Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7

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1 Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 SIMATIC PCS 7 Brochure Octobre 2014 Answers for industry.

2 Totally Integrated Automation 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 : 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 Ingénierie intégrée Gestion industrielle des données Communication industrielle Industrial Security Safety Integrated 2 Totally Integrated Automation

3 Sommaire text Progress you trust Performance you trust Performance sur mesure Performance dans l'ingénierie Performance en fonctionnement L'automatisation de processus avec Siemens Composants du système Administration système avec Management Console. 12 Système d'ingénierie Ingénierie intégrée 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. Système opérateur Archivage des données de processus et reporting.. 32 Plant Device Management Automates Systèmes compacts Communication Périphérie de processus Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control Safety Integrated for Process Automation Industrial Security Virtualisation Composants technologiques Téléconduite Automatisation d'installations de commutation Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS Optimisation avec Advanced Process Control Systèmes de simulation et de formation Connexion aux systèmes informatiques Intégration des Package Units et des pupitres opérateur Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs Support clients Prestations de service et maintenance Sommaire 3

4 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. 4 Progress you trust

5 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. 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. 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! 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 5

6 Simulation FAT/OTS Life cycle and Remote services Integrated engineering Plant asset management APC Optimization Information management Integration of switchgears SIMATIC PCS 7 Energy management Batch automation Integration of package units Integrated field devices Safety Integrated Integrated telecontrol Material transport 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. 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 6 Progress you trust

7 Laboratoire/Centre technique Installation de production SIMATIC PCS 7: 100 à entrées/sorties Groupe d installations sur un site de production G_PCS7_XX_00202 Modularité du système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 Performance dans l'ingénierie 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. 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. Performance en fonctionnement 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. 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 7

8 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. 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. 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 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. 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. 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. 8 Progress you trust

9 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. Innovation you trust Pour le succès économique d'aujourd'hui et de demain, Siemens mise sur une innovation technologique constante. Avec 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 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. 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. 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. 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 9

10 SIMATIC PCS 7 performance you trust Stations opérateur (OS) Station monoposte Client mobile OS Client 427D OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients Serveur OS, Serveur Batch, Serveur Route Control, Serveur Maintenance, Process Historian Industrial Wireless LAN Industrial Ethernet PCS 7 BOX PCS 7 AS mec RTX avec S7-300 E/S Systèmes d'automatisation standard ET 200pro ET 200M PROFINET Systèmes compacts Systèmes d'automatisation embarqués Zone 2 Zone 1 Poste opérateur Ex Wireless HART Systèmes de pesage ET 200M ET 200M, Ex-I/O, HART ET 200SP AS-Interface Modbus, accouplement en série Commutateur SCALANCE X IE/PB Link PROFIBUS DP Gestion d'énergie intégrée PROFINET IE/PB Link + coupleur DP/PA AFD PROFIBUS PA AFDiS Entraînements intégrés 10 Progress you trust

11 Client Web - OS - Maintenance - Information Ethernet, Office LAN ERP Pare-feu avant Serveur Web Serveurs optionnels - Web Server - OpenPCS 7 - Information Server Imprimante de réseau Clients optionnels - Simulation avec SIMIT - MES/MIS avec SIMATIC IT - COMOS Plant Lifecycle Management Station d'ingénierie Pare-feu arrière Systèmes d'automatisation à haute disponibilité Systèmes d'automatisation de sécurité Zone 2 Zone 1 ET 200M ET 200M simple/redondant MTA ET 200M modules F PROFIBUS DP-iS Zone 1 ET 200SP Y-Link ET 200iSP ET 200iSP Analyse de gaz PA Link/ FF Link PA Link AFD PROFIBUS PA AFD AFS AFD AFDiS SIMOCODE pro for PROFINET PA/FF H1 ET 200pro PA Link/ FF Link PROFINET PROFIBUS DP AFD PA/FF H1 AFDiS PROFIBUS DP ET 200S G_PCS7_XX_00388 Progress you trust 11

12 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 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 : 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 Administration système avec Management Console

13 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 SIMATIC Manager / Base de données continue Ingénierie pour réseau/ communication/matériel Ingénierie de l'automatisation Ingénierie pour systèmes à sécurité intégrée Paramétrage des appareils de terrain G_PCS7_XX_00114 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 13

14 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. 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. 14 Système d'ingénierie

15 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 15

16 Continuous Function Chart au design modernisé Continuous Function Chart (CFC) 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. Marquage couleur des objets dans CFC L'éditeur CFC prend en charge les types de logiciels standardisés suivants : 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. 16 Système d'ingénierie

17 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 17

18 Exemples d'images de commande OS standard (faceplates) de la bibliothèque SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, Vannes Advanced Process 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. 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. 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 Exemples de faceplates tirés des bibliothèques Industry Library et Condition Monitoring Library Industry Library et Condition Monitoring Library 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. La bibliothèque Industry Library fournit des blocs pour : 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) 18 Système d'ingénierie

19 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 19

20 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 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 Chacune des versions peut être extraite de l'archive et réutilisée. SIMATIC Logon en protège l'accès. 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. 20 Système d'ingénierie

21 Données externes Advanced ES SIMATIC PCS 7 Listes de points de mesure Listes de signaux Importation Importation Saisie manuelle Importation Importation Types des points de mesure Configuration matérielle Exportation Exportation Exportation Exportation Hiérarchie technologique Points de mesure Mnémoniques HW Config G_PCS7_XX_00312 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-Engineering- Toolset (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 21

22 Points forts Système d'ingénierie 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 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 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 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 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 22 Système d'ingénierie

23 Ingénierie intégrée COMOS SIMATIC PCS 7 Logical diagram Object, e.g. motor 3-D model Software configuration Cabinet layout P&ID Electrical circuit diagram Electrical single line diagram Hardware configuration G_PCS7_XX_00375 Echange cohérent de configurations et de structures entre COMOS et SIMATIC PCS 7 COMOS une base de données pour tous 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. 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. Un pont entre deux mondes : ingénierie intégrée avec COMOS et SIMATIC PCS 7 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. 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

24 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, et objets de processus (PO), le logiciel système des stations opérateur est échelonnable de manière flexible dans les limites d'extension suivantes : PO par station OS monoposte PO par serveur OS (pour architecture client/ serveur) Système monoposte (OS Single Station) Station opérateur SIMATIC PCS 7 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. 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. OS Single Station 1 Plant bus OS Single Station 2... OS Single Station 8 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. Process Historian Exemple d'architecture système à plat S7-400H G_PCS7_XX_00343 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. 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). 24 Système opérateur

25 OS 1 OS 2 OS 3 OS 4 OS... Terminal bus Plant bus Parallel Redundancy Protocol (PRP) S7-400H Architecture système avec réseau procédé et réseau des terminaux redondants Système multiposte à architecture client/serveur 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). 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. 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. 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. 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). G_PCS7_XX_ ) Système opérateur, quantité Nombre max. de stations OS monoposte 8 Nombre max. de serveurs/paires de 18 serveurs OS Nombre max. d'automates par serveur/ 64 paire de serveurs OS Nombre max. de clients OS clients 40 en mode multi-client 1) par système multiposte Nombre max. de moniteurs par station 4 opérateur en exploitation multi-canal 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 10 courbes Temps de sélection de la vue du < 2 s secteur OS (100 symboles de processus) Nombre max. d'objets de processus par station OS monoposte PO par serveur OS PO 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 OS monoposte) archivage des messages (par serveur/station OS monoposte) lorsque chaque client OS a accès à tous les serveurs/paires de serveurs OS Performances charge continue env. 10/s avalanche de messages env 3 000/4 s 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

26 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. 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. 26 Système opérateur

27 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 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

28 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. 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 28 Système opérateur

29 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 29

30 Points forts Systèmes opérateur 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 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 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 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) 30 Système opérateur

31 Commande et supervision via Internet/Intranet PCS 7 Web clients PCS 7 Web server LAN LAN INTERNET Front Firewall Back Firewall Terminal bus Plant 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. G_PCS7_XX_00116 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

32 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 Client IS Add-ins pour Microsoft Word et Excel Process Historian et Information Server (IS) G_PCS7_XX_00298 Possibilités d'accès aux données de Process Historian 32 Archivage des données de processus et reporting

33 Projet A Clients OS Projet B Information Server 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. Station monoposte OS Bus système Systèmes d'automatisation Information Server - Serveur OS - Serveur Batch Réseau de terminaux Process Historian 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. G_PCS7_XX_00297 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. Fonctions d'archivage et de visualisation 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 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 : Archivage des données de processus et reporting 33

34 Plant Device Management Ingénierie d'appareils de terrain intelligents avec SIMATIC PDM PDM Stand-alone SIMATIC PCS 7 engineering station with SIMATIC PDM SIMATIC PCS 7 maintenance station client with SIMATIC PDM Device on the workbench Industrial Ethernet S7-400 S7-400 PROFINET IE/PB Link PN IO + DP/PA coupler PROFIBUS PA ET 200M (also with HART modules) SIMOCODE PROFIBUS DP HART protocol PA link FF link ET 200M SIMOCODE ET 200iSP RS 232/RS 485 HART multiplexer PROFIBUS PA FF H1 HART HART Field devices Possibilités de connexion de SIMATIC PDM Possible connection point of a PG/PC with SIMATIC PDM (stand-alone operation) G_PCS7_XX_00386 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 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 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 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. 34 Plant Device Management

35 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 et CEI 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 : Plant Device Management 35

36 Plant Asset Management avec la station de maintenance SIMATIC PCS 7 Automatisation Enterprise Resource Planning (niveau ERP) Manufacturing Execution Systems (niveau MES) Contrôle (niveau process et terrain) Maintenance Enterprise Asset Management System MES Maintenance Operations 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. Stratégies de maintenance 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 Toutes les activités sont consignées intégralement sur la station de la maintenance, automatiquement et sans travail de configuration supplémentaire.. 36 Plant Device Management

37 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 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. 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. 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 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. 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 : 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 Les noms des vues, icônes, etc. qui ont été reprises peuvent être modifiés à tout moment pour la réutilisation dans le projet de maintenance. Conformité aux normes, spécifications et recommandations internationales 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). De plus, il prend en charge la norme CEI 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. : 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

38 Caractéristiques fonctionnelles de l'asset Management Vue d'ensemble de l'installation avec images symboliques des composants Vue d'ensemble des composants sur une ligne PROFIBUS avec images symboliques Etat de diagnostic Etat de la requête Etat de maintenance Vue d'identification du composant Signalisation groupée pour structure subordonnée Sélection : Niveau PC Niveau Ethernet Niveau AS Fonctions système générales Image symbolique Bloc de vue d'un composant Appel : Application interne Application externe 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. 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. 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. 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 Des informations supplémentaires sont disponibles pour les Assets spécifiés via Electronic Device Description (EDD) selon la norme CEI 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 38 Plant Device Management

39 Visualisation des informations de maintenance 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. Bon Simulation Change in configuration detected Besoin de maintenance (basse) Demande de maintenance (moyenne) Alarme de maintenance (haute) Extrait du jeu de symboles de l'asset Management PCS 7 Ordre de maintenance inconnu/ non transmis Ordre de maintenance transmis Ordre de maintenance en cours G_PCS7_XX_00072 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 : 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

40 Automates Performances échelonnables pour toutes les exigences Systèmes d'automatisation SIMATIC PCS 7, forme S7-400 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. 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 Systèmes d'automatisation SIMATIC PCS 7, forme Modular Embedded Selon l'échelonnement de la puissance et l'orientation recherchée, il est possible de différencier, toutes classes confondues : 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

41 Automates standard 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. 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. Automates de sécurité 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. Les automates de sécurité sont certifiés par le TÜV et répondent aux exigences de sécurité jusqu'à SIL 3 selon la norme CEI 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

42 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. Type d'as CPU PN/IE (2 ports) Systèmes standard Interfaces MPI/DP DP Module DP enfichable en option AS 410S CPU 410-5H Process Automation 2 1 AS CPU AS 414-3IE CPU PN/DP AS CPU AS CPU AS 416-3IE CPU PN/DP AS CPU 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 ) AS 414H/F/FH CPU 414-5H (1 ou 2 ) AS 416H/F/FH CPU 416-5H (1 ou 2 ) AS 417H/F/FH CPU 417-5H (1 ou 2 ) Vue d'ensemble des types d'automate 42 Automates

43 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 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 S 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 AS 414-3IE AS 414H AS AS AS 416-3IE AS 416H AS AS 417H AS mec AS 410 Mesures de valeurs analogiques Mesures de valeurs TOR Régulations PID Moteurs Vannes SFC Étapes Dosages Entrées TOR DI Sorties TOR DO Entrées analogiques AI Sorties analogiques AO Objets de processus (PO) Capacités fonctionnelles mixtes typiques pour les automates SIMATIC PCS 7, sur la base de SIMATIC PCS 7 Advanced Library (APL) Automates 43

44 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 PO. 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 44 Automates

45 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 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 45

46 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 Fonctions supportées et limites 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) PROFINET IO Configuration en RUN (CiR) Horodatage ultraprécis S7 Block Privacy Type change in RUN (TCiR) Données AS rémanentes seulement avec ASI seulement avec ASI seulement avec ASI (AS 410) (AS 410) G_PCS7_XX_00281 Capacités fonctionnelles AS max. 2) WinAC RTX 2010 jusqu'à AS Runtime PO WinAC RTX 2010 jusqu'à AS Runtime PO WinAC RTX 2010 jusqu'à AS Runtime PO selon le type de AS 41x, jusqu'à AS Runtime PO selon le type de AS 41xH ou AS 41xF, jusqu'à AS Runtime PO 1) 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. 2) 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 46 Systèmes compacts

47 Communication Communication rapide et sûre avec Industrial Ethernet pour réseau procédé et réseau des terminaux SIMATIC NET SCALANCE X-400 Clients OS Réseau des terminaux (optique/électrique) Client Web 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. Station d ingénierie SCALANCE X-300 SCALANCE X-300 Serveurs OS redondants SCALANCE X-400 SCALANCE X-200/X-200 IRT Réseau procédé Industrial Ethernet (optique/électrique) IWLAN Access Point SIMATIC PCS 7 BOX 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 : 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. AS Redundancy Station SCALANCE X-400 AS Single Station Industrial Ethernet AS Redundancy Station G_PCS7_XX_00124 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 (Ethernet). Ethernet industriel, exemples de connexion Caractéristiques techniques Industrial Ethernet Réseau procédé/réseau des terminaux Nombre d'abonnés Industrial Ethernet Nombre de commutateurs jusqu'à 50 Etendue du réseau par segment de réseau (standard IEEE 802.3) - 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 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 47

48 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. 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 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. Modules client Ethernet SCALANCE W700 conformes à IEEE n 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 : 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 n permettent d'atteindre des vitesses de transmission brutes allant jusqu'à 450 Mbit/s. 48 Communication

49 PROFINET le standard Ethernet industriel pour l'automatisation Reposant sur les normes internationales CEI 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. IM153-4PN High Feature pour ET 200M IM 155-6PN High Feature pour ET 200SP 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 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. Communication 49

50 Operator stations (OS server) Industrial Ethernet AS Redundancy Station with PROFINET CPU AS Single Station with PROFINET CPU PROFINET ET 200M ET 200SP Zone 2 Zone 1 Weighing systems SIMOCODE pro IE/PB link PROFIBUS DP SENTRON PAC3200/PAC4200 SINAMICS PA/FF link PA or FF H1 G_PCS7_XX_00387 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. 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. 50 Communication

51 Communication de bus de terrain rapide et robuste OS multi-clients Engineering station Maintenance/ OS server PROFIBUS DP SIMATIC PCS 7 automation system PA link FF link Drives Remote I/O PROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus G_PCS7_XX_00247 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 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

52 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 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. Les physiques de bus de PROFIBUS PA et de FF H1 sont identiques dans une large mesure, conformément à CEI 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 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 Mode de protection Topologie Linéaire, arborescente Linéaire En anneau, radiale, linéaire EEx(ib) Abonnés par segment ) Abonnés par réseau (avec répéteur) Longueur de câble par segment en fonction de la vitesse de transmission Répéteurs pour le rafraîchissement des signaux des réseaux RS m pour 93,75 kbit/s max 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 m pour 187,5 kbit/s 1) 400 m pour 500 kbit/s 1) 200 m pour 1,5 Mbit/s 1) max. 9 max. 9 1) sans objet 80 m max. (PVC) km (FO verre multimode) >15 km pour 12 Mbit/s (FO verre monomode) 1) conforme à la directive d'installation du PROFIBUS 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 Appareils de terrain par link Répartiteur de terrain actif par segment/coupleur - AFD4/AFD8 - AFDiS/AFDiSD ou combinaison de AFDiS et AFD4/AFD8 Consommation totale max. de tous les appareils de terrain 1 A 1 A Longueur de câble par segment en fonction de la vitesse de transmission m : standard m : EEx(ib) m : EEx(ia) m 52 Communication

53 Architectures de bus de terrain 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. 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. 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 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. 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". 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. Avantages de l'architecture de bus de terrain 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 PROFIBUS DP SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystem PA Link / FF Link PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1 AFD4 AFD8 AFDiS PA Link / FF Link AFS AFD8 PA Link / FF Link AFDiS AFD4 AFD8 AFDiS 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 : 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 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. G_PCS7_XX_00249 Communication 53

54 Périphérie de processus La solution adaptée à toutes les exigences Possibilités de modification en ligne ET 200M/ ET 200iSP ET 200S ET 200pro PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus H1 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 Ajout de stations ET 200S Ajout de stations ET 200pro 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 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 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 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

55 Système de conduite des procédés Industrial Ethernet Gaz FM/UL ATEX Classe I Zone 2 Classe I Zone 1 Classe I Zone 0 Zone 2 Zone 1 Zone 0 Poussières FM/UL ATEX Classe II Zone 2 Classe II Zone 1 Classe II Zone 0 Zone 22 Zone 21 Zone 20 S ) PROFINET ET 200SP 1) Zones à atmosphère explosible Ex e, Ex d Actionneurs/ Capteurs S ) ET 200S 1) SIMOCODE pro 1) Ex e, Ex d Actionneurs/ Capteurs ET 200M 1) HART Ex i, Ex e, Ex d Actionneurs/ Capteurs Transmetteur-séparateur de bus de terrain 1) PROFIBUS DP-iS 1) 3) ET 200iSP PROFIBUS PA Link/ FF Link 1) PROFIBUS PA/FF H1 Ex i, Ex e Ex i HART AFDiS Actionneurs/ Capteurs Actionneurs/ Capteurs G_PCS7_XX_ ) Atmosphère poussiéreuse : installation des constituants toujours dans un boîtier au degré de protection IP6x 2) Avec une alimentation standard de 10 A CC 3) 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 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. Embases MTA 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

56 Périphérie de processus Appareils recommandés pour l'automatisation de terrain Système de périphérie ET 200M ET 200iSP ET 200SP ET 200S ET 200pro Constitution 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 Applications particulières 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 Technique de sécurité Utilisation en zone à risque d'explosion Zone 2, 22 Zone 1, 21 Zone 2,22 Zone 2, 22 M8, M12, M23 Disponibilité commutation, commutation, augmentée redondance redondance Plage de température C 1) C C 1) (horizontal) C 1) C Tenue aux vibrations (en permanence) Communication 1 g 1 g jusqu'à 5 g 2 g 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 / / / Fonctions système Précâblage Débrochage/enfichage à chaud (hot swapping) Extension/configuration en service Diagnostic (selon le module) Fonctions 4 (débrochage et enfichage) 4 (avec bus interne actif) / 4 4 / 4 / 4 / / par voie par voie par voie par voie par voie Voies TOR Voies analogiques y compris HART 4 4 départs-moteur 4 Raccordement pneumatique Fonctions technologiques Comptage/mesure, régulation, pesage 4 Comptage, mesure de fréquence Comptage/mesure 1) Disponible également en tant que constituant SIPLUS pour plage de température étendue -25/ /+70 C et atmosphère agressive/condensation (plus de détails sous 56 Périphérie de processus

57 Entraînements Appareils recommandés Entraînements SIMOCODE pro Système de gestion de moteurs pour moteurs basse tension à vitesse constante : SINAMICS G120 Variateurs de fréquence pour moteurs triphasés asynchrones et synchrones Indice de protection IP20 (selon le module) IP20 Construction modulaire modulaire (unité de régulation, bloc de puissance) Gamme de puissance 0, kw 0, kw Tensions jusqu'à 690 V CA V CA ou V CC ± 10 % Courants moteur nominaux jusqu'à 820 A Communication PROFIBUS 4 4 Bibliothèque de blocs pour l'intégration dans SIMATIC PCS Domaine d'application 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 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. 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 : Gamme d'appareils de Siemens Sensors and Communication (sélection) Périphérie de processus 57

58 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 Batch Serveur OS Réseau procédé seulement en mode AS Contrôleurs G_PCS7_XX_00053 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. 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. 58 Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH

59 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 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 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 Recettes selon ISA 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 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 Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH 59

60 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

61 Système de recettes, archivage et journalisation Editeur de recettes SIMATIC BATCH Editeur de recettes 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. 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 Exemple de rapport de lots Structures des recettes pour le traitement des exceptions 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. 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

62 Recettes hiérarchiques et indépendantes de l'unité de processus Installation Procédure de recette Unité Procédure de recette d unité Équipement technique Opération de recette Module de contrôle Fonction de recette G_PCS7_XX_00102 Représentation de la structure de recettes hiérarchiques sur le modèle d'installation Recettes hiérarchiques selon ISA En tant qu'entité fonctionnelle, SIMATIC BATCH et SIMATIC PCS 7 couvrent entièrement les modèles décrits dans la norme ISA La structure hiérarchique des recettes se base sur le modèle d'installation de la manière suivante : 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 Neutralité et affectation aux unités de processus 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. 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

63 Rationalisation de la création des recettes et prise en charge de la validation Formule kg 90 C 10 min Oui Non 100 g Formule kg 80 C 15 min Oui Non 150 g Formule kg 95 C 12 min Non Oui 50 g Quantité Temperature Temps Sel Poivre Sucre Recette de base #1 Recette de base #2 Recette de base #3 G_PCS7_XX_00064 Séparation de la procédure et de la formule Bibliothèque avec opérations de recettes (ROP) 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. Validation conformément à 21 CFR, partie 11 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 : 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 : Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH 63

64 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 Serveur OS Réseau procédé Contrôleurs G_PCS7_XX_00052 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 Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control

65 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

66 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. 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 66 Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control

67 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 : 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 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 Reproduction du réseau de voies de l'installation au moyen de tronçons Réaction rapide aux modifications de l'installation lors de la configuration, de la mise en service ou de l'exécution Affectation exclusive des éléments RC et des tronçons participant au transport de matières 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 Prise en compte de la compatibilité des matières afin d'éviter des mélanges non souhaités Test hors ligne pour contrôler l'intégralité et identifier les incohérences et les combinaisons non voulues Diagnostic détaillé des erreurs de requête de transport de matières et des transports de matières en cours de réalisation 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

68 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. 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 norme de base pour les spécifications ainsi que l'étude et le fonctionnement des systèmes de sécurité CEI norme spécifique aux applications pour l'industrie de processus 68 Safety Integrated for Process Automation

69 Safety Applikation F-DO SIS Controller ET 200M DP/PA Koppler Ventilstellungsregler SIPART PS2 Rückmeldung Sollwert Ventilstellung Ventilstellung Safety Instrumented Function Luftzufuhr S Magnetventil Pneumatisches Abschaltventil Siemens AG 2014 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 PROFIsafe avec PROFIBUS PROFIsafe avec 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). Pour la communication standard et la communication de sécurité sur un même câble de bus, certifié selon CEI (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 Applications 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) 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

70 Variantes de configuration de sécurité Configuration monocanal non redondante Configuration redondante, à haute disponibilité et tolérante aux pannes Redondance modulaire flexible au niveau des modules ou des appareils Périphérie décentralisée et raccordement direct au bus de terrain Périphérie décentralisée Raccordement direct au bus de terrain AS Single Station AS Redundancy Station AS Redundancy Station Modules F ET 200M Modules standard et F Modules standard et F ET 200S Modules standard et F PA Link ET 200M ET 200iSP PROFIBUS PA Modules F ET 200M Modules standard et F Modules standard et F Modules standard et F ET 200M ET 200iSP ET 200M Redondance de modules ou de voie via plusieurs stations séparées Active Field Splitter PA Link PROFIBUS PA PA Link avec coupleurs PA redondants PA Link avec coupleurs PA redondants Active Field Distributors ET 200pro Modules standard et F Y-Link ET 200S PROFIBUS DP PROFIBUS PA G_PCS7_XX_00130 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

71 Flexible Modular Redundancy (FMR) Controller S7-400FH Controller S7-400FH Triple Simplex Dual 1oo1 LS PA Link mit redundanten PA Kopplern AFD AFD AFD PROFIBUS DP PROFIBUS DP 1oo2 Flow 2oo3 PT G_PCS7_XX_ oo3 1oo2 G_PCS7_XX_00227 Exemple de redondance modulaire flexible sur une installation de sécurité à configuration tolérante aux pannes 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. 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). Architecture de sécurité tolérante aux pannes basée sur un réseau PROFIBUS PA en anneau 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. 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 ET 200M ET 200M SCALANCE X AS Redundancy Station mit PROFINET-CPU ET 200M PROFINET ET 200M Variantes de configuration de sécurité avec station AS redondante et communication PROFINET IO G_PCS7_XX_00314 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. 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

72 Outils d'ingénierie pour les fonctions de sécurité Ingénierie d'applications de sécurité avec CFC 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. 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. Safety Matrix : affectation de réactions (effets) définies précisément aux événements survenus (causes) SIMATIC Safety Matrix 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. 72 Safety Integrated for Process Automation

73 Automates de sécurité et périphéries de processus Automates de sécurité Les automates de sécurité SIMATIC PCS 7 sont disponibles en deux variantes : 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 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). Modules F de sécurité Les fonctions de sécurité des contrôleurs F/FH sont parfaitement adaptées aux modules F de sécurité de la gamme ET 200. ET 200M ET 200iSP ET 200S ET 200pro 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 F-DI 12/24 24 V DC F-DI 4/8 NAMUR [EEx ib] F-DO V DC/2 A F-DO 8 24 V DC/2 A; F-AI 3/ ma ou ma (HART) F-DI Ex 4/8 NAMUR F-DO Ex 4 17,4 V DC/40 ma F-AI Ex HART ma ou 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) 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

74 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/ CEI 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 : Points forts Safety Integrated for Process Automation 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 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 74 Safety Integrated for Process Automation

75 Industrial Security Mesures de protection complètes pour la sécurité des installations de contrôle-commande Web client - OS - Maintenance - Information ERP Domain controller Virus scan server WSUS server Ethernet, office LAN Domain controller MES/MIS SIMATIC IT COMOS plant lifecycle management Front-end firewall Back-end firewall Web server OpenPCS 7 Central archive server OS clients Domain controller Engineering station Terminal bus Plant bus G_PCS7_XX_00145 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

76 Contribution du système au concept de sécurité Côté système, SIMATIC PCS 7 contribue à la mise en œuvre des directives et des recommandations du concept de sécurité : 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 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 : Exploitation et maintenance Vérification de l'efficacité des mesures de protection Optimisation et modernisation Gestion de la sécurité sans perturbation du fonctionnement de l'installation 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 Atelier destiné à déterminer les besoins Outils, méthodes, instructions, solutions standard, bonnes pratiques Mise en œuvre et essai de réception Installation et mise en service Planification et conception Analyse et évaluation des points faibles 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 Ingénierie et développement Mise au point et développement de mesures de protection G_PCS7_XX_ Industrial Security

77 Virtualisation OS client OS client Eng. system Thin Clients Zero Clients Service Package Technical Support Extended SIMATIC Remote Services Remote protocol Virtual PCS 7 system Virtual Machines SIMATIC Virtualization as a Service Plant bus PCS 7 controller OS server OS client 1 OS client 2 VMware ESXi Hardware (Industry PC) Eng. system G_PCS7_XX_00336 Pre-installed Hypervisor Configured Host 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. 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

78 Téléconduite Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl Clients PCS 7 OS Station d'ingénierie Station monoposte PCS 7 OS PCS 7 TeleControl Serveur OS (dédiée ou double voie) Industrial Ethernet Communication série : SINAUT ST7 ou DNP3 TIM 4R-IE (ST7) ou Convertisseur TCP/IP série (DNP3) Stations extérieures TeleControl fortement disséminées Communication TCP/IP : SINAUT ST7 ou DNP3 TIM 4R-IE (ST7) ou Routeur WAN TCP/IP (DNP3) Communication TCP/IP : Modbus ou IEC Routeur WAN TCP/IP WAN Stations extérieures TeleControl fortement disséminées Communication série : Modbus ou IEC WAN Convertisseur TCP/IP série Stations extérieures TeleControl fortement disséminées WAN RTU d'origine tierce (seulement DNP3) WAN RTU d'origine tierce (seulement DNP3) RTU d'origine tierce ET 200S avec CPU PN intégrée RTU d'origine tierce ET 200S avec CPU intégrée + interface série S TIM 4R-IE ou TIM 4R-IE DNP3 S TIM 3V-IE ou TIM 3V-IE DNP3 S TIM 4R-IE ou TIM 4R-IE DNP3 S TIM 3V-IE ou TIM 3V-IE DNP3 S CP 343 ou interface PN S CP 443 ou interface PN S CP 341 S CP 441 G_PCS7_XX_00175 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. 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. 78 Téléconduite

79 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. 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. Pour plus d'informations : Type de RTU 1) Catégorie de RTU Protocoles de téléconduite possibles Automate intégré dans SIMATIC ET 200S Small avec E/S 2) pour petites applications Modbus CEI , CEI Automates SIMATIC S7-300/S7-300F Automates SIMATIC S7-400/S7-400F Automates SIMATIC S7-400H/S7-400FH Medium avec E/S 2) pour applications moyennes Large avec E/S 2) pour applications de plus grande envergure nécessitant plus de performance SINAUT ST7 DNP3 Modbus CEI , CEI SINAUT ST7 DNP3 Modbus CEI , CEI DNP3 CEI , CEI ) Egalement en version SIPLUS extreme, par ex. pour environnements avec températures de -25 C à +70 C, condensation ou sollicitation par des gaz 2) En fonction de la taille de la CPU, du type de protocole et de l'application Téléconduite 79

80 Automatisation d'installations de commutation Intégration de l'automatisation d'installations de commutation dans l'industrie des procédés avec SIMATIC PCS 7 PowerControl Niveau de haute tension Câble aérien Câble aérien HT: kv MT: kv BT: 0, kv Stations principales à moyenne tension Sous-stations à moyenne tension Section 1 Section 2 SIMATIC PCS 7 PowerControl Automatisation d'installations de commutation avec CEI Commande, commutation Mesure et automatisation de consommateurs importants - Générateurs - Transformateurs - Moteurs Processus Compensation LVD/MCC Moteurs MT/Moteurs BT Convertisseur BT MT aux consommateurs 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 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 une sûreté d'investissement à long terme grâce à la norme CEI 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 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) 80 Automatisation d'installations de commutation

81 SIMATIC PCS 7 Engineering and Maintenance Station Operator Station Clients Terminal bus Plant bus Operator Station Server, redundant PowerControl Server, redundant Automation System S7-4xxFH, redundant Standard + Safety I/O Standard + Safety I/O PA/FF field bus TCP/IP IEC Station Gateway single/ redundant TCP/IP IEC Station Controller TCP/IP IEC Ethernet FO Ethernet FO Ethernet FO PROFIBUS DP Automation System S7-4xx SENTRON WL PAC 4200 SIPROTEC IEDs Process Control - SIMATIC PCS 7 Switchgear Switchgear Switchgear Switchgear Power Control - SIMATIC PCS 7 PowerControl G_PCS7_XX_00356 Possibilités d'intégration pour l'automatisation d'installations à moyenne tension Caractéristiques fonctionnelles et de performance de SIMATIC PCS 7 PowerControl 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 et PROFIBUS DP en cas d'extensions d'installations 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 (ICD) Bibliothèque additionnelle avec blocs technologiques pour matériels électriques tels que dérivation, machine, transformateur, ligne, barre de courant 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 : Automatisation d'installations de commutation 81

82 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 gestion Niveau exploitation Niveau commande Niveau terrain Planification de l'énergie/ approvisionnement en énergie Visualisation Préparation des données Détermination de la valeur énergétique Energie électrique SIMATIC B.Data Régulation de l'énergie Création de rapport/ Surveillance Archivage Gestion des charges Energie non électrique G_PCS7_XX_00289 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 Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7 82 Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7

83 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 Consommation d'énergie 110 % 100 % 90 % Régulation du débit 80 % 70 % 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 Consommation d'énergie 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % Économie d'énergie 40 % Consommation d'énergie avec convertisseur de fréquence 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 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. 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. Economies d'énergie grâce à une technique innovante 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. 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 : Logiciel b.data pour l'optimisation de la gestion de l'énergie Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7 83

84 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. 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 Convient aux processus non linéaires Trois jeux de paramètres complets pour trois points de fonctionnement 84 Optimisation avec Advanced Process Control

85 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 : 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) 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 Optimisation avec Advanced Process Control 85

86 SIMBA Profibus SIMBA Profibus 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 Alternative interfaces PROFIBUS DP Field devices ET 200M PROFIBUS DP PROFINET IO PRODAVE (MPI/IE) SIMIT Simulation Framework S7-PLCSIM Shared Memory/OPC Remote Control Technological plant/unit T2659 LT WT LT Reactor Real plant Simulated, virtual plant G_PCS7_XX_00377 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. 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. 86 Systèmes de simulation et de formation

87 LT WT LT Siemens AG 2014 Installation réelle Simulation avec SIMIT Simulation Framework PROFIBUS DP ET 200M Signaux Importation (par ex. table des mnémoniques) Appareils de terrain Appareils Bibliothèque de base pour : DRIVES SENSORS T2659 Comportement technologique Bibliothèques supplémentaires FLOWNET CONTEC 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 : Systèmes de simulation et de formation 87

88 Connexion aux systèmes informatiques OPC Clients OpenPCS 7 Server Office LAN Front Firewall Back Firewall Process Historian Terminalbus Anlagenbus Serveur OpenPCS 7 pour l'échange de données via OPC OS Server G_PCS7_XX_00144 Analyse et gestion des données du processus avec OpenPCS 7 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). Accès à station Serveur OS Serveur OS/ Process Historian Interface OPC DA ou UA DA (Data Access) A&E (Alarm & Events) HDA (Historical Data Access) H A&E (Historical Alarms & Events) Type de données/ type d'accès Accès en lecture/écriture aux valeurs de processus Accès en lecture avec acquittement aux alarmes et messages Accès en lecture aux valeurs de processus archivées Accès en lecture aux alarmes et messages archivés 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. Intégration et synchronisation de tous les processus d'entreprise avec SIMATIC IT 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. 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 : 88 Connexion aux systèmes informatiques

89 Intégration des Package Units et des pupitres opérateur SIMATIC PCS 7 Industry Library Operator Station Plant bus AS 41x with - PCS 7 APL - IL for PCS 7 SIMATIC PCS 7 Comfort Panel S7-300 with IL for S7 Comfort Panel Package Unit G_PCS7_XX_00328 Blocs d'affichage d'une commande de moteur pour station opérateur (en haut) et pupitre (en bas) 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). 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 S 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

90 Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS PCS 7 Engineering system PCS 7 OS clients Le système d'ingénierie existant reste utilisable pour la configuration des fonctions d'automatisation. Plant bus PCS 7 automation system Terminal bus ET 200M PCS 7 OPEN/OS server (single/redundant) Package Units S7-300 S Communication via WinCC channel Third-party engineering system Third-party controller 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. G_PCS7_XX_00339 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. Fonctions DBA 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 Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS

91 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 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. 91 Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs

92 Services de migration à chaque étape du projet de migration Ancien system Répartiteur Contrôleur E/S OS Ingénierie Station Importation Paramètres d'ingénierie de l'ancien OS Substitut OS par serveur pour PCS 7/OS Reprise du contrôleur d'ingénierie Connexion des modules E/S installés sur PCS 7/AS Adaptateur Field Termination Serveur Interface E/S Clients Passerelle vers l'échangeur de données ET 200M Serveur Contrôleur S7-400 S7-400H S7-400FH Moteur PROFIBUS DP SIMATIC PCS 7 Ingénierie Système PROFIBUS PA G_PCS7_XX_00079 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). Spécialistes à l'expérience de migration 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 : Gamme de 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. 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). 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

93 Prestations de service et maintenance Service et assistance dans le monde entier Planning Modernization Online Support Technical Support Spare Parts Repair Services Field Services Training Engineer & Build Operation 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

94 Réparations 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. 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. Formation 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. Plus d'informations sur SIMATIC PCS 7-Training à l'adresse : Découvrez les avantages de notre gamme de services : 94 Prestations de service et maintenance

95 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. 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 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. SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services Modules de contrat Customer DMZ Customer Web Portal Web Portal Siemens Service Service standard Service de maintenance Life Cycle Service basique Inspection et maintenance Service de mise à disposition et remise en état Stock de pièces détachées (option) Gestion de l'obsolescence (service d'informations) Life Cycle Service étendu Modernisation et mises à jour/mises à niveau Service de mise à jour du logiciel Business Partner Internet (VPN) DMZ crsp Access Server Web Portal 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

96 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 : Totally Integrated Automation : Manuels SIMATIC : Informations à télécharger : 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 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 Service& Support : Interlocuteurs SIMATIC : Industry Mall pour commander par voie électronique : SIMATIC PCS 7 V8.1 at a glance! Siemens AG Industry Sector Industrial Automation Systems Postfach NÜRNBERG ALLEMAGNE Sous réserve de modifications PDF (E86060-A4678-A131-B4-7700) BR Fr Produced in Germany Siemens AG 2014 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.