Le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 Brochure Mars 2009 SIMATIC PCS 7 Answers for industry.
SIMATIC PCS 7 Au delà de toutes les limites! ERP Enterprise Resource Planning Management Level MES Manufacturing Execution Systems SIMATIC IT Operations Level SIMATIC PCS 7 Process Control (DCS) Control Level Industrial Software for Design and Engineering Installation and Commissioning Operation Maintenance Modernization and Upgrade Energy Management SIMOTION Motion Control System SINUMERIK Computer Numeric Control SIMATIC NET Industrial Communication SIMATIC Controllers Modular/Embedded/ PC-based SIMATIC HMI Human Machine Interface Field Level PROFIBUS PA Process Instrumentation SIMATIC Sensors SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Totally Integrated Automation HART IO-Link Avec sa diversité fonctionnelle, sa flexibilité et ses performances, SIMATIC PCS 7 Version 7.1 compte parmi les premiers systèmes de contrôle de 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 process. Grâce à son répertoire fonctionnel et à son domaine d'application dépassant de loin les limites d'un système de contrôle de 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 (TIA) de Siemens, une offre complète de produits, systèmes et solutions parfaitement harmonisés, destinée à tous les niveaux hiérarchiques de l'automatisation industrielle, du niveau gestion d'entreprise au niveau terrain en passant par le niveau 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. 2 SIMATIC PCS 7
Sommaire text Sept avantages Ethernet Intégration........................................ 5 Performances...................................... 7 SIMATIC WinCC SCADA System Safety Integrated Ethernet Industrial Ethernet Industrial Ethernet Low-Voltage Controls and Distribution Modularité....................................... 10 Modernisation..................................... 12 Sécurité des personnes et des données (Safety & Security).13 Innovation........................................ 14 Réseau mondial d'experts............................ 15 Composants du système Système d'ingénierie............................... 16 Système opérateur................................. 27 Station de maintenance............................. 36 Contrôleurs....................................... 40 Communication...................................45 Périphérie de procédé...............................52 Composants technologiques Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH................................55 PROFIsafe PROFIsafe ASIsafe PROFINET Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface Totally Integrated Power KNX GAMMA instabus Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control.......................... 61 Safety Integrated for Process Automation...............65 Optimisation avec Advanced Process Control............ 72 Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl............ 76 Automatisation de laboratoire........................ 78 IT Security........................................ 80 Connexion aux systèmes informatiques................ 82 La gamme de produits et de systèmes cohérents et les solutions qui en résultent ont l'immense avantage de fournir un matériel commun ainsi que des outils communs d'ingénierie et de gestion pour l'automatisation de procédés continus et discontinus, de séquences de commande rapides et précises ainsi que de fonctions de sécurité intégrées. La parfaite synergie de tous les composants vous permet d'accroître aussi bien votre productivité que la qualité de vos produits. Systèmes compacts SIMATIC PCS 7 BOX................................. 84 Migration Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs.............................. 86 Support clients Prestations de service et maintenance.................. 90 Pour plus d'informations............................. 92 SIMATIC PCS 7 3
Sept avantages SIMATIC PCS 7 Takes you beyond the limits! INTERNET Client Web Data Monitor SAP Informations de gestion / Système d'exécution de la production SIMATIC IT Office LAN (Ethernet) SIMATIC PCS 7 BOX OS Single Station Clients OS / Batch / Route Control Modules de sécurité Serveur Web / OpenPCS 7 INTERNET Imprimante de réseau Client Poste de maintenance Postes d'ingénierie Réseau de terminaux, simple/redondant Serveurs OS / Route Control Industrial Ethernet Serveurs d'archives / Batch Serveurs Poste de maintenance Ethernet industriel, simple/redondant SIMATIC ET 200M SIMATIC PCS 7 AS RTX Systèmes d'automatisation standard SIMATIC ET 200M Systèmes d'automatisation à haute disponibilité SIMATIC ET 200M simple/redondant Systèmes d'automatisation à sécurité intrinsèque SIMATIC ET 200M Modules standard et F FOUNDATION Fieldbus H1 Zone 2 Systèmes de pesage Zone 1 MTA SIMATIC ET 200iSP SIMATIC ET 200M Modules F AS-Interface DP/FF Link DP/AS-Interface Link E/S Ex HART ET 200M DP/PA Link Poste de commande Ex PROFIBUS PA DP/PA Link Y-Link PROFIBUS PA DP/PA Link avec coupleurs DP/PA redondants Répartiteur de terrain actif Modbus, accouplement en série PROFIBUS DP Integrated Drives ET 200M avec CP 341 PROFIBUS DP-iS ET 200S ET 200iSP HART DP/PA Link CO x, NO x PROFIBUS PA Active Field Distributors PROFIBUS PA SIMATIC ET 200pro SIMATIC ET 200S Architecture du système SIMATIC PCS 7 SIMATIC PCS 7 est un système de contrôle de procédés homogène et cohérent, caractérisé par une architecture évolutive unique et des propriétés exceptionnelles. Il représente la base idéale pour la réalisation à coûts modérés et l'exploitation économique d'installations de contrôle-commande. L'architecture de SIMATIC PCS 7 autorise une extension ciblée par l'intégration directe de nombreuses fonctions supplémentaires telles que l'automatisation des procédés discontinus, la commande du transport de matières, les fonctions Advanced Process Control, la gestion des actifs (Asset Management), les applications de téléconduite et de sécurité, l'exploitation et la gestion des données de procédé ou encore les tâches MES. SIMATIC PCS 7 vous offre bien plus qu'un système de contrôle de procédés classique. Les sept arguments suivants parlent en faveur de SIMATIC PCS 7 : Réduction du coût total de possession (Total Cost of Ownership) grâce à l'intégration Haute performance et qualité conjuguées avec ingénierie efficace, fiabilité et disponibilité Flexibilité et évolutivité du petit système de laboratoire à la grande installation en réseau Protection des investissements grâce à la modernisation progressive des systèmes internes et des systèmes tiers Safety & Security technique de sécurité intégrée et sécurité informatique complète pour une protection fiable des personnes et de l'environnement ainsi que du procédé et de l'installation Innovations technologiques permanentes, du premier fournisseur mondial d'automatismes Maintenance et support sur place grâce à un réseau mondial d'experts et de partenaires agréés 4 Sept avantages
Réduction du coût total de possession grâce à l'intégration L'intégration constitue l'un des atouts majeurs de SIMATIC PCS 7. Elle a un impact considérable sur l'optimisation de tous les processus d'entreprise et, partant, sur la réduction du coût total de possession (Total Cost of Ownership), sur tout le cycle de vie d'une installation. Dans le contexte de SIMATIC PCS 7, elle offre de nombreuses facettes : Intégration horizontale dans Totally Integrated Automation Totally Integrated Automation (TIA) de Siemens est une offre exhaustive de produits, de systèmes et de solutions parfaitement coordonnés entre eux et destinés à tous les niveaux hiérarchiques de l'automatisation industrielle. Dans le cadre de TIA, SIMATIC PCS 7 est intégré horizontalement dans l'automatisation cohérente de la chaîne complète de production d'une entreprise, de l'entrée des marchandises jusqu'à leur sortie. Bien que SIMATIC PCS 7 gère, avant tout, l'automatisation des procédés primaires, ce système est également en mesure d'intégrer les procédés secondaires ainsi que l'infrastructure électrique existante, comme par exemple les tableaux basse et moyenne tension. TIA garantissant la compatibilité des développements ultérieurs, la continuité n'est jamais rompue. Pour l'exploitant de l'installation, c'est une garantie de pérennité des investissements, car il pourra développer et moderniser son installation tout au long du cycle de vie. Intégration verticale dans la communication hiérarchique Par le biais d'interfaces normalisées reposant sur des normes industrielles internationales et d'interfaces système internes pour l'échange direct de données, SIMATIC PCS 7 s'intègre dans la communication hiérarchique d'une entreprise. Les données de procédé sont ainsi disponibles dans l'entreprise en tout temps et en tout lieu, pour l'évaluation, la planification, la coordination et l'optimisation des processus d'exploitation, de production et d'entreprise. SIMATIC PCS 7 prend en charge la connexion à SIMATIC IT (Manufacturing Execution System de Siemens). SIMATIC IT peut saisir en temps réel les données du niveau ERP et du niveau commande, modéliser l'ensemble des savoirs de fabrication et définir les processus d'exploitation de manière précise. L'interface système OpenPCS 7 fondée sur les spécifications OPC (Openness, Productivity, Collaboration) facilite l'échange de données avec les systèmes hiérarchiquement supérieurs de planification de la production ou d'analyse et de gestion des données de procédé (clients OPC). Un serveur Web PCS 7 permet la conduite et la supervision de l'installation via Internet/Intranet. Le serveur Web PCS 7 collecte les données des serveurs OS subordonnés et les met à disposition dans le monde entier pour la télésurveillance, la téléconduite, le télédiagnostic et la télémaintenance. L'accès Web est soumis aux mêmes mécanismes de protection d'accès que ceux du client en salle de contrôle. La communication hiérarchique dans l'entreprise s'étend du niveau gestion au niveau terrain, en passant par le niveau de conduite et de contrôle. Les composants suivants sont intégrés dans cette communication : appareils de terrain et analyseurs systèmes de pesage et de dosage entraînements (départs-moteur, disjoncteurs moteur, variateurs) De ce fait, le diagnostic du système et sa maintenance sont pris en charge de manière optimale avec la station de maintenance pour l'asset Management proche de l'installation de SIMATIC PCS 7. Étude et conception Installation et mise en service Production Maintenance Modernisation Réduction des coûts de possession sur tout le cycle de vie de l'installation Sept avantages 5
Réduction du coût total de possession (TCO) grâce à l'intégration Intégration de fonctions supplémentaires dans le système de contrôle de procédés En fonction de l'automatisation spécifique du procédé ou des besoins particuliers du client, des matériels et logiciels dédiés à des tâches d'automatisation spéciales peuvent être intégrés au système de contrôle de procédés en vue de son extension fonctionnelle : Station de Maintenance (Asset Management) SIMATIC BATCH (automatisation des procédés par lots) SIMATIC Route Control (commande du transport de matières) Safety Integrated for Process Automation (Système de sécurité) Advanced Process Control (procédés de régulation progressifs) SIMATIC PCS 7 TeleControl (téléconduite) SIMATIC PCS 7 LAB (automatisation de laboratoire) Toutes ces fonctions s'intègrent nativement et parfaitement dans SIMATIC PCS 7. Un système d'ingénierie central réduit le travail de configuration grâce à une palette d'outils harmonisés permettant une configuration cohérente du système. La visualisation conviviale, uniforme à l'échelle du système, facilite tant la familiarisation que l'orientation et permet le cas échéant une intervention rapide et ciblée de l'opérateur sur le procédé. Intégration de normes techniques supplémentaires SIMATIC PCS 7 est également en mesure d'intégrer dans le système des standards techniques qui ne sont pas ancrés dans TIA. Par exemple, FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1), établi dans certains secteurs, peut être intégré dans le système de contrôle-commande via PROFIBUS. La configuration matérielle et le diagnostic détaillé des composants FF-H1 sont compatibles avec le système. L'intégration des composants FF-H1 dans SIMATIC PCS 7 Asset Management est garantie. Intégration de produits Add-On SIMATIC PCS 7 homologués La modularité, la flexibilité, l'évolutivité et l'ouverture de SIMATIC PCS 7 constituent des conditions optimales permettant d'intégrer des composants et des solutions complémentaires dans le système de contrôle de procédés et ainsi d'en compléter et d'en élargir les fonctionnalités. Un grand nombre de composants complémentaires, que nous désignons par produits «Add On pour SIMATIC PCS 7», ont été développés tant par Siemens que par des partenaires externes. Il s'agit de constituants matériels et logiciels homologués par le fabricant, qui permettent une mise en œuvre économique de SIMATIC PCS 7 pour des tâches d'automatisation spéciales. 6 Sept avantages
Performance et qualité élevées, conjuguées avec ingénierie efficace, fiabilité et disponibilité L'excellence des constituants système SIMATIC, caractérisés par des performances exceptionnelles et une qualité élevée, joue sans conteste un rôle prépondérant dans l'éclatant succès de SIMATIC PCS 7. Ils se distinguent par leur très grande fiabilité de fonctionnement et peuvent également être exploités en mode redondant lorsque les exigences de disponibilité sont plus élevées. Pour preuve des performances élevées, de la qualité et de la disponibilité de SIMATIC PCS 7 : Les stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7 performantes pour les systèmes des niveaux d'exploitation et de processus tels que le système d'ingénierie, la station opérateur, la station de maintenance, qui intègrent notamment une architecture Intel moderne, un processeur rapide Core2Duo, une importante mémoire et une excellente carte graphique pour 1 à 4 moniteurs. Tous les constituants intégrés sont de haute qualité, avec des valeurs MTBF élevées, et conviennent à un fonctionnement 24 heures sur 24 en environnement bureautique ou industriel, sous des températures de 5 à 40 C. La vaste gamme de contrôleurs modulaires et évolutifs avec des performances finement échelonnées et des capacités mémoire adaptées, qui tous allient hautes vitesses de traitement et excellentes performances de communication, même pour les applications à haute disponibilité, de sécurité et à tolérance aux pannes Communication haute performance Réseaux rapides FastEthernet et Ethernet Gigabit cuivre ou optiques pour le réseau procédé et le réseau de terminaux Diverses architectures de bus de terrain PROFIBUS pour les industries des procédés et le secteur manufacturier : pour la connexion de capteurs/actionneurs via des E/S décentralisées ou la connexion directe d'appareils et d'instruments de terrain/de process y compris l'alimentation, également en zone Explosive ou pour les applications à haute disponibilité et de sécurité Temps d'ingénierie et de configuration réduits grâce à des outils de configurations matérielle et logicielle cohérentes centralisées dans le système d'ingénierie : Configuration orientée technologie, ne nécessitant aucune compétence spécifique en matière de programmation Fonctions système efficaces destinées à réduire le travail d'ingénierie, en particulier dans le cas d'un grand nombre de procédures de configuration similaires (Ingénierie de masse) Prise en charge par le système de la configuration et partage du travail Nombreuses étapes de configuration automatiques (Auto Ingénierie), compilation et chargement en une seule opération Contrôle d'accès et enregistrement des modifications Gestion des versions performante avec comparaison et historique des versions Fonctions Advanced Process Control Sept avantages 7
Haute performance et qualité Système opérateur convivial et évolutif doté de nombreuses fonctionnalités offrant une grande sécurité d'exploitation, au choix en configuration redondante Système monoposte pour un maximum de 5 000 objets de process (PO) ou système multiposte pouvant intégrer jusqu'à 12 serveurs/paires de serveurs gérant chacun 8 500 PO et jusqu'à 32 clients par serveur/paire de serveurs Gestion des utilisateurs intégrée avec contrôle d'accès et signature électronique Temps de sélection et d'actualisation des vues particulièrement courts (< 2 s) Modifications possibles en ligne, chargement sélectif de serveurs redondants Système hautement performant de traitement des alarmes avec un maximum de 150 000 messages/alarmes configurables par station monoposte/serveur Gestion intelligente des alarmes avec sélection et filtration des messages pertinents Système d'archivage performant intégré, pour l'archivage à court terme de 10 000 variables max., extension possible à l'archivage à long terme de 120 000 variables max., également en configuration redondante Systèmes Runtime et systèmes complets compacts pour procédés partiels et petites installations autonomes avec un excellent rapport prix/puissance conçus pour une vitesse de traitement élevée et une haute disponibilité. Redondance flexible à tous les niveaux du système de contrôle-commande SIMATIC PCS 7 prend en charge les configurations redondantes Niveau gestion de l'entreprise/du procédé A la fois les systèmes monopostes et les systèmes multipostes sont configurables de manière redondante. Dans le cas de systèmes multipostes, jusqu'à 32 clients (OS/ Batch/Route Control) peuvent accéder aux données de 1 à 12 serveurs/paires de serveurs (OS/Batch/RouteControl). Pour les configurations utilisant des paires de serveurs redondants, les clients commutent automatiquement sur le serveur de réserve en cas de défaut. Les types de serveurs suivants peuvent également être configurés en tant que paires de serveurs redondants : - Serveur OS - Serveur central d'archive (CAS) - Serveur Batch - Serveur RouteControl - Serveur Maintenance Station Sur le plan de la disponibilité, il convient de privilégier les topologies en anneau, en particulier les anneaux redondants doubles, pour la communication client-serveur/serveur-serveur (réseau de terminaux) ainsi que pour la communication entre les systèmes des niveaux entreprise/processus et le niveau commande (réseau procédé). 8 Sept avantages
Niveau commande Sur la base des deux variantes Single Station (une CPU) et Redundancy Station (deux CPU redondantes), la modularité des contrôleurs à haute disponibilité permet d'adapter la disponibilité de façon flexible par : Client Client - une alimentation double ou quadruple (uniquement station redondante) - une communication double ou quadruple pour le réseau procédé (uniquement station redondante) Niveau terrain Au niveau terrain, différentes architectures redondantes sont réalisables en fonction de l'environnement (zone Ex). Les appareils de terrain et instruments raccordés à des stations périphériques décentralisées ET 200M/iSP ou directement à PROFIBUS PA sont reliés à des contrôleurs à haute disponibilité par le biais de segments PROFIBUS DP. Dans les configurations PROFIBUS PA, les topologies en anneau offrent une disponibilité et une flexibilité maximales. La périphérie décentralisée ET 200M supporte également la redondance au niveau des groupes de modules et de voies. Un capteur ou actionneur peut être connecté à deux voies, répartis sur deux modules redondants dans des stations ET 200M distinctes. La redondance modulaire flexible FMR (Flexible Modular Redundancy) permet en outre de définir le degré de redondance séparément pour le contrôleur, la communication bus de terrain et la périphérie décentralisée. Il est ainsi possible de réaliser des architectures tolérantes aux pannes, adaptées avec précision à une tâche et qui tolèrent plusieurs défauts survenant simultanément. Réseau de terminaux, anneau 1 Réseau de terminaux, anneau 2 AS 412H AS 414H AS 417H Réseau procédé Industrial Ethernet redondant (anneau double) MTA SIMATIC ET 200M SIMATIC ET 200M Modules standard et F SIMATIC ET 200iSP Link DP/PA Serveurs redondants PROFIBUS PA Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants Active Field Splitter PROFIBUS PA Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants Active Field Distributors Y-Link CO x, NO x PROFIBUS PA Configurations redondantes à tous les niveaux du système de contrôlecommande Sept avantages 9
Flexibilité et modularité du petit système de laboratoire à la grande installation en réseau Laboratoire Centre technique Installation de production Groupe d installations sur un site de production SIMATIC PCS 7 LAB SIMATIC PCS 7: 100 à 120 000 entrées/sorties Modularité du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 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 coordination parfaite tant à l'intérieur du système qu'au delà de ses limites. 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. Par la suite, il est possible à tout moment, en augmentant les capacités ou par le biais de modifications technologiques, de développer ou de reconfigurer le contrôle-commande SIMATIC PCS 7. SIMATIC PCS 7 croît tout simplement en même temps que l'installation! La mise à disposition de capacités de réserve onéreuses est superflue. La modularité s'applique à tous les niveaux du système. Pour ne considérer que le niveau d'automatisation par exemple, l'utilisateur dispose de plusieurs contrôleurs compatibles sur le plan fonctionnel, avec un rapport qualité/prix échelonné. Contrôleur compact Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX Contrôleurs modulaires de la série S7-400 en tant que systèmes standard, à haute disponibilité et de sécurité Ceci permet d'adapter au mieux les performances d'automatisation aux exigences de l'installation/l'unité, et d'éviter ainsi d'inutiles et onéreux surdimensionnements. 10 Sept avantages
Système d automatisation Microbox avec contrôleur logiciel Système d automatisation modulable de la série S7-400 avec contrôleur matériel Système Runtime avec fonctionnalité AS Systèmes Runtime avec fonctionnalité AS et OS ou systèmes complets avec fonctionnalité AS, OS et ES SIMATIC PCS 7 AS RTX AS 414 AS 416 AS 417 SIMATIC PCS 7 AS RTX avec contrôleur logiciel WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX avec contrôleur logiciel WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 avec contrôleur matériel WinAC Slot 416 Classification des contrôleurs en fonction de la performance d'automatisation Echelonnement des systèmes compacts sur le plan des performances d'automatisation et des fonctionnalités (AS : contrôleur, OS : système opérateur, ES : système d'ingénierie) Les avantages économiques de la granularité concernent non seulement la planification, l'ingénierie, la mise en service et l'exploitation, mais aussi la maintenance et la formation. L'ingénierie commune, cohérente pour l'ensemble de la plateforme système garantit que les données d'ingénierie, une (seule) fois créées, restent utilisables durablement. Pour l'automatisation de processus partiels et de petites installations autonomes, SIMATIC PCS 7 dispose de plusieurs systèmes compacts attractifs utilisables à proximité de l'installation, dont les performances et les fonctionnalités sont échelonnées comme suit : SIMATIC PCS 7 AS RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 SIMATIC PCS 7 LAB SIMATIC PCS 7 LAB, conçu spécialement pour répondre aux exigences de l'automatisation de laboratoire, repose sur le système PCS 7 BOX 416. Avec environ 60 points de mesure, les systèmes compacts définissent le bas de l'échelle sur le plan des capacités fonctionnelles du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Celle-ci s'étend jusqu'aux systèmes multipostes répartis avec architecture client/serveur pouvant totaliser 60 000 points de mesure pour l'automatisation de très grandes installations de production ou d'installations en réseau sur un site de production. Ceci correspond environ à une échelle de 100 à 120 000 entrées/sorties. Sept avantages 11
Protection des investissements grâce à la modernisation progressive des systèmes internes et des systèmes tiers La modernisation des procédés et installations existants est motivée par diverses raisons. Augmentation de la productivité et de la qualité, réduction des coûts ou des délais de mise sur le marché, ou encore mise en conformité environnementales des processus de production et des technologies par l'utilisation optimale des matières premières et de l'énergie. Pour atteindre ces objectifs, les processus doivent être régulièrement optimisés, et les systèmes et installations modernisés et élargis. Une stratégie de modernisation progressive adaptée permet de conserver et d'enrichir la base installée : matériel, logiciels applicatifs et savoir-faire du personnel de conduite et de maintenance. C'est pourquoi Siemens propose, pour ses propres systèmes de contrôle, un grand nombre de produits et de solutions innovants pour migrer vers SIMATIC PCS 7. C'est par exemple le cas pour : TELEPERM M APACS SIMATIC PCS/TISTAR OpenPMC Un des objectifs les plus importants de la stratégie de migration de Siemens est de mettre en place des procédures successives permettant de moderniser la base installée sans rupture du système ni arrêt de l installation, tout en limitant les dépenses en investissements nouveaux. Cette stratégie peut être adaptée aux particularités de chaque installation et aux exigences spécifiques de l'exploitant. Son objectif est toujours de maximiser le retour sur investissement. Mais ce n'est pas tout : sur la base de son portefeuille de migration, qui comprend un grand nombre de produits, d'outils et de services innovants qui ont fait leurs preuves dans la pratique, Siemens a également développé des solutions de migration pour des systèmes de contrôle-commande externes, comme par exemple ABB ou Bailey. De cette manière, les utilisateurs de ces systèmes peuvent s'appuyer sur la technologie SIMATIC, leader mondial dans ce domaine, pour garantir la pérennité de leurs investissements dans de nouvelles techniques d'automatisation orientées vers l'avenir. 12 Sept avantages
Technique de sécurité intégrée et sécurité informatique complète pour une protection fiable des personnes et de l'environnement ainsi que du processus et de l'installation Architecture sécuritaire avec défense en profondeur (Defense-in-Depth) Segmentation de l'installation (cellules de sécurité) Gestion des patchs de sécurité Windows Réseau : sous-réseaux, adresses IP, résolution des noms Active Directory Domaines Groupes de travail Installation de production Accès SAV et télémaintenance (VPN, IPSec) Antivirus et pare-feu Gestion des utilisateurs et des droits d'accès Synchronisation horaire L'industrie des procédés fait très souvent intervenir, parmi les produits initiaux, intermédiaires ou finaux, des matières et des mélanges facilement inflammables, hautement explosifs ou dangereux pour la santé. Leur manipulation exige une grande prudence et des mesures de sécurité exceptionnelles, tout dysfonctionnement ou défaut de l'installation pouvant avoir des conséquences fatales pour les personnes, l'environnement, les machines et les installations. C'est pourquoi la technique de sécurité de Siemens a pour objectif de neutraliser les risques potentiels existants moyennant des équipements techniques, ou de limiter les répercussions possibles à un minimum tolérable. "Safety Integrated for Process Automation" est une offre complète de produits et de services destinés à la réalisation d'applications sûres et tolérantes aux pannes dans les industries des procédés. Fondée sur le système de sécurité de Siemens, elle met à disposition la fonctionnalité de sécurité intégrale ("Safety Integrated for Process Automation"), du capteur au contrôleur et à l'actionneur. Les progrès de la standardisation, l'ouverture et la mise en réseau mondial s'accompagnent d'effets négatifs comme le piratage, les virus informatiques, les vers ou les chevaux de Troie. Les dangers potentiels pour la sécurité qui en découlent ont considérablement augmenté dans les installations de contrôle-commande. Les menaces par le fait de programmes malveillants ou de personnes non autorisées ne se limitent pas à une simple surcharge ou défaillance des réseaux, ni même à l'espionnage des mots de passe ou des données. Il faut envisager également les risques de sabotage ciblé en cas de prise de contrôle du système d'automatisation des procédés. Les dommages qui en découlent ne seraient pas uniquement d'ordre matériel, mais menaceraient également les personnes et l'environnement. Pour pallier ces menaces, SIMATIC PCS 7 offre un concept avant-gardiste et des solutions complètes pour la protection des installations de procédés, qui reposent sur une architecture sécuritaire de défense en profondeur (defense in depth). La particularité de ce concept de sécurité réside dans son approche globale. Il ne se limite pas à l'utilisation de méthodes de sécurité (par ex. codage) ou d'appareils isolés (par ex. parefeu). Ses atouts résident dans la synergie d'un grand nombre de mesures de sécurité appliquées au réseau de l'installation. Sept avantages 13
Innovations technologiques permanentes, du premier fournisseur mondial d'automatismes Les investissements dans la recherche et le développement sont indispensables pour l'innovation et partant, d'une réussite économique durable. Siemens est un initiateur de tendances qui, lors du développement de produits et de technologies innovants, s'efforce de relever les défis actuels de notre époque, par exemple l'utilisation économique des ressources en énergie ou la protection de l'environnement. De plus, les innovations de la branche «Industry» de Siemens se caractérisent avant tout par la tendance à fusionner la planification virtuelle des produits/de la production et de l'automatisation. Ceci induit une plus grande flexibilité et permet de réaliser des économies substantielles en temps et en argent lors du développement, du lancement sur le marché et de la production. La division «Industry Automation & Drive Technologies» mène ses projets de recherche et développement dans le cadre de collaborations globales, souvent en liaison avec des universités. Le moteur de ces innovations repose sur le désir de Siemens de répondre au mieux aux besoins de ses clients. Au cours du seul exercice 2007, Siemens a fait enregistrer 8 267 inventions, soit une augmentation de sept pour cent par rapport à l'année précédente. Pendant la même période, le nombre de brevets enregistrés est passé à 5 060, soit une hausse de 11 %, ce qui correspond en moyenne à 38 inventions et 23 enregistrements de brevets par jour ouvrable. Siemens occupe la première place en matière de dépôts de brevets en Allemagne, la seconde à l'échelle européenne et figure parmi les 10 premiers aux Etats-Unis : une preuve indéniable de la force novatrice de l'entreprise. C'est pourquoi Siemens dispose aujourd'hui de la palette de produits la plus moderne dans le domaine des techniques d'automatisation et d'entraînement. Par exemple, quatre produits sur cinq ont moins de 5 ans. Au cours de l'exercice 2007, Siemens a investi 300 millions supplémentaires dans son budget de recherche et de développement, qui est ainsi passé à 3,4 milliards d'euros, en particulier pour la division «Industry Automation & Drive Technologies», avec une part de 49 %, soit environ 1,67 milliard d'euros. 14 Sept avantages
Maintenance et support sur place grâce à un réseau mondial d'experts et de partenaires agréés Qui opte pour SIMATIC PCS 7 dispose, avec Siemens, d'un partenaire puissant et fiable possédant un immense savoir-faire et une longue expérience dans l'automatisation des procédés industriels. Siemens a établi dans le monde entier un réseau étroit d'experts afin d'assister ses clients du contrôle-commande. 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. De par leur présence locale, ils connaissent parfaitement les spécificités régionales, sont en contact direct avec leurs clients et sont à même de réagir avec rapidité et flexibilité aux requêtes de ces derniers. Leurs prestations de service se rapportent à l'ensemble du cycle de vie d'une installation, de la planification et la configuration à la modernisation ou au démantèlement, en passant par la mise en service et la production. La palette des prestations va de la ligne d'assistance téléphonique 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 aux nombreux services de consulting technique, en passant par l'assistance à la mise en service, la maintenance ou la mise à niveau, jusqu'au service réparation et pièces de rechange. Etant donné que le contrôle-commande se développe en permanence, une formation continue est indispensable. Et ce, non seulement pour nos clients, mais aussi pour nos spécialistes système et nos partenaires locaux. C'est pourquoi Siemens propose des formations ciblées, professionnelles, dans des centres de formation dans plus de 60 pays ou directement sur le site de l'installation. Siemens considère que son étroite collaboration avec des partenaires et des intégrateurs système constitue une des clés du succès dans l'automatisation des processus. Pour renforcer et intensifier cette coopération, Siemens a élaboré un "Solution Partner Program" dont l'étendue est actuellement unique sur le marché. Ce programme combine à la perfection les connaissances approfondies en technologies et en applications avec l'expérience et le savoir-faire relatifs aux produits et aux systèmes. Sept avantages 15
Système d'ingénierie Ingénierie à l'échelle du système avec le système d'ingénierie centralisé Modules fonctionnels technologiques OS Ingénierie SIMATIC PCS 7 Engineering Import/ Export Assistant CFC/SFC Libraries HW Config Graphics Designer Faceplate Designer SIMATIC BATCH S7 F Systems SIMATIC PDM SIMATIC Manager / Base de données continue Ingénierie de l'automatisation Ingénierie pour réseau/ communication/matériel Ingénierie pour systèmes à sécurité intégrée Paramétrage des appareils de terrain 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 Ingénierie simultanée (Concurrent Engineering) Les stations de travail performantes SIMATIC PCS 7, en version monoposte ou serveur, associées au système d'exploitation Windows XP Professional/Server 2003, 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 via une carte graphique multimoniteur. La licence et l'unité de facturation pour l'ingénierie SIMATIC PCS 7 sont basées sur le nombre d'objets de procédés configurables. La licence du logiciel d'ingénierie est fonction des cas d'utilisation suivants du système d'ingénierie : utilisation exclusivement en tant que station d'ingénierie classique ; sans limitation du nombre d'objets de processus (non utilisable pour l'os en phase de production ; 2 heures d'utilisation en mode test de l'os) utilisation comme station d'ingénierie/opérateur combinée ; nombre d'objets de process adaptable Les licences logicielles de la station ES/OS combinée comprennent les licences pour l'ingénierie ainsi que les licences Runtime pour l'as et l'os correspondant au volume. Les PowerPacks d'ingénierie permettent à tout moment une extension ultérieure du nombre d'objets de processus. La fonctionnalité de base couverte par le logiciel standard peut être développée (selon la tâche spécifique au projet et son application). 16 Système d'ingénierie
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. Ce jeu inclut des outils permettant de réaliser efficacement l'ingénierie des composants et des fonctions suivants : 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) applications de sécurité (Safety Integrated for Process Automation) fonctionnalité de diagnostic et Asset Management procédés par lots automatisés à l'aide de SIMATIC BATCH contrôle des transports de matières avec SIMATIC Route Control travail avec des outils de planification CAO/IAO de niveau supérieur (importation et exportation de points de mesure et solutions-type). 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 de procédés SIMATC 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 modules et diagrammes préconfigurés, les spécialistes en technologie et les techniciens procédé et fabrication peuvent planifier et configurer dans l'univers qui leur est habituel. Le matériel nécessaire à l'exécution dans le cadre d'un projet SIMATIC (par ex. contrôleurs, composants de communication et périphérie de processus) est détaillé dans un catalogue électronique. Il est configuré et paramétré à l'aide de l'outil de configuration HW Config. 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. Cette opération est rapide à apprendre et facile à exécuter, même pour le technicien qui ne possède pas de connaissances en programmation. Des blocs fonctionnels standardisés (types de points de mesure) pour les appareils/composants typiques sont disponibles dans une bibliothèque de contrôle-commande. Le configurateur doit sélectionner les blocs prédéfinis, les placer sur la surface de travail, puis les connecter et les paramétrer de manière graphique. Vue des composants : configuration matérielle à l'aide de HW Config A l'aide de l'assistant d'importation/exportation permettant l'échange de données avec des systèmes de planification génériques et à des fonctions telles que "Extended Rename", il est possible d'obtenir, notamment dans le cadre de projets d'envergure, des effets de rationalisation significatifs par l'utilisation répétée de points de mesure et de solutions-type standard. Grâce à la base de données cohérente du système d'ingénierie, les données ne sont saisies qu'une seule fois et sont disponibles à travers l'ensemble du système. 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. Des modifications de configuration sélectives peuvent être chargées en ligne, dans les composants concernés du système. Les temps de reconversion réduits diminuent les temps d'attente pour le technicien chargé de la mise en service et se répercutent favorablement sur les frais de mise en service. Les modifications de configuration concernant les contrôleurs peuvent être testées sur un système de test avant d'être chargées sur les systèmes cibles de l'installation en cours d'exploitation. 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 contrôleurs, les composants du bus ou la périphérie de procédé Vue des objets de process Environnement central de développement couvrant tous les aspects des points de mesure/objets de procédé Système d'ingénierie 17
Logiciel d'ingénierie Points de mesure dans la vue des objets de process Vue des objets de process La vue des objets de process de SIMATIC Manager assiste la méthode de travail du technicien des procédés 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, 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 pour le repérage orienté installation des objets de procédé. 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. La vue des objets de process permet également de configurer la fonction "Smart Alarm Hiding". Il s'agit de masquer dynamiquement des messages (alarmes) qui, dans certains états de l'installation, sont de moindre importance pour la sûreté de fonctionnement. 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 effectuée. En sélectionnant les cases d'option dans la matrice d'alarmes de la vue des objets de process, il est possible de définir individuellement la visualisation ou le masquage des messages pour chacun des états de fonctionnement (32 max.). Les messages masquéés ne font pas l'objet d'une signalisation optique ni acoustique, mais sont cependant journalisés et archivés. Continuous Function Chart (CFC) L'éditeur CFC est l'outil utilisé pour la configuration graphique et la mise en service des fonctions continues d'automatisation. Grâce à un puissant auto-routage et à une configuration intégrée des messages, des blocs préconfigurés peuvent être placés dans les diagrammes CFC, puis paramétrés et interconnectés. 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 (diagrammes compilés en types de blocs) ou des types SFC (commandes séquentielles normalisées) sous forme d'instances offrent un potentiel de rationalisation supplémentaire. 18 Système d'ingénierie
Continuous Function Chart Sequential Function Chart Lors de la création d'un nouveau diagramme CFC, un groupe d'exécution portant le nom du diagramme est généré. Tous les blocs incorporés au diagramme sont automatiquement ajoutés à ce groupe d'exécution. Ainsi, chaque bloc inséré reçoit des caractéristiques d'exécution que le configurateur peut modifier dans l'éditeur ou optimiser au moyen d'un algorithme. Dans un premier temps, l'algorithme détermine individuellement l'ordre optimal des blocs pour chaque groupe d'exécution, puis l'ordre optimal des groupes d'exécution. 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. Sequential Function Chart (SFC) L'éditeur SFC est adapté à la configuration graphique et à la mise en service des commandes séquentielles pour les 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 en tant que diagramme SFC ou type SFC, selon l'utilisation ultérieure souhaitée. Diagramme SFC Le diagramme SFC permet de réaliser des commandes séquentielles à utilisation unique, intervenant dans plusieurs secteurs d'une installation de production. Chaque diagramme SFC dispose d'entrées et de sorties standard pour les informations d'état et pour la commande par le programme ou par l'utilisateur. Le diagramme SFC peut être placé et interconnecté en tant que bloc dans le CFC. Les connecteurs de blocs CFC souhaités sont sélectionnés au moyen d'actions simples et reliés aux étapes ou aux transitions des graphes séquentiels. Une gestion des états conforme à ISA-88 permet de définir jusqu'à 8 commandes séquentielles séparées par diagramme SFC, par exemple pour les états comme HOLDING ou ABORTING, pour SAFE STATE ou pour 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 procédé correspondante, pour toutes les instances de SFC autorisant la conduite et la supervision. Système d'ingénierie 19
Logiciel d'ingénierie Advanced Process Library La bibliothèque APL (Advanced Process Library) est un développement de la bibliothèque standard SIMATIC PCS 7, qui s'appuie sur la longue expérience de configurateurs et d'exploitants d'installations et qui tient compte des recommandations NAMUR et des spécifications PNO actuelles. Des fonctionnalités nouvelles et optimisées ainsi que des interfaces utilisateur attrayantes offrant un grand confort d'utilisation facilitent l'interaction de l'opérateur avec son installation. Exemples : Exemples d'images de commande OS standard (faces avant) de la bibliothèque SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, Vannes Bibliothèques de contrôle-commande Les blocs, les faces avant et les icônes, testés, préconfigurés et organisés en bibliothèques de contrôle-commande, forment les éléments de base de la configuration graphique des solutions d'automatisation. L'utilisation de ces éléments de bibliothèques contribue fortement à réduire le travail d'ingénierie, donc les coûts des projets. Le logiciel d'ingénierie standard SIMATIC PCS 7 intègre deux bibliothèques de contrôle-commande : SIMATIC PCS 7 Standard Library Advanced Process Library L'offre complète de blocs de ces deux bibliothèque 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 Standard Process Control et 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 Nouveaux modes de fonctionnement : - "Local" pour l'intégration et l'utilisation de commandes locales éventuelles - "Hors service" pour désactiver un point de mesure à des fins d'entretien et de maintenance Nouveaux blocs de vues : - "Prévisualisation" avec informations d'état concernant les signaux d'e/s, l'activation automatique ainsi que les commandes possibles / autorisées - "Notes" pour l'affichage d'informations temporaires destinées au personnel de conduite Blocs de verrouillage conviviaux avec information premier signal, pouvant être appelés directement depuis les blocs fonctionnels technologiques (par ex. depuis un bloc moteur) Meilleure protection contre les erreurs de manipulation grâce à un échelonnement supplémentaire des droits d'accès Adaptation flexible de fonctions dans les blocs de bibliothèque Assistance à la mise en service grâce à la simulation directement sur la station opérateur Graphics Designer et Faceplate Designer Les données du projet pour l'ingénierie des systèmes opérateur sont 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. Un Graphics Designer performant est disponible pour la création graphique des vues de l'installation. Outre les blocs de vues standard (faces avant), le Faceplate Designer permet de créer des faces avant personnalisées pour la conduite et la supervision des points de mesure ou des unités de procédés. L'interconnexion des symboles avec les points de mesure s'effectue en toute commodité par glisserdéplacer. 20 Système d'ingénierie