92
Le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7 Brochure · Mars 2009 SIMATIC PCS 7 Answers for industry. © Siemens AG 2009

Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

  • Upload
    lammien

  • View
    251

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Le système de contrôle des procédés SIMATIC PCS 7Brochure · Mars 2009

SIMATIC PCS 7

Answers for industry.

© Siemens AG 2009

Page 2: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

SIMATIC PCS 72

SIMATIC PCS 7 – Au delà de toutes les limites !

Avec sa diversité fonctionnelle, sa flexibilité et ses performan-ces, SIMATIC PCS 7 Version 7.1 compte parmi les premiers sys-tèmes de contrôle de procédés sur le marché international et offre le potentiel nécessaire à la réalisation de solutions inno-vantes à la hauteur des exigences de l'industrie de process. Grâce à son répertoire fonctionnel et à son domaine d'applica-tion 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 gestion d'entreprise au niveau terrain en passant par le niveau commande. Il permet ainsi la réalisation d'une automatisation cohérente, conforme aux exigences du client, dans l'ensemble des secteurs indus-triels manufacturiers, des procédés et hybrides.

Field Level

Control Level

Operations Level

Management Level

ERP – Enterprise Resource Planning

MES – Manufacturing Execution Systems

SIMATIC PCS 7Process Control (DCS)

• Maintenance

• Modernization and Upgrade

• Energy Management

Industrial Software for

• Design and Engineering

• Installation and Commissioning

• Operation

SIMATIC NETIndustrial Communi-cation

SIMATIC ControllersModular/Embedded/PC-based

SIMATIC HMIHuman Machine Interface

Process Instrumentation SIMATIC Sensors SIMATIC Distributed I/O

SINAMICS Drive Systems

SINUMERIK Computer Numeric Control

SIMOTIONMotion Control System

IO-Link

HART

PROFIBUS PA

Totally IntegratedAutomation

SIMATIC IT

© Siemens AG 2009

Page 3: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

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 composants vous permet d'accroître aussi bien votre productivité que la qualité de vos produits.

Sommaire

text

Sept avantages

Intégration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Modularité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Modernisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Sécurité des personnes et des données (Safety & Security) .13

Innovation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Réseau mondial d'experts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Composants du système

Système d'ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Système opérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Station de maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Contrôleurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Périphérie de procédé. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

Composants technologiques

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . . . . . . .65

Optimisation avec Advanced Process Control . . . . . . . . . . . . 72

Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl . . . . . . . . . . . .76

Automatisation de laboratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

IT Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80

Connexion aux systèmes informatiques . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Systèmes compacts

SIMATIC PCS 7 BOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Migration

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Support clients

Prestations de service et maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Pour plus d'informations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

SIMATIC WinCC SCADA System

Safety Integrated

Low-Voltage Controlsand Distribution

KNX GAMMA instabus

PROFIBUSPROFIsafe

PROFIsafe Industrial Ethernet

PROFINET

AS-Interface

Industrial Ethernet

Ethernet

Industrial Ethernet

Ethernet

Totally Integrated Power

ASIsafe

© Siemens AG 2009

Page 4: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages4

Sept avantages

Architecture du système SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 est un système de contrôle de procédés homogène et cohérent, caractérisé par une architecture évolutive unique et des propriétés exceptionnelles. Il représente la base idéale pour la réalisation à coûts modérés et l'exploitation économique d'installations de contrôle-commande.

L'architecture de SIMATIC PCS 7 autorise une extension ciblée par l'intégration directe de nombreuses fonctions supplémen-taires telles que l'automatisation des procédés discontinus, la commande du transport de matières, les fonctions Advanced Process Control, la gestion des actifs (Asset Management), les applications de téléconduite et de sécurité, l'exploitation et la gestion des données de procédé ou encore les tâches MES. SIMATIC PCS 7 vous offre bien plus qu'un système de contrôle de procédés classique.

Les sept arguments suivants parlent en faveur de SIMATIC PCS 7 :

• Réduction du coût total de possession (Total Cost of Ownership) grâce à l'intégration

• Haute performance et qualité conjuguées avec ingénierie efficace, fiabilité et disponibilité

• Flexibilité et évolutivité – du petit système de laboratoire à la grande installation en réseau

• Protection des investissements grâce à la modernisation progressive des systèmes internes et des systèmes tiers

• Safety & Security – technique de sécurité intégrée et sécurité informatique complète pour une protection fiable des personnes et de l'environnement ainsi que du procédé et de l'installation

• Innovations technologiques permanentes, du premier fournisseur mondial d'automatismes

• Maintenance et support sur place grâce à un réseau mondial d'experts et de partenaires agréés

INTERNET

INTERNET

DP/FF Link

FOUNDATION Fieldbus H1

AS-Interface

SAPData Monitor

SIMATICPCS 7 BOX

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200M

Industrial Ethernet

SIMATIC IT

SIMATIC ET 200S

SIMATIC ET 200pro

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200iSP

MTA

COx, NOx

SIMATIC PCS 7 AS RTX

PROFIBUS PA

ET 200M

PROFIBUS DP-iSPROFIBUS DP

PROFIBUS PA

ET 200iSPHART

ET 200S

SIMATIC ET 200M

Office LAN (Ethernet)

SIMATIC PCS 7Takes you beyond the limits!

Répartiteur de terrain actif

Active Field Distributors

DP/PA Linkavec coupleurs DP/PA redondants

DP/PA Link

Integrated Drives

Systèmes d'automatisationà haute disponibilité

SIMATIC ET 200Msimple/redondant

ET 200Mavec CP 341

DP/PA Link

Y-Link

Modbus, accou-plement en série

DP/AS-Interface Link

Systèmes d'automatisation à sécurité intrinsèque

SIMATIC ET 200M

Systèmes d'automatisation standard

Ethernet industriel, simple/redondant

ServeursOS / Route Control

Serveurs d'archives / Batch

Informations de gestion /Système d'exécution de la productionClient Web

Serveur Web /OpenPCS 7

Modules de sécurité

Réseau de terminaux, simple/redondant

Clients OS / Batch / Route Control Postes d'ingénierieImprimante

de réseau

ClientPoste de

maintenance

ServeursPoste de maintenance

OSSingle Station

Modules standard et F

SIMATIC ET 200MModules F

Systèmes de pesage

Zone 1Zone 2

DP/PA Link

Poste de commande ExE/S Ex HART

© Siemens AG 2009

Page 5: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 5

Réduction du coût total de possession grâce à l'intégration

L'intégration constitue l'un des atouts majeurs de SIMATIC PCS 7. Elle a un impact considérable sur l'optimisation de tous les processus d'entreprise et, partant, sur la réduction du coût total de possession (Total Cost of Ownership), sur tout le cycle de vie d'une installation. Dans le contexte de SIMATIC PCS 7, elle offre de nombreuses facettes :

Intégration horizontale dans Totally Integrated Automation

Totally Integrated Automation (TIA) de Siemens est une offre exhaustive de produits, de systèmes et de solutions parfaite-ment coordonnés entre eux et destinés à tous les niveaux hiérarchiques de l'automatisation industrielle. Dans le cadre de TIA, SIMATIC PCS 7 est intégré horizontalement dans l'auto-matisation cohérente de la chaîne complète de production d'une entreprise, de l'entrée des marchandises jusqu'à leur sortie.

Bien que SIMATIC PCS 7 gère, avant tout, l'automatisation des procédés primaires, ce système est également en mesure d'intégrer les procédés secondaires ainsi que l'infrastructure électrique existante, comme par exemple les tableaux basse et moyenne tension.

TIA garantissant la compatibilité des développements ulté-rieurs, la continuité n'est jamais rompue. Pour l'exploitant de l'installation, c'est une garantie de pérennité des investisse-ments, car il pourra développer et moderniser son installation tout au long du cycle de vie.

Intégration verticale dans la communication hiérarchique

Par le biais d'interfaces normalisées reposant sur des normes industrielles internationales et d'interfaces système internes pour l'échange direct de données, SIMATIC PCS 7 s'intègre dans la communication hiérarchique d'une entreprise. Les données de procédé sont ainsi disponibles dans l'entreprise en tout temps et en tout lieu, pour l'évaluation, la planification, la coordination et l'optimisation des processus d'exploitation, de production et d'entreprise.

SIMATIC PCS 7 prend en charge la connexion à SIMATIC IT (Manufacturing Execution System de Siemens). SIMATIC IT peut saisir en temps réel les données du niveau ERP et du ni-veau commande, modéliser l'ensemble des savoirs de fabrica-tion et définir les processus d'exploitation de manière précise.

L'interface système OpenPCS 7 fondée sur les spécifications OPC (Openness, Productivity, Collaboration) facilite l'échange de données avec les systèmes hiérarchiquement supérieurs de planification de la production ou d'analyse et de gestion des données de procédé (clients OPC).

Un serveur Web PCS 7 permet la conduite et la supervision de l'installation via Internet/Intranet. Le serveur Web PCS 7 collecte les données des serveurs OS subordonnés et les met à disposition dans le monde entier pour la télésurveillance, la téléconduite, le télédiagnostic et la télémaintenance. L'accès Web est soumis aux mêmes mécanismes de protection d'accès que ceux du client en salle de contrôle.

La communication hiérarchique dans l'entreprise s'étend du niveau gestion au niveau terrain, en passant par le niveau de conduite et de contrôle. Les composants suivants sont intégrés dans cette communication :

• appareils de terrain et analyseurs• systèmes de pesage et de dosage• entraînements (départs-moteur, disjoncteurs moteur,

variateurs)

De ce fait, le diagnostic du système et sa maintenance sont pris en charge de manière optimale avec la station de mainte-nance pour l'Asset Management proche de l'installation de SIMATIC PCS 7.

Réduction des coûts de possession sur tout le cycle de vie de l'installation

Étude et conception

Installation etmise en service Maintenance ModernisationProduction

© Siemens AG 2009

Page 6: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages6

Réduction du coût total de possession (TCO) grâce à l'intégration

Intégration de fonctions supplémentaires dans le système de contrôle de procédés

En fonction de l'automatisation spécifique du procédé ou des besoins particuliers du client, des matériels et logiciels dédiés à des tâches d'automatisation spéciales peuvent être intégrés au système de contrôle de procédés en vue de son extension fonctionnelle :

• Station de Maintenance (Asset Management)• SIMATIC BATCH (automatisation des procédés par lots)• SIMATIC Route Control (commande du transport de matiè-

res) • Safety Integrated for Process Automation (Système de

sécurité)• Advanced Process Control (procédés de régulation progres-

sifs)• SIMATIC PCS 7 TeleControl (téléconduite)• SIMATIC PCS 7 LAB (automatisation de laboratoire)

Toutes ces fonctions s'intègrent nativement et parfaitement dans SIMATIC PCS 7.

Un système d'ingénierie central réduit le travail de configura-tion grâce à une palette d'outils harmonisés permettant une configuration cohérente du système.

La visualisation conviviale, uniforme à l'échelle du système, facilite tant la familiarisation que l'orientation et permet le cas échéant une intervention rapide et ciblée de l'opérateur sur le procédé.

Intégration de normes techniques supplémentaires

SIMATIC PCS 7 est également en mesure d'intégrer dans le sys-tème des standards techniques qui ne sont pas ancrés dans TIA. Par exemple, FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1), établi dans certains secteurs, peut être intégré dans le système de contrôle-commande via PROFIBUS. La configuration matériel-le et le diagnostic détaillé des composants FF-H1 sont compa-tibles avec le système. L'intégration des composants FF-H1 dans SIMATIC PCS 7 Asset Management est garantie.

Intégration de produits Add-On SIMATIC PCS 7 homologués

La modularité, la flexibilité, l'évolutivité et l'ouverture de SIMATIC PCS 7 constituent des conditions optimales permet-tant d'intégrer des composants et des solutions complémen-taires dans le système de contrôle de procédés et ainsi d'en compléter et d'en élargir les fonctionnalités.

Un grand nombre de composants complémentaires, que nous désignons par produits « Add On pour SIMATIC PCS 7 », ont été développés tant par Siemens que par des partenaires externes. Il s'agit de constituants matériels et logiciels homo-logués par le fabricant, qui permettent une mise en œuvre économique de SIMATIC PCS 7 pour des tâches d'automatisa-tion spéciales.

© Siemens AG 2009

Page 7: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 7

Performance et qualité élevées, conjuguées avec ingénierie efficace, fiabilité et disponibilité

L'excellence des constituants système SIMATIC, caractéri-sés par des performances exceptionnelles et une qualité élevée, joue sans conteste un rôle prépondérant dans l'éclatant succès de SIMATIC PCS 7. Ils se distinguent par leur très grande fiabilité de fonctionnement et peuvent également être exploités en mode redondant lorsque les exigences de disponibilité sont plus élevées.

Pour preuve des performances élevées, de la qualité et de la disponibilité de SIMATIC PCS 7 :

Les stations de travail industrielles SIMATIC PCS 7 performantes pour les systèmes des niveaux d'exploitation et de processus tels que le système d'ingénierie, la station opérateur, la station de maintenance, qui intègrent notamment une architecture Intel moderne, un processeur rapide Core2Duo, une impor-tante mémoire et une excellente carte graphique pour 1 à 4 moniteurs. Tous les constituants intégrés sont de haute qualité, avec des valeurs MTBF élevées, et conviennent à un fonctionnement 24 heures sur 24 en environnement bureau-tique ou industriel, sous des températures de 5 à 40 °C.

La vaste gamme de contrôleurs modulaires et évolutifs avec des performances finement échelonnées et des capacités mémoire adaptées, qui tous allient hautes vitesses de traite-ment et excellentes performances de communication, même pour les applications à haute disponibilité, de sécurité et à tolérance aux pannes

Communication haute performance• Réseaux rapides FastEthernet et Ethernet Gigabit cuivre ou

optiques pour le réseau procédé et le réseau de terminaux• Diverses architectures de bus de terrain PROFIBUS pour les

industries des procédés et le secteur manufacturier : pour la connexion de capteurs/actionneurs via des E/S décentralisées ou la connexion directe d'appareils et d'instruments de terrain/de process y compris l'alimenta-tion, également en zone Explosive ou pour les applications à haute disponibilité et de sécurité

Temps d'ingénierie et de configuration réduits grâce à des outils de configurations matérielle et logicielle cohérentes centralisées dans le système d'ingénierie :

• Configuration orientée technologie, ne nécessitant aucune compétence spécifique en matière de programma-tion

• Fonctions système efficaces destinées à réduire le travail d'ingénierie, en particulier dans le cas d'un grand nombre de procédures de configuration similaires (Ingé-nierie de masse)

• Prise en charge par le système de la configuration et partage du travail

• Nombreuses étapes de configuration automatiques (Auto Ingénierie), compilation et chargement en une seule opération

• Contrôle d'accès et enregistrement des modifications• Gestion des versions performante avec comparaison et

historique des versions• Fonctions Advanced Process Control

© Siemens AG 2009

Page 8: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages8

Haute performance et qualité

Système opérateur convivial et évolutif doté de nombreuses fonctionnalités

offrant une grande sécurité d'exploitation, au choix en confi-guration redondante

• Système monoposte pour un maximum de 5 000 objets de process (PO) ou système multiposte pouvant intégrer jusqu'à 12 serveurs/paires de serveurs gérant chacun 8 500 PO et jusqu'à 32 clients par serveur/paire de serveurs

• Gestion des utilisateurs intégrée avec contrôle d'accès et signature électronique

• Temps de sélection et d'actualisation des vues particulière-ment courts (< 2 s)

• Modifications possibles en ligne, chargement sélectif de serveurs redondants

• Système hautement performant de traitement des alarmes avec un maximum de 150 000 messages/alarmes configu-rables par station monoposte/serveur

• Gestion intelligente des alarmes avec sélection et filtration des messages pertinents

• Système d'archivage performant intégré, pour l'archivage à court terme de 10 000 variables max., extension possible à l'archivage à long terme de 120 000 variables max., également en configuration redondante

Systèmes Runtime et systèmes complets compactspour procédés partiels et petites installations autonomes avec un excellent rapport prix/puissance – conçus pour une vitesse de traitement élevée et une haute disponibilité.

Redondance flexible à tous les niveaux du système de contrôle-commande

SIMATIC PCS 7 prend en charge les configurations redon-dantes

• Niveau gestion de l'entreprise/du procédéA la fois les systèmes monopostes et les systèmes multi-postes sont configurables de manière redondante. Dans le cas de systèmes multipostes, jusqu'à 32 clients (OS/ Batch/Route Control) peuvent accéder aux données de 1 à 12 serveurs/paires de serveurs (OS/Batch/RouteControl). Pour les configurations utilisant des paires de serveurs redondants, les clients commutent automatiquement sur le serveur de réserve en cas de défaut.

Les types de serveurs suivants peuvent également être con-figurés en tant que paires de serveurs redondants :

- Serveur OS- Serveur central d'archive (CAS) - Serveur Batch- Serveur RouteControl - Serveur Maintenance Station

Sur le plan de la disponibilité, il convient de privilégier les topologies en anneau, en particulier les anneaux redon-dants doubles, pour la communication client-serveur/ser-veur-serveur (réseau de terminaux) ainsi que pour la com-munication entre les systèmes des niveaux entreprise/pro-cessus et le niveau commande (réseau procédé).

© Siemens AG 2009

Page 9: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 9

• Niveau commandeSur la base des deux variantes Single Station (une CPU) et Redundancy Station (deux CPU redondantes), la modula-rité des contrôleurs à haute disponibilité permet d'adapter la disponibilité de façon flexible par :

- une alimentation double ou quadruple (uniquement sta-tion redondante)

- une communication double ou quadruple pour le réseau procédé (uniquement station redondante)

• Niveau terrainAu niveau terrain, différentes architectures redondantes sont réalisables en fonction de l'environnement (zone Ex). Les appareils de terrain et instruments raccordés à des sta-tions périphériques décentralisées ET 200M/iSP ou directe-ment à PROFIBUS PA sont reliés à des contrôleurs à haute disponibilité par le biais de segments PROFIBUS DP.

Dans les configurations PROFIBUS PA, les topologies en an-neau offrent une disponibilité et une flexibilité maximales.

La périphérie décentralisée ET 200M supporte également la redondance au niveau des groupes de modules et de voies. Un capteur ou actionneur peut être connecté à deux voies, répartis sur deux modules redondants dans des sta-tions ET 200M distinctes.

La redondance modulaire flexible FMR (Flexible Modular Redundancy) permet en outre de définir le degré de redon-dance séparément pour le contrôleur, la communication bus de terrain et la périphérie décentralisée. Il est ainsi pos-sible de réaliser des architectures tolérantes aux pannes, adaptées avec précision à une tâche et qui tolèrent plu-sieurs défauts survenant simultanément.

Configurations redondantes à tous les niveaux du système de contrôle-commande

AS 412HAS 414HAS 417H

SIMATIC ET 200iSP

MTA

COx, NOx

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200M

SIMATIC ET 200M

Y-Link

Modules standard et F

Client Client

Réseau de terminaux, anneau 1 Réseau de terminaux, anneau 2

Serveurs redondants

Réseau procédé Industrial Ethernet redondant (anneau double)

Active Field Splitter

Active Field Distributors

Link DP/PA

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

© Siemens AG 2009

Page 10: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages10

Flexibilité et modularité –du petit système de laboratoire à la grande installation en réseau

Modularité du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7

Les utilisateurs de SIMATIC PCS 7 bénéficient durablement d'une plate-forme système modulaire basée sur des com-posants SIMATIC standard. Leur cohérence permet l'adap-tation flexible des matériels et logiciels ainsi qu'une coor-dination parfaite tant à l'intérieur du système qu'au delà de ses limites.

L'architecture du système SIMATIC PCS 7 est conçue de telle sorte que le contrôle-commande soit configuré de manière optimale, en adéquation avec les dimensions de l'installation et les exigences du client. Par la suite, il est possible à tout mo-ment, en augmentant les capacités ou par le biais de modifi-cations technologiques, de développer ou de reconfigurer le contrôle-commande SIMATIC PCS 7. SIMATIC PCS 7 croît tout simplement en même temps que l'installation ! La mise à dis-position de capacités de réserve onéreuses est superflue.

La modularité s'applique à tous les niveaux du système. Pour ne considérer que le niveau d'automatisation par exemple, l'utilisateur dispose de plusieurs contrôleurs compatibles sur le plan fonctionnel, avec un rapport qualité/prix échelonné.

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

systèmes standard, à haute disponibilité et de sécurité

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

SIMATIC PCS 7 LAB

Groupe d’installations sur un site de productionInstallation de productionCentre techniqueLaboratoire

SIMATIC PCS 7: 100 à 120 000 entrées/sorties

© Siemens AG 2009

Page 11: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 11

Classification des contrôleurs en fonction de la performanced'automatisation

Les avantages économiques de la granularité concernent non seulement la planification, l'ingénierie, la mise en service et l'exploitation, mais aussi la maintenance et la formation. L'ingénierie commune, cohérente pour l'ensemble de la plate-forme système garantit que les données d'ingénierie, une (seule) fois créées, restent utilisables durablement.

Pour l'automatisation de processus partiels et de petites instal-lations autonomes, SIMATIC PCS 7 dispose de plusieurs systè-mes compacts attractifs utilisables à proximité de l'installa-tion, dont les performances et les fonctionnalités sont éche-lonnées comme suit :

• SIMATIC PCS 7 AS RTX • SIMATIC PCS 7 BOX RTX • SIMATIC PCS 7 BOX 416• SIMATIC PCS 7 LAB

Echelonnement des systèmes compacts sur le plan des performances d'automatisation et des fonctionnalités (AS : contrôleur, OS : système opé-rateur, ES : système d'ingénierie)

SIMATIC PCS 7 LAB, conçu spécialement pour répondre aux exigences de l'automatisation de laboratoire, repose sur le système PCS 7 BOX 416.

Avec environ 60 points de mesure, les systèmes compacts dé-finissent le bas de l'échelle sur le plan des capacités fonction-nelles du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Celle-ci s'étend jusqu'aux systèmes multipostes répartis avec architecture client/serveur pouvant totaliser 60 000 points de mesure pour l'automatisation de très grandes installations de production ou d'installations en réseau sur un site de pro-duction. Ceci correspond environ à une échelle de 100 à 120 000 entrées/sorties.

SIMATIC PCS 7 AS RTX AS 414 AS 416 AS 417

Système d’automatisationMicrobox avec contrôleur logiciel

Système d’automatisation modulable de la série S7-400 avec contrôleur matériel

SIMATIC PCS 7 AS RTX aveccontrôleur logiciel WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX RTX aveccontrôleur logiciel WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX 416 avec contrôleur matérielWinAC Slot 416

Système Runtimeavec fonctionnalité AS

Systèmes Runtimeavec fonctionnalité AS et OSou systèmes completsavec fonctionnalité AS, OS et ES

© Siemens AG 2009

Page 12: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages12

Protection des investissements grâce à la modernisation progressive des systèmes internes et des systèmes tiers

La modernisation des procédés et installations existants est motivée par diverses raisons. Augmentation de la pro-ductivité et de la qualité, réduction des coûts ou des délais de mise sur le marché, ou encore mise en conformité envi-ronnementales des processus de production et des tech-nologies par l'utilisation optimale des matières premières et de l'énergie. Pour atteindre ces objectifs, les processus doivent être régulièrement optimisés, et les systèmes et installations modernisés et élargis. Une stratégie de mo-dernisation progressive adaptée permet de conserver et d'enrichir la base installée : matériel, logiciels applicatifs et savoir-faire du personnel de conduite et de mainte-nance.

C'est pourquoi Siemens propose, pour ses propres systèmes de contrôle, un grand nombre de produits et de solutions in-novants pour migrer vers SIMATIC PCS 7. C'est par exemple le cas pour :

• TELEPERM M• APACS• SIMATIC PCS/TISTAR• OpenPMC

Un des objectifs les plus importants de la stratégie de migra-tion de Siemens est de mettre en place des procédures succes-sives permettant de moderniser la base installée sans rupture du système ni arrêt de l’installation, tout en limitant les dépen-ses en investissements nouveaux. Cette stratégie peut être adaptée aux particularités de chaque installation et aux exi-gences spécifiques de l'exploitant. Son objectif est toujours de maximiser le retour sur investissement.

Mais ce n'est pas tout : sur la base de son portefeuille de migration, qui comprend un grand nombre de produits, d'outils et de services innovants qui ont fait leurs preuves dans la pratique, Siemens a également développé des solutions de migration pour des systèmes de contrôle-commande exter-nes, comme par exemple ABB ou Bailey. De cette manière, les utilisateurs de ces systèmes peuvent s'appuyer sur la techno-logie SIMATIC, leader mondial dans ce domaine, pour garantir la pérennité de leurs investissements dans de nouvelles tech-niques d'automatisation orientées vers l'avenir.

© Siemens AG 2009

Page 13: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 13

Technique de sécurité intégrée et sécurité informatique complète pour une protection fiable des personnes et de l'environnement ainsi que du processus et de l'installation

L'industrie des procédés fait très souvent intervenir, parmi les produits initiaux, intermédiaires ou finaux, des matiè-res et des mélanges facilement inflammables, hautement explosifs ou dangereux pour la santé. Leur manipulation exige une grande prudence et des mesures de sécurité exceptionnelles, tout dysfonctionnement ou défaut de l'installation pouvant avoir des conséquences fatales pour les personnes, l'environnement, les machines et les installations.

C'est pourquoi la technique de sécurité de Siemens a pour ob-jectif de neutraliser les risques potentiels existants moyennant des équipements techniques, ou de limiter les répercussions possibles à un minimum tolérable. "Safety Integrated for Process Automation" est une offre complète de produits et de services destinés à la réalisation d'applications sûres et tolé-rantes aux pannes dans les industries des procédés.

Fondée sur le système de sécurité de Siemens, elle met à disposition la fonctionnalité de sécurité intégrale ("Safety Integrated for Process Automation"), du capteur au contrôleur et à l'actionneur.

Les progrès de la standardisation, l'ouverture et la mise en réseau mondial s'accompagnent d'effets négatifs comme le piratage, les virus informatiques, les vers ou les chevaux de Troie. Les dangers potentiels pour la sécurité qui en découlent ont considérablement augmenté dans les installations de con-trôle-commande.

Les menaces par le fait de programmes malveillants ou de personnes non autorisées ne se limitent pas à une simple sur-charge ou défaillance des réseaux, ni même à l'espionnage des mots de passe ou des données. Il faut envisager égale-ment les risques de sabotage ciblé en cas de prise de contrôle du système d'automatisation des procédés. Les dommages qui en découlent ne seraient pas uniquement d'ordre maté-riel, mais menaceraient également les personnes et l'environ-nement.

Pour pallier ces menaces, SIMATIC PCS 7 offre un concept avant-gardiste et des solutions complètes pour la protection des installations de procédés, qui reposent sur une architec-ture sécuritaire de défense en profondeur (defense in depth). La particularité de ce concept de sécurité réside dans son ap-proche globale. Il ne se limite pas à l'utilisation de méthodes de sécurité (par ex. codage) ou d'appareils isolés (par ex. pare-feu). Ses atouts résident dans la synergie d'un grand nombre de mesures de sécurité appliquées au réseau de l'installation.

Segmentationde l'installation

(cellules de sécurité)

Réseau : sous-réseaux,adresses IP,

résolution des noms

Architecture sécuritaire avec

défense en profondeur(Defense-in-Depth)

Active DirectoryDomaines

Groupes de travail

Accès SAV et télémainte-

nance (VPN, IPSec)

Antiviruset

pare-feu

Synchronisation horaire

Gestion des utilisateurs et des

droits d'accès

Gestion des patchs

de sécurité Windows

Installation de production

© Siemens AG 2009

Page 14: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages14

Innovations technologiques permanentes, du premier fournisseur mondial d'automatismes

Les investissements dans la recherche et le développe-ment sont indispensables pour l'innovation et partant, d'une réussite économique durable. Siemens est un initia-teur de tendances qui, lors du développement de produits et de technologies innovants, s'efforce de relever les défis actuels de notre époque, par exemple l'utilisation écono-mique des ressources en énergie ou la protection de l'environnement.

De plus, les innovations de la branche « Industry » de Siemens se caractérisent avant tout par la tendance à fusionner la pla-nification virtuelle des produits/de la production et de l'auto-matisation. Ceci induit une plus grande flexibilité et permet de réaliser des économies substantielles en temps et en argent lors du développement, du lancement sur le marché et de la production. La division « Industry Automation & Drive Techno-logies » mène ses projets de recherche et développement dans le cadre de collaborations globales, souvent en liaison avec des universités. Le moteur de ces innovations repose sur le désir de Siemens de répondre au mieux aux besoins de ses clients.

Au cours de l'exercice 2007, Siemens a investi 300 millions supplémentaires dans son budget de recherche et de dévelop-pement, qui est ainsi passé à 3,4 milliards d'euros, en particu-lier pour la division « Industry Automation & Drive Technolo-gies », avec une part de 49 %, soit environ 1,67 milliard d'euros.

Au cours du seul exercice 2007, Siemens a fait enregistrer 8 267 inventions, soit une augmentation de sept pour cent par rapport à l'année précédente. Pendant la même période, le nombre de brevets enregistrés est passé à 5 060, soit une hausse de 11 %, ce qui correspond en moyenne à 38 inven-tions et 23 enregistrements de brevets par jour ouvrable.

Siemens occupe la première place en matière de dépôts de brevets en Allemagne, la seconde à l'échelle européenne et figure parmi les 10 premiers aux Etats-Unis : une preuve indé-niable de la force novatrice de l'entreprise.

C'est pourquoi Siemens dispose aujourd'hui de la palette de produits la plus moderne dans le domaine des techniques d'automatisation et d'entraînement. Par exemple, quatre produits sur cinq ont moins de 5 ans.

© Siemens AG 2009

Page 15: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Sept avantages 15

Maintenance et support sur place grâce à un réseau mondial d'experts et de partenaires agréés

Qui opte pour SIMATIC PCS 7 dispose, avec Siemens, d'un partenaire puissant et fiable possédant un immense savoir-faire et une longue expérience dans l'automatisa-tion des procédés industriels.

Siemens a établi dans le monde entier un réseau étroit d'experts afin d'assister ses clients du contrôle-commande. Ce réseau regroupe des spécialistes système de Siemens ainsi que des partenaires externes hautement qualifiés qui fournis-sent des prestations de maintenance et d'assistance techni-que de premier ordre dans plus de 190 pays.

De par leur présence locale, ils connaissent parfaitement les spécificités régionales, sont en contact direct avec leurs clients et sont à même de réagir avec rapidité et flexibilité aux requêtes de ces derniers. Leurs prestations de service se rap-portent à l'ensemble du cycle de vie d'une installation, de la planification et la configuration à la modernisation ou au dé-mantèlement, en passant par la mise en service et la produc-tion. La palette des prestations va de la ligne d'assistance télé-phonique 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 aux nombreux ser-vices de consulting technique, en passant par l'assistance à la mise en service, la maintenance ou la mise à niveau, jusqu'au service réparation et pièces de rechange.

Etant donné que le contrôle-commande se développe en permanence, une formation continue est indispensable. Et ce, non seulement pour nos clients, mais aussi pour nos spécialis-tes système et nos partenaires locaux. C'est pourquoi Siemens propose des formations ciblées, professionnelles, dans des centres de formation dans plus de 60 pays ou directement sur le site de l'installation.

Siemens considère que son étroite collaboration avec des partenaires et des intégrateurs système constitue une des clés du succès dans l'automatisation des processus. Pour ren-forcer et intensifier cette coopération, Siemens a élaboré un "Solution Partner Program" dont l'étendue est actuellement unique sur le marché. Ce programme combine à la perfection les connaissances approfondies en technologies et en applica-tions avec l'expérience et le savoir-faire relatifs aux produits et aux systèmes.

© Siemens AG 2009

Page 16: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie16

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 travail de configuration grâce à une palette d'outils har-monisés. Un gestionnaire de projet centralisé (SIMATIC Manager) permet d'accéder aux outils d'ingénierie disponibles pour le logiciel d'application, les composants matériels et la communication. Il constitue l'application de base pour la création, la gestion, l'archivage et la docu-mentation d'un projet.

L'architecture du système d'ingénierie dépend de la façon dont est traité le projet SIMATIC PCS 7 :

• Traitement local, sur une station d'ingénierie centrale• Ingénierie simultanée (Concurrent Engineering)

Les stations de travail performantes SIMATIC PCS 7, en version monoposte ou serveur, associées au système d'exploitation Windows XP Professional/Server 2003, offrent à cet effet une base optimale. Elles s'utilisent aussi bien dans les bureaux que dans les environnements industriels et peuvent commander jusqu'à 4 moniteurs via une carte graphique multimoniteur.

La licence et l'unité de facturation pour l'ingénierie SIMATIC PCS 7 sont basées sur le nombre d'objets de procédés configu-rables.

La licence du logiciel d'ingénierie est fonction des cas d'utilisa-tion suivants du système d'ingénierie :

• utilisation exclusivement en tant que station d'ingénierie classique ; sans limitation du nombre d'objets de processus (non utilisable pour l'OS en phase de production ; 2 heures d'utilisation en mode test de l'OS)

• utilisation comme station d'ingénierie/opérateur combinée ; nombre d'objets de process adaptable

Les licences logicielles de la station ES/OS combinée com-prennent les licences pour l'ingénierie ainsi que les licences Runtime pour l'AS et l'OS correspondant au volume. Les PowerPacks d'ingénierie permettent à tout moment une extension ultérieure du nombre d'objets de processus.

La fonctionnalité de base couverte par le logiciel standard peut être développée (selon la tâche spécifique au projet et son application).

SIMATICPDM

S7F Systems

SIMATICBATCH

FaceplateDesigner

GraphicsDesigner

HW ConfigLibrariesCFC/SFC

Import/Export

Assistant

Paramétrage des appareils de terrain

Ingénierie pour systèmes à sécurité intégrée

Ingénierie pour réseau/communication/matériel

Ingénierie de l'automatisation

OS IngénierieModules fonctionnels

technologiques

SIMATIC Manager /Base de données continue

SIMATIC PCS 7 Engineering

© Siemens AG 2009

Page 17: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie 17

Jeu d'outils d'ingénierie

La fonctionnalité complète d'ingénierie système orientée pro-jet, qui constitue également la base pour la gestion des appa-reils et équipements de contrôle-commande (Asset Manage-ment), est à la disposition du configurateur sous la forme d'un jeu d'outils d'ingénierie adaptés les uns aux autres de manière optimale. Ce jeu inclut des outils permettant de réaliser effi-cacement l'ingénierie des composants et des fonctions sui-vants :

• matériel du système de contrôle des procédés (périphérie décentralisée et appareils de terrain inclus)

• réseaux de communication• fonctionnalité d'automatisation pour l'exécution

continue et séquentielle des processus (ingénierie AS)• fonctionnalité de conduite et de supervision

(ingénierie OS)• applications de sécurité (Safety Integrated for Process

Automation)• fonctionnalité de diagnostic et Asset Management• procédés par lots automatisés à l'aide de SIMATIC BATCH • contrôle des transports de matières avec SIMATIC Route

Control • travail avec des outils de planification CAO/IAO de niveau

supérieur (importation et exportation de points de mesure et solutions-type).

SIMATIC Manager

SIMATIC Manager est la plate-forme d'intégration du jeu d'outils d'ingénierie et la base de configuration pour la totalité de l'ingénierie du système de contrôle de procédés SIMATC PCS 7. C'est là que le projet SIMATIC PCS 7 est géré, archivé et documenté.

Avec le jeu d'outils d'ingénierie adapté aux besoins 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. Le matériel nécessaire à l'exécution dans le cadre d'un projet SIMATIC (par ex. contrôleurs, composants de com-munication et périphérie de processus) est détaillé dans un catalogue électronique. Il est configuré et paramétré à l'aide de l'outil de configuration HW Config.

Lors de la définition de la logique d'automatisation, les blocs fonctionnels préconfigurés sont connectés à d'autres blocs à l'aide de l'outil de configuration graphique CFC. Cette opéra-tion est rapide à apprendre et facile à exécuter, même pour le technicien qui ne possède pas de connaissances en program-mation.

Des blocs fonctionnels standardisés (types de points de mesure) pour les appareils/composants typiques sont disponi-bles dans une bibliothèque de contrôle-commande. Le confi-gurateur doit sélectionner les blocs prédéfinis, les placer sur la surface de travail, puis les connecter et les paramétrer de ma-nière graphique.

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

A l'aide de l'assistant d'importation/exportation permettant l'échange de données avec des systèmes de planification gé-nériques et à des fonctions telles que "Extended Rename", il est possible d'obtenir, notamment dans le cadre de projets d'envergure, des effets de rationalisation significatifs par l'uti-lisation répétée de points de mesure et de solutions-type stan-dard.

Grâce à la base de données cohérente du système d'ingénie-rie, les données ne sont saisies qu'une seule fois et sont dispo-nibles à travers l'ensemble du système.

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 systè-me. Les temps de reconversion réduits diminuent les temps d'attente pour le technicien chargé de la mise en service et se répercutent favorablement sur les frais de mise en service. Les modifications de configuration concernant les contrôleurs peuvent être testées sur un système de test avant d'être chargées sur les systèmes cibles de l'installation en cours d'exploitation.

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

• Vue des composants (HW Config) Configuration du matériel, comme les contrôleurs, les composants du bus ou la périphérie de procédé

• Vue des objets de process Environnement central de développement couvrant tous les aspects des points de mesure/objets de procédé

© Siemens AG 2009

Page 18: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie18

Logiciel d'ingénierie

Points de mesure dans la vue des objets de process

Vue des objets de process

La vue des objets de process de SIMATIC Manager assiste la méthode de travail du technicien des procédés à l'aide d'une vue universelle sur les points de mesure. Elle montre, sous for-me d'arborescence, la hiérarchie technologique de l'installa-tion et fournit, sous forme de tableau, tous les aspects du point de mesure/de l'objet de processus (généralités, blocs, paramètres, signaux, messages, objets de vue, variables d'archive, dossiers hiérarchiques, propriétés des équipements et déclarations globales). Les spécialistes en technologie peu-vent ainsi 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 pour le repérage orienté installation des objets de procédé.

Des signalisations groupées peuvent être placées dans les vues à l'aide de la hiérarchie des vues et connectées aux vues subordonnées. Le configurateur se charge ensuite du posi-tionnement correct. Comme le nombre des champs de signa-lisations groupées ainsi que leur sémantique sont configura-bles, il est possible d'ajuster les configurations d'alarme con-formément aux besoins du client.

La vue des objets de process permet également de configurer la fonction "Smart Alarm Hiding". Il s'agit de masquer dynami-quement des messages (alarmes) qui, dans certains états de l'installation, sont de moindre importance pour la sûreté de fonctionnement. Selon l'état de fonctionnement d'une unité (démarrage, maintenance, etc.), les messages des blocs technologiques regroupés dans cette unité sont affichés ou masqués conformément à la configuration préalablement effectuée. En sélectionnant les cases d'option dans la matrice d'alarmes de la vue des objets de process, il est possible de définir individuellement la visualisation ou le masquage des messages pour chacun des états de fonctionnement (32 max.). Les messages masquéés ne font pas l'objet d'une signalisation optique ni acoustique, mais sont cependant journalisés et archivés.

Continuous Function Chart (CFC)

L'éditeur CFC est l'outil utilisé pour la configuration graphique et la mise en service des fonctions continues d'automatisa-tion. Grâce à un puissant auto-routage et à une configuration intégrée des messages, des blocs préconfigurés peuvent être placés dans les diagrammes CFC, puis paramétrés et inter-connectés. Des techniques de configuration spéciales, telles que la technique du diagramme dans le diagramme qui per-met de réaliser des diagrammes hiérarchiques ou l'utilisation multiple de types de blocs (diagrammes compilés en types de blocs) ou des types SFC (commandes séquentielles normali-sées) sous forme d'instances offrent un potentiel de rationali-sation supplémentaire.

© Siemens AG 2009

Page 19: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie 19

Continuous Function Chart

Lors de la création d'un nouveau diagramme CFC, un groupe d'exécution portant le nom du diagramme est généré. Tous les blocs incorporés au diagramme sont automatiquement ajou-tés à ce groupe d'exécution. Ainsi, chaque bloc inséré reçoit des caractéristiques d'exécution que le configurateur peut modifier dans l'éditeur ou optimiser au moyen d'un algorith-me.

Dans un premier temps, l'algorithme détermine individuelle-ment l'ordre optimal des blocs pour chaque groupe d'exécu-tion, puis l'ordre optimal des groupes d'exécution.

Des fonctions d'édition pratiques, des fonctions de test et de mise en service performantes et des fonctions de documenta-tion pouvant être configurées de manière personnalisée font également partie du répertoire fonctionnel de CFC.

Sequential Function Chart (SFC)

L'éditeur SFC est adapté à la configuration graphique et à la mise en service des commandes séquentielles pour les proces-sus de production discontinus. Il dispose de fonctions d'édi-tion pratiques ainsi que de fonctions de test et de mise en ser-vice performantes.

Les commandes séquentielles permettent de commander et d'exécuter de manière sélective les fonctions d'automatisation de base créées avec CFC, moyennant des changements du mode de fonctionnement et de l'état. Les commandes sé-quentielles peuvent être créées en tant que diagramme SFC ou type SFC, selon l'utilisation ultérieure souhaitée.

Sequential Function Chart

Diagramme SFCLe diagramme SFC permet de réaliser des commandes sé-quentielles à utilisation unique, intervenant dans plusieurs secteurs d'une installation de production.

Chaque diagramme SFC dispose d'entrées et de sorties stan-dard pour les informations d'état et pour la commande par le programme ou par l'utilisateur. Le diagramme SFC peut être placé et interconnecté en tant que bloc dans le CFC. Les con-necteurs de blocs CFC souhaités sont sélectionnés au moyen d'actions simples et reliés aux étapes ou aux transitions des graphes séquentiels.

Une gestion des états conforme à ISA-88 permet de définir jusqu'à 8 commandes séquentielles séparées par diagramme SFC, par exemple pour les états comme HOLDING ou ABORTING, pour SAFE STATE ou pour différents modes de fonctionnement.

Type 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, autrement dit, il est possible de les sélectionner dans un cata-logue, 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 "Générer/actualiser les icônes de blocs" permet de placer et de connecter automatiquement une icône de bloc dans la vue de procédé correspondante, pour toutes les instances de SFC autorisant la conduite et la supervision.

© Siemens AG 2009

Page 20: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie20

Logiciel d'ingénierie

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

Bibliothèques de contrôle-commande

Les blocs, les faces avant et les icônes, testés, préconfigurés et organisés en bibliothèques de contrôle-commande, forment les éléments de base de la configuration graphique des solu-tions d'automatisation. L'utilisation de ces éléments de biblio-thèques 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-com-mande :

• SIMATIC PCS 7 Standard Library• Advanced Process Library

L'offre complète de blocs de ces deux bibliothèque se sub-divise comme suit :

• blocs pour les opérations mathématiques, logique analogi-que et numérique

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

commande et de signalisation intégrées, par ex. :- blocs Standard Process Control et Advanced Process

Control- blocs moteurs et vannes- blocs compteurs- blocs dosage

• blocs pour l'intégration d'appareils de terrain• blocs de conduite et supervision• blocs de signalisation et de diagnostic

Advanced Process Library

La bibliothèque APL (Advanced Process Library) est un déve-loppement de la bibliothèque standard SIMATIC PCS 7, qui s'appuie sur la longue expérience de configurateurs et d'ex-ploitants d'installations et qui tient compte des recommanda-tions NAMUR et des spécifications PNO actuelles. Des fonc-tionnalités nouvelles et optimisées ainsi que des interfaces utilisateur attrayantes offrant un grand confort d'utilisation facilitent l'interaction de l'opérateur avec son installation. Exemples :

• Nouveaux modes de fonctionnement :- "Local" pour l'intégration et l'utilisation de commandes

locales éventuelles- "Hors service" pour désactiver un point de mesure à des

fins d'entretien et de maintenance• Nouveaux blocs de vues :

- "Prévisualisation" avec informations d'état concernant les signaux d'E/S, l'activation automatique ainsi que les com-mandes possibles / autorisées

- "Notes" pour l'affichage d'informations temporaires des-tinées au personnel de conduite

• Blocs de verrouillage conviviaux avec information premier signal, pouvant être appelés directement depuis les blocs fonctionnels technologiques (par ex. depuis un bloc mo-teur)

• Meilleure protection contre les erreurs de manipulation grâce à un échelonnement supplémentaire des droits d'accès

• 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

Graphics Designer et Faceplate Designer

Les données du projet pour l'ingénierie des systèmes opéra-teur sont organisées avec le SIMATIC Manager. Toutes les don-nées des points de mesure requises pour la conduite et la su-pervision sont déjà générées lors de la définition de la fonc-tion d'automatisation. Un Graphics Designer performant est disponible pour la création graphique des vues de l'installa-tion.

Outre les blocs de vues standard (faces avant), le Faceplate Designer permet de créer des faces avant personnalisées pour la conduite et la supervision des points de mesure ou des unités de procédés. L'interconnexion des symboles avec les points de mesure s'effectue en toute commodité par glisser-déplacer.

© Siemens AG 2009

Page 21: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie 21

Configuration avec partage du travail

Concurrent Engineering (ingénierie simultanée)L'ingénierie simultanée permet à plusieurs ingénieurs de travailler simultanément sur un projet dans CFC et SFC, sans avoir à le subdiviser en sous-projets. Pendant la mise en 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 savoir 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 un diagramme CFC. 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 con-figuration dans un sous-système SIMATIC PCS 7 – à condition qu'elle dispose des liaisons de communication nécessaires à cet effet.

Ingénierie multiprojetL'ingénierie multiprojet permet de subdiviser les projets d'envergure en sous-projets fractionnés selon des aspects technologiques pour les traiter ensuite en parallèle avec plu-sieurs équipes. Un "multiprojet" générique est défini à cet effet dans SIMATIC Manager. Des projets peuvent être à tout mo-ment ajoutés à un multiprojet ou en être supprimés.

Les fonctions "Branch & Merge" prennent en charge la parti-tion et la fusion des projets selon des critères technologiques. Pour les diagrammes et les unités de procédés copiés dans un autre projet en vue de leur traitement, les interconnexions communes à plusieurs projets, utilisées généralement pour les verrouillages par exemple, deviennent des inter-connexions textuelles. Lors de la fusion, les interconnexions textuelles, même celles saisies par l'utilisateur, peuvent être fermées par simple activation d'une touche. Les diagrammes portant le même nom dans l'objet d'origine sont alors 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 non seulement dans le projet actuel, mais aussi dans tous les autres projets. Ils ne peuvent pas être modifiés, mais des objets peuvent être insérés. 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 enregistrés dans un serveur central et déplacés vers des stations d'ingé-nierie locales pour y être traités. Ainsi, les performances d'in-génierie ne sont pas altérées par les accès au réseau.

© Siemens AG 2009

Page 22: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie22

Logiciel d'ingénierie

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 con-trôle 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. Les journaux configurables des modifications permettent d'enregistrer tous les accès au système d'ingénierie ainsi que toutes les modifi-cations en ligne concernant les contrôleurs, les systèmes opé-rateur, SIMATIC BATCH ou encore SIMATIC Route Control.

Lorsque les journaux des modifications sont associés à l'ana-lyse des données de SIMATIC Logon, il est facile de relever l'auteur et la date d'une modification donnée. Il s'agit là d'une aide précieuse pour répondre aux exigences spéciales de cer-tains secteurs, par ex. 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

Comparaison des états du projet à l'aide de Version Cross Manager

Echange de données avec les outils de planification

Le Version Cross Manager permet également d'échanger des données avec des outils de planification (données CAO/IAO). Il prend en charge les fonctions suivantes :

• exportation de données CAO/IAO, telles que les déclara-tions globales, la hiérarchie technologique ou les points de mesure

• exportation de fichiers au format SIMATIC XML (SML)• importation de données CAx existant au format SIMATIC

XML

Version Trail

SIMATIC Version Trail, dont l'action est associée à SIMATIC Logon, se prête à la gestion de version des bibliothèques, projets et multi-projets.

SIMATIC Version Trail crée, lors de l'archivage, un historique des versions contenant les informations suivantes :

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

L'historique des versions peut être affiché à l'écran ou impri-mé. Chacune des versions peut être extraite de l'archivage et réutilisée. SIMATIC Logon en protège l'accès.

© Siemens AG 2009

Page 23: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie 23

Traitement des données à l'aide de l'assistant d'importation/exportation

Traitement efficace des données de masse

Assistant d'importation/exportationL'assistant d'importation/exportation (IEA) est un outil effi-cace pour l'ingénierie rationnelle de données de masse. Il est basé sur le principe de l'utilisation multiple de types de point de mesure et de solutions types, et convient particulièrement bien aux grandes installations comprenant de nombreux points de mesure du même type ou plusieurs unités de pro-cess similaires. Les données déjà configurées des installations, telles que les listes de points de mesure ou les plans provenant de l'univers CAO/IAO, peuvent être importées dans le système d'ingénierie et utilisées pour créer automatiquement des points de mesure. On peut par la suite comparer les paramè-tres optimisés lors de mise en service avec les données du sys-tème de planification de niveau supérieur.

Pour des modifications plus simples et plus rapides, il est pos-sible d'exporter les projets PCS 7, d'éditer les données à l'aide de l'éditeur AIE ou d'autres programmes (comme Microsoft Excel ou Access), puis de les réimporter.

Domaine d'application de l'assistant d'importation/ exportation :• importation de données déjà configurées, telles que la liste

des points de mesure, à partir de l'univers CAO/IAO• création automatique et reproductible de points de mesure

et d'instances en fonction des listes de points de mesure et des solutions-type importées

• déduction automatique de la hiérarchie des vues OS, inter-connexion des blocs et mise en place dans les vues

• mise en service de chaque point de mesure grâce aux outils graphiques conviviaux CFC et SFC

• la réexportation des paramètres optimisés lors de la mise en service dans l'univers CAO/IAO assure la cohérence des données au niveau des outils de planification du niveau su-périeur

Extended Rename

Lorsque les objets sont rebaptisés, la visualisation des liaisons concernées (objets de vue ou variables dans les archives ou les scripts) est modifiée de manière correspondante. Cette fonc-tion présente un potentiel de rationalisation très important, notamment pour les installations disposant de structures ré-currentes ou les installations soumises à validation.

Si, par exemple, on copie une unité de process entièrement configurée et testée, avec l'ensemble des diagrammes, des commandes séquentielles et des vues et que l'on rebaptise les diagrammes/vues copiés, toutes les interconnexions internes sont automatiquement adaptées. Il est ainsi possible de repro-duire rapidement des unités de process complexes ou des lignes de production complètes d'une installation.

Documentation du projet

Le projet d'ingénierie peut être documenté conformément aux normes grâce au système de rapports intégré. Un rapport de projet comprend les éléments suivants :

• vues de procédé et objets de vues avec propriétés, événements, actions et liaisons directes

• variables, propriétés et liaisons de communication• classes de messages, blocs de messages, messages• variables d'archive et données de configuration des

archives• groupes d'utilisateurs et utilisateurs• texte source des actions/fonctions• textes de la bibliothèque de textes• données de configuration Basic Process Control

Les données de projet peuvent être librement structurées, traitées sous forme de carnets de câblage standardisés et 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.

Outils de planification supérieursCAD/CAE

Assistant d'importation/

exportation

Plans de points de mesure

Hiérarchietechnologique

Hiérarchie des vues OS

Images OS

Bibliothèquestypiques :Solutions type et types de postes de mesure (p.ex. régulation, moteur, vanne)

© Siemens AG 2009

Page 24: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie24

Ingénierie d'appareils et composants de terrain intelligents à l'aide du gestionnaire d'appareils de terrain SIMATIC PDM

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 diagnostic et de maintenance des appareils de terrain intelligents (capteurs et actionneurs) ainsi que des composants de terrain (E/S décen-tralisées, multiplexeurs, équipements de maintenance, régula-teurs compacts), mentionnés ci-après sous la désignation "appa-reils de processus". SIMATIC PDM permet de gérer, avec un seul logiciel, plus de 1 300 dispositifs et appareillages de Siemens et de plus de 120 constructeurs du monde entier, sous une interface utilisateur homogène. La représentation des paramètres et des fonctions est identique pour tous les appareils de processus pris en charge, indépendamment de leur liaison de communication.

En matière d'intégration d'appareils, SIMATIC PDM est le plus puissant gestionnaire ouvert d'appareils de processus sur le mar-ché mondial. Certains appareils de processus dont la prise en charge s'avérait jusqu'ici irréalisable peuvent maintenant être in-tégrés au SIMATIC PDM par simple importation de leurs spécifica-tions (EDD - Electronic Device Description). Il en résulte un gain de sécurité et une économie d'investissement, de formation et de coûts inhérents.

SIMATIC PDM est intégré à Asset Management. Le gestionnaire d'appareils de processus fournit des informations détaillées pour tous les appareils de processus disposant de spécifications EDD (Electronic Device Description), telles que des informations sur le diagnostic détaillé (informations constructeur, instructions de diagnostic et d'élimination des erreurs, documentation pour approfondir un thème), journal des modifications (Audit Trail) et 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 or-

dinateur portable

Fonctions principales

• Spécification et modification des paramètres des appareils de processus

• Comparaison (par ex. données du projet et des appareils)• Test de vraisemblance lors de la saisie des données• 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)• Assistant d'importation/exportation (paramètres, proto-

coles)• Fonctions de mise en service (par ex. tests du circuit de

mesure des données d'appareil)• Remplacement des appareils (gestion des cycles de vie)• Journal des modifications global et spécifique à l'appareil

pour les interventions utilisateur (Audit Trail)• Rapport de calibrage spécifique à l'appareil• Représentation graphique des enveloppes d'écho, des

courbes de tendances, des résultats de diagnostic des van-nes, etc.

• Présentation des manuels intégrés• Gestionnaire de documentation permettant d'intégrer

jusqu'à 10 fichiers multimédia

SIMATIC

PDM

S7-400

PROFIBUS PA

SITRANS P SITRANST3K

SITRANS LR SITRANS F M

SIMOCODEpro

MICROMASTERET 200iSP

S7-400

SIPART PS2

SIPART PS2

HA

RT

RS 232/RS 485

SITRANS P

Réseau procédé

DP/PALink

Station d’ingénierie SIMATIC PCS 7avec SIMATIC PDM

Bus de terrain PROFIBUS DP jusqu’à 12 Mbits/s

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

MultiplexeurHART

Calculateurautonomeavec SIMATIC PDM

Appareillage surl’établi

Protocole HART

Appareillage HART

ET 200M(IM 153-2 avec

modules HART)

© Siemens AG 2009

Page 25: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie 25

Assistance de la gestion d'entreprise

SIMATIC PDM assiste la gestion d'entreprise notamment par :

• Représentation et commande uniformes des appareils• 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• Droits d'utilisation hiérarchisés avec protection par mot de

passe

Intégration des appareils de processus

SIMATIC PDM prend en charge tous les appareils décrits par Electronic Device Description (EDD). Le langage EDD confor-me aux normes EN 50391 et CEI 61804 est la technologie nor-malisée la plus répandue au niveau international pour l'inté-gration d'appareils. C'est en même temps la directive des orga-nisations établies pour PROFIBUS (PNO : organisation des uti-lisateurs PROFIBUS) et HART (HCF : HART Communication Foundation).

Dans SIMATIC PDM, les appareils sont intégrés directement via leur description EDD ou le catalogue actuel de la HCF. Dans la spécification EDD, l'appareil est décrit dans les termes de l'Electronic Device Description Language (EDDL) de la PNO avec indication de ses caractéristiques fonctionnelles et cons-tructives. Conformément à cette description, SIMATIC PDM établit automatiquement son interface utilisateur avec les in-formations spécifiques figurant sur l'appareil.

L'actuel catalogue d'appareils de SIMATIC PDM comprend plus de 1 300 appareils de plus de 120 constructeurs du monde entier. En plus de ces appareils, il est possible d'intégrer à tout moment dans SIMATIC PDM les appareils des autres fabricants en important simplement leur EDD. De cette manière, la gamme complète des appareils de processus est constam-ment actualisée et le nombre des appareils et des construc-teurs pris en charge par le gestionnaire SIMATIC PDM ne cesse d'augmenter. Pour une meilleure transparence, SIMATIC PDM offre aussi la possibilité de créer des catalogues d'appareils spécifiques à un projet.

Interface utilisateur

L'interface utilisateur de SIMATIC PDM est conforme aux exigences des directives VDI/VDE GMA 2187 ainsi qu'à CEI 65/349/CD. Le développement du langage EDDL permet de présenter de manière optimale les éléments de vues. Même le traitement d'appareils qui totalisent plusieurs centai-nes de paramètres est à la fois clair et rapide. SIMATIC PDM permet de naviguer très facilement dans les stations très com-plexes, comme les E/S décentralisées, jusqu'aux appareils de terrain raccordés.

Vue des paramètres dans SIMATIC PDM avec courbe et affichage en ligne

Plusieurs vues sont à la disposition de l'opérateur :

• Vue de la configuration matérielle• Vue réseau des appareils de processus (de préférence pour

l'utilisation comme unité autonome)• Vue installation des appareils de processus sous forme de

vue orientée TAG, avec affichage des informations de diagnostiques

• Vue du paramétrage des appareils de terrain• Vue de la durée de vie pour la mise en service et la mainte-

nance

Communication

SIMATIC PDM supporte plusieurs protocoles et constituants de communication, pour la communication avec les appareils qui disposent des interfaces suivantes :

• Interface PROFIBUS DP/PA• Interface HART• Interface Modbus• Interface spécialisée Siemens

Routage

A partir du module d'ingénierie centralisé du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, le SIMATIC PDM permet, via les différents systèmes de bus et les E/S décentralisées, d'accéder à tous les appareils paramétrables par EDD, sur l'ensemble de l'installation. A partir d'une station centralisée, le SIMATIC PDM est ainsi capable :

• de lire les informations de diagnostic fournies par les appareils

• de modifier les paramètres de réglage des appareils• d'ajuster et de calibrer les appareils• de superviser les valeurs du procédé• de générer des valeurs de simulation • d'adapter et de corriger les paramètres des appareils

© Siemens AG 2009

Page 26: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système d'ingénierie26

Points forts Système d'ingénierie

■ Configuration matérielle et logicielle centralisée du système à l'aide d'un système d'ingénierie– Interface utilisateur conviviale– Journaux des modifications configurables– Paramétrage de la communication sans configura-

tion coûteuse– Même configuration pour les installations redon-

dantes et non redondantes– Configuration intégrée des appareils de terrain et

des applications de sécurité

■ Gestion intégrée des utilisateurs avec contrôle d'accès

■ Boîte de dialogue centralisée pour la conversion et le chargement de l'ensemble des modifications AS, OS et SIMATIC BATCH– Optimisation de toutes les étapes et regroupement

dans une boîte de dialogue avec contrôle du dérou-lement

– Compilation et chargement en une étape avec temps d’attente réduits

■ Chargement en ligne de modifications de la configu-ration dans les composants correspondants du système

■ Configuration orientée technologie, ne nécessitant aucune connaissance spécifique en matière de programmation– Hiérarchie fonctionnelle avec un maximum de

8 niveaux, classés en installations, unités de procédé et équipements techniques

– Ingénierie indépendante du matériel : affectation AS et modules de périphérie sélectionnables ulté-rieurement

– Compilation et chargement des données OS relati-ves au serveur en fonction des secteurs

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

■ Vue des objets de process pour l'affichage et la modi-fication de l'ensemble des aspects des points de mesure/objets de process – Edition conviviale de tableaux– Bibliothèque de projets avec types de points de

mesure et fonctions d'importation et d'exportation– Mode en ligne pour le test et la mise en service des

points de mesure et des diagrammes CFC

■ Configuration avec partage du travail : ingénierie simultanée ou ingénierie multiprojet avec Branch & Merge

■ Configuration personnalisée des alarmes par la libre configuration d'un maximum de 8 champs de signali-sations groupées

■ Masquage de messages spécifique au projet pour certains états de fonctionnement

■ Variables d'archive configurables (archivage, archi-vage à long terme, sans archivage)

■ Fonctionnalités SFC spéciales– Type SFC : commande séquentielle standardisée

pour utilisation multiple, insertion des instances SFC en tant que blocs dans le CFC

– Diagramme SFC pour commandes séquentielles à utilisation unique, aussi avec connecteurs de dia-gramme

– Gestion des états conforme à ISA 88 pour la confi-guration de graphes séquentiels distincts pour les états tels que HOLDING, ABORTING ou SAFE STATE

■ Fonctions Advanced Process Control avec blocs intégrés

■ Réduction des frais d'ingénierie et de validation grâce à :– Bibliothèques avec des blocs standard,

des faces avant et des icônes préconfigurés : PCS 7 Standard Library et Advanced Process Library

– Diagrammes préconfigurés disponibles dans la bibliothèque

– Bibliothèque de projet pour les types de points de mesure avec fonctions d'importation/exportation dans la vue des objets de process

– Duplication simple d'unités de procédé par recopie, adaptation des désignations et compilation

– Concept d'instance et type avec possibilité de modi-fication centralisée pour toutes les instances

– Assistant d'importation/exportation pour la configuration des données de masse (Bulk Engineering)

– Actualisation centralisée de tous les types de blocs utilisés dans un multiprojet

– Nombreuses étapes de configuration automati-ques (Auto Engineering)

– Echange de données avec les outils de planification

■ Gestion des versions performante avec comparaison et historique des versions

■ Caractérisation des informations MIS/MES pour la con-nexion au SIMATIC IT

■ Création automatique de vues de diagnostic pour la station de maintenance sur la base des données du projet

© Siemens AG 2009

Page 27: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur 27

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 procédés 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-postes (stations OS monoposte) et pour systèmes multipostes 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 une technologie PC performante alliée au système d'exploitation Microsoft Windows XP Professional ou Server 2003. Elles peuvent être utilisées aussi bien dans les rudes conditions du milieu industriel qu'au bureau.

Grâce à l'utilisation de composants et d'interfaces standard de l'univers PC, les 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 aux stations mono-postes et aux clients OS, par le biais d'une carte graphique multimoniteur, permet la conduite conviviale de plusieurs sec-teurs d'une installation à partir d'un seul poste de conduite.

Le logiciel système des stations opérateur est adaptable par le nombre d'objets de process (PO) :

Leur nombre peut être augmenté au besoin à l'aide de PowerPacks, en fonction des exigences et des extensions de l'installation.

Système monoposte (OS Single Station)

Dans un système monoposte, toutes les fonctions de conduite et de supervision pour un projet (installation/unité) sont con-centrées dans une station. Sur le réseau procédé, la station OS monoposte est utilisable avec d'autres systèmes mono-postes ou en parallèle avec un système multiposte. Il est éga-lement possible d'exploiter deux systèmes OS monopostes en mode redondant (SIMATIC PCS 7 Single Station Redundancy).

La station OS monoposte peut être raccordée de deux maniè-res au réseau procédé Industrial Ethernet :

• via un processeur de communication CP 113 A2/CP 1623 pour la communication avec un maximum de 64 contrô-leurs 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 contrôleurs (stations monoposte).

Un port Ethernet 10/100/1000 Mbit/s RJ45 est intégré en stan-dard au système.

Système multiposte à architecture client/serveur

Un système multiposte se compose de postes de conduite (clients OS) qui reçoivent des données (données de projets, valeurs de procédé, archives, alarmes et messages) d'un ou plusieurs serveurs OS via un réseau de terminaux. Le réseau de terminaux peut partager le support de transmission avec le réseau procédé ou être configuré en tant que bus séparé (Ethernet avec TCP/IP).

Lorsqu'une disponibilité importante est exigée, les serveurs OS peuvent également être utilisés en mode redondant. Les applications importantes sont surveillées par Health Check pour détecter les défauts du logiciel susceptibles d'activer le mode redondant. Les serveurs OS redondants sont synchroni-sés automatiquement à grande vitesse.

Nombre d'objets de process 25

0

1 0

00

2 0

00

3 0

00

5 0

00

8 5

00

- par station OS monoposte 4 4 4 4 4

- par serveur OS d'un système client-serveur

4 4 4 4 4 4

© Siemens AG 2009

Page 28: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur28

Système multiposte à architecture client/serveur

Les clients OS peuvent accéder non seulement aux données d'un serveur ou d'une paire de serveurs OS, mais aussi 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 disponi-bilité supérieure qui en résulte.

SIMATIC PCS 7 supporte des systèmes multipostes compre-nant au maximum 12 serveurs OS ou 12 paires de serveurs OS redondants. En mode multi-client, les clients OS peuvent accéder en parallèle à certains ou aux 12 serveurs/paires de serveurs 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 procédé sur un serveur OS peuvent également être combinées aux variables d'autres serveurs OS (vues tous secteurs).

Tout comme la station monoposte, les serveurs OS peuvent être raccordés au réseau procédé via un processeur de com-munication CP 1613 A2/CP 1623 ou une simple carte réseau Ethernet. Un port Ethernet 10/100/1000 Mbit/s RJ45, utilisa-ble pour la connexion à un réseau de terminaux, est déjà inté-gré au système.

Performances et caractéristiques techniques

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.

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

Une panoplie de mesures permet de réduire la charge du système et d'améliorer les délais nécessaires à la sélection et à l'actualisation des vues, par exemple : • Combinaison de valeurs d'état et de valeurs 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 du contrôleur 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 fonctionne-ment de l'unité

Industrial EthernetContrôleurs

Serveur d'archive central (CAS)

Client OS(max. 32 en mode multi-client)

Serveur OS (max. 12 redondants)

Réseau aux terminaux

Système opérateur

Nombre max. serveurs/paires serv. OS 12

Nombre max. de contrôleurs par ser-veur/paire de serveurs OS

64

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

32

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

4

Nombre max. de secteurs OS 64

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

Nombre courbes par fenêtre de courbes 10

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

< 2 s

Nombre max. d'objets de process

■ par station OS monoposte 5 000 objets

■ par serveur OS 8 500 objets

Nombre max. de messages configurables par serveur

150 000

Nombre de points de mesure

■ par station OS monoposte env. 3 000

■ par serveur OS env. 5 000

■ par système multiposte env. 60 000

Système d'archivage haute performance intégré (pile FIFO), basé sur le serveur Microsoft SQL pour :

■ archivage des valeurs du procédé (par serveur/station OS monoposte)

environ 1 000/s

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

charge continue env. 10/s avalanche de messages env. 3 000/4 s

Archivage longue durée

■ Archivage des valeurs du procédé avec StoragePlus

- Valeurs du procédé d'un serveur- Valeurs du procédé de tous les ser-

veurs

Valeurs du procédé de jusqu'à 4 stations monoposte, ser-veurs ou paires de serveursenv. 1 000/senv. 1 600/s

■ Archivage de valeurs du procédé avec le serveur central d'archive CAS- Valeurs du procédé d'un serveur- Valeurs du procédé de tous les ser-

veurs

Valeurs process de jusqu'à 11 serveurs/paires de serveursenv. 1 000/s env. 10 000/s

© Siemens AG 2009

Page 29: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur 29

Logiciel OS

Conduite du processus OS avec fenêtres mobiles

Interface utilisateur graphique

L'interface utilisateur prédéfinie du système opérateur remplit tous les critères exigibles d'un système de contrôle-comman-de. Elle est multilingue, clairement structurée, ergonomique et explicite. L'opérateur dispose d'une excellente vue d'ensem-ble du procédé et peut naviguer rapidement entre différentes vues de l'installation. Il est aidé en cela par une organisation hiérarchique des vues, qu'il peut configurer selon ses sou-haits. Les secteurs de niveau inférieur sont ainsi directement sélectionnables pendant la conduite du processus. La position actuelle au sein de la hiérarchie est reconnaissable à tout moment via une fenêtre du Picture Tree Manager.

Les vues du procédé 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 de vues, courbes, messages, etc.

• Touches de fonctions

A partir de là, l'opérateur peut composer des vues individuel-les, les sauvegarder et les appeler à nouveau ultérieurement.

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 process, 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 mul-titude d'éléments attrayants, qui sont proposés pour la confi-guration OS dans le système d'ingénierie :

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

• Bibliothèque de symboles globale avec objets graphiques standardisés

• Icônes et blocs de vues des bibliothèques de contrôle-commande : PCS 7 Standard Library et Advanced Process Library

© Siemens AG 2009

Page 30: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur30

Fenêtre de courbes sur le poste opérateur

Trend Controls pour l'affichage de tableaux et de courbes

Les Trend Controls permettent à l'opérateur de visualiser des valeurs archivées de variables d'archives ainsi que des valeurs en ligne de variables de procédé, 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 nouveaux 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'inté-grer 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 du

procédé en relation avec une colonne temps• Chaque ligne indique les valeurs du procédé enregistrées à

un moment donné• Possibilité de combiner dans un tableau plusieurs relations

temps-valeur séparées • Possibilités d'adaptation en cours d'exécution :

- Déplacement affichage et masquage de colonnes - Modification des consignes temporelles - Modification manuelle des valeurs et archivage des

valeurs modifiées

Fenêtre de courbes

• Corrélation d'un ou plusieurs axes temporels avec un ou plusieurs axes de valeurs (graduation linéaire, logarithmi-que, pourcentage ou librement configurable)

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

• 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 • Possibilité de relier plusieurs fenêtres de courbes à des fins

de comparaison (axe temporel, zoom, barre de défilement et règle)

• Possibilités d'adaptation en cours d'exécution : - Agrandir une zone de fenêtre- Déplacer l'extrait le long de l'axe temporel et de l'axe des

valeurs - Déplacer l'axe temporel et l'axe de valeurs de certaines

courbes, masquer/afficher - Masquer/afficher la courbe et la mettre au premier plan- Modifier l'intervalle de temps représenté

Fenêtre de fonctions• Représentation de valeurs du procédé en relation avec

d'autres valeurs du procédé, par ex. pression en fonction de la température

• Fenêtre ou zone de valeurs dynamique avec graduation linéaire ou logarithmique pour l'axe X et Y

• Possibilité de définir séparément la zone de temps pour chaque courbe

• Prise en compte optionnelle de courbes de consigne des archives utilisateur

• Propriétés, fonctions et possibilités de configuration identiques dans une large mesure à celles de la fenêtre de courbes

Fenêtre de règleLes courbes de tendances peuvent également être combinées avec une fenêtre de règle. Celle-ci affiche des informations supplémentaires dans trois vues, en fonction de la sélection d'une heure ou d'une zone de temps au moyen d'une règle dans la fenêtre de courbes/tableaux :

• Fenêtre des coordonnées avec coordonnées X et Y des points de courbe au niveau des interfaces de règle

• Fenêtre de statistiques avec les valeurs dans la période sélectionnée

• Fenêtre de statistiques avec informations statistiques relatives à la période sélectionnée : minimum, maximum, moyenne, écart-type, intégrale

© Siemens AG 2009

Page 31: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur 31

Affichage d'alarmes sur la station opérateur

AlarmControl pour l'affichage et le traitement de messages

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 procédé

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

Le système de signalisation intégré au système opérateur sai-sit les messages process et les événements locaux, les enregis-tre dans des archives de messages et les affiche via la fenêtre de messages (AlarmControl) librement configurable dans dif-férentes listes standardisées :

• Nouvelle liste : messages actuellement en instance et non acquittés

• Ancienne liste : messages actuellement en instance et acquittés

• Liste des alarmes disparues : messages non encore acquit-tés, mais déjà 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 peuvent être sélectionnées par l'opérateur via la barre d'outils. Elles possèdent une fonction de défilement intégrée et affichent :

• Chaque message dans une ligne de message• Etat du message avec un schéma couleur selon la classe de

message configurée (par ex. défaut devant être acquitté) et le type de message (par ex. alarme ou avertissement)

• Blocs de signalisation sélectionnés respectivement dans une colonne :- Blocs système : données système telles que date et

heure, priorité, CPU/station ayant déclenché le message, nom d'utilisateur, Loop-in-Alarm, état du message (arrivé/parti), état d'acquittement (acquitté/non encore acquitté, durée entre arrivée/départ/acquittement)

- Blocs de valeurs process : valeur de process actuelle au moment du message, par ex. température

- Blocs de texte utilisateur : texte de 255 caractères, par ex. texte de message avec emplacement et cause du défaut

• Statut et texte d'information représentés sous forme de symbole

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 acoustique des messages via une carte son ou par l'activation de générateurs 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, l'opéra-teur peut adapter individuellement la gestion des alarmes et sauvegarder ces nouveaux paramétrages globalement ou de façon personnalisée. 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

Suite à une panne secteur, les derniers messages (par ex. 60) de l'archive de messages sont à nouveau chargeables dans la fenêtre de messages. Après le redémarrage, la vue des messa-ges telle qu'elle était avant la panne secteur est restaurée.

© Siemens AG 2009

Page 32: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur32

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 par la réduction des messages correspondants et l'amélioration de la transparence :

• Masquage de la signalisation visuelle et acoustique de messages qui, dans certains états de l'installation, sont de moindre importance pour la sûreté de fonctionnement, par ex. messages de fonctionnement (ces messages restent toutefois pris en compte dans la journalisation et l'archi-vage) :- dynamiquement, autrement dit en fonction de la confi-

guration 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 volontaire et validation par l'opérateur de messa-

ges de certains points de mesure et de tous les points de mesure d'une vue/d'un secteur lors de la défaillance d'un capteur/actionneur ou lors de la mise en service (inhibition et validation sont enregistrées dans le journal des interven-tions 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 un message sélectionné dans la fenêtre de messages, à la vue de procédé contenant l'objet responsable du dérangement. Il peut y activer le bloc de vues correspondant par l'intermédiaire du point dont le symbole est repéré en couleur (cyan). La fenêtre du bloc de vues se laisse ancrer de telle manière qu'elle reste visible lorsque l'on change de vue.

Les affichages groupés signalent visuellement sur la vue de procédé les messages en instance. Ils mettent également en évidence des messages qui ont été éventuellement inhibés.

Le dernier message arrivé est affiché en haut de la vue stan-dard. Le bouton "ligne de signalisation élargie" active une fenêtre avec l'ensemble des messages arrivés. La liste des messages actuellement en instance avec le degré de priorité le plus élevé (16) peut également être affichée via un bouton.

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. Diffé-rents 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 objets de journalisation sont catégorisés comme suit :

• Objets de journalisation de niveau supérieur, par ex. :- Objets statiques (cercle, rectangle, etc.- Objets dynamiques contenant des valeurs actuelles

pendant l'édition- Objets système (date/heure, nom du projet, etc.)- Objets de journalisation Runtime spéciaux

• Objets de journalisation spécifiques OS, par ex. :- Objets de contrôle (fenêtre de messages, tableaux,

courbes, fonctions et données utilisateur)- Valeur actuelle d'une variable de process- Contenu des archives utilisateur- Layout intégré- Copie d'écran

• Objets de journalisation pour l'intégration de données externes, par ex. :- Fournisseur CSV (données CSV sous forme de tableaux

ou de courbes)- Source de données ODBC (champ sous forme de texte

ou tableau)- Fournisseur COM (objets COM de type texte, tableau

ou image)

Les données courantes du journal défini en mode page sont éditées sur l'imprimante via un ordre d'impression prédéfini ou établi par l'utilisateur. Avant l'édition sur imprimante, 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 temporel-le ou événementielle. L'opérateur est en mesure d'interroger en ligne la position et le statut des ordres d'impression.

© Siemens AG 2009

Page 33: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur 33

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'ingénierie. 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 commentai-res des étapes ou les conditions de transitions avec leurs para-mètres dynamiques.

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 uti-lisateurs dans des groupes auxquels il attribue différents droits d'accès (rôles). Ces droits spécifiques sont affectés à l'opéra-teur dans le cadre du contrôle d'accès, lorsqu'il se connecte.

En plus du clavier, l'appareil sur lequel s'effectue la connexion peut être équipé en option d'un lecteur de carte à puce par exemple. SIMATIC Logon propose en outre la fonction de signature électronique.

Surveillance de signe de vie

Avec la fonction "Surveillance de signe de vie" le système opérateur peut contrôler le bon fonctionnement de tous les systèmes subordonnés raccordés au 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.

Points forts Systèmes opérateur

■ Architecture flexible et modulaire avec matériel et logiciel modulables pour systèmes monopostes et multipostes

■ Postes opérateur performants basés sur la technolo-gie PC standard, utilisable en environnement bureau-tique ou industriel

■ Systèmes multipostes client/serveur avec jusqu'à 12 serveurs/paires de serveurs OS pour 8 500 points de mesure chacun et jusqu'à 32 clients OS par ser-veur/paire de serveurs

■ Système d'archivage performant avec des archives cycliques et une sauvegarde des archives intégrée, au choix avec un archivage à long terme avec StoragePlus/CAS

■ 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 modification, indépendamment du cycle de réponse du contrôleur

■ Conduite conviviale du processus et grande sûreté d'exploitation

■ Gestion très efficace des alarmes permettant d'accompagner le personnel de conduite – Priorités de signalisation avec jusqu'à 16 priorités

en tant qu'attribut supplémentaire pour les clas-ses de messages

– Masquage visuel et acoustique de messages qui sont peu significatifs dans certains états de fonc-tionnement (dynamique ou manuel)

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

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

■ Surveillance de signe de vie pour les systèmes sub-ordonnés raccordés au réseau procédé

© Siemens AG 2009

Page 34: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur34

Archivage OS

Un système haute performance d'archivage à court terme, configurable en ligne et basé sur la technologie serveur SQL Microsoft, est déjà intégré dans le logiciel OS des stations OS monopostes et des serveurs OS. Il sert à l'enregistrement des valeurs du procédé (sur une période typique de 1 à 4 semai-nes) ainsi que des messages et événements (sur une période typique de 2 mois) dans une archive cyclique.

Les données des archives à court terme ainsi que les rapports OS et les données de lot de SIMATIC BATCH peuvent être trans-férées (déclenchement horaire ou sur événement) dans une archive à long terme.

Deux solutions, avec différentes caractéristiques de perfor-mance, sont disponibles pour l'archivage OS à long terme :

• StoragePlusVariante économique d'entrée de gamme; pour l'archivage d'environ 1 600 valeurs/s, issues de quatre stations mono-postes, serveurs ou couples de serveurs au maximum

• Serveur central d'archive (Central Archive Server, CAS)variante haute performance pour l'archivage d'environ 10 000 valeurs/s issues de 11 serveurs ou couples de ser-veurs au maximum

Les données archivées à long terme avec StoragePlus peuvent être visualisées à l'aide de StoragePlus Viewer.

L'opérateur peut visualiser les données sauvegardées dans le serveur central d'archive directement sur les clients OS ou à l'aide du StoragePlus Viewer du CAS.

Des fonctions de filtrage intégrées facilitent la sélection des données dans les deux systèmes d'archivage longue durée. Les messages et les valeurs du procédé sont présentés sous forme de tableaux. Les valeurs du procédé peuvent également être représentées par des graphiques. Les valeurs du procédé des tableaux peuvent être exportées au format CSV afin d'être traitées dans d'autres applications Windows, telles que Microsoft Excel.

Les variables d'archive définies comme unité commune de facturation pour l'archivage à court terme et l'archivage à long terme CAS sont proposées sous la forme de licences d'archive "SIMATIC PCS 7 Archive". En l'absence de serveur CAS, les licences d'archive sont installées sur les stations OS mono-postes et les serveurs OS de l'installation. Dans le cas con-traire, elles sont installées uniquement sur le serveur CAS et les stations OS monopostes et les serveurs OS "débitent" leurs variables d'archive du stock de variables du serveur CAS. L'archive à court terme est limitée à 10 000 variables tandis que l'archive à long terme CAS est limitée à 120 000 variables.

Archivage OS

La plate-forme matérielle pour la station StoragePlus et le serveur central d'archive est constituée de stations de travail SIMATIC PCS 7. Les deux sont des abonnés du réseau de termi-naux et n'ont pas de connexion au réseau procédé.

Le serveur central d'archive peut également être redondant. De cette manière, on augmente la disponibilité des données à long terme qui sont accessibles aux clients OS et aux stations OpenPCS 7. SIMATIC BATCH n'est toutefois pas encore en me-sure de sauvegarder les données de lots sur les deux serveurs CAS. Un alignement automatique de l'archive permet cepen-dant de disposer des données de lots sur les deux serveurs CAS après l'exportation.

Moyennant des matériels et des logiciels complémentaires compatibles avec le système d'exploitation respectif, tels que par exemple un graveur DVD avec logiciel de gravure adapté, les données gérées dans StoragePlus et dans le serveur central d'archive CAS peuvent être sauvegardées sur les supports de mémoire usuels du commerce (par ex. DVD).

Valeurs de processus

Serveur centrale d‘archives: archivage à long terme

Messages-évènements

Données Batch

Vitesse lented‘archivage > 1 min

Vitesse rapided‘archivage 1 min maxi.

Archive d‘alarm

Enregistrement automatiquep.ex. quotidien

Enregistrement automatiquep.ex. hebdomadaire

Enregistrement sur un disque durp.ex. pour 6 mois

Enregistrement sur comme de l‘opérateuraprès achèvement Batch

Archivage de sauvegarde

Serveur Batch

Serveur OS: archivage à court terme (cyclique)

MicrosoftServeur SQL

p.ex. 2 semaines

p.ex. 7 jours

p.ex. 2 mois

Valeur30 octets

Valeur30 octets maxi.

Évène-ment172 octets

Fichiers XML

© Siemens AG 2009

Page 35: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Système opérateur 35

Conduite et supervision via le World Wide Web

Serveur Web PCS 7 pour la conduite et la supervision via le Web

Le serveur Web PCS 7 basé sur le système d'exploitation Microsoft Windows Server 2003 offre la possibilité d'effectuer la conduite et la supervision de l'installation via Intranet/Inter-net. Le serveur Web PCS 7 utilise les mécanismes d'un multi-client afin d'accéder aux serveurs OS asservis, rendant ainsi les données du projet disponibles partout dans le monde via Intranet/Internet. Pour ce faire, il convertit les vues de procédé et les scripts à l'aide de Web View Publisher dans une forme adaptée à Internet Explorer.

Pour la conduite et la supervision via le World Wide Web, l'opé-rateur peut accéder aux données du projet mises à disposition par le serveur Web PCS 7 via un client Web. Le client Web uti-lise à cet effet Internet Explorer et des plug-ins pouvant être installés via le World Wide Web.

La conduite de l'installation via un client Web s'effectue de la même manière que via un client OS. L'utilisateur doit se con-necter sur le client Web comme sur un client OS et les règles d'attribution des droits sont également les mêmes. Les com-mandes exécutées depuis le client Web sont inscrites dans le journal des interventions opérateur de l'OS.

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

• Standard50 clients Web au maximum accèdent simultanément aux données d'un serveur Web SIMATIC PCS 7 via Intranet/ Internet. La licence serveur nécessaire à cet effet existe pour 3, 10, 25 ou 50 clients Web.

• DiagnosticUn seul ou un petit nombre de clients Web sont autorisés à accéder à plusieurs serveurs Web/systèmes monoposte SIMATIC PCS 7 à des fins de téléconduite, de diagnostic ou de surveillance. Chacun des systèmes impliqués nécessite dans ce cas une licence diagnostic PCS 7 Web (serveur/ client).

La gestion des utilisateurs OS intégrée garantit une haute sécurité lors de l'accès du serveur Web PCS 7 au serveur OS. En fonction des exigences de sécurité de l'installation, de nombreuses mesures de protection sont réalisables conformé-ment au concept de sécurité de SIMATIC PCS 7.

INTERNET

Modem

Intranet LAN

Serveur Web d’un client SIMATIC PCS 7

Clients WebSIMATIC PCS 7

Réseau de terminaux

Réseau procédé

© Siemens AG 2009

Page 36: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Station de maintenance36

Station de 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 stratégies de maintenance suivantes :

• Maintenance corrective : réaction immédiate aux messages d'erreur et liés au 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 précoce des anomalies apparaissant progressivement et la détermination de la durée d'utilisation restante

Alors que le conducteur de l'installation obtient toutes les in-formations nécessaires à une intervention ciblée dans le pro-cessus par le biais du système opérateur, le personnel de maintenance est à même de contrôler les composants maté-riels 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 et modules d'E/S intelligents, bus de terrain, contrôleurs, constituants de réseau et réseau procédé, serveurs et clients des systèmes opérateur

• aux Assets n'appartenant pas directement au système de contrôle de procédés, tels que pompes, moteurs, centrifu-geuses, échangeurs de chaleur ou circuits de régulation (Assets passifs et indirects), 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 d'un composant ou d'un appareil : - Acquisition des informations de diagnostic sur les consti-

tuants de réseau et appareils de base PC via couplage OPC-SNMP

- Les capteurs intelligents détectent et signalent les ris-ques de défaillance bien avant leur survenue effective

• Signalisation d'un "besoin de maintenance" sur :- Signalisation groupée- Représentations symboliques de composants/appareils

concernés, par ex. capteurs- Journal des alarmes

• Navigation vers le composant/l'appareil ayant un "besoin de maintenance" et information via données spécifiques, par ex. numéro de point de mesure, emplacement de mon-tage et 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- Procédure

• Evaluation, commentaire et, le cas échéant, modification de la priorité du "besoin de maintenance"

• Déclenchement d'une action de maintenance via une de-mande de maintenance et suivi du déroulement ; visualisa-tion symbolique de l'état actuel de l’action de maintenance

• Achèvement de l’action de maintenance ; tous les afficha-ges d'état reviennent à l'état normal

Automatisation

Enterprise Resource Planning (niveau ERP)

Enterprise Asset Management

System

MESMaintenance

Operations

Plant AssetManagement

Contrôle(niveau process et terrain)

ManufacturingExecution Systems(niveau MES)

Maintenance

© Siemens AG 2009

Page 37: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Station de maintenance 37

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

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 station multifonctionnelle peut être mise en place non seulement pour l'Asset Management, mais également pour le système 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 RTX/416, d'une station monoposte SIMATIC PCS 7 ou d'une combinaison client-serveur. Dans les combinaisons client-serveur, les serveurs de la station de maintenance peuvent être conçus de manière redondante. Dans ce cas, ils doivent être configurés comme des serveurs OS redondants.

Le système de messages, l'interface utilisateur, la hiérarchie des vues et le guide opérateur sont inspirés par la philosophie de conduite et de supervision du système opérateur. Les don-nées de diagnostic de tous les Assets sont représentées unifor-mément à l'aide des blocs de vues uniformes, dont les fonc-tions et les informations sont déterminées par les composants. Cela rend le travail avec la station de maintenance simple et in-tuitif 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 de vues de ces stations, des informations de diagnostic étendues provenant de SIMATIC PDM sont également affichées. Cepen-

dant, les fonctions étendues de diagnostic en ligne associées à HW Config ou SIMATIC PDM ne sont accessibles que depuis la station de maintenance.

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 re-prendre toutes les données de projet importantes pour l'Asset Management et de générer les vues de diagnostic. La procé-dure est simple et ne demande aucun effort supplémentaire pour la configuration de l'Asset Management :

• Création du projet matériel et logiciel pour l'application• 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 recommandations 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-nis par NAMUR (Association des utilisateurs des technologies de contrôle des procédés des industries chimiques et pharma-ceutiques) dans les documents suivants : • recommandation NE91 NAMUR (exigences relatives aux

systèmes d'Asset Management proches de l'installation)• recommandation NE105 NAMUR (exigences relatives à l'in-

tégration des appareils de terrain dans les outils d'ingénie-rie)

• recommandation NE107 NAMUR (messages d'état des appareils de terrain : "défaillance d'appareil", "besoin de maintenance", "contrôle de fonctionnement")

Il est également conforme à la norme CEI 61804-2 pour la spécification des appareils par Electronic Device Description Language (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

© Siemens AG 2009

Page 38: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Station de maintenance38

Caractéristiques fonctionnelles de l'Asset Management

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

Vue de l'installation avec représentation symbolique des composants

Vue d'ensemble des composants sur une ligne PROFIBUS avec représentation symbolique

Vue d'identification des composants

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 niveaux inférieurs du matériel. Si la vue synoptique indique une défaillance, la fonction "Loop in Alarm" lui permet d'accé-der rapidement au bloc de vues de diagnostic des composants concernés. Les informations sont filtrées en fonction du do-maine de responsabilité de l'utilisateur.

Les informations proposées sont par exemple les suivantes :

• Représentation de l'état de diagnostic déterminé par le système

• Informations sur les composants, par ex. nom du poste de mesure, constructeur ou numéro de série

• Affichage des messages de diagnostic d'un composant• Visualisation du type et de l'état actuel d'une intervention

de maintenance initiée

Informations sur les Assets passifs ou indirects Le bloc logique programmable AssetMon permet de détermi-ner les états de fonctionnement inadmissibles des Assets pas-sifs ou indirects dépourvus d'autodiagnostic (pompes, mo-teurs, boucles de régulation, etc.), ainsi que leurs dérives par rapport à un état normal défini. Ces états et dérives sont affi-chés comme alarmes de maintenance sur la station de main-tenance. AssetMon peut traiter jusqu'à 3 valeurs analogiques et jusqu'à 16 valeurs binaires. Le bloc AssetMon permet égale-ment de réaliser des structures de diagnostic individuelles, des règles de diagnostic spécifiques au projet et des fonctions de surveillance d'état.

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 et traite automatiquement ces informations depuis les compo-sants.

• 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)

Affichage coupé pour structure de niveau inférieur

Sélection niveau PC

Sélection niveau Ethernet

Sélection niveau AS

Imagesymbolique

Bloc de vued‘un compo-sant

Statut de diagnostic Statut de besoin

Statut de maintenance

Identification du composant

© Siemens AG 2009

Page 39: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Station de maintenance 39

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

Visualisation des informations de maintenance

La structure hiérarchique des informations et le symbolisme uniforme permettent de disposer d'une vue globale, de facili-ter l'orientation et d'accéder rapidement aux informations détaillées, à partir de la vue d'ensemble de l'installation.

Le jeu de symboles définis pour l'Asset Management avec la station 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 l’action de mainte-nance.

Des affichages groupés dans la vue synoptique de l'installa-tion visualisent l'état de diagnostic des structures/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 symbo-les normalisés. Elles incluent les éléments suivants :

• Bitmaps des composants• Repère TAG des composants• Affichage d'état relatif à la maintenance• Affichage groupé de l'état de diagnostic des composants

subordonnés

En cliquant sur un élément de la vue symbolique, on ouvre soit le niveau hiérarchique subordonné, soit un bloc de vues des composants. Le bloc de vues des composants 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).

Filtres pour les états de diagnostic

Bon

Simulation

Configurationmodifiée

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

Points forts Asset Management

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

■ Diagnostic et gestion de la maintenance pour les composants du système de contrôle de procédés et des Assets passifs ou indirects n'en faisant pas direc-tement partie, tels que pompes, moteurs ou échan-geurs de chaleur

■ Intégration homogène de la fonctionnalité de main-tenance dans SIMATIC PCS 7

■ Station de maintenance utilisée en tant qu'interface système pour le technicien de maintenance

■ Même aspect que lors de la conduite de processus au niveau du système opérateur

■ Représentation harmonisée, à l'échelle de l'installa-tion, des états de diagnostic et de maintenance

■ Génération automatique d'une vue d'ensemble des données d'identification avec les versions logicielles et de firmware pour la planification des mises à niveau

■ Bloc logique programmable "AssetMon" pour les Assets passifs ou indirects, les diagnostics individuels et les fonctions de surveillance d'état

■ 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

■ Prise en compte des normes internationales

© Siemens AG 2009

Page 40: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Contrôleurs40

Contrôleurs Performances adaptées à toutes les exigences

Contrôleur Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX

Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 offre une gamme diversifiée de contrôleurs aux performances parfaite-ment harmonisées sur une large gamme de puissance.

En fonction de la forme de construction, l'offre peut être subdivisée comme suit :• Contrôleur Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX avec

contrôleur logiciel• Contrôleurs modulaires de la série S7-400 avec

contrôleur matériel

Contrôleur Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX

Le contrôleur compact et robuste basé sur le SIMATIC Micro-box PC 427B est conçu pour un fonctionnement continu sans maintenance sous des températures ambiantes jusqu'à 55 °C. L'absence totale de ventilateur et de supports de données en rotation lui confère une grande résistance aux vibrations et aux chocs.

Le SIMATIC PCS 7 AS RTX est fourni avec une licence Runtime AS pour 250 objets de procédé et une carte Compact Flash de 2 Go, sur laquelle le système d'exploitation Windows XP Embedded, le logiciel PLC WinAC RTX et le logiciel de diagnos-tic SIMATIC PC DiagMonitor sont préinstallés. La configuration s'effectue avec le système d'ingénierie SIMATIC PCS 7.

Une interface PROFIBUS DP permet de connecter des systèmes de périphérie ET 200 avec capteurs/actionneurs raccordés et des appareils de terrain et instruments à PROFIBUS DP/PA. Deux interfaces Ethernet 10/100/1000 Mbit/s RJ45 pour la communication sur le réseau procédé permettent d'intégrer le SIMATIC PCS 7 AS RTX dans un réseau d'installations SIMATIC PCS 7.

Contrôleurs standard de la série S7-400

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 diagnostic/ messages étendues, par ex. compteur d'heures de fonctionne-ment, état du disque dur/du système, peuvent être enregis-trées et évaluées via SIMATIC PC DiagMonitor et la station de maintenance ou être signalées par LED.

Si l'on considère uniquement la performance d'automatisa-tion modulable, le contrôleur Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX est le système d'entrée de gamme du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. En raison du traitement rapide du programme dans l'API logiciel, des caractéristiques physiques exceptionnelles ainsi que des dimensions compactes du SIMATIC PCS 7 AS RTX, cette classification doit cependant être relativisée. Il constitue avant tout une alternative optimale aux contrôleurs standard de la série S7-400, pour être essen-tiellement utilisé dans les petites applications et à proximité de l'installation.

Contrôleurs modulaires de la série S7-400

ComposantsEn tenant compte du rapport prix/puissance, des composants sélectionnés du SIMATIC S7-400 sont combinés sous forme de package (bundles), en fonction de la tâche à réaliser. Ces "bundles AS" sont disponibles sous deux formes :

• Composants 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 composants individuels)

© Siemens AG 2009

Page 41: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Contrôleurs 41

Leur configuration s'effectue en sélectionnant des unités de commande prédéfinies. Une distinction est faite entre les sta-tions monopostes et les stations redondantes. Partant de là, les bundles AS se composent généralement des éléments suivants :

• 1 ou 2 châssis porte-modules dotés de 9 ou 18 emplace-ments

• 1 ou 2 modules centraux SIMATIC S7-400• 1, 2 ou 4 alimentations 24 V CC ou 120/230 V CA, sans piles

de sauvegarde• 1 ou 2 mémoires de travail de 0,768 Mo à 30 Mo• 1 ou 2 cartes mémoire RAM de 1 à 64 Mo• 1, 2 ou 4 coupleurs pour réseau procédé Industrial Ethernet

(via CP ou intégrés dans la CPU)• Processeurs de communication PROFIBUS additionnels

(par configurateur jusqu'à 4 par station mono et jusqu'à 8 par station redondante)

• 4 modules Sync pour une portée de 10 m ou 10 km et 2 câbles FO Sync

Chaque bundle AS est combiné à une licence SIMATIC PCS 7 AS Runtime pour 100 objets de procédé. Le nombre d'objets de procédé peut être étendu à 100, 1000 ou 10 000 moyen-nant des licences Runtime cumulables.

Il est possible de configurer jusqu'à 8 interfaces PROFIBUS par configurateur (simples ou redondantes). La CPU des contrô-leurs 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.

Le firmware de l'AS peut être actualisé par carte mémoire Flash EPROM (8 Mo) ou à partir du système d'ingénierie cen-tral via le réseau procédé.

Les propriétés suivantes rendent le SIMATIC S7-400 idéal pour une utilisation en tant que contrôleur SIMATIC PCS 7 :

• structure modulaire et sans ventilateur• grande évolutivité et robustesse• structure simple ou redondante• 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

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

• Contrôleurs standard• Contrôleurs à haute disponibilité• Contrôleurs de sécurité

Capacités fonctionnelles mixtes typiques pour les contrôleurs SIMATIC PCS 7 de la série S7-400

Contrôleur

AS 412 H/F/FH AS 414-3AS 414-3IE

AS 414H/F/FH

AS 416-2 AS 416-3AS 416-3IE

AS 417-4AS 417-4 H/F/FH

Carte mémoire [en Mo] 2 4 8 16 8 16

Mesures de valeurs analogiques 10 35 125 200 150 700

Mesures de valeurs TOR 15 110 350 450 400 1 200

Régulations PID 6 35 110 150 130 300

Moteurs 10 50 125 250 150 450

Vannes 10 50 125 250 150 450

SFC 0 15 40 100 50 200

Étapes 0 150 400 1 000 500 2 000

Dosages 0 3 15 25 15 45

Entrées TOR DI 50 220 800 1 200 850 2 000

Sorties TOR DO 25 110 300 500 315 1 000

Entrées analogiques AI 20 80 250 400 275 800

Sorties analogiques AO 10 40 110 180 130 400

Objets de process (PO) 50 283 890 1 400 995 3 145

© Siemens AG 2009

Page 42: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Contrôleurs42

Contrôleurs

Contrôleurs standardLes contrôleurs standard AS 414-3 / 414-3IE, AS 416-2, AS 416-3 / 416-3IE et AS 417-4 sont très robustes et se carac-térisent par d'excellentes performances de traitement et de communication.

Conçus pour des applications de moindre envergure à capaci-tés fonctionnelles réduites, les contrôleurs AS 414-3 / 414-3IE répondent à la demande d'un système à la fois économique, modulaire et évolutif. Les contrôleurs AS 416-2, AS416-3 / 416-3IE et AS 417-4 permettent la maîtrise de grandes capaci-tés fonctionnelles. Ils s'utilisent de préférence dans des instal-lations de moyenne à grande envergure.

Dans les AS 414-3IE et 416-3IE, le couplage à Industrial Ethernet est intégré dans la CPU. Ils offrent les mêmes perfor-mances que les AS 414-3 et AS 416-3 avec CP 443-1 Industrial Ethernet auxquels ils sont comparables, mais se distinguent toutefois de ces derniers sur le plan de la synchronisation de l'heure (synchronisation NTP au lieu de synchronisation S7).

Si deux réseaux distincts sont disponibles pour alimenter l'installation, la disponibilité des contrôleurs standard peut être augmentée au moyen de deux alimentations redondan-tes.

Contrôleurs à haute disponibilitéLes contrôleurs 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 des arrêts de production éventuels. Plus un arrêt de production est coûteux, plus l'utilisation d'un système à haute disponibilité est rentable.

Les contrôleurs à haute disponibilité SIMATIC PCS 7 peuvent être utilisés seuls dans une configuration d'installation ou en association avec des contrôleurs standard et de sécurité. En fonction de leur configuration de principe, ils peuvent être différenciés comme suit :

• Stations monopostes : AS 412-3-1H, AS 414-4-1H et AS 417-4-1H avec une seule CPU

• Stations redondantes : AS 412-3-2H, AS 414-4-2H et AS 417-4-2H avec deux CPU redondantes

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, qui sont par ex. isolés par une paroi coupe-feu. Grâce à la séparation galvanique, le système reste insensible aux perturbations CEM.

© Siemens AG 2009

Page 43: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Contrôleurs 43

Disponibilité modulable

L'utilisation d'une station monoposte au lieu d'un contrôleur standard permet d'envisager une configuration redondante ultérieure.

L'une des particularités des contrôleurs SIMATIC PCS 7 réside dans la disponibilité modulable 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 redondante de l'alimentation ou du processeur de communi-cation Industrial Ethernet et de combiner ces actions.

Avec ses deux CPU redondantes, la station redondante possè-de déjà un niveau de disponibilité élevé. Elle fonctionne selon le principe 1 de 2, auquel cas le sous-système actif commute 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 actions.

Contrôleur de sécurité

Contrôleurs de sécuritéLes contrôleurs de sécurité sont mis en œuvre dans les appli-cations 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 directement raccordés via le bus de terrain, les systèmes F/FH identifient les erreurs de processus ainsi que leurs propres dysfonctionne-ments internes. Ils commutent alors automatiquement l'ins-tallation dans un état sûr.

■ 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 quadru-

ple via réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication simple via

réseau procédé

■ Alimentation double■ Communication double

via réseau procédé

■ Alimentation quadruple■ Communication quadru-

ple via réseau procédé

Stat

ion

mo

no

po

ste

(Sin

gle

Co

ntr

olle

r)St

atio

n r

edo

nd

ante

(D

ou

ble

Co

ntr

olle

r)

© Siemens AG 2009

Page 44: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Contrôleurs44

Les contrôleurs de sécurité sont certifiés par le TÜV et remplis-sent les exigences de sécurité jusqu'à SIL 3 selon CEI 61508. Ils sont basés sur le matériel des contrôleurs AS 412H, AS 414H ou AS 417H, qui se sont vus adjoindre des fonctions de sécu-rité grâce au progiciel S7 F.

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

• Station monoposte : AS 412F/AS 414F/AS 417F avec une CPU de sécurité

• Station redondante : AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH avec deux CPU redondantes de sécurité et à tolérance aux pannes

La conception redondante de l'alimentation ou du processeur de communication Industrial Ethernet permet d'augmenter de façon flexible la disponibilité des stations de sécurité mono-poste/redondantes, comme pour les contrôleurs haute dispo-nibilité sur lesquels elles sont basées.

Les systèmes multitâches maîtrisent l'exécution simultanée de plusieurs programmes dans une CPU, qu'il s'agisse d'appli-cations Basic Process Control (BPC) ou d'applications de sécu-rité. Les programmes sont sans rétroaction, autrement dit les erreurs dans les applications BPC n'ont aucune incidence sur les applications de sécurité et inversement. Des tâches spécia-les avec des temps de réaction très courts sont également réa-lisables.

Lors du traitement parallèle de fonctions BPC et de fonctions de sécurité dans une CPU, une influence mutuelle est évitée en maintenant les programmes BPC 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 communiquer entre eux en mode sécurité via le réseau procédé Industrial Ethernet.

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

Points fortsContrôleurs

■ Vaste gamme de produits avec des classes de perfor-mance finement échelonnées, disponibles en deux formats :– Contrôleur Microbox avec contrôleur logiciel– Contrôleurs modulaires de la série S7-400 avec

contrôleur matériel

Contrôleur Microbox

■ Compact et robuste pour un emploi à proximité des installations

■ Fabrication résistante 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

Contrôleurs modulaires

■ Bundles AS configurables individuellement, disponi-bles en tant que :– composants individuels, regroupés en une seule

livraison pour chaque station– systèmes préconfigurés et testés

■ Disponibilité modulable :– systèmes standard en tant que station mono-

poste, avec alimentation redondante optionnelle– Systèmes haute disponibilité en tant que station

monoposte/redondante avec alimentation redon-dante et/ou communication Industrial Ethernet redondante pour chaque système/sous-système

– Systèmes de sécurité en tant que station mono-poste/redondante avec alimentation redondante et/ou communication Industrial Ethernet redon-dante pour chaque système/sous-système

■ Station redondante avec deux sous-systèmes séparés galvaniquement :– un ou deux châssis porte-modules distants jusqu'à

10 km – Traitement simultané (synchrone) de program-

mes utilisateur identiques au niveau des deux CPU– Commutation sans à-coups

■ Modifications de configuration en service

© Siemens AG 2009

Page 45: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication 45

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

Ethernet industriel, exemples de connexion

SIMATIC NET

Avec les constituants de réseaux SIMATIC NET fondés sur des standards établis dans le monde entier, SIMATIC PCS 7 dispose d'une gamme de produits performants et robustes permettant de réaliser des réseaux de communication co-hérents pour l'échange fiable de données entre tous les composants système et tous les niveaux d'une installation.

Les produits SIMATIC, spécialement développés pour une utilisation industrielle, conviennent de manière optimale aux installations de tous les secteurs. Ils sont adaptés les uns aux autres et répondent aux exigences les plus élevées, notamment dans les domaines dans lesquels ils sont soumis à des influences extrêmes telles que :

• perturbations électromagnétiques• liquides et atmosphères corrosifs• risques d'explosion• fortes contraintes mécaniques

Les produits SIMATIC NET garantissent aussi bien l'extensibilité et la sécurité des investissements grâce à des développement ultérieurs compatibles, que la cohérence, de l'entrée jusqu'à la sortie des marchandises, et des appareils de terrain jusqu'au système de gestion des informations.

Industrial Ethernet

Le réseau procédé et le réseau de terminaux pour les systèmes multipostes à architecture client/serveur sont réalisés avec Industrial Ethernet, un réseau performant de cellules et d'ate-lier, développé pour le domaine industriel conformément à la norme internationale IEEE 802.3 (Ethernet).

Dans les différents sous-systèmes de SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS, etc.), les interfaces de communication mises en œuvre sont soit des coupleurs intégrés, soit de simples cartes réseau ou encore des processeurs de communication spéciaux (par ex. CP 1613 A2/CP 1623). La communication "Basic Communi-cation Ethernet" intégrée aux stations de travail SIMATIC PCS 7 permet aux petites installations d'exploiter des stations mono-postes 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 et sur la technologie de pointe Gigabit et FastEther-net, qui associe la sécurité élevée des anneaux optiques aux performances modulables grâce à la technologie de commu-tation et aux débits allant jusqu'à 1 Gbit/s.

SIMATICPCS 7 BOX

AS 414/AS 416/AS 417

AS 412H/AS 414H/AS 417H

AS 412H/AS 414H/AS 417H

OSM/ESM

SCALANCEX-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE X-400

SCALANCE X-400

SCALANCEX-400

Réseau de terminaux(optique/électrique)

Clients OS

Réseau procédéIndustrial Ethernet(optique/électrique)

ClientWeb

SCALANCEW788-1PRO

Serveurs OS redondants

Stationd’ingénierie

© Siemens AG 2009

Page 46: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication46

Commutateurs Industrial Ethernet SCALANCE X

La connexion des abonnés au bus fait appel à des commuta-teurs Industrial Ethernet. Les commutateurs Industrial Ether-net de la gamme de produits SCALANCE X sont particulière-ment recommandés, car ils offrent des performances éche-lonnables à un prix attractif et supportent diverses possibilités de configuration.

En raison de leur immunité aux perturbations et de leur haute disponibilité, les anneaux optiques sont utilisés en priorité pour le réseau procédé et le réseau de terminaux.

Lorsque les exigences de redondance sont plus élevées, la communication peut être réalisée sur deux anneaux redon-dants :

• Sur le réseau de terminaux, les deux anneaux sont couplés via deux paires de commutateurs SCALANCE X. Les com-mutateurs des gammes de produits SCALANCE X-400, X-300 et X-200 IRT sont dotés de la fonction "Redondance standby" nécessaire à cet effet. Les serveurs et les clients redondants sont connectés aux deux anneaux par deux coupleurs séparés (package d'adaptation au réseau de ter-minaux redondant).

Commutateurs Industrial Ethernet

SCALANCE X-400 (jusqu'à 1 Gbit/s)

Pour les anneaux Gigabit cuivre ou optiques (simples et redondants) :■ SCALANCE X414-3E avec 2 ports Ethernet Gigabit (cuivre/optiques), 12 ports FastEthernet cuivre et au choix 4 ports

FastEthernet optiques ; extensible avec 8 ports FastEthernet cuivre ou optiques ■ SCALANCE X408-2 avec 4 ports Ethernet Gigabit (cuivre/optiques) et 4 ports FastEthernet (cuivre/optiques)

SCALANCE X-300 (jusqu'à 1 Gbit/s)

Pour topologies optiques linéaires, radiales ou en anneau (jusqu'à 1 Gbit/s) :■ SCALANCE X307-3 (ports optiques pour FO verre multimode jusqu'à 750 m) ■ SCALANCE X307-3LD (ports optiques pour FO verre monomode jusqu'à 10 km)avec respectivement 3 ports Ethernet Gigabit optiques et 7 ports FastEthernet cuivre

■ SCALANCE X308-2 (ports optiques pour FO verre multimode jusqu'à 750 m) ■ SCALANCE X308-2LD (ports optiques pour FO verre monomode jusqu'à 10 km)■ SCALANCE X308-2LH (ports optiques pour FO verre monomode jusqu'à 40 km)■ SCALANCE X308-2LH+ (ports optiques pour FO verre monomode jusqu'à 70 km)avec respectivement 2 ports Ethernet Gigabit optiques, 1 port Ethernet Gigabit cuivre et 7 ports FastEthernet cuivre

Pour topologies cuivre linéaires, radiales ou en anneau (jusqu'à 1 Gbit/s) :■ SCALANCE X310 avec 3 ports Ethernet Gigabit cuivre et 7 ports FastEthernet cuivre

Pour topologies cuivre linéaires, radiales ou en anneau (jusqu'à 100 Mbit/s) :■ SCALANCE X310FE avec 10 ports FastEthernet cuivre

SCALANCE X-200 IRT (jusqu'à 100 Mbit/s)

Pour topologies linéaires, radiales ou en anneau (cuivre/optiques selon le type de port) :■ SCALANCE X204 IRT avec 4 ports cuivre■ SCALANCE X202-2 IRT avec 2 ports cuivre et 2 ports optiques FO verre■ SCALANCE X202-2P IRT avec 2 ports cuivre et 2 ports optiques FO POF (Polymer Optical Fiber)■ SCALANCE X201-3P IRT avec 1 port cuivre et 3 ports optiques FO POF■ SCALANCE X200-4P IRT avec 4 ports optiques FO POF

SCALANCE X-200 (jusqu'à 100 Mbit/s)

Pour topologies cuivre linéaires, radiales ou en anneau :■ SCALANCE X224 avec 24 ports cuivre■ SCALANCE X216 avec 16 ports cuivre■ SCALANCE X208 avec 8 ports cuivre

Pour topologies optiques linéaires, radiales ou en anneau :■ SCALANCE X204-2 avec 2 ports optiques pour FO verre multimode jusqu'à 3 km et 4 ports cuivre ■ SCALANCE X212-2 avec 2 ports optiques pour FO verre multimode jusqu'à 3 km et 12 ports cuivre ■ SCALANCE X212-2LD avec 2 ports optiques pour FO verre monomode jusqu'à 26 km et 12 ports cuivre

Pour topologies radiales, mais aussi linéaires ou en anneau avec voies de transmission cuivre et optiques :■ SCALANCE X206-1LD avec 1 port optique pour FO verre monomode jusqu'à 26 km et 6 ports cuivre

© Siemens AG 2009

Page 47: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication 47

• Sur le réseau procédé, les deux anneaux sont séparés phy-siquement. Un commutateur sert de gestionnaire de re-dondance dans chaque anneau. Les commutateurs des gammes de produits SCALANCE X-400, X-300, X-200 IRT et X-200 sont utilisables comme gestionnaires de redon-dance. 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 logiquement entre eux via une connexion S7 à haute dispo-nibilité (redondance à 4 voies).

Réseaux locaux industriels sans fil IWLAN (Industrial Wireless LAN)

SIMATIC PCS 7 permet de connecter les clients distants mobi-les ou fixes via un point d'accès SCALANCE W788-1PRO ou W788-2PRO sur le réseau de terminaux.

Les clients distants mobiles (par ex. des ordinateurs portables) utilisent le coupleur WLAN intégré pour la communication avec le point d'accès, tandis que les clients distants stationnai-res en boîtier de table/tour utilisent le module Client Ethernet SCALANCE W744-1PRO ou W746-1PRO.

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 Remote Desktop ou PC Anywhere, par ex. pour la mise en service

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

Module Client Ethernet SCALANCE W

Caractéristiques techniques Industrial Ethernet

Réseau procédé / réseau de terminaux

Industrial Ethernet

Nombre d'abonnés 1023 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, ra-diale

Points forts Industrial Ethernet

■ Application universelle :– dans tous les secteurs– dans le tertiaire aussi bien que dans les environne-

ments industriels

■ Mise en service rapide via : – une technique de connexion simple– une installation sur site avec le système de

câblage FastConnect associé à la technique RJ45

■ Immunité CEM grâce aux supports de transmission optiques

■ Surveillance permanente des composants réseau par un système de signalisation simple et efficace

■ Synchronisation de l'heure à l'échelle de l'installation pour l'horodatage exact des événements sur l'inté-gralité de l'installation

■ Disponibilité élevée des topologies de réseau redon-dantes

■ Sécurisation du réseau via la commutation rapide sur la voie de remplacement redondante

■ Flexibilité élevée grâce à l'extension sans rétroaction des installations existantes

■ Performance adaptable grâce à la technique de com-mutation

■ Composants réseau modernes et orientés vers l'ave-nir, par exemple commutateurs Industrial Ethernet SCALANCE X

■ Pérennité de l'investissement grâce aux développe-ments ultérieurs compatibles

© Siemens AG 2009

Page 48: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication48

Communication rapide et sûreà l'aide de PROFIBUS pour le terrain

Composants pour la topologie en anneau PROFIBUS PA

Au niveau du terrain, les périphériques décentralisés tels les stations d'E/S décentralisées avec leurs modules d'E/S, les transmetteurs de mesure, les entraînements, les vannes ou les terminaux de conduite communiquent avec les contrô-leurs via un système de bus temps réel performant. Cette com-munication est caractérisée par :

• la transmission périodique des données de procédé • la transmission apériodique d'alarmes, de paramètres et

de données de diagnostic

PROFIBUS est idéal pour ces tâches, car il offre une com-munication rapide avec les périphériques décentralisés (PROFIBUS DP) via un protocole de communication, ainsi que la communication et l'alimentation simultanées des transmetteurs de mesure et des actionneurs (PROFIBUS PA).

Il est simple, résistant et fiable, peut être complété en ligne par de nouveaux composants décentralisés et s'utilise aussi bien en environnement standard qu'en zone à risque d'explo-sion. Les services de communication normalisés garantissent l'interchangeabilité des appareils d'une même famille de profil et la coexistence d'appareils de différents constructeurs (inte-ropérabilité) sur une ligne PROFIBUS PA, de même que le télé-paramétrage des appareils pendant le fonctionnement.

Grâce à ces caractéristiques, il s'est imposé dans tous les sec-teurs de l'industrie manufacturière, de procédé et hybride comme le bus de terrain ouvert le plus répandu, avec plus de 25 millions d'appareils installés à travers le monde (situa-tion 2008).

Techniques de transmission PROFIBUS

En plus de ces propriétés, les fonctions suivantes de PROFIBUS sont particulièrement importantes dans l'automatisation des procédés :

• intégration d'appareils HART déjà installés• redondance• communication de sécurité (PROFIsafe jusqu'à SIL 3 selon

CEI 61508)• synchronisation de l'heure• horodatage

PROFIBUS DP autorise la communication des contrôleurs avec les stations de périphérie décentralisée de la famille ET 200 (E/S décentralisées) et avec les appareils de terrain et instru-ments, les CPU/CP et les postes de conduite qui disposent d'une interface PROFIBUS DP. 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 trans-mission RS 485-iS.

Le PROFIBUS PA, qui convient idéalement à l'intégration direc-te au système de contrôle de procédés d'actionneurs pneuma-tiques, électrovannes et capteurs en zone Ex 1/21 ou 0, est re-lié au contrôleur via le PROFIBUS DP. La passerelle DP/PA est réalisée par un coupleur DP/PA ou un DP/PA Link (variante pré-férentielle). Avec le DP/PA Link, la vitesse de transmission sur le PROFIBUS DP est indépendante des segments PROFIBUS PA subordonnés.

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

OLM OLM

Industrial Ethernet

Coupleur RS 485-iS

Grande distance avec de la fibre optique

Link DP/PA

Contrôleur

Sépar. ATEX + répéteur

© Siemens AG 2009

Page 49: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication 49

Techniques de transmission PROFIBUS

PROFIBUS DP• RS 485 :

technique de transmission cuivre simple et économique utilisant un câble bifilaire blindé.

• RS 485-iS :technique de transmission cuivre à sécurité intrinsèque réalisée par un câble bifilaire blindé pour une vitesse de transmission de 1,5 Mbit/s en zone à risque d'explosion Ex 1.

• Fibre Optique :technique de transmission optique par fibres optiques en verre ou en matière plastique pour une transmission rapide de gros volumes de données dans des environnements for-tement perturbés ou sur de grandes distances.

PROFIBUS PA• MBP (Manchester Coded ; Bus Powered) :

technique de transmission à sécurité intrinsèque qui per-met simultanément la transmission de données numéri-ques et l'alimentation en tension des appareils de terrain via un câble bifilaire ; cette technique est adaptée à la con-nexion directe des appareils dans des environnements en zone Ex 0, 1 ou 21.

Topologies PROFIBUS PA pour haute disponibilité et sécurité

Topologie linéaire avec coupleur uniqueChaque segment PROFIBUS PA (linéaire) est connecté respec-tivement à un coupleur DP/PA Ex [i] (segment PA jusqu'à la zone Ex 1/21) ou FDC 157-0 (segment PA jusqu'à la zone Ex 2/22) d'une passerelle DP/PA. Cette passerelle est raccorda-ble à un PROFIBUS DP simple ou redondant.

Topologie linéaire avec coupleurs redondantsLe répartiteur de terrain AFS (Active Field Splitter) raccorde un segment PROFIBUS PA (topologie linéaire) à deux coupleurs DP/PA FDC 157-0 d'une passerelle DP/PA, cette dernière s'utili-sant avec un PROFIBUS DP simple ou redondant. L'AFS com-mute respectivement le segment PROFIBUS PA sur celui des deux coupleurs redondants qui est actif.

Topologie en anneauLes répartiteurs de terrain AFD (Active Field Distributors) intè-grent l'appareillage de terrain PROFIBUS PA dans un anneau PROFIBUS PA avec terminaison de bus automatique via 4 con-nexions de dérivation résistantes aux courts-circuits. L'anneau PROFIBUS PA est raccordé à deux coupleurs DP/PA FDC 157-0 d'une passerelle DP/PA, qui est raccordable à un PROFIBUS DP simple ou redondant.

Topologies PROFIBUS PA

Principaux avantages de la topologie en anneau :

• Haute disponibilité • Gestion transparente de la redondance des coupleurs

DP/PA intelligents pour le système maître• Terminaisons de bus actives pour la terminaison automati-

que du bus dans les coupleurs DP/PA et les répartiteurs AFD, qui permettent :- l'isolation automatique sans à-coups des sous-segments

défectueux lors d'un court-circuit ou d'une rupture de câble

- les modifications de la configuration de anneau et de l'instrumentation pendant le fonctionnement, avec l'ajout et la suppression de segments de l'anneau

• Applications à sécurité intrinsèque et à tolérance aux pan-nes avec peu d'appareils et de câbles

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Active Field Splitter

Active Field Distributors

DP/PA Link

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

Raccordement direct au bus de terrain

AS 414FH/ AS 417FH

© Siemens AG 2009

Page 50: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication50

PROFIBUS

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

Connexion des appareils avec GSD et EDD

Les contrôleurs (maîtres PROFIBUS) et le gestionnaire d'appa-reils de terrain (par ex. SIMATIC PDM), communiquent avec les appareils de terrain et les composants de la périphérie décen-tralisée (esclaves PROFIBUS) sur la base d'une description exacte et complète des données et fonctions spécifiques aux appareils, par exemple :

• le type de fonction d'application• les paramètres de configuration• les unités de mesure• les valeurs limites et les valeurs par défaut• les plages de valeurs

Cette description est mise à disposition par le fabricant de l'ap-pareil sous la forme suivante :

• fichier GSD destiné à l'échange cyclique des données entre le maître et les esclaves PROFIBUS

• en option : fichier EDD (Electronic Device Description) avec des propriétés normalisées et spécifiques au fabricant pour la communication acyclique, par exemple pour l'extension de la configuration, la mise en service, le diagnostic, la sur-veillance des valeurs de mesure, l'Asset Management ou la documentation.

Les fichiers GSD et EDD spécifiques à l'appareil sont inclus dans les catalogues des outils de configuration ou peuvent être intégrés facilement par importation des fichiers. De nouveaux fichiers GSD et EDD sont publiés par le fabricant sur Internet - par le biais de sa présentation propre ou de PROFIBUS & PROFINET International : www.profibus.com

Caractéristiques tech-niques PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Transmission des données RS 485 RS 485-iS Fibres optiques MBP

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 31,25 kbit/s

Câble Câble bifilaire blindé Câble bifilaire blindé FO plastique etFO verre monomode et multimode

Câble bifilaire blindé

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

Topologie Linéaire, arborescente Linéaire En anneau, radiale, linéai-re

Linéaire, arbores-cente, en anneau

Abonnés par segment 32 32 1) – 32

Abonnés par réseau (avec ré-péteur)

126 126 126 –

Longueur de câble par seg-ment en fonction de la vitesse de transmission

1 200 m pour max. 93,75 kbit/s

1 000 m pour 187,5 kbit/s400 m pour 500 kbit/s200 m pour 1,5 Mbit/s100 m pour 12 Mbit/s

1 000 m pour 187,5 kbit/s 1)

400 m pour 500 kbit/s 1)

200 m pour 1,5 Mbit/s 1)

max. 80 m (plastique) 2-3 km (FO verre multimo-de) >15 km pour 12 Mbit/s (FO verre monomode)

1 900 m : Standard1 900 m : EEx(ib)1 000 m : EEx(ia)

Répéteurs pour le rafraîchis-sement des signaux des ré-seaux RS 485

max. 9 max. 91) sans objet sans objet

GSD

EDD

PROFIBUS DP/PA

Constructeur CConstructeur BConstructeur A

Maître PROFIBUS

Paramètres d'appareil de EDD

Paramètres de communication de GSD Système d'ingénierie

avec SIMATIC PDM

Données de description d’appareil fournies par le constructeur

© Siemens AG 2009

Page 51: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Communication 51

Vastes possibilités de diagnostic avec PROFIBUS

Diagnostic de la communication et des câbles

Les outils de diagnostic des différents fabricants (par ex. Amprolyzer), intégrés directement au réseau PROFIBUS via l'interface PC/ordinateur portable, proposent des fonctions complètes d'analyse et de diagnostic des bus, notamment

• enregistrement et interprétation des télégrammes• reconnaissance automatique de la vitesse de transmission• liste de vie (Lifelist) de tous les abonnés du bus• état de fonctionnement de tous les abonnés du bus• évaluation statistique des événements du bus

Le répéteur de diagnostic proposé pour la connexion des seg-ments PROFIBUS DP en technique RS 485 dispose également de fonctions de détection des erreurs en ligne pour les seg-ments connectés. Il informe le maître PROFIBUS de la cause du défaut (coupure, court-circuit, résistance de terminaison manquante, trop d'abonnés ou abonnés trop éloignés, etc.) et fournit des informations détaillées sur le lieu de l'erreur.

Les coupleurs DP/PA FDC 157-0 configurés en tant qu'esclaves de diagnostic sur le PROFIBUS fournissent via PROFIBUS de nombreuses informations d'état et de diagnostic afin de per-mettre la localisation et la suppression rapides des erreurs :

• données I&M (Identification & Maintenance) • valeur du courant et la tension sur les câbles principaux• état de la redondance• rupture de fil• court-circuit• niveau du signal

Pour ce faire, chaque coupleur DP/PA FDC 157-0 requiert une adresse PROFIBUS propre.

Diagnostic des appareils de terrain intelligents

Le mécanisme de diagnostic normalisé du PROFIBUS permet de détecter et d'éliminer rapidement les défauts des appareils connectés au bus.

Les messages de diagnostic des appareils de terrain sont éga-lement utilisables pour la maintenance préventive, c'est-à-dire pour engager à temps des mesures sur la base d'irrégularités détectées bien avant une éventuelle panne de l'appareil. Si une erreur survient au niveau de l'appareil de terrain ou si une opération de maintenance est nécessaire (encrassement d'un capteur de niveau capacitif, par exemple), les informations re-latives au diagnostic sont transmises et un message adapté s'affiche sur la station opérateur ou la station de maintenance.

Des informations de diagnostic supplémentaires, qui donnent des renseignements détaillés sur les appareils connectés au PROFIBUS (date de fabrication, nombre d'heures de fonction-nement ou informations relatives au fabricant), peuvent être obtenues via SIMATIC PDM, sur la base d'une spécification EDD fournie par le fabricant.

Points forts PROFIBUS

■ Bus de terrain simple et robuste

■ Travail de planification et d'ingénierie réduit ainsi que faibles coûts de mise en service

■ Structure décentralisée optimale de l'installation avec besoins en matériel et encombrement réduits

■ Disponibilité et sécurité élevées au niveau terrain

■ Minimisation du travail de câblage, de brassage, de répartition, d'alimentation et de montage sur le ter-rain

■ Flexible Modular Redundancy supportée par la topo-logie PROFIBUS

■ Communication rapide et haute précision de mesure

■ Ingénierie efficace ainsi qu'interopérabilité et inter-changeabilité des appareils grâce à une description de l'appareil indépendante de son constructeur

■ Délais de mise en service réduits grâce aux tests des circuits de mesure ultrarapides, au paramétrage sim-plifié et à la suppression des opérations de mise à jour

■ La communication bidirectionnelle et le grand nom-bre d'informations permettent de réaliser des dia-gnostics approfondis pour la recherche et la correc-tion des défauts

■ Gestion du cycle de vie optimale grâce au traitement et à l'analyse des informations de diagnostic et d'état par le système d'Asset Management

© Siemens AG 2009

Page 52: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Périphérie de procédé52

Périphérie de procédéLa solution adaptée à toutes les exigences

ET 200iSP avec alimentation redondante

SIMATIC PCS 7 offre de nombreuses possibilités pour la con-nexion de stations périphériques ainsi que pour l'acquisition et la sortie de signaux de processus au moyen de capteurs et d'actionneurs :• modules d'E/S TOR et analogiques de la SIMATIC S7-400

exploités de manière centralisée dans le contrôleur• stations périphériques décentralisées ET 200 raccordées au

contrôleur (AS) via PROFIBUS DP, avec une vaste gamme de modules de signaux et de fonction économiques

• connexion directe au contrôleur de terminaux de conduite locaux, d'appareils et d'instruments intelligents décentrali-sés (y compris capteurs et actionneurs) par le biais de PROFIBUS, également en configuration redondante ou en zone explosible type 0, 1, 2 ou 20, 21, 22

Les modules de signaux SIMATIC S7-400 pouvant être exploi-tés de manière centralisée dans le contrôleur sont peu em-ployés dans le contexte de SIMATIC PCS 7. Ils constituent ce-pendant une alternative à la périphérie de process décentrali-sée dans les petites applications ou les installations à faible dé-centralisation.

Dans la pratique, l'automatisation du niveau de terrain est essentiellement réalisée avec des périphéries décentralisées : • périphérie décentralisée ET 200 en association des appa-

reils et instruments de terrain classiques et des appareils de terrain HART

• appareils de terrain et instruments intelligents, directe-ment sur PROFIBUS

Outre sa grande diversité de possibilités technologiques, la pé-riphérie de procédé décentralisée se caractérise par les avan-tages suivants :• modularité et cohérence• adaptabilité flexible à la structure de l'installation• câblage et ingénierie réduits

• faibles coûts de mise en service, de maintenance et de cycle de vie

Périphérie de procédé standard pour SIMATIC PCS 7

Pour le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, les pé-riphéries de procédé standard suivantes sont recommandées 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 conformes au profil PA 3.0

D'autres périphérie de procédé peuvent être intégrées à SIMATIC PCS 7 via PROFIBUS, à l'aide de blocs Add-On. Il peut s'agir par exemple d'appareils de systèmes d'entraînement ou de pesage :

• système de gestion de moteur SIMOCODE pro• variateur de fréquence MICROMASTER 4• systèmes de pesage SIWAREX M/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 modules 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 em-bases 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 ■ Ajout de stations ET 200M■ Ajout de modules d'entrées/sorties à la station■ Reparamétrage de modules d'entrées/sorties■ Paramétrage des appareils de terrain HART con-

nectés via SIMATIC PDM

ET 200iSP ■ Ajout de stations ET 200iSP■ Ajout de modules à la station■ Reparamétrage des modules■ Paramétrage des appareils de terrain HART con-

nectés via SIMATIC PDM

ET 200S ■ Ajout de stations ET 200S

ET 200pro –

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA

■ Ajout d'abonnés PROFIBUS DP■ Ajout de links DP/PA et d'appareils de terrain■ Paramétrage d'appareils de terrain avec

SIMATIC PDM

© Siemens AG 2009

Page 53: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Périphérie de procédé 53

Eventail d'utilisation de la périphérie de procédé 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 procédé décentralisée de SIMATIC PCS 7 compte tenu de différentes conditions environnementales.

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

Siemens propose une gamme complète de produits de la division « Sensors and Communication », 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 au catalogue d'appa-reils du gestionnaire d'appareils de terrain SIMATIC PDM.

Une vue d'ensemble de la gamme d'appareils actuellement disponibles, ainsi que des informations supplémentaires, des caractéristiques techniques et des données de référence de commande sont disponibles sur Internet à l'adresse suivante : www.siemens.com/processinstrumentation

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

S7-400 ET 200S SIMOCODE pro

ET 200iSP

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA1)

1)

1)

ET 200M1)

1)2)

1) 3)

Ex e, Ex d Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

PROFIBUS

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 0POUSSIERES

GAZ

Système de conduite des procédés

Transmetteur-séparateur de bus de terrain

Zones à atmosphère explosible

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

Link DP/PA

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

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

© Siemens AG 2009

Page 54: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Périphérie de procédé54

Périphérie de procédéAppareils recommandés pour l'automatisation de terrain

Colonne 2-4 : DP : connexion possible à PROFIBUS DP, PDM : paramétrage réalisable avec SIMATIC PDM, safety : avec profil PROFIsafe

DP PDM safety Description de l’appareil Fonctions

Périphéries décentralisées

4 4 ET 200M Système de périphérie décentralisée mo-dulaire avec modules à haute densité de voies ; degré de protection IP20 ■ Vitesses de transmission jusqu'à

12 Mbit/s sur PROFIBUS ■ Redondance possible des coupleurs

PROFIBUS■ Installation possible en zone Ex 2 (en

zone Ex 1 pour les actionneurs et les capteurs raccordés)

Vaste gamme de modules de périphérie de type S7-300 (jusqu'à 12 par station) : ■ modules d'entrées TOR, de sorties TOR,

d'E/S TOR, d'entrées et de sorties analogi-ques (simples, diagnosticables, avec possi-bilité de redondance pour atmosphère explosible)

■ modules fonction (régulateurs, compteurs) ■ modules HART (entrées et sorties

analogiques ; également pour atmosphère explosible)

■ modules F pour applications de sécurité : entrées et sorties TOR F, entrées analogi-ques F HART

4 ET 200iSP Système de périphérie décentralisée mo-dulaire de sécurité intrinsèque permet-tant le remplacement de modules sans décâblage ; degré de protection IP30 ■ Vitesses de transmission jusqu'à

1,5 Mbit/s sur PROFIBUS ■ Redondance possible des coupleurs

PROFIBUS■ Installation possible directement en

zone Ex 1, 2, 21 ou 22 (zone Ex 0 pour les capteurs/actionneurs raccordés)

Remplacement de modules individuels en service sans permis de feu

Modules électroniques (32 au maximum par station) : ■ entrées TOR NAMUR■ sorties TOR avec coupure externe des

actionneurs ou sorties relais ■ entrées analogiques pour les mesures de

température par sonde à résistance/ther-mocouple

■ entrées analogiques HART (pour les trans-metteurs 2 et 4 fils)

■ entrées/sorties analogiques HART (fonction HART optionnelle)

4 4 ET 200S Système de périphérie décentralisée à modularité granulaire, très compact, per-mettant le remplacement de modules sans décâblage ; degré de protection IP20 ■ Vitesses de transmission jusqu'à

12 Mbit/s sur PROFIBUS ■ Installation possible en zone Ex 2 ou 22

Modules électroniques (63 au maximum par station) et départs-moteurs jusqu'à 7,5 kW :■ modules d'entrées et sorties TOR, modules

d'entrées et modules de signaux analog.■ module de comptage 1 COUNT■ départs-moteur■ modules F (entrées et sorties TOR F) et

départs-moteur pour applications de sécurité

4 4 ET 200pro Système de périphérie décentralisée modulaire et compact permettant le rem-placement de modules sans décâblage à l'aide de modules de connexion ; degré de protection IP65/66/67■ Vitesses de transmission jusqu'à

12 Mbit/s sur PROFIBUS

Modules électroniques (jusqu'à 16 par station)■ modules d'entrées et sorties TOR, modules

d'entrées et modules de signaux analogi-ques

■ modules F pour applications de sécurité : entrées TOR F, E/S TOR F

Entraînements

4 4 Unités de gestion et de commande de moteurs SIMOCODE pro(Intégration dans SIMATIC PCS 7 via une bibliothèque de blocs PCS 7)

Système de gestion de moteurs flexible et modulaire pour moteurs basse tension à vitesse constante :■ plage de puissance 0,1 à 700 kW■ tensions jusqu'à 690 V CA■ courants moteur nomin. jusqu'à 820 A

Extension fonctionnelle par des modules d'extension

Pour les applications qui déplacent, transpor-tent, pompent ou compressent des matériaux solides, liquides ou gazeux, par exemple :■ pompes et ventilateurs■ compresseurs■ extrudeuses et malaxeurs■ broyeurs

4 4 Variateur de fréquence MICROMASTER 4

(Intégration dans SIMATIC PCS 7 via une bibliothèque de blocs PCS 7)

Variateurs de fréquence standard à dyna-mique élevée pour moteurs CA à vitesse variable et moto-réducteurs ■ Plage de puissance 0,12 à 250 kW ■ Tensions entre 200 et 600 V

Utilisation universelle, en particulier pour ■ Entraînements de pompes et de ventila-

teurs■ Manutention

© Siemens AG 2009

Page 55: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH 55

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

SIMATIC PCS 7 offre dans tous les cas la bonne solution pour la réalisation économique et efficace des procédés disconti-nus :• Les procédés discontinus simples avec des commandes

séquentielles paramétrables sont automatisés avec les outils SFC et CFC contenus dans le système d'ingénierie.

• SIMATIC BATCH, avec un mode de conduite par recettes, permet d'exécuter avec simplicité et souplesse des tâches complexes comprenant des séquences de commande va-riables.

Architecture modulaire

SIMATIC BATCH est configurable soit en système monoposte soit en système client-serveur et s'utilise, grâce à son architec-ture modulable et à sa flexibilité d'adaptation, en plusieurs ni-veaux avec 10, 20, 40, 100 ou un nombre illimité d'instances d'unités (UNIT) dans des installations de toutes les tailles.

SIMATIC BATCH peut également fonctionner avec le système compact SIMATIC PCS 7 BOX 416 ou avec SIMATIC PCS 7 LAB dans le cadre de petites applications, par exemple l'automati-sation de laboratoire. La capacité de SIMATIC BATCH est alors limitée à 10 instances d'unité (UNIT).

Toutefois, l'automatisation des procédés 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.

Intégration dans SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH est entièrement intégré dans SIMATIC PCS 7. Une communication directe avec SIMATIC IT, le système MES (Manufacturing Execution System) de Siemens, permet le couplage au niveau gestion de la production.

Système multiposte SIMATIC PCS 7 avec SIMATIC BATCH

Les données de l'installation sont entièrement configurées via le système d'ingénierie. Ce système transmet toutes les don-nées nécessaires à la réalisation de la recette au serveur Batch, si bien que la recette peut être traitée séparément du système d'ingénierie. Les modifications de configuration effectuées sur le système d'ingénierie sont transférables au serveur Batch par une fonction de mise à jour.

Le logiciel serveur Batch est exécuté en général sur un serveur matériel indépendant (serveur Batch), séparé des serveurs OS. Suivant la charge du système opérateur, les logiciels ser-veur OS et serveur Batch peuvent fonctionner aussi sur un ser-veur matériel commun (serveur OS/Batch). Les clients SIMATIC BATCH et les OS clients peuvent fonctionner sur une base ma-térielle 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 principales, formules et objets de bibliothèque pour les utilisateurs ou groupes d'utilisateurs Windows autorisés. Les configurations individuelles de Batch Control Center et de l'éditeur de recettes sont enregistrées sous forme de profil spécifique à l'utilisateur lors de la fermeture de session. L'utilisateur dispose ainsi de son environnement de travail habituel lorsqu'il ouvre une nou-velle session sur un client quelconque au sein de l'installation.

Communication avec les contrôleurs

SIMATIC BATCH communique avec les contrôleurs via le systè-me opérateur PCS 7. Il est également possible d'intégrer des instructions et des dialogues opérateur à la communication. Dans les petites applications, AS, OS et SIMATIC BATCH peu-vent fonctionner ensemble sur une SIMATIC PCS 7 BOX 416.

Clients SIMATIC BATCH et clients OS

Contrôleurs

Serveur Batch Serveur OS

Station d'ingénierie

Réseau de terminaux

Réseau procédé

© Siemens AG 2009

Page 56: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH56

Batch Control Center et Batch Planning

SIMATIC BATCH Batch Control Center

SIMATIC BATCH propose des vues de commande standard (faces avant) pour la conduite et la supervision d'unités de process et de fonctions techniques. L'interface avec le niveau d'automatisation inférieur se fait en règle générale avec des instances de type SFC.

Batch Control Center

Le Batch Control Center (BatchCC) est la "centrale de comman-de" pour la surveillance et la conduite des procédés disconti-nus avec SIMATIC BATCH. BatchCC permet de gérer toutes les données concernant SIMATIC BATCH à l'aide d'une interface opérateur graphique. BatchCC propose des fonctions perfor-mantes pour les tâches suivantes :

• lire et mettre à jour les données d'installation de l'automa-tisation de base

• définir des droits d'accès utilisateurs pour toutes les fonc-tions, pour les clients ou les unités de procédés de SIMATIC BATCH

• définir les noms et les codes des matières utilisées• gérer les recettes principales et démarrer l'éditeur de recet-

tes pour saisir la structure d'une recette• créer une recette principale à partir de la recette exécutable• modifier, supprimer ou insérer en ligne des objets (RPH,

ROP, RUP) et des éléments de structure (boucles, transi-tions, etc.) de la recette (droits spéciaux et validations explicites nécessaires)

• gérer des bibliothèques avec des éléments de recettes (opérations de bibliothèque)

• exporter et importer les recettes principales, les formules et les objets de bibliothèque

• éditer les catégories de formules et gérer les formules asso-ciées (jeux de paramètres)

• créer des lots avec des recettes principales• lancer le traitement des lots et commander les lots• superviser et diagnostiquer le traitement des lots• modifier en ligne la stratégie d'affectation et l'attribution

des unités lors de l'exécution des lots• journaliser et archiver les recettes et les données des lots

Planification des lots à l'aide de SIMATIC BATCH

Batch Planning

BatchCC permet de créer des ordres de fabrication et des lots individuellement. L'option Batch Planning propose des fonc-tionnalités de planification supplémentaires, permettant de planifier à l'avance les lots d'une multitude d'ordres de fabrica-tion.

En plus de la planification, la modification, l'annulation, la suppression et la validation des lots font également partie des fonctions disponibles. Il est possible de définir et de répartir manuellement les lots d'un ordre de fabrication. Ces procédu-res peuvent également être effectuées de manière automati-que, en fonction du nombre de lots ou de la quantité de pro-duction définis.

L'ensemble des lots, y compris l'occupation des unités, est re-présenté à l'aide d'une combinaison de schémas de Gantt et de tableaux. Les conflits temporels ou les conflits générés par l'occupation multiple d'unités de procédés sont indiqués. Les conflits temporels peuvent être résolus en déplaçant les lots concernés dans le schéma de Gantt.

Jusqu'au moment de la validation, les caractéristiques des lots suivants peuvent être définies ou modifiées :

• quantité à produire• mode de lancement (immédiatement, sur commande de

l'opérateur ou déclenché par horloge)• occupation des unités de procédés• formule (jeu de paramètres)• séquence de traitement (enchaînement avec le lot précé-

dent ou suivant)• affichage de la durée prévue d'un lot

© Siemens AG 2009

Page 57: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH 57

Editeur de recettes et Batch Report

Editeur de recettes SIMATIC BATCH

Editeur de recettes

L'éditeur de recettes est un outil convivial pour la création et la modification simples et intuitives de recettes principales et d'opérations de bibliothèque. Il dispose d'une interface utilisa-teur graphique, de fonctions d'édition pour des objets isolés ou groupés ainsi que d'un contrôle structurel de syntaxe. Des objets Batch issus de la configuration de l'installation Batch avec le système d'ingénierie de SIMATIC PCS 7, comme les uni-tés de procédés et les fonctions technologiques, constituent la base pour la création de recettes. L'éditeur de recettes Batch 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 bibliothè-que existantes (modifications de la structure ou des para-mètres)

• interroger l'état des objets de recettes et les valeurs du pro-cédé dans les conditions de transitions

• affecter des nœuds de Route Control en tant que paramè-tres de transfert (source, destination, via) à des phases de transport en vue de diriger les produits d'un lot dans d'autres unités de procédés

• 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 candidates en limitant les propriétés des équipements (Equipment Properties)

• valider des recettes principales et des opérations de biblio-thèque pour le test ou la production

• configurer des expressions arithmétiques pour le calcul de valeurs théoriques dans les paramètres de transition ou de recette à partir de variables de recettes et de constantes

Exemple de rapport de lots

Batch Report

Batch Report, intégré au BatchCC, permet de créer des rap-ports de recettes et de lots. Ces rapports peuvent être affichés et imprimés via BatchCC ou via un visionneur de rapports in-dépendant.

Rapports de lotsLes rapports de lots contiennent l'ensemble des données nécessaires à la reproduction des procédés discontinus dans le cadre de l'assurance-qualité et du respect des exigences légales. Ils comprennent, entre autres, les éléments suivants :

• 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 du procédé

Rapports de recettesLes 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 paramè-

tres• consignes de procédé

© Siemens AG 2009

Page 58: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH58

Recettes hiérarchiques et indépendantes de l'unité de production

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 est construi-te sur le modèle d'installation de la manière suivante :

• procédure de recette pour la conduite des processus ou de la production dans une installation

• procédure de recette d'unité pour la conduite d'une étape du processus dans une unité

• opération/phase de recette pour l'exécution de la tâche/ fonction sur un équipement technique

Neutralité et affectation aux unités de production

La création d'une recette indépendante de l'unité de produc-tion pour plusieurs unités de même type réduit les coûts d'ingénierie et présente des avantages significatifs lors de la validation. Au moment de la création de la recette, les procé-dures de recette d'unité sont affectées à des classes d'unité qui peuvent être combinées avec des propriétés d'équipement. L'affectation des unités de processus n'est alors effective que lors de l'exécution du lot. Pour les lots de longue durée, pour lesquels les unités ne doivent pas être définies et affectées dès le lancement des lots, l'affectation a lieu au moment de l'utili-sation du première élément de recette (opération ou phase) sur cette unité. Les conflits au niveau de l'occupation des uni-tés sont détectés et affichés par le système.

Les stratégies suivantes d'affectation des unités de production permettent une adaptation optimale à la situation de l'instal-lation :

• "sélection manuelle de l'unité" pour la présélection au mo-ment de la création de la recette

• "unité privilégiée" pour la présélection au moment de la création de la recette

• définition de l'unité 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 procédé".

Tout comme l'attribution des unités, la stratégie d'affectation peut aussi être modifiée au moment de l'exécution des lots.

Module d’équipement

Procédurede recette

Opérationde recette

Phase de recette

Procédure derecette d’unité

Installation

Installation

Unité

Unité

Module d’équipement

Module de contrôle

Module de contrôle

© Siemens AG 2009

Page 59: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH 59

Rationalisation, journalisation, validation

Séparation de la procédure et de la formule

Journalisation et archivage des données relatives aux lots au format XML

Les données relatives aux lots uniquement accessibles aux personnes ou aux systèmes autorisés sont enregistrées au for-mat XML. Par défaut, Batch Report génère un rapport de lots basés sur XML, qui peut être affiché et imprimé via BatchCC ou un visionneur. Il est également possible de traiter les données XML à l'aide d'un système externe.

Bibliothèque avec opérations de recettes (ROP)

La gestion des opérations de recettes est considérablement fa-cilitée par une bibliothèque ROP (bibliothèque d'opérations de recettes). Les opérations de recettes de la bibliothèque peu-vent être intégrées comme référence dans les procédures de recettes et donc modifiées de manière centrale. Ceci réduit le travail d'ingénierie et de validation. Par la résolution de la ré-férence, l'opération de recette devient partie intégrante de la procédure de recette et est donc indépendante d'autres modi-fications centrales.

Séparation de la procédure et de la formule

La flexibilité procurée par les recettes indépendantes des uni-tés de process peut encore être accrue en séparant la procédu-re 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.

Validation conformément à 21 CFR, partie 11

Le nombre d'installations nécessitant un validation selon les exigences commerciales et légales permettant de garantir le respect des normes de qualité est en constante augmenta-tion. Le système de contrôle de procédés ainsi que le fabricant du système de contrôle de procédés jouent un rôle important dans le cadre du processus de validation.

SIMATIC BATCH prend en charge la validation conformément à la norme 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 procédé- séparation de la procédure et de la formule- opérations de recettes de bibliothèque

• 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 comman-des du niveau de commande individuel associées au lot

• Gestion des versions, libre ou prise en charge par le sys-tème, pour les recettes, opérations de recettes, formules et éléments de bibliothèque

• 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

Siemens dispose, en tant que fabricant de systèmes de contrôle de procédés, d'un personnel spécialement formé ainsi que d'une longue expérience dans le domaine de la ges-tion de la qualité et de la validation des installations.

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'applica-tions spéciales, spécifiques à un secteur d'activité ou à un pro-jet.

QuantitéTemperatureTempsSelPoivreSucre

Formule 2

500 kg80 °C15 minOuiNon150 g

Formule 1

1000 kg90 °C10 minOuiNon100 g

Formule 3

900 kg95 °C12 minNonOui50 g

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

© Siemens AG 2009

Page 60: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation des procédés discontinus avec SIMATIC BATCH60

Points forts SIMATIC BATCH

■ Architecture modulaire et flexibilité de dimensionne-ment (matériel et logiciel)– Adaptation optimale à la taille des installations et

aux exigences particulières– 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

■ Intégration homogène de SIMATIC BATCH à la straté-gie 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

■ Recettes indépendantes de l'unité de production– Simplification de la gestion des recettes et de la

validation– Conduite flexible et utilisation optimale des instal-

lations via la modification de la stratégie d'affecta-tion et l'attribution des unités lors de l'exécution des lots

■ 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, archivage et journalisation des don-nées relatives aux lots (format XML)– Production transparente et traçable– Conduite opérateur sûre, réaction sûre en cas

d'anomalie du procédé

■ 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 production– Utilisation multiple, modifications centralisées

■ Prise en charge de la validation conformément à 21 CFR, partie 11, via :– Audit Trail (journal de modifications)– Gestion libre des versions ou assistée par le

système – Bibliothèque d'opérations de recettes et formules – Gestion des utilisateurs avec protection d'accès et

signature électronique

■ Couplage direct au système MES SIMATIC IT par le biais d'interfaces système internes

© Siemens AG 2009

Page 61: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control 61

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

SIMATIC Route Control (RC) est une extension multi-applications 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 maillés de tuyauteries.

SIMATIC Route Control permet à SIMATIC PCS 7 d'automatiser non seulement les processus de production et les installations de stockage correspondantes, mais aussi les transports de ma-tières qui les relient.

SIMATIC Route Control maîtrise aussi bien l'exploitation de sections de transport directes que de réseaux complexes. SIMATIC Route Control est plus particulièrement prédestiné aux installations disposant de réseaux de conduites ramifiés ou d'un nombre important de capacités de stockage, comme c'est notamment le cas dans la chimie, la pétrochimie et l'in-dustrie des boissons ou l'agroalimentaire.

Le domaine d'application de SIMATIC Route Control s'étend des petites installations avec des conduites simples/statiques aux installations de moyenne et grande envergure compre-nant d'importants réseaux de voies de transport et de réseaux de transports/tuyauteries.

SIMATIC Route Control convient particulièrement dans les conditions 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)

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

• Projets d'installations en association avec SIMATIC BATCH

Système multiposte SIMATIC PCS 7 avec SIMATIC Route Control

Architecture modulaire

SIMATIC Route Control est représenté par les modules logiciels suivants :

• Route Control Engineering (composant du système d'ingénierie SIMATIC PCS 7)

• Route Control Server • Route Control Center (RCC)

Grâce à la modularité et à une évolutivité à trois niveaux (maximum de 300 transports simultanés de matières), SIMATIC Route Control peut être adapté de manière flexible à différentes tailles et architectures d'installations (systèmes mono ou multipostes).

Intégration dans SIMATIC PCS 7

Le logiciel Route Control Engineering, composé d'un outil d'ingénierie, 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), sur une SIMATIC PCS 7 BOX 416 ou SIMATIC PCS 7 LAB. Toutefois, ce sont les systè-mes multipostes répartis avec une architecture clients/serveur qui sont typiques de l'automatisation des transports de matiè-res avec SIMATIC Route Control. Ces configurations peuvent être étendues jusqu'à 32 clients par serveur.

Clients SIMATIC Route Control et clients OS

Contrôleurs

Serveur Route Control

Serveur OS

Station d'ingénierie

Réseau de terminaux

Réseau procédé

© Siemens AG 2009

Page 62: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control62

SIMATIC Route Control Engineering

SIMATIC PCS 7 prend en charge des systèmes multipostes pou-vant comporter jusqu'à 12 serveurs/paires de serveurs. Dans le cas de systèmes multipostes avec des capacités fonctionnel-les réduites, il est possible d'exploiter les serveurs Route Con-trol, Batch et OS sur une plate-forme matérielle commune. L'installation des sous-systèmes sur des serveurs ou paires de serveurs distincts permet cependant d'obtenir une disponibili-té plus élevée 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.

SIMATIC Route Control peut fonctionner avec les contrôleurs suivants du système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 :

Sur la vue de process du système opérateur SIMATIC PCS 7, chaque bloc fonctionnel gestionnaire de section est représen-té par une icône de bloc RC et une face avant RC. La sélection des positions (appelées aussi nœuds ou "Locations") est facili-tée par des listes déroulantes. Les nœuds des sous-sections et des sections sont les paramètres de requête d'un transport de matières (source, destination, nœuds intermédiaires/via), qui repèrent le début et la fin de chaque sous-section et par con-séquent la source et la destination d'un transport de matières.

Le contrôle d'accès et la gestion des droits d'utilisateur 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

L'extension Route Control augmente les capacités fonction-nelles de l'installation standard du poste de développement SIMATIC PCS 7 et les blocs de la bibliothèque standard 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 matiè-

res pour les tronçons de transport)

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 con-figuration RC et pour la configuration de sections de transport 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.

Contrôleurs SIMATIC PCS 7

Transports simultanés de matières max.

AS 416-3 jusqu'à 30

WinAC Slot 416 de SIMATIC PCS 7 BOX 416 et SIMATIC PCS 7 LAB

jusqu'à 30

AS 417-4 et AS 417H jusqu'à 300

© Siemens AG 2009

Page 63: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control 63

Outil d'ingénierie Route Control

Après l'importation des données de configuration RC d'un projet PCS 7 dans un projet RC, la configuration des objets spécifiques RC s'effectue à l'aide de l'outil d'ingénierie Route Control :

• Sous-sections : La subdivision des sections de transport en sous-sections garantit, par effet de multiplication, l'accrois-sement de la flexibilité et la minimisation des tâches de configuration. Paramètres significatifs des sous-sections: "bidirectionnel" et "priorité" (le total minimal des priorités des sous-sections détermine l'affectation de la section glo-bale lors de la recherche d'itinéraire).

• Interconnexions : Par l'intégration dans une sous-section, les éléments RC sont dotés, selon leur type, de propriétés supplémentaires qui peuvent être modifiées via la boîte de dialogue de configuration (par ex. "Fermer le système de distribution/alimentation" en réglage de base).

• Catalogues de fonctions : Sur la base des caractéristiques technologiques et spécifiques aux produits, les sous-sec-tions sont assignables à des catalogues de fonctions, par ex. "Nettoyage" ou " Transport de produits". Lors de la re-cherche d'itinéraires, les catalogues de fonctions permet-tent de limiter l'ensemble des résultats au type de transport de matières.

• Niveaux fonctionnels/fonctions d'exécution : Chaque cata-logue de fonctions regroupe un maximum de 32 fonctions d'exécution configurables propres aux applications techno-logiques, 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/alimentations de transport, l'ouverture du système de distribution/alimenta-tion source, l'activation des pompes).

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.

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 don-nées 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 et verrouillage des sous-sections en cas de cycles de transport de matières in-compatibles, sur la base de la codification des matières mé-morisée dans l'élément de jonction de la sous-section

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

Route Control Center (RCC)

Route Control Center (RCC)

Le RCC est sélectionné depuis la face avant 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 ca-ractéristiques fonctionnelles :

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

• Sélection du mode de fonctionnement manuel/automati-que

• Commande du transport de matières sélectionné 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 sec-

tions 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"

© Siemens AG 2009

Page 64: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Commande du transport de matières avec SIMATIC Route Control64

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 Con-trol Center, en temps utile du point de vue du processus. Les nouvelles données sont ensuite prises en compte dans la re-cherche d'itinéraires.

Le serveur Route Control fournit les données nécessaires aux clients Route Control (Route Control Center) et assure la trans-mission des interventions de conduite aux contrôleurs.

En cas de requête d'un transport de matières, une demande d'itinéraire est réalisée sur le Route Control Center (RCC) soit par l'automate, soit par l'opérateur. Celle-ci inclut l'indication de la source, de la destination et d'un maximum de 10 nœuds optionnels (nœuds intermédiaires) ainsi que l'application d'un

signal de démarrage au bloc gestionnaire de section du con-trôleur. Le serveur RC démarre alors la recherche d'itinéraire et réunit (si possible) les sous-sections définies statiquement en une section de transport complète. A partir de là, Route Control assure la commande et la surveillance de tous les éléments RC intervenant dans la section de transport. La com-mande de l'installation se contente d'activer les différentes fonctions technologiques. En cas d'occurrence d'erreurs, des informations de diagnostic détaillées informent l'opérateur sur leur cause, par exemple la raison du non-aboutissement de la recherche d'itinéraire.

Pour les interventions de maintenance, il est possible de met-tre de manière ciblée un contrôleur sur "En maintenance" (out of service). Les transports de matières en cours d'exécution dans ce contrôleur sont alors achevés, mais aucun nouveau transport n'est plus autorisé.

Points forts SIMATIC Route Control

■ Architecture flexible et modulaire avec matériel et logiciel modulables pour systèmes monopostes et multipostes– Adaptation optimale à la taille des installations et

aux exigences particulières– Se développe en même temps que l'installation,

aucun surdimensionnement onéreux

■ 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 – Pas d'interface spécifique au client– Aucune configuration double – Intégration ultérieure possible à des projets exis-

tants

■ Association avec SIMATIC BATCH possible

■ Transparence des installations– Représentation identique du réseau de transport

de l'installation sous forme de sous-sections– Simplicité d'allocation des éléments RC aux sous-

sections à l'aide des plans d'installation

■ Réaction rapide aux modifications de l'installation lors de la configuration, de la mise en service ou de l'exécution (par exemple distributeurs/alimentations supplémentaires)

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

■ Réduction des tâches de configuration et des délais de mise en service – Subdivision en sous-sections et configuration de

ces dernières par multiplication – Exportation des données de configuration dans

Microsoft Excel et réimportation des données Excel modifiées

– Suppression des tâches complexes et répétitives grâce à l'assistant RC

– Encapsulation des fonctionnalités du point de vue du programme utilisateur, commande centralisée

■ Transports de matières utilisant des sous-sections communes (plusieurs sources ou destinations avec possibilité de commutation sans à-coup)

■ Prise en compte de la compatibilité des matières afin d'éviter des mélanges ou les cycles de traitement non souhaités

■ Calcul automatique des quantités de reflux

■ Journalisation des itinéraires avec fonctions de fil-trage ; sortie sur moniteur et édition sur imprimante

■ Test hors ligne pendant la configuration pour contrô-ler l'intégralité et identifier les combinaisons contra-dictoires ou non voulues

■ Diagnostic détaillé des erreurs de requête de trans-port de matières et des transports de matières en cours de réalisation

© Siemens AG 2009

Page 65: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation 65

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

L'industrie de procédés est souvent caractérisée par des processus de production complexes, incluant le traite-ment ou la fabrication de mélanges et de matériaux explo-sifs ou dangereux pour la santé. Une défaillance ou une erreur peut avoir des conséquences fatales.

La technique de sécurité a donc pour objet de minimiser les dangers potentiels pour les personnes, les installations et l'en-vironnement grâce à des dispositifs techniques, sans entraver le processus de production. Pour y satisfaire, il faut un système de sécurité fiable (système instrumenté de sécurité, SIS) pou-vant, au besoin et à tout moment, mettre automatiquement l'installation dans un état sûr, assurer la poursuite de l'exploi-tation dans des conditions définies et limiter les répercussions négatives éventuelles d'une problème lié à la sécurité.

Basé sur le système de sécurité de Siemens, Safety Integrated for Process Automation est une offre complète de produits et de services destinée aux applications sûres et tolérantes aux pannes dans l'industrie de process. Elle comprend l'ensemble des fonctionnalités de sécurité, de l'instrumentation sûre pour l'acquisition et la conversion des signaux à l'automate sûr et tolérant aux pannes et aux actionneurs, par ex. positionneurs, vannes ou pompes.

Mais c'est en combinaison avec SIMATIC PCS 7 que l'énorme potentiel de Safety Integrated for Process Automation peut être pleinement exploité. Grâce à la modularité et à la 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 con-trôle de procédés, mais aussi le degré de redondance pour les contrôleurs, le bus de terrain et la périphérie de procédé (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 tel-les que par ex. :

• CEI 61508 (jusqu'à SIL 3) – norme de base pour les spécifi-cations ainsi que l'étude et le fonctionnement des systèmes de sécurité

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

© Siemens AG 2009

Page 66: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation66

Safety Integrated for Process Automation avec SIMATIC PCS 7

Safety Integrated for Process Automation – gamme de produits pour SIMATIC PCS 7

Contrôleurs AS 412F/FH AS 414F/FHAS 417F/FH

Contrôleurs de sécurité et tolérants aux pannes pour l'entrée de gamme, le milieu et le haut de gamme en configuration simple ou re-dondante (jusqu'à SIL 3).

Ingénierie La configuration des fonctions de sécurité s'effectue avec Conti-nuous Function Chart (CFC) ou SIMATIC Safety Matrix (matrice causes & effets) et avec des blocs fonctionnels certifiés par le TÜV (jusqu'à SIL 3).

SIMATIC ET 200 ET 200MPériphérie modulaire pour les applications à haute densité de voies, avec modules d'entrées et de sorties TOR et modules d'entrées ana-logiques (jusqu'à SIL 3).

ET 200SPériphérie à modularité granulaire avec modules d'entrées et de sor-ties TOR ainsi que départs-moteurs de sécurité (jusqu'à SIL 3).

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

Instrumentation de process/Appareils de process

Instruments/appareils de process sûrs sur PROFIBUS PA :transmetteur de pression SITRANS P DS III (SIL 2) sur PROFIBUS PA avec PROFIsafe (proven in use SIL 2)

Instruments/appareils de process sûrs pour la connexion à des sta-tions ET 200M distantes : Pointek CLS 200/300 analogique (SIL 2), Pointek ULS 200 (SIL 1), SITRANS P DS III analogique/HART (SIL 2), SITRANS TW Series (SIL 1), SIPART PS2, 2/4 fils (SIL 2)

Applications

- Test de course partielle- Bibliothèques de brûleurs

Blocs fonctionnels et blocs de vues préconfigurés pour le test en ligne de vannes, pour le diagnostic préventif des vannes sans arrêt de la production

Bibliothèques avec blocs fonctionnels certifiés par le TÜV pour les systèmes de gestion des brûleurs

S

© Siemens AG 2009

Page 67: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation 67

Variantes de configuration pour les systèmes de sécurité SIMATIC PCS 7

De façon générale, on différencie deux variantes à tous les niveaux d'architecture d'un système SIMATIC PCS 7 basé sur Safety Integrated for Process Automation :

• Configuration monocanal non redondante• Configuration redondante, à haute disponibilité et tolé-

rante aux pannes

Ces deux variantes sont très flexibles et disposent d'une grande adaptabilité aux exigences spécifiques des clients. Aux différents niveaux de l'architecture (contrôleurs, bus de terrain, périphérie décentralisée), on dispose des alternatives de configuration représentées sur la figure ci-après, en fonc-tion 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 seu-lement dans la périphérie décentralisée, mais aussi au niveau des contrôleurs, où elles peuvent être regroupées dans un sys-tème ou être séparées. A ceci s'ajoutent les nombreuses pos-sibilités résultant de l'utilisation de la redondance modulaire flexible (Flexible Modular Redundancy).

Contrôleurs de sécurité

Les contrôleurs de sécurité SIMATIC PCS 7 sont disponibles en deux variantes :

• Station monoposte AS 412F/AS 414F/AS 417F avec seulement une CPU, de sécurité

• Station redondante AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH avec deux CPU redondantes, 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 200M/S, ou par le biais de transmetteurs de sécurité raccordés directement via un bus de terrain, ils détectent aussi bien les défauts au niveau du procédé que leurs propres défauts internes et mettent l'installation automatiquement dans un état sûr en cas de défaillance. Les programmes de sécurité exécutés sur les divers contrôleurs d'une installation ont aussi la possibilité de communiquer entre eux en mode sécurité via le réseau procédé Industrial Ethernet.

ET 200MET 200M

ET 200M

ET 200M

ET 200MET 200M

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200S

ET 200S

ET 200M

AS 412F/AS 414F/AS 417F

AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH

AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH

PROFIBUS DP

Modules F Modules F

Active Field Splitter

Active Field Distributors

Modules standard et F Modules standard et F

Redondance modulaire flexible au niveau des modules ou des appareils

Modules standard et F

Modules standard et F

Modules standard

Modules standard

Redondance de modules ou de voie via plusieurs stations séparées

DP/PA Link

Link DP/PAavec coupleurs DP/PA redondants

Link DP/PAavec coupleurs DP/PA redondantsLink DP/PA

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

© Siemens AG 2009

Page 68: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation68

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 contrôleurs, bus de terrain et périphérie, et adapté à l'instrumentation de terrain. Il est ainsi possible de réaliser des architectures tolérantes aux pan-nes, adaptées aux différentes tâches et qui tolèrent plusieurs défauts survenant simultanément. Comme la FMR ne met la redondance à disposition que là où elle nécessaire, on peut obtenir des applications de sécurité plus attrayantes et plus économiques en comparaison avec les architectures conven-tionnelles 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, jusqu'en zone Ex 2, des applications de sécurité et tolérantes aux pannes avec un appareillage et un câblage réduits, avec une minimi-sation des coûts.

1oo1 LS

2oo3 PT

Triple Simple

1oo2 Débit

Double

Automate S7-400FH

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

Automate S7-400FH

Link DP/PA avec des coupleurs DP/PA redondants

© Siemens AG 2009

Page 69: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation 69

Outils d'ingénierie pour les fonctions de sécurité

Ingénierie d'applications de sécurité avec CFC

Pour la configuration et la programmation des contrôleurs de sécurité AS 412F/FH, AS 414F/FH et AS 417F/FH, Siemens met à disposition la bibliothèque de blocs F intégrée à S7 F Systems et la matrice SIMATIC Safety Matrix.

S7 F Systems avec bibliothèque de blocs F

L'outil d'ingénierie S7 F Systems permet de paramétrer les contrôleurs AS 412F/FH, AS 414F/FH et AS 417F/FH et les mo-dules F de sécurité de la gamme ET 200M/S. La configuration est prise en charge via les fonctions de :

• comparaison de programmes de sécurité,• détection des modifications des programmes F par total

de contrôle,• Séparation des fonctions de sécurité et des fonctions

standard

Un mot de passe permet de protéger l'accès aux fonctions F. La bibliothèque de blocs F intégrée à S7 F Systems contient des blocs fonctionnels préconfigurés permettant de créer des applications de sécurité à l'aide de CFC ou de Safety Matrix, basé sur CFC. Les blocs F certifiés sont particulièrement robus-tes et identifient les erreurs contenues dans les programmes comme la division par zéro ou le dépassement des plages de valeurs. Ils évitent la programmation diversitaire pour la dé-tection des défauts et le déclenchement des réactions corres-pondantes.

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 CFC, 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 exploita-tion et maintenance. L'outil, basé sur le principe éprouvé de matrice de causes et d'effets, convient tout particulièrement aux procédés pour lesquels des conditions définies 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 (entrées), configure leur type et leur nombre, les combinai-sons logiques, les éventuels temporisations et verrouillages, ainsi que les erreurs pouvant être tolérées (le cas échéant). Il définit ensuite, dans les colonnes verticales, les réactions (sorties) à un événement donné.

Pour connecter les évènements et les réactions, il suffit de cliquer sur la cellule au point d'intersection de la ligne et de la colonne. A partir de ces données, Safety Matrix génère automatiquement des programmes CFC de sécurité comple-xes. Le configurateur n'a pas besoin de connaissances spé-ciales en programmation et peut se concentrer pleinement sur les exigences de sécurité de son installation.

© Siemens AG 2009

Page 70: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation70

PROFIsafe,modules de périphérie de sécurité

PROFIBUS avec PROFIsafe

Pour la communication de sécurité entre la CPU du contrôleur et la périphérie de sécurité, le PROFIBUS standard est utilisé en association avec le profil PROFIsafe. Cette solution prend en charge l'exploitation des composants standard et des compo-sants de sécurité sur un même bus. Un bus de sécurité distinct et onéreux est superflu.

Le profil PROFIsafe est implémenté comme couche logicielle supplémentaire dans les appareils/systèmes sans modifier les mécanismes de communication standard de PROFIBUS. Avec PROFIsafe, des informations supplémentaires sont ajoutées au télégramme. Elles permettent de détecter et de compenser les erreurs de transmission du partenaire de communication PROFIsafe (retard, ordre incorrect, répétition, perte, adressage incorrect ou altération des données).

Modules F de sécurité

Les fonctions de sécurité des contrôleurs F/FH sont parfaite-ment adaptées aux modules de périphérie de sécurité de l'ET 200M et de l'ET 200S. Les modules de signaux F redon-dants de la périphérie ET 200M/S (E TOR/S TOR/E ANA) peu-vent diagnostiquer aussi bien les défauts internes qu'externes. Ils exécutent des autotests (court-circuit ou rupture de fil, par exemple) et surveillent de manière autonome les durées de discordance paramétrées.

Les modules d'entrées supportent, selon le modèle, l'analyse 1oo1 et 2oo2 sur le module. La CPU se charge des autres analyses, par ex. l'analyse 2oo3 pour les entrées analogiques. Les modules de sortie TOR permettent, lorsque la sortie est défectueuse, une coupure sûre via une deuxième voie de déclenchement.

Modules de signaux F pour l'ET 200M

Entrées TOR SM 326 F

Entrées TOR SM 326 F NAMUR [EEx ib]

Sorties TOR SM 326 F

Sorties TOR SM 326 F

Entrées ANA SM 336 F HART

Nombre d'entrées/sorties jusqu'à

24 (monocanal, cap-teurs SIL 2)

12 (bicanal, capteurs SIL 3)

8 (monocanal)4 (bicanal)

10, séparation gal-vanique par grou-pes de 5

commutation P/P

8, séparation gal-vanique par grou-pes de 4

commutation P/M

6 (monocanal)3 (bicanal)

15 bits + signe

Connexion 2 ou 4 fils

Classe de sécurité maximale possible selon CEI 61508/EN 954-1

monocanal/1oo1 : SIL 2bicanal/2oo2 : SIL 3

monocanal/1oo1 : SIL 2bicanal/1oo2 : SIL 3

SIL 3 SIL 3 SIL 3 (monocanal/1oo1 et bi-canal/1oo2)

Tension d'entrée ou de sor-tie

24 V CC NAMUR 24 V CC 24 V CC –

Courant d'entrée ou de sor-tie

– – 2 A par voie à l'état log. "1"

2 A par voie à l'état log. "1"

4 ... 20 mA ou 0 ... 20 mA

Alimentation des capteurs résistante aux courts-cir-cuits

4 pour respectivement 6 voies, séparation gal-vanique par groupes de 2

8 pour respectivement 1 voie, séparées galva-niquement entre elles

– – 6 pour respectivement 1 voie

Redondance par voie par voie par voie – par voie

Diagnostic du module et des voies

4 4 4 4 4

Dimensions 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 40 x 125 x 120

Modules d'alimentation PM-E pour modules électroniques ET 200S

Tension d'alimentation 24 V CC/10 A 24 … 48 V CC ; 24 … 230 V CA ; avec fusible

Domaine d'application tous les types de modules électroniques, également de sécurité (4/8 E TOR F, 4 S TOR F) ; restrictions liées à la plage de tension

Diagnostic Tension de charge Tension de charge et fusible

Modules électroniques de sécurité ET 200S (modules F)

Types de modules Entrées TOR 4/8 E TOR F Sorties TOR 4 S TOR F

Nombre d'E/S 4 (bicanal/1oo2 pour capteurs SIL 3),8 (monocanal/1oo1 pour capteurs SIL 2)

4 sous 24 V CC/2 A, commutation P/M, jusqu'à SIL 3P/M : pour charges non mises à la terre (masse et terre séparées)

Tension d'entrée ou de sortie 24 V CC

Diagnostic du module et des voies

4 4

© Siemens AG 2009

Page 71: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Safety Integrated for Process Automation 71

Départs-moteurs F de sécurité pour ET 200S

• Module d'alimentation PM-D F PROFIsafe pour départs moteur Failsafe

• Départ-moteur de sécurité 7,5 kW maximum, possibilité d'extension avec le module Brake Control- Démarreur direct F-DS1e-x- Démarreur inverseur F-RS1e-x

Les départs-moteurs de sécurité ET 200S peuvent être coupés de manière sélective via le module d'alimentation PM-D F PROFIsafe en amont, par un signal de coupure. En plus d'une combinaison disjoncteur/contacteur, les départs-moteurs de sécurité comportent un dispositif d'évaluation électronique de sécurité pour la détection de défauts. En cas de défaillance d'un contacteur lors d'un arrêt d'urgence, l'électronique d'éva-luation détecte le défaut et déclenche le disjoncteur du dé-part-moteur dans les conditions de sécurité.

Appareils PROFIBUS PA pour la réalisation de coupures de sécurité

• SITRANS P DS III PROFIsafe

Le transmetteur de pression numérique SITRANS P DSIII est le premier appareil PROFIBUS PA existant sur le marché adapté aux coupures de sécurité de niveau SIL 2, selon CEI 61508/ CEI 61511-1. Siemens a donc équipé son transmetteur de pression standard (pression absolue et pression différentielle) d'un driver PROFIsafe.

Dans une application de sécurité, le transmetteur de pression peut être connecté à un AS 412F/FH, AS 414F/FH ou AS 417F/FH via PROFIBUS PA. L'entrée TOR du positionneur PROFIBUS PA électropneumatique SIPART PS2 PA peut être uti-lisée pour réaliser une coupure sûre.

En configuration redondante diversitaire, les circuits de mesu-re sont réalisables jusqu'au niveau SIL 3.

Points forts Process Safety

■ Safety Integrated for Process Automation est une offre complète de produits et de services pour des applications sûres, à tolérance aux pannes et à haute disponibilité dans l'industrie de process – Réalisation, utilisation et maintenance simples

d'applications de sécurité – Aptitude aux innovations grâce à une grande faci-

lité d'adaptation en cas de modifications des con-ditions

– Fiabilité grâce à l'élimination des dangers et des risques

■ 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 contrô-leur : niveau de sécurité SIL 3, AK 6 possible avec une seule CPU

– Communication standard et communication de sécurité entre les contrôleurs et la périphérie décentralisée via un bus de terrain PROFIBUS com-mun avec PROFIsafe – un bus de sécurité séparé n'est pas nécessaire

– Coexistence des modules de périphérie standard et de sécurité dans les stations ET 200M/S

– Gestion des données cohérente pour l'automatisa-tion Basic Process Control et de sécurité, incluant la visualisation du procédé et le diagnostic – aucune manipulation de données fastidieuse

■ Intégration de l'application de sécurité à la visualisa-tion conviviale du procédé sur le poste opérateur SIMATIC PCS 7

■ La configuration des fonctions de sécurité fait partie de la configuration cohérente du système à l'aide du système d'ingénierie PCS 7 – Ancrage de S7 F Systems, CFC et SIMATIC Safety

Matrix dans le jeu d'outils d'ingénierie – Configuration des fonctions Basic Process Control

et de sécurité à l'aide d'un seul outil d'ingénierie : CFC

– Safety Matrix pour la réalisation de fonctions de sécurité sans connaissances spéciales en program-mation : plus rapidement, plus simplement et plus confortablement encore qu'avec CFC

■ Prise en compte automatique des messages de défaut relatifs à la sécurité dans la visualisation de procédé, avec horodatage identique

■ Diagnostic et maintenance cohérents, du capteur/ actionneur au système opérateur, en passant par le contrôleur

■ Intégration de la technique de sécurité au diagnostic et à la maintenance à l'aide de PCS 7 Asset Manage-ment

■ 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 2009

Page 72: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Optimisation avec Advanced Process Control72

Optimisation avec Advanced Process Control

Dans le cas de procédés complexes, les concepts de régulation 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, qui permettent une description mathématique des pa-ramètres de process, même pour les interactions complexes, offrent des possibilités beaucoup plus vastes. Avantages dé-coulant de l'utilisation des fonctions de régulation perfection-nées :

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

• Baisse sensible de la consommation d'énergie et de matiè-res premières

• Augmentation du rendement et de la qualité des produits• Allègement de la charge de travail des opérateurs

A côté 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 également à disposition des blocs fonctionnels et des modèles pour des fonctions de régulations perfectionnées, et ce sans supplément de prix :

• Adaptation commandée (Gain Scheduling : GainSched) • Régulation prioritaire (Override Control) • Compensation de perturbation dynamique

(Lead-Lag/Feed-Forward Control)• Optimisation des régulateurs PID (PID Tuning)• Surveillance de la qualité de régulation (Control Perfor-

mance Monitoring : ConPerMon)• Prédicteur de Smith (Smith Predictor)• Régulation prédictive de grandeurs multiples basée sur un

modèle (Model-based Predictive Control: ModPreCon)

Avec ces modèles de solutions standard, il est possible de réa-liser des applications APC sophistiquées déjà pour les petites et moyennes installations. Un type de point de mesure APC standard, sélectionné dans la bibliothèque en fonction de la tâche de régulation, peut être modifié aisément pour la déter-mination de solutions optimales en vue de la résolution de tâches spéciales.

D'autres fonctions de régulation plus performantes peuvent non seulement être connectées au travers d'interfaces, com-me c'est habituellement le cas, mais aussi être intégrées direc-tement dans le système de contrôle de procédés sous forme de produits Add-On, par ex. : • Fuzzy Control++• Capteurs logiciels (Presto)• Régulateur multivariable prédictif basé sur un modèle

(INCA)• Régulateur adaptif (ADCO)

Adaptation commandée (Gain Scheduling)

Le bloc GainSched autorise un réglage variable des paramè-tres de régulation en fonction du point de fonctionnement, dans les systèmes réglés non linéaires.

Comme dans le cas du bloc Polygone, il peut, à partir d'une grandeur d'entrée mesurable en continu (grandeur de mesure X) décrivant l'état du processus, calculer au niveau de trois points de fonctionnement des grandeurs de sortie ser-vant de paramètres de régulation à un bloc de régulation con-necté. L'interpolation linéaire garantit des transitions en dou-ceur et sans à-coups entre les points de fonctionnement. Le bloc GainSched modifie donc les paramètres de régulation du régulateur PID associé en fonction de l'allure de la grandeur de mesure X.

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

fonctionnement • Exemples d'application :

- Régulation de la valeur pH (neutralisation) avec courbe de titration non linéaire

- Régulation de la température de chaudières- Procédés batch avec réactions chimiques (cinétique de

réaction non linéaire)

Grandeur de mesure (X)

Jeux de paramètres de régulateurValeur de

consigne

GainScheduler

RégulateurPID Processus

Valeur réelle

Grandeur réglante

© Siemens AG 2009

Page 73: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Optimisation avec Advanced Process Control 73

Régulation prioritaire (Override Control)

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

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

• Le régulateur actif peut être par exemple déterminé sur la base des éléments suivants :- Grandeurs de sortie mesurables, par ex. l'une des gran-

deurs réglantes- Valeurs de réglage des régulateurs

• Exemples d'application :- Grandeur réglante primaire : débit

Grandeur réglante secondaire : limitation de pression (sécurité)

- Grandeur réglante primaire : pression vapeurGrandeur réglante secondaire : niveau de remplissage

Compensation de perturbation dynamique (Lead-Lag/Feed-Forward Control)

Le 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 modèle et aux perturbations non mesurables. La fonction de transfert gz(s) pour les répercussions sur le procédé de la grandeur perturbatrice mesurable peut être déterminée en mode manuel du régulateur. On peut en dériver la fonction de transmission c(s) pour l'organe de commande en vue de la compensation de la perturbation.

• Compensation de défauts importants mesurables• Les défauts sont supprimés avant l'apparition de répercus-

sions négatives• Exemples d'application :

- Régulation de température sur un four industriel (gran-deur perturbatrice : débit)

- Régulation de la concentration dans un réacteur à agita-tion (grandeur perturbatrice : concentration de l'alimen-tation)

Optimisation de régulateurs PID (PID Tuning)

Grâce à une procédure expérimentale, un modèle de régula-tion est tout d'abord créé à l'aide de l'outil PID Tuner intégré dans le système d'ingénierie. A partir de là, il est possible de déterminer, selon une démarche définie, les paramètres optimum du régulateur. On différencie ici le comportement optimal du régulateur en cas de défaut et le comportement de conduite optimal du régulateur.

• Optimisation des boucles de régulation PID• Utilisable pour les régulateurs PID standard et les blocs

provenant de bibliothèques spécifiques utilisateur• Simulation de boucles de régulation fermées• Exemple d'application : Optimisation des paramètres de

régulateurs PID dans tous types d'applications

+ –

+

Processus

Régulateur PID 1(par ex. FIC)

Logiquedécisionnelle

Valeur de consigne

Valeur de consigne

Régulateur PID 2(par ex. PIC)

+ – ++

++

Valeur réelle

Valeur de consigne

Grandeur perturbatrice

Grandeur réglante

Compensationc(s)

Processusg(s)

Régulateur PID

Fonction detransmission des perturba-

tions gz(s)

+ –ProcessusRégulateur

PID

Valeur de consigne

Valeur réelle

PID Tuner

Grandeurréglante

Paramètresde régulateur

© Siemens AG 2009

Page 74: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Optimisation avec Advanced Process Control74

Surveillance de la qualité de régulation (Control Performance Monitoring)

La valeur de consigne, la valeur de mesure et la valeur de ré-glage du bloc de régulation (par ex. bloc PID) sont intercon-nectées au bloc ConPerMon qui calcule la qualité de la régula-tion. En fonction de l'écart par rapport à la valeur de référence, par ex. la qualité de la régulation lors de la mise en service, le bloc peut émettre un message d'avertissement ou d'alarme. Les blocs de vues de toutes les surveillances de qualité de ré-gulation d'une installation ou d'une unité peuvent être repré-sentés sous forme de vue synoptique dans les vues OS, 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 d'une installation

selon les critères suivants :- Priorité la plus élevée pour l'optimisation- Détection précoce des défauts

• Seuils d'alarme configurables pour les écarts-type et les dé-passements en vue la maintenance préventive et de la loca-lisation rapide des défauts

• Evaluation graphique• Exemple d'application : Grandes installations comportant

de nombreuses boucles de régulation, par ex. raffineries

Blocs de vues pour ConPerMon (vue des valeurs de consigne et vue stan-dard)

Prédicteur de Smith (Smith Predictor)

En alternative à un régulateur prédictif basé sur un modèle, le prédicteur de Smith permet d'améliorer sensiblement la quali-té de régulation dans le cas de procédé à contrôler ayant des temps morts longs et relativement constants. Grâce à l'élimi-nation des temps morts à l'aide d'un modèle de procédé fonc-tionnant parallèlement au procédé réel, le régulateur peut être conçu pour un procédé sans temps morts et réglé de façon plus efficace.

• Pour les procédés avec des temps morts prolongés, connus et en général constants ; concept "Internal Model Control" :- Fonctionnement du modèle de procédé parallèlement au

procédé réel- Transfert de la grandeur réglante virtuelle sans temps

morts depuis le modèle de procédé vers le régulateur- Transfert de l'écart entre la valeur de mesure effective de

la grandeur réglante et la valeur virtuelle avec temps mort à la sortie du modèle

• Conception d'un régulateur PI(D) :- Basé sur la partie sans temps morts du modèle de

procédé- Permet un réglage beaucoup plus précis du régulateur

• Exemples d'application :- Polymérisation- Réglage de valeurs d'analyse (sur la base du temps mort

des analyses)- Régulation de température par alimentation d'eau ou de

vapeur et via des échangeurs de chaleur externes

+ –ProcessusRégulateur

PID

Valeur de consigne Valeur réelle

ConPerMon

Control Performance Index

Grandeurréglante

++ – –e-θs

+–e-θs

Processusg(s)

RégulateurPID

Valeur réelle

Valeur de consigne

Modèlegm(s)

Grandeurréglante

Temps mort

Processus

© Siemens AG 2009

Page 75: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Optimisation avec Advanced Process Control 75

Blocs de vues pour ModPreCon (vue standard, icône de bloc, vue des paramètres)

Régulation de grandeurs multiples prédictive basée sur un modèle (Model-based Predictive Control, MPC)

Dans les procédés complexes, le régulateur multivariable prédictif basé sur modèle ModPreCon analyse séparément, sur une période prolongée, le comportement d'un maximum de quatre grandeurs interdépendantes. ModPreCon utilise la matrice de paramètres calculée à partir des résultats pour la régulation optimisée de ces grandeurs, éliminant ainsi les réactions variables intervenant lors de la régulation séparée des grandeurs interdépendantes.

• Fonction APC haute performance• Applications MPC graduables :

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

• Compact et simple d'utilisation ; ne nécessite ni surveil-lance de la communication ni stratégies de sauvegarde

• Exemples d'application :- Application 2 x 2 : distillation deux substances, fabrica-

tion de papier, système à deux réservoirs- Application 3 x 2 : procédé de blanchiment de l'acier- Application 3 x 3 : réacteur à boucle, évaporateur,

colonne de distillation- Application 3 x 4 : broyeur de ciment- Application 4 x 4 : distillation trois substances, évapora-

teur au gaz liquide, four à 4 brûleurs

MV2

MV1

CV1

CV2

DV1

++ +

++ +

ModPreCon

G(1,d)

G(1,1)

G(2,1)

G(1,2)

G(2,2)

G(2,d)

© Siemens AG 2009

Page 76: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl76

Téléconduite 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 for-tement disséminées. L'objectif est ici de relier les stations permettant la conduite et la surveillance des unités dis-tantes, dont le degré de complexité de l'automatisme est généralement faible ou moyen, au système de contrôle global via un réseau étendu (Wide Area Network) par le biais de protocoles de téléconduite.

Les solutions conventionnelles mettent en œuvre un système de contrôle de procédés pour le contrôle des unités complexes ainsi que des RTU (Remote Terminal Units) plus simples pour les stations déportées. Les deux sections, configurées indivi-duellement, sont ensuite fédérées dans un système de con-duite réseau de niveau supérieur. En intégrant directement l'automatisation des stations distantes dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, SIMATIC PCS 7 TeleControl permet des solutions beaucoup plus efficaces. La fédération au sein d'un système de conduite de niveau supérieur est rendue superflue, le système de contrôle de procédés combiné ainsi formé apporte des avantages substantiels en termes de gestion des données et d'envi-ronnement de développement homogène.

L'intégration dans le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 peut être réalisée sous la forme d'une station opérateur aussi bien monoposte que serveur (redondance possible en option). Aucun contrôleur supplémentaire n'est requis pour la mise en forme et le regroupement des données issues des stations de téléconduite.

La station opérateur PCS 7 TeleControl sera préférentiellement réservée à la téléconduite (dédiée). Dans le cas de capacités fonctionnelles modestes, il est néanmoins possible d'ajouter un second canal de communication pour accéder aux parties d'installation centrales SIMATIC PCS 7 (fonctionne-ment bi-voie/Double Channel).

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 vues process des clients OS autorisent l'affichage, au sein d'une même vue, de données en provenance des contrôleurs du système SIMATIC PCS 7 ainsi que celles des stations extérieures du système de téléconduite. Les données sont issues soit d'un serveur à fonc-tionnalité bi-voie, soit de deux serveurs distincts.

WAN

WAN WAN

WAN

S7-300 + CP 343

S7-400 + CP 443S7-400

+ TIM 4R-IE

S7-300 + TIM 3V-IE

S7-300 + TIM 3V-IE

S7-400 + TIM 4R-IE

S7-400 + CP 441

S7-300 + CP 341

PCS 7 TeleControl Serveur OS

Station d'ingénierieClients PCS 7 OS

Station monoposte PCS 7 OS

(dédiée ou double voie)

TIM 4R-IE SINAUT central

Stations extérieures TeleControl fortement disséminées

Stations extérieures TeleControl fortement disséminées

Stations extérieures TeleControl fortement disséminées

TIM 4R-IE SINAUT central

Routeur WANTCP/IP

Convertisseur TCP/IP ↔ série

CommunicationSINAUT ST7 via TCP/IP

Communication sérieSINAUT ST7

Communication TCP/IP : Modbus

Communication série : Modbus

RTU d'origine tierceRTU d'origine tierce

ET 200S avec CPU PN intégrée

ET 200S avec CPU intégrée + interface série

© Siemens AG 2009

Page 77: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Téléconduite avec SIMATIC PCS 7 TeleControl 77

Les blocs logiciels SIMATIC PCS 7 TeleControl pour le traite-ment et l'affichage des données sur la station opérateur PCS 7 TeleControl (monoposte/serveur) sont gérés dans une biblio-thèque, en commun avec les blocs de diagnostic et de com-munication. Ces blocs prennent en charge aussi bien la philo-sophie de conduite de SIMATIC PCS 7 au moyen d'icônes et de faces avant que la hiérarchie des messages de défaut. Au besoin, la bibliothèque de base fournie peut être étendue par de nouveaux types de blocs fondés sur des scripts, spécifiques au projet.

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 l'outil d'ingénierie "Data Base Automation" (DBA) et la bibliothèque de blocs SIMATIC PCS 7 TeleControl. L'outil DBA automatise efficacement l'ingénierie en conformité avec SIMATIC PCS 7. Il simplifie les adaptations du système aux particularités du projet ainsi que l'intégration des configurations existantes dans le cadre de la migration. Il permet également l'extension des installations en service.

Gamme actuelle, possibilités et caractéristiques de communication des stations extérieures (RTU) intégrables

Classification des stations extérieures (RTU) en fonction de la puissance

Stations extérieures (RTU) intégrables

Protocole de communication SINAUT ST 7 Modbus

Type de communication série Ethernet TCP/IP série Ethernet TCP/IP

Interface surl'OS PCS 7 TeleControl

TIM 4R-IE Routeur WAN TCP/IP et/ou TIM 4R-IE

ConvertisseurTCP/IP - série

Routeur WAN TCP/IP

RTU

/Inte

rfac

e S7-300 TIM 3V-IE TIM 3V-IE CP 341 CP 343 + bibliothèque logicielle

S7-400 TIM 4R-IE TIM 4R-IE CP 441 CP 443 + bibliothèque logicielle

ET 200S avec CPU intégrée (correspond à S7-314)

Module coupleur maître DP + module Modbus 1SI+ IM 151-7 CPU ou IM 151-8 PN/DP CPU

IM 151-8 PN/DP CPU + logiciel S7-OpenModbus/ TCP PN-CPU

Station d'origine tierce Fonction du type de station

Fonction du type de station

Lignes commutées 4

Lignes spécialisées et réseaux radio 4 4 4 4

Maître-esclave 4 4 4 4

Peer-to Peer 4 4

Réseaux maillés 4 4

Horodatage dans la RTU 4 4

Synchronisation horaire RTU 4 4

Bufférisation des données dans la RTU 4 4

Norme internationale 4

(nombreuses variantes)4

(nombreuses variantes)

Catégorie Nombre d'E/S typique Type de RTU

Small jusqu'à 30 ET 200S avec CPU intégrée, Modbus ; en option également pour gamme de températures étendue de -25 °C à +70 °C

Medium jusqu'à 100 S7-300 avec SINAUT ST7, Modbus ; en option également Safety Integrated avec S7-300F

Large jusqu'à 500 S7-400 avec SINAUT ST7, Modbus ; en option également Safety Integrated avec S7-400F

© Siemens AG 2009

Page 78: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation de laboratoire78

Automatisation de laboratoireSIMATIC PCS 7 LAB pour un haut niveau de flexibilité, de qualité, d'efficacité et de sécurité en laboratoire

Modules du système d'automatisation de laboratoire SIMATIC PCS 7 LAB,ici module d'E/S ET 200pro (au premier plan), module d'E/S ET 200M et module PC (en haut)

En particulier dans le domaine de l'automatisation de labora-toire, il est essentiel, outre un haut niveau de qualité, d'effica-cité et de sécurité, de pouvoir adapter de façon rapide et flexi-ble les appareils de laboratoire à la technique d'automatisa-tion. SIMATIC PCS 7 LAB, à la fois simple et universel, est spécialement conçu pour répondre à ces exigences spécifi-ques. Des propositions de solutions préconfectionnées pour les applications de laboratoire typiques, par ex. doser, tempé-rer, rendre inerte, facilitent le travail du personnel de labora-toire grâce à la technique de contrôle-commande intégrée.

SIMATIC PCS 7 LAB permet non seulement d'automatiser le laboratoire de façon autonome, mais l'intégration dans un ré-seau d'installations SIMATIC PCS 7 garantit à la fois l'échange efficace d'informations et le transmission aisée des résultats de laboratoire à la production.

Constituants de base

Les constituants de base pour la configuration de SIMATIC PCS 7 LAB sont cinq modules robustes, qui du fait de leur com-pacité s'intègrent dans tout laboratoire. Il est ainsi possible de réaliser une configuration flexible – centralisée ou décentra-lisée – dans les environnements les plus divers. De même, une utilisation mobile du système est possible sur des sites changeants.

Configurations standardLes combinaisons de modules suivantes sont proposées en tant que configurations standard :

• SIMATIC PCS 7 LAB ET 200Mcomprenant - Module PC- Module d'E/S ET 200M

• SIMATIC PCS 7 LAB ET 200procomprenant - Module PC- Module d'E/S ET 200pro- Module d'alimentation

Le module PC est constitué d'une SIMATIC PCS 7 BOX 416 avec fonctionnalité AS, ES et OS ainsi que licences pour 250 objets de process

Le module d'alimentation fourni avec la configuration stan-dard SIMATIC PCS 7 LAB ET 200pro alimente le module d'E/S en 24 VV CC via un câble de bus hybride.

Les configurations standard peuvent être modifiées et éten-dues si nécessaire. Ainsi par exemple, le module SER optionnel peut être exploité avec ou à la place des modules d'E/S sur le module PC. Le module doté de quatre CP 341 offre en tout huit interfaces série RS 232C pour la connexion d'appareils tiers.

© Siemens AG 2009

Page 79: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Automatisation de laboratoire 79

Constituants de base SIMATIC PCS 7 LAB avec dimensions

Module PCSur le plan technique, le module PC est comparable à la SIMATIC PCS 7 BOX 416 intégrée. Il dispose d'une connexion PROFIBUS DP pour les modules d'E/S, de deux connexions Industrial Ethernet, de quatre interfaces USB (2 x high current, 2 x pour clavier et souris) et d'une interface série COM1. Il est possible de raccorder un moniteur approprié via l'inter-face DVI. La fonctionnalité intégrée pour l'automatisation, l'ingénierie, la conduite et supervision peut être étendue avec SIMATIC BATCH et SIMATIC Route Control.

Module d'E/S ET 200MLe module d'E/S ET 200 abrite les composants suivants :

• Alimentation 100 ... 240 V CA / 24 V CC (10 A)• Coupleur PROFIBUS DP• Module d'interface série CP341 (2 x RS 232C)• Six modules d'E/S du système de périphérie ET 200M :

- Entrées analogiques SM 331 pour mesure de courant : AI I 8 x 0/4 ... 20 mA

- Entrées analogiques SM 331 pour mesure de tension : AI U 8 x ±10 V

- Entrées analogiques SM 331 pour mesure de tempéra-ture : AI RTD 4 x Pt100

- Sorties analogiques SM 332 : AO I 8 x 0/4 ... 20 mA- Entrées TOR SM 321 : DI 16 x 24 V CC- Sorties TOR SM 322 : DO 16 x 24 V CC/0,5 A

Les modules d'E/S sont câblés sur les faces avant à des douilles de laboratoire (4 mm) avec code couleur. Ces connexions em-brochables permettent un raccordement rapide et flexible aux capteurs et aux actionneurs et sont particulièrement avanta-geuses en cas de modifications et de reconfigurations fré-quentes.

Module d'E/S ET 200pro

Le module d'E/S ET 200pro en degré de protection élevé IP65 peut être installé directement dans l'équipement de labora-toire. Outre le coupleur PROFIBUS DP, les sept modules électroniques suivants sont montés en série sur le châssis porte-modules :

• Entrées analogiques EM 144 pour mesure de courant : AI I 4 x ±20 mA

• Entrées analogiques EM 144 pour mesure de tension : AI U 4 x ±10 V

• Entrées analogiques EM 144 pour mesure de température : AI RTD 4 x Pt100

• Sorties analogiques EM 145 : AO I 4 x ±20 mA • Entrées TOR EM 141 : DI 8 x 24 V CC• 2 x sorties TOR EM 142 : DO 4 x 24 V CC/2 A

Le raccordement des capteurs et actionneurs aux modules de connexion des modules électroniques s'effectue au moyen de connecteurs usuels M12 à 5 points.

Module d'alimentation (fourni avec la configuration standard SIMATIC PCS 7 LAB ET 200pro)

Constituants de base Dimensions

l x H x P en mm

Module PC 585 x 300 x 332

Module d'E/S ET 200M 585 x 300 x 332

Module d'E/S ET 200pro 500 x 180 x 85

Module d'alimentation 370 x 300 x 316

Module SER 585 x 300 x 332

© Siemens AG 2009

Page 80: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

IT Security80

IT SecurityMesures de protection complètes pour la sécurité informatique

Exemple d'architecture de sécurité pour une défense en profondeur

Les progrès de la standardisation, l'ouverture et la mise en réseau ont fait augmenter considérablement les risques pour la sécurité dans les installations de contrôle-commande. Les dangers potentiels induits par les programmes malveillants tels que les virus, les vers et chevaux de Troie, ou par les per-sonnes non autorisées vont des surcharges ou défaillances du réseau aux accès non autorisés à l'automatisation du procédé, en passant par l'espionnage des mots de passe et des don-nées. Les sabotages ciblés peuvent non seulement entraîner des dommages matériels, mais aussi des conséquences dan-gereuses pour les personnes et l'environnement.

Concept de sécurité de SIMATIC PCS 7

Avec son concept de sécurité avant-gardiste, SIMATIC PCS 7 offre des solutions complètes pour la protection des installa-tions de process, qui reposent sur une architecture sécuritaire de défense en profondeur (defense in depth). La particularité de ce concept réside dans son approche globale. Il ne se con-tente pas d'utiliser des méthodes de sécurité isolées (par ex. le cryptage) ou des équipements de sécurité isolés (par ex. les pare-feux). Ses atouts résident dans la synergie d'un nombre nombre de mesures de sécurité appliquées au réseau de l'ins-tallation.

Le concept de sécurité de SIMATIC PCS 7 comprend entre autres des conseils et des recommandations (Best Practices) relatifs aux thèmes suivants :

• Création d'une architecture en réseau avec une défense en profondeur (defense in depth) combinée à la segmentation de l'installation en cellules de sécurité

• Gestion du réseau avec résolution des noms, affectation d'adresses IP et division en sous-réseaux

• Exploitation des installations dans des domaines Windows (Active Directory)

• Gestion des autorisations Windows et des autorisations SIMATIC PCS 7, intégration des autorisations SIMATIC PCS 7 dans la gestion Windows

• Maîtrise fiable de la synchronisation horaire dans le réseau Windows

• Gestion des patchs de sécurité pour les produits de Microsoft

• Utilisation d'antivirus et de pare-feu• Accès pour l'assistance technique 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, recommandations et remarques".

INTERNET

INTERNET

INTERNET

Réseau procédé 1 Réseau procédé 2

Réseau de terminaux 1 Réseau de terminaux 2

Cellule de sécurité

Pare-feu

Pare-feu Pare-feu

Cellule de sécurité

Manufacturing Execution System (MES)

Enterprise Resource Planning (ERP)

© Siemens AG 2009

Page 81: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

IT Security 81

Modules de sécurité industrielle SCALANCE S

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, McAfee Virusscan et Symantec Norton AntiVirus

• Utilisation des pare-feu natifs de Windows XP• SIMATIC Security Control (SSC) pour la configuration auto-

matique des paramètres de sécurité de DCOM, de la base de registre et du pare-feu Windows lors de l'installation

• Gestion et authentification des utilisateurs via SIMATIC Logon

• Intégration des modules de sécurité industrielle SCALANCE S602, S612, S613

Modules de sécurité industrielle SCALANCE S

Utilisés comme pare-feu, les modules de sécurité industrielle SCALANCE S602, S612 et S613 permettent de protéger les systèmes/équipements industriels ou les segments d'un ré-seau Ethernet contre les accès non autorisés. Par des procédés de cryptage et d'authentification (VPN), SCALANCE S612 et S613 sécurisent en outre la transmission des données entre les systèmes/équipements ou les segments de réseau contre la falsification des données et l'espionnage.

Dans l'étude "IT Security for Process Control Using Siemens SIMATIC PCS 7" réalisée en septembre 2007, l'ARC Advisory Group confirme que Siemens dispose d'un concept de sé-curité efficace et intégral pour le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7. Pour plus d'informations : www.siemens.com/pcs7/safety_security

© Siemens AG 2009

Page 82: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Connexion aux systèmes informatiques82

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

Serveur OpenPCS 7 pour l'échange de données via OPC

Les systèmes de rang hiérarchique supérieur à celui du systè-me de contrôle de procédés qui assurent la planification de la production ainsi que l’analyse et la gestion des données de process (clients OPC) peuvent accéder aux données de pro-cess de SIMATIC PCS 7 via le serveur OpenPCS 7.

Le serveur OpenPCS 7 collecte les données réparties, suivant la configuration système, sur plusieurs stations SIMATIC PCS 7 (serveur OS, serveur central d'archive CAS) pour les clients OPC. Il couvre la répartition des données en fonction

• d'une période (OS1 / OS2 /… / CAS)• 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 du procédé conformément à la spécification OPC DA V1.00, V2.05a, V3.00

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 du procédé archivées conformé-ment à la spécification OPC HDA V1.20

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 exemple un outil de reporting, peut demander les données précises souhaitées en définissant le début et la fin d'un intervalle de temps. Diverses fonctions, comme par exemple la variance, la valeur moyenne ou l'intégrale, permettent déjà un traitement préalable par le serveur HDA et contribuent ainsi à diminuer la charge de com-munication.

OPC A&E (serveur Alarm & Events)

Pour la lecture des messages, alarmes et événements confor-mément à la spécification OPC A&E V1.10

En tant que serveur OPC A&E, le serveur OpenPCS 7 transmet les messages OS en même temps que toutes les variables de process 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-cess associées, les textes des messages et les textes utilisateur.

Microsoft Visual Basic for Applications

Microsoft Excel

SAP

Clients OPCClients OS

Serveur OS

Serveur OpenPCS 7

(OS Multi-Client avec OpenPCS 7)

Contrôleurs

© Siemens AG 2009

Page 83: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Connexion aux systèmes informatiques 83

Intégration et synchronisation de tous les processus d'entreprise avec SIMATIC IT

Les systèmes MES (Manufacturing Execution System) tels que SIMATIC IT de Siemens, permettent d’intégrer efficacement les processus de production et les systèmes logistiques. Ils aident à coordonner tous les équipements et les applications entrant en compte dans chacune des phases de production.

SIMATIC IT permet de modéliser l'ensemble du savoir de fabri-cation, de définir précisément les processus d'exploitation et de saisir en temps réel les données des niveaux ERP et de pro-duction. Il est ainsi possible de commander de manière effica-ce les processus, de réduire les temps d'arrêt, les rebuts de production et les retouches, d'optimiser le stockage et de réa-gir de manière rapide et flexible aux différents souhaits du client.

Le modèle des processus d'entreprise et de production est transparent, clair et indépendant des systèmes d'automatisa-tion. Même les processus d’entreprise et de production com-plexes peuvent être facilement modélisés. Les modifications ultérieures sont intégrables aisément et efficacement.

La modélisation des processus d’entreprise et de production avec SIMATIC IT permet d'offrir une documentation complète et de protéger efficacement le savoir-faire.

Les modèles d’installation et de production peuvent être enre-gistrés dans des bibliothèques pour être réutilisés ensuite dans d’autres projets. De cette manière, il est possible de les appliquer dans tous les sites de l'entreprise afin de normaliser les procédures. Les "meilleures pratiques" sont ainsi disponi-bles partout. Ceci permet d’éviter les erreurs d’implémenta-tion, garantit la pérennité des investissements, réduit les coûts d'introduction et de maintenance et entraîne une réduc-tion significative de la durée des projets.

L'architecture produit et la fonctionnalité de SIMATIC IT sont conformes à la norme ISA-95 internationalement reconnue pour les systèmes MES et la gestion des opérations de fabrica-tion (Manufacturing Operation Management).

Bundles SIMATIC IT

SIMATIC IT comprend divers composants dédiés à différentes tâches et qui peuvent être coordonnés à l'aide du SIMATIC IT Production Modeler. Les fonctions de base sont réalisées avec les composants SIMATIC IT sous la forme des bundles suivants :

SIMATIC IT Plant Intelligence définit les indicateurs clés de performance (KPI) suivant le mo-dèle de l’installation en vue d'une évaluation réaliste de l'ins-tallation.

SIMATIC IT Genealogy Management permet de gérer le matériel dans l’ensemble de l’entreprise tout en respectant les réglementations en vigueur.

SIMATIC IT Order Management permet de gérer les commandes, de la planification jusqu'à l’exécution, calendrier, gestion du matériel, surveillance et journalisation inclus.

Cette gamme de produits comprend d'autres bundles, comme par ex. SIMATIC IT Basic Tracking & Tracing, SIMATIC IT Basic Production Management ou SIMATIC IT Production Suite.

Chaque bundle est extensible en option, par ex. avec :

• SIMATIC IT PDS-I (Predictive Detailed Scheduler - Interac-tive)

• SIMATIC IT Report Manager • SIMATIC IT OEE-DTM Option (Overall Equipment Efficiency/

Down Time Management) • SIMATIC IT SPC (Statistical Process Control)

Des composants pour les fonctions ISA-95 spéciales viennent compléter la palette de produits MES de SIMATIC IT :

• SIMATIC IT Unilab • SIMATIC IT Interspec• SIMATIC IT XHQ

© Siemens AG 2009

Page 84: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Systèmes compacts84

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

Les SIMATIC PCS 7 BOX enrichissent la gamme des produits SIMATIC PCS 7 avec des systèmes compacts économiques, exploitables aussi bien de manière autonome qu'en ré-seau. Ils disposent d'une fonctionnalité d'automatisation, de conduite et supervision ainsi que d'ingénierie (en option). En association avec des systèmes de périphérie décentralisée raccordés à PROFIBUS, ils représentent un système complet de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7.

Avec le logiciel d'ingénierie et de runtime SIMATIC PCS 7 limité à 2000 objets de process (PO), des caractéristiques physiques exceptionnelles et des dimensions compactes, les SIMATIC PCS 7 BOX sont prédestinés à l'emploi dans les applications d'automatisation à proximité de l'installation :

• petites applications/unités de production• Package Units (dans les procédés partiels fermés)• laboratoires ou instituts

Ils conviennent par ailleurs de façon optimale aux systèmes de formation destinés au personnel d'exploitation et de mainte-nance.

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 gamme comprend actuellement deux SIMATIC PCS 7 BOX de performances échelonnées :

• SIMATIC PCS 7 BOX RTXavec contrôleur logiciel WinAC RTX ; capacité fonctionnelle AS-réalisable comparable avec l'AS 414

• SIMATIC PCS 7 BOX 416 avec contrôleur matériel WinAC Slot 416 ; capacité fonctionnelle AS-réalisable comparable à l'AS 416

Celles-ci sont fournies en deux variantes chacune :

• Système complet SIMATIC PCS 7 avec fonctionnalité AS, ES et OS, y compris licence pour 250 objets de process

• Système Runtime SIMATIC PCS 7 avec fonctionnalité AS et OS, y compris licence pour 250 objets de process

Ils sont équipés de deux interfaces PROFIBUS DP pour la connexion de la périphérie décentralisée ainsi que de deux in-terfaces Ethernet 10/100/1000 Mbit/s RJ45 pour l'intégration au réseau d'installation.

La configuration s'effectue soit via le logiciel d'ingénierie intégré à SIMATIC PCS 7 BOX, soit via le système d'ingénierie SIMATIC PCS 7.

Moyennant le logiciel de diagnostic intégré SIMATIC PC DiagMonitor, les SIMATIC PCS 7 BOX sont intégrables à la ges-tion des actifs PCS 7 Asset Management. Dans ce contexte, les systèmes sont également exploitables en tant que station de maintenance.

© Siemens AG 2009

Page 85: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Systèmes compacts 85

Système compact SIMATIC PCS 7 BOX RTX

SIMATIC PCS 7 BOX RTX

La SIMATIC PCS 7 BOX RTX se distingue par son excellent rapport prix/puissance. Positionnée un peu en dessous de la SIMATIC PCS 7 BOX 416 en termes de performances d'automa-tisation, elle brille avant tout par son traitement très rapide des programmes.

Le contrôleur logiciel WinAC RTX ne génère qu'une charge de base minime et fait ses preuves en particulier dans les applica-tions caractérisées par des exigences temps réel et un compor-tement déterministe.

Système compact SIMATIC PCS 7 BOX 416

SIMATIC PCS 7 BOX 416

La SIMATIC PCS 7 BOX 416 est équipée d'un contrôleur matériel autonome WinAC Slot 416 V4.0 dont les ports PROFIBUS DP permettent de raccorder la périphérie de process décentralisée. Dans ce contrôleur, le programme d'automati-sation s'exécute totalement indépendamment du PC de base et de son système d'exploitation Windows.

Elle est recommandée en particulier pour les applications de-mandant une grande disponibilité ou des modifications de configuration en cours de fonctionnement (CiR).

En plus de son utilisation comme contrôleur, système opéra-teur et système d'ingénierie, la SIMATIC PCS 7 BOX 416 est également utilisable pour l'automatisation des procédés dis-continus avec SIMATIC BATCH et le contrôle de transport de matières avec SIMATIC Route Control. La capacité de SIMATIC BATCH est alors limitée à 10 UNIT (instances d'unité de pro-cess) et celle de SIMATIC Route Control à 30 transports simul-tanés de matières.

© Siemens AG 2009

Page 86: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs86

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeursUn investissement pérenne

Stratégie de migration

La concurrence de plus en rude ainsi que la mondialisation obligent les entreprises à toujours augmenter la productivité et à réduire les délais de mise sur le marché des produits. Il de-vient dès lors indispensable d'optimiser en permanence l'ingé-nierie et les processus tout en tenant compte des nouvelles exigences de l'industrie et directives sur la régulation.

Afin que les entreprises soient en mesure de continuer de ré-pondre aux exigences des marchés, elles doivent impérative-ment compléter et moderniser de nombreux systèmes et ins-tallations. Cependant, étant donné que la base installée repré-sente une valeur considérable en termes de matériel, de logi-ciels d'application et de savoir-faire du personnel de conduite et de maintenance, l'exploitant d'installation accorde généra-lement une grande valeur à la pérennité de son investisse-ment lors de ses projets de modernisation.

D'expérience, nous savons que le succès d'une migration rési-de essentiellement dans une solution technique adaptée aux exigences de nos clients et à l'installation considérée. La ligne directrice consiste ici à minimiser le risque technique et finan-cier et à rentabiliser à long terme les investissements uniques réalisés. Les différents cycles de vie des composants du systè-me doivent également être pris en compte : 5 ans pour les sta-tions de travail basées sur un PC, plus de 15 ans pour les con-trôleurs, et jusqu'à 25 ans et plus pour les constituants d'en-trée/de sortie et le câblage.

C'est pourquoi Siemens estime que sa tâche ne se limite pas à remplacer complètement le système existant, mais à élaborer une solution individuelle d'avenir, basée sur le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 moderne, en collabora-tion étroite avec le client et les intégrateurs système. Les mots d'ordre sont les suivants :

• Innovation du système étape par étape• Adaptable aux spécificités de l'installation• Flexibilité en fonction des exigences de la production

Portefeuille des produits 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, une large gamme de produits et de solutions, tous novateurs et destinés à la migration. Grâce au développement systéma-tique de l'offre de migration, Siemens est désormais en mesu-re de moderniser peu à peu également des systèmes d'autres constructeurs avec SIMATIC PCS 7. Dès le départ, Siemens a eu comme objectif de proposer une stratégie de migration per-mettant de moderniser petit à petit la base installée, et ce, si possible sans arrêt des installations ou du moins avec unique-ment une interruption négligeable de la production. Siemens aide ainsi ses clients à garantir la pérennité de leur investisse-ment à long terme tout en maximisant le rendement du capi-tal total (Return on Assets).

Aspects du système

HMI / Batch- Remplace l’ancienne HMI- Remplace le système BatchContrôleur / réseau- Remplace le contrôleur- Passerelle vers le SIMATIC PCS 7 Raccordement de terrain E/S- Réutilisation E/S- Éléments de raccordement de terrain pour le SIMATIC PCS 7

Stratégie- Installation et produit d’avenir- Modernisation prévue (revamping)Réduction des coûts- Budget pour la maintenance- Budget pour les investissementsTime to Market- Durée de la production - Temps d’arrêt disponible

Pression sur lesinnovations- Conduite des processus améliorée- Intégration IT- Advanced Process Control & Asset Management

Phases du cycle de vie- Conserver & moderniser- Compléter & améliorer- Renouveler/remplacer avec la technique State-of-the-Art

Stratégie de migration de Siemens

Aspects des installations Aspects de production

Technologies innovantes

soupleadaptablepas à pas

© Siemens AG 2009

Page 87: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs 87

Migration par étapes avec les produits et les services adéquats

Data Base AutomationLe savoir-faire de Siemens n'a cessé de s'accroître dans le sec-teur de la migration. Les expériences acquises dans de nom-breux projets de migration ont été intégrées dans des techni-ques et des produits nouveaux encore plus performants. La DBA ("Data Base Automation") constitue un exemple repré-sentatif à cet égard. Grâce à la DBA et à une interface complé-mentaire, les données de configuration peuvent être lues, affichées et configurées par le biais d'une interface utilisateur standard.

La DBA permet, assisté par le système, de migrer uniformé-ment les données du système opérateur provenant de systè-mes divers. La qualité du logiciel reste la même, la sécurité et la traçabilité sont garanties.

Composants de migration Description

Produits de migration OS ■ Interface entre le serveur SIMATIC PCS 7 OS et le bus système de l'ancien système■ Outil de conversion OS (par ex. DBA)■ Bibliothèque de faces avant

Prestations de service pour la migration OS Outils/services pour la conversion des vues de process

Prestations de services pour la migration AS Outils/services pour la conversion de données orientée fonction des données d'ingénierie AS vers SIMATIC PCS 7

Composants de migration BATCH Permet à des systèmes existants d'utiliser SIMATIC BATCH

Passerelle ■ Passerelle entre le bus système de l'ancien système et SIMATIC PCS 7 (essentiellement pour la com-munication AS-AS)

■ Outil d'ingénierie pour passerelle

Réutilisation des E/S de l'ancien système ou Field Termination Assembly (FTA)

■ Réutilisation des E/S (connexion des anciens E/S à des systèmes d'automatisation SIMATIC PCS 7, généralement pour les systèmes Siemens)

■ Field Termination Assemblies (FTA) pour le câblage de terrain

ET 200M

PROFIBUS PA

OS

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS DP

ContrôleurS7-400S7-400 HS7-400 FH

MoteurInterfaceE/SE/S

Contrôleur

IngénierieStation

IngénierieSystème

Répartiteur

Serveur Serveur

Passerelle

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

© Siemens AG 2009

Page 88: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs88

Scénarios typiques de migration

En fonction de facteurs techniques et économiques spécifi-ques à chaque projet de migration, de nombreux scénarios différents sont envisageables. Les produits de migration of-frent la modularité et la souplesse nécessaires à la mise en application de ces scénarios.

Scénarios de migration typiques, qui peuvent être réalisés avec ces produits de migration :

Scénario 1 : remplacement du système IHM existant par un système opérateur de SIMATIC PCS 7

Lorsque le système IHM (interface homme-machine) est tech-niquement obsolète ou trop coûteux en pièces de rechange, qu'il ne répond plus aux directives et normes en vigueur pour les postes opérateur ou qu'il exige des extensions fonctionnel-les (intégration des TIC par exemple), il est possible de rempla-cer simplement le système IHM par le système opérateur de SIMATIC PCS 7. Le contrôleur avec le logiciel d'application et la périphérie de process sont conservés.

• Coûts nécessaires minimaux• Risque calculable• Allongement du cycle de vie de l'ensemble de l'installation• Nouvelles possibilités d'application• Ouverture du système au monde des TIC

Scénario 2 : extension d'une installation existante

L'installation existante est dans un premier temps conservée mais modernisée grâce une extension par d'autres sections/ unités avec SIMATIC PCS 7.

• Augmentation simple et progressive de la capacité de pro-duction

• Risque calculable• Introduction de nouvelles technologies (par ex. bus de

terrain PROFIBUS, IHM)• Ouverture du système au monde des TIC• Associé au scénario 1, permet de contrôler les procédés

depuis un système opérateur uniforme.

Scénario 3 : modernisation complète

Une pénurie d'approvisionnement en pièces de rechange, un support insuffisant et le besoin d'une extension fonction-nelle (par ex. technique de bus de terrain ou intégration infor-matique) peuvent contraindre à une modernisation complète de l'ancien système avec le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 orienté vers l'avenir. Le cas échéant, la mise à niveau de l'installation peut être réalisée en service. Ceci permet de continuer à utiliser le niveau d'E/S existant et de ga-rantir la pérennité de l'investissement en câbles, composants matériels ou en ingénierie d'application.

• Augmentation des performances• Introduction de nouvelles technologies (par ex. bus de

terrain PROFIBUS, IHM)• Ouverture du système au monde des TIC• Allongement du cycle de vie de l'ensemble de l'installation• Réduction du nombre de fournisseurs de systèmes• Affranchissement des pénuries et des dépendances

© Siemens AG 2009

Page 89: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Migration des systèmes Siemens et des systèmes d'autres constructeurs 89

Spectre de migration

Spectre de migration pour SIMATIC PCS 7

Siemens conçoit la migration de ses propres systèmes de con-trôle de procédés vers le système moderne SIMATIC PCS 7 comme une évidence et un élément essentiel de la relation suivie entre fournisseur et clients. Mais Siemens est aussi en mesure de proposer des solutions de migration pour des sys-tèmes de contrôle de procédés d'autres constructeurs, par exemple ceux d'ABB ou de Bailey

Lors de la réalisation de projets de migration, Siemens travaille en étroite collaboration avec l'intégrateur du système du client car, outre le savoir-faire acquis par de nombreuses années d'expérience, celui-ci connaît avec précision à la fois l'installation et les besoins du client. Cette coopération garan-tit à l'exploitant de l'installation une solution de migration optimale.

Que les produits de migration et les produits standard propo-sés par Siemens soient accompagnés d'une maintenance sui-vie et de prestations d'assistance est sans doute un autre point décisif. L'un des avantages de Siemens par rapport aux autres fournisseurs de solutions de migration réside dans sa capacité à proposer aux clients une assistance à long terme qui s'ap-puie sur un solide savoir-faire, des services diversifiés et la mise à disposition de composants, de pièces de rechange et de mises à niveau.

Plusieurs centres d'assistance à la migration (Migration Support Center) répartis dans le monde entier proposent au client, en plus du support produit, une assistance à :

• l'élaboration de concepts de migration• l'établissement d'offres• l'ingénierie/l'exécution de projets

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 con-fiance.

SIMATIC ITManagement

Console

APTES

AS 235

CS 275

4-mation

H1 TF Ethernet

Control Builder F

BaileyInfi/Net 90

ABB Freelance

Bailey Plant Loop/

INFI-NET

PCS 7/TM OS PCS 7/505 OS PCS 7/90 OS PCS 7/F2K OSPCS 7/

APACS+ OSPCS 7/

OPMC OS

TELEPERM M SIMATIC 505 OpenPMCAPACS+/QUADLOG

SIMATIC PCS 7

OpenPMCController

S7-41x

S7-417H

AC 800F

MBUS

SIMATIC PCS 7Clients OS

SIMATIC PCS 7Clients OS

SIMATIC PCS 7Ingénierie

PCS 7/OS d'autre origine

Autressystèmes

Système de conduited'autre origine

PCS 7Serveur OS

© Siemens AG 2009

Page 90: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Prestations de service et maintenance90

Prestations de service et maintenanceFormation

Si vous avez opté pour le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7, vous êtes assuré de bénéficier d'un service de premier ordre, avec une assistance rapide et fiable dans le monde entier. Quelle que soit la nature du service dont vous avez besoin, un interlocuteur adapté et compétent se tient à votre disposition, de manière rapide et directe, dans le monde entier.

La formation adaptée - exactement à la mesure de vos besoins !

Une formation adaptée contribue à l'utilisation efficace du système de contrôle de procédés peu de temps après son acquisition. Que vous soyez issu de l'univers API, que vous souhaitiez vous lancer dans l'automatisation des procédés ou que vous disposiez déjà de connaissances fondées dans le do-maine, nous vous proposons une formation professionnelle adaptée aux besoins des groupes cibles.

Nos centres de formation, situés dans plus de 60 pays, vous permettent d'acquérir des connaissances approfondies du sys-tème SIMATIIC PCS 7 ou de développer votre savoir-faire. Que vous suiviez un cours standard ou un cours personnalisé, les cours SIMATIC vous permettent d'acquérir rapidement une qualification et un savoir-faire étendu, directement du cons-tructeur - à travers une structure modulable et des contenus axés sur la pratique. Une formation pratique peut également être assurée par des spécialistes du système, directement sur le lieu de votre installation.

Pour plus d'informations, rendez-vous sur le site Internet:www.siemens.com/sitrain

© Siemens AG 2009

Page 91: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Prestations de service et maintenance 91

Service et assistance dans le monde entier – Nos prestations à chaque phase du projet

Nos spécialistes expérimentés et nos processus SAV glo-baux sont disponibles dans le monde entier, dans plus de 100 pays.

Assistance en ligne

Sur Internet, vous pouvez accéder directement, 24 heures sur 24 et dans le monde entier, à des connaissances spécialisées et actuelles. Notre portail Service & Support vous propose en plusieurs langues une foule d'informations relatives à notre offre : du support produit en passant par les prestations SAV, jusqu'aux interlocuteurs régionaux. Il est complété par des in-formations spécifiques aux pays, dans les langues nationales respectives.

Assistance technique

Une assistance régionale vous est proposée dans les différents pays dans votre langue nationale.

Notre stratégie d'assistance cohérente est basée sur un con-cept évolutif éprouvé pour le traitement des demandes tech-niques. L'assistance technique régionale est complétée par une assistance technique centrale en Europe, en Amérique et en Asie.

En mettant à profit le décalage horaire entre les continents (modèle "follow the sun"), nous sommes joignables 24 heures sur 24. Ce service est proposé dans le cadre d'une offre de prestations spéciale via notre Automation Value Card.

Le traitement des demandes s'effectue dans le cadre d'un ré-seau international s'appuyant sur des systèmes informatiques. Au besoin, nos spécialistes ont accès à l'ensemble des infor-mations relatives à votre installations, disponibles dans le monde entier.

Conseils techniques

Nous vous proposons également une aide à la planification et à la conception de votre projet : de l'analyse détaillée de la si-tuation actuelle et la définition des objectifs jusqu'à la mise au point de la solution d'automatisation, en passant par des con-seils basés sur vos questions relatives aux produits et aux sys-tèmes.

Service sur site

Des spécialistes à votre proximité dans le monde entier sont prêts à intervenir sur site pour notre vaste portefeuille de pro-duits et de services. Les interventions sur site sont coordon-nées par des services régionaux, joignables 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Réparations et pièces de rechange

Un réseau mondial d'entrepôts régionaux, combiné à une lo-gistique performante, assure un approvisionnement rapide en pièces de rechange. Un service d'urgence pour pièces de re-change est en outre disponible dans de nombreux pays.

De façon tout aussi rapide et fiable et avec un haut niveau de qualité, nous assurons les réparations les plus diverses – dans nos centres de réparation ou par le biais d'un service de répa-ration mobile, à votre disposition dans de nombreux pays.

Optimisation et modernisation

Notre Service & Support vous assiste à toutes les phases du cy-cle de vie de vos machines et installations, également dans le cadre d'une optimisation ou d'une modernisation. Nos experts locaux vous conseillent avec professionnalisme et compéten-ce sur les possibilités d'accroître la production ou de réduire durablement les coûts.

© Siemens AG 2009

Page 92: Le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS7 Process Control (DCS) • Maintenance • Modernization and Upgrade • Energy Management Industrial Software

Les informations de cette 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 dével-oppement 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.

Informations supplémentaires

Informations variées sur le système de contrôle de procédés SIMATIC PCS 7 : www.siemens.com/simatic-pcs7

Informations plus détaillées dans le SIMATIC Guide Manuels :www.siemens.com/simatic-docu

Pour commander d'autres publications sur le thème SIMATIC : www.siemens.com/simatic/printmaterial

Documentation technique approfondie sur notre portail Service & Support :www.siemens.com/automation/support

Pour un entretien personnel avec un interlocuteur à votre proximité : www.siemens.com/automation/partner

La galerie Industry Mall pour commander directement par Internet : www.siemens.com/automation/mall

Siemens AGIndustry SectorIndustrial Automation SystemsPostfach 484890026 NÜRNBERGALLEMAGNE

Sous réserve de modificationsN° de réf. : E86060-A4678-A131-A8-77003P.8115.58.06 / Dispo 09508BR 0309 1. BD 92 FrImprimé en Allemagne © Siemens AG 2009

www.siemens.com/simatic-pcs7

© Siemens AG 2009