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SIMATIC PCS 7

Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7

Answers for industry.

BrochureAvril2013

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SIMATIC PCS 72

Totally Integrated Automation

Avec la diversité fonctionnelle, la flexibilité et les perfor-mances de la version 8.0 actuelle, SIMATIC PCS 7 compte parmi les premiers systèmes de contrôle de procédés sur le marché international et offre le potentiel nécessaire à la réali-sation 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 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 har-monisés, destinée à tous les niveaux hiérarchiques de l'auto-matisation industrielle, du niveau de gestion d'entreprise au niveau terrain en passant par les niveaux commande. Il permet ainsi la réalisation d'une automatisation cohérente, conforme aux exigences du client, dans l'ensemble des sec-teurs industriels manufacturiers, des procédés et hybrides.

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SIMATIC PCS 7 3

La gamme de produits et de systèmes cohérents et les solu-tions 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 syner-gie de tous les constituants vous permet d'accroître durable-ment à la fois votre productivité et la qualité de vos produits et d'accélérer considérablement la mise sur le marché de nou-veaux produits.

Sommaire

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Progress you trust

Performance you trust. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Performance sur mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Performance dans l'ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Performance en fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

L'automatisation de processus avec Siemens. . . . . . . 12

Composants du système

Administration système avec Management Console . . 13

Système d'ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Process Device Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Système opérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Archivage des données de processus et reporting. . . 34

Diagnostic et maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Automates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Systèmes compacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Communication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Périphérie de processus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . 68

Sécurité industrielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Composants technologiques

Intégration des Package Units et des pupitres opérateur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Téléconduite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Automatisation d'installations de commutation . . . . 80

Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7 . . . . . . . . . . 82

Optimisation avec Advanced Process Control . . . . . . 84

Systèmes de simulation et de formation . . . . . . . . . . 86

Connexion aux systèmes informatiques. . . . . . . . . . . 88

Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS . . . . 90

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

Support clients

Prestations de service et maintenance . . . . . . . . . . . . 93

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Progress you trust4

Progress you trust

Chez Siemens, nous nous orientons aux exigences de nos clients et à leurs marchés. Nous optimisons continuelle-ment nos produits et prestations pour assurer la compéti-tivité de nos clients grâce à un développement systéma-tique,

tout en gardant toujours les exigences et tendances de l'auto-matisation de processus à l'esprit : nos produits, systèmes et solutions sont le garant de durabilité, leur mise en oeuvre per-met 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 aug-mentent 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 épau-lons avec nos connaissances techniques – en nous basant sur des normes de qualité mondiales et avec des experts spéciale-ment formés pour une mise en oeuvre rapide et efficace.

Par notre vaste travail en matière de recherche et développe-ment, notre culture d'entreprise novatrice, notre compréhen-sion 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 parte-naires, en mesure de jouer un rôle décisif dans le développe-ment futur de l'industrie de processus.

Grâce à notre orientation client systématique, à notre expé-rience de plusieurs années, à notre grande capacité d'innova-tion et à notre vaste gamme de produits et services, nous créons les conditions nécessaires pour des relations commer-ciales 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 condi-tion 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 Sie-mens et qui obtiennent ainsi les meilleures performances. Laissez-vous convaincre :

Faites confiance à la performance – Misez sur SIMATIC PCS 7.

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Progress you trust 5

Performance you trust

Le système de contrôle de 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 de 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 de 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 de procédés offre des outils, fonctions et propriétés perfor-mants 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• Intégration verticale dans la communication hiérarchique• Outils intégrés au système pour des tâches d'ingénierie

• Des fonctions intégrées, par ex. pour l'automatisation de processus des lots, la sécurité de processus, la gestion d'énergie, les tâches de téléconduite, etc.

• Intégration du niveau du bus de terrain, y compris les en-traînements, les installations de commutation, etc.

Intégration horizontaleUn système pour l'automatisation homogène de toute la chaîne de processus, de l'entrée des matières premières jus-qu'à la sortie des marchandises – ceci constitue l'un des avan-tages déterminants résultant de l'intégration parfaite de SIMATIC PCS 7 dans Totally Integrated Automation.

Le système de contrôle de procédés est certes le principal res-ponsable de l'automatisation des processus primaires, mais il peut encore être bien plus : le système est également en me-sure d'intégrer des processus secondaires complets, comme l'infrastructure électrique sous la forme d'installations de com-mutation à moyenne tension ou la gestion de bâtiments.

L'intégration de composants SIMATIC standard sélectionnés dans le système de contrôle de procédés – automates, PC in-dustriels, composants réseau ou stations de périphérie décen-tralisée – assure une parfaite interaction entre les composants individuels et garantit des avantages économiques, comme une facilité de sélection, un stockage réduit ou encore une assistance dans le monde entier.

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Progress you trust6

Intégration verticaleLa 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 pro-cédé. 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 coordina-tion et l'optimisation des processus d'exploitation, de produc-tion et d'entreprise, et ce en temps réel et à n'importe quel en-droit de l'entreprise !

Ingénierie centraliséeSIMATIC 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 co-hérente et la configuration de l'automatisation des lots, des fonctions de sécurité, des transports de matières ou de télé-conduite, 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 l'en-semble des coûts cumulés tout au long du cycle de vie de l'ins-tallation (Total Cost of Ownership, TCO).

Diversité fonctionnelleIl 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 élec-triques (SIMATIC PCS 7 PowerControl)

D'autre fonctions additionnelles, qui sont également bien intégrées ou intégrables dans le système de contrôle-com-mande, 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, pro-pose des fonctions de régulation performantes ainsi que des solutions d'automatisation spécifiques à un secteur et des bibliothèques.

SIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7

Life Cycle & Remote Services

OptimisationAPC

Gestion de l'énergie

Processus discontinus

Transports de matières

Téléconduite intégrée

Appareils de terrain intégrés

MCC & Drives intégrés

Installations de commutation intégrées

Package Units intégrées

Information Management

Safety Integrated

Ingénierie intégrée

Plant Asset Management

Life Cycle & Remote Services

OptimisationAPC

Gestion de l'énergie

Processus discontinus

Transports de matières

Téléconduite intégrée

Appareils de terrain intégrés

MCC & Drives intégrés

Installations de commutation intégrées

Package Units intégrées

Information Management

Safety Integrated

Ingénierie intégrée

Plant Asset Management

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Modularité du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7

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 indivi-duelles 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 compo-sants 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-com-mande 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 mo-difications 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. Si l'on considère le seul niveau commande, l'utilisateur dispose de plusieurs contrôleurs compatibles sur le plan fonctionnel, avec un rapport qualité/prix échelonné.

• Contrôleur AS SIMATIC S7 modular embedded mEC RTX au format S7-300 avec système d'exploitation Windows pré-installé et prêt à l'emploi comme automate peu onéreux.

• Contrôleur compact Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX• Contrôleurs modulaires de la série S7-400 en tant que sys-

tèmes standard, à haute disponibilité et de sécurité

Ceci permet d'adapter au mieux les performances d'automati-sation aux exigences de l'installation/l'unité et d'éviter ainsi d'onéreuses capacités inutiles.

Performance dans l'ingénierie

Par rapport à la planification et à l'ingénierie, la perfor-mance 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 proces-sus jusqu'au programme d'automatisation.

Une interface système standardisée, un travail strictement orienté objet et une gestion centralisée des données permet-tent 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 don-nées d'installation pouvant être importées sans problème à partir des outils CAD/CAE.

Il permet également une génération automatique de la confi-guration AS par une simple multiplication des types de points de mesure et de solutions types ainsi que l'édition des para-mètres.

Groupe d’installations sur un site de productionInstallation de productionLaboratoire/Centre technique

SIMATIC PCS 7: 100 à 120 000 entrées/sorties

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Performance en fonctionnement

En raison de la diversité des technologies d'automatisation et du fait qu'elles soient aujourd'hui étroitement liées à la tech-nologie informatique, la conduite de processus devient de plus en plus complexe. Parallèlement, face à la pression crois-sante des coûts, il est de plus en plus important que le person-nel 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 entretien

Pour un fonctionnement efficient de vos installations orien-tées procédé, SIMATIC PCS 7 permet non seulement une conduite de processus transparente, mais également la sur-veillance de la qualité des produits et des indicateurs de per-formance et garantit des processus plus flexibles, une plus grande disponibilité des installations et une pérennité des in-vestissements.

Le système opérateur (OS) de SIMATIC PCS 7 permet de visua-liser le processus et constitue la base d'une conduite sûre et intuitive des installations. Son architecture est modulaire et flexible – du système monoposte au système multiposte à l'ar-

chitecture client-serveur redondante. L'interface utilisateur, tenant compte des spécifications actuelles de NAMUR (Asso-ciation des utilisateurs de la technologies d'automatisation de l'industrie de processus) et de PNO (organisation des utilisa-teurs PROFIBUS), offre un confort de conduite maximum et une interaction intuitive et simple avec l'installation. Des sym-boles ergonomiques, des faceplates orientés tâche, un affi-chage uniforme d'informations d'état et des fonctions d'alarme optimisées permettent une conduite de processus sûre.

La gestion intégrée des alarmes de SIMATIC PCS 7 constitue une caractéristique de performance supplémentaire permet-tant de garantir le fonctionnement sûr et économique de l'ins-tallation. Elle filtre les alarmes importantes, autorise la conduite ciblée de l'opérateur dans des situations exception-nelles 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 ris-quer un arrêt imprévu de l'installation.

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Optimisation de processus

Outre ces fonctions pour améliorer la conduite de l'exploita-tion et de processus, SIMATIC PCS 7 propose une vaste gamme d'outils et de fonctions prenant en charge l'optimisa-tion des processus. Voici quelques exemples :

• Control Performance Monitoring• Advanced Process Control et • Process Historian

La surveillance de la qualité de régulation des boucles de ré-gulation 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 ci-blé(e) et dans les délais.

Avec l'Advanced Process Control (APC), des procédés de régu-lation performants comme la régulation de grandeurs mul-tiples, le régulateur prédictif ou les régulations prioritaires, SIMATIC PCS 7 offre des moyens déterminants pour l'amélio-ration de l'efficience de l'installation, du rendement, de la qualité des produits, de la sécurité et de la protection de l'en-vironnement. Ces solutions APL sont déjà définies dans la bi-bliothèque 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 convi-viale via Process Historian. L'archive à long terme des informa-tions telles que les variables ou alarmes de processus ou en-core de données Batch permet d'accéder rapidement à ces données historiques d'installation. L'Information Server re-donne 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.

Virtualisation

La virtualisation est une technologie logicielle innovante pour l'émulation de matériels, de systèmes d'exploitation, de bases de données et de réseaux, qui se généralise dans l'automati-sation industrielle. Les coûts d'investissement plus élevés dans le matériel, le logiciel de virtualisation, les contrats de service et l'infrastructure sont rentabilisés grâce aux écono-mies de coûts d'exploitation à long terme, en général sur l'en-semble du cycle de vie de l'installation. Des départements in-formatiques avec des spécialistes dûment formés ainsi qu'un savoir-faire spécifique en matière d'automatisation de proces-sus sont les garants essentiels du succès de la virtualisation.

La rentabilité est déterminée essentiellement par les exi-gences 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'infras-tructure ou l'exploitation virtuelle d'autres applications (outils d'évaluation, systèmes d'information et de rapport, par ex.).

Comme dans l'environnement réel, la sécurité informatique joue un rôle important dans le monde virtuel. Des méca-nismes de sécurité comparables y sont mis en œuvre, tels que les correctifs de sécurité, les antivirus, la gestion des utilisa-teurs ou la protection de l'accès.

Pour l'automatisation de processus avec SIMATIC PCS 7, des solutions de virtualisation 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. En fonction du projet, il est égale-ment possible d'exploiter les serveurs (OS, Batch, Route Control), le système d'ingénierie ou l'OS Single Station dans un environnement virtuel.

Des clients légers ou des clients Zéro économiques servent de matériel pour les clients virtuels et les composants optionnels virtuels. Les postes de conduite ainsi réalisés sont connectés via des protocoles distants (VNC, VMware View). Le personnel de conduite dispose, sur ces postes, de la fonctionnalité de conduite et de supervision familière correspondant à l'instal-lation réelle.

OS client

OS server

OS client 1

OS client 2

Eng. system

Remote protocol

VMware ESXi

Hardware (Industry PC)

Virtual PCS 7 system

Plant bus

PCS 7 controller

OS client Thin Clients

Zero Clients

Eng. system

G_P

CS

7_X

X_0

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Progress you trust10

OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients

Serveur OS

Systèmes d'automatisation standard

Serveur Batch

Client mobile

Industrial Wireless LAN

Industrial Ethernet, réseau des terminaux, simple/redondant

Industrial Ethernet, réseau procédé, simple/redondant

Systèmes de pesage

Wireless HART

Poste opérateur Ex

PA Link

PA Link/ FF Link

Zone 2 Zone 1

Gestion d'énergie intégrée

Entraînements intégrés

Modbus, accoupl. en série

AS-Interface

Stations opérateur (OS)Station monoposte

SIMATIC PCS 7performance you trust

PCS 7 AS mEC RTXavec S7-300 E/S

Systèmes d'automatisation embarquésSystèmes compacts

Pupitre opérateur

PCS 7 BOX

ET 200pro S7-300 ET 200M ET 200M

ET 200M

PCS 7 AS RTX

Package Unit

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA/FOUNDATIONFieldbus H1(PA/FF H1)

ET 200iSP HART

ET 200S

AFD AFDiS

ET 200M, Ex-I/O, HART

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G_P

CS7

_XX

_00

33

8

Client Web- OS- Maintenance

Systèmes d'automatisation à haute disponibilité

Systèmes d'automatisation de sécurité

Serveur Route Control

Serveur de maintenance

TeleControl OS Server

Serveur Web / OpenPCS 7

Station d'ingénierie

Ethernet, Office LAN

Imprimante de réseau

Pare-feu avant

Pare-feu arrière

Y-Link

Analyse de gaz

PA Link/ FF Link

PA Link/ FF Link

Zone 2 Zone 1

Zone 1

ET 200Msimple/redondant

Convertisseur(journaux : SINAUT ST7, DNP3, CEI 60870-5, Modbus)

Communication (radio, téléphone, Internet)

RTU de construc-teurs tiers

RTU(type en fonction du journal)

ET 200Mmodules F

PA Link

ET 200M

PROFIBUS DP-iS

PA/FF H1

ET 200iSP

ET 200iSP

ET 200pro

ET 200S

MTA

AFS

AFD AFDiS

PA/FF H1

PROFIBUS PA

AFD

AFD AFD

AFDiS S7-400 (H)

ET 200S

S7-300

WAN

PROFINET

TeleControl

PowerControl

IEC 61850

MES/MISSIMATIC IT

Plant Lifecycle Management

COMOS

Information Server

ERPData Monitor

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Progress you trust12

L'automatisation de processus avec Siemens – Bien plus qu'une technologie de confiance

Des technologies sophistiquées, des logiciels et matériels SIMATIC performants ainsi que des solutions d'automati-sation spécifiques à votre secteur constituent la base opti-male pour votre succès. Avec Siemens, vous avez en outre trouvé un fournisseur de technologies d'automatisation de classe mondiale à qui vous pouvez faire confiance.

A Innovation you trust

Pour le succès économique d'aujourd'hui et de demain, Siemens mise sur une innovation technologique constante. Avec 29 500 collaborateurs sur 188 sites, Siemens effectue actuellement des recherches dans ce domaine et coopère avec des instituts de recherche de grandes universités. Au cours de l'exercice 2012, Siemens a investi 4,2 milliards d'eu-ros dans les activités de recherche et développement, pour un résultat d'environ 8 900 découvertes, soit 41 par jour ou-vrable. 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 développe-ment durables, le recours accru aux énergies renouvelables, l'utilisation efficiente des matières premières ainsi que la ré-duction de l'impact environnemental. Le chiffre d'affaires réa-lisé au titre du portefeuille environnemental s'est porté en 2012 à plus de 33 milliards d'euros et a permis une réduction des émissions de CO2 de 332 millions de tonnes.

A Expertise you trust

Chaque secteur a ses propres exigences à la technologie d'automatisation, suit des tendances individuelles et doit faire face à des défis particuliers. Siemens en est conscient depuis des années et a réagi en s'adaptant à chaque secteur. Nos ex-perts se concentrent sur certains secteurs industriels pour que vous puissiez être assuré que votre interlocuteur connaît vos marchés et maîtrise vos processus. Profitez de cette expé-rience et de ce savoir-faire dans le domaine de la conduite et

de l'optimisation de processus propre à votre secteur ! Notre vaste gamme spécifique aux besoins industriels de presta-tions d'ingénierie et de conseil couvre tout le cycle de vie de votre installation, de la planification à la modernisation de votre installation et vous accompagne dans chaque phase avec un service optimisé.

A Partner you trust

Toute personne qui opte pour SIMATIC PCS 7 dispose avec Siemens d'un partenaire puissant et fiable doté d'un savoir-faire 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 éprou-vés que nos équipes appliquent dans le monde entier et qui assurent un standard qualité élevé et uniforme, quelle que soit la taille de l'installation ou l'ampleur du projet. Siemens a établi dans le monde entier un réseau dense d'experts pour as-sister ses clients du secteur du contrôle de procédés. Ce ré-seau 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, en passant par l'exécution entière du projet jusqu'à l'assistance de 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 savoir-faire en matière de produits et systèmes. Il en résulte une solution globale sur mesure pour chaque projet d'installation.

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Administration système avec Management Console 13

Administration système avec Management Console

Une installation de contrôle de procédés rassemble divers composants hétérogènes ayant chacun ses propres paramé-trages et réglages, et qui sont soumis à un processus de mo-dification dynamique du fait de mises à niveau, de modernisa-tions et d'extensions. Au cours de la durée de vie de l'installa-tion, il est de plus en plus difficile de garder une vue d'en-semble de l'état actuel du matériel et du logiciel. Sans assistance système, il est en outre très compliqué d'atteindre 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 installa-tion SIMATIC PCS 7 unique ou pour un réseau d'installations. L'état actuel des composants matériels et logiciels installés peut être consulté à tout moment.

La console de gestion SIMATIC PCS 7 Management Console permet :

• l'administration centralisée et standardisée du logiciel SIMATIC PCS 7

• l'inventaire de tous les composants matériels et logiciels installés pour une installation SIMATIC PCS 7

Pour les installations de petites tailles, la console de gestion PCS 7 peut être installée et exploitée sur la station d'ingénierie PCS 7. Toutefois, dans le cas d'installations moyennes à grandes ou d'un réseau d'installations, il est préférable de dis-poser d'une console de gestion PCS 7 autonome sur une sta-tion de travail industrielle PCS 7 en version monoposte ou ser-veur.

Chaque station de travail industrielle PCS 7 de l'installation administrée avec la console de gestion dispose d'une licence Management Console Agent.

Administration centrale du logiciel

L'administration porte sur les nouvelles installations de SIMATIC PCS 7, les mises à jour et les Service Packs. L'installa-tion sur la station cible ne demande aucune participation ac-tive de l'utilisateur. Des mécanismes de sécurité empêchent toute perturbation du fonctionnement en Runtime.

• 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

Vue d'ensemble de l'état du logiciel installé

• Déroulement de packs d'installations préconfigurés sur les stations cibles

• Contrôle des stations cibles assurant 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 l'installation complète 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 lo-giciels installés facilite la création d'un rapport d'inventaire dé-taillé et permet de détecter rapidement les composants né-cessitant 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 réelle-

ment utilisés

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/managementconsole

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Système d'ingénierie14

Système d'ingénierieIngénierie à l'échelle du systèmeavec le système d'ingénierie centralisé

Jeu d'outils d'ingénierie du système d'ingénierie

L'utilisation d'un système d'ingénierie centralisé réduit le tra-vail de configuration grâce à une palette d'outils harmonisés. Un gestionnaire de projet centralisé (SIMATIC Manager) per-met d'accéder aux outils d'ingénierie disponibles pour le logi-ciel d'application, les composants matériels et la communica-tion. Il constitue l'application de base pour la création, la ges-tion, 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 simulta-

née, ingénierie multiprojet)

Les stations de travail industrielles performantes SIMATIC PCS 7 avec le système d'exploitation préinstallé Windows 7 of-frent 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 via une carte graphique multimoniteur.

La licence du logiciel d'ingénierie dépend de l'utilisation de la station d'ingénierie comme :

• station d'ingénierie classique, exclusive (un mode test OS de deux heures est possible, mais pas de mode productif)

• station d'ingénierie/station opérateur combinée pour pe-tites 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 pro-céder 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 de 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)

SIMATICPDMF Systems

S7SIMATICBATCH

SIMATIC Route

Control

GraphicsDesigner

HW ConfigLibraries

G_P

CS

7_X

X_0

0114

CFC/SFCAdvanced

ES

Paramétrage des appareils de terrain

Ingénierie pour systèmes à sécurité intégrée

Ingénierie pour réseau/communication/matériel

Ingénierie de l'automatisation

OS Ingénierie

Modules fonctionnels technologiques

SIMATIC Manager /Base de données continue

SIMATIC PCS 7 Engineering

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Système d'ingénierie 15

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 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 technolo-giques et les modules et diagrammes préconfigurés, les spé-cialistes en technologie et les techniciens procédé et fabrica-tion 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 à travers l'ensemble du système.

La création de dossiers hiérarchiques permet d'implémenter un structure de projet, la hiérarchie technologique (TH). En ar-chivant des diagrammes CFC et SFC pour les automates, des vues et les rapports pour les stations opérateur et des docu-ments supplémentaires dans un dossier hiérarchique, le confi-gurateur détermine implicitement leur affectation hiérar-chique.

Le matériel requis pour l'utilisation dans un projet SIMATIC (par ex. automates, composants de communication et péri-phérie de processus) est détaillé dans un catalogue électro-nique. Il est configuré et paramétré à l'aide de l'application HW Config.

L'application S7-Block Privacy permet de crypter et de décryp-ter des blocs fonctionnels (FB) et des fonctions (FC), garantis-sant ainsi la protection du savoir-faire. Les blocs et leurs attri-buts ne sont plus modifiables après le cryptage, seules les in-terfaces des blocs sont encore visibles.

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.

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.

Un Graphics Designer performant prend en charge la création graphique des vues de l'installation. La création des synop-tiques repose sur des éléments gérés dans des bibliothèques, à savoir des icônes statiques ainsi que des icônes de blocs dy-namiques et des blocs d'affichage (faceplates) qui sont reliés aux paramètres des blocs fonctionnels.

Vue des composants : configuration matérielle à l'aide de HW Config

L'Advanced Engineering System optionnel permet de ration-naliser efficacement la configuration et la mise en service, par ex. grâce à la génération automatique de la configuration ma-térielle ou l'utilisation multiple de modules logiciels standardi-sés. Pour ce faire, l'Advanced Engineering System peut égale-ment échanger des données avec des systèmes de planifica-tion de niveau supérieur.

Les projets SIMATIC PCS 7 complets ou l'ensemble des modifi-cations d'un projet peuvent être compilés et chargés dans les systèmes cible en une seule opération. Le système d'ingénie-rie observe automatiquement la chronologie correcte. La pro-cédure 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 sys-tème. 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.

SIMATIC Manager offre les vues de projet suivantes pour sup-porter les différentes tâches jalonnant la création d'un projet d'installation :

• Vue des composants (HW Config)Configuration du matériel, comme les automates, les com-posants du bus ou la périphérie de processus

• Vue des objets de processusEnvironnement central de développement couvrant tous les aspects des points de mesure/objets de processus

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Logiciel d'ingénierie

Points de mesure dans la vue des 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, blocs, para-mètres, signaux, messages, objets de vue, variables d'archive, dossiers hiérarchiques, propriétés des équipements et décla-rations globales). Les spécialistes en technologie peuvent ain-si s'orienter rapidement.

Tous les objets dans la branche sélectionnée de la hiérarchie figurent dans le tableau, où ils peuvent être traités directe-ment 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 dia-grammes 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 peu-vent 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 posi-tionnement correct. Comme le nombre des champs de signa-lisations groupées ainsi que leur sémantique sont configu-rables, 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 automati-quement générés lorsque l'événement déclencheur se pro-duit. Le cas échéant, des textes de message peuvent être mo-difiés ou des priorités définies.

La vue des objets de processus permet également de configu-rer la fonction "Smart Alarm Hiding". Il s'agit de l'occultation dynamique de 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 tech-nologiques regroupés dans cette unité sont affichés ou mas-qués conformément à la configuration préalablement effec-tuée. En sélectionnant les cases d'option dans la matrice d'alarmes de la vue des objets de processus, il est possible de définir individuellement la visualisation ou l'occultation des messages pour chacun des états de fonctionnement (32 max.). Les messages occultés ne font pas l'objet d'une si-gnalisation optique ni acoustique, mais sont cependant jour-nalisés et archivés.

Continuous Function Chart (CFC)

L'éditeur CFC est l'outil de configuration des fonctions conti-nues 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 ma-nière personnalisée font également partie du répertoire fonc-tionnel de CFC.

Les instances des types de blocs fonctionnels peuvent être in-sérées dans les diagrammes CFC, paramétrées et interconnec-tées. Un attribut de bloc permet de définir des niveaux d'auto-risation 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 auto-matiquement tous les blocs de ce diagramme est généré. Ain-si, chaque bloc reçoit immédiatement des propriétés d'exécu-tion que le configurateur peut modifier dans l'éditeur d'exécu-tion ou optimiser au moyen d'un algorithme.

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Continuous Function Chart

Des techniques de configuration spéciales telles que la tech-nique du diagramme dans le diagramme, qui permet de réali-ser 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 séquen-tielles standardisées) sous forme d'instances offrent un poten-tiel de rationalisation supplémentaire.

L'éditeur CFC prend en charge les types de logiciels standardi-sés suivants :

• Type de bloc fonctionnelLes types de blocs fonctionnels fournis avec les biblio-thèques de contrôle-commande servent à la modélisation d'équipements de contrôle-commande tels que les vannes ou les moteurs. Les plus petits modules logiciels standardi-sés destinés à l'utilisation multiple sont dotés de connexions pour les signaux de réglage et de commande, ainsi que pour les fonctions de paramétrage et de sur-veillance. Il disposent également, pour certains, de fonc-tions de verrouillage pour le passage automatique à des positions de sécurité définies.

• Type de point de mesureLes types de point de mesure réalisés avec des blocs fonc-tionnels représentent chacun un diagramme CFC standar-disé pour l'automatisation de base de certaines fonctions de contrôle-commande, par ex. d'une régulation de ni-veau. Leurs instances sont modifiables centralement grâce au concept type/instance, mais peuvent être adaptées et interconnectées manuellement.

• Type de module de commandeLe type de module de commande (Control Module Type/CMT) représente un nouveau type de module logiciel standardisé offrant, grâce à l'Advanced Engineering Sys-tem, 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 para-mètres) et des messages.

Sequential Function Chart

Sequential Function Chart (SFC)

L'éditeur SFC sert à la configuration graphique et la mise en service de commandes séquentielles pour processus de pro-duction discontinus. Il dispose de fonctions d'édition pra-tiques ainsi que de fonctions de test et de mise en service per-formantes. Les commandes séquentielles permettent de com-mander et d'exécuter de manière sélective les fonctions d'au-tomatisation 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 sou-haitée.

Diagramme SFCLe diagramme SFC permet de réaliser des commandes sé-quentielles utilisables une seule fois, qui agissent sur plusieurs parties d'une installation de production. Chaque diagramme SFC dispose d'entrées et de sorties standard pour les informa-tions d'état et pour la commande via le programme utilisateur ou l'utilisateur. Le diagramme SFC peut être placé et intercon-necté en tant que bloc dans le 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.

Une gestion des états conforme à ISA-88 permet de configu-rer jusqu'à 8 commandes séquentielles séparées par dia-gramme SFC, par exemple pour des états comme RUNNING, HOLDING ou ABORTING ou différents modes de fonctionne-ment.

Type SFCLes types SFC sont des commandes séquentielles standard à utilisation multiple, intervenant dans un secteur de l'installa-tion de production. Ils peuvent être organisés dans des biblio-thèques et traités comme des blocs fonctionnels normaux, au-trement dit, il est possible de les sélectionner dans un catalo-gue, de les placer, de les interconnecter et de les paramétrer en tant qu'instances dans un diagramme CFC. Une modifica-tion 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 "Géné-rer/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 au-torisant la conduite et la supervision.

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Exemples d'images de commande OS standard (faceplates) de la bibliothèque SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, Vannes

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 d'ingénierie standard SIMATIC PCS 7 intègre deux bibliothèques de contrôle-commande : la bibliothèque Advanced Process Library installée par défaut ainsi que la bi-bliothèque SIMATIC PCS 7 Standard Library à installer ultérieu-rement le cas échéant.

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'automati-sation. L'offre complète de blocs se subdivise comme suit :

• blocs pour les opérations mathématiques, logique analo-gique et numérique

• blocs de verrouillage• blocs technologiques avec fonctions d'affichage, de com-

mande 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

Par ailleurs, des points de mesure types préconfigurés pour les installations techniques, par ex. pompes, vannes, doseurs et régulateurs (cascade, split-range), etc. viennent compléter la palette des éléments de bibliothèque.

Advanced Process Library

L'Advanced Process Library (APL) est la bibliothèque standard pour SIMATIC PCS 7. Elle est basée sur la longue expérience des configurateurs et des exploitants et qui tient compte des recommandations NAMUR et des spécifications PNO.

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 fonc-tions dont les icônes de blocs et blocs d'affichage requièrent moins de place dans la vue de processus permettent d'amélio-rer la vue synoptique dans les vues de processus complexes. Voici d'autres caractéristiques importantes :

• 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 "Prévisualisation" avec informations sur les états des signaux d'E/S, de la commande d'automatisation et des commandes possibles/autorisées et affichage de la valeur réelle du processus lors de la simulation

- Vue "Notes" pour des informations temporaires destinés au personnel de conduite

• Blocs de verrouillage conviviaux avec information premier signal, pouvant être appelés dans les blocs technologiques

• Adaptation flexible de fonctions dans les blocs de biblio-thèque

• Assistance à la mise en service grâce à la simulation direc-tement 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'installa-tion

• Intégration des entraînements compacts et objets interrup-teurs/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 inter-ventions multiples successives

Industry Library

La bibliothèque Industry Library complète la fonctionnalité standard de l'APL par des fonctionnalités spécifiques aux branches. Elle regroupe :

• des blocs pour l'automatisation des bâtiments (chauffage, climatisation, ventilation)

• des blocs pour la conduite et la supervision via des pupitres tactiles (Touch Panels)

• des blocs pour l'intégration des Package Units SIMATIC S7 (optimisés pour S7-300)

• d'autres blocs technologiques, par ex. pour l'extension de la surveillance des mesures ou la prédéfinition d'une courbe de consigne

Tous les blocs fonctionnels, blocs d'affichage (faceplates) et icônes de la bibliothèque Industry Library ont un design de type APL.

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Configuration avec partage du travail

Concurrent Engineering (ingénierie simultanée)L'ingénierie simultanée permet à plusieurs ingénieurs de tra-vailler simultanément sur un projet dans CFC et SFC, sans avoir à le subdiviser en sous-projets. Pendant la mise en ser-vice, les diagrammes peuvent ainsi être utilisés par exemple en mode online (débogage) tandis que, parallèlement, des modifications sont apportées au projet.

Le projet est localisé sur l'une des stations d'ingénierie, à sa-voir le serveur de projet. Les stations d'ingénierie qui tra-vaillent en tant que "clients projet" accèdent aux données de configuration via LAN/WAN. Il est ainsi possible à plusieurs in-génieurs de configuration d'ouvrir et de consulter simultané-ment des diagrammes CFC/SFC. Toutefois, le système refuse l'accès simultané en écriture à la base de données.

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 condi-tion qu'elle dispose des liaisons de communication néces-saires à cet effet.

Ingénierie multiprojetL'ingénierie multiprojet permet de subdiviser les projets d'en-vergure en sous-projets fractionnés selon des aspects techno-logiques 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 fonctions Branch & Merge prennent en charge la partition et le fusionnement des projets selon des critères technolo-giques. Pour les diagrammes et les unités de processus copiés dans un autre projet en vue de leur traitement, les intercon-nexions communes à plusieurs projets, utilisées générale-ment pour les verrouillages par exemple, deviennent des in-terconnexions textuelles. Lors du fusionnement, les intercon-nexions 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 automatique-ment 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.

Les projets qui appartiennent à un multiprojet sont enregis-trés dans un serveur central et déplacés vers des stations d'in-génierie locales pour y être traités. Ainsi, les performances d'ingénierie ne sont pas altérées par les accès au réseau.

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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'ingé-nierie 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 de procédés que des autorisations de conduite pour les blocs. Des journaux de modifications confi-gurables peuvent enregistrer tous les accès au système d'ingé-nierie ainsi que toutes les modifications en ligne concernant les automates, les systèmes opérateur, SIMATIC BATCH ou en-core SIMATIC Route Control.

Lorsque ces journaux de modifications sont associés à l'ana-lyse des données de SIMATIC Logon, il devient possible de dé-terminer précisément qui a effectuée une modification et quand elle a été faite. De telles informations sont précieuses pour répondre aux exigences particulières de certains sec-teurs, 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 diffé-rents par comparaison de configurations matérielles, com-munication, 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

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 sui-vantes dans l'historique de version :

• version• nom de la version• date et heure• utilisateur• commentaire

Chacune des versions peut être extraite de l'archive et réutili-sée. SIMATIC Logon en protège l'accès.

Les opérations d'archivage et d'extraction peuvent être auto-matisées 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'archi-vage.

L'historique des versions géré par Version Trail peut être affi-ché à l'écran ou 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 sys-tème d'ingénierie. Le rapport de projet comprend :

• vues de processus et objets de vues avec propriétés, événe-ments, 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 ar-

chives• 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 im-primés dans un format unifié. Il est également possible d'asso-cier ses propres pages de garde, mises en page, graphiques, logos ou polices pour les champs de texte La commande conviviale de l'édition permet de sélectionner l'ensemble du projet ou seulement certaines parties pour l'impression.

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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 de-puis 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 ou-tils de la planification de base et détaillée, par ex. EPlan, ELCAD ou SmartPlant.

L'AdvES utilise différentes possibilités d'importation des don-nées pour regrouper des données d'ingénierie existantes du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 ainsi que de listes de points de mesure et de signaux au format Microsoft Excel et 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 per-met l'importation multiple de données modifiées à partir de Microsoft Excel.

Gestion des workflows intégrée avec barre de progression dans la barre d'en-tête

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 per-mettent de repérer rapidement les incohérences, de les repré-senter clairement sous forme de journaux, puis d'y remédier de manière ciblée.

Des fonctions de traitement manuelles pour l'édition de hié-rarchies 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 simplifient le travail de l'ingénieur de configuration lors de la réalisation de 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 trai-tement sont affichées dans une barre d'en-tête.

SIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0312

Données externes Advanced ES

Listes de points de mesure

Types des points de mesure

Configuration matérielle

Hiérarchie technologique

Listes de signaux

Sai

sie

man

uelle

Points de mesure

Mnémoniques

Impor-tation

Impor-tation

Expor-tation

Expor-tation

Expor-tation

Expor-tation

Impor-tation

Impor-tation

HW Config

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Ingénierie de données de masseL'AdvES rationnalise l'ingénierie de données de masse en mul-tipliant 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 utilisa-teur de types de points de mesure en Control Module Types (CMT).

Des blocs, des interconnexions, des connecteurs ou des mes-sages 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.

Aperçu des fonctions de base de l'AdvES• Importation de données de planification de l'installation et

de données d'ingénierie SIMATIC PCS 7• Fonctions de traitement pour compléter manuellement les

données importées• Interconnexion simple de plusieurs points de mesure• Génération de points de mesure à partir de listes de si-

gnaux et de points de mesure• Création de configurations matérielles à partir de listes de

signaux• Traitement de masse de points de mesure, signaux et para-

mètres• Contrôle automatique de plausibilité et de cohérence• Transfert de données dans le système d'ingénierie

SIMATIC PCS 7• Rapports pour l'actualisation et le test

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Points forts Système d'ingénierie

■ Configuration matérielle et logicielle centralisée du sys-tème à l'aide d'un système d'ingénierie– Interface utilisateur conviviale– 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 en installation, uni-

tés de processus et équipements techniques – Ingénierie indépendante du matériel : affectation AS

et modules de périphérie sélectionnables ultérieure-ment

– Possibilité d'extension spécifique au secteur d'acti-vité, via des interfaces d'échange de données stan-dard

■ Gestion intégrée des utilisateurs avec contrôle d'accès

■ 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– Chargement en ligne de modifications sélectives de

la configuration

■ Vue des objets de processus pour l'affichage et la modi-fication de l'ensemble des aspects des points de mesure/objets de processus – Edition conviviale de tableaux– Bibliothèque de projet avec fonction d'importa-

tion/exportation– Mode en ligne pour le test et la mise en service

■ Configuration avec partage du travail : ingénierie simul-tanée ou ingénierie multiprojet avec Branch & Merge

■ Occultation de messages spécifique au projet pour cer-tains 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 utilisa-

tion unique, aussi avec connecteurs de diagrammes – Graphes séquentiels distincts conforme à ISA 88

pour les états tels que HOLD, ABORT ou SAFE STATE

■ Réduction du travail d'ingénierie et de validation :– Advanced Process Library (blocs fonctionnels, blocs

d'affichage, icônes,types de points de mesure)– Concept d'instance et type avec possibilité de modi-

fication centralisée pour toutes les instances– Advanced Engineering System pour la configuration

des données de masse et l'échange de données avec des outils de conception

– 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 sta-tion de maintenance sur la base des données du projet

■ Flux de travail d'ingénierie intégré avec les outils de planification COMOS

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Process Device Manager24

Process Device ManagerIngénierie d'appareils et composants de terrain intelligents à l'aide du gestionnaire d'appareils de terrain SIMATIC PDM (Process Device Manager)

Possibilités de connexion de SIMATIC PDM

Le gestionnaire d'appareils de terrain SIMATIC PDM (Process Device Manager) est un outil universel, utilisable sur tous les types d'installations, destiné à la réalisation des opérations de configuration, de paramétrage, de mise en service, de diagnos-tic et de maintenance des appareils de terrain intelligents (capteurs et actionneurs) ainsi que des composants de terrain (E/S déportées, multiplexeurs, équipements de maintenance, régulateurs compacts), mentionnés ci-après sous la désigna-tion "appareils". SIMATIC PDM permet de gérer, avec un seul logiciel, plus de 2 500 appareils de Siemens et plus de 200 constructeurs dans le monde entier, sous une interface uti-lisateur homogène. La représentation des paramètres et des fonctions est identique pour tous les appareils pris en charge, indépendamment de leur liaison de communication. En ma-tière d'intégration d'appareils, SIMATIC PDM est le plus puissant gestionnaire ouvert d'appareils de processus sur le marché mondial. Certains appareils dont la prise en charge s'avérait jusqu'ici irréalisable peuvent maintenant être intégrés au SIMATIC PDM par simple importation de leurs spécifications (EDD - Electronic Device Description). Il en résulte un gain de sécurité et une économie d'investissement, de formation et de coûts inhérents.

Intégré dans SIMATIC PCS 7 Asset Management, SIMATIC PDM fournit des informations détaillées pour tous les appareils dis-posant de spécifications EDD (Electronic Device Description), par exemple :

• Informations de diagnostic détaillées (informations du constructeur, indications sur le diagnostic et l'élimination des erreurs, documentation complémentaire)

• Informations sur les modifications (journal Audit Trail)• Informations sur les paramètres

Possibilités de mise en œuvre• Intégré au système dans le système d'ingénierie

SIMATIC PCS 7• Version autonome comme outil de maintenance sur un

ordinateur portable connecté à PROFIBUS, PROFINET ou directement à l'appareil

Fonctions principales• Réglage et modification de paramètres d'appareil• Comparaison (par ex. données du projet et des appareils)• Contrôle de vraisemblance des données saisies• Identification et contrôle des appareils• Affichage de l'état des appareils (modes de fonctionne-

ment, alarmes, états)• Simulation• Diagnostic (standard, détaillé)• Gestion (par ex. réseaux et PC)• Importation/exportation (paramètres, protocoles, docu-

ments)• Fonctions de mise en service (par ex. tests du circuit de me-

sure des données d'appareil)• Gestion des appareils (gestion du cycle de vie)• 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 permettant d'intégrer

jusqu'à 10 fichiers multimédia

PA Link FF Link

Station d’ingénierie SIMATIC PCS 7avec SIMATIC PDM

Point de connexion possibled’un PC/PG avec SIMATIC PDM(mode autonome)

MultiplexeurHART

Appareillage surl’établi

Protocole HART

IE/PB Link PN IO + Coupleur DP/PA

Appareils de terrain

PROFIBUS PA FF H1

SIMOCODE

SIMOCODE

ET 200iSP

S7-400S7-400

HA

RT

HA

RT

G_P

CS

7_X

X_0

0200

RS 232/RS 485

PROFIBUS DP

Industrial Ethernet

PROFINET

PROFIBUS PA

ET 200M

ET 200M

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Process Device Manager 25

Assistance de la gestion d'entreprise

SIMATIC PDM assiste la gestion d'entreprise notamment par :

• 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 sta-

tions de maintenance d'ordre supérieur

Intégration des appareils de processus

SIMATIC PDM prend en charge tous les appareils décrits par Electronic Device Description (EDD). Le langage EDD conforme aux normes EN 50391 et CEI 61804 est la technologie normali-sée la plus répandue au niveau international pour l'intégration d'appareils. C'est en même temps la directive des organisations établies pour

• PROFIBUS et PROFINET (PI – PROFIBUS & PROFINET International)

• HART (HCF : HART Communication Foundation) • FF (Fieldbus Foundation)

Les appareils sont intégrés dans SIMATIC PDM directement via une description EDD spécifique à l'entreprise ou via les biblio-thèques 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 ca-ractéristiques 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 en important simplement l'EDD spécifique à l'appareil du constructeur.

L'organisation Fieldbus Foundation fournit des spécifications d'appareil prédéfinies (DD standard) pour les fonctions de base de types d'appareils de terrain spécifiques. Les fonctions de base sont réalisées avec différents blocs fonctionnels stan-dard et blocs de transfert.

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 de-mande) :

• 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 dépor-tées, jusqu'aux appareils raccordés. Grâce à ce routage dans l'ensemble de l'installation les actions suivantes sont appli-cables à tous les appareils paramétrables par EDD, à partir d'une station centralisée :

• lecture des informations de diagnostic fournies par les appareils

• modification des paramètres de l'appareil• ajustage et calibrage des appareils• supervision des valeurs du processus• génération de valeurs de simulation • reparamétrage des appareils

Pour plus d'informations sur SIMATIC PDM : www.siemens.com/simatic-pcs7/pdm

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Système opérateur26

Système opérateurConduite de processus sûre et convivialeavec le système opérateur SIMATIC PCS 7

Station opérateur SIMATIC PCS 7

Le système opérateur du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 permet une conduite sûre et conviviale du pro-cessus par le personnel d'exploitation. L'opérateur peut sur-veiller le déroulement des processus à l'aide de différentes vues et intervenir si nécessaire. L'architecture du système opé-rateur 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 mono-poste (stations OS monoposte) et pour systèmes multiposte de type client/serveur, parfaitement harmonisés.

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 ser-veur OS.

Les stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7 se caractéri-sent par des PC performants fonctionnant sous le système d'exploitation Microsoft Windows 7 Ultimate 64 bits ou Server 2008 R2 Standard 64 bits. Elle peuvent être utilisées aussi bien dans les rudes conditions du milieu industriel qu'au bu-reau. Grâce à l'utilisation de constituants et d'interfaces stan-dard 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 par le biais d'une carte graphique multimoniteur optionnelle, per-met la conduite conviviale de plusieurs unités d'une installa-tion à partir d'un seul poste de conduite.

Grâce aux licences Runtime OS SIMATIC PCS 7 pour 100, 1 000 et 5 000 objets de processus (PO), le logiciel système des sta-tions opérateur est échelonnable de manière flexible dans les limites d'extension suivantes :

• 5 000 PO par station OS monoposte• 8 500 PO par serveur OS (pour architecture client/serveur)

Système monoposte (OS Single Station)

Dans un système monoposte, toutes les fonctions de conduite et de supervision pour un projet (installation/unité) sont concentrées dans une station. Dans les projets de taille petite à moyenne, il est possible de réaliser une configuration sys-tème à plat avec un maximum de 8 stations OS monoposte. Deux stations forment une paire redondante de stations OS monoposte pouvant être étendue avec jusqu'à six stations OS monoposte comme stations de référence. La configuration peut être rationnalisée en dupliquant un projet de base.

Dans cette configuration, le Process Historian est utilisé pour l'archivage à long terme.

Exemple d'architecture système à plat

La station OS monoposte peut être raccordée de deux ma-nières 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).

OS Single Station 1

OS Single Station 2

OS Single Station 8

Plant bus

G_P

CS

7_X

X_0

0343

S7-400H

.....

Process Historian

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Système opérateur 27

Architecture système avec réseau procédé et réseau des terminaux redon-dants

Système multiposte à architecture client/serveur

Un système multiposte se compose de 32 postes de conduite max. (clients OS) qui reçoivent des données (données de pro-jets, valeurs de processus, archives, alarmes et messages) d'un ou plusieurs serveurs OS via un réseau des terminaux. Le réseau des terminaux peut partager le support de transmis-sion 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 synchroni-sés 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 simul-tanément 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 dispo-nibilité supérieure qui en résulte.

SIMATIC PCS 7 supporte des systèmes multiposte comprenant au maximum 12 serveurs OS ou 12 paires de serveurs OS re-dondants. En mode multi-client, les clients OS peuvent accé-der en parallèle à certains ou aux 12 serveurs/paires de ser-veurs OS (accès simultané de jusqu'à 32 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).

1) lorsque chaque client OS a accès à tous les serveurs/paires de serveurs OS

Performances

Le système opérateur de SIMATIC PCS 7 est optimisé pour le traitement de gros volumes de données. Il se caractérise par des performances élevées, même en cas de capacités fonc-tionnelles importantes, et par une utilisation simple et intui-tive.

Une panoplie de mesures permet de réduire la charge du sys-tème 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 lors des modifica-tions uniquement (et non à chaque cycle)

• Inhibition/validation des messages pour certains ou tous les points de mesure d'un secteur

• Masquage des messages en fonction de l'état de fonction-nement de l'unité

Operator Station 1

Terminal bus

Parallel Redundancy Protocol (PRP)

Operator Station 2

Operator Station 3

Operator Station 4

Operator Station ...

Plant bus

G_P

CS

7_X

X_0

0342

S7-400H

Système opérateur, quantité

Nombre max. de stations OS monoposte 8

Nombre max. de serveurs/paires de serveurs OS

12

Nombre max. d'automates par serveur/paire de serveurs OS

64

Nombre max. de clients OS clients en mode multi-client 1) par système multiposte

32

Nombre max. de moniteurs par station opé-rateur en exploitation multi-canal

4

Nombre max. de secteurs OS 64

Nombre max. de fenêtres par moniteur de 1 à 16 (réglable)

Nombre de courbes par fenêtre de courbes 10

Temps de sélection de la vue du secteur OS (100 symboles de processus)

< 2 s

Nombre max. d'objets de processus

■ par station OS monoposte 5000 objets

■ par serveur OS 8500 objets

Nombre max. de messages configurables par serveur

150 000

Nombre de points de mesure

■ par station OS monoposte env. 3000

■ par serveur OS env. 5000

■ par système multiposte env. 60 000

Système d'archivage haute performance in-tégré (pile FIFO), basé sur le serveur Micro-soft SQL pour :

■ archivage des valeurs de processus (par serveur/station OS monoposte)

env. 1000/s

■ archivage des messages (par serveur/station OS monoposte)

charge continue env. 10/s avalanche de messages env 3000/4 s

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Logiciel OS

Exemple de conduite de processus OS avec fenêtres mobiles

Agencement innovant des vues en vue d'une conduite de processus proac-tive et sûre.

Interface utilisateur graphique (GUI)

L'interface utilisateur prédéfinie du système opérateur remplit tous les critères exigibles d'un système de contrôle-com-mande. Elle est multilingue, clairement structurée, ergono-mique et explicite. L'opérateur dispose d'une excellente vue d'ensemble du processus et peut naviguer rapidement entre différentes vues de l'installation. Il est aidé en cela par une or-ganisation hiérarchique des vues, qu'il peut configurer selon ses souhaits. Les secteurs de niveau inférieur sont ainsi direc-tement 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 égale-ment être appelés directement par leur nom ou à partir d'un message sélectionné via la fonction "Loop in Alarm". L'opéra-teur a la possibilité de changer de langue durant le fonction-nement, grâce à la commutation de langue en ligne.

Une vue standard et une vue serveur, dont les secteurs diffè-rent, sont proposées pour la représentation technologique d'une installation. Les deux vues comportent entre autres les éléments suivants :

• 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 indivi-duelles, les sauvegarder et les appeler à nouveau ultérieure-ment.

Le logiciel du système opérateur prend en charge la représen-tation fonctionnelle de l'installation dans un design moderne de qualité qui, en fonction du contrôleur graphique et du moniteur de processus, peut se présenter comme suit :

• 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 résolu-tions 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 multi-tude d'éléments attrayants, qui sont proposés pour la configu-ration OS dans le système d'ingénierie :

• Palettes d'objets avec styles, contrôles, objets standards et smart

• Bibliothèque de symboles globale avec objets graphiques standardisés

• Symboles et blocs d'affichage de l'Advanced Process Library

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Fenêtre de courbes sur le poste opérateur

TrendControls pour l'affichage de tableaux et de courbes

Les Trend Controls permettent à l'opérateur de visualiser des valeurs archivées de variables d'archives depuis l'archive des valeurs de processus ainsi que des valeurs en ligne de va-riables processus de l'archive de variables, en relation avec une valeur temporelle (fenêtre de tableaux/courbes) ou avec 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'exécu-tion, 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 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• Corrélation d'un ou plusieurs axes temporels avec un ou

plusieurs axes de valeurs (graduation linéaire, logarith-mique, pourcentage ou librement configurable)

• Possibilité de choisir librement le nombre de courbes pou-vant être représenté

• Configuration individuelle de styles et de couleurs, éven-tuellement 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 iden-tiques dans une large mesure à celles de la fenêtre de courbes

Une fenêtre de règle peut afficher les informations supplé-mentaires suivantes pour une heure ou plage de temps sélec-tionnée par la règle dans la fenêtre de courbes/tableaux :

• Coordonnées X et Y des points de la courbe sur les intersec-tions de la règle

• Valeurs dans la zone sélectionnée • Informations statistiques dans la zone sélectionnée : mini-

mum, maximum, moyenne, écart-type, intégrale

AlarmControl pour l'affichage et le traitement de mes-sages

Il est possible de configurer 150 000 messages/alarmes par station OS monoposte ou par serveur OS.

• Messages système prédéfinis, déclenchés par un événe-ment système

• Signalisations simples ou groupées, déclenchées par une modification des états de processus

• Messages de commande, déclenchés par la commande manuelle d'objets

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Affichage d'alarmes sur la station opérateur

Le système de signalisation intégré au système opérateur sai-sit les message processus et les événements locaux, les enre-gistre dans des archives de messages et les affiche via la fe-nêtre 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 ac-quittés

• Liste des alarmes disparues : messages non encore acquit-tés, mais de nouveau disparus

• Liste de commande : messages de conduite actuels et ar-chivés

• 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 automati-quement

• 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

Des réglages flexibles du son et des priorités définies par des variables de signaux sont prévus pour la signalisation acous-tique des messages via une carte son ou par l'activation de gé-nérateurs de signaux externes via un module de signaux.

Grâce au filtrage, à la sélection ou au tri de l'affichage en fonc-tion 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 ges-tion des alarmes lors de l'exécution. Des bases de données d'archivage sont également intégrables en ligne. Les paramé-trages peuvent être sauvegarder globalement ou de façon personnalisée.

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 cou-rant peut ainsi être reconstruite après le redémarrage.

Dans le cas de capacités fonctionnelles élevées avec une fré-quente survenue de messages, les mesures suivantes permet-tent 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'attri-

but 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/ac-tionneur ou pendant la mise en service (enregistrement dans le journal des interventions opérateur)

Les fonctions "Loop-in-Alarm" et "Sélection de la vue par le point de mesure" permettent de rechercher et d'éliminer rapi-dement la cause d'un défaut. Avec « Loop-in-Alarm », l'opéra-teur accède directement, depuis depuis un message sélection-né dans la fenêtre de messages, à la vue du processus conte-nant l'objet responsable du défaut. Il peut y activer le bloc d'af-fichage correspondant par l'intermédiaire du point de mesure dont le symbole est marqué en couleur. On peut ancrer la fe-nêtre de ce bloc d'affichage pour qu'elle reste visible même lorsqu'on change de vue.

Les affichages groupés signalent visuellement sur la vue pro-cessus 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 stan-dard. Le bouton "ligne de signalisation élargie" active une fe-nêtre avec l'ensemble des messages arrivés. La liste des mes-sages 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'utilisateurDans les nouveaux projets, l'utilisateur peut opter pour l'utili-sation de six classes d'alarmes librement configurables, en al-ternative à l'ancien concept de signalisation Le lien entre l'évé-nement et la classe d'alarme peut être modifié pour chaque instance.

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Système de rapports et de journalisation

Alors que le système de rapports est destiné à la documenta-tion des projets créés suite à la configuration, le système de journalisation sert à imprimer de façon clairement structurée les données enregistrées en cours de 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 im-primer sont simplement sélectionnés dans la palette d'objets, positionnés et configurés.

Les données actuelles du journal sont éditées sur l'impri-mante, avec la mise en page associée, via un ordre d'impres-sion prédéfini ou établi par l'utilisateur. Avant l'édition sur im-primante, les journaux peuvent être enregistrés au format EMF et affichés à l'écran en aperçu avant impression. Les ordres d'impression peuvent être lancés manuellement, par commande temporelle ou événementielle. L'opérateur est en mesure d'interroger en ligne la position et le statut des ordres d'impression.

Archivage

Un système d'archivage performant configurable pendant son exécution et se basant sur la technologie Microsoft SQL Server est intégré dans les stations monopostes OS et serveurs OS. Les données de processus et les messages/événements (alarmes) peuvent être ainsi saisis temporairement dans des archives cycliques. Les données de cette archive à court terme peuvent être transférées pour archivage à long terme (par dé-clenchement par horloge ou sur événement) dans un serveur d'archives (Process Historian).

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). Ces droits spécifiques sont affectés à l'opérateur dans le cadre du contrôle d'accès, lorsqu'il se connecte. En plus du clavier, l'appareil sur lequel s'effectue la connexion peut être équipé en option d'un lecteur de carte à puce par exemple.

Visualisation SFC

Visualisation SFC

La visualisation SFC du système opérateur permet de visuali-ser et de traiter les commandes séquentielles configurées avec l'éditeur SFC de la même manière que sur le système d'in-génierie. Aucune configuration supplémentaire n'est requise à cet effet.

Une vue d'ensemble permet, par exemple, d'ouvrir des visua-lisations d'étapes et de transitions et d'afficher les commen-taires des étapes ou les conditions de transitions avec leurs pa-ramètres dynamiques.

Surveillance de signe de vie

Avec la fonction "Surveillance de signe de vie" le système opé-rateur peut contrôler le bon fonctionnement de tous les sys-tèmes 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 pro-pose 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 sys-tème de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Ceci est surtout avantageux dans le cas d'installations très dispersées, répar-ties sur différents fuseaux horaires, par ex. pipelines.

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Points forts Systèmes opérateur

■ Architecture flexible et modulaire avec matériel et logi-ciel modulables pour systèmes monoposte et multiposte

■ Postes opérateur performants, résistants et basés sur la technologie PC standard, utilisables en environnement bureautique ou industriel

■ Stations monopostes OS et serveurs OS également configurables comme paires redondantes

■ Systèmes multiposte client/serveur avec jusqu'à 12 ser-veurs/paires de serveurs OS pour 8500 points de mesure chacun et jusqu'à 32 clients OS par serveur/ paire de serveurs

■ Conduite conviviale du processus et grande sûreté d'exploitation avec GUI ergonomique

■ Surveillance de signe de vie (Health Check) pour les applications serveur critiques

■ Modification et chargement des modifications sans per-turbation du fonctionnement, ainsi que test en ligne par le chargement sélectif de serveurs redondants

■ Communication AS/OS optimisée : transmission des données uniquement après leur modi-fication, indépendamment du cycle de réponse du contrôleur

■ Divers contrôles conviviaux pour les alarmes et ten-dances

■ Système de journalisation variable et orienté client

■ Gestion très efficace des alarmes permettant de déchar-ger 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 fonctionne-ment (dynamique ou manuel)

– Inhibition des alarmes pendant la mise en service ou lors du dysfonctionnement d'un capteur/actionneur

■ Système d'archivage hautement performant avec des archives cycliques et une sauvegarde des archives inté-grée, combinable avec un serveur d'archives à part pour l'archivage à long terme (Process Historian)

■ Gestion centralisée des utilisateurs, contrôle d'accès et signature électronique

■ Surveillance des signes de vie pour les systèmes asservis raccordés au réseau procédé

■ Synchronisation d'horloge sur l'ensemble du système basée sur l'UTC (Universal Time Coordinated)

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Commande et supervision via Internet/Intranet

Serveur Web PCS 7 pour la conduite et la supervision via Internet/Intranet

Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 prend éga-lement en charge la conduite et la supervision d'une installa-tion 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 pro-cessus 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'attribu-tion 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.

L'installation est confrontée aux nombreuses menaces liées à la sécurité informatique pendant la conduite et la supervision via le World Wide Web. Il faut donc prendre des mesures de protection appropriées pour garantir une exploitation sûre (pour plus d'informations à ce sujet, référez-vous au chapitre "Sécurité industrielle").

LicencesEn ce qui concerne les licences, les constellations suivantes sont possibles :

• Standard50 clients Web au maximum accèdent aux données d'un serveur Web PCS 7 via Intranet/Internet. Le nombre de clients Web PCS 7 ayant simultanément accès au serveur Web PCS 7 est échelonnable avec 1, 5 et 10 licences de ser-veur Web cumulables. Le serveur Web PCS 7 requiert éga-lement une licence SIMATIC PCS 7 Web Server Basic.

• DiagnosticUn ou un nombre réduit de clients Web PCS 7 Web peuvent accéder à plusieurs serveurs Web PCS 7 pour la télécon-duite, le diagnostic ou la surveillance. Chacun des systèmes impliqués nécessite dans ce cas une licence diagnostic PCS 7 Web (serveur/client).

Load BalancingSi 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 maxi-mum de 32 serveurs Web PCS 7 reliés entre eux.

INTERNET

LANLAN

PCS 7 Web server

PCS 7 Web clients

Terminal bus

Plant bus

Front Firewall

Back Firewall

G_P

CS

7_X

X_0

0116

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Archivage des données de processus et reporting34

Archivage des données de processus et reportingProcess Historian et Information Server

Les données de processus et les messages issus des archives cycliques des stations opérateur ainsi que les données de lot de SIMATIC BATCH peuvent être transférées (déclenchement horaire ou sur événement) dans une archive à long terme dans Process Historian.

Le Process Historian convient pour toutes les tailles d'installa-tion. 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 affi-chables sous forme de tableaux ; les valeurs de processus peu-vent également être représentées par des graphiques. Les ta-bleaux de valeurs de processus peuvent être exportés au for-mat CSV pour leur traitement sous d'autres applications Windows, par ex. Microsoft Excel.

Les données gérées par Process Historian peuvent être trans-férées sur tous les supports de mémoire (Backup/Restore). Pour ce faire, le système d'exploitation de Process Historian prend en charge des matériels et des logiciels complémen-taires, comme par exemple un graveur DVD avec logiciel de gravure adapté.

Possibilités d'accès aux données de Process Historian

Affichage dans navigateur Web

Client IS

Process Historian et Information Server (IS)

Add-ins pour Microsoft Word et Excel

G_P

CS

7_X

X_0

0298

© Siemens AG 2013

Archivage des données de processus et reporting 35

La visualisation des données issues de la base de données de Process Historian est prise en charge par un système de rap-ports additionnel : Information Server. Basé sur les Microsoft Reporting Services, il 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 Ser-ver peut être adapté avec les licences d'accès client cumu-lables.

Information Server est capable d'accéder à une source de données ou à plusieurs sources en parallèle. Outre les données d'archivage du Process Historian, les sources possibles sont des données d'archivage de stations opérateur (OS monoposte ou serveur OS). Il est ainsi possible d'utiliser Information Server pour la fonction de reporting de l'installation indépendamment du Process Historian. L'autorisation de lecture directe de don-nées des stations opérateur est obtenue à l'aide de licences d'accès aux sources de données cumulables, en fonction du nombre de sources.

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 serveur redondants.

La version serveur des stations de travail industrielles perfor-mantes SIMATIC PCS 7 (IPC847C) ou un serveur Fujitsu Primer-gy est utilisé par défaut pour Process Historian. Une configu-ration de disque dur RAID 5 à capacité élevée de transfert de données sert de base de données. Un autre disque dur à part doit être prévu pour le système d'exploitation et le logiciel 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 ap-propriée pour le mode d'exploitation séparé.

Process Historian et Information Server ne requièrent aucun raccordement au réseau procédé. Ils sont connectés aux sta-tions OS et Batch de l'installation SIMATIC PCS 7 via le réseau des terminaux.

Tous deux sont exécutables sous le système d'exploitation Windows Server 2008 R2 Standard 64 bits. Dans le cas d'un matériel séparé, Information Server peut également être ex-ploité sous Windows 7 Ultimate 32/64 bits ou Windows Server 2003 R2 Standard 32/64 bits.

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 mes-sages 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 ex-

ternes• Lecture de données transférées des supports de mémoire

externes• Visualisation des données sur les clients OS/stations mono-

postes OS :- Paramétrage des 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 visualiser les valeurs de processus en fonction du filtre défini

- Visualisation d'un aperçu des lots (possibilité de sélec-tionner le journal détaillé d'un lot à partir de l'aperçu des lots)

Fonctions de rapport

• Jeu de modèles de rapports usuels pour valeurs de proces-sus, messages et lots

• Création libre d'un grand nombre de nouveaux modèles de rapports de votre choix

• Sauvegarde de modèles de rapports configurés pour un accès rapide

• Exportation des rapports dans des formats de documents courants

• Abonnements pour génération cyclique de rapport, envoi par e-mail inclus

• Création et enregistrement de dashboards basés sur rôles• Gestion des rôles pour utilisateurs Windows

- Prise en charge d'Active Directory et de groupes de travail - Attribution spécifique au projet des autorisations d'accès

• Intégration des rapports sous forme d'images dans les 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

Clients OS

Systèmesd'automatisation

- Serveur OS- Serveur Batch

Process Historian

Information Server

Station monoposte OS

Réseau determinaux

Bus système

Projet A Projet B

G_P

CS

7_X

X_0

0297

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/processhistorian

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Diagnostic et maintenance36

Diagnostic et maintenancePlant Asset Managementavec la station de maintenance

Automatisation et maintenance des installations du génie des procédés

La station de maintenance enrichit le système SIMATIC PCS 7 d'un instrument précieux permettant de minimiser les coûts totaux cumulés sur le cycle de vie complet d'une installation (coût total de possession).

Si l'on considère l'ensemble des tâches de maintenance d'une entreprise, la station de maintenance est concentrée sur la gestion des équipements de l'installation (Plant Asset Management). Par Asset Management, on entend l'adminis-tration et la gestion des équipements d'une installation tech-nique, en particulier des dispositifs de contrôle, mais égale-ment toutes les tâches permettant de conserver ou d'augmen-ter la valeur d'une installation. Il s'agit notamment des straté-gies de maintenance suivantes :

• 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 et maintenance préventifs - 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 pré-coce des anomalies apparaissant progressivement et la dé-termination de la durée d'utilisation restante

Alors que le conducteur de l'installation obtient toutes les informations nécessaires à une intervention ciblée dans le processus par le biais du système opérateur, le personnel

de maintenance est à même de contrôler les composants matériels de l'installation d'automatisation (Assets) et de traiter les messages de diagnostic et les demandes de maintenance par le biais de la station de maintenance. A cet effet la station de maintenance permet d'accéder :

• aux composants du système de contrôle de procédés : aux appareils de terrain intelligents et modules d'E/S, bus de terrain, automates, constituants de réseau et réseau pro-cédé, serveurs et clients des systèmes opérateur

• aux assets n'appartenant pas directement au système de contrôle de procédés, par ex. pompes, moteurs, centri-fuges, échangeurs de chaleur (équipements mécaniques) ou circuits de régulation, et qui sont représentés par des objets contenant les règles de diagnostic.

Cycle de maintenance typique

Un cycle de maintenance typique se caractérise par les actions suivantes :

• Surveillance de l'état des composants/appareils : - Acquisition des informations de diagnostic sur les consti-

tuants réseau et appareils de base PC via couplage OPC- des capteurs intelligents détectent et signalent les

risques de défaillance bien avant leur apparition • Signalisation d'une "maintenance nécessaire" dans une

signalisation groupée, dans des vue symboliques des composants/appareils concernés et dans un journal des alarmes.

• Passage au composant/à l'appareil indiquant une mainte-nance nécessaire et information sur des données spéci-fiques, telles que les numéros des points 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 de-mande de maintenance et suivi du déroulement ; visualisa-tion symbolique de l'état actuel de la mesure de mainte-nance

• Achèvement de la mesure de maintenance ; tous les affi-chages d'état reviennent à l'état normal

L'ensemble du cycle de maintenance est intégralement docu-menté sur la station de la maintenance, automatiquement et sans autre travail de configuration.

Automatisation

Enterprise ResourcePlanning (niveau ERP)

Enterprise AssetManagement

System

MESMaintenance

Operations

Plant AssetManagement

Contrôle(niveau process et terrain)

ManufacturingExecution Systems(niveau MES)

Maintenance

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Diagnostic et maintenance 37

Architecture

La station de maintenance 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 im-brication, les fonctions ES, OS et Asset Management sont éga-lement exécutables sur un matériel commun. Une telle sta-tion multifonctionnelle peut être mise en place non seule-ment pour l'Asset Management, mais également pour le sys-tème d'ingénierie ou pour la conduite et la supervision.

Selon l'architecture de l'installation SIMATIC PCS 7 spécifique au projet, la station de maintenance est réalisée sur la base d'une SIMATIC PCS 7 BOX, d'une Microbox (comme station de maintenance autonome), d'une station monoposte SIMATIC PCS 7 ou d'une combinaison client-serveur. Dans les combi-naisons client-serveur, les serveurs de la station de mainte-nance peuvent être conçue de façon redondante. Dans ce cas, ils doivent être configurés comme des serveurs OS redon-dants.

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 don-nées de diagnostic de tous les Assets sont représentées uni-formément à l'aide des blocs d'affichage uniformes, dont les fonctions et les informations sont déterminées par les compo-sants. Cela rend le travail avec la station de maintenance simple et intuitif et ne nécessite pas de travail complexe de familiarisation.

Les vues de diagnostic structurées selon la hiérarchie des ins-tallations et les états de fonctionnement de tous les compo-sants SIMATIC PCS 7 peuvent être affichés à la fois sur la sta-tion de maintenance et sur les clients OS. Dans les blocs d'af-fichage de ces stations, des informations de diagnostic éten-dues provenant de SIMATIC PDM sont également affichées. Les fonctions étendues de diagnostic en ligne associées à HW Config sont également accessibles via la station de main-tenance.

SIMATIC Logon, intégré dans SIMATIC PCS 7, assure la gestion des utilisateurs et du contrôle d'accès pour la station de main-tenance.

Configuration

Pour l'Asset Management, la station de maintenance utilise les données du projet matériel et logiciel de l'application créé lors la configuration standard avec le système d'ingénierie. A l'aide du système, la simple pression d'une touche permet de reprendre toutes les données de projet importantes pour l'Asset Management et de générer les vues de diagnostic. La procédure est simple et ne demande aucun effort supplémen-taire pour la configuration de l'Asset Management :

• Création du projet matériel et logiciel pour l'application• Configuration/paramétrage des fonctions et connexions

spécifiques de la station de maintenance (en option)• Génération des vues de diagnostic assistée par le système

et contenant tous les composants présents dans le projet ainsi que de la hiérarchie des vues reflétant la structure ma-térielle 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, symboles, etc. qui ont été repris peuvent être modifiés à tout moment en vue d'une réutilisation dans le cadre du projet de maintenance.

Conformité aux normes, spécifications et recommanda-tions internationales

L'Asset Management avec la station de maintenance SIMATIC PCS 7 est conforme aux normes, spécifications et recomman-dations internationales. Il tient compte des exigences posées aux systèmes d'Asset Management proche de l'installation et aux messages d'état des appareils de terrain, qui ont été défi-nies par NAMUR (Association des utilisateurs des technologies de contrôle de procédés des industries chimiques et pharma-ceutiques) dans les documents suivants.

Il est également conforme à la norme CEI 61804-2 pour la spé-cification des appareils par Electronic Device Description Lan-guage (EDDL) ainsi qu'aux spécifications de l'organisation PROFIBUS & PROFINET International (PI), par ex. :

• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance Functions

• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices

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Diagnostic et maintenance38

Caractéristiques fonctionnelles de l'Asset Management

Vue de l'installation avec représentation symbolique des composants

Vue d'ensemble des composants sur une ligne PROFIBUS avec représenta-tion symbolique

Vue d'identification des composants

La station de maintenance constitue l'interface système pour le technicien de maintenance et met à sa disposition des fonc-tions et des informations de maintenance homogènes.

Fonctions de diagnostic standardPour s'informer sur l'état de diagnostic de chaque partie ou composant de l'installation, le technicien de maintenance peut passer de l'aperçu général aux vues de diagnostic des ni-veaux 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 composant concerné. Les informations sont filtrées en fonc-tion du domaine de responsabilité de l'utilisateur.

Les informations suivantes peuvent être affichées le cas échéant :

• L'état de diagnostic déterminé par le système• Informations sur les composants, par ex. 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 mise en

place

Informations sur les assets mécaniques Le bloc fonctionnel agissant comme suppléant pour les assets mécaniques dépourvus d'autodiagnostic (pompes, moteurs, etc.) peut déterminer les états de fonctionnement inadmis-sibles affichés par la suite comme alarme de maintenance, et ce à partir de différentes valeurs de mesure ainsi que leurs dé-rives par rapport à un état normal défini. Ce bloc fonctionnel permet également de réaliser des structures de diagnostic in-dividuelles, des règles de diagnostic spécifiques au projet et des fonctions de surveillance d'état.

En complément, il existe également des blocs Asset Manage-ment avec lesquels le technicien de maintenance peut sur-veiller des constituants de l'installation tels que pompes, échan-geurs de chaleur ou vannes de réglage.

Informations détaillées sur les Assets selon la norme CEI 61804-2Des informations supplémentaires sont disponibles pour les Assets spécifiés via Electronic Device Description (EDD) selon la norme CEI 61804-2. En arrière-plan, SIMATIC PDM lit auto-matiquement ces informations depuis les composants et les met à disposition.

• Informations de diagnostic détaillées- Informations du constructeur propres à l'appareil- Indications sur les diagnostics d'erreur et leurs remèdes- Documentation complémentaire

• Résultats de fonctions de surveillance d'état internes• Informations d'état (par ex. commande locale, modifica-

tions locales de configuration)• Affichage du journal des modifications (Audit Trail) des

composants, indiquant les personnes, la date et le type d'intervention effectuée sur ceux-ci

• Paramétrage des Assets (représentation des paramètres définis dans le composant et dans le projet ; si besoin est, représentation de la différence entre les deux)

Signalisationgroupée pourstructuresubordonnée

Sélection :

Niveau PC

Niveau AS

Fonctions système générales

NiveauEthernet

Imagesymbolique

Bloc de vued'un composant

Application interneAppel :

Application externe

Identification du composant

Etat de maintenance

Etat de la requête

Etat de diagnostic

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Diagnostic et maintenance 39

Extrait du jeu de symboles de l'Asset Management PCS 7

Visualisation des informations de maintenance

La structure hiérarchique des informations et la symbolique uniforme favorisent la clarté, simplifient l'orientation et per-mettent au personnel de maintenance un accès rapide à des informations détaillées à partir de l'aperçu de l'installation. Le jeu de symboles définis pour l'Asset Management avec la sta-tion de maintenance SIMATIC PCS 7 contient des symboles pour l'état de diagnostic des appareils/composants, l'urgence de la demande de maintenance et l'état de la mesure de main-tenance. Des affichages groupés dans la vue synoptique de l'installation visualisent l'état de diagnostic des struc-tures/composants subordonnés sous la forme d'un feu rouge, jaune ou vert.

Les vues de diagnostic représentent l'état des composants et des appareils/composants subordonnés sous forme de sym-boles normalisés. Elles incluent les éléments suivants :

• Bitmap du composant• Désignation TAG du composant• Affichage d'état de maintenance• Affichage groupé de l'état de diagnostic des composants

subordonnés

Cliquer sur un élément dans la vue des symboles permet d'ou-vrir le niveau hiérarchique subordonné ou un bloc d'affichage du composant. Le bloc d'affichage du composant propose dif-férentes vues du composant concerné, ainsi que des informa-tions spécifiques aux appareils (par exemple vue d'identifica-tion, vue des messages ou de maintenance).

Gestion des informations

Les fonctions suivantes permettent au gestionnaire de mainte-nance de transmettre rapidement et facilement des informa-tions classifiées, d'accéder à des bases d'informations spéci-fiques au projet et de demander des mesures de maintenance.

• Exportation des données d'identité (plaque signalétique électronique) et état de diagnostic correspondant pour les composants/appareils déterminés par filtres (exportation complète)

• Exportation de toutes les informations pertinentes d'un composant (y compris de l'action définie dans le projet pour la mesure de maintenance) vers des cibles définies, par ex. système de messagerie, imprimante, ou pagette (exportation individuelle).

Filtres pour les états de diagnostic

• Appel d'un maximum de trois applications définies dans le projet (sites Web, programmes ou base de données), comme les livrets d'équipe, les documentations ou Enterprise Asset Management Console

G_P

CS

7_X

X_0

0072

Bon

Simulation

Change inconfigurationdetected

Besoin demaintenance(basse)

Demande demaintenance(moyenne)

Alarme demaintenance(haute)

Ordre de mainte-nance inconnu/non transmis

Ordre de maintenance transmis

Ordre de maintenance en cours

Pour plus d'informations : www.siemens.de/simatic-pcs7/plant-asset-management

Points forts Asset Management

■ Instrument permettant de réduire les coûts totaux cumulés au cours du cycle de vie complet de l'installation (coût total de possession)

■ Diagnostic et gestion de la maintenance pour les consti-tuants du système de contrôle de procédés et les assets mécaniques tels que pompes, moteurs ou échangeurs de chaleur

■ Station de maintenance utilisée en tant qu'interface sys-tème pour le technicien de maintenance

■ Représentation harmonisée, à l'échelle de l'installation, des états de diagnostic et de maintenance

■ Génération automatique d'une vue d'ensemble des don-nées d'identification avec les versions logicielles et de fir-mware pour la planification des mises à niveau

■ Bloc fonctionnel pour les assets mécaniques, les diagnos-tics 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 configuration et de paramétrage des appareils basés sur EDD dans le journal des modifications

■ Génération de vues relatives aux états de diagnostic

■ Intégration d'applications internes et externes pour dia-gnostics spéciaux et informations complémentaires

■ Prise en compte des normes internationales

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Automates40

Automates Performances échelonnables pour toutes les exigences

Formats des automates SIMATIC PCS 7 : système S7-400 (à gauche), système Modular Embedded (au milieu) et système Microbox (à droite)

Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 dispose d'automates sous les trois formats représentés ci-dessus. Ils permettent d'échelonner finement les performances d'auto-matisation sur une large gamme.

Automates modulaires de la série SIMATIC S7-400 avec contrôleur matériel

Les automates de la gamme SIMATIC S7-400 sont très ro-bustes et se caractérisent par d'excellentes performances de traitement et de communication. En tenant compte du rap-port prix/puissance, des composants sélectionnés du SIMATIC S7-400 sont combinés en tant qu'ensembles (bundles), en fonction de la tâche à réaliser. Ces "bundles AS" sont dispo-nibles sous deux formes :

• Constituants individuels, regroupés en une seule livraison pour chaque système

• Systèmes complets préconfectionnés et testés (sans sup-plément de prix par rapport à la fourniture de constituants individuels)

Leur configuration s'effectue en sélectionnant des unités de commande prédéfinies.

Chaque bundle AS est combiné à une licence SIMATIC PCS 7 Industry Library Runtime et une licence SIMATIC PCS 7 AS Run-time pour 100 objets de processus. Le nombre d'objets de pro-cessus peut être étendu à 100, 1000 ou 10 000 moyennant des licences Runtime cumulables.

Il est possible de configurer jusqu'à 8 interfaces PROFIBUS par configurateur (simples ou redondantes). La CPU des auto-mates intègre en standard le couplage pour le bus de terrain PROFIBUS DP. Selon le type de CPU, des modules d'interface additionnels IF 964 DP permettent d'utiliser jusqu'à 2 inter-faces PROFIBUS DP supplémentaires. Si besoin est, des proces-seurs de communication PROFIBUS supplémentaires peuvent être ajoutés.

La connexion à PROFINET IO dépend du type : par interface CPU ou par processeur de communication CP 443-1.

Les caractéristiques suivantes sont particulièrement intéres-santes :

• Conception modulaire sans ventilateur• Robustesse et évolutivité extrêmes• Variantes simples et redondantes• nombreuses possibilités de communication• fonctions intégrées au système• fonctions de sécurité intégrables (Safety Integrated)• connexion facile de la périphérie E/S centralisée ou décen-

tralisée• Prise en charge de PROFINET IO

Selon leur fonctionnalité, les automates modulaires de la série S7-400 peuvent être classifiés comme suit :

• Automates standard • Automates à haute disponibilité • Automates de sécurité

Le système universel AS 410 offre le maximum de flexibilité et couvre la fonctionnalité des trois classes.

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Automates 41

Automates standard

Les automates modulaires standard de la gamme S7-400 sont d'utilisation universelle. Ils représentent le premier choix lors-qu'une haute disponibilité et des fonctions de sécurité ne sont pas nécessaires.

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 deux sous-systèmes redondants sur une distance allant jusqu'à 10 km, avec par ex. une isola-tion par une paroi coupe-feu. Grâce à la séparation galva-nique, 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 applica-tions critiques pour lesquelles tout dysfonctionnement peut entraîner un danger de mort, des endommagements de l'ins-tallation ou des dégradations écologiques. En interaction avec les modules F de sécurité du système de périphérie décentra-lisée ET 200 ou avec les transmetteurs de sécurité directe-ment raccordés via le bus de terrain, les systèmes F/FH identi-fient les erreurs de processus ainsi que leurs propres dysfonc-tionnements internes. Ils commutent alors automatiquement l'installation dans un état sûr.

Les automates de sécurité sont certifiés par le TÜV et répon-dent aux exigences de sécurité jusqu'à SIL 3 selon la norme CEI 61508. Ils sont basés sur le matériel des automates à haute disponibilité qui se sont vus adjoindre des fonctions de sécurité grâce à S7 F Systems.

Comme dans le cas du système de base, ils sont disponibles en deux variantes :

• Stations monopostes avec une CPU, de sécurité • Stations redondantes avec deux CPU redondantes, de sécu-

rité et tolérantes aux pannes

La redondance des systèmes FH sert uniquement à augmen-ter la disponibilité. Elle ne contribue pas au traitement des fonctions de sécurité et à la détection des erreurs associée.

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Automates42

Automate de sécurité, ET 200M avec modules F

Les systèmes multitâches maîtrisent l'exécution simultanée de plusieurs programmes dans une CPU, qu'il s'agissent d'ap-plications Basic Process Control System (BPCS) ou d'applica-tions de sécurité. Les programmes sont unidirectionnels, au-trement 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.

Les fonctions de sécurité sont exécutées deux fois dans diffé-rentes 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 communi-quer entre eux en mode sécurité via le réseau procédé Indus-trial Ethernet.

Disponibilité modulable

L'une des particularités des systèmes modulaires S7-400 ré-side dans la disponibilité échelonnable de divers modules.

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 re-dondante de l'alimentation ou du processeur de communica-tion Industrial Ethernet et de combiner ces mesures.

Avec ses deux CPU redondantes, la station redondante pos-sède déjà un niveau de disponibilité élevé. Elle fonctionne se-lon le principe 1 de 2, auquel cas le sous-système actif com-mute sur le système de réserve en cas de défaut. 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.

Disponibilité modulable

■ Alimentation simple■ Communication simple via

réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication double via

réseau procédé

■ Alimentation quadruple■ Communication double via

réseau procédé

■ Alimentation simple■ Communication double

via réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication

quadruple via réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication simple via

réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication double

via réseau procédé

■ Alimentation quadruple■ Communication

quadruple via réseau procédé

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G_P

CS

7_X

X_0

0185

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Automates 43

Contrôleur AS 410

L'AS 410 est un nouveau type d'AS de la gamme SIMATIC S7-400, destiné exclusivement à l'utilisation dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Avec sa "CPU 410-5H Process Automation" innovante et son firmware optimisé, l'AS 410 est en mesure de couvrir l'ensemble de la gamme de performances des automates SIMATIC PCS 7 (de l'AS 412H à l'AS 417H en passant par l'AS 414-3 et l'AS 416). La définition définitive de ses performances est données par les objets de processus. La réduction du nombre de types ainsi obtenue non seulement facilite l'approvisionnement en pièces de re-changes mais se répercute favorablement sur l'ensemble du cycle de vie du système de contrôle de procédés.

La CPU 410-5H Process Automation se distingue par son aspect de tous les contrôleurs de la gamme S7-400. Elle est équipée d'une interface PROFINET et d'une interface PROFIBUS DP. Une deuxième interface PROFINET est préparée pour son utilisation future. Une mémoire de chargement de 48 Mo intégrée rend l'utilisation de cartes mémoire superflue. Une touche Reset remplace le commutateur RUN/STOP.

Automates SIMATIC S7-400 établis

Capacités fonctionnelles mixtes typiques pour les automates SIMATIC PCS 7, sur la base de SIMATIC PCS 7 Advanced Library (APL)

Type d'AS Caractéristiques

Systèmes standard

AS 414-3 CPU standard, interfaces : 1 x MPI/DP, 1 x DP, 1x module DP optionnel enfichable

AS 414-3IE CPU standard, interfaces : 1 x PN/IE (2 ports), 1 x MPI/DP, 1x module DP optionnel enfichable

AS 416-2 CPU standard, interfaces : 1 x MPI/DP, 1 x DP

AS 416-3 CPU standard, interfaces : 1 x MPI/DP, 1 x DP, 1 x module DP optionnel enfichable

AS 416-3IE CPU standard, interfaces : 1 x PN/IE (2 ports), 1 x MPI/DP, 1x module DP optionnel enfichable

AS 417-4 CPU standard, interfaces : 1 x MPI/DP, 1 x DP, 2 x module DP optionnel enfichable

Systèmes de sécurité à haute disponibilité

AS 412H/F/FH CPU H (1 x ou 2 x), interfaces : 1 x PN/IE (2 ports), 1 x MPI/DP, 1 x DP




Automatesavec APL

AS 412H

AS 414-3

AS 414-3IE

AS 414H

AS 416-2

AS 416-3

AS 416-3IE

AS 416H

AS 417-4

AS 417H

AS RTX

AS mEC

AS 410

Mesures de valeurs analo-giques

10 50 100 100 200 400 400 400 500 600 300 300

Mesures de valeurs TOR 20 160 250 250 450 800 800 800 1 000 1 000 600 600

Régulations PID 5 35 50 50 75 150 150 150 180 200 200 200

Moteurs 7 40 75 75 100 200 200 200 350 400 150 150

Vannes 7 40 75 75 100 200 200 200 350 400 250 250

SFC 0 15 15 15 40 100 100 100 200 200 100 100

Étapes 0 150 150 150 400 1 000 1 000 1 000 2 000 2 000 800 800

Dosages 0 3 3 3 15 25 25 25 50 50 50 50

Entrées TOR DI 30 200 350 300 600 1 200 1 200 1 200 1 700 1 800 1 200 1 200

Sorties TOR DO 10 60 100 110 200 400 400 400 550 650 400 400

Entrées analogiques AI 15 100 175 150 300 600 600 600 800 900 600 600

Sorties analogiques AO 5 30 75 50 100 200 200 200 250 350 200 200

Objets de processus (PO) 30 200 350 350 600 1 200 1 200 1 200 1 800 2 000 1 200 1 200

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Automates44

Automate Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX avec contrôleur logiciel

Le système d'automatisation compact et robuste basé sur le SIMATIC IPC 427C constitue le premier système dans la gamme SIMATIC PCS 7 inférieure à moyenne. Le SIMATIC PCS 7 AS RTX, conçu pour un fonctionnement continu 24 heures sur 24 sans maintenance et à des tempéra-tures ambiantes jusqu'à 55 °C, est exempt de ventilateur et de supports de données en rotation, ce qui lui confère une grande résistance aux chocs et aux vibrations. Grâce à ses ca-ractéristiques physiques exceptionnelles et à ses dimensions réduites, le SIMATIC PCS 7 AS RTX convient particulièrement bien aux petites applications et à l'utilisation à proximité de l'installation.

Une interface PROFIBUS DP, qui supporte également le rou-tage, permet de raccorder des stations de périphérie ET 200 distantes avec capteurs/actionneurs raccordés et des appareils de terrain/de processus à PROFIBUS DP/PA. Deux interfaces Ethernet 10/100/1000 Mbits/s RJ45 permettent l'intégration dans un réseau procédé SIMATIC PCS 7.

Des fonctions paramétrables pour la surveillance de l'exécu-tion du programme/chien de garde, de la température du pro-cesseur et des cartes ainsi que des fonctions de diagnos-tic/messages étendues, par ex. compteur d'heures de fonc-tionnement, état du système, peuvent être enregistrées et évaluées via SIMATIC IPC DiagMonitor et la station de mainte-nance PCS 7 ou être signalées par LED.

Le SIMATIC PCS 7 AS RTX est fourni avec une licence Runtime AS pour 100 objets de processus, extensible à 2000 objets de processus. Le système d'exploitation Windows XP Embedded 2009, le logiciel PLC WinAC RTX et le logiciel de diagnostic SIMATIC IPC DiagMonitor sont préinstallés sur une carte Compact Flash de 4 Go. La configuration s'effectue avec le système d'ingénierie SIMATIC PCS 7.

Automate Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX avec contrôleur logiciel

SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX est un automate robuste au format S7-300 fonctionnant sans ventilateur. Sa particularité consiste en une extensibilité centrale grâce à la sérialisation de 8 modules d'E/S max. issus de la gamme de modules péri-phériques S7-300 et montés sur le même rail support. Les contrôleurs et les E/S sont donc regroupés en une unité com-pacte et peu onéreuse, utilisable de préférence dans des pe-tites applications et comme produit OEM, par exemple dans des Package Units.

Des capteurs/actionneurs connectés à des stations de périphé-rie décentralisée ET 200M sont également raccordables via PROFINET IO.

SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX peut être raccordé au réseau pro-cédé SIMATIC PCS 7 via une interface Ethernet 10/100/1000 Mbit/s.

SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX entièrement intégré dans SIMATIC PCS 7 est configuré via le système d'ingénierie SIMATIC PCS 7. Une licence d'exécution AS pour 100 objets de processus, ex-tensible à 2000 objets au maximum, fait partie du produit. Le système d'exploitation Windows XP Embedded 2009 et le lo-giciel PLC WinAC RTX sont préinstallés sur une carte Compact Flash.

Du fait que SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX et SIMATIC PCS 7 AS RTX utilisent le même logiciel PLC, ils possèdent un niveau de puissance similaire.

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 ; alimenta-tion redondante en option ou/et couplage à Industrial Ethernet

■ Station redondante avec deux sous-systèmes séparés galvaniquement – Un ou deux châssis porte-modules

(distants jusqu'à 10 km)– Traitement synchrone de programme utilisateur

identiques – Commutation sans à-coups

■ Modifications de configuration en service

Système Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX

■ Compact et robuste pour un emploi à proximité des ins-tallations

■ 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 sous des températures ambiantes jusqu'à 55 °C

Système Modular Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX

■ Automate compact au format S7-300 pour petites applications et Package Units

■ Extensibilité centrale grâce à la sérialisation directe de 8 modules d'E/S S7-300 max.

■ Stations de périphérie décentralisée ET 200M raccor-dables via PROFINET IO

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Systèmes compacts 45

Systèmes compactsSIMATIC PCS 7 BOX – Système de contrôle-commande complet au design compact

Système compact SIMATIC PCS 7 BOX RTX avec kit de montage sur chant

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 de procédés compact avec fonction-

nalité 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 com-pacts sont axés sur les deux dernières applications mention-nées.

Avec le logiciel OS runtime SIMATIC PCS 7 limité à 2000 objets de processus (PO), avec des caractéristiques physiques excep-tionnelles 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 sys-tèmes 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 instal-lation test doit être exploitée ultérieurement de manière pro-ductive à plus large échelle, il est possible de réaliser une ex-tension avec des constituants système SIMATIC PCS 7 et de procéder à une intégration dans l'installation de production.

La différenciation de la gamme de produits s'effectue en prio-rité via la fonctionnalité d'automatisation et donc des types d'automates :

• SIMATIC PCS 7 BOX RTXavec contrôleur logiciel intégré WinAC RTX

• SIMATIC PCS 7 BOX combiné à un automate externe distinct :- Automate Microbox PCS 7 AS RTX- 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 fonc-tionnalités matérielles et logicielles supportées

Selon que l'ingénierie est concentrée dans un système d'ingé-nierie central ou intégrée dans le système compact, une diffé-renciation 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 per-met de réaliser un système de contrôle de 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 communication de terrain, les stations de périphé-rie décentralisée ET 200M, ET 200iSP, ET 200S et ET 200pro sont dotées d'une vaste gamme de modules de signaux et de modules de fonction économiques ainsi que d'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.

Moyennant 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 sys-tème ES/OS doté de licences logicielles supplémentaires pour SIMATIC PDM et SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, un sys-tème 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.

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Systèmes compacts46

Variantes design

En standard, la conduite et la supervision des systèmes com-pacts s'effectuent par des équipements distincts (souris, cla-vier, moniteur de processus).

En alternative, une variante design avec face avant (photogra-phie à droite) permet également la conduite et la supervision au moyen d'un pupitre tactile avec écran TFT 19", d'une réso-lution de 1280 x 1024 pixels.

SIMATIC PCS 7 BOX avec panneau de commande, vue latérale et de face

Logiciel

Configuration du systèmeFo

nctio

ns s

uppo

rtée

s et

lim

ites

Station monoposte OS Runtime jusqu'à 2000 objets de process OS Runtime

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station

SIMATIC BATCH jusqu'à 10 unités

Serveur Web,pour 2 serveurs Web max.

Matériel

Contrôleur (AS) indépendant du système BOX PC

Communication AS-AS

Routage

Configuration en RUN (CiR)

Horodatage ultraprécis

Capacités fonctionnelles AS max.2)

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

WinAC RTX 2010 jusqu'à 1 200 AS Runtime PO


selon le type de AS 41x, jusqu'à 1 800 AS Runtime PO

selon le type de AS 41xH ou AS 41xF, jusqu'à 2 000 AS Runtime PO

seulement avec ASI seulement avec ASI


seulement avec ASIDonnées AS rémanentes

AS/OS Engineering

1) La fonctionnalité de routage du WinAC RTX 2010 est utilisable uniquement avec la CP 5611 embarquée du SIMATIC IPC627C (PCS 7 BOX RTX) et de l'IPC427C (PCS 7 AS RTX).

2) Capacités fonctionnelles mixtes, sur la base de SIMATIC PCS 7 Advanced Library (APL)

PROFINET IO avec ET 200M

PCS 7 BOX RTX PCS 7 BOX

SIMATIC PDM PCS 7

OS Single Station Redundancy

PCS 7 APL

S7 F Systems

SIMATIC Safety Matrix

PROFIBUS DP/PA

G_P

CS

7_X

X_0

0281

FOUNDATION Fieldbus (FF)

1) 1)

S7 Block Privacy

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Communication 47

CommunicationCommunication rapide et sûre avec avec Industrial Ethernet pour réseau procédé et réseau des terminaux

Ethernet industriel, exemples de connexion

SIMATIC NET

Avec les constituants réseau SIMATIC NET basés sur des normes internationales, SIMATIC PCS 7 dispose d'une gamme de produits performants et robustes permettant de réaliser des réseaux de communication homogènes pour l'échange fiable de données entre les constituants système à différents niveaux d'une installation.

Les produits SIMATIC, spécialement développés pour une uti-lisation 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, notam-ment 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'extensibili-té et la sécurité des investissements grâce à des développe-ment ultérieurs compatibles, que la cohérence, de l'entrée jusqu'à la sortie des marchandises, et des appareils de terrain jusqu'au système de gestion des informations.

Industrial Ethernet

Le réseau procédé et le réseau des terminaux pour les sys-tèmes multiposte à architecture client/serveur sont réalisés avec Industrial Ethernet, un réseau performant de cellules et d'atelier, développé pour le domaine industriel conformé-ment à la norme internationale IEEE 802.3 (Ethernet).

Dans les différents sous-systèmes de SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS, etc.), les interfaces de communication mises en œuvre sont soit des coupleurs intégrés, soit de simples cartes réseau ou encore des processeurs de communication spéciaux (CP 1613 A2, CP 1623, CP 1628). La communication "Basic Communication Ethernet" intégrée aux stations de travail in-dustrielles 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 op-tiques aux performances modulables grâce à la technologie de commutation et à des débits allant jusqu'à 1 Gbit/s.

Caractéristiques techniques Industrial Ethernet

Réseau procédé/réseau des terminaux

Industrial Ethernet

Nombre d'abonnés 1 023 par segment de réseau (standard IEEE 802.3)

Nombre de commutateurs jusqu'à 50

Etendue du réseau

- réseau local cuivre jusqu'à 5 km env.optique jusqu'à 150 km env.

- WAN échelle mondiale avec TCP/IP

Topologie linéaire, arborescente, en anneau, radiale

Réseau des terminaux (optique/électrique)

Clients OS

Réseau procédé Industrial Ethernet(optique/électrique)

ClientWeb

Serveurs OS redondants

Stationd’ingénierie

SIMATICPCS 7 BOX

AS Single Station

AS Redundancy Station

AS Redundancy Station

SCALANCE X-300

SCALANCE X-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE X-400

G_P

CS

7_X

X_0

0124

SCALANCE X-400

SCALANCEX-400

SCALANCEW788-1PRO

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Communication48

Commutateurs Industrial Ethernet / Industrial Wireless LAN

Commutateurs Industrial Ethernet

La connexion des abonnés au réseau procédé fait appel à des commutateurs Industrial Ethernet. Ces commutateurs de la gamme de produits SCALANCE X sont particulièrement re-commandés, car ils offrent des performances échelonnables à un prix attractif et supportent diverses possibilités de configu-ration.

La gamme de produits autorisée pour SIMATIC PCS 7 prove-nant des lignes de produits SCALANCE X (SCALANCE X-100, X-200, X-300 et X-400) est diversifiée. Plus le numéro de type est grand, plus le nombre de ports, la modularité, la flexibilité et la fonctionnalité augmentent. Tandis que les commuta-teurs de la gamme SCALANCE X-100 et X-200 sont exclusive-ment équipés de ports FastEthernet pour des flux de données allant jusqu'à 100 Mbit/s, les commutateurs de la gamme SCALANCE X-300 et X-400 possèdent quant à eux pour la plu-part des ports Gigabit Ethernet. Les formats varient même au sein d'une même gamme de produits : format compact et plat pour les X-200/X-200 IRT et format compact et de châssis pour le X-300.

Du fait de leur haute disponibilité, les topologies en anneau sont privilégiées pour les réseaux procédés et les réseaux de terminaux. Un autre avantage des anneaux optiques consiste en leur immunité aux perturbations.

Topologie en anneau redondanteLorsque les exigences de redondance sont plus élevées, la communication peut être réalisée sur deux anneaux redon-dants physiquement distincts. Un commutateur sert de ges-tionnaire de redondance dans chaque anneau. Les commuta-teurs actuels SCALANCE X-400, X-300, X-200 IRT et X-200 (sauf X208PRO) sont utilisables à cet effet.

• Réseau des terminaux : Les stations PCS 7 sont connectées à chacun des deux an-neaux par des coupleurs Industrial Ethernet distincts. Sur les stations PCS 7, le logiciel de communication SIMATIC NET SOFTNET IE RNA organise les procédures de commu-nication via Parallel Redundancy Protocol (PRP) selon CEI 62439-3. Avec SCALANCE X204RNA, il est possible d'intégrer des équipements terminaux dotés d'un seul port Industrial Ethernet, par ex. l'horloge centrale SICLOCK TC 400.

• Réseau procédé : Lors de la configuration avec NetPro, les partenaires de couplage qui sont connectés aux deux anneaux via deux CP pour chaque CPU AS et serveur OS sont raccordés logique-ment entre eux via une connexion S7 à haute disponibilité (redondance à 4 voies).

Module Client Ethernet SCALANCE W740 pour utilisation à l'intérieur

Réseaux locaux industriels sans fil IWLAN (Industrial Wireless LAN)

SIMATIC PCS 7 permet d'intégrer des clients distants mobiles ou stationnaires dans le réseau des terminaux, Des points d'accès Industrial Wireless LAN (IWLAN) sont utilisés à cet effet :

• SCALANCE W784 (en armoire)• W786 (à l'extérieur) ou • W788 (à l'intérieur)

Les clients distants mobiles (par ex. des ordinateurs portables) utilisent l'interface WLAN intégrée pour la communication avec le point d'accès IWLAN, tandis que les clients distants stationnaires en boîtier de table/tour (stations de travail industrielles PCS 7) utilisent le module Client IWLAN SCALANCE W740.

Les applications suivantes peuvent être ainsi réalisées :

• Mise en place de clients OS déportés supplémentaires (jusqu'à 2 clients sur IWLAN)

• Raccordement de clients Web à un serveur Web PCS 7 (jusqu'à 2 clients Web sur IWLAN)

• Accès à distance à une station d'ingénierie en utilisant le logiciel "RealVNC" (Enterprise Edition), par ex. pour la mise en service.

Tous les composants utilisés sont très résistants, utilisent des procédures de cryptage et d'authentification modernes et ga-rantissent une grande fiabilité du canal radio.

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Communication 49

PROFINET – le standard Ethernet industriel pour l'automatisation

Reposant sur les normes internationales CEI 61158 et CEI 61784, PROFINET réunit les avantages du standard Ether-net 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. Avec le profil PROFIsafe, il supporte une communi-cation de sécurité entre le système d'automatisation (contrô-leur) et la périphérie de processus. PROFINET constitue ainsi la base idéale pour réaliser dans l'installation un réseau d'auto-matisation homogène auquel il est possible d'intégrer facile-ment des bus de terrain existants et réalisés avec PROFIBUS.

Dans le contexte du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, la mise en œuvre de PROFINET cible en premier lieu PROFINET IO, la communication de terrain entre les auto-mates (contrôleurs) et la périphérie de procès.

Les contrôleurs S7-400 peuvent être intégrés à PROFINET IO via l'interface PROFINET de la CPU ou via le module de commu-nication CP 443-1, les SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX, via l'inter-face PROFINET du contrôleur Embedded Controller EC31, et les stations de périphérie décentralisée ET 200M, via le cou-pleur IM153-4PN High Feature. Vous pouvez utiliser différents produits Ethernet comme composants réseau, par ex. des commutateurs SCALANCE X, des convertisseurs de support, des éléments de connexion FastConnect, des supports de transmission électriques et optiques.

Les bus de terrain PROFIBUS ou FOUNDATION Fieldbus H1 peuvent être intégrés via un processeur de communication CP 443-5 ou une interface PROFIBUS DP dans la CPU de l'automate, les bus de terrain PROFIBUS également via un IE/PB Link PN IO.

Les topologies linéaire, arborescente, en étoile et en anneau permettent de réaliser sur le terrain des configurations de ré-seau variées, les configurations PROFINET IO en anneau ga-rantissant une disponibilité plus élevée des périphériques IO que les autres topologies.

Dans les configurations PROFINET IO en anneau avec stations AS monopostes, la redondance de support de l'anneau em-pêche une panne de l'intégralité du segment. En cas d'interrup-tion de l'anneau ou de panne d'un participant, le gestionnaire de redondance active immédiatement l'autre voie de commu-nication. La mise en réseau peut s'effectuer aussi bien via des commutateurs SCALANCE X que directement via des interfaces PROFINET d'automates et de stations d'E/S distantes.

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 redon-dance système caractérise un type de communication PROFINET IO selon lequel chaque périphérique IO établit une liaison de communication, via le réseau topologique, à cha-cune des deux CPU d'une station redondante AS. Contraire-ment à ce qui se passe quand les périphériques IO ne sont cou-plés qu'à une CPU, la défaillance d'une CPU n'entraîne donc pas automatiquement celle des périphériques IO.

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Communication50

Exemples de configuration PROFINET IO avec station AS monoposte

Mise en réseau des participants PROFINET par commutateurs SCALANCE X Mise en réseau directe des participants PROFINET via interfaces intégrées

Exemples de configuration PROFINET IO avec station AS redondante

Configuration en anneau PROFINET avec station redondante AS

Com

mun

icat

ion

dans

l'in

stal

latio

nC

omm

unic

atio

n su

r le

terr

ain

Stations opérateur

Station monoposte AS

SCALANCE X

SCALANCE X SCALANCE X

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0300

ET 200MC

omm

unic

atio

n da

ns l'

inst

alla

tion

Com

mun

icat

ion

sur l

e te

rrai

n

Stations opérateur

Station mono-poste AS avec CPU PROFINET

Station monoposte AS avec CP PROFINET

SCALANCE X

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0301

ET 200M

Com

mun

icat

ion

dans

l'in

stal

latio

nC

omm

unic

atio

n su

r le

terr

ain

Stations opérateur

Station redondante AS avec CPU PROFINET

SCALANCE X

SCALANCE X

G_P

CS

7_X

X_0

0313

ET 200M

ET 200MET 200M

ET 200M

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Communication 51

Communication de bus de terrain rapide et robuste

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 trans-metteurs de mesure, les entraînements, les vannes ou les ter-minaux 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 com-munication robuste et fiable pour le niveau terrain. Sur la base des normes CEI 61158 et CEI 61784, il est capable de couvrir toutes les exigences de l'industrie manufacturière et des pro-cessus, avec :

• des techniques de transmission se complétant mutuelle-ment

• un profil de communication unifié • des profils d'application supplémentaires pour les fonc-

tions d'appareil typiques, par ex. PA Devices, PROFIdrive, PROFIsafe ou PROFIenergy.

PROFIBUS DP

Le PROFIBUS DP, conçu pour de hautes vitesses de transmis-sion 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 don-nées entre les automates (contrôleurs) et les stations de périphérie décentralisée de la famille ET 200 (E/S dépor-tées) et avec les appareils de terrain/processus, les CPU/CP, les postes de conduite, etc. qui disposent d'une interface PROFIBUS DP.

• Intégrateur pour les bus de terrain PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1 habituellement utilisés dans l'industrie

Etant donné que PROFIBUS DP supporte le protocole HART, il est possible d'intégrer également via HART des E/S déportées ainsi que des appareils de terrain HART dans la communica-tion PROFIBUS DP.

PROFIBUS DP est réalisable en technique cuivre ou optique :

• RS 485technique de transmission électrique simple et écono-mique utilisant un câble bifilaire blindé

• Fiber Optictechnique de transmission optique par fibres optiques en verre ou en matière plastique pour une transmission rapide de grandes quantités de données dans des environne-ments fortement perturbés ou sur des grandes distances.

Le PROFIBUS DP peut être rendu apte aux zones Ex 1 ou 21 par l'utilisation d'un transformateur séparateur (coupleur RS 485-iS) et de la technique de transmission cuivre RS 485-iS.

G_P

CS

7_X

X_0

0247

FF linkPA link

Remote I/O

SIMATIC PCS 7 automation system

Maintenance/OS server

OS multi-clientsEngineering station

DrivesPROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus

PROFIBUS DP

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Communication52

PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1

Pour l'automatisation des procédés techniques qui se dérou-lent fréquemment dans des environnements agressifs, dan-gereux pour la santé et à risque d'explosion, il est important de disposer d'une connexion directe des transmetteurs et ac-tionneurs et de leur alimentation via le support de communi-cation 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 ter-rain conviennent idéalement à l'intégration directe dans le système de contrôle de 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 ten-

sion des appareils de terrain et la transmission de données nu-mériques avec une vitesse constante 31,25 kbit/s.

Les physiques de bus de PROFIBUS PA et de FF H1 sont iden-tiques dans une large mesure, conformément à CEI 61158. Les deux bus sont intégrables directement dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 par PROFIBUS DP. PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1 profitent ainsi pa-reillement de l'architecture PROFIBUS DP de niveau supérieur. Le client SIMATIC PCS 7 n'est pas lié à un bus de terrain parti-culier, mais peut choisir ce dernier librement de manière à l'adapter de façon optimale à l'instrumentation de terrain.

1) conforme à la directive d'installation du PROFIBUS 2.262

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 EEx(ib)

Topologie Linéaire, arborescente Linéaire En anneau, radiale, linéaire

Abonnés par segment 32 32 1) –

Abonnés par réseau (avec répéteur) 126 126 126

Longueur de câble par segment en fonction de la vitesse de transmis-sion

1 200 m pour 93,75 kbit/s max.1 000 m pour 187,5 kbit/s400 m pour 500 kbit/s200 m pour 1,5 Mbit/s100 m pour 12 Mbit/s

1000 m pour 187,5 kbit/s 1)

400 m pour 500 kbit/s 1)

200 m pour 1,5 Mbit/s 1)

80 m max. (PVC)

2 ... 3 km (FO verre multimode)

>15 km pour 12 Mbit/s(FO verre monomode)

Répéteurs pour le rafraîchissement des signaux des réseaux RS 485

max. 9 max. 9 1) sans objet

Caractéristiques techniques PROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus H1

Transmission des données MBP MBP

Vitesse de transmission 31,25 kbit/s 31,25 kbit/s

Câbles à 2 conducteurs, blindé à 2 conducteurs, blindé

Mode de protection EEx(ia/ib) EEx(ia/ib)

Topologie linéaire, arborescente, en anneau linéaire, arborescente, en anneau

Safety Integrated 4 –

Régulation "Control in the Field" – 4

Interopérabilité 4 4

Appareils de terrain par segment/coupleur 31 31

Appareils de terrain par link 64 31

Répartiteur de terrain actif par segment/coupleur- AFD4/AFD8- AFDiS ou combinaison AFDiS et AFD4/AFD8

85

85

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 1 900 m : standard1 900 m : EEx(ib)1 000 m : EEx(ia)

1 900 m

© Siemens AG 2013

Communication 53

Architectures de bus de terrain

Dans les architectures de bus de terrain représentées, la passe-relle de PROFIBUS PA ou de FF H1 vers PROFIBUS DP s'effectue par un link (PA Link/FF Link) doté d'un ou de deux coupleurs.

Sur un link PA pouvant recevoir jusqu'à 5 coupleurs, il est pos-sible d'exploiter au maximum 5 segments de bus via un cou-pleur 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 mêmes réparti-teurs de terrain actifs sont utilisables pour PROFIBUS PA et FF H1 : AFS (Active Field Splitter), AFD (Active Field Distribu-tor) pour zone Ex 2/22 et AFDiS (Active Field Distributor intrin-sically 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 courts-circuits. Contrairement à l'AFD4/8, les longueurs de dérivation pour l'AFDiS ne dépendent pas du nombre de toutes les déri-vations dans le segment et ne doivent donc pas être prises en compte dans la longueur totale du segment. Le segment linéaire peut être raccordé à un PROFIBUS DP simple ou redon-dant 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 redondantsLe répartiteur de terrain actif AFS est relié à une paire de cou-pleurs redondants (2 FDC 157) dans le link. Il connecte un seg-ment linéaire au coupleur actif. Le cas échéant, le remplace-ment d'un coupleur peut avoir lieu en cours de fonctionne-ment. L'intégration des appareils de terrain au segment li-néaire se fait comme décrit sous "Topologie linéaire avec coupleur unique".

Topologie en anneau avec coupleurs et supports redon-dantsLa disponibilité maximale peut être atteinte avec un segment en anneau formé avec une paire de coupleurs redondants (2 FDC 157) dans le link. 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 immédia-tement adaptée en cas de modifications ou de perturbations sur le bus. Une extension sur le bus de terrain ou le remplace-ment 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

Architectures de bus de terrain avec PROFIBUS PA et FOUNDATION Fieldbus H1

• Isolation automatique et sans à-coups de sous-segments défectueux

• Topologie réparable ou extensible en service

Longueur max. de dérivation

Nombre de dérivations par segment de bus (1 appareil par dériva-tion)

AFD AFDiS

Appareils sans sécurité intrinsèque

Appareils à sécurité intrin-sèque selon FISCO

1 à 31

1 ... 12 120 m

120 m 60 m

13 ... 14 90 m

15 ... 18 60 m

19 ... 24 30 m

25 ... 31 1 m

G_P

CS

7_X

X_0

0249

SIMATIC PCS 7 automation system

PA link / FF link

PA link / FF link

PA link / FF link

AFS

AFD AFD AFDiS

AFD AFD AFDiS

AFD AFDiS

PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1



PR

OFI

BU

S D

P

© Siemens AG 2013

Périphérie de processus54

Périphérie de processusLa solution adaptée à toutes les exigences

ET 200iSP avec alimentation redondante

SIMATIC PCS 7 offre de nombreuses possibilités pour l'acquisi-tion et la sortie de signaux de processus via les capteurs et les actionneurs ainsi que la connexion de périphériques aux auto-mates :

• Stations de périphérie décentralisée ET 200 avec une vaste gamme de modules de signaux et de modules de fonction économiques sur PROFIBUS DP

• Stations de périphérie décentralisée ET 200 sur PROFINET• Appareils de terrain / de processus intelligents et décentra-

lisés et postes de conduite directement sur le bus de terrain PROFIBUS DP/PA ou FOUNDATION Fieldbus H1 (également redondant ou dans les zones Ex 0, 1, 2 ou 20, 21, 22).

• Modules d'E/S TOR et analogiques de la SIMATIC S7-400 exploités de manière centralisée dans l'automate

Dans la pratique, l'automatisation du niveau de terrain est es-sentiellement réalisée avec des périphéries décentralisées :

• périphérie décentralisée ET 200 en association des appa-reils de processus/de terrain classiques et des appareils de terrain HART

• appareils de processus/de terrain intelligents pour la connexion directe au bus de terrain

Outre sa grande diversité de possibilités technologiques, la périphérie de processus décentralisée se caractérise par les avantages suivants :

• modularité et cohérence• adaptabilité flexible à la structure de l'installation• câblage et ingénierie réduits• faibles coûts de mise en service, de maintenance et de cycle

de vie

Les modules de signaux SIMATIC S7-400 pouvant être exploi-tés de manière centralisée dans l'automate constituent une al-ternative à la périphérie de processus décentralisée dans les petites applications ou les installations de faible envergure.

Périphérie de processus standard pour SIMATIC PCS 7

Pour le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, les périphéries de processus standard suivantes sont recomman-dées pour l'automatisation du niveau de terrain :

• système de périphérie décentralisée ET 200M• système de périphérie décentralisée ET 200iSP• système de périphérie décentralisée ET 200S• système de périphérie décentralisée ET 200pro• appareils PROFIBUS PA à partir du profil PA 3.0

D'autres périphéries de processus peuvent être intégrées à SIMATIC PCS 7 à l'aide de blocs standard issus de l'APL ou de blocs add-on spéciaux. Il peut s'agir par exemple d'appareils de systèmes d'entraînement ou de pesage :

• système de gestion de moteur SIMOCODE pro• Variateurs SINAMICS G120• Systèmes de pesage SIWAREX U/FTA/FTC

Embases MTA

Les embases MTA (Marshalled Termination Assemblies) per-mettent de raccorder des appareils de terrain, des capteurs et des actionneurs de manière simple, rapide et fiable aux mo-dules d'E/S des stations décentralisées ET 200M. Il existe des versions MTA aussi bien pour les modules d'E/S standard que 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.

Possibilités de modification en ligne

ET 200M/ET 200iSP

■ Ajout de stations ET 200M/ET 200iSP■ Ajout de modules d'E/S à la station■ Reparamétrage de modules d'E/S■ Paramétrage des appareils de terrain HART

connectés via SIMATIC PDM

ET 200S ■ Ajout de stations ET 200S

ET 200pro ■ Ajout de stations ET 200pro

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus H1

■ Ajout d'abonnés PROFIBUS DP■ Ajout de links PA et d'appareils de terrain PA■ Paramétrage d'appareils de terrain PA ou FF

avec SIMATIC PDM

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Périphérie de processus 55

Eventail d'utilisation de la périphérie de processus pour SIMATIC PCS 7

ET 200 en atmosphère explosible gazeuse et poussiéreuse

Le schéma ci-dessus illustre les possibilités de connexion de la périphérie de processus décentralisée de SIMATIC PCS 7 compte tenu de différentes conditions ambiantes.

Capteurs/actionneurs, analyseurs et systèmes de pesage et de dosage

Siemens Sensors and Communication propose une gamme complète de produits pour l'exploitation avec le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Exemples :

• 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'ap-pareils du gestionnaire d'appareils de terrain SIMATIC PDM.

Gammes d'appareils de Siemens Sensors and Communication

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

Zone 2 Zone 1 Zone 0

Classe I Zone 2 Classe I Zone 1 Classe I Zone 0

Zone 22 Zone 21 Zone 20

Classe II Zone 2 Classe II Zone 1 Classe II Zone 0

Poussières

Gaz

Système de conduite des procédés

Transmetteur-séparateur de bus de terrain1)

Zones à atmosphère explosible

Actionneurs/Capteurs



PA Link/FF Link1)


1) Atmosphère poussiéreuse : installation des constituants toujours dans un boîtier au degré de protection IP6x2) Avec une alimentation standard de 10 A CC3) Conforme également à FM/UL selon la classe I, division 2

S7-4002) ET 200S1) SIMOCODE pro1)

ET 200iSP1) 3)

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA/FF H1

ET 200M1)

Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

AFDiS

Ex i, Ex e

PROFIBUS

HART

HART

G_P

CS

7_X

X_0

0147

Vue d'ensemble de la gamme d'appareils actuellement dispo-nibles, ainsi que des informations supplémentaires, des caracté-ristiques techniques et des données de référence de commande : www.siemens.com/processinstrumentation

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Périphérie de processus56

Périphérie de processusAppareils recommandés pour l'automatisation de terrain

1) Disponible également en tant que constituant SIPLUS pour plage de température étendue -25 °C … +60/70 °C et atmosphère agressive/condensation (Plus de détails sous www.siemens.de/siplus)

Système de périphérie ET 200M ET 200iSP ET 200S ET 200pro

Constitution

Indice de protection IP20 IP30 IP20 IP65/IP66/IP67

Format modulaire modulaire bloc à extension gra-nulaire

modulaire

Montage Profilé support Profilé support Rail Profilé support

Connectique des capteurs/actionneurs Connectique mono-conducteurbornes à vis/à ressort, FastConnect, Top-Connect

Connectique multi-conducteurbornes à vis/à ressort

Connectique multi-conducteurbornes à vis/à ressort, FastConnect

M8, M12, M23

Applications particulières

Technique de sécurité 4 4 4 4

Utilisation en atmosphère explosible Zone 2, 22 Zone 1, 21 Zone 2, 22 –

Disponibilité augmentée commutation, redondance

commutation, redondance

– –

Plage de température 0 … +60 °C1) -20 … +70 °C 0 … +60 °C1) -25 … +55 °C

Tenue aux vibrations (en permanence) 1 g 1 g 2 g 5 g (selon le module)

Communication

PROFIBUS (cuivre/fibre optique) 4 / – (12 Mbit/s) 4 / – (1,5 Mbit/s) 4 / 4 (12 Mbit/s) 4 / 4 (12 Mbit/s)

Fonctions système

Précâblage 4 (débrochage et en-fichage)

4 4 –

Débrochage/enfichage à chaud (hot swapping) 4 (avec bus interne actif)

4 4 4

Extension/configuration en service 4 / 4 4 / 4 4 / – – / –

Diagnostic (selon le module) par voie par voie par voie par voie

Fonctions

Voies TOR 4 4 4 4

Voies analogiques 4 4 4 4

y compris HART 4 4 – –

départs-moteur – – 4 –

Raccordement pneumatique – 4 – –

Fonctions technologiques Comptage/mesure, régulation, pesage

Comptage, mesure de fréquence

Comptage/mesure –

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Périphérie de processus 57

EntraînementsAppareils recommandés

Entraînements SIMOCODE pro

Système de gestion de mo-teurs pour moteurs basse ten-sion à vitesse constante :

SINAMICS G120

Variateurs de fréquence pour mo-teurs triphasés asynchrones et syn-chrones

Indice de protection IP20 (selon le module) IP20

Construction modulaire modulaire (unité de régulation, bloc de puissance)

Gamme de puissance 0,1 ... 700 kW 0,37 ... 250 kW

Tensions jusqu'à 690 V CA 380 ... 480 V CA ou 660 ... 690 V CC ± 10 %

Courants moteur nominaux jusqu'à 820 A –

Communication PROFIBUS 4 4

Bibliothèque de blocs pour l'Intégration dans SIMATIC PCS 7

4 4

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 indus-triels et commerciaux

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Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH58

Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCHModulaire, flexible, évolutif et entièrement intégré dans SIMATIC PCS 7

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 ins-tances d'unités), il peut être utilisé dans toutes les installa-tions, quelle que soit leur taille.

Dans les petites applications Batch, il est possible d'utiliser un SIMATIC PCS 7 BOX en combinaison avec un contrôleur dis-tinct, par ex. avec un SIMATIC PCS 7 AS RTX ou SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX.

Toutefois, l'automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH est caractérisée par des architectures client-serveur dans lesquelles un serveur Batch et plusieurs clients Batch traitent ensemble un projet. Le serveur Batch peut éga-lement 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 confi-gurées 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 séparé-ment du système d'ingénierie. Les changements de configura-tion 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 aus-si sur un serveur matériel commun (serveur OS/Batch). 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 de procédés pour la gestion et l'authenti-fication centrale des utilisateurs ainsi que pour la signature électronique nécessaire à la validation des recettes princi-pales, formules et objets de bibliothèque pour les utilisateurs ou groupes d'utilisateurs Windows autorisés. Les configura-tions 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 dis-pose ainsi de son environnement de travail habituel lorsqu'il ouvre une nouvelle session sur un client quelconque de l'ins-tallation.

Clients SIMATIC BATCH et clients OS

SIMATIC PCS 7Station opérateur

avecSIMATIC BATCH

Contrôleurs

Serveur Batch Serveur OS

Stationd'ingénierie

Réseau de terminaux

Réseau procédé

seulement en mode AS

G_P

CS

7_X

X_0

0053

© Siemens AG 2013

Automatisation des processus discontinus avec SIMATIC BATCH 59

Communication avec les automates

Selon le mode de fonctionnement, SIMATIC BATCH commu-nique avec les automates (AS) via le système opérateur PCS 7 (OS) ou directement via S7 DOS.

SIMATIC BATCH propose des vues de conduite standard (face-plates et contrôles OS) pour la conduite et la supervision d'uni-tés 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 dimensionne-ment (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 pro-

cessus

■ Recettes indépendantes de l'unité de processus– Simplification de la gestion des recettes et de la vali-

dation– Conduite flexible et utilisation optimale des installa-

tions via la stratégie d'affectation et l'attribution des unités de processus lors de l'exécution des lots

■ Recettes simples et recettes hiérarchiques selon ISA-88.01– Création de recettes orientée vers le 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'ano-

malie 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

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Fonctionnalité Client Batch

Batch Control Center

Le Batch Control Center (BatchCC) est la "centrale de com-mande" pour la surveillance et la conduite de processus dis-continus. 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'automati-sation de base

• définir des droits d'accès utilisateurs pour toutes les fonc-tions, 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 (opéra-

tions de bibliothèques) • éditer les catégories de formules et gérer les formules asso-

ciées (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 at-

tribution des unités de processus lors de l'exécution des lots• modifier/supprimer/insérer en ligne des objets et des élé-

ments 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

Batch Planning

BatchCC permet de créer individuellement des ordres de fabri-cation et des lots. L'option Batch Planning offre cependant bien plus de fonctionnalités de planification. Elle permet de planifier au préalable les lots d'un grand nombre d'ordres de fabrication. En plus de la planification, la modification, l'annu-lation, la suppression et la validation des lots font également partie des fonctions disponibles.

Planification des lots

Des représentations spéciales sous forme de liste pour les ca-tégories d'ordres, les ordres de production, la planification des lots, le statut ou le résultat du lot prennent en charge et faci-litent la planification et la commande de lots. Il est possible de définir et de répartir manuellement les lots d'un ordre de fa-brication. 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 com-pris l'occupation des unités, est représenté à l'aide d'une com-binaison de schémas de Gantt et de tableaux. Les conflits tem-porels ou les conflits générés par l'occupation multiple d'uni-tés de processus sont indiqués. Les conflits temporels peuvent être résolus en déplaçant les lots concernés dans le schéma de Gantt. Les caractéristiques suivantes des lots peuvent être dé-finies ou modifiées :

• quantité à produire• mode de lancement (immédiatement, 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 précé-

dent ou suivant)• affichage de la durée prévue d'un lot• Définition de l'intervalle de temps minimum lors de l'en-

chaînement des lots

Batch OS Control

Les contrôles OS Batch affichés dans la vue de processus permet-tent la conduite et la supervision des processus discontinus.

Vue de processus avec affichage des contrôles OS Batch

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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 modifi-cation simples et intuitives de recettes principales et d'opéra-tions 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 ob-jets Batch issus de la configuration de l'installation avec le sys-tème 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 biblio-thèque existantes (modifications de la structure ou des pa-ramètres)

• interroger l'état des objets de recettes et les valeurs des processus dans les conditions de transitions

• affecter des nœuds de Route Control en tant que para-mètres 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 ex-ternes)

• 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 biblio-thèque 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'exé-cution. 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 né-cessaires à la reproduction des processus discontinus dans le cadre de l'assurance-qualité et du respect des exigences lé-gales.• 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 produc-tion, 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 para-

mètres

Visualisateur pour les lots archivés

Les données relatives aux lots qui sont accessibles unique-ment aux personnes ou aux systèmes autorisés peuvent être sauvegardées au format XML – localement, sur un lecteur ré-seau 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.

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Recettes hiérarchiques et indépendantes de l'unité de processus

Représentation de la structure de recettes hiérarchiques sur le modèle d'installation

Recettes hiérarchiques selon ISA-88.01

En tant qu'entité fonctionnelle, SIMATIC BATCH et SIMATIC PCS 7 couvrent entièrement les modèles décrits dans la norme ISA-88.01. La structure hiérarchique des recettes se base sur le modèle d'installation de la manière suivante :

• 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 proces-sus pour plusieurs unités de même type réduit les coûts d'in-génierie et présente des avantages significatifs lors de la vali-dation. Au moment de la création de la recette, on se contente d'attribuer des critères de sélection aux procédures des re-cettes 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 lance-ment 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 de l'instal-lation :

• "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".

Équipementtechnique

Procédurede recette

Opérationde recette

Fonctionde recette

Procédure derecette d’unité

Installation

Installation

Unité

Unité

Équipementtechnique

Module de contrôle

Module de contrôle

G_P

CS

7_X

X_0

0102

© Siemens AG 2013


Rationalisation de la création des recettes et prise en charge de la validation

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 cen-trale. De la même manière, le référencement à des sous-struc-tures dans la bibliothèque utilisateur est possible dans le cas des recettes simples.

Ceci réduit le travail d'ingénierie et de validation. Par la réso-lution de la référence, l'opération de recette ou la sous-struc-ture 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 uni-tés de processus peut encore être accrue en séparant la procé-dure et les jeux de paramètres (formules). Différentes recettes principales peuvent alors être réalisées en combinant plu-sieurs formules à une procédure de recette. Ceci permet d'ef-fectuer des modifications de procédures centralisées. La struc-ture 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'appli-cations 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 de 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 proces-

sus- 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 pro-duction (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 sys-tème, pour les recettes, formules et éléments de biblio-thèque

• Gestion centralisée des utilisateurs avec contrôle d'accès via SIMATIC Logon

• Signature électronique pour la validation des recettes prin-cipales, des formules et des objets de bibliothèque, basée sur SIMATIC Logon

QuantitéTemperatureTempsSelPoivreSucre

Formule 2

500 kg80 °C15 minOuiNon150 g

Formule 1

1 000 kg90 °C10 minOuiNon100 g

Formule 3

900 kg95 °C12 minNonOui50 g

Recette de base #2 Recette de base #3Recette de base #1

G_P

CS

7_X

X_0

0064

Plus d'informations sur SIMATIC BATCH à l'adresse : www.siemens.com/simatic-batch

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Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control64

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route ControlSIMATIC PCS 7 rationalise le transport de matières

SIMATIC Route Control (RC) est une extension multi-applica-tions du système de contrôle de 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 instal-lations avec des sections de transports simples/statiques qu'aux installations de moyenne à grande envergure compre-nant d'importants réseaux de voies de transport et des ré-seaux de conduites/tuyauteries.

SIMATIC Route Control est prédestiné pour répondre aux exi-gences suivantes :

• Restructurations et extensions fréquentes des réseaux de voies de transport, y compris capteurs et actionneurs

• Sections de transport à très haute flexibilité, caractérisées par : - des changements constants de matières - la définition dynamique de la source et de la destination

des matières transportées (y compris inversion de sens de transport sur sections bidirectionnelles)

• réalisation simultanée d'un grand nombre de transports de matières

• Occupation dynamique d'unités par SIMATIC BATCH

Ce profil d'exigence concerne tout particulièrement les instal-lations 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.

Système multiposte SIMATIC PCS 7 avec SIMATIC Route Control

Lors du transport de solides par convoyeurs à bande, l'ordre d'enclenchement et de déclenchement des actionneurs peut être commandé en différé (cascade) avec des éléments WAIT. Un nettoyage des vannes lors du transport de liquides dans les conduites peut être réalisé par le biais de pulsations, l'ordre et l'intervalle pouvant également être réglés par des éléments WAIT.

Architecture modulaire

Grâce à la modularité et à une évolutivité aux routes cumu-lables SIMATIC Route Control (à 10 ou 50 options de quantité pour transports simultanés de matières), SIMATIC Route Control peut être adapté de manière flexible jusqu'à un maxi-mum de 300 transports simultanés de matières à différentes tailles et architectures d'installations (systèmes mono-postes/multipostes).

Intégration dans SIMATIC PCS 7

Le logiciel Route Control Engineering, composé d'un outil d'in-génierie, d'un assistant et d'une bibliothèque de blocs, fait partie, avec les autres outils d'ingénierie, du système d'ingé-nierie centralisé SIMATIC PCS 7.

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. Ces confi-gurations peuvent être étendues jusqu'à 32 clients par ser-veur.

Clients SIMATIC Route Control et clients OS

Contrôleurs

Serveur Route Control

Serveur OS

Station d'ingénierie

Réseau de terminaux

Réseau procédé

G_P

CS

7_X

X_0

0052

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Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control 65

SIMATIC PCS 7 supporte un serveur Route Control ou une paire de serveurs Route Control sur le système multiposte limité à 12 paires de serveurs/paires de serveurs Dans le cas de sys-tèmes 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 dis-tincts permet cependant d'obtenir une disponibilité plus éle-vée et de meilleures performances.

Le client Route Control est appelé Route Control Center (RCC). Il peut être installé sur un OS client, un client BATCH ou un ma-tériel client séparé.

Sur la vue de processus du système opérateur SIMATIC PCS 7, chaque bloc fonctionnel gestionnaire de section est représen-té par une icône de bloc RC et une faceplate RC. La sélection des positions (appelées aussi nœuds ou "Locations") pour des sous-sections et des sections est facilitée par des listes dérou-lantes. Les points d'installation servent de paramètres lors de la requête d'un transport de matières (départ, arrivée, points intermédiaires/via). Ils marquent le début et la fin de chaque sous-section et par conséquent le départ et l'arrivée d'un transport de matières.

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 Engineering

La configuration Route Control complète la configuration de base avec des blocs issus de la bibliothèque SIMATIC PCS 7. Ceci permet l'extension aisée d'installations SIMATIC PCS 7 existantes avec SIMATIC Route Control.

L'adaptation des objets technologiques (éléments RC) pour la commande des transports de matières est réalisée dans l'édi-teur CFC, via des modules d'interfaces uniformes disponibles dans la bibliothèque Route Control. Les éléments RC compren-nent :

• des éléments de commande (actionneurs)• des éléments de détection (capteurs)• des éléments de paramétrage (valeurs de consigne) • des éléments de liaison (informations relatives aux ma-

tières pour les tronçons de transport)• Eléments WAIT

Configuration avec l'outil d'ingénierie Route Control

Les nœuds des sous-sections et des sections de transport sont configurés dans SIMATIC Manager en tant que "propriétés des équipements 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.

Bibliothèque Route ControlLa bibliothèque Route Control renferme des blocs pour la configuration RC et pour la configuration de sections de trans-port ainsi que des modules d'interface pour les éléments RC. Elle est disponible dans le catalogue de l'éditeur CFC.

Assistant Route ControlL'assistant Route Control constitue l'interface entre la configu-ration de base SIMATIC PCS 7 complétée avec les modules 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 confi-guration 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 ControlAprès l'importation des données de configuration RC du projet PCS 7 dans le projet RC, la configuration des objets spécifiques RC s'effectue à l'aide de l'outil d'ingénierie Route Control :

• Subdivision des sections de transport en sous-sections flexibles ; paramètres "bidirectionnel" et "Priorité"

• Interconnexion des éléments RC par intégration dans une sous-section et par conséquent transmission des caracté-ristiques supplémentaires spécifiques au type vers ces élé-ments RC, comme "Fermer le système de distribution/ali-mentation" en réglage de base.

• Affectation des sous-sections aux catalogues de fonctions, comme "Nettoyage" ou "Transport de produits" limitant le nombre de résultats comme critère lors de la recherche de sections.

• Affectation d'un maximum de 32 fonctions d'exécution (niveaux fonctionnels) propres aux applications technolo-giques, qui définissent le déroulement du transport de matières à travers les éléments RC interconnectés dans les sous-sections, par ex. le réglage de base des éléments de commande, l'ouverture des distributeurs/alimenteurs de transport, l'ouverture du système de distribution/alimenta-tion source, l'activation des pompes.

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Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control66

Recherche graphique de sections hors ligne pour la détermination de toutes les combinaisons de sections possibles

La configuration des sous-sections et l'affectation des élé-ments RC à ces dernières 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 cherche gra-phique de sections hors ligne détermine toutes les combinai-sons de sections possibles. Certaines erreurs dans le réseau de transport ou des sections involontaires peuvent être ainsi déjà reconnues à l'avance. En fonction des préférences, vous pou-vez déduire des résultats de la recherche de sections hors ligne une section préférentielle et la sauvegarder comme sec-tion statique. Route Control Center permet également d'enre-gistrer une section active pour une réutilisation. Une section enregistrée sera prise en compte en priorité lors de la de-mande de section.

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 :

• 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 conjointe des sous-sections à l'aide de codes de fonction configurables

• Contrôle de compatibilité des matières par l'analyse des co-difications des matières des sous-sections et verrouillage des sous-sections en cas de cycles de transport de matières incompatibles.

• Assignation au bloc fonctionnel gestionnaire de sections de valeurs de consigne générées pendant le déroulement du processus (par exemple quantités pesées)

Route Control Center (RCC)

Route Control Center (RCC)

Le RCC est sélectionné depuis la faceplate RC du bloc gestion-naire de section ou par le biais des touches de la station opé-rateur. Il affiche toutes les données spécifiques aux sections et toutes les informations d'erreurs relatives à un transport de matières dans différentes vues harmonisées. Principales caractéristiques fonctionnelles :

• Vue d'ensemble de tous les éléments RC et des détails de requête

• Sélection du mode de fonctionnement manuel/automa-tique

• Commande du transport de matières en mode manuel : - Requête, démarrage, arrêt, poursuite et arrêt de

matières - Définition/modification des paramètres de requête

(source, destination, nœuds intermédiaires)- Définition/modification des caractéristiques générales

(catalogue de fonctions, codes de fonction, code d'iden-tification des matières et "Ignorer erreurs")

- Activation/désactivation des fonctions d'exécution• Diagnostic d'erreurs de requête de transport de matières

généré par les éléments RC verrouillés, les sous-sections verrouillées, les commandes contradictoires ou les cycles non autorisés de traitement des matières

• Diagnostic des transports de matières en cours d'exécution :- Affichage en couleurs et en texte clair des états des

sections de transport dans le synoptique des sections du RCC

- Analyses détaillées des messages réponses des éléments RC

• Fonctions serveur : Sélection du serveur RC, affichage d'état du serveur RC, actualisation de la visualisation

• Affichage de l'opérateur connecté• Définition des paramètres de section (source, destination,

matériel, code d'identification de fonctions, etc.) ; enregis-trement et chargement de ces paramètres avec nom

• Commutation entre "AS en maintenance" et "AS en fonc-tionnement"

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Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control 67

Route Control Server

Après achèvement de la configuration du réseau de transport et du test des variantes du transport des matières, les données de configuration Route Control sont transférées sur le serveur Route Control, où elles peuvent être activées via le Route Control Center, en temps utile du point de vue du processus. Les nouvelles données sont ensuite prises en compte dans la recherche d'itinéraires.

Le serveur Route Control (Serveur RC) fournit aux clients Route Control (Route Control Center) les données requises et assure la transmission des interventions de conduite aux contrôleurs.

En cas de requête d'un transport de matières, une demande de sous-section est réalisée sur le Route Control Center (RCC) soit par l'automate, soit par l'opérateur. Celle-ci inclut l'indica-tion de la source, de la destination et d'un maximum de 10 nœuds optionnels (nœuds intermédiaires) ainsi que l'ap-plication d'un signal de démarrage au bloc gestionnaire de section du contrôleur. Si aucune section enregistrée n'existe,

le serveur RC démarre la recherche de sections et réunit (si possible) les sous-sections définies statiquement en une sec-tion de transport complète. A partir de là, Route Control as-sure la commande et la surveillance de tous les éléments RC intervenant dans la section de transport. La commande de l'installation se contente d'activer les différentes fonctions technologiques. En cas d'occurrence d'erreurs, des informa-tions de diagnostic détaillées informent l'opérateur sur leur cause, par exemple la raison du non-aboutissement de la re-cherche d'itinéraire.

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'exécu-tion dans ce contrôleur sont alors achevés, mais aucun nou-veau transport n'est plus autorisé.

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/routecontrol

Points forts SIMATIC Route Control

■ Architecture flexible, modulaire et évolutive pour sys-tèmes 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

■ Représentation du réseau de transport de l'installation sous forme de sous-sections

■ Réaction rapide aux modifications de l'installation lors de la configuration, de la mise en service ou de l'exécu-tion

■ Assignation exclusive des éléments RC et sous-sections intervenant dans le transport de matières

■ Réduction des tâches de configuration et des délais de mise en service – Configuration des sous-sections par duplication – Exportation de données vers Microsoft Excel et

réimportation– Suppression des tâches complexes et répétitives

grâce à l'assistant RC– Recherche graphique de voies hors ligne 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'action-neurs, par ex. dans le cas de convoyeurs à bande

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Safety Integrated for Process Automation68

Safety Integrated for Process AutomationOffre complète de produits et de services pour la sécurité des processus

L'industrie de processus est souvent caractérisée par des pro-cédés de production complexes, incluant le traitement ou la fabrication de mélanges et de matériaux explosifs ou dange-reux 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'en-vironnement grâce à des dispositifs techniques, sans entraver le processus de production. Pour y satisfaire, il faut un sys-tème de sécurité fiable (système instrumenté de sécurité, SIS) pouvant, au besoin et à tout moment, mettre automatique-ment l'installation dans un état sûr, assurer la poursuite de l'exploitation dans des conditions définies et limiter les réper-cussions négatives éventuelles d'une problème lié à la sécuri-té.

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'en-semble des fonctionnalités de sécurité, de l'instrumentation sûre pour l'acquisition et la conversion des signaux à l'auto-mate 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 flexibi-lité des produits de sécurité, cette combinaison est particuliè-rement 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'installa-tion et d'ingénierie, et induit donc des avantages de coûts substantiels sur tout le cycle de vie de l'installation.

La technique de sécurité et les applications de sécurité qui la mettent en œuvre se caractérisent par leur grande efficacité et sont conformes aux normes nationales et internationales telles que par ex. :

• CEI 61508 – norme de base pour les spécifications ainsi que l'étude et le fonctionnement des systèmes de sécurité

• CEI 61511 – norme spécifique aux applications pour l'in-dustrie de processus

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Safety Integrated for Process Automation 69

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) avecblocs 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

Automates de sécurité et tolérants aux pannes pour l'entrée de gamme, le milieu et le haut de gamme, en configuration simple et redondante (SIL 3).

PROFIsafe avec PROFIBUSPROFIsafe avec PROFINET

Pour la communication standard et la communication de sécurité sur un même câble de bus, certifié selon CEI 61508 (SIL 3).

SIMATIC ET 200 ET 200M : Périphérie modulaire pour les application à haute densi-té 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 électro-niques 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 ; commuta-teur 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

Instrumentations/appareils de processus sûrs sur PROFIBUS :transmetteurs de pression SITRANS P DS III PA (proven in use SIL 2) avec PROFIsafe, SIPART PS2 PA (SIL 2), SIMOCODE pro avec DM-F local/PROFIsafe (SIL 3)

Instruments/appareils de processus sûrs pour la connexion à des stations ET 200M distantes : SITRANS P DS III analog/HART (SIL 2/ SIL 3), SITRANS TW Series (SIL 1), SITRANS TH200/300 (SIL 2/SIL 3), SITRANS TR200/300 (SIL 2/SIL 3), SITRANS LR250 HART (SIL 2), SIPART PS2 2 ou 4 fils (SIL 2)

Applications Test de course partielleBlocs fonctionnels et blocs d'affichage préconfigurés pour le test en ligne de vannes, pour le diagnostic préventif des vannes sans arrêt de la production

S

SIS Controller

Coupleur DP/PA

Vanne d'arrêt pneumatique

Application de sécurité

S TOR F

Fonction Safety Instrumented

Electrovanne

Arrivée d'airConsigne position de vanne

Signalisation en retourposition de vanne

Positionneur de vanneSIPART PS2

ET 200M

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Variantes de configuration de sécurité

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 (auto-mates, 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 dé-coulent également de Flexible Modular Redundancy (FMR).

Modules FModules F

Active FieldSplitter

Active Field Distributors

Modules standard et F


Redondance modulaire flexible au niveau des modules ou des appareils





Redondance de modules ou de voie via plusieurs stations séparées

PA Link

PA Linkavec coupleurs PA redondants

PA Linkavec coupleurs PA redondants

PA Link

Y-Link

Périphérie décentralisée et raccordement direct au bus de terrain

Raccordement direct au bus de terrainPériphérie décentralisée

Configuration redondante, à haute disponibilité et tolérante aux pannes

Configuration monocanal non redondante


ET 200MET 200M

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0130

ET 200M

ET 200iSP

ET 200iSP

PROFIBUS PA

ET 200S

ET 200S

ET 200M

AS Single Station AS Redundancy Station AS Redundancy Station

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200pro

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Flexible Modular Redundancy (FMR)

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 plu-sieurs 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 seule-ment à des configurations d'installation qui mettent en œuvre des systèmes de périphérie décentralisée, mais aussi à des configurations dans lesquelles l'instrumentation est connec-tée 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 po-sées pour le raccordement en fonction d'appareils adaptés jus-qu'en zone Ex 0/20.

Variantes de configuration de sécurité avec PROFINET

Variantes de configuration de sécurité avec station AS redondante et com-munication PROFINET IO

PROFINET prend en charge les systèmes de sécurité sur la base d'automates de sécurité SIMATIC PCS 7 (F/FH) et de périphé-ries décentralisées ET 200M. Du point de vue de la disponibi-lité, 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 em-pêche 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 topolo-gique.

Triple Simple

1oo2 Débit

Double

Automate S7-400FH

1oo1 LS

2oo3 PTPROFIBUS DP

PA Linkavec des coupleurs PA redondants

Automate S7-400FH

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

Station redondante AS avec CP PROFINET

SCALANCE X

G_P

CS

7_X

X_0

0314

ET 200M

PROFINET

ET 200MET 200M

ET 200M

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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 au-tomates 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 stan-

dard

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 ro-bustes et identifient les erreurs contenues dans les pro-grammes 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 réac-tions correspondantes.

Safety Matrix : affectation de réactions (effets) définies précisément aux événe-ments 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 être mis en œuvre aussi bien pour la configuration confortable d'applications de sécurité que pour leur exploitation et maintenance. L'outil, basé sur le principe éprouvé de matrice de causes et d'effets, convient tout parti-culièrement aux processus pour lesquels des conditions défi-nies entraînent certaines réactions de sécurité.

Avec Safety Matrix, la programmation de la logique de sécuri-té est non seulement plus simple et plus pratique, mais aussi plus rapide.

Lors de l'analyse des risques de son installation, le configura-teur 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 (en-trées), 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 auto-matiquement des programmes CFC de sécurité complexes. Le configurateur n'a pas besoin de connaissances spéciales en programmation et peut se concentrer pleinement sur les exi-gences de sécurité de son installation.

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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 redon-dantes, de sécurité et tolérantes aux pannes

Tous ces systèmes peuvent fonctionner en multitâche, c'est-à-dire que plusieurs programmes peuvent être exécutés simul-tanément 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 sys-tèmes 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'ins-tallation automatiquement dans un état sûr en cas de dé-faillance. Les programmes de sécurité exécutés sur les divers automates d'une installation ont aussi la possibilité de com-muniquer 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 su-perflu.

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, adres-sage incorrect ou altération des données).

Modules F de sécurité

Les fonctions de sécurité des contrôleurs F/FH sont parfaite-ment adaptées aux modules F de sécurité de la gamme ET 200.

Départs-moteurs F de sécurité pour ET 200S

Départs-moteurs de sécurité jusqu'à 7,5 kW, possibilité d'ex-tension avec le module Brake Control

• Démarreur direct F-DS1e-x• Démarreur inverseur

F-RS1e-x

Les départs-moteurs de sécuri-té ET 200S peuvent être cou-pés de manière sélective via le module d'alimentation PM-D F PROFIsafe en amont, par un signal de coupure. En plus d'une combinaison dis-joncteur/contacteur, les dé-parts-moteurs de sécurité comportent un dispositif d'évalua-tion électronique de sécurité pour la détection de défauts.

En cas de défaillance d'un contacteur lors d'un arrêt d'ur-gence, l'électronique d'évaluation détecte le défaut et dé-clenche le disjoncteur du départ-moteur dans les conditions de sécurité.

ET 200M ■ F-DI 12/24 x 24 V CC ■ F-DI 4/8 x NAMUR [EEx ib] ■ F-DO 10 x 24 V CC/2 A ■ F-DO 8 x 24 V CC/2 A ; ■ F-AI 3/6 x 0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA (HART)

ET 200iSP ■ F-DI Ex 4/8 x NAMUR■ F-DO Ex 4 x 17,4 V CC/40 mA ■ F-AI Ex HART 4 x 0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA

ET 200S ■ F-DI 4/8 x 24 V CC ■ F-DO 4 x 24 V CC/2 A

ET 200pro ■ F-DI 8/16 x 24 V CC■ F-DI/DO 4/8 x 24 V CC (DI) et 4 x 24 V CC/2 A (DO)

© Siemens AG 2013


Appareils PROFIBUS PA pour la réalisation de coupures de sécurité

Le transmetteur de pression numérique SITRANS P DSIII utili-sable sur le bus de terrain PROFIBUS PA convient pour les cou-pures de sécurité de niveau SIL 2, selon CEI 61508/ CEI61511-1. Siemens a donc équipé son transmetteur de pression standard (pression absolue et pres-sion 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 élec-tropneumatique SIPART PS2 PA peut être utilisée pour réaliser une coupure sûre. En configuration redondante et diversi-taire, les circuits de mesure sont réalisables jusqu'au niveau SIL 3.

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/processus-safety

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 visuali-sation 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/action-neur au système opérateur, en passant par l'automate

■ Intégration de la technique de sécurité au diagnostic et à la maintenance à l'aide de la station de maintenance PCS 7

■ Réduction des coûts globaux de cycle de vie– Réduction des coûts de matériel, montage, câblage,

installation, ingénierie et mise en service avec un plus haut degré d'intégration

– Familiarisation rapide et formation réduite grâce à un paysage d'outils/de systèmes harmonisé

– Gestion économique des pièces de rechange grâce à la réduction des types et des pièces

© Siemens AG 2013

Sécurité industrielle 75

Sécurité industrielleMesures de protection complètes pour la sécurité des installations de contrôle-commande

Exemple d'une architecture sécuritaire de défense en profondeur

Les progrès de la standardisation, l'ouverture et la mise en ré-seau 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'automatisa-tion 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'environne-ment.

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 sy-nergie d'un nombre de mesures de sécurité appliquées au ré-seau 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 segmenta-tion 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 Win-

dows 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 dé-taillées complémentaires.

Web client- OS- Maintenance

Data monitor

Web server / OpenPCS 7

Ethernet, office LAN

Terminal bus

Plant bus

MES/MISSIMATIC IT

Comos plant lifecycle management

Virus scan server

WSUS server

Front-end firewall

OS clients

Engineering station

Back-end firewall

ERP Domain controller

Domain controller

Domain controller

Central archive server

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CS

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Sécurité industrielle76

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 sé-curité 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 et S623 sont utilisables par exemple pour sécuri-ser l'échange de données inter-cellules entre les constituants d'automatisation et les constituants du système de contrôle de procédés. Ils disposent de fonctions de sécurité telles que pare-feu Stateful Inspection, filtrage des ports, NAT et conver-sion d'adresse NAT et NAPT ainsi que serveur DHCP. S612 et S623 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 sui-vantes : filtre de paquets Stateful Inspection, Application Layer Firewall, passerelle VPN , filtrage URL, Web Proxy, anti-virus et Intrusion Prevention. Il assure le point d'accès à l'envi-ronnement de production, par ex. depuis les réseaux bureau-tiques ou Intranet/Internet. Selon la taille de l'installation, il peut être utilisé comme :

• pare-feu des points d'accès pour petites installations et ac-cès à distance sécurisé

• pare-feu Three-Homed pour petites et moyennes installa-tions avec "réseau de périmètre minimal"

• pare-feu avant ou arrière pour protection maximale pour des grandes installations au réseau de périmètre impor-tant.

Des services intégrés tels que l'assistance téléphonique, le ser-vice 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 pare-feu personnalisées ou fournissent une assistance à l'intégra-tion du pare-feu dans l'installation du client.

Industrial Security Services

Application Whitelisting

Les mécanismes de protection de l'application Whitelisting ga-rantissent l'exécution exclusive d'applications et de pro-grammes sûrs sur une station du système de contrôle de pro-cédés SIMATIC PCS 7. Ils empêchent l'exécution de logiciels non autorisés et la modification d'applications installées, four-nissant ainsi une protection supplémentaire par rapport aux mécanismes de protection existants contre les logiciels mal-veillants (malware).

Industrial Security Service

Siemens Industry Automation offre non seulement des pro-duits et des systèmes, mais aussi des services et des solutions professionnels pour la protection des installations indus-trielles contre les nombreuses menaces liées à la sécurité in-formatique. 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'instal-lation sûrs assiste le client lors de la planification individuelle de son installation de contrôle-commande.

Certificat de sécurité

Siemens est le premier fabricant d'automatisation à avoir reçu la certification pour la robustesse de communication selon le standard Achilles Level 2, et ce pour les produits suivants :

• SIMATIC S7-400• modules de communication CP 443-1 Advanced et CP 1628

Pour plus d'informations : www.siemens.com/industrial-security

Exploitation et m

aintenance

Opt

imisa

tion e

t modernisation Planification et conception

Installation et mise en service

Ingén

ierie

et d

ével

oppe

men

t

Outils, méthodes,

instructions, solutions standard,

bonnes pratiques

Atelier destiné à déterminer les

besoins

Mise en œuvre et essai de réception

Analyse et évaluation

des points faibles

Gestion de la sécurité sans perturbation du fonctionnement

de l'installation

Vérification de l'efficacité

des mesures de protection

Mise au point et

développement de mesures de

protection

G_P

CS

7_X

X_0

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© Siemens AG 2013

Intégration des Package Units et des pupitres opérateur 77

Intégration des Package Units et des pupitres opérateurSIMATIC PCS 7 Industry Library (IL)

La bibliothèque Industry Library (IL) de SIMATIC PCS 7 com-plète la fonctionnalité standard pour la configuration gra-phique de solutions d'automatisation concentrée dans la bi-bliothèque 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 sec-teurs, 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 pupitre opérateur

La conduite et la supervision de fonctions d'automatisation (APL/IL) sur un pupitre opérateur 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'au-tomatisation SIMATIC PCS 7 ou un contrôleur SIMATIC S7-300, peut ensuite être pilotée aussi bien d'une station opérateur que d'un pupitre tactile en tenant compte des droits de conduite et des concepts de conduite hiérarchiques (conduite depuis plusieurs postes de conduite).

Blocs d'affichage d'une commande de moteur pour station opérateur (en haut) et pupitre (en bas)

Package Units S7-300

La bibliothèque IL prend en charge non seulement l'ingénierie des automates et des stations opérateurs du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, mais aussi la confi-guration de Package Units, basés sur les contrôleurs SIMATIC S7-300. Les blocs IL permettent d'intégrer parfaite-ment les Package Units S7-300 dans le système de contrôle de 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 maxi-

mum• Surveillance analogique de valeurs de mesure• Surveillance numérique de valeurs de mesure • Actionneur 3 points (clapets, moteurs, vannes, etc.)• Régulateur PID (SP1)• 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

Touch Panel (WinCC flexible)

Touch Panel (WinCC flexible)

AS 41x with- PCS 7 APL- IL for PCS 7

SIMATIC PCS 7 Operator Station

Plant bus

S7-300 withIL for S7

Package UnitSIMATIC PCS 7

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Téléconduite78

TéléconduiteTéléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl

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 de-gré de complexité de l'automatisme est généralement faible ou moyen, au système de contrôle global via un réseau éten-du (Wide Area Network) par le biais de protocoles de télécon-duite.

SIMATIC PCS 7 TeleControl permet d'intégrer directement dans le système de contrôle de procédés le poste de télécon-duite pour les stations extérieures généralement composées de RTU simples.

Cela représente des résultats fortement avantageux par rap-port 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 respon-sable 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 cen-trales (fonctionnement bi-voie/Dual Channel) en plus des sys-tèmes de téléconduite.

PCS 7 TeleControl Serveur OS

Station d'ingénierieClients PCS 7 OS

Station monoposte PCS 7 OS

(dédiée ou double voie)

TIM 4R-IE (ST7)ou Convertisseur TCP/IP – série(DNP3)

Stations extérieures TeleControl fortement disséminées Stations extérieures TeleControl

fortement disséminéesStations extérieures TeleControl fortement disséminées

TIM 4R-IE (ST7)ou Routeur WANTCP/IP (DNP3)

Routeur WANTCP/IP

Convertisseur TCP/IP – série

Communication TCP/IP :SINAUT ST7 ou DNP3

Communication série :SINAUT ST7 ou DNP3

Communication TCP/IP : Modbus ou IEC 60870-5-104

Communication série : Modbus ou IEC 60870-5-101

RTU d'origine tierceRTU d'origine tierce(seulement DNP3)

RTU d'origine tierce(seulement DNP3)

RTU d'origine tierce

ET 200S avec CPU PN intégrée

ET 200S avec CPU intégrée + interface série

S7-300 + CP 343 ou interface PN

S7-400 + CP 443 ou interface PN

S7-400 + TIM 4R-IE ouTIM 4R-IE DNP3

S7-400 + TIM 4R-IE ouTIM 4R-IE DNP3

S7-300 + TIM 3V-IE ouTIM 3V-IE DNP3

S7-300 + TIM 3V-IE ouTIM 3V-IE DNP3

WAN

WAN WAN

G_P

CS

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X_0

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WAN

S7-400 + CP 441

S7-300 + CP 341

© Siemens AG 2013

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 représen-tées 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 cen-trale du système de contrôle de 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 pren-nent en charge aussi bien la philosophie de conduite de SIMATIC PCS 7 au moyen d'icônes et de faceplates que la hié-rarchie 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.

1) Egalement en version SIPLUS extreme, par ex. pour environnements avec températures de -25 °C à +70 °C, condensation ou sollicitation par des gaz2) En fonction de la taille de la CPU, du type de protocole et de l'application

Pour plus d'informations : www.siemens.de/simatic-pcs7/telecontrol

Type de RTU1) Catégorie de RTU Protocoles de téléconduite possibles

Automate intégré dans SIMATIC ET 200S

Small avec 30 ... 200 E/S2)

pour petites applications• Modbus• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104

Automates SIMATIC S7-300/S7-300F

Medium avec 100 ... 2 000 E/S2)

pour applications moyennes• SINAUT ST7• DNP3• Modbus• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104

Automates SIMATIC S7-400/S7-400F

Large avec 500 ... 5 000 E/S2)

pour applications de plus grande envergure nécessitant plus de performance

• SINAUT ST7• DNP3• Modbus• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104

Automates SIMATIC S7-400H/S7-400FH

• DNP3• CEI 60870-5-101, CEI 60870-5-104

© Siemens AG 2013

Automatisation d'installations de commutation80

Automatisation d'installations de commutation Intégration de l'automatisation d'installations de commutation dans l'industrie des procédés avec SIMATIC PCS 7 PowerControl

Niveaux d'automatisation de l'approvisionnement et de la distribution d'énergie

D'un point de vue historique, les installations d'automatisa-tion d'un processus ont toujours été strictement tenues à part des installations d'automatisation de l'approvisionnement d'énergie de ce processus. SIMATIC PCS 7 PowerControl per-met désormais de rassembler l'automatisation de processus et celle des installations de commutation électriques pour les tensions moyennes dans une plage entre 4 et 30 kV en un sys-tème de contrôle-commande. Résultat : de nombreux avan-tages pour l'exploitant de l'installation apportant d'énormes réductions de coûts durant le cycle de vie entier de l'installa-tion, par exemple via :

• des structures d'installation simplifiées avec plus de trans-parence dans les dépendances technologiques

• une augmentation supplémentaire du niveau d'intégration de l'installation

• une conduite de processus uniforme et une possibilité d'ex-tension du secteur d'activités de l'opérateur

• une sûreté d'investissement à long terme grâce à la norme CEI 61850 valable dans le monde entier

• une ingénierie rationnelle et homogène et une mise en ser-vice rapide

• une réduction du travail de formation, de service et d'admi-nistration grâce à une vue globale uniforme.

• une gestion efficace de l'énergie (gestion des charges, op-timisation de la consommation)

Avec la croissance de la décentralisation du fait d'une utilisa-tion accrue des énergies renouvelables, ces dernières pren-nent de plus en plus d'importance. Les parcs éoliens en sont un bon exemple.

Une installation de commutation électrique désigne une ins-tallation 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 dé-parts, 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 moyens d'exploitation sont pris en compte lors de la conception de l'installation de commuta-tion.

Intégration d'Intelligent Electronic Devices dans SIMATIC PCS 7Des Intelligent Electronic Devices (IED) , comme les appareils de protections SIPROTEC ou appareils d'interopérabilité d'ori-gine tierce, sont employés pour l'automatisation d'installa-tions de commutation, c-à-d. les tâches de surveillance, de mesure, de commande et de protection dans la transmission et la répartition d'énergie électrique. Une communication Ethernet TCP/IP avec le protocole de transmission CEI 61850 pour la protection et le contrôle-commande dans les installa-tions de commutation électriques permettent d'intégrer les IED dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7.

Niveau de haute tension

Câble aérien Câble aérien

Section 1 Section 2

aux consomma-teurs

Consommateurs typiques● Entraînements d'envergure● Souffleries lourdes● Compresseurs, pompes● Grosses pompes centrifuges● Extrudeuses, malaxeurs● Concasseurs, broyeurs● Electrolyse, galvanique● Alimentation du bâtiment

Automatisation d'installations de commutation avec CEI 61850● Commande, commutation● Mesure et automatisation de

consommateurs importants- Générateurs- Transformateurs- Moteurs

HT : 60 ... 145 kVMT : 4 ... 30 kVBT : 0,4 ... 1 kV

Conver-tisseur BT-MT

CompensationLVD/MCC

Moteurs MT/Moteurs BT

Stations principales à moyenne tension

Sous-stations à moyenne tension

Processus

SIMATIC PCS 7 PowerControl

G_P

CS

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© Siemens AG 2013

Automatisation d'installations de commutation 81

Possibilités d'intégration pour l'automatisation d'installations à moyenne tension

L'intégration d'IED est réalisable de deux manières :

• Directement sur le réseau procédé • Via un contrôleur de station (AS PCS 7) sur le réseau pro-

cédé

La norme CEI 61850 prévoit pour l'échange de données entre le système de contrôle de procédés et les IED des Manufactu-ring Messaging Specification (MMS) et pour la communica-tion rapide en temps réel entre les IED des Generic Object Oriented Substation Events (GOOSE).

Serveur OS PCS 7 PowerControl

Serveur OS PCS 7

Station d'ingénierie et de maintenance

Communication TCP/IP avec CEI 61850

Communication TCP/IP avec CEI 61850

Intelligent Electronic Devices (IED), par ex. appareils de protection SIPROTEC

PowerControl Process Control

Installations de commutation

Contrôleur de station PCS 7 ASsimple/redondant

Station passerelle (en option)



Clients OS PCS 7Clients OS PCS 7

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS PA

AFD AFD AFDiS

Industrial Ethernet

ET 200iSP

ET 200MET 200M

ET 200S

ET 200iSP

SIMOCODEP

RO

FIB

US

G_P

CS

7_X

X_0

0317

Caractéristiques de performance de SIMATIC PCS 7 PowerControl pour l'intégration de l'automatisation d'installations de commutation dans

l'ingénierie SIMATIC PCS 7• Bibliothèque d'objet avec blocs fonctionnels, symboles

et faceplates• Concept d'instance type orienté objet• Génération automatique des objets pour la station opé-

rateur• Intégration de nouveaux IED par l'importation de votre

IEC 61850 Device Description (ICD)

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 mes-

sages, la conduite et la supervision• Fonctionnalité de diagnostic pour chaque IED• Bibliothèque d'objets technologiques tels que moteurs,

générateurs, départs

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/powercontrol

© Siemens AG 2013

Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 782


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 exi-gences légales. Dans ce contexte, tous les aspects liés à la pro-duction, 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 me-sure de planifier, de surveiller et d'enregistrer leur consomma-tion 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 indi-cateurs.


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'enregis-trement des données de consommation ainsi que l'enregistre-ment des flux d'énergie et des flux de fluides au sein de l'en-treprise. Ce n'est qu'une fois que l'on connaitra la quantité uti-lisée 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 de procédés SIMATIC PCS 7, cet objectif peut être atteint grâce aux élé-ments suivants :

• 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 élec-troniques 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

• SIMATIC powerrate pour l'analyse et l'évaluation des flux énergétiques avec reporting automatique- Acquisition de données énergétiques et de données de

performance issues du terrain à l'aide de blocs fonction-nels additionnels

- Traitement des données, visualisation des données par faceplate et archivage des données

- Affectation automatique des consommations d'énergie et des coûts à des centres de coûts, des unités de proces-sus ou des lots

- Surveillance des limites de puissance selon des consignes spécifiques au processus ou à l'utilisateur

• Logiciel b.data pour l'optimisation de la gestion de l'éner-gie 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 installa-tions de production et de consommation d'énergie

- Génération d'indicateurs clés de performance (KPI, Key Performance Indicators) permettant de disposer de don-nées fondées sur l'accroissement de l'efficacité des ins-tallations 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

Création de rapport/

Surveillance

ArchivageVisualisation

Préparation des données

Détermination de la valeur énergétique

Energie : électrique

Niv

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non électrique

Gestion des charges

Régulation de l'énergie

Planification de l'énergie/

approvisionne-ment en énergie

B.Data

SIMATIC powerrate

G_P

CS

7_X

X_0

0289

© Siemens AG 2013

Gestion de l'énergie avec SIMATIC PCS 7 83

Réduction des coûts énergétiques

Optimisation de l'exploitation de l'énergie

SIMATIC PCS 7 et SIMATIC powerrate permettent d'optimiser l'exploitation de l'énergie de manière à utiliser des ressources inexplorées jusqu'ici et à éviter les pics de consommation. Grâce au système intégré de gestion des charges, SIMATIC powerrate permet la surveillance active des limites de puis-sance. 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 contractuelle-ment avec la fournisseur d'énergie, il est possible par exemple de couper ou d'enclencher des consommateurs de manière ci-blée. 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 instal-lation de la station de maintenance PCS 7 apporte une contri-bution décisive à l'exploitation efficace des installations au plan énergétique.

Logiciel b.data pour l'optimisation de la gestion de l'énergie

Potentiel d'économies d'énergie avec des variateurs de fréquence

Economies d'énergie grâce à une technique innovante

En particulier dans les processus de production à forte de-mande 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 po-tentiel 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 freinageLes variateurs de fréquence permettent d'exploiter dans une plage de travail optimale les équipements tels que pompes, ventilateurs ou compresseurs dans les installations tech-niques. Par rapport aux méthodes de régulation tradition-nelles, des économies d'énergies allant jusqu'à 50% sont réa-lisables

Optimiser l'approvisionnement en 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

● 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

Prix de l'énergie

Coût total d'énergie€

Consommation d'énergie

Pour plus d'informations : www.siemens.de/simatic-pcs7/energy-management

100 %90 %80 %70 %60 %50 %40 %30 %20 %10 %0 %

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Consommation d'énergie

Débit

Régulation du débit

Économie d'énergie

Consommation d'énergie avec convertisseur de fréquence

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Optimisation avec Advanced Process Control84

Optimisation avec Advanced Process Control

Dans le cas de processus complexes, les concepts de régula-tion basés sur des régulateurs PID parviennent rapidement à leurs limites. Les fonctions APC (Advanced Process Control) intégrées dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 offrent des possibilités beaucoup plus vastes. Avan-tages découlant de l'utilisation des fonctions de régulation perfectionnées :

• Réduction drastique des amplitudes de variation des gran-deurs de processus critiques

• Baisse sensible de la consommation d'énergie et de ma-tières 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 Split-Range et régulation de rapport, les bibliothèques de contrôle-commande de SIMATIC PCS 7 mettent à disposition des blocs fonctionnels et des modèles pour les fonctions de régulation perfectionnées décrites ci-après, et ce sans supplément de prix :

Avec ces modèles de solutions standard déjà fournis, il est possible de réaliser facilement des applications APC sophisti-quées à bas prix pour les petites et moyennes installations.

Régulation prioritaireDans le cas d'une régulation prioritaire, les sorties de deux ré-gulateurs ou davantage sont reliées à un organe de réglage commun. C'est en fonction de l'évaluation de l'état actuel du processus qu'est déterminé le régulateur qui a effectivement accès à l'organe de réglage.

• Deux régulateurs ou davantage se partagent un organe de réglage.

• Décision en faveur du régulateur actif prise sur la base de :- Grandeurs de sortie mesurables, par ex. l'une des gran-

deurs réglantes- Valeurs de réglage des régulateurs

Adaptation commandéeL'adaptation commandée autorise un réglage variable des pa-ramètres de régulation en fonction de trois points de fonction-nement, dans les systèmes réglés non linéaires.

L'interpolation linéaire garantit des transitions en douceur et sans à-coups entre les points de fonctionnement de telle ma-nière que les paramètres soient modifiés en fonction de l'al-lure de la grandeur de mesure X.

• Convient pour les processus non linéaires • Trois jeux de paramètres complets pour trois points de

fonctionnement

Compensation de perturbation dynamiqueLe principe de compensation de perturbation permet de pré-compenser une influence perturbatrice mesurable, de telle sorte que la régulation reste limitée à des incertitudes du mo-dèle et aux perturbations non mesurables.

• Compensation de défauts importants mesurables• Elimination de défauts avant l'apparition de répercussions

négatives

Surveillance de la qualité de régulationLe 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'avertis-sement ou d'alarme visualisés dans les vues OS d'une installa-tion 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

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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 per-met 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 pro-

venant de bibliothèques spécifiques utilisateur• Simulation de boucles de régulation fermées

Prédicateur de Smith Le prédicateur de Smith permet d'améliorer nettement la qua-lité de régulation de systèmes réglés à temps morts longs, re-lativement constants. Les temps morts sont éliminés à l'aide d'un modèle de processus fonctionnant parallèlement au pro-cessus réel, ce qui permet de concevoir le régulateur pour un processus sans temps morts et de le régler de façon plus effi-cace.

• Applicable pour des processus avec des temps morts pro-longés, connus et généralement constants :- Fonctionnement du modèle de processus parallèlement

au processus réel- Rétroaction de la grandeur réglante 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 proces-sus

- Permet un réglage beaucoup plus précis du régulateur

Régulation multivariable prédictive à base de modèle Dans les processus complexes, le régulateur multivariable pré-dictif à base de modèle (MPC) analyse séparément, sur une période prolongée, le comportement d'un maximum de quatre grandeurs interdépendantes. Il utilise alors la matrice de paramètres, calculée sur la base des résultats, pour la régu-lation optimisée de ces grandeurs. Il élimine ainsi les interac-tions défavorables survenant lors de la régulation séparée des grandeurs dépendantes.

• Fonction APC haute performance• Applications MPC graduables :

- MPC interne ("lean") : jusqu'à 4 x 4- MPC externe "full-blow" : plus de 4 x 4 (add-on)

• Compact et simple d'utilisation ; ne nécessite ni sur-veillance de la communication, ni stratégies de sauvegarde

• Exemples d'application :- Application 2 x 2 : distillation deux substances- Application 3 x 2 : processus de blanchiment de l'acier- Application 3 x 3 : réacteur à boucle, évaporateur- Application 3 x 4 : broyeur de ciment- Application 4 x 4 : distillation trois substances,

four à 4 brûleurs

Bloc d'affichage pour régulateur multivariable prédictif

L'optimisation statique intégrée des points de fonctionne-ment peut déterminer le point de fonctionnement optimal du point de vue économique dans une plage de tolérance prédé-finie au lieu d'une valeur de consigne exacte. Le mode de pré-vision prévoit le futur comportement du processus au sein de l'ensemble de l'horizon de prévision à condition que les va-leurs actuelles de toutes les grandeurs réglantes soient figées.

Représentation graphique de la prévision du comportement de processus

Advanced Process Control avec add-ons SIMATIC PCS 7

Des add-ons s'intégrant parfaitement dans le système de contrôle de procédés élargissent la gamme des fonctions de régulation perfectionnées de SIMATIC PCS 7, par ex. FuzzyControl++, INCA Sensor, INCA MPC ou ADCO.

Pour plus d'informations sur Advanced Process Control www.siemens.com/simatic-pcs7/apc

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Systèmes de simulation et de formation86

Systèmes de simulation et de formationSimulation et mise en service virtuelle avec SIMIT

Domaine d'application et possibilités d'intégration avec SIMIT

Dans l'industrie des processus, les projets d'automatisation sont caractérisés par des budgets serrés, une complexité crois-sante et des délais de réalisation très courts. Le défi réside dans le fait de planifier, installer et mettre en service les instal-lations de contrôle-commande dans un délai le plus court pos-sible, tout en répondant aux exigences croissantes en termes de qualité et de coûts. La réduction du temps de mise en ser-vice grâce à la simulation des fonctionnalités de contrôle-commande et technologiques avec SIMIT peut contribuer de manière décisive à atteindre le plus rapidement possible l'effi-cacité et la productivité recherchées pour les nouvelles instal-lations, les extensions et les modernisations.

SIMIT permet le test et la mise en service du logiciel utilisateur sur une installation en partie virtuelle. Le comportement de l'instrumentation de processus ainsi que de l'installation / des unités de processus peut être reproduit dans SIMIT à cet effet. 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 repé-rage correct, le test de la logique de connexion ou de ver-rouillage. Ceci permet d'optimiser la qualité de la configura-tion de l'automatisation sans risques pour l'installation réelle.

SIMIT est exécutable sur des ordinateurs portables ou en boîtier de table modernes, dotés du système d'exploitation Windows XP Professional ou Windows 7 Professional/ Ultimate. D'utilisation flexible, il s'intègre dans SIMATIC PCS 7 grâce à des interfaces ouvertes. Des interfaces standardisées comme OPC et Shared Memory permettent également de connecter d'autres modèles de simulation à SIMIT.

SIMBA Profibus

SIMBA Profibus

T2659LT

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PROFIBUS DP

Reactor

OS single station

Field devices

Automation system

Simulated, virtual plant

Alternative interfaces

Engineering station

Real plant

Technological plant/unit T2659

LT

LT

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ET 200M

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Industrial Ethernet

SIMIT

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SIMATIC PCS 7

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Systèmes de simulation et de formation 87

Niveaux d'abstraction de la simulation

Il est possible de coupler SIMIT aux automates SIMATIC PCS 7 via PROFIBUS DP ou PROFINET IO. Des coupleurs simulent les appareils connectés à PROFIBUS DP/ PROFINET IO. D'autres couplages sont également possibles, par ex. avec :

• applications spécifiques telles que S7-PLCSIM (simulation AS) ou PRODAVE (MPI/IE)

• sources de données OPC• Shared Memory

La modélisation de l'installation basée sur les composants et sur le flux de signaux s'effectue à l'aide de l'interface utilisa-teur graphique de SIMIT, avec des bibliothèques de base pou-vant être étendues. Des connaissances particulières en simu-lation ne sont pas nécessaires.

La simulation efficace avec SIMIT se base sur trois niveaux d'abstraction différents : signaux, appareils (capteurs et ac-tionneurs, par exemple) et comportement technologique.

Les signaux peuvent être créés simplement en important la table des mnémoniques. Les appareils sont reproduits à l'aide de fichiers de l'assistant d'importation/exportation et de mo-dèles de simulation. Des bibliothèques supplémentaires ap-portent une aide à la simulation du comportement technolo-gique. La bibliothèque FLOWNET, par exemple, permet de si-muler rapidement et facilement l'évolution dynamique de pressions, de débits et de distributions de température de l'eau dans des tuyauteries.

La bibliothèque CONTEC, quant à elle, est disponible pour la simulation d'installations de convoyage de marchandises.

Interface utilisateur graphique SIMIT (GUI)

Services SIMIT

Des spécialistes expérimentés dans le domaine de la simula-tion et connaissant parfaitement SIMIT offrent de nombreuses prestations de conseil, de formation et d'assistance lors de la modélisation de l'installation du client.

Installation réelle Simulation avec SIMIT

Appareils de terrain

Signaux Importation (par ex. table des mné-moniques)

Appareils Bibliothèque de base pour :■ DRIVES■ SENSORS

Installation technolo-gique/Unité

Comportement technologique

Bibliothèques supplé-mentaires■ FLOWNET■ CONTEC

ET 200M

PROFIBUS DP

T2659LT

LT

WT

Arguments pour la mise en œuvre de SIMIT

■ Qualité élevée grâce à la détection et à l'élimination précoce d'erreurs dans le projet de contrôle-com-mande.

■ Réduction de la durée et des coûts du projet grâce à la mise en service virtuelle

■ Aucune programmation spécifique à la simulation nécessaire dans le projet d'automatisation

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Connexion aux systèmes informatiques88

Connexion aux systèmes informatiquesAnalyse et gestion des données de processus avec OpenPCS 7

Serveur OpenPCS 7 pour l'échange de données via OPC

Les systèmes de rang hiérarchique supérieur à celui du sys-tème de contrôle de 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 pro-cessus de SIMATIC PCS 7 par un serveur OpenPCS 7.

En fonction de la configuration système, le serveur OpenPCS 7 collecte les données réparties sur plusieurs stations SIMATIC PCS 7 (serveur OS, serveur d'archives) pour les clients OPC. Il couvre la répartition des données en fonction

• d'une période (OS1 / OS2 /… / serveur d'archives)• d'un lieu (OS1 / OS2 / …)• de la redondance (OS1 maître / OS1 réserve…)

L'interface OpenPCS 7 se base sur les spécifications OPC (Openness, Productivity, Collaboration), qui utilisent principa-lement la technologie DCOM (Distributed Component Object Model) de Microsoft pour la communication entre les applica-tions. Elle est compatible avec les accès normalisés suivants :

OPC DA (Data Access-Server)

Pour un accès en lecture et en écriture aux valeurs de proces-sus conformément à la spécification OPC DA V2.05a et V3.0.

En tant que serveur OPC DA, le serveur OpenPCS 7 met les données actuelles issues des données OS à disposition d'autres applications. Le client OPC peut se connecter pour les modifications en cours ou également écrire des valeurs.

OPC HDA (serveur Historical Data Access)

Pour la lecture des valeurs de processus archivées conformé-ment à la spécification OPC HDA V1.2

En tant que serveur OPC HDA, le serveur OpenPCS 7 fournit aux autres applications l'historique des données issues du sys-tème d'archivage OS. Le client OPC, par ex. l'outil compte-ren-dus, peut demander les données souhaitées en fonction du début et de la fin d'une période. Diverses fonctions, comme par exemple la variance, la valeur moyenne ou l'intégrale, per-mettent déjà un traitement préalable par le serveur HDA et contribuent ainsi à diminuer la charge de communication.

OPC A&E (serveur Alarm & Events)

Pour la lecture des messages, alarmes et événements confor-mément à la spécification OPC A&E V1.1

En tant que serveur OPC A&E, le serveur OpenPCS 7 transmet les messages OS en même temps que toutes les variables de processus aux abonnés du niveau de gestion de production et d'entreprise. Bien sûr, l'acquittement des messages est aussi possible à ce niveau. Des mécanismes de filtrage et d'abonne-ment permettent de restreindre la transmission aux seules données sélectionnées et modifiées.

OPC "H" A&E (serveur Historical Alarm & Events)

Pour la lecture des alarmes et des messages archivés

Grâce à une extension Siemens de l'interface OPC standard, le serveur OpenPCS 7 est en mesure de transmettre également les alarmes et les messages de l'archive aux abonnés du ni-veau de gestion de production et d'entreprise.

OLE-DB

OLE-DB permet de réaliser facilement un accès direct standar-disé aux données d'archivage dans la base de données du ser-veur Microsoft SQL du système opérateur. Toutes les données d'archivage OS sont ainsi accessibles avec les variables de pro-cessus associées, les textes des messages et les textes utilisa-teur.

Office LAN

Serveur OpenPCS 7

Clients OPC

Réseau des terminaux

Réseau procédé

Pare-feu avant

Pare-feu arrière

G_P

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© Siemens AG 2013

Connexion aux systèmes informatiques 89

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 produc-tion et gestion, les systèmes MES (Manufacturing Execution Systems) garantissent l'optimisation complète des processus de l'entreprise et procurent une efficacité accrue, une transpa-rence intégrée et une qualité constante.

Avec SIMATIC IT, Siemens dispose de l'un des systèmes MES les plus performants et les plus flexibles du marché. Partie in-tégrante de Totally Integrated Automation, SIMATIC IT mise sur une standardisation conséquente des interfaces, une structuration claire conforme à ISA-95 ainsi qu'une interaction homogène avec l'ensemble des systèmes ERP et des systèmes de contrôle de procédés courants. La modélisation de l'en-semble du savoir concernant la fabrication du produit, la défi-nition précise des processus d'exploitation et la saisie des don-nées en temps réel issue du niveau de production et d'ERP per-mettent ainsi de commander de manière plus efficace les pro-cessus, de réduire les temps d'arrêt, les rebuts de production et les retouches et d'optimiser le stockage.

Les trois suites logicielles SIMATIC IT, les composants indé-pendants et les bibliothèques SIMATIC IT (applications MES réutilisables) permettent une intégration rapide et souple de SIMATIC IT aux besoins spécifiques des entreprises dans les différentes branches de l'industrie des processus et des sciences de la vie.

Outre le support technique standard, la gamme de prestations comprend également un service/support proactif et préventif. Il aide le client à optimiser la disponibilité des installations in-formatiques dans la production, par le biais de la gestion au-tomatique des mises à jour logicielles ou par la prévision de potentiels problèmes de serveurs.

Suites SIMATIC IT

SIMATIC IT Production Suite Il s'agit d'un Manufacturing Execution System conformément à la norme ISA 95 reliant le système de gestion d'entreprise (ERP) à la technologie de contrôle de procédés et visualisant en temps réel la performance de la production au niveau de l'entreprise.

SIMATIC IT R&D Suite Il relie la recherche et le développement à la production afin d'optimiser de manière homogène les processus de recherche et de développement et de réduire les délais de mise sur le marché.

SIMATIC IT Intelligence Suite Il analyse les données de production saisies en temps réel en les combinant avec les données de l'entreprise et en déduit des mesures d'amélioration.

Composants SIMATIC IT

Les composants SIMATIC IT suivants fournissent la fonction-nalité de base MES, conformément à la norme ISA 95, pour des secteurs d'activités spécifiques comme la gestion des ordres, des matériels, des messages, du personnel ou des rap-ports :

• SIMATIC IT Product Definition Manager• SIMATIC IT Production Order Manager• SIMATIC IT Material Manager• SIMATIC IT Personnel Manager• SIMATIC IT Messaging Manager• SIMATIC IT Data Integration Service• SIMATIC IT Client Application Builder (CAB)• SIMATIC IT Report Manager

D'autres composants SIMATIC IT sont utilisables aussi bien de manière autonome qu'en combinaison avec d'autres fonction-nalités MES :

• SIMATIC IT Historian - PIMS (Plant Information Manage-ment System)

• SIMATIC IT Unilab - LIMS (Labor Informations Management System)

• SIMATIC IT Interspec - Gestion des spécifications produit• SIMATIC IT Unicam - Solution pour les fabricants de compo-

sants électroniques

Bibliothèques SIMATIC ITPaquets fonctionnels SIMATIC IT spécifiques aux secteurs

SIMATIC IT offre également des paquets fonctionnels, entre autres pour les sciences de la vie et les différents secteurs de l'industrie des procédés. Les applications Best Practices précon-figurées dans les bibliothèques SIMATIC IT couvrent par défaut au moins 80 % des exigences spécifiques au secteur du client.

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Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS90

Intégration de contrôleurs avec PCS 7/OPEN OS

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 an-nées et combinant des composants système de différents fa-bricants. Lors de modernisations, les exploitants des installa-tions 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 regroupe-ment de stations de commande ou de migration d'installa-tions existantes, le défi réside dans l'intégration de différents types de contrôleurs dans un système de conduite et de super-vision.

C'est à cet effet qu'il est possible d'étendre le système opéra-teur SIMATIC PCS 7 avec PCS 7/OPEN OS. Ceci permet d'inté-grer les contrôleurs suivants à la conduite du processus :

• Contrôleurs de fabricants tiers de systèmes numériques de contrôle-commande (DCS)

• Automates programmables (API) 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 ser-veurs 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.

Le système d'ingénierie existant reste utilisable pour la confi-guration des fonctions d'automatisation.

Le jeu d'outils Database Automation (DBA) de PCS 7/OPEN OS constitue la base pour l'ingénierie OS avec le système d'ingé-nierie 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'adapta-tion spécifique au client.

Fonctions DBA

• Création de la hiérarchie des vues• Création automatique des vues avec symboles et face-

plates dans la hiérarchie• Création automatique des variables dans la station opéra-

teur• 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 : comparai-son 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 fonc-tions supplémentaires, exécutables en fonctionnement

Travail avec des Package Units

L'auteur peut créer un exemplaire de Package Unit dans PCS 7/OPEN OS et le livrer en tant que typical OS sur CD ou par téléchargement. Sur site, le projeteur importe uniquement ce typical et en génère des instances en fonction du nombre d'unités. Il est ensuite possible de visualiser les Package Units dans les synoptiques SIMATIC PCS 7.

PCS 7Engineering system

Third-party engineering

system

Third-party controllerPackage Units

Terminal bus

Plant bus

PCS 7 automation system

Communication via WinCC channel

PCS 7 OPEN/OS server (single/redundant)

PCS 7OS clients

ET 200M

S7-300

S7-1200

G_P

CS

7_X

X_0

0339

© Siemens AG 2013

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

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeursUn investissement pérenneStratégie de migration

La mondialisation et la concurrence de plus en rude qui en dé-coule obligent les entreprises à toujours augmenter la produc-tivité et à réduire les délais de mise sur le marché des produits. Afin que les entreprises soient 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 considé-rable en termes de matériel, de logiciels d'application et de sa-voir-faire du personnel de conduite et de maintenance, l'ex-ploitant d'installation accorde généralement une grande va-leur à la pérennité de son investissement lors de ses projets de modernisation.

D'expérience, nous savons que le succès d'une migration ré-side 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 réa-

lisés • Prise en compte des différents cycles de vie des compo-

sants 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 de procédés moderne tel que SIMATIC PCS 7 :

• Garantie des fonctions d'automatisation pour les compo-sants vieillissants

• Optimisation de l'approvisionnement en pièces de re-change

• Production plus flexible avec des capacités accrues• Performances système plus élevées et transparence du pro-

cessus accrue • Augmentation de la qualité des produits et économie de

ressources grâce à des stratégies de régulation et de com-mande modernes

• Réduction du travail d'ingénierie • Conduite aisée du processus avec moins d'exigences en-

vers le personnel de conduite• Amélioration de la fiabilité du système grâce aux nom-

breuses possibilités de diagnostic et à la gestion des actifs Plant Asset Management

• Interfaces et réseaux performants avec une haute protec-tion 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 sys-tème de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 moderne, en col-laboration 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 instal-lation 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 de procédés est le moyen pour lequel on opte le plus souvent. Mais certains compo-sants, comme les contrôleurs ou les modules d'E/S, sont sou-vent 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 ré-duire les coûts d'investissements et les délais de conversion.

© Siemens AG 2013

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs92

Migration par étapes avec les produits et les services adéquats

Si le matériel est majoritairement obsolète, l'ingénierie exis-tante des contrôleurs peut malgré tout encore représenter une certaine valeur. Dans ce cas, c'est tout le savoir-faire opti-misé, souvent sur plusieurs années, qui est concentré sur l'au-tomatisation 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 sys-tème par une conversion fonctionnelle (Typicals).

Spécialistes à l'expérience de migration

Face à la complexité de nombreux projets de migration, l'ana-lyse et l'étude de la bonne marche à suivre, y compris l'estima-tion réaliste des chances et des risques, sont la condition dé-cisive pour réussir la migration. Les spécialistes de la migra-tion de Siemens ont déjà acquis une grande expérience dans la migration de différents systèmes. Ce savoir-faire est concentré dans les centres d'assistance à la migration.

Pour réaliser les projets de migration, Siemens travaille sur de-mande 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.

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 pro-duits et de solutions, tous novateurs et destinés à la migra-tion.

La migration d'anciens systèmes d'autres constructeurs est entre temps également bien établie, comme pour les sys-tèmes 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 so-lutions, entre autres pour la communication des anciens et nouveaux systèmes ou le changement rapide de connexions dans des projets de migration, comme les passerelles spéci-fiques, connecteurs, câbles et Field Termination Assemblies (FTA).

Avec son système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 orienté vers l'avenir, ses solutions de migration et ses services innovants, son savoir-faire de longue date dans l'automatisa-tion des processus et la migration ainsi que son service mon-dial permanent, Siemens démontre sa compétence et vous fait profiter de la sécurité que peut offrir un partenaire de confiance.

ContrôleurS7-400S7-400 HS7-400 FH

Moteur

InterfaceE/SE/S

Contrôleur

IngénierieStation

IngénierieSystème

Répartiteur

Serveur Serveur

Importation Paramètres d'ingé-nierie de l'ancien OS

Reprise ducontrôleur d'ingénierie

Connexion des modules E/S installés sur PCS 7/AS

Ser

vice

s de

mig

ratio

n à

chaq

ue é

tape

du

proj

et d

e m

igra

tion

Passerelle versl'échangeur de données

AdaptateurField Termination

Substitut OSpar serveur pourPCS 7/OS

ClientsAncien system

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0079

PROFIBUS PA

OS

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS DP

Pour plus d'informations : www.siemens.com/simatic-pcs7/migration

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Prestations de service et maintenance 93

Prestations de service et maintenanceService et assistance dans le monde entier

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 appli-cations pendant toute la durée de vie des installations. De l'étude et du développement jusqu'à la modernisation en pas-sant par l'exploitation, les clients profitent grâce à ces services des connaissances étendues des experts de Siemens en ma-tière de technologies et de produits, ainsi que de leurs compé-tences 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 techniques sur tous les produits de Siemens Industry – telles que manuels, FAQ ou exemples d'applica-tions – étant disponibles rapidement, le contact avec un expert est dans la plupart des cas superflu.

Le support en ligne de Siemens Industry offre en outre une plateforme pour l'échange d'informations avec d'autres utili-sateurs.

Assistance technique

Des questions d'ordre technique sur les produits et les sys-tèmes – par exemple sur leur utilisation optimale ou encore sur leur dépannage – peuvent se poser à n'importe quel mo-ment.

Les experts du service d'assistance technique sont disponibles 24 heures sur 24 pour répondre à vos questions sur la fonc-tionnalité et l'utilisation des produits et des systèmes.

Online SupportTechnical Support

Spare PartsRepair ServicesField Services

Training

Engineer & Build

Operation

Modernization

PlanningPlanning

Modernization

Operation

Engineer & Build

Découvrez les avantages de notre gamme de services : www.siemens.com/industrie-services

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Prestations de service et maintenance94

Pièces de rechange

Une pièce de rechange manquante peut nuire à la disponibili-té de l'installation et occasionner des arrêts de la production. Heureusement, les experts logistiques de Siemens veillent à ce qu'elle soit livrée rapidement et sans problème.

Réparations

Quelle que soit l'installation, il est capital que les moteurs et les variateurs fonctionnent fiablement. Pour garantir leur effi-cience maximale en service, les spécialistes de Siemens pro-posent dans le monde entier tous les services de maintenance et se chargent des réparations nécessaires.

Service sur site

Les temps d'immobilisation doivent autant que possible être évités. Les services d'assistance sur site de Siemens assurent la mise en service et la maintenance et se chargent si nécessaire de dépanner rapidement les installations industrielles.

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 approfon-dies du système SIMATIC PCS 7 et de développer son savoir-faire. Dans le cadre de cours axés sur la pratique, les partici-pants bénéficient d'une formation de haut niveau, directe-ment du constructeur, ce qui leur permet d'utiliser rapide-ment et efficacement le système de contrôle de procédés. L'offre de cours comprend également des formations pra-tiques, directement sur le lieu de l'installation du client.

Plus d'informations sur SIMATIC PCS 7-Training à l'adresse : www.siemens.com/sitrain

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Prestations de service et maintenance 95

Programmes de service

En plus des prestations de service et de support globales, les prestations proposées par Siemens Industry Automation et Drive Technologies comprennent également des programmes de maintenance spéciaux destinés à l'industrie de processus, pouvant être mis en oeuvre indépendamment l'un de l'autre et pouvant être adaptés de manière flexible.

SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services (services cycle de vie pour SIMATIC PCS 7)

Lors de décisions d'investissement dans une technique de contrôle-commande innovante, les coûts doivent systémati-quement 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'automatisa-tion 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 installa-tions de contrôle-commande et assiste ses clients pour l'éla-boration de solutions de remplacement spécifiques ainsi que de stratégies appropriées pour l'entretien et l'approvisionne-ment en pièces de rechange.

Forts d'une expérience de longue date, quatre profils d'exi-gence de base ont été identifiés et des modules SAV échelon-nés 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 planifica-tion de mesures et le contrôle des prestations.

Safety Life Cycle Services

Le Safety Life Cycle, subdivisé en analyse, réalisation et exploi-tation, suit le cycle de vie des installations de contrôle-com-mande. Les exploitants d'installations de sécurité de contrôle-commande, telles que les usines chimiques, les raffineries, les installations de distillation et d'incinération, utilisant des sys-tème et dispositifs de sécurité pour réduire les risques et les répercussions d'un problème lié à la sécurité, s'engagent conformément à la norme CEI 61511 à prouver l'efficacité de leurs mesures de protection dans le Safety Life Cycle.

Afin que la fonction de sécurité conforme aux dispositions soit maintenue tout au long du cycle de vie de l'installation, les processus de planification, d'exploitation et de modification constituent, outre les logiciels et matériels 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 des erreurs dans une phase précoce du projet ne peuvent être ultérieurement corrigées 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 (services de téléassistance SIMATIC)

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 ServicesModules de contrat

Service standard

Service de maintenance

Life Cycle Service basique

Life Cycle Service étendu

Options

Gestion de l'obsolescence (service d'informations)

Stock de pièces détachées (option)

Inspection et maintenance

Service de mise à disposition et remise en état

Performances de base

Service de mise à jour du logiciel

Modernisation et mises à jour/mises à niveau

• Durée de service étendue 24h/24• Service de mise à jour du logiciel• Option d'échange étendue

• Optimisation des actifs• Assistance technique convenue• Télémaintenance

CustomerSiemensService

IT-SystemAdministration

DMZCustomer Web Portal

Business Partner

DMZcRSP

Web Portal

WebPortal

AccessServer

Customer Site

Internet (VPN)

Access Gateway

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Informations supplémentaires

Informations actuelles sur le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 :www.siemens.com/simatic-pcs7

Totally Integrated Automation :www.siemens.com/totally-integrated-automation

Manuels SIMATIC :www.siemens.com/simatic-docu

Informations à télécharger :www.siemens.com/simatic/brochures

Service& Support :www.siemens.com/automation/support

Interlocuteurs SIMATIC :www.siemens.com/automation/partner

Industry Mall pour commander par voie électronique :www.siemens.com/industrymall

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 déve-loppement 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.

Siemens AGIndustry SectorIndustrial Automation SystemsPostfach 48 4890026 NÜRNBERGALLEMAGNE

Sous réserve de modificationsPDF (E86060-A4678-A131-B3-7700)MP.R4.AS.SMP7.02.3.09BR 0413 96 FrProduced in Germany © Siemens AG 2013

www.siemens.com/automation

Umschlag_Br_PCS7_2013.indd 2 04.04.2013 09:27:43

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