Système opérateur. Conduite des processus sûre et conviviale avec le système opérateur SIMATIC PCS 7

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1 Conduite des processus sûre et conviviale avec le système opérateur SIMATIC PCS 7 permet la conduite conviviale de plusieurs secteurs d'une installation sur un seul poste de conduite. Le logiciel système des postes opérateurs est adaptable en fonction du nombre d'objets de process (PO) : 250, 1 000, 2 000, ou PO par station OS monoposte 250, 1 000, 2 000, 3 000, ou PO par serveur OS d'un système client/serveur Leur nombre peut être augmenté au besoin à l'aide de PowerPacks, en fonction des exigences et des extensions de l'installation. Système monoposte (station OS monoposte) Poste opérateur SIMATIC PCS 7 Le système opérateur du système de conduite des procédés SIMATIC PCS 7 permet une conduite fiable et conviviale du processus par le personnel opérateur. L'opérateur peut surveiller le déroulement du 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 de l'installation et aux besoins du client. Elle repose sur des postes opérateurs pour systèmes monopostes (stations OS monopostes) et pour systèmes multipostes de type client/serveur, parfaitement adaptés les uns aux autres. Postes opérateurs Tous les postes opérateurs se basent sur des stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7 modernes, optimisées en vue de l'utilisation comme station monoposte, OS client ou serveur OS. Les stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7 sont caractérisées par une technique PC performante alliée au système d'exploitation Microsoft Windows XP Professional ou Server Elles peuvent être utilisées aussi bien dans les rudes conditions du milieu industriel qu'au bureau. Grâce à l'utilisation de composants et d'interfaces standard de l'univers PC, les postes opérateurs sont ouverts aux options et extensions spécifiques au système, au client ou au secteur d'activité. Le raccordement de jusqu'à 4 écrans aux stations monopostes et aux OS clients par le biais d'une carte graphique multi-vga Dans un système monoposte, toutes les fonctions de conduite et de supervision pour un projet (installation/unité de process) sont concentrées dans une station. Un port Ethernet 10/100/1000 Mbit/s RJ45, utilisable pour la connexion à un LAN OS (bus de terminaux), est intégré en standard au système. Cette station OS monoposte peut être raccordée de deux manières au bus de process Industrial Ethernet : via un processeur de communication CP 1613 A2 pour la communication avec un maximum de 64 contrôleurs de tous types via une carte réseau Ethernet 10/100/1000 Mbit/s standard et Basic Communication Ethernet pour la communication avec un nombre maximum de 8 contrôleurs standard Sur le bus de process, la station OS monoposte est utilisable en parallèle avec d'autres systèmes monoposte ou avec un système multiposte. Il est également possible d'exploiter deux systèmes OS monopostes en mode redondant (SIMATIC PCS 7 Single Station Redundancy). Système multiposte à architecture client/serveur Un système multiposte se compose de postes de conduite (OS clients) qui reçoivent des données (données de projets, valeurs de processus, archives, alarmes et messages) d'un ou plusieurs serveurs OS, via un réseau LAN OS (bus de terminaux). Le LAN OS peut partager le support de transmission avec le bus de process ou être configuré en tant que bus séparé (Ethernet avec TCP/IP). Lorsqu'une haute disponibilité 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 basculement sur le redondant. Les serveurs OS redondants sont synchronisés automatiquement à grande vitesse. 31

2 Serveur d'archive central (CAS) Systèmes d automatisation Client OS (max. 32 en mode multi-client) Système multiposte à architecture client/serveur Industrial Ethernet Les OS clients peuvent accéder non seulement aux données d'un serveur/couple de serveurs OS, mais aussi simultanément à plusieurs serveurs/couples de serveurs OS (mode multi-client). Ceci permet de structurer une installation en plusieurs unités technologiques et de répartir les données sur plusieurs serveurs/couples de serveurs OS. Outre l'adaptabilité, l'avantage des systèmes répartis réside dans le découplage des parties de l'installation et dans la disponibilité supérieure qui en résulte. SIMATIC PCS 7 supporte des systèmes multiposte comprenant au maximum 12 serveurs OS ou 12 couples de serveurs OS redondants. En mode multi-client, les OS clients peuvent accéder en parallèle à certains ou à tous les 12 serveurs/couples de serveurs OS (accès simultané de 32 OS clients 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 du processus sur un serveur OS peuvent également être combinées aux variables d'autres serveurs OS (vues tous secteurs). Tout comme la station OS monoposte, les serveurs OS peuvent être raccordés au bus de process via un processeur de communication CP 1613 ou une simple carte réseau Ethernet. Un port Ethernet RJ45, utilisable pour la connexion à un LAN OS, est déjà intégré au système. Performances et caractéristiques techniques Serveur OS (max. 12 redondants) Le système opérateur de SIMATIC PCS 7 est optimisé pour le traitement de quantités importantes de données. Il est caractérisé par des performances élevées, même en cas de capacités fonctionnelles importantes, et par une utilisation simple et intuitive. Nombre maximal de serveurs/couples 12 de serveurs OS Nombre maximal de contrôleurs par 64 serveur/couple de serveurs OS Nombre maximal d'os clients en mode 32 multi-client 1) par système multiposte Nombre maximal d'écrans par poste 4 opérateur en exploitation multi-canal Nombre maximal de secteurs OS 64 Nombre maximal de fenêtres par écran de 1 à 16 (réglable) Nombre courbes par fenêtre de courbes 10 Temps de sélection de la vue du secteur OS (100 symboles de processus) < 2 s Nombre maximal d'objets de process par station OS monoposte 5000 par serveur OS 8500 Nombre max.de messages configurables par serveur Nombre de points de mesure par station OS monoposte env par serveur OS env par système multiposte env Système d'archivage haute performance intégré (pile FIFO), basé sur le serveur Microsoft SQL pour : archivage des valeurs de processus env /s (par serveur/station monoposte OS) 1) archivage des messages (par serveur/station monoposte OS) Archivage longue durée Archivage de valeurs de process avec StoragePlus - Valeurs de process d'un serveur - Valeurs de process de tous les serveurs Archivage de valeurs de process avec le serveur central d'archives CAS - Valeurs de process d'un serveur - Valeurs de process de tous les serveurs charge continue env. 10/s avalanche de messages env /4 s Valeurs de process de 4 stations monopostes, serveurs ou couples de serveurs env /s env /s Val. processus de 11 serveurs/couples de serveurs env /s env /s lorsque chaque OS client a accès à tous les serveurs/couples de serveurs OS 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 analog. 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 du contrôleur lors des modifications uniquement (et non à chaque cycle) Inhibition/validation des messages pour certains ou tous les points de mesure d'un secteur Masqu. des messages en fonction de l'état de l'unité de process 32

3 Logiciel OS Conduite OS du processus avec fenêtres mobiles Fenêtre de courbes sur le poste opérateur Interface utilisateur L'interface utilisateur prédéfinie du système opérateur remplit tous les critères exigibles d'un système de contrôle-commande. Elle est multilingue, clairement structurée, ergonomique et explicite. 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 (arborescence) qu'il peut configurer selon ses désirs. Les secteurs de niveau inférieur sont ainsi directement sélectionnables pendant la conduite du processus. Les vues du processus et les points de mesure peuvent également être appelés directement par leur nom. L'opérateur a la possibilité de changer de langue durant le fonctionnement, grâce à la commutation de langue en ligne. Une vue standard et une vue serveur, dont les représentations générales des secteurs diffèrent, sont proposées pour la représentation technologique d'une installation. Les deux vues comportent entre autres les éléments suivants : Ligne de signalisation avec le dernier message arrivé (ordre d'affichage configurable par classe de message ou priorité la plus élevée) Date, heure et nom de l'opérateur Bandeau de supervison pour 36/49/64 secteurs Zone de travail pour les vues de l'installation et fenêtres librement déplaçables pour les blocs d'affichages, courbes, messages, etc. Touches de fonctions Une vue spéciale permet d'afficher tour à tour les listes de messages de contrôle-commande telles que les nouvelles alarmes, les anciennes alarmes, les alarmes disparues, les interventions opérateur, les alarmes de contrôle-commande ou la chronique, en commutant d'une liste sur l'autre. Les outils de présentation mis à disposition permettent à l'opérateur de créer, d'enregistrer et d'activer par la suite des compositions de vues personnalisées. Courbes Les courbes peuvent être affichées en plein écran ou incrustées sous forme de fenêtres dans la zone de travail, et peuvent être imprimées directement. Quelques courbes/groupes de courbes sont prédéfinis dès la configuration de l'installation. En plus de la représentation en valeurs absolues, les courbes peuvent être représentées avec des valeurs normalisées et une échelle en pourcents, pour faciliter notamment les comparaisons. Les paramètres standard configurés pour les unités de mesure et les valeurs limites (par ex. minimum/maximum) sont automatiquement pris en compte en mode Runtime. L'opérateur peut également composer des courbes personnalisées pendant l'exécution, les sélectionner par leur nom de point de mesure et les enregistrer à des fins de réutilisation. Messages et alarmes Il est possible de configurer messages/alarmes par station OS monoposte ou par serveur OS. L'attribution de priorités en plus des classes de messages connues assure une plus grande clarté des messages lorsque les quantités sont importantes. Le tri entre messages plus ou moins importants est ainsi facilité. 33

4 Affichage d'alarmes sur le poste opérateur Grâce à la gestion intelligente des alarmes, il est possible d'occulter la signalisation optique et acoustique de messages qui, dans certains états de l'installation, sont de moindre importance pour la sûreté de fonctionnement. Toutefois, ces messages restent pris en compte dans la journalisation et dans l'archivage. Ceci permet de décharger considérablement le personnel de conduite. Le masquage de messages sans importance est réalisable de deux manières : dynamiquement, autrement dit en fonction de la configuration définie au préalable pour un maximum de 32 états de fonctionnement (Smart Alarm Hiding) manuellement, pour un délai limité Lors de défaillances d'un capteur/actionneur ou lors de la mise en service, l'opérateur peut sciemment inhiber les messages (alarmes) de certains point de mesure ou de tous les points de mesure d'une vue/d'un secteur. Inhibition et validation sont enregistrées dans le journal des interventions opérateur. Les messages en instance sont signalés visuellement par des affichages groupés qui représentent des vues de listes de messages et d'alarmes préconfigurées par groupes de messages. Les affichages groupés mettent également en évidence si des messages ont été inhibés ou non. Le dernier message arrivé, c'est-à-dire le message dont la priorité est la plus élevée si des priorités ont été attribuées, est affiché en haut de la vue standard. Le bouton "ligne de signalisation élargie" active une fenêtre prédéfinie avec des messages supplémentaires. Visualisation SFC Les fonctions "Loop-in-Alarm" et "Sélection de la vue par le point de mesure" permettent de rechercher et d'éliminer rapidement la cause d'un défaut. Avec "Loop-in-Alarm", l'opérateur accède directement à la vue du processus contenant l'objet responsable du défaut. Il peut y activer le bloc d'affichage (faceplate) correspondant par l'intermédiaire du point de mesure dont le symbole est marqué en couleur. La fenêtre du bloc d'affichage (faceplate) se laisse ancrer de telle manière qu'elle reste visible même lorsque l'on change de vue. Des réglages souples du son et des priorités définies par des variables de signaux sont prévus pour la signalisation acoustique des messages/alarmes via une carte son ou par l'activation de générateurs de signaux externes via un module de signaux. Visualisation SFC La visualisation SFC du système opérateur vous permet de visualiser et de traiter les commandes séquentielles configurées avec l'éditeur SFC de la même manière que sur le système d'ingénierie. Ceci ne nécessite aucune configuration supplémentaire. 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. 34

5 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 bien définis (rôles). Ces droits spécifiques sont affectés à l'opérateur dans le cadre du contrôle d'accès, 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. SIMATIC Logon offre également la fonction de signature électronique. 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 bus de process. Une vue graphique de la configuration de l'installation rassemble les informations sur l'état de fonctionnement des différents participants du réseau surveillés. SIMATIC PCS 7 Asset Management 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 de procédés SIMATIC PCS 7. Ceci est surtout avantageux dans le cas d'installations très dispersées, réparties sur différents fuseaux horaires (les pipelines, par exemple). Langages de script Les utilisateurs peuvent programmer des applications OS propres sur la base des langages de script Visual Basic et C. Points forts Systèmes opérateur Architecture souple et modulaire avec matériel et logiciel modulables pour systèmes monopostes et multipostes Postes opérateur performants basés sur la technologie standard PC, utilisable en environnement bureautique ou industriel Systèmes multipostes client/serveur avec 12 serveurs/couples de serveurs OS pour objets de process chacun et 32 OS clients par serveur/couple de serveurs en configuration maximale Système d'archivage performant avec des archives cycliques et une sauvegarde des archives intégrée, au choix avec un archivage à long terme avec Storage- Plus/CAS Surveillance de signe de vie (Health Check) pour les applications critiques du serveur Modifications et application des modifications sans perturbation du fonctionnement et test en ligne par le chargement sélectif de serveurs redondants Communication AS/OS optimisée : transmission des données uniquement après leur modification, indépendamment du cycle de réponse du contrôleur Conduite du processus conviviale et grande sûreté d'exploitation Inhibition des alarmes pendant la mise en service ou lors d'un dysfonctionnement d'un capteur/actionneur Masquage dynamique ou manuel des signaux visuels et acoustiques qui sont peu significatifs dans certains états des installations Priorités de signalisation comme attribut supplémentaire pour filtrer les messages importants Gestion centralisée des utilisateurs, contrôle d'accès et signature électronique Surveillance de signe de vie pour les systèmes subordonnés raccordés au bus de process 35

6 Archivage OS Un système haute performance d'archivage à court terme, configurable en ligne et basé sur la technologie serveur SQL Microsoft, est déjà intégré dans le logiciel OS des stations monopostes et des serveurs OS. Il sert à l'enregistrement des valeurs de processus (sur une période typique de 1 à 4 semaines) et des messages et événements (sur une période typique de 2 mois) dans une archive cyclique. Les données des archives à court terme ainsi que les rapports OS et les données de lot de SIMATIC BATCH peuvent être transférés (déclenchement horaire ou sur événement) dans une archive à long terme. Deux solutions, avec différentes caractéristiques de performance, sont disponibles pour l'archivage OS à long terme : StoragePlus Variante économique d'entrée de gamme ; pour l'archivage d'environ valeurs/s, issues de quatre stations monopostes, serveurs ou couples de serveurs au maximum Serveur central d'archive (Central Archive Server / CAS) variante haute performance pour l'archivage d'environ valeurs/s issues de 11 serveurs ou couples de serveurs au maximum Les données archivées à long terme avec StoragePlus peuvent être visualisées à l'aide de StoragePlus Viewer. Serveur OS: archivage à court terme (cyclique) Valeurs de processus Vitesse lente d archivage > 1 min Vitesse rapide d archivage 1 min maxi. Messages-évènements Archive d alarm Serveur Batch p.ex. 2 semaines p.ex. 7 jours p.ex. 2 mois Données Batch Enregistrement sur comme de l opérateur après achèvement Batch Valeur 30 octets Valeur 30 octets maxi. Évènement 172 octets Fichiers XML Enregistrement automatique p.ex. quotidien Serveur centrale d archives: archivage à long terme Microsoft Serveur SQL Enregistrement sur un disque dur p.ex. pour 6 mois Enregistrement automatique p.ex. hebdomadaire Archivage de sauvegarde L'opérateur peut visualiser les données sauvegardées dans le serveur d'archives central directement sur les OS clients ou à l'aide du StoragePlus Viewer du CAS. Des fonctions de filtrage intégrées facilitent la sélection des données dans les deux systèmes d'archivage longue durée. Les messages et les valeurs de processus sont présentées sous forme de tableaux. Les valeurs de processus peuvent également être représentées par des graphiques. Les valeurs de processus des tableaux peuvent être exportées au format CSV afin d'être traitées dans d'autres applications Windows, telles que Microsoft Excel. Les variables d'archive définies comme unité commune de facturation pour l'archivage à court terme et l'archivage à long terme CAS sont proposées sous la forme de licence d'archive SIMATIC PCS 7 et de PowerPacks d'archive SIMATIC PCS 7. En l'absence d'un serveur CAS, les licences d'archive et les Power- Packs sont installés sur les stations OS monopostes et les serveurs OS de l'installation. Dans le cas contraire, elles sont installées uniquement sur le serveur CAS et les stations OS monopostes et les serveurs OS "débitent" leurs variables d'archive du stock de variables du serveur CAS. L'archive à court terme est limitée à variables tandis que l'archive à long terme CAS est limité à variables. Archivage OS La plate-forme matérielle pour l'ordinateur StoragePlus et le serveur central d'archive est constituée de stations de travail SIMATIC PCS 7. Tous deux sont des stations du bus de terminaux et n'ont pas de connexion au bus de process. Le serveur central d'archive peut également être redondant. De cette manière, on augmente la disponibilité des données à long terme qui sont accessibles aux OS clients et aux stations OpenPCS 7. SIMATIC BATCH n'est toutefois pas encore en mesure de sauvegarder les données de lots sur les deux serveurs CAS. Un alignement automatique de l'archive permet cependant de disposer des données de lot sur les deux serveurs CAS après l'exportation. Moyennant des matériels et des logiciels complémentaires compatibles avec le système d'exploitation respectif, tels que, par exemple, un graveur DVD avec logiciel de gravure adapté, les données gérées dans StoragePlus et dans le serveur central d'archive CAS peuvent être sauvegardées sur les supports de mémoire usuels du commerce (par ex. DVD). 36

7 Conduite et supervision via le World Wide Web Clients Web SIMATIC PCS 7 INTERNET Modem Intranet LAN En ce qui concerne les licences, les constellations suivantes sont possibles : Standard 50 clients Web au maximum accèdent aux données d'un serveur Web SIMATIC PCS 7 via Intranet/Internet. La licence serveur nécessaire à cet effet existe pour 3, 10, 25 ou 50 clients Web. Serveur Web d un client SIMATIC PCS 7 LAN-OS (embase) Serveur Web PCS 7 pour la conduite et la supervision via le Web Bus d installation Diagnostic Un seul ou un petit nombre de clients Web sont autorisés à accéder à plusieurs serveurs Web/systèmes monopostes SIMATIC PCS 7 à des fins de télécommande, de diagnostic ou de surveillance. Chacun des systèmes impliqués nécessite une licence diagnostic PCS 7 Web (serveur/client) dans ce cas. La gestion des utilisateurs OS intégrée garantit une haute sécurité lors de l'accès du serveur Web PCS 7 au serveur OS. En fonction des exigences de sécurité de l'installation, de nombreuses mesures de protection sont réalisables conformément au concept de sécurité de SIMATIC PCS 7. Le serveur Web PCS 7 basé sur le système d'exploitation Microsoft Windows Server 2003 offre la possibilité d'effectuer la conduite et la supervision de l'installation via Intranet/Internet. Le serveur Web PCS 7 utilise les mécanismes d'un multiclient afin d'accéder aux serveurs OS asservis rendant ainsi les données du projet disponibles partout dans le monde via Intranet/Internet. Pour ce faire, il convertit les vues de processus et les scripts à l'aide de Web View Publisher dans une forme adaptée à Internet Explorer. Pour la conduite et la supervision via le World Wide Web, l'opérateur peut accéder aux données du projet mises à disposition par le serveur Web PCS 7 via un client Web. Le client Web est équipé pour cela de l'application Internet Explorer et de plugiciels pouvant être installés via le World Wide Web. La conduite de l'installation via un client Web s'effectue de la même manière que via un OS client. L'utilisateur doit se connecter sur le client Web comme sur un OS client et les règles d'attribution des droits sont également les mêmes. Les commandes exécutées depuis le client Web sont inscrites dans le journal des interventions opérateur de l'os. 37