et
nouveaux systèmes ou le changement rapide de connexions
dans des projets de migration, comme les passerelles spécifiques, connecteurs, câbles et Field Termination Assemblies
(FTA).
Face à la complexité de nombreux projets de migration,
l'analyse et l'étude de la bonne marche à suivre, y compris
l'estimation réaliste des chances et des risques, sont la condition décisive pour réussir la migration. Les spécialistes de la
migration de Siemens ont déjà acquis une grande expérience
dans la migration de différents systèmes.
Pour réaliser les projets de migration, Siemens travaille sur
demande en étroite collaboration avec l'intégrateur système
du client qui possède un savoir-faire acquis en de nombreuses
années et qui connaît très bien l'installation et les besoins du
client.
Pour plus d'informations :
www.siemens.com/simatic-pcs7/migration
Siemens a reconnu à temps l'importance de la migration pour
les processus d'automatisation et offre depuis de nombreuses
années, pour des systèmes plébiscités dans le monde entier
comme APACS+ ou TELEPERM M, une large gamme de produits et de solutions, tous novateurs et destinés à la migration.
Avec son système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7
orienté vers l'avenir, ses solutions de migration et ses services
innovants, son savoir-faire de longue date dans l'automatisation des processus et la migration ainsi que son service mondial permanent, Siemens démontre sa compétence et vous
fait profiter de la sécurité que peut offrir un partenaire de
confiance.
Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs
92
© Siemens AG 2014
Prestations de service et maintenance
Service et assistance dans le monde entier
7HFKQLFDO&RQVXOWLQJ
(QJLQHHULQJ6XSSRUW
(QHUJ\
(QYLURQPHQWDO6HUYLFHV
7HFKQLFDO&RQVXOWLQJ
(QJLQHHULQJ6XSSRUW
(QHUJ\
(QYLURQPHQWDO6HUYLFHV
0RGHUQL]DWLRQ
2SWLPL]DWLRQ6HUYLFHV
Modernization
Modernization
Planning
Planning
Online Support
Technical Support
Spare Parts
Repair Services
Field Services
Training
Operation
Operation
7HFKQLFDO&RQVXOWLQJ
(QJLQHHULQJ6XSSRUW
Engineer
Engineer
&
& Build
Build
(QHUJ\
(QYLURQPHQWDO6HUYLFHV
3ODQW0DLQWHQDQFH
&RQGLWLRQ0RQLWRULQJ
6HUYLFH&RQWUDFWV
(QHUJ\(QYLURQPHQWDO6HUYLFHV
0RGHUQL]DWLRQ2SWLPL]DWLRQ6HUYLFHV
Qu'il s'agisse de l'industrie de la fabrication ou de processus face à la pression croissante des coûts, des prix croissants de
l'énergie et des contraintes environnementales toujours plus
strictes, les services pour l'industrie deviennent un facteur de
compétitivité décisif. Siemens propose à ses clients du monde
entier des services pour les produits, les systèmes et les applications pendant toute la durée de vie des installations. De
l'étude et du développement jusqu'à la modernisation en passant par l'exploitation, les clients profitent grâce à ces services
des connaissances étendues des experts de Siemens en matière de technologies et de produits, ainsi que de leurs compétences dans le secteur industriel.
Les temps d'immobilisation sont réduits et la mise en œuvre
des ressources est optimisée. Résultat : une productivité, une
flexibilité et une efficacité accrues pour des frais généraux
plus bas.
Assistance en ligne
Des informations disponibles rapidement avec des exemples
faciles à comprendre rendent le contact avec un expert inutile
dans la plupart des cas. Le support en ligne de Siemens
Industry offre des informations approfondies et une plateforme pour l'échange d'informations avec d'autres utilisateurs.
Assistance technique
Des questions d'ordre technique sur les produits et les systèmes – par exemple sur leur utilisation optimale ou encore
sur leur dépannage – peuvent se poser à n'importe quel
moment. Les experts du service d'assistance technique sont
disponibles 24 heures sur 24 pour répondre à vos questions
sur la fonctionnalité et l'utilisation des produits et des systèmes.
Pièces de rechange
Les systèmes d'entraînement et les systèmes d'automatisation
doivent être disponibles en continu, dans chaque secteur et
partout au monde. Une pièce de rechange manquante peut
provoquer l'arrêt de toute l'nstallation et causer ainsi un préjudice financier considérable aux exploitants. Le service de
pièces de rechange de Siemens, disponible dans le monde
entier, apporte ici la solution en livrant rapidement les pièces
de rechange originales. Les pièces de rechange originales de
Siemens garantissent une collaboration parfaite avec tous
les autres composants du système. Des packs de pièces de
rechange individuels pour différents produits et solutions assurent l'approvisionnement préventif en pièces de rechange
sur site.
Prestations de service et maintenance
93
© Siemens AG 2014
Réparations
Formation
Dans chaque secteur industriel, les machines et les installations doivent tourner au plus haut niveau de productivité pendant tout leur cycle de vie. Les experts du service Réparations
élaborent pour vous un concept de maintenance exactement
approprié. En combinant des réparations compétentes et une
inspection régulière à une multitude de prestations complémentaires, ils contribuent de manière décisive à atteindre
l'efficacité et la productivité maximales.
La participation à des formations professionnelles adaptées
aux besoins des groupes cibles, dans plus de 60 pays dans le
monde entier, permet d'acquérir des connaissances approfondies du système SIMATIC PCS 7 et de développer son savoirfaire. Dans le cadre de cours axés sur la pratique, les participants bénéficient d'une formation de haut niveau, directement du constructeur, ce qui leur permet d'utiliser rapidement et efficacement le système de contrôle des procédés.
L'offre de cours comprend également des formations pratiques, directement sur le lieu de l'installation du client.
Service sur site
La haute disponibilité des machines et des installations est
indispensable dans tous les secteurs industriels. Siemens offre
dans le monde entier des services sur site et des mesures d'entretien compétentes, telles que l'inspection et la maintenance
ainsi que le dépannage rapide d'installations industrielles –
par service d'urgence au besoin. Les prestations de service
englobent tout l'éventail de la mise en service au contrat de
maintenance, en passant par la maintenance préventive et
l'élimination de défauts.
Découvrez les avantages de notre gamme de services :
www.siemens.com/industrie-services
94
Prestations de service et maintenance
Plus d'informations sur SIMATIC PCS 7-Training à l'adresse :
www.siemens.com/sitrain
© Siemens AG 2014
Programmes de maintenance
Outre les prestations de service et de support globales,
les prestations offertes comprennent également des programmes de maintenance spéciaux destinés à l'industrie de
processus, pouvant être utilisés indépendamment l'un de
l'autre et adaptés de manière flexible.
SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services
Lors de décisions d'investissement dans une technique de
contrôle-commande innovante, les coûts doivent systématiquement être évalués par rapport au coût total de possession de
l'installation. L'assistance, la maintenance, l'entretien et la modernisation représentent une part importante de ces coûts. Ce
qu'il faut considérer également, ce sont les cycles d'innovation
courts, qui ont fait leur entrée dans l'automatisation des procédés avec la technologie PC. Il est d'autant plus important que les
coûts de maintenance restent transparents et planifiables. A cet
effet, un service de cycle de vie optimisé sur le plan des coûts
et garantissant la fonctionnalité du système de contrôle-commande sur une période définie s'avère indispensable. Par la
gestion active de l'obsolescence, Siemens fait face au processus
de vieillissement des installations de contrôle-commande et
assiste ses clients pour l'élaboration de solutions de remplacement spécifiques ainsi que de stratégies appropriées pour
l'entretien et l'approvisionnement en pièces de rechange.
Forts d'une expérience de longue date, quatre profils d'exigence de base ont été identifiés et des modules SAV échelonnés développés : Standard Service, Maintenance Service, Basis
Life Cycle Service et Life Cycle Service étendu (voir graphique).
Les prestations basées sur des modules SAV et des services
supplémentaires convenus individuellement sont définies
contractuellement. Les contrats sont flexibles et peuvent
donc être adaptés lors de modifications de l'installation. La
gestion des contrats SAV inclut la documentation, la planification de mesures et le contrôle des prestations.
SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services
Modules de contrat
Life Cycle Service
étendu
Safety Life Cycle Services
Le Safety Life Cycle, subdivisé en analyse, réalisation et exploitation, suit le cycle de vie des installations de contrôle-commande. Les exploitants d'installations de sécurité de contrôlecommande, telles que les usines chimiques, les raffineries,
les installations de distillation et d'incinération, utilisant des
système et dispositifs de sécurité pour réduire les risques et
les répercussions d'un problème lié à la sécurité, s'engagent
conformément à la norme CEI 61511 à prouver l'efficacité de
leurs mesures de protection dans le Safety Life Cycle.
Pour que la fonction de sécurité conforme aux objectifs soit
maintenue tout au long du cycle de vie de l'installation, les processus de planification, d'exploitation et de modification utilisés représentent, à côté du matériel et du logiciel adéquats,
des éléments décisifs. Le Safety Life Cycle Services conçu par
Siemens répond non seulement à cette exigence de savoir-faire
spécialisé pour ce justificatif de sécurité, mais apporte également des moyens et des méthodes de travail innovants excluant les erreurs systématiques dans toutes les phase du projet. Ceci est d'autant plus important que les erreurs commises
dans une phase précoce du projet ne peuvent être corrigées ultérieurement qu'à grand renfort d'argent et de main-d'oeuvre.
L'exploitant de l'installation ne se voit en outre pas obligé
d'acquérir lui-même ce savoir-faire spécifique, ni d'adapter en
permanence les toutes dernières directives et technologies.
SIMATIC Remote Support Services
SIMATIC Remote Support Services offrent, dans le cadre de
l'exploitation de structures informatiques modernes et de
connexions Internet sûres, une prise en charge individuelle et
préventive se distinguant par son efficacité, sa flexibilité et sa
rentabilité. Ces derniers reposent sur la plate-forme Siemens
Remote Service (SRS), qui, outre ses performances, offre un
accès à distance sûr au système, que ce soit pour les experts
de Siemens ou pour des spécialistes ou intégrateurs système
engagés par l'entreprise.
Customer
Life Cycle
Service basique
Service
standard
Web
Portal
Siemens
Service
Service de mise à
jour du logiciel
Stock de pièces détachées (option)
Service de
maintenance
DMZ
Customer
Web Portal
Modernisation et
mises à jour/mises
à niveau
Business
Partner
DMZ
cRSP
Access
Server
Web
Portal
Gestion de l'obsolescence
(service d'informations)
Inspection et maintenance
Internet (VPN)
Service de mise à disposition et remise en état
Performances de base
Customer
Site
Access Gateway
Options
• Durée de service étendue 24h/24
• Service de mise à jour du logiciel
• Option d'échange étendue
• Optimisation des actifs
• Assistance technique convenue
• Télémaintenance
IT-System
Administration
Prestations de service et maintenance
95
© Siemens AG 2014
Notes relatives à la sécurité
Siemens commercialise des produits et solutions
comprenant des fonctions de sécurité industrielle
qui contribuent à une exploitation sûre des
installations, solutions, machines, équipements et/
ou réseaux. Ces fonctions jouent un rôle important
dans un système global de sécurité industrielle.
Dans cette optique, les produits et solutions
Siemens font l’objet de développements continus.
Siemens vous recommande donc vivement de
vous tenir régulièrement informé des mises à jour
des produits.
Informations supplémentaires
Informations actuelles sur le système de contrôle de procédés
SIMATIC PCS 7 :
www.siemens.com/simatic-pcs7
Totally Integrated Automation :
www.siemens.com/tia
Manuels SIMATIC :
www.siemens.com/simatic-docu
Pour garantir une exploitation fiable des produits
et solutions Siemens, il est nécessaire de prendre
des mesures de protection adéquates (par ex.
concept de protection des cellules) et d’intégrer
chaque composant dans un système de sécurité
industrielle global et moderne. Tout produit tiers
utilisé devra également être pris en considération.
Pour plus d’informations sur la sécurité
industrielle, rendez-vous sur
www.siemens.com/industrialsecurity.
Veuillez vous abonner à la newsletter d’un produit
particulier afin d’être informé des mises à jour dès
qu’elles surviennent. Pour plus d’informations,
rendez-vous sur
http://support.automation.siemens.com.
Informations à télécharger :
www.siemens.com/simatic/brochures
Service& Support :
www.siemens.com/automation/support
Interlocuteurs SIMATIC :
www.siemens.com/automation/partner
Industry Mall pour commander par voie électronique :
www.siemens.com/industrymall
Siemens AG
Industry Sector
Industrial Automation Systems
Postfach 48 48
90026 NÜRNBERG
ALLEMAGNE
www.siemens.com/automation
Sous réserve de modifications
PDF (E86060-A4678-A131-B4-7700)
BR 1014 96 Fr
Produced in Germany
© Siemens AG 2014
SIMATIC PCS 7
V8.1 –
at a glance!
Les informations de ce brochure contiennent des descriptions ou des
caractéristiques qui, dans des cas d’utilisation concrets, ne sont pas
toujours applicables dans la forme décrite ou qui, en raison d’un développement ultérieur des produits, sont susceptibles d’être modifiées.
Les caractéristiques particulières souhaitées ne sont obligatoires que si
elles sont expressément stipulées en conclusion du contrat. Sous
réserve des possibilités de livraison et de modifications techniques.
Toutes les désignations de produits peuvent être des marques ou des
noms de produits de Siemens AG ou de sociétés tierces agissant en
qualité de fournisseurs, dont l‘utilisation par des tiers à leurs propres
fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs.

TIA Portal V13, S7-1500, toujours plus de nouveautés

SIMATIC HMI Panels

Lab Flash - ARSEUS LAB

Console acier inoxydable A4 MQK-R Applications Données

fiche produit

Micro-automates SIMATIC S7-1200, Basic Panels et TIA

Tarif produits électriques 2014

SYSTEME DE SECURITE INCENDIE (NF-SSI) OBJET

Ingénierie système et SysML

Anglicanisme 39 articles