Sistema di controllo di processo · mica e l'esercizio ottimale di impianti di controllo di...

Sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7Brochure · Aprile 2008

SIMATIC PCS 7

www.siemens.com/simatic-pcs7

© Siemens AG 2008

SIMATIC PCS 72

SIMATIC PCS 7 – Takes you beyond the limits!

Quale uno dei sistemi di controllo di processo leader interna-zionali l'attuale SIMATIC PCS 7 V7.0, con la sua varietà di fun-zioni, la flessibilità e l'elevata performance delle prestazioni, ha tutto il potenziale per la realizzazione di soluzioni innovati-ve in grado di soddisfare le speciali esigenze dell'industria di processo. La gamma di funzioni e l'impiegabilità superano i limiti di un tipico sistema di controllo di processo, per cui il SIMATIC PCS 7 vi apre possibilità finora impensabili e molte nuove prospettive.

SIMATIC PCS 7 approfitta dell'integrazione diretta in Totally In-tegrated Automation (TIA) di Siemens, un'offerta completa di prodotti, sistemi e soluzioni in perfetta sintonia reciproca per tutti i livelli gerarchici dell'automazione industriale - dal livello di direzione aziendale al livello di comando fino al livello di campo. Ciò rende realizzabile un'automazione omogenea su misura per cliente in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo e ibrida.

TotallyIntegratedAutomation

Control Level

Operations Level

Field Level

Management Level

SIMATIC HMIHuman Machine Interface

SINAMICS Drive Systems

SIMATIC ControllersModular/Embedded/PC-based

ERP – Enterprise Resource Planning

MES – Manufacturing Execution Systems

SIMOTIONMotion Control System

SIMATIC PCS 7Process Control (DCS)

SINUMERIKComputer Numeric Control

• Maintenance• Modernization and Upgrade

Industrial Software for

• Design and Engineering• Installation and Commissioning• Operation

SIMATIC NETIndustrialCommunication

SIMATIC Distributed I/OProcess Instrumentation

SIMATIC IT

AS-InterfacePROFIBUS PA

HART

Industrial Ethernet

Ethernet

Ethernet

IO-Link

SIMATIC Sensors

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SIMATIC PCS 7 3

Un vantaggio essenziale dell'omogeneità della gamma di pro-dotti e sistemi e delle soluzioni che ne derivano è la possibilità di utilizzare lo stesso hardware e gli stessi strumenti di engi-neering e management per l'automazione di processi continui e discontinui, di operazioni di comando rapide e precise non-ché per la realizzazione di funzioni di sicurezza integrate. La perfetta interazione di tutti i componenti vi mette in grado di produrre sempre di più al massimo livello qualitativo.

Contenuto

text

Sette vantaggi

Integrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Scalabilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Modernizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Safety & Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Innovazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Rete mondiale di esperti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Caratteristiche del sistema in sintesi

Flessibilità nella fascia di potenzialità bassa. . . . . . . . 14

Ridondanza – omogeneità, flessibilità, modularità . . 17

Flexible Modular Redundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Componenti di sistema e ampliamenti

Engineering System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Operator System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Maintenance Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Sistemi di automazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Sistemi di comunicazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Periferia di processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Automazione di lotti con SIMATIC BATCH. . . . . . . . . . 55

Comando di vie di trasporto con SIMATIC Route Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Applicazioni di sicurezza con Safety Integrated . . . . . 65

OpenPCS 7 e collegamento a MES . . . . . . . . . . . . . . . 73

Migrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Servizi e prestazioni di service . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Ulteriori informazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Safety Integrated

TotallyIntegratedPower

SIRIUS Industrial ControlsSENTRON Switching DevicesSIMOCODE pro MotorManagement System

SIMATIC WinCCSCADA-System

KNX/EIB GAMMA instabus

PROFIBUS

AS-Interface

Industrial Ethernet

PROFINET

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Sette vantaggi4

Sette vantaggiVantaggi di sistema

Architettura del sistema SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 è un sistema di controllo di processo omo-geneo con un'architettura scalabile unica nel suo genere ed eccezionali caratteristiche di sistema, che combina ri-dondanza modulare flessibile ed elevata performance con gestione dati omogenea, comunicazione e progettazione. Ciò costituisce la base ideale per la realizzazione econo-mica e l'esercizio ottimale di impianti di controllo di pro-cesso.

Ma SIMATIC PCS 7 offre molto più di un tipico sistema di con-trollo di processo. L'architettura di sistema flessibile consente in ogni momento l'ampliamento mirato delle funzioni di con-trollo di processo tramite l'integrazione diretta di un ampio re-pertorio di funzionalità addizionali, ad es. per l'automazione di processi di carica, il comando del trasporto di materiali, l'Asset Management, applicazioni di sicurezza, analisi/gestione di dati di processo o per compiti MES.

Ci sono 7 vantaggi che parlano a favore di SIMATIC PCS 7:

• Riduzione dei costi d'esercizio complessivi (Total Cost of Ownership) con l'integrazione

• Performance e qualità elevate unitamente ad engineering efficiente, affidabilità e disponibilità

• Flessibilità e scalabilità - dal piccolo sistema di laboratorio fino al grande complesso impiantistico

• Protezione degli investimenti grazie alla possibilità di una graduale modernizzazione di sistemi Siemens e di altre Case

• Safety & Security - Tecnica di sicurezza integrata e IT Secu-rity completa per la protezione affidabile dell'uomo e dell'ambiente nonché del processo e dell'impianto.

• Innovazioni tecnologiche continue - da un leader di mer-cato mondiale per la tecnica di automazione

• Global Network of Experts – Service & Support locale at-traverso una rete mondiale di esperti e partner autorizzati

INTERNET

INTERNET

DP/FF Link

FF-H1

SAP

SIMATICPCS 7 BOX

PROFIBUS PA

ET 200M

Ethernet

SIMATIC IT

ET 200S

ET 200pro

PROFIBUS PA

ET 200iSP

MTA

COx, NOx

SIMATIC PCS 7 AS RTX

PROFIBUS PA

ET 200M

PROFIBUS DPPROFIBUS DP

PROFIBUS PA

ET 200iSPHART

ET 200S

ET 200M

Office LAN (Ethernet)

SIMATIC PCS 7Takes you beyond the limits!

Active Field Splitter

Active Field Distributors

DP/PA Linkcon DP/PA-Couplerridondante

DP/PA Link

Integrated Drives

Sistemidi automazionead elevata disponibilità

ET 200Msingle/redundant

ET 200Mcon CP 341

DP/PA Link

Y-Link

Modbus, accoppiamento seriale

DP/AS-Interface Link

Sistemidi automazionefail-safe

ET 200M

Sistemidi automazionestandard

Industrial Ethernet, single/redundant

OS / Route ControlServer

Batch-/Archive-Server

Management Information/Manufacturing Execution SystemWeb Client

Web Server/OpenPCS 7

SecurityModule

OS-LAN, single/redundant

OS / Batch / Route ControlClients Engineering

"Stazione"Stampantedi rete

Asset Management/Maintenance Station

OSSingle Station

Unità standard eUnità F

ET 200MUnità F

Sistemi di pesatura

Zona 1Zona 2

DP/PA Link

Terminaleoperatore ExEx-I/O, HART

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Sette vantaggi 5

Riduzione dei costi d'esercizio complessivi grazie all'integrazione

L'integrazione è un punto di forza particolare di SIMATIC PCS 7. Ne deriva una notevole influenza in tutto il ciclo di vita di un impianto sull'ottimizzazione di tutti i processi aziendali e pertanto sulla riduzione dei costi d'esercizio complessivi (Total Cost of Ownership, TCO). Nel contesto di SIMATIC PCS 7 l'inte-grazione presenta diversi aspetti:

Integrazione orizzontale in Totally Integrated Automation

Totally Integrated Automation (TIA) di Siemens è un'offerta completa di prodotti, sistemi e soluzioni in perfetta sintonia reciproca per tutti i livelli gerarchici dell'automazione indu-striale. In TIA, SIMATIC PCS 7 è integrato orizzontalmente nell'automazione omogenea dell'intera catena di processo di un'azienda – dall'entrata merci fino all'uscita dei prodotti fini-ti.

Inoltre, SIMATIC PCS 7 è focalizzato sull'automazione dei pro-cessi primari. Ma non è tutto, infatti esso può integrare anche l'infrastruttura elettrica presente, come ad es. gli impianti in bassa/media tensione.

Poiché TIA garantisce la compatibilità con ulteriori sviluppi, la continuità nel tempo resta sempre assicurata. Ciò garantisce sicurezza dell'investimento all'esercente dell'impianto, che può così ampliare e modernizzare il suo impianto nell'intero ci-clo di vita.

Integrazione verticale nella comunicazione gerarchica

SIMATIC PCS 7 è integrabile nella comunicazione gerarchica di un'azienda tramite interfacce standardizzate sulla base di nor-me internazionali e interfacce di sistema interne per lo scam-bio dati diretto. In questo modo è possibile rendere disponibili i dati di processo in ogni istante e in ogni posto nell'azienda a scopo di valutazione, pianificazione, coordinamento ed otti-mizzazione di processi aziendali, di produzione e di business, ad es. per:

SIMATIC PCS 7 supporta dal lato del sistema il collegamento a SIMATIC IT, il Manufacturing Execution System di Siemens. Con SIMATIC IT è possibile acquisire dati in tempo reale dal li-vello ERP e di comando, modellare tutto il know-how di produ-zione e definire con precisione i processi aziendali.

L'interfaccia di sistema OpenPCS 7 basata sulle specifiche OPC (Openness, Productivity, Collaboration) consente un semplice scambio dati con sistemi sovraordinati per la pianificazione della produzione nonché per l'analisi e la gestione di dati di processo (OPC Client).

Con un Web-Server PCS 7 è possibile comandare e sorvegliare l'impianto tramite Internet/Intranet. Il Web-Server PCS 7 racco-glie i dati degli OS-Server sottordinati e li rende disponibili in tutto il mondo a scopi di telesorveglianza, telecomando e te-lediagnostica. L'accesso Web è soggetto agli stessi meccani-smi di protezione d'accesso come per il Client in sala controllo.

La comunicazione aziendale gerarchica va dal livello di mana-gement gestionale attraverso il livello di direzione operativa e comando del processo fino al livello di campo. In questa co-municazione sono integrati i seguenti componenti:

• Apparecchiature da campo e di analisi• Sistemi di pesatura e dosaggio• Azionamenti (avviatori motore, salvamotori, convertitori di

frequenza)

Ne risulta così supportata al meglio sia la diagnostica di siste-ma che la manutenzione efficiente con il SIMATIC PCS 7 Asset Management a livello d'impianto.

Riduzione dei costi d'esercizio nell'intero ciclo di vita dell'impianto

Pianificazione e progettazione

Installazione emessa in servizio

Manutenzionee service ModernizzazioneEsercizio

produttivo

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Sette vantaggi6

Riduzione dei costi d'esercizio complessivi grazie all'integrazione

Integrazione di funzionalità addizionale nel Process Control System

In dipendenza dell'automazione tipica di processo o di esigen-ze specifiche di cliente, è possibile ampliare funzionalmente il Process Control System con hardware/software addizionale per speciali compiti di automazione, ad es. per

• Maintenance Station (Asset Management)• SIMATIC BATCH (automazione del processo di carica)• SIMATIC Route Control (comando di trasporti di materiali) • Safety Integrated for Process Automation (sistema di sicu-

rezza)

Tutte queste funzioni addizionali vengono integrate diretta-mente in SIMATIC PCS 7.

L'impiego di un Engineering System centrale, con una gamma di strumenti unitari e sintonizzati tra loro, minimizza l'onere di progettazione.

La confortevole visualizzazione di processo unitaria estesa a tutto il sistema facilita sia l'apprendimento sia l'orientamento e consente all'occorrenza un intervento rapido e mirato dell'operatore nello svolgimento del processo.

Integrazione di ulteriori standard tecnici

SIMATIC PCS 7 è anche in grado di integrare nel sistema stan-dard tecnici, che non sono ancorati in TIA. Un esempio di ciò è il FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1) affermatosi in singoli settori, che può essere integrato via PROFIBUS nel sistema di controllo centrale. Progettazione dell'hardware e diagnostica dettagliata dei componenti FF-H1 sono conformi al sistema. E' assolutamente garantita l'integrazione di componenti FF-H1 nel SIMATIC PCS 7 Asset Management.

Integrazione di prodotti SIMATIC PCS 7 Add On autorizzati

Modularità, flessibilità, scalabilità e apertura di SIMATIC PCS 7 costituiscono i presupposti ottimali per integrare componenti e soluzioni addizionali nel sistema di controllo di processo e ampliarne in questo modo la funzionalità.

Sia da Siemens che da partner esterni è stata sviluppata una molteplicità di componenti addizionali, che vengono denomi-nati prodotti PCS 7 Add On Si tratta di pacchetti software e componenti hardware autorizzati, che consentono un impie-go economico di SIMATIC PCS 7 per speciali compiti di auto-mazione.

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Sette vantaggi 7

Performance e qualità elevate unitamente a engineeringefficiente, affidabilità e disponibilità

Determinante per il successo di SIMATIC PCS 7 è senza dubbio la perfetta interazione dei componenti di sistema SIMATIC, con le loro eccezionali caratteristiche di perfor-mance e qualità. Essi si distinguono per un altissimo grado di affidabilità in esercizio e possono funzionare anche in modo ridondante in caso di esigenze di disponibilità parti-colarmente elevate. Grazie a Flexible Modular Redun-dancy è possibile definire il grado di ridondanza separata-mente per ogni livello dell'architettura, cosicché sono realizzabili strutture di automazione fault-tolerant dedi-cate su misura a singoli compiti.

Alla elevata performance di SIMATIC PCS 7 contribuiscono soprattutto i seguenti fattori:

• Sistemi compatti runtime e completi con ottimo rapporto prezzo/prestazioni per applicazioni nella fascia di potenzialità bassa - sia con elevata velocità di elaborazione che con elevata disponibilità

• Potenti SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation per i sistemi nel livello di direzione operativa e comando del processo come Engineering System, Operator System, Maintenance Station etc. con moderna architettura Intel, veloce processore Core 2-Duo, grande capacità di memoria e grafica eccellente per 1 ... 4 monitor. Tutti i componenti impiegati sono di alta qualità, hanno elevati valori di MTBF e sono adatti al funzionamento continuo di 24 ore su 24 in ambienti di ufficio e industriali con temperatura da 5 a 40 °C.

• Ampia gamma di sistemi di automazione (controllori) modulari e scalabili con potenza finemente diversificata e capacità di memoria appositamente dimensionata, tutti con velocità di elabora-zione e potenza di comunicazione eccezionali, anche per applicazioni fail-safe e fault-tolerant.

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Sette vantaggi8

Performance e qualità elevate

• Grande potenza di comunicazione - Veloci reti Ethernet Fast e Gigabit elettriche/ottiche per il

bus dell'impianto e il bus dei terminali (OS-LAN).- Molteplici architetture di bus di campo PROFIBUS per

settori di produzione manifatturiera e di processo per il collegamento di sensori/attuatori tramite stazioni I/O remote o per il collegamento diretto di apparecchiature e strumenti da campo/di processo incl. alimentazione, anche nell'area Ex o per elevata disponibilità e sicurezza

• Brevi tempi di engineering e turnaround nella progettazione dell'hardware e del software dell'intero sistema con l'Engineering system centrale:- Progettazione orientata alla tecnologia senza speciali

conoscenze di programmazione - Efficaci funzioni di sistema per la minimizzazione

dell'onere di engineering, specialmente con molti iter progettuali dello stesso tipo (Bulk-Engineering).

- Supporto da parte del sistema della progettazione distri-buita

- Numerosi step di progettazione automatici (Auto-Engi-neering) nonché compilazione e caricamento in una ope-razione

- Controllo d'accesso e protocollazione delle modifiche- Potente gestione delle versioni con confronto tra le ver-

sioni e cronistoria delle versioni- Funzioni di Advanced Process Control

• Operator System con molte funzioni, assai confortevole e scalabile con elevata sicurezza d'esercizio, a scelta ridondante- Come sistema monostazione per fino a 5 000 oggetti

di processo (PO) o come sistema pluristazione con fino a 12 Server/coppie di Server per 8 500 PO e fino a 32 Client per Server/coppia di Server.

- Gestione utenti integrata con protezione d'accesso e firma elettronica

- Brevi tempi di scelta e aggiornamento pagina (< 2 s) - Modificabile durante l'esercizio, Server ridondante selet-

tivo- Elaborazione delle segnalazioni assai performante con

fino a 150 000 segnalazioni/allarmi progettabili per Single Station/Server

- Gestione intelligente degli allarmi per la selezione e il fil-traggio di segnalazioni importanti

- Sistema d'archivio di elevate prestazioni integrato per l'archiviazione a breve termine di fino a 10 000 variabili, ampliabile con l'archivio a lungo termine per fino a 120 000 variabili, anche ridondante.

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Sette vantaggi 9

Flessibilità e scalabilità –dal piccolo sistema di laboratorio fino al grande complesso impiantistico

Scalabilità del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7

I clienti di SIMATIC PCS 7 possono approfittare a lungo nel tempo di una piattaforma di sistema modulare, basata su componenti standard SIMATIC. La sua omogeneità con-sente una scalatura flessibile dell'hardware e del software nonché una perfetta sinergia nel sistema e anche oltre i suoi limiti.

La scalabilità vale per tutti i livelli del sistema. Anche solo a li-vello di comando l'utente dispone di più sistemi di automazio-ne con rapporto prezzo/prestazioni diversificato, sia standard, sia fail-safe, sia fault-tolerant. E' pertanto possibile adattare al meglio la potenza di automazione alle esigenze dell'impianto o del settore d'impianto. Si escludono così sovracapacità co-stose e superflue.

La scalabilità non comporta però solo vantaggi di costo per pianificazione, engineering, messa in servizio ed esercizio ma anche per service e training. L'engineering unitario ed omoge-neo per l'intera piattaforma di sistema è la garanzia che i dati di engineering una volta definiti siano continuamente utilizza-bili.

L'architettura del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 è progettata in modo tale che la tecnica di controllo può essere perfettamente adattata in fase di progettazione alle di-mensioni dell'impianto secondo le esigenze del cliente. In caso di potenziamenti successivi delle capacità o di cambia-menti tecnologici, un impianto SIMATIC PCS7 può essere am-pliato in ogni momento. Con la crescita dell'impianto cresce parallelamente anche il SIMATIC PCS 7! Nessuna costosa capa-cità di riserva superflua.

Per il primo approccio "entry-level" alla fascia di potenzialità bassa, SIMATIC PCS 7 dispone di interessanti sistemi completi con la funzionalità di automazione, servizio e supervisione (HMI) ed engineering:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTX• SIMATIC PCS 7 BOX 416• SIMATIC PCS 7 Lab

Con ca. 60 punti di misura questi sistemi si posizionano in fon-do alla scala. Questa si estende fino al sistema pluristazione in architettura Client-Server con fino a 60 000 punti di misura per l'automazione di un impianto di produzione assai grande o di un complesso impiantistico in un sito produttivo. Ciò cor-risponde a ca. una scala da 100 fino a 120 000 I/O.

SIMATIC PCS 7 LAB

Gruppo di impianti in un sito di produzioneImpianto di produzioneItituto tecnicoLaboratorio

SIMATIC PCS 7: da 100 fino a 120 000 I/O

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Sette vantaggi10

Protezione degli investimenti grazie alla possibilità di una graduale modernizzazione di sistemi di Siemens e di altri produttori non Siemens

La motivazione per la modernizzazione di processi e im-pianti esistenti presenta vari aspetti. Questi riguardano maggiore produttività e qualità, minori costi, tempi di in-troduzione del prodotto più brevi o processi produttivi e tecnologie compatibili con l'ambiente, basati sull'utilizzo ottimale di materie prime ed energia: Per raggiungere questi scopi, i processi devono essere continuamente otti-mizzati, i sistemi e gli impianti modernizzati ed ampliati. Una strategia di modernizzazione concordata, da realiz-zare gradualmente, garantisce che il valore della base in-stallata per quanto riguarda hardware, software applica-tivo e know-how del personale operativo e di manutenzione resti mantenuto e valorizzato.

Siemens offre per i suoi sistemi di controllo di processo una molteplicità di prodotti innovativi e soluzioni per la migrazio-ne verso SIMATIC PCS 7, ad es. per

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

Caratteristica importante della strategia di migrazione di Sie-mens è un procedere per gradi, che consente di modernizzare la base installata senza discontinuità di sistema e possibilmen-te senza arresto degli impianti, il che limita anche i costi per nuovi investimenti. Questa strategia è adattabile alle partico-lari caratteristiche del rispettivo impianto e risponde con fles-sibilità alle richieste dell'esercente. Essa è sempre mirata a massimizzare la rendita del capitale complessivo.

Ma ancora non basta: Sulla base del portfolio di migrazione di Siemens, che comprende una molteplicità di prodotti innova-tivi, strumenti e servizi comprovati nell'applicazione pratica, sono state sviluppate soluzioni di migrazione per sistemi di controllo di processo di altri produttori, ad es. ABB, Bailey, Emerson o Honeywell. Pertanto anche gli utenti di questi si-stemi di controllo di processo possono contare sulla tecnolo-gia SIMATIC, leader mondiale dell'automazione, per avere as-sicurati nel futuro i loro investimenti nell'automazione.

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Sette vantaggi 11

Tecnica di sicurezza integrata e IT Security completa per la protezione affida-bile dell'uomo e dell'ambiente nonché del processo e dell'impianto.

Nell'industria di processo si hanno spesso sostanze o mi-scele facilmente infiammabili, altamente esplosive o dan-nose per la salute, che derivano dai prodotti di partenza, intermedi o finali di un processo. È necessario in questi casi operare con grande cautela e adottare straordinarie misure di sicurezza, poiché funzioni errate o guasti dell'im-pianto potrebbero avere conseguenze fatali per l'uomo e l'ambiente, le macchine e gli impianti.

Scopo della tecnica di sicurezza di Siemens è perciò quello di neutralizzare i potenziali di pericolo mediante dispositivi tecnici o di ridurre ad un minimo tollerabile i possibili effetti. Con "Safety Integrated for Process Automation" è disponibile un'offerta completa di prodotti e servizi per la realizzazione di applicazioni fail-safe e fault-tolerant nell'industria di processo.

Sulla base del sistema di sicurezza di Siemens, "Safety Integra-ted for Process Automation" garantisce l'intera funzionalità tecnica di sicurezza, dal sensore al controllore fino all'attuato-re.

Attacchi di hacker, virus, vermi, troiani sono le conseguenze negative della progressiva standardizzazione, apertura e inter-connessione in rete mondiale. Il potenziale di pericolo che ne deriva per gli impianti elettrici è cresciuto enormemente.

Le minacce di programmi dannosi inquinanti o persone non autorizzate si limitano non solo a sovraccarichi o cadute della rete e a spionaggio di password o dati. Sono anche pensabili intromissioni illecite nell'automazione di processo e sabotaggi intenzionali. Le possibili conseguenze sarebbero non solo danni materiali, ma anche pericoli per l'uomo e l'ambiente.

SIMATIC PCS 7 con il suo concetto di sicurezza offre soluzioni complete per la protezione di un impianto di controllo di pro-cesso, che si basano su un'architettura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli (defense in depth). La particola-rità di questo concetto sta nella sua globalità. Esso infatti non si limita solamente all'impiego di singoli metodi di sicurezza (ad es. codifica cifrata) o di singoli dispositivi (ad es. firewall). I suoi punti di forza risiedono principalmente nell'interazione di molteplici misure di sicurezza nell'intero impianto.

Segmentazionedell'impianto

(celle di sicurezza)

Rete: sottoreti,indirizzi IP,

Risoluzione di nomi

Architettura disicurezzadistribuita in profondità

su diversi livelli(Defense-in-Depth)

DominiActive Directory

per gruppi di lavoro

Accesso per service e

telemanutenzione (VPN, IPSec)

Protezione antivirus

eFirewalls

Sincronizzazione oraria

Gestione utenti e diritti

Windows SecurityPatch-

management

Impianto di produzione

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Sette vantaggi12

Innovazioni tecnologiche continue - da un leader di mercato mondiale per la tecnica di automazione

In Germania Siemens è al primo posto nella statistica dei brevetti , in Europa al primo posto presso l'ufficio centrale dei brevetti e in USA al secondo posto tra le imprese Top 10. Siemens dimostra così continuamente la sua enorme capacità d'innovazione.

Presupposto per le innovazioni e quindi per un continuo suc-cesso economico sono gli investimenti in ricerca e sviluppo. Siemens Automation and Drives investe per questo annual-mente oltre il sei percento del suo fatturato, nell'anno commerciale 2004/2005 ad es. per un totale di oltre 650 mi-lioni di Euro.

5 500 collaboratori impiegati in attività di ricerca e sviluppo realizzano quasi 1 000 brevetti all'anno. Il risultato è rappre-sentato dalla più moderna gamma di prodotti della tecnica di automazione e di azionamento. Quattro su cinque prodotti hanno meno di 5 anni.

Al centro di tutte le innovazioni stanno le richieste del mercato dell'automazione. I progetti di ricerca e sviluppo sono realizza-ti da Siemens Automation and Drives sulla base di sinergie glo-bali, spesso in cooperazione con università. La motivazione nasce dal proposito di soddisfare al meglio le richieste dei clienti.

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Sette vantaggi 13

Global Network of Experts – Service & Support locale attraverso una rete mondiale di esperti e partner autorizzati

Chi decide per SIMATIC PCS 7, ha con Siemens un partner forte e affidabile dalla sua parte, che possiede un im-menso know-how ed un'esperienza di molti anni nell'auto-mazione di processo.

Per supportare i suoi clienti del settore dell'industria di proces-so in tutto il mondo Siemens ha creato una fitta rete di esperti. Ne fanno parte specialisti di Siemens come pure partner ester-ni autorizzati altamente qualificati, che prestano attività di service e supporto in più di 190 Paesi al mondo.

Grazie alla loro presenza locale essi ben conoscono le partico-lari situazioni regionali, sono in diretto contatto con i loro clienti e possono reagire alle richieste di questi ultimi in modo rapido e flessibile. Le loro offerte di servizi sono orientate all'intero ciclo di vita di un impianto, dalla pianificazione e dal-la progettazione alla messa in servizio e alla produzione fino alla modernizzazione o alla dismissione. La gamma di presta-zioni differenziata va dall'helpline 24 ore su 24 per 7 giorni settimanali al supporto per la messa in servizio, alla manuten-zione o agli upgrades, al servizio riparazioni/ricambi fino alla consulenza tecnica completa.

Poiché la tecnica di controllo di processo continua ad evolver-si, è necessario un parallelo training permanente. Ciò vale non solo per i nostri clienti ma anche per gli specialisti di sistema ed i partner locali. Siemens offre pertanto in centri di training distribuiti in 60 Paesi o direttamente sul posto dell'impianto, corsi di training professionali indirizzati a diversi gruppi di de-stinatari.

Siemens vede nella stretta collaborazione con partner e inte-gratori di sistemi una chiave per il successo nell'automazione di processo. Per migliorare e intensificare questa collaborazio-ne, Siemens ha messo a punto un Solution Partner Programm, la cui ampiezza non ha uguali sul mercato. Vengono così com-binate perfettamente insieme eccezionali conoscenze su tec-nologie e applicazioni con un completo know-how di prodotto e di sistema.

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Caratteristiche del sistema in sintesi14

Caratteristiche del sistema in sintesiFlessibilità nella fascia di potenzialità bassa

Potenza di automazione scalabile nella fascia di potenzialità bassa di SIMATIC PCS 7 (AS: sistema di automazione, OS: Operator System, ES: Engineering System)

I sistemi qui presentati consentono un approccio econo-mico all'automazione di processo con SIMATIC PCS 7. Essi sono impiegabili preferibilmente per piccole applicazioni nella produzione, per package units, per l'automazione di laboratorio o per molteplici compiti nel settore della for-mazione professionale.

Sotto l'aspetto della potenza di automazione scalabile, il siste-ma di automazione Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX rappre-senta il sistema entry-level nella fascia di potenzialità bassa di SIMATIC PCS 7. Unitamente ai SIMATIC PCS 7 BOX RTX e SIMATIC PCS 7 BOX 416, fornibili come AS/OS Runtime-System o sistema completo (funzionalità AS, OS e ES), esso consente una scalatura fine in questo segmento di potenza.

La gamma dell'offerta viene completata con il SIMATIC PCS 7 LAB, sviluppato appositamente per l'automazione di laborato-rio, che riunisce un sistema completo SIMATIC PCS 7 BOX 416 e unità I/O selezionate del sistema di periferia ET 200M in un contenitore compatto, modulare e assai robusto.

Sistema entry-level SIMATIC PCS 7 AS RTX

SIMATIC PCS 7 AS RTX

Il sistema di automazione compatto e robusto Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX è progettato per un funzionamento con-tinuo 24 ore su 24 con temperature ambiente fino a 55 °C. La completa rinuncia a ventilatori e supporti di memoria rotanti lo rende resistente a sollecitazioni di urti e vibrazioni. Una SRAM tamponata da 2 Mbyte provvede al salvataggio dei dati di processo.

Grazie alle sue eccellenti caratteristiche fisiche e alle sue pic-cole dimensioni, il SIMATIC PCS 7 AS RTX è perfettamente adatto all'impiego negli impianti industriali.

Il sistema operativo Windows XP Embedded, il Controller-Software WinAC RTX e il software di diagnostica SIMATIC PC DiagMonitor sono preinstallati su una Compact Flash Card da 2 Gbyte. La progettazione avviene mediante il SIMATIC PCS 7 Engineering System.

Un'interfaccia PROFIBUS DP consente di collegare i sistemi di periferia I/O ET 200 con relativi sensori/attuatori e apparec-chiature da campo/di processo al PROFIBUS DP/PA. Tramite due interfacce Ethernet RJ45 da 10/100/1000 Mbit/s per la co-municazione sul bus dell'impianto, il SIMATIC PCS 7 AS RTX può essere integrato nella rete dell'impianto SIMATIC PCS 7.

SIMATIC PCS 7 AS RTX conSoftware-Controller WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX RTX conSoftware-Controller WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX 416 con Hardware-ControllerWinAC Slot 416

Runtime-Systemcon funzionalità AS

Runtime-Systemscon funzionalità AS e OSo sistemi completicon funzionalità AS, OS e ES

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Caratteristiche del sistema in sintesi 15

Sistema entry-level SIMATIC PCS 7 BOX RTX

SIMATIC PCS 7 BOX

I SIMATIC PCS 7 BOX sono sistemi PC compatti ed economici, che dispongono della funzionalità di automazione, servizio e supervisione HMI ed engineering (opzionale). In combinazio-ne con i sistemi di periferia I/O decentrata ET 200 e le apparec-chiature da campo/di processo in rete PROFIBUS essi rappre-sentano un sistema di controllo di processo completo, che può funzionare sia stand-alone sia nella rete dell'impianto. Essi sono dotati di due interfacce PROFIBUS DP per il collega-mento della periferia di processo decentrata e di due interfac-ce Ethernet RJ45 da 10/100/1000 Mbit/s per l'integrazione nella rete dell'impianto.

Come validi componenti della famiglia SIMATIC PCS 7, i SIMATIC PCS 7 BOX funzionano con il software di sistema standard PCS 7, sono scalabili ed ampliabili senza discontinui-tà nella compatibilità. Le licenze runtime e di engineering per AS e OS sono limitate a 2 000 oggetti di processo (PO).

I SIMATIC PCS 7 BOX sono progettabili mediante l'Engineering Software integrato nel sistema o mediante un Engineering System centrale.

L'offerta attuale comprende due SIMATIC PCS 7 BOX a potenza diversificata:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTX con Software Controller WinAC RTX; struttura dell'AS confrontabile con AS 414

• SIMATIC PCS 7 BOX 416 con Hardware Controller WinAC Slot 416; struttura dell'AS confrontabile con AS 416

Questi sono fornibili in due varianti con equipaggiamenti di-versi:

• Sistema completo SIMATIC PCS 7 con funzionalità AS, ES e OS incl. licenze per 250 PO

• Sistema runtime SIMATIC PCS 7 con funzionalità AS e OS incl. licenze per 250 PO

Con il software di diagnostica SIMATIC PC DiagMonitor è pos-sibile integrare il SIMATIC PCS 7 BOX RTX e il SIMATIC PCS 7 BOX 416 nel PCS 7 Asset Management. Entrambi i sistemi possono funzionare anche come Maintenance Station.

SIMATIC PCS 7 BOX RTXIl SIMATIC PCS 7 BOX RTX si distingue per un eccellente rap-porto prezzo/prestazioni. Per quanto riguarda la potenza di automazione esso è posizionato leggermente al di sotto del SIMATIC PCS 7 BOX 416, ma è assai veloce nell'elaborazione del programma.

Il Software-Controller WinAC RTX genera solo un ridotto carico di base e dimostra i suoi punti di forza specialmente in appli-cazioni, che richiedono funzionalità real-time e comporta-mento deterministico.

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Flessibilità nella fascia di potenzialità bassa

Sistema entry-level SIMATIC PCS 7 BOX 416

SIMATIC PCS 7 BOX 416Per quanto riguarda la potenza di automazione, il SIMATIC PCS 7 BOX 416 è posizionato al di sopra del SIMATIC PCS 7 BOX RTX. Esso è dotato di un Hardware-Controller WinAC Slot 416 V4.0 autonomo, tramite le cui porte PROFIBUS DP viene colle-gata la periferia di processo. Il programma di automazione gira in questo Controller in modo del tutto indipendente dal PC base e dal suo sistema operativo Windows.

Il SIMATIC PCS 7 BOX 416 è consigliabile soprattutto se l'eleva-ta disponibilità o la modificabilità della configurazione duran-te l'esercizio (CiR, Configuration in Run) sono fattori determi-nanti per la scelta.

Il SIMATIC PCS 7 BOX 416 è impiegabile, oltre che come siste-ma di automazione, Operator System ed Engineering System, anche per l'automazione di processi batch con SIMATIC BATCH e per il comando di trasporti di materiale con SIMATIC Route Control. In questo caso la capacità di SIMATIC BATCH è limitata a 10 UNITs (istanze di sezioni d'impianto) e la capacità di SIMATIC Route Control a 30 trasporti di materiale contempo-ranei.

SIMATIC PCS 7 LABA causa degli esperimenti e test che cambiano di frequente, l'automazione di laboratorio richiede oltre a qualità, efficienza e sicurezza soprattutto molta flessibilità. SIMATIC PCS 7 LAB è tagliato su misura per soddisfare queste esigenze.

Sistema entry-level SIMATIC PCS 7 LAB

Un sistema completo SIMATIC PCS 7 BOX 416 con funzionalità AS, ES e OS incl. licenze per 250 PO nonché unità selezionate del sistema di periferia I/O ET 200M sono disponibili in conte-nitori separati da 19":

• Stazione di elaborazione; L x A x P in mm: 562 x 211 x 540• Stazione di periferia I/O; L x A x P in mm: 562 x 344 x 540

Entrambe le stazioni sono compatte, assai robuste e flessibili relativamente alle possibilità d'installazione. La stazione di elaborazione è tecnicamente confrontabile con il corrispon-dente SIMATIC PCS 7 BOX 416 e dispone come questo di 2 con-nessioni Ethernet e PROFIBUS DP nonché di 4 porte USB (2 x high current). In modo analogo essa può essere ampliata con SIMATIC BATCH e SIMATIC Route Control.

Nella stazione di periferia, oltre all'alimentatore AC 230 V, all'interfaccia PROFIBUS e all'unità di comunicazione CP 340 (2 x porte seriali), sono disponibili 8 blocchi di I/O del sistema di periferia ET 200M dalla gamma:

• Blocco di ingressi analogici SM 331 per misura di corrente: AI 8 x 0/4 ... 20 mA

• Blocco di ingressi analogici SM 331 per misura di tensione: AI 8 x ±10 V

• Blocco di ingressi analogici SM 331 per misura di tempera-tura: AI 4 x Pt100

• Blocco di uscite analogiche SM 332: AO 8 x 0/4 ... 20 mA• Blocco di ingressi analogici SM 321: DI 16 x DC 24 V• Blocco di uscite analogiche SM 322: DO 16 x DC 24 V/0,5 A

I blocchi di I/O sono cablate frontalmente con prese da labora-torio con codifica a colore (4 mm). Questi prese consentono un collegamento rapido e flessibile con i sensori e gli attuatori e sono soprattutto assai pratiche in caso di frequenti cambia-menti o riadattamenti.

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Ridondanza su tutti i livelli

Possibilità di collegamento per sistemi ridondanti nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7; periferia decentrata qui con rispettiva alimen-tazione ridondante

SIMATIC PCS 7 offre un concetto di ridondanza completa, che si estende a tutti i livelli della tecnica di controllo di processo.

L'architettura Client-Server del sistema di controllo di processo consente di accedere da fino a 32 Client (OS/Batch/Route Con-trol) ai dati di 1 .. 12 Server/coppie di Server (OS/Batch/Route Control). Con la tecnica Multi-Screen si possono qui collegare fino a 4 monitor di processo ad un Client.

All'occorrenza si possono configurare ridondanti i seguenti Server:

• OS Server• Server d'archivio centrale (CAS)• Batch Server• Route Control Server• Maintenance Station Server

La sincronizzazione delle coppie di Server ridondanti avviene automaticamente ad alta velocità.

Per un'architettura di sistema con OS Server ridondanti gli OS Client vengono commutati, in caso d'errore, sul Server di backup. Processi in background sorvegliano continuamente importanti applicazioni Server relativamente ad errori, che possono eventualmente causare una commutazione di ridon-danza. Quando il Server partner entra nuovamente in servizio, avviene una sincronizzazione automatica dei dati di processo e degli archivi delle segnalazioni.

La comunicazione Client-Server e Server-Server si svolge tra-mite una LAN Ethernet dedicata. La rete di comunicazione de-nominata "OS-LAN" o "bus dei terminali" è realizzabile con componenti standard di SIMATIC NET come switch, schede di rete, unità di comunicazione (CP), cavi etc.

Con una struttura ad anello sono impedite cadute della comu-nicazione, qualora ad es. il cavo venisse danneggiato o inter-rotto in qualche punto. Per un ulteriore aumento della dispo-nibilità è possibile anche suddividere l'OS-LAN in modo ridon-dante su due anelli, collegati tra loro tramite 2 coppie di switch. Ognuno dei Server e Client ridondanti può essere col-legato, tramite due interfacce separate, ad entrambi gli anelli. La comunicazione si svolge di norma nell'anello 1. La comuni-cazione nell'anello 2 viene attivata solo al verificarsi di un gua-sto nell'anello 1, tale da provocare la commutazione di ridon-danza.

AS 412HAS 414HAS 417H

ET 200iSP

MTA

COx, NOx

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200M

ET 200M

Y-Link

Unità F e standard

Client Client

OS-LAN (Ethernet), anello 1 OS-LAN (Ethernet), anello 2

Server ridondante

Bus d’impianto ridondante Industrial Ethernet (anello doppio)



DP/PA Link

DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti


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Ridondanza su tutti i livelli

I sistemi di automazione (AS) comunicano tra loro nonché con l'Engineering System e gli Operator System (Server/Single Station) tramite il bus Industrial Ethernet dell'impianto. Il bus dell'impianto è pure realizzabile in struttura ad anello, che, in caso di elevate esigenze di disponibilità, può essere configura-to anche come doppio anello ridondante (due CP per ogni CPU AS e OS Server). In questo modo sono tollerabili anche errori doppi, come ad es. una caduta di switch nell'anello 1 e la con-temporanea interruzione del cavo di bus dell'anello 2. In una simile configurazione, entrambi gli anelli sono fisicamente se-parati tra loro. Con la progettazione mediante NetPro, i part-ner di ridondanza vengono accoppiati tramite un collegamen-to S7 ad elevata disponibilità (ridondanza a 4 vie). Per ogni anello, la funzione di manager di ridondanza è rispettivamen-te assunta da uno switch.

I sistemi di automazione ridondanti ad elevata disponibilità AS 412H, AS 414H e AS 417H vengono collegati di norma al bus dell'impianto con una unità di comunicazione (CP) per ogni CPU (sistema parziale AS). Con il doppio anello progetta-to per un'elevata disponibilità, ognuno dei sistemi parziali AS può essere collegato tramite due CP ad entrambi gli anelli.

L'OS-LAN (bus dei terminali) e il bus dell'impianto sono confi-gurabili con componenti di bus per velocità di trasmissione fino a 100 Mbit/s o 1 Gbit/s.

Impiegando l'interfaccia PROFIBUS DP interna o ulteriori pro-cessori di comunicazione, è possibile collegare ad ogni siste-ma parziale AS più rami PROFIBUS DP con periferia di processo decentrata.

Stazioni I/O remote dei sistemi di periferia decentrata ET 200M o ET 200iSP sono collegabili tramite due moduli d'interfaccia (IM) a segmenti PROFIBUS DP ridondanti. Per l'ET 200iSP, ac-coppiatori RS 485-iS convertono la tecnica trasmissiva elettri-ca PROFIBUS DP RS 485 nella tecnica trasmissiva a sicurezza intrinseca RS 485-iS con velocità di trasmissione di 1,5 Mbit/s.

Con la periferia decentrata ET 200M la ridondanza arriva fino al livello di canale delle unità di ingresso/uscita. Per l'impiego ridondante sono disponibili unità (blocchi) selezionate della gamma del SIMATIC S7-300 – sia unità standard sia unità fail-safe. Un sensore o attuatore può essere collegato a due canali, che sono distribuiti su due unità ridondanti in stazioni ET 200M separate.

ET 200iSP-Station, ridondante

Apparecchiature da campo/di processo intelligenti in rete PROFIBUS PA vengono preferibilmente collegate tramite un DP/PA Link, come router, al PROFIBUS DP ridondante. La confi-gurazione del DP/PA Link dipende dall'ambiente d'esercizio (Zona Ex) e dall'architettura di ridondanza scelta. Mentre per il PROFIBUS PA nella Zona Ex 1 è possibile solo la struttura line-are con accoppiatore singolo, in ambienti fino alla Zona Ex 2 è possibile configurare anche un'architettura lineare con accop-piamento ridondante o un'architettura ad anello.

Nell'architettura lineare con accoppiatore singolo ogni segmento PROFIBUS PA viene collegato con un rispettivo DP/PA Coupler del DP/PA-Router. Nell'architettura lineare con accoppiamento ridondante un distributore di campo attivo AFS (Active Field Splitter) commuta il segmento PROFIBUS PA sull'accoppiatore attivo dei due FDC 157-0 ridondanti. Nell'architettura ad anello i distributori di campo attivi AFD (Active Field Distributors) integrano le apparecchiature da campo PROFIBUS PA tramite quattro collegamenti derivati re-sistenti a cortocircuito in un anello PROFIBUS PA. Questo anel-lo viene collegato a due DP/PA Coupler FDC 157-0 del DP/PA-Router.

Tramite un Y-Link è anche possibile collegare apparecchiature PROFIBUS DP non ridondanti al PROFIBUS DP ridondante.

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Flexible Modular Redundancy (FMR)

Flexible Modular Redundancy sull'esempio di una configurazione d'im-pianto orientata alla sicurezza (fail-safe e fault-tolerant)

In funzione del compito di automazione e delle relative esi-genze di sicurezza è possibile definire separatamente il grado di ridondanza per i vari livelli - controllore, bus di campo e periferia I/O - e coordinarlo con la strumentazione in campo. In questo modo sono realizzabili architetture fault-tolerant, ta-gliate su misura per i singoli compiti, in grado di tollerare più errori contemporanei. Poiché FMR prevede la ridondanza solo laddove è necessaria, sono così possibili applicazioni più inte-ressanti e più economiche rispetto alle comuni architetture di ridondanza.

Come mostra l'esempio di un impianto con periferia I/O decen-trata ET 200M, la somma dei compiti può produrre un insieme misto di gradi di ridondanza all'interno di un livello dell'archi-tettura (1oo1, 1oo2, 2oo3).

Architettura fail-safe e fault-tolerant basata su una struttura ad anello PROFIBUS PA

La Flexible Modular Redundancy può non solo essere utilizzata per configurazioni d'impianto con sistemi di periferia I/O de-centrata ma è anche trasferibile a configurazioni con collega-mento diretto delle apparecchiature tramite bus di campo PROFIBUS PA. Come rappresentato in figura, l'architettura ad anello PROFIBUS PA consente in ambienti d'esercizio fino alla Zona Ex 2 economiche applicazioni fail-safe e fault-tolerant con ridotto numero di apparecchiature e di cavi.

1oo1 LS

2oo3 PT

Triple Simplex

1oo2 Flow

Dual

Controllore S7

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

Controllore S7-400FH

DP/PA Link con DP/PA Coupler ridondanti

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Engineering System20

Engineering SystemEngineering esteso a tuttoil sistema con l'Engineering System centrale

Engineering Toolset dell'Engineering System

L'impiego di un Engineering System centrale, con una gamma di strumenti unitari e sintonizzati tra loro, minimi-zza l'onere di progettazione. Gli strumenti di engineering per il software applicativo, i componenti hardware e la comunicazione sono richiamabili da un Project-Manager centrale (SIMATIC Manager). Questo funge contempora-neamente da applicazione base per la realizzazione, la gestione, l'archiviazione e la documentazione di un pro-getto.

L'Engineering System centrale del sistema di controllo di pro-cesso SIMATIC PCS 7 è basato su una potente SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation, che è impiegabile sia nell'ambiente d'ufficio sia nell'ambiente industriale. Questa offre unitamen-te al sistema operativo Windows XP Professional una base di partenza ottimale per l'engineering. Per una progettazione più confortevole è possibile ampliare l'ambito di lavoro del proget-tista con il collegamento di fino a 4 monitor di processo trami-te una scheda grafica Multi-VGA.

Base per la definizione della licenza e per l'unità di fatturazio-ne per il SIMATIC PCS 7-Engineering è il numero degli oggetti di processo progettabili (PO).

La concessione di licenza dell'Engineering Software è orienta-ta ai seguenti casi applicativi principali dell'Engineering Sys-tem:

• Impiego solo come Engineering Station classica; senza limite di PO (non impiegabile per funzionamento produttivo OS; possibile funzionamento di test OS per 2 ore)

• Impiego come Engineering/Operator Station combinata; PO scalabile

Le licenze software della ES/OS Station combinata compren-dono oltre alle licenze per l'engineering anche le licenze Run-time per AS e OS nel volume corrispondente. Mediante Engi-neering PowerPacks il numero PO può essere ampliato in qual-siasi momento.

La funzionalità base coperta dal software standard è ampliabi-le opzionalmente in funzione del compito specifico di proget-to e della sua realizzazione.

SIMATICPDM

S7F Systems

SIMATICBATCH

FaceplateDesigner

GraphicsDesigner

HW ConfigLibrariesCFC/SFC

Import/Export

Assistant

Parametrizz. di apparecch. da campo

Progettazione per sistemi failsafe

Progettazione per rete/comunicazione/hardware

Progettazionedell’automazione

OS EngineeringBlocchi funzionali

tecnologici

SIMATIC Manager /base di dati omogenea

PCS 7 Engineering

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Engineering System 21

Engineering Toolset

L'intera funzionalità per l'engineering orientato al progetto es-teso a tutto il sistema, che è contemporaneamente la base per l'Asset Management delle apparecchiature e dei dispositivi di processo, è a disposizione del progettista come Engineering Toolset di strumenti perfettamente sintonizzati tra loro. Esso comprende strumenti per un efficace engineering dei seguen-ti componenti e delle seguenti funzioni:

• Hardware di sistema di controllo di processo incl. periferia e apparecchiature da campo

• Reti di comunicazione• Funzionalità di automazione per processi continui e se-

quenziali (AS-Engineering)• Funzionalità di servizio e supervisione (OS-Engineering)• Applicazioni di sicurezza (Safety Integrated for Process Au-

tomation)• Funzionalità diagnostica e di Asset Management• Processi batch automatizzati con SIMATIC BATCH• Trasporti di materiale comandati con SIMATIC Route Cont-

rol• Interazione con strumenti di pianificazione CAD/CAE sovra-

ordinati (importazione ed esportazione di punti di misura e soluzioni campione)

SIMATIC Manager

Il SIMATIC Manager è al contempo piattaforma d'integrazione per l'Engineering Toolset e base di progettazione per tutto l'engineering del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Qui, il progetto SIMATIC PCS 7 viene gestito, archiviato e documentato.

Con la gamma di strumenti focalizzati sugli aspetti tecnologici (Engineering Toolset) nonché con blocchi software e schemi predefiniti, i tecnologi, così come i tecnici dell'industria di pro-cesso e manifatturiera, possono pianificare e progettare nel loro abituale ambiente concettuale. L'hardware necessario per l'impiego in un progetto SIMATIC, come sistemi di automazio-ne, componenti di comunicazione e periferia di processo, è ri-portato in un Catalogo elettronico e viene configurato e para-metrizzato con lo strumento di progettazione "HW Config".

Per la realizzazione della logica di automazione vengono inter-connessi blocchi funzionali predefiniti con altri blocchi medi-ante lo strumento di progettazione grafica CFC. Ciò è fattibile in modo facile e veloce anche da tecnologi senza conoscenze di programmazione.

Blocchi funzionali standardizzati (tipi di punti di misura) per ti-pici componenti/apparecchiature sono disponibili in una bibli-oteca di tecnica di processo. Il progettista deve solo scegliere i blocchi predefiniti, posizionarli sulla superficie operativa, in-terconnetterli e parametrizzarli graficamente.

Vista dei componenti: Configurazione dell'hardware con "HW Config"

Con l'aiuto degli assistenti di importazione/esportazione per lo scambio dati con sistemi di pianificazione sovraordinati e fun-zioni come "Extended Rename" è possibile ottenere, special-mente con grandi progetti, notevoli effetti di razionalizzazione grazie al ripetuto utilizzo di punti di misura standardizzati e so-luzioni campione.

La base di dati omogenea dell'Engineering System comporta il vantaggio che i dati immessi una volta sono a disposizione in tutto il sistema.

Progetti SIMATIC PCS 7 completi o tutte le modifiche di un pro-getto possono essere tradotti e caricati nei sistemi di destina-zione con un solo passo operativo. L'Engineering System con-trolla automaticamente la sequenza esatta. Il procedimento viene visualizzato e comandato in un dialogo centrale.

Modifiche di progettazione selettive sono caricabili online nei corrispondenti componenti di sistema. Brevi tempi di turna-round comportano minori tempi di lavoro per la messa in ser-vizio, riducendo i relativi costi. Le modifiche di progettazione rilevanti per i sistemi di automazione sono verificabili in un sis-tema di test, prima di caricarle nel sistema di destinazione dell'impianto funzionante.

Il SIMATIC Manager supporta i diversi compiti nella realizzazi-one di un progetto impiantistico mediante le seguenti viste del progetto:

• Vista dei componenti (HW Config) per la configurazione di hardware come sistemi di automa-zione, componenti di bus o periferia di processo

• Vista dell'oggetto di processo come ambiente di sviluppo centrale per tutti gli aspetti dei punti di misura/degli oggetti di processo

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Engineering SystemEngineering Software

Punti di misura nella vista dell'oggetto di processo.

Vista dell'oggetto di processo

La vista dell'oggetto di processo del SIMATIC Manager suppor-ta il lavoro del tecnico di processo mediante una vista generale sui punti di misura. Essa mostra la gerarchia tecnologica dell'impianto secondo una struttura ad albero in combinazio-ne con una rappresentazione tabellare di tutti gli aspetti del punto di misura/dell'oggetto di processo (generalità, blocchi, parametri, segnali, segnalazioni, oggetti immagine, variabili d'archivio, cartelle gerarchiche, caratteristiche di equipaggia-mento e dichiarazioni globali). Ciò consente al tecnologo un veloce orientamento.

Tutti gli oggetti nel ramo della gerarchia evidenziato vengono visualizzati nella tabella, dove possono essere elaborati con confortevoli funzioni di editazione, filtraggio, sostituzione, importazione ed esportazione. Una speciale modalità di test offre la possibilità di testare online e mettere in servizio punti di misura e schemi CFC.

Da questa gerarchia tecnologica è possibile derivare le aree OS e la gerarchia delle pagine video per la conduzione del proces-so nonché l'Asset Management SIMATIC PCS 7. Inoltre essa co-stituisce la base per l'identificazione degli oggetti di processo orientata all'impianto.

Visualizzazioni cumulative possono essere inserite in pagine nella gerarchia delle pagine video ed essere automaticamente correlate con pagine sottordinate. Il progettista deve occupar-si solo del corretto inserimento. Poiché il numero dei campi per segnalazioni cumulative e la relativa semantica sono pro-gettabili, è possibile anche realizzare configurazioni d'impian-to su misura per cliente.

Progettazione di "Smart Alarm Hiding" nella vista dell'oggetto di processo

Tramite la vista dell'oggetto di processo è progettabile anche lo "Smart Alarm Hiding". S'intende qui il mascheramento dina-mico di segnalazioni (allarmi), che in determinati stati dell'im-pianto sono di secondaria importanza ai fini del funzionamen-to sicuro e senza problemi dell'impianto. In dipendenza dello stato di funzionamento di una sezione d'impianto (avvio, ser-vice etc.) vengono visualizzate o nascoste segnalazioni dei bl-occhi tecnologici raggruppati in questa sezione d'impianto se-condo la progettazione eseguita. Selezionando le caselle di opzione nella matrice delle segnalazioni nella vista dell'ogget-to di processo è possibile definire separatamente la visualizza-zione o il mascheramento delle segnalazioni per ognuno dei max. 32 stati di funzionamento. Le segnalazioni nascoste non danno alcun effetto visivo e acustico, ma vengono comunque protocollate e archiviate.

Continuous Function Chart (CFC)

CFC è lo strumento per la progettazione grafica e la messa in servizio delle funzioni di automazione continue. Con il sup-porto di un potente Autorouting e di una configurazione delle segnalazioni integrata, è possibile posizionare, parametrizzare e collegare in schemi CFC blocchi già predefiniti. Speciali tec-niche di progettazione, come "schema nello schema" per la re-alizzazione di schemi gerarchici o l'utilizzo multiplo di tipi di bl-occhi-schema (schemi tradotti come tipo di blocco) o di tipi di SFC (comandi sequenziali standardizzati) in forma di istanze, offrono un ulteriore potenziale di razionalizzazione.

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Continuous Function Chart

Creando un nuovo schema CFC, si origina un gruppo d'esecu-zione con il nome dello schema. In questo gruppo d'esecuzio-ne vengono immessi automaticamente tutti i blocchi software dello schema. In tal modo ogni blocco riceve già all'immissio-ne caratteristiche d'esecuzione, che il progettista può ottimiz-zare con modifiche nell'editor d'esecuzione o tramite algorit-mo.

L'algoritmo determina dapprima la sequenza di blocchi otti-male separatamente per ogni gruppo d'esecuzione e quindi la sequenza otttimale dei gruppi d'esecuzione.

Oltre a funzioni di editing assai confortevoli appartengono alla gamma di funzioni del CFC, anche potenti funzioni di test e messa in servizio nonché funzioni di documentazione confi-gurabili individualmente.

Sequential Function Chart (SFC)

L'editor SFC è adatto per eseguire la progettazione grafica e la messa in servizio di comandi sequenziali per processi di produ-zione discontinui. Esso dispone di confortevoli funzioni di edi-ting nonché di potenti funzioni per test e messa in servizio.

Con un comando sequenziale è tipicamente possibile coman-dare ed elaborare in modo selettivo funzioni dell'automazione base realizzate con CFC, cambiando il modo di funzionamento e lo stato. In funzione del successivo utilizzo, i comandi se-quenziali possono essere realizzati come schema SFC o come tipo SFC.

Sequential Function Chart

Schema SFCCon lo schema SFC è possibile realizzare comandi sequenziali utilizzabili una volta sola, dedicati alla funzionalità di coman-do in più settori parziali di un impianto di produzione.

Ogni schema SFC possiede ingressi e uscite standardizzati per informazioni di stato e per il comando da parte del program-ma applicativo o dell'utente. Lo schema SFC può essere posizi-onato e interconnesso come blocco nel CFC. I collegamenti desiderati dei blocchi CFC vengono selezionati con operazioni semplici e correlati ai passi o alle transizioni delle catene se-quenziali.

Un management di stato conforme a ISA-88 consente per ogni schema SFC la progettazione di fino a 8 catene sequenzi-ali separate ad es. per stati quali HOLDING o ABORTING, per SAFE STATE o per diversi modi di funzionamento.

SFC-TypeGli SFC-Type sono comandi sequenziali standardizzati per l'uti-lizzo ripetitivo, dedicati alla funzionalità di comando in una se-zione dell'impianto di produzione. Essi possono essere orga-nizzati in biblioteche e trattati come normali blocchi funziona-li, possono cioè essere scelti da un catalogo, posizionati, inter-connessi e parametrizzati come istanza in uno schema CFC. Una modifica dell'originale provoca automaticamente una corrispondente modifica di tutte le istanze. Un SFC-Type può contenere fino a 32 catene sequenziali. Mediante la funzione "Creazione/aggiornamento dei simboli dei blocchi" è possibile, per tutte le istanze SFC gestibili e visionabili, inserire e inter-connettere automaticamente un simbolo di blocco nella ris-pettiva pagina di processo.

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Engineering Software

Esempi di maschere operative OS (Faceplate) dalla PCS 7 Library

Biblioteche di controllo di processo

I blocchi software organizzati, predefiniti e testati nelle biblio-teche di controllo di processo nonché i blocchi immagine ed i simboli sono gli elementi base per la progettazione grafica di soluzioni di automazione. L'impiego di questi elementi di bibli-oteca contribuisce in modo essenziale a minimizzare l'onere di engineering e quindi i costi del progetto. L'ampia gamma dell'offerta di blocchi software comprende:

• Semplici blocchi di logica e driver• Blocchi tecnologici con funzionalità di comando e di seg-

nalazione integrata come regolatori PID, motori o valvole• Blocchi per l'integrazione di apparecchiature PROFIBUS• Blocchi per Advanced Process Control (APC)

Blocchi con funzioni APC

Regolatore multivariabileIl regolatore multivariabile ModPreCon basato su modello ana-lizza singolarmente su un lungo periodo di tempo, in caso di processi complessi, l'andamento di fino a quattro variabili in-terdipendenti. In base ai risultati viene calcolata una matrice di parametri, che il ModPreCon utilizza poi per la regolazione ottimizzata di queste variabili. Non si ha pertanto il problema delle interazioni negative che si verificano con la regolazione separata delle variabili dipendenti.

Comando dei parametri di regolazione in dipendenza del punto di lavoroIl blocco GainSched consente l'impostazione flessibile dei pa-rametri di regolazione in sistemi regolati non lineari in dipen-denza del punto di lavoro. Il blocco funzionante in modo ana-logo al blocco della funzione poligonale può derivare dall'andamento di una variabile d'ingresso tre variabili d'uscita separate, che servono come parametri di regolazione per un blocco regolatore interconnesso. In dipendenza dell'anda-mento del valore reale, il GainSched modifica parallelamente i parametri di regolazione del regolatore combinato.

Monitoraggio della bontà della regolazioneIl blocco ConPerMon viene accoppiato con valore di riferimen-to, valore reale e grandezza regolante del blocco regolatore e determina sulla base dei valori online la bontà della regolazio-ne. A seconda dello scostamento dal valore di confronto, ad es. la bontà della regolazione alla messa in servizio, è possibile attivare una segnalazione di avviso o di allarme. In pagine OS si possono raggruppare in un quadro d'insieme i blocchi im-magine di tutte le sorveglianze della bontà di +regolazione di un impianto o di una sezione d'impianto, che consentono di ri-conoscere per tempo eventuali problemi, di analizzarli e di ri-solverli in modo mirato.

Graphics Designer e Faceplate Designer

I dati di progetto per l'engineering degli Operator System sono organizzati con il SIMATIC Manager. Tutti i dati dei punti di mi-sura rilevanti per la funzionalità di servizio e supervisione, quali segnalazioni e variabili, hanno origine già in fase di defi-nizione della funzione di automazione. Per la creazione grafica delle pagine video dell'impianto è disponibile un potente Graphics Designer.

Oltre ai blocchi immagine standard (faceplate), con il Facepla-te Designer è possibile creare facilmente faceplate specifici di cliente per il controllo di punti di misura o di sezioni d'impian-to. Mediante Drag & Drop si possono comodamente correlare simboli di blocchi a punti di misura.

Multiproject-Engineering

Il Multiproject-Engineering consente di suddividere un intero progetto in più progetti parziali secondo punti di vista tecno-logici, per poterli poi elaborare in parallelo con più team. A tal fine è definito nel SIMATIC Manager un "Multiproject" sovraor-dinato. Singoli progetti possono essere inseriti in qualsiasi mo-mento in un multiprogetto o nuovamente rimossi. Allo stesso modo si possono raggruppare o suddividere progetti (Branch & Merge).

Funzioni di progettazione centrali per multiprogetti contribu-iscono alla riduzione dell'onere di progettazione. Ne consegue ad es. che una struttura gerarchica nel progetto attuale viene automaticamente applicata anche in tutti gli altri progetti. An-che se essa non è lì modificabile, è comunque possibile inser-irvi degli oggetti. Tutti i tipi di blocchi utilizzati in un multipro-getto sono aggiornabili centralmente.

I progetti appartenenti ad un multiprogetto vengono memo-rizzati in un Server centrale e trasferiti per l'elaborazione su una Engineering Station locale. In tal modo la performance di engineering non risulta compromessa dagli accessi in rete.

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Concurrent Engineering

Con il Concurrent Engineering, più progettisti possono lavora-re contemporaneamente in CFC e SFC ad un progetto, senza doverlo suddividere prima in progetti parziali. In fase di messa in servizio sono utilizzabili ad es. schemi in modalità online (debug), mentre vengono apportate in parallelo modifiche al progetto.

Il progetto può essere localizzato in una delle Engineering Sta-tion coinvolte nella progettazione, il Project-Server. Le Engi-neering Station funzionanti come "Project-Client" possono ac-cedere ai dati del progetto tramite l'OS-LAN (bus dei terminali) o un'altra LAN/WAN. Uno schema CFC può essere aperto e vis-to contemporaneamente da più progettisti. Accessi contem-poranei in scrittura al database non sono comunque accettati dal sistema.

Ogni Engineering Station in rete (Project-Server/Client) è in grado di caricare dati di progettazione tramite OS-LAN e bus dell'impianto in un sottosistema SIMATIC PCS 7 – con il presup-posto che essa disponga delle corrispondenti connessioni.

Branch & Merge

Questa funzione supporta la suddivisione ed il raggruppa-mento di progetti dal punto di vista tecnologico. Schemi o im-pianti parziali possono essere copiati in un altro progetto e lì elaborati. Interconnessioni estese all'intero progetto, tipica-mente ad es. per interblocchi, diventano qui interconnessioni testuali. Per il raggruppamento si sovrascrivono gli schemi di ugual nome nell'oggetto originale e si possono chiudere me-diante pulsante interconnessioni testuali– anche immesse in proprio.

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Engineering Software

Controllo d'accesso e protocollazione delle modifiche

SIMATIC Logon, la gestione utenti con controllo d'accesso in-tegrata nell'Engineering System, offre all'esercente dell'impia-nto in combinazione con registrazioni dettagliate nel logbook delle modifiche un validissimo supporto per la verifica di mo-difiche.

Con SIMATIC Logon l'amministratore può suddividere gli uten-ti in gruppi con diversi diritti d'accesso e controllare in questo modo l'accesso ai dati. Protocolli delle modifiche configurabili consentono la registrazione di tutti gli accessi all'Engineering System e di tutte le modifiche online, che riguardano sistemi di automazione, Operator Systems, SIMATIC BATCH o SIMATIC Route Control.

Se in fase di analisi si combinano i protocolli delle modifiche con i dati di SIMATIC Logon risulta chiaramente chi ha fatto una determinata modifica e quando l'ha fatta. Ciò è di grande aiuto per soddisfare speciali esigenze di settore, ad es. FDA 21 CFR Part 11 o GAMP.

Version Cross Manager

Il Version Cross Manager rileva in modo assai confortevole la differenza tra diverse versioni di un progetto o multiprogetto mediante:

• Individuazione di oggetti in meno, in più o diversi attra-verso il confronto di configurazioni hardware, comunicazi-one, gerarchia tecnologica, schemi CFC/SFC, dettagli di SFC, tipi di blocchi, segnalazioni, variabili globali, segnali e sequenze operative

• Rappresentazione grafica dei risultati di confronto in una combinazione di albero e tabella

• Chiara strutturazione gerarchica secondo la gerarchia tec-nologica dell'impianto

• Marcatura colorata delle differenze

Confronto di versioni di progetto con il Version Cross Manager

Scambio dati con strumenti di progettazione

Mediante il Version Cross Manager sono scambiabili anche dati con strumenti di progettazione (dati CAx). Esso supporta le seguenti funzioni di scambio:

• Esportazione di dati CAx rilevanti, ad es. dichiarazioni glo-bali, gerarchia tecnologica o punti di misura

• Esportazione di file nel formato SIMATIC XML (SML)• Importazione di dati CAx presenti nel formato SIMATIC XML

Version Trail

Il SIMATIC Version Trail in combinazione con il SIMATIC Logon si presta al versionamento di biblioteche, progetti e multipro-getti.

In fase di archiviazione SIMATIC Version Trail crea una cronis-toria di versione con le seguenti informazioni:

• versione,• nome della versione,• data e ora,• utente,• commento.

Questa cronistoria di versione può essere sia visualizzata che stampata da SIMATIC Version Trail. È possibile estrarre dall'ar-chivio singole versioni e riutilizzarle. SIMATIC Logon organizza la relativa protezione d'accesso.

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Elaborazione di dati di massa con l'assistente di importazione/esportazione

Elaborazione efficiente di dati di massa

Assistente di importazione/esportazioneL'assistente di importazione/esportazione (IEA) è uno stru-mento efficace per l'engineering razionale di dati di massa. Esso si basa sull'utilizzo multiplo di tipi di punti di misura e di soluzioni campione ed è particolarmente adatto per grandi impianti con molti punti di misura dello stesso tipo o con più sezioni d'impianto analoghe. Dati d'impianto già progettati, come liste di punti di misura o schemi del mondo CAD/CAE, possono essere importati nell'Engineering System e utilizzati per la creazione automatica di punti di misura. I dati del siste-ma di pianificazione sovraordinato possono essere successiva-mente corretti con i parametri ottimizzati in fase di messa in servizio.

Per la modifica semplice e veloce è possibile anche esportare progetti PCS 7, elaborare e poi nuovamente importare i dati con l'IEA-Editor o altri strumenti (ad es. Microsoft Excel o Access).

Campo d'impiego dell'assistente di importazione/esportazione

• Importazione di dati d'impianto già progettati, come ad es. lista di punti di misura, dal mondo CAD/CAE sovraordinato:

• Generazione automatica riproducibile di punti di misura e derivatori sulla base delle liste di punti di misura importati e di soluzioni campione (typical)

• Derivazione automatica della gerarchia di pagine OS, inter-connessione dei blocchi e posizionamento in pagine

• Messa in servizio dei singoli punti di misura con i conforte-voli strumenti grafici CFC e SFC

• L'esportazione di ritorno dei parametri ottimizzati durante la messa in servizio nel mondo CAD/CAE assicura dati coe-renti negli strumenti di pianificazione sovraordinati

Extended RenameNella ridenominazione di oggetti sono pure modificate le combinazioni che riguardano la visualizzazione (oggetti im-magine o variabili e Script). Specialmente per impianti con strutture ripetitive o per impianti con obbligo di validazione, questa funzione comporta un enorme potenziale di razionaliz-zazione.

Se si copia ad es. un impianto parziale completamente pro-gettato e testato con tutti gli schemi, i comandi sequenziali e le pagine video e poi si rinominano gli schemi/le pagine, tutte le interconnessioni interne vengono adattate automaticamen-te. E' così possibile riprodurre in un tempo brevissimo comp-lessi impianti parziali o intere linee di lavorazione di un impia-nto.

Tool di progettazione sovraordinatoCAD/CAE

Assistente di import-export

Schemi dei punti di misura

Gerarchiatecnologica

Gerarchia delle pagine video OS

Pagine video OS

Biblioteche di "Typical": Soluzioni campione e tipi di punti di misura (ad es. regolazione, motore, valvola)

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Engineering di apparecchiature e componenti da campo intelligenti con il Process Device Manager SIMATIC PDM

Possibilità di collegamento di SIMATIC PDM

SIMATIC PDM (Process Device Manager) è uno strumento universale, indipendente dal produttore per la progettazione, la parametrizzazione, la messa in servizio, la diagnostica e il service di apparecchiature da campo intelligenti (sensori e at-tuatori) e componenti di campo (I/O remoti, multiplexer, dis-positivi di manutenzione, regolatori compatti), per i quali è di seguito utilizzato semplicemente il termine "apparecchiature". Con un software, SIMATIC PDM consente l'elaborazione di olt-re 1 200 apparecchiature di Siemens e di oltre 100 produttori non Siemens in tutto il mondo sotto una superficie operativa omogenea. La rappresentazione dei parametri e delle funzioni è qui unitaria per tutte le apparecchiature supportate e indi-pendente dal rispettivo collegamento di comunicazione.

Sotto l'aspetto dell'integrazione di apparecchiature, SIMATIC PDM è il Device Manager aperto più potente presente sul mercato mondiale. Le apparecchiature finora non supportate possono essere integrate in ogni momento, importando in SIMATIC PDM semplicemente le loro descrizioni di apparecchi-atura (EDD). Ciò dà sicurezza e fa risparmiare costi di investi-mento, di formazione e ulteriori costi successivi.

SIMATIC PDM è anche integrato nell'Asset Management. Il Process Device Manager fornisce ampie informazioni per tutte le apparecchiature descritte con Electronic Device Description (EDD), ad es. informazioni diagnostiche dettaglia-te (informazioni del produttore, avvertenze per la diagnostica e l'eliminazione degli errori, documentazione di approfondi-mento), logbook delle modifiche (Audit Trail) e informazioni sui parametri.

Possibilità d'impiego

• Integrato nel SIMATIC PCS 7 Engineering System• Stand-alone come strumento di service in un computer

portatile

Funzioni chiave

• Impostazione e modifica di parametri di apparecchiature• Confronto (ad es. di dati di progetto e di apparecchiature)• Verifica di plausibilità in fase d'immissione• Identificazione e verifica di apparecchiature• Visualizzazione di stato delle apparecchiature (modi di fun-

zionamento, allarmi e stati)• Simulazione• Diagnostica (standard, dettagliata)• Gestione (ad es. reti e PC)• Esportazione/importazione (dati di parametrizzazione, pro-

tocolli)• Funzioni per la messa in servizio, ad es. test di circuiti di mi-

sura con dati di apparecchiature• Sostituzione di apparecchiature (Lifecycle Management)• Logbook delle modifiche globale e specifico di apparecchi-

atura per condizioni d'utente (Audit Trail)• Protocolli di calibrazione specifici di apparecchiature• Rappresentazioni grafiche di curve di inviluppo echo, visu-

alizzazioni di trend, risultati di diagnostica di valvola etc.• Rappresentazione di manuali integrati• Documents-Manager per l'integrazione di fino a 10 file

multimedia

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

SIMATIC

PDM

S7-400

PROFIBUS PA

SITRANS P SITRANST3K

SITRANS LR SITRANS F M

SIMOCODEpro

MICROMASTER

SIMATICPDM

SIMATICPDM

SIMATICPDM

SIMATIC PDM

ET 200iSP

S7-400

SIPART PS2

SIPART PS2

HA

RT

RS 232/RS 485

SITRANS P

SIMATICPDM

SIMATIC PDM

Bus d’impianto

DP/PALink

SIMATIC PCS 7 Engineering Station con SIMATIC PDM

Bus di campo PROFIBUS DP fino a 12 Mbit/s

Possibile punto di connessione di un PC/PG con SIMATIC PDM (funzionamento stand-alone)

MultiplexerHART

Calcolatorestand-alonecon SIMATIC PDM

Apparecchiaturasulla work bench

Protocollo HART

Apparecchiatura HART

ET 200M(IM 153-2 con

unità HART)

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Supporto della gestione operativa

SIMATIC PDM supporta la gestione operativa grazie soprattut-to a:

• Rappresentazione e utilizzo operativo delle apparecchia-ture in modo unitario

• Indicatori per la manutenzione preventiva ed il service• Riconoscimento di modifiche nel progetto e nell'apparec-

chiatura• Aumento della sicurezza d'esercizio• Riduzione dei costi di investimento, esercizio e manutenzi-

one• Diritti utente differenziati incl. protezione con password

Integrazione di apparecchiature

SIMATIC PDM supporta tutte le apparecchiature descritte con Electronic Device Description (EDD). L'EDD normalizzata se-condo EN 50391 e IEC 61804 è la tecnologia standardizzata più diffusa al mondo per l'integrazione di apparecchiature. Essa è anche la direttiva delle organizzazioni create per PROFIBUS (PNO: Organizzazione degli utenti di PROFIBUS) e HART (HCF: HART Communication Foundation).

Le apparecchiature sono integrate in SIMATIC PDM diretta-mente tramite le relative descrizioni di apparecchiatura (EDD) o tramite il catalogo attuale dell'HCF. In EDD, l'apparecchiatura è descritta funzionalmente e costruttivamente con l'Electronic Device Description Language (EDDL) specificato dal PNO. Sul-la base di questa descrizione, SIMATIC PDM crea automatica-mente la sua superficie operativa con le informazioni speci-fiche di apparecchiatura.

Il catalogo attuale delle apparecchiature di SIMATIC PDM com-prende oltre 1 200 apparecchiature di oltre 100 produttori in tutto il mondo. In aggiunta alle apparecchiature riportate nell'attuale catalogo di apparecchiature SIMATIC PDM, è possi-bile integrare in ogni momento nel SIMATIC PDM apparecchi-ature di tutte le Case con la semplice importazione delle ris-pettive descrizioni EDD. In tal modo si mantiene continua-mente aggiornata la gamma di apparecchiature e si aumenta il numero delle apparecchiature e dei produttori supportati da SIMATIC PDM. Per una migliore trasparenza, SIMATIC PDM off-re anche la possibilità di creare cataloghi di apparecchiature specifici di progetto.

Superficie operativa

La superficie operativa di SIMATIC PDM soddisfa i requisiti del-le direttive VDI/VDE GMA 2187 e IEC 65/349/CD. Con l'amplia-mento delle descrizioni EDDL è ora possibile rappresentare al meglio anche elementi d'immagine. Perfino apparecchiature con più centinaia di parametri possono essere gestite in modo chiaro e veloce. Con SIMATIC PDM si può navigare assai facil-mente in stazioni altamente complesse come I/O remoti e ap-parecchiature da campo collegate.

Vista dei parametri di SIMATIC PDM con curva di andamento e visualizzazi-one online

L'operatore ha disponibili più viste per il suo compito.

• Vista del progetto hardware• Vista della rete di apparecchiature di processo (preferibil-

mente per l'applicazione stand-alone)• Vista del sistema di apparecchiature di processo come vista

riferita ai TAG, anche con visualizzazione di informazioni di-agnostiche

• Vista dei parametri per la parametrizzazione delle apparec-chiature da campo

• Vista della Lifelist per messa in servizio e service

Comunicazione

SIMATIC PDM supporta più protocolli e componenti di comu-nicazione per la comunicazione con apparecchiature, che hanno le seguenti interfacce:

• Interfaccia PROFIBUS DP/PA• Interfaccia HART• Interfaccia Modbus• Interfaccia speciale di Siemens

Routing

Dall'Engineering System centrale del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS7, ogni apparecchiatura da campo para-metrizzabile con EDD è raggiungibile in tutto l'impianto con SIMATIC PDM tramite i diversi sistemi di bus e I/O remoti in tut-to l'impianto. SIMATIC PDM può quindi da una postazione cen-trale:

• leggere informazioni diagnostiche dalle apparecchiature,• modificare le impostazioni delle apparecchiature,• tarare e calibrare le apparecchiature,• monitorare valori di processo,• generare valori di simulazione, • riparametrizzare apparecchiature.

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Highlights Engineering System

■ Progettazione centrale, omogenea per tutto il sistema, dell'hardware e del software con un Engi-neering System– Superficie operativa facile da usare– Protocolli delle modifiche configurabili– Parametrizzazione della comunicazione senza

un'onerosa progettazione– Progettazione uguale per applicazioni ridondanti

e non ridondanti– Progettazione integrata per apparecchiature da

campo e applicazioni orientate alla sicurezza

■ Gestione utenti integrata con controllo d'accesso

■ Dialogo centrale per la compilazione ed il carica-mento di tutte le modifiche di AS, OS e SIMATIC BATCH– Ottimizzazione di tutti i passi e riepilogo in un dia-

logo con controllo dell'esecuzione– Compilazione e caricamento in un'operazione con

minimi tempi di turnaround

■ Caricamento online di modifiche di progettazione selettive nei corrispondenti componenti di sistema

■ Progettazione orientata alla tecnologia senza speciali conoscenze di programmazione– Gerarchia funzionale con fino a 8 livelli, ordinati

secondo impianti, sezioni d'impianto ed equi-paggiamenti tecnici

– Engineering indipendente dall'hardware: Possibi-lità di scelta in fase successiva per quanto riguarda AS e unità periferiche

– Compilazione OS e caricamento dei dati rilevanti per il Server con orientamento al settore

– Ampliabilità per settore tramite interfacce per scambio dati standard

■ Vista dell'oggetto di processo per la visualizzazione e l'elaborazione di tutti gli aspetti dei punti di misura/degli oggetti di processo – Confortevole elaborazione con foglio elettronico– Biblioteca progettuale con tipi di punti di misura

nonché funzione di importazione/esportazione– Modalità online per il test e la messa in servizio di

punti di misura e schemi CFC

■ Progettazione con divisione del lavoro: Concurrent Engineering o Multiproject Engineering con Branch & Merge

■ Configurazione degli allarmi su misura per cliente con libera progettazione di fino a 8 campi di segnala-zione cumulativa

■ Mascheramento di segnalazioni dipendente dalla progettazione per determinati stati di funziona-mento

■ Variabili per archiviazione progettabili (archiviazione, archiviazione a lungo termine, nessuna archiviazi-one)

■ Speciali funzionalità di SFC– SFC-Type: Comando sequenziale standardizzato

per applicazioni ripetitive, impiego delle istanze di SFC come blocco nel CFC

– Schema SFC per comandi sequenziali impiegabili una sola volta, anche con connessioni di schemi

– Status-Manager conforme a ISA-88 per la pro-gettazione di catene sequenziali separate per stati come HOLDING, ABORTING o SAFE STATE

■ Funzioni di Advanced Process Control con blocchi integrati

■ Riduzione degli oneri di engineering e validazione grazie a:– Biblioteche con blocchi standard predefiniti, bloc-

chi immagine e simboli– Schemi preconfezionati dalla biblioteca– Biblioteca progettuale per tipi di punti di misura

con funzione di importazione/esportazione nella vista dell'oggetto di processo

– Facile riproduzione di sezioni d'impianto mediante copiatura, ridenominazione e compilazione

– Concetto di istanza di tipo con possibilità di modi-fica centrale per tutte le istanze

– Assistente di importazione/esportazione per la progettazione di dati di massa (Bulk-Engineering)

– Aggiornamento centrale di tutti i tipi di blocco impiegati in un Multiproject

– Numerosi passi di progettazione guidati automati-camente dal sistema (Auto-Engineering)

– Scambio dati con strumenti di progettazione

■ Potente gestione delle versioni con confronto tra le versioni e cronistoria delle versioni

■ Marcatura di informazioni rilevanti per MIS/MES per il collegamento a SIMATIC IT

■ Creazione automatica delle pagine diagnostiche per l'Asset Management sulla base dei dati di progetto

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Operator System 31

Operator SystemCondizione sicura e confortevole del processocon il SIMATIC PCS 7 Operator System

SIMATIC PCS 7 Operator Station

L'Operator System del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 consente la conduzione confortevole e sicura del processo da parte del personale operativo. L'operatore può sorvegliare lo svolgimento del processo attraverso diverse vi-ste ed intervenire all'occorrenza con opportuni comandi. L'ar-chitettura dell'Operator System è assai variabile e può essere adattata flessibilmente a diverse dimensioni d'impianto ed a diverse esigenze dei clienti.

La base per questo è costituita da Operator Station per-fettamente sintonizzate tra loro per sistemi monostazione (OS Single Station) e per sistemi pluristazione in architettura Client/Server.

Operator Stations

Tutte le Operator Station sono basate su moderne SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation, che sono ottimizzate per l'impie-go come OS Single Station, OS Client oppure OS Server.

Le SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation convincono per la potente tecnica di PC, combinata con il sistema operativo Microsoft Windows XP Professional o Server 2003. Esse possono funzionare in gravosi ambienti industriali come pure in ambienti d'ufficio.

Componenti e interfacce standard del mondo PC offrono cam-po libero per opzioni e ampliamenti di sistema, su misura per cliente, sistema o settore.

Il collegamento di fino a 4 monitor di processo tramite una scheda grafica Multi-VGA nell'OS Single Station o nell'OS Client consente la confortevole conduzione di più sezioni d'impianto da una postazione operativa.

Il software di sistema delle Operator Station è scalabile nel nu-mero degli oggetti di processo (PO):

• 250, 1 000, 2 000, 3 000 o 5 000 PO per ogni OS Single Station

• 250, 1 000, 2 000, 3 000, 5 000 o 8 500 PO per ogni OS Server di un sistema Client-Server

Con crescenti esigenze o ampliamenti d'impianto è possibile aumentare il loro numero in ogni momento mediante PowerPacks.

Sistema monostazione (OS Single Station)

Con un sistema monostazione, l'intera funzionalità di servizio e supervisione per un progetto (impianto/sezione d'impianto) è concentrata in una stazione. Una porta RJ45 Ethernet da 10/100/1000 Mbit/s, che può essere utilizzata per il collega-mento ad una OS-LAN (Local Area Network, bus dei terminali), è già integrata onboard. L'OS Single Station può essere colle-gata al bus Industrial Ethernet dell'impianto in due modi:

• tramite un processore di comunicazione CP 1613 A2 per la comunicazione con max. 64 sistemi di automazione di tutti i tipi

• tramite una semplice scheda di rete Ethernet da 10/100/1000 Mbit/s e Basic Communication Ethernet per la comunicazione con max. 8 sistemi di automazione stan-dard

L'OS Single Station può funzionare collegata al bus dell'im-pianto in parallelo con altri sistemi monostazione o con un si-stema pluristazione. Due OS Single Station possono funziona-re anche ridondanti (SIMATIC PCS 7 Single Station Redundan-cy)

Sistema pluristazione con architettura Client-Server

Un sistema pluristazione è costituito da stazioni operatore (OS Client), che ricevono i dati (dati di progetto, valori di processo, archivi, allarmi e segnalazioni) da uno o più OS Ser-ver tramite una OS-LAN (bus dei terminali). L'OS-LAN può con-dividere il mezzo trasmissivo con il bus dell'impianto o essere realizzata come bus separato (Ethernet con TCP/IP).

In caso di elevate esigenze di disponibilità, gli OS Server pos-sono funzionare anche in modo ridondante. Importanti appli-cazioni dell'OS Server sono sorvegliate mediante Health Check per rilevare errori del software, che potrebbero eventualmen-te provocare una commutazione della configurazione ridon-dante. La sincronizzazione degli OS Server ridondanti avviene automaticamente ad alta velocità.

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Operator System32

Sistema pluristazione con architettura Client-Server

Gli OS Client possono non solo accedere ai dati di un OS Ser-ver/una coppia di Server, ma anche contemporaneamente a più OS Server/coppie di Server (funzionamento Multi-Client). Ciò consente di suddividere un impianto in settori tecnologici, distribuendo corrispondentemente i dati su più OS Server/coppie di Server.

Il vantaggio dei sistemi distribuiti sono, oltre alla scalabilità, il disaccoppiamento di sezioni d'impianto e la conseguente maggiore disponibilità.

SIMATIC PCS 7 supporta sistemi pluristazione con fino a 12 OS Server o 12 coppie di OS Server ridondanti. Nel funzio-namento Multi-Client gli OS Client possono accedere in paral-lelo ad uno o a tutti i 12 OS Server/coppie di OS Server (fino a 32 OS Client contemporaneamente).

Gli OS Server dispongono inoltre di funzioni Client, che con-sentono loro di accedere ai dati (archivi, segnalazioni, tag, va-riabili) degli altri OS Server del sistema pluristazione. Di conse-guenza le immagini di processo su un OS Server possono es-sere anche collegate con variabili per la rappresentazione su altri OS Server (pagine video indipendenti dai settori).

Gli OS Server sono collegabili al bus dell'impianto, come l'OS Single Station, tramite un processore di comunicazione CP 1613 o tramite una semplice scheda di rete Ethernet. Una porta RJ45 Ethernet, che può essere utilizzata per il collega-mento ad una OS-LAN (bus dei terminali), è già integrata onboard.

Performance e dati tecnici

Il SIMATIC PCS 7 Operator System è ottimizzato per l'elabora-zione di grandi quantità di dati. Esso si distingue per un grado di performance elevato – anche con grandi strutture di dati – ed è nel contempo utilizzabile in modo semplice ed intuitivo.

1) se ogni OS Client ha accesso a tutti gli OS Server/tutte le coppie di Server

Molti singoli provvedimenti riducono il carico del sistema e mi-gliorano i tempi di selezione e aggiornamento delle pagine vi-deo, ad es.:

• Combinazione di valori di stato ed analogici con informa-zioni d'allarme per visualizzazioni di stato ampliate.

• Soppressione delle segnalazioni instabili ed attivazione della nuova trasmissione mediante conferma di riconosci-mento.

• Trasmissione di dati dal sistema di automazione solo in caso di modifiche invece che ad ogni ciclo.

• Blocco/abilitazione delle segnalazioni per singoli punti di misura o per tutti i punti di misura di un settore.

• Soppressione di segnalazioni dipendente dallo stato di fun-zionamento della sezione d'impianto

Industrial EthernetSistemi di automazione

Central Archive Server (CAS)

OS Client(max. 32 nel funzionamento Multi-Client)

OS Server (max. 12 ridondanti)

Operator System

Numero max. di OS Server/coppie di Server

12

Numero max. di sistemi di automazio-ne per OS Server/coppia di Server

64

Numero max. di OS Client nel funzio-namento Multi-Client1), per ogni siste-ma pluristazione

32

Numero max. di monitor per Operator Station in funzionamento multicanale

4

Numero max. di settori OS 64

Numero max. di finestre per monitor 1 ... 16 (impostabile)

Numero di curve per finestra di curve 10

Tempo di selezione pagina di settore OS (100 simboli di processo)

< 2 s

Numero max. di oggetti di processo

■ per ogni OS Single Station 5 000 PO

■ per ogni OS Server 8 500 PO

Numero max. di segnalazioni progetta-bili per ogni Server

150 000

Numero di punti di misura

■ per ogni OS Single Station ca. 3 000

■ per ogni OS Server ca. 5 000

■ per ogni sistema pluristazione ca. 60 000

Sistema di archiviazione ad elevata performance (buffer circolare), basato su Microsoft SQL-Server, per:

■ archiviazione di valori di processo (per ogni OS Server/Single Station)

ca. 1 000/s

■ archiviazione di segnalazioni (per ogni OS Server/Single Station)

carico continuo ca. 10/spicco di segnalazioni ca. 3 000/4 s

Archiviazione a lungo termine

■ Archiviazione di valori di processo con StoragePlus

- Valori di processo di un Server- Valori di processo di tutti i Server

Valori di processo di fino a 4 Single Station, Server o coppie di Serverca. 1 000/sca. 1.600/s

■ Archiviazione di valori processo con Central Archive Server CAS- Valori di processo di un Server- Valori di processo di tutti i Server

Valori di processo di fino a 11 Server/coppie di Serverca. 1 000/s ca. 10 000/s

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Operator System 33

Operator SystemOS-Software

Conduzione del processo con l'OS tramite finestre liberamente traslabili

Superficie operativa

La superficie operativa predefinita dell'Operator System ri-sponde a tutti i requisiti tipici di un sistema di controllo di pro-cesso. Essa è multilingue, chiaramente strutturata, ergonomi-ca e trasparente. L'operatore può controllare al meglio il pro-cesso e navigare rapidamente tra le diverse viste dell'impian-to. Il sistema lo supporta con struttura di pagine gerarchiche, che egli può configurare secondo le sue esigenze. Queste pa-gine consentono la selezione di settori sottordinati nella conduzione del processo.

Le pagine di processo ed i punti di misura possono essere an-che richiamati semplicemente per nome. La commutazione tra lingue online consente all'operatore di commutare tra di-verse lingue in esercizio.

Per la rappresentazione tecnologica di un impianto sono di-sponibili una vista standard e una vista di Server, con viste set-toriali configurate in modo diverso. Entrambe le viste sono dotate tra l'altro di:

• Riga di segnalazione per la segnalazione ultima arrivata (sequenza delle segnalazioni configurabile secondo la mas-sima classe di segnalazione o la massima priorità)

• Data, ora e nome dell'operatore• Vista settoriale per fino a 36/49/64 settori• Area di lavoro per pagine d'impianto e finestre liberamente

trasferibili per faceplate, curve, segnalazioni etc.• Tasti funzione di sistema

In una speciale vista delle segnalazioni è possibile commutare tra pagine di segnalazioni tipiche della tecnica di processo come nuova lista, vecchia lista, lista delle segnalazioni cessa-te, lista delle operazioni di controllo processo o cronistoria.

Finestra di curve sull'Operator Station

I mezzi di rappresentazione disponibili consentono all'opera-tore di creare composizioni video personalizzate, di salvarle e di richiamarle in una fase successiva.

Curve

Le curve possono essere visualizzate e stampate direttamente come pagine intere o come finestre nell'area di lavoro. Alcune curve/alcuni gruppi di curve vengono già predefiniti nella pro-gettazione dell'impianto. Specialmente per confronti, oltre alla rappresentazione assoluta sono possibili visualizzazioni di curve normalizzate con scalatura percentuale. Le impostazio-ni standard definite nella progettazione per unità di misura e valori limite (ad es. minimo/massimo) vengono riprese auto-maticamente per il funzionamento runtime. L'operatore può raggruppare nel runtime anche proprie curve, selezionarle tra-mite i nomi dei punti di misura e memorizzarle per il successi-vo riutilizzo.

Messaggi ed allarmi

Per ogni OS Single Station/OS Server sono progettabili fino a 150 000 segnalazioni/allarmi. Con l'assegnazione di priorità di segnalazione come attributo addizionale alle note classi di se-gnalazione, l'insieme delle segnalazioni in arrivo acquisisce maggiore chiarezza in caso di grandi strutture d'insieme, le se-gnalazioni importanti sono più chiaramente riconoscibili ri-spetto alle meno importanti.

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Operator System34

Vista delle segnalazioni dell'Operator Station

Con una gestione intelligente degli allarmi è possibile soppri-mere visivamente e acusticamente le segnalazioni, che in de-terminati stati dell'impianto hanno importanza secondaria per il funzionamento sicuro senza interferenze dell'impianto. Esse vengono comunque considerate per la protocollazione e l'ar-chiviazione. In questo modo risulta sensibilmente alleggerito il lavoro del personale operativo.

Le segnalazioni possono essere soppresse in due modi:

• Dinamicamente, cioè in dipendenza di quanto definito nella progettazione per fino a 32 stati di funzionamento (Smart Alarm Hiding)

• Manualmente, per tempo limitato

In caso di guasti su sensori/attuatori o durante la messa in ser-vizio, l'operatore può bloccare le segnalazioni (allarmi) di sin-goli punti di misura o di tutti i punti di misura di una pagina o di un settore. Gli interventi di blocco e abilitazione vengono registrati nel protocollo di servizio.

Le segnalazioni in coda vengono annunciate mediante visua-lizzazioni cumulative, che rappresentano viste preconfeziona-te secondo liste di segnalazioni/allarmi. Nelle visualizzazioni cumulative è anche riconoscibile se le segnalazioni sono bloc-cate o no.

L'ultima segnalazione arrivata - in caso di assegnazione di priorità quella con la massima priorità - viene visualizzata sul bordo superiore della vista standard. Tramite il pulsante "riga di segnalazione ampliata" è richiamabile una finestra predefi-nita con ulteriori segnalazioni.

Visualizzazione SFC

Il rapido rilevamento con conseguente eliminazione della cau-sa di guasto è supportato dalle funzioni "Loop-in-Alarm" e "Se-lezione della pagina tramite punto di misura". Tramite "Loop-in-Alarm" l'operatore arriva direttamente nella pagina di pro-cesso all'oggetto, che causa il guasto. Lì è possibile richiamare il relativo blocco immagine (immagine del circuito) tramite il punto di misura, il cui simbolo è marcato con colore. La fine-stra del blocco immagine (immagine del circuito) può essere ancorata in modo da averla visibile anche ad un cambio di pa-gina.

Flessibili possibilità d'impostazione dell'emissione acustica e priorità definibili mediante variabili di segnale supportano l'avviso acustico di segnalazioni/allarmi tramite una scheda audio o mediante il comando di un trasduttore di segnale esterno tramite unità d'uscita.

Visualizzazione SFC

La visualizzazione SFC dell'Operator System consente di rap-presentare e gestire i comandi sequenziali progettati con l'SFC-Editor come sull'Engineering System. Non è quindi ne-cessario un onere di progettazione supplementare.

In una rappresentazione panoramica è possibile aprire ad es. rappresentazioni di passi e transizioni e mostrare commenti legati al passo o condizioni di avanzamento alimentate dina-micamente.

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Operator System 35

Gestione centrale degli utenti, controllo d'accesso e firma elettronica

Con il SIMATIC Logon integrato l'Operator System dispone di una gestione utenti centrale con controllo d'accesso, che ri-sponde ai requisiti di validazione di 21 CFR Part 11. L'ammini-stratore può suddividere gli utenti in gruppi ed assegnare loro diritti d'accesso definiti in modo diverso (ruoli). Questi diritti specifici l'operatore li riceve con il login per il controllo d'acces-so.

Come dispositivo per il login, oltre alla tastiera può essere ad es. impiegato un lettore di chipcard opzionale. SIMATIC Logon offre inoltre anche la funzione di "Firma elettronica".

Sorveglianza di funzionalità vitale

Con la funzione "Sorveglianza di funzionalità vitale" l'Operator System è in grado di controllare la corretta funzione di tutti i sistemi sottordinati collegati al bus dell'impianto. Una pagina grafica di configurazione impianto mostra i nodi/partner di bus monitorati ed il loro stato di funzionamento. A questo ri-guardo, il SIMATIC PCS 7 Asset Management offre una mag-giore funzionalità.

Sincronizzazione oraria

In combinazione con un datore di segnale orario SICLOCK, l'Operator System può, nell'ambito del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, assumere il compito della sincroniz-zazione oraria sulla base di UTC (Universal Time Coordinated). Ciò comporta vantaggi soprattutto con impianti distribuiti in zone territoriali assai estese e con diversi fusi orari, ad es. nel caso di pipeline.

Linguaggi Script

Sulla base dei linguaggi Script Visual Basic e C, gli utenti pos-sono anche programmare proprie applicazioni OS.

Highlights Operator Systems

■ Architettura flessibile e modulare con componenti hardware e software scalabili per sistemi mono e plu-ristazione.

■ Potenti Operator Station sulla base di tecnica di PC standard, impiegabili in ambienti d'ufficio e indu-striali.

■ Sistemi pluristazione Client/Server con fino a 12 OS Server/coppie di Server per 8 500 PO ciascuno e fino a 32 OS Client per Server/coppia di Server

■ Potentissimo sistema d'archivio con archivi circolari e archivio di backup integrato, a scelta con archivia-zione a lungo termine via StoragePlus/CAS

■ Monitoraggio della funzionalità vitale (Health Check) per importanti applicazioni Server

■ Modifiche e caricamento di modifiche online senza influenzare il funzionamento in corso e test online tramite il caricamento selettivo di Server ridondanti

■ Comunicazione AS/OS ottimizzata: trasmissione solo dei dati modificati, indipendente-mente dal ciclo di risposta dell'AS

■ Controllo di processo confortevole ed elevata sicu-rezza d'esercizio

■ Soppressione degli allarmi in fase di messa in servizio o in caso di funzionamento difettoso di un sen-sore/attuatore.

■ Soppressione dinamica o manuale di segnalazioni visive e acustiche, che sono insignificanti in relazione allo stato dell'impianto.

■ Priorità di segnalazione come attributo addizionale per filtrare segnalazioni importanti

■ Gestione utenti centrale, controllo d'accesso e firma elettronica

■ Sorveglianza di funzionalità vitale per i sistemi sottor-dinati collegati al bus dell'impianto

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Operator System36

Archiviazione OS

Parte integrante dell'OS Software di OS Single Station e di OS Server è un potentissimo sistema d'archivio configurabile nel runtime per l'archiviazione a breve termine, che è basato sulla tecnologia Microsoft-SQL-Server. Esso serve per l'acquisi-zione di valori di processo (tipico arco temporale di 1 ... 4 set-timane) e di segnalazioni/eventi (tipico arco temporale di 2 mesi).

I dati dell'archivio a breve termine, su comando di evento o a tempo, come pure gli OS-Reports ed i dati batch di SIMATIC BATCH possono essere dislocati per l'archiviazione in un archi-vio a lungo termine.

Per l'archiviazione OS a lungo termine sono disponibili due al-ternative con diverse caratteristiche prestazionali:

• StoragePlusVariante più economica per la fascia di potenzialità bassa; per l'archiviazione di ca. 1 600 valori/s da fino a quattro Single Station, Server o coppie di Server

• Server d'archivio centrale (Central Archive Server / CAS)Variante di elevate prestazioni per l'archiviazione di ca. 10 000 valori/s da fina a 11 Server o coppie di Server.

Con l'archiviazione a lungo termine mediante StoragePlus i dati archiviati sono visualizzabili mediante lo StoragePlus-Viewer.

L'operatore può visualizzare direttamente i dati dislocati nel Server d'archivio centrale sugli OS Client o con lo StoragePlus-Viewer del CAS.

Con entrambi i sistemi di archiviazione a lungo termine, la se-lezione dei dati è supportata da funzioni di filtraggio integra-te. È possibile rappresentare segnalazioni e valori di processo in forma tabellare, i valori di processo anche graficamente. I valori di processo sono esportabili nel formato CSV per l'ulte-riore elaborazione in altre applicazioni Windows, ad es. Microsoft Excel.

Le variabili d'archivio definite come unità di compensazione per l'archiviazione a breve ed a lungo termine CAS vengono offerte in forma di licenze di archivio SIMATIC PCS 7 e SIMATIC PCS 7 Archive PowerPack. Se non è impiegato alcun CAS, l'in-stallazione delle licenze di archivio e degli Archive PowerPack avviene sulle OS Single Station e sugli OS Server. In caso diver-so l'installazione avviene solo sul CAS, dalla cui scorta di varia-bili le OS Single Station e gli OS Server detraggono le loro va-riabili d'archivio. L'archivio a breve termine è limitato a 10 000 variabili, l'archivio a lungo termine del CAS a 120 000 variabili.

Archiviazione OS

Come piattaforme hardware per lo StoragePlus e per il Server d'archivio centrale (CAS) sono impiegate le SIMATIC PCS 7 Workstation. In entrambi i casi esse sono nodi/partner del bus dei terminali e non hanno alcun collegamento con il bus dell'impianto.

Il Server d'archivio centrale può essere configurato anche ri-dondante. Aumenta pertanto la disponibilità dei dati a lungo termine, che sono raggiungibili dagli OS Client o dalla OpenPCS 7 Station. SIMATIC BATCH non deposita ancora i dati batch su entrambi i CAS. Con l'allineamento automatico degli archivi i dati batch sono però poi disponibili su entrambi i CAS.

Mediante hardware e software addizionale per il corrispon-dente sistema operativo, ad es. con un masterizzatore di DVD e relativo software di masterizzazione, è possibile salvare i dati gestiti in StoragePlus e nel Server d'archivio centrale su comu-ni supporti di memoria (ad es. DVD).

Valori di processo

Archive-Server centrale:archiviazione a lungo termine

Segnalazioni/eventi

Dati Batch

Bassa velocità d'archiviazione > 1 min

Alta velocità d'archiviazione > 1 min

Archivio allarmi

Memorizzazione automatica ad es. con frequenza giornaliera

Memorizzazione automatica per es. con fre-quenza settimanale

Memorizzazione su disco rigido ad es. per 6 mesi

Memorizzazione comandata dall'operatore dopo la preparazione Batch

Archiviazione di backup

Batch-Server

OS-Server: archiviazione a breve termine (circolare)

MicrosoftSQL-Server

ad es. 2 settimane

ad es. 7 giorni

ad es. 2 mesi

30 byte di valori

max. 30 byte di valori

172 byte di eventi

File XML

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Operator System 37

Servizio e supervisione tramite World Wide Web

PCS 7 Web Server per funzionalità di servizio e supervisione tramite Web

Il PCS 7 Web Server, basato sul sistema operativo Microsoft Windows Server 2003, offre la possibilità, di comandare e mo-nitorare un impianto anche tramite Intranet/Internet. Il PCS 7 Web Server utilizza i meccanismi di un Multi-Client per l'acces-so agli OS Server sottordinati e rende disponibili i dati di pro-getto in tutto il mondo tramite Intranet/Internet. Per questo esso converte pagine di processo e Script con il Web View Publisher nella forma appropriata per la rappresentazione con l'Internet Explorer.

Per la funzionalità di servizio e supervisione tramite World Wide Web si accede tramite Web Client ai dati di progetto pre-disposti dal PCS 7 Web Server. Il Web Client utilizzato è per questo equipaggiato con l'Internet Explorer ed i Plug-in instal-labili tramite World Wide Web.

Tramite un Web Client è possibile condurre l'impianto come tramite un OS Client. Per accedere al Web Client l'utente deve eseguire il login come per accedere ad un OS Client. Anche le regole per l'assegnazione dei diritti sono identiche. Le opera-zioni effettuate sul Web Client sono registrate nel protocollo di servizio dell'OS.

Riguardo alla concessione di licenza si hanno le seguenti pos-sibilità:

• StandardFino a 50 Web Client accedono tramite Intranet/Internet ai dati di un SIMATIC PCS 7 Web Server. La licenza Server per questo necessaria è scalabile per 3, 10, 25 o 50 Web Client.

• DiagnosticaUno o solo pochi Web Client hanno accesso a più SIMATIC PCS 7 Web Server/sistemi monostazione a scopo di telecon-trollo, diagnostica o monitoraggio. Ognuno dei sistemi coinvolti necessita per questo di una licenza di diagnostica PCS 7 Web (Server/Client).

L'OS-User-Management integrato garantisce un'elevata sicu-rezza nell'accesso del PCS 7 Web Server all'OS Server. Corri-spondentemente alle esigenze di sicurezza dell'impianto sono realizzabili ulteriori molteplici misure di sicurezza secondo il concetto di sicurezza SIMATIC PCS 7.

INTERNET

Modem

OS-LAN (bus dei terminali)

Bus d’impianto

LAN Intranet

Web-Server i un SIMATIC PCS 7- Client

SIMATIC PCS 7 Web Clients

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Asset Management38

Asset ManagementPlant Asset Managementcon la Maintenance Station

Automazione degli impianti e manutenzione nella tecnica di processo

La Maintenance Station potenzia SIMATIC PCS 7 con un va-lido strumento per ridurre al minimo i costi complessivi, che vanno ad accumularsi durante l'intero ciclo di vita dell'impianto (Total Cost of Ownership).

Se si considera la manutenzione complessiva di un'azienda, la Maintenance Station è focalizzata sul settore del "Plant Asset Management". Questo comprende la gestione dell'equipag-giamento di un impianto tecnologico, con speciale riferimen-to alle apparecchiature di controllo di processo, comprenden-do anche tutte le attività e tutti i provvedimenti utili a mante-nere o ad aumentare il valore di un impianto.

Rientrano in ciò le seguenti strategie di manutenzione:

• Manutenzione correttiva: reazione a segnalazioni d'errore e di diagnostica immediatamente presenti- Le avarie vengono rischiate o ridotte al minimo tramite

configurazioni ridondanti - Manutenzione mediante riparazione o sostituzione

• Manutenzione preventiva: Diagnostica e manutenzione anticipate - Adeguati provvedimenti manutentivi vengono adottati

ancor prima del verificarsi di un errore - Manutenzione dipendente dal tempo o dallo stato (a

seconda del grado di usura)• Manutenzione predittiva:

Diagnostica di previsione per il riconoscimento tempestivo di problemi che potrebbero insorgere e per la determina-zione della durata di utilizzo residua

Mentre il conduttore dell'impianto riceve tramite l'Operator System tutte le informazioni rilevanti per interagire in modo mirato con il processo, il personale di manutenzione e di ser-vice può controllare l'hardware dell'impianto di automazione (Assets) tramite la Maintenance Station, elaborando le relative segnalazioni diagnostiche e soddisfando le rispettive esigenze di manutenzione.

Per questo la Maintenance Station offre l'accesso a:

• Componenti del sistema di controllo di processo: apparec-chiature da campo intelligenti e unità I/O, bus di campo, controllori, componenti di rete e bus dell'impianto nonché Server e Client degli Operator System.

• Assets, che non appartengono direttamente al sistema di controllo di processo come pompe, motori, centrifughe, scambiatori di calore o circuiti di regolazione (Assets passivi risp. indiretti). Questi fanno capo ad oggetti rappresen-tanti, nei quali sono depositate le regole diagnostiche.

Iter della manutenzione

Lo stato di un componente o di un'apparecchiatura può essere determinato mediante sorveglianza (rilevamento e analisi di valori di processo e di grandezze di stato). Se un sensore non fornisce più alcun segnale, la diagnostica ad es. può fornire come risultato l'eventuale rottura di un conduttore. Ciò deter-mina l'intervento di una richiesta di manutenzione, che ha come conseguenza un provvedimento manutentivo. Dopo la conclusione dell'intervento di manutenzione, le segnalazioni di stato sulla Maintenance Station ricommutano nello stato normale.

L'intero processo di manutenzione viene documentato sulla Maintenance Station senza lacune – in modo automatico e senza onere di progettazione supplementare.

Automazione

Enterprise Resource Planning (livello ERP)

Enterprise Asset Management

System

MESMaintenance

Operations

Plant AssetManagement

Controls(livello diprocesso e di campo)

ManufacturingExecution Systems(livello MES)

Manutenzione

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Asset Management 39

Architettura

In dipendenza dell'architettura SIMATIC PCS 7 specifica del progetto, la Maintenance Station può essere realizzata sulla base di un SIMATIC PCS 7 BOX RTX/416, di una PCS 7 Single Station o di una combinazione Client-Server. Essa utilizza per l'Asset Management i componenti hardware e software dell'Engineering System (ES) e dell'Operator System (OS).

In virtù dello stretto intreccio, le funzioni ES, OS e di Asset Management sono anche eseguibili sul medesimo hardware comune. Una simile stazione multifunzionale può essere im-piegata non solo per l'Asset Management, ma anche per il System-Engineering o per compiti di servizio e supervisione.

Il sistema di segnalazione, la superficie operativa, la gerarchia delle pagine video e la guida operatore si orientano alla filoso-fia di servizio e supervisione dell'Operator System. I dati dia-gnostici di tutti gli Asset sono rappresentati con blocchi imma-gine unitari. Ciò consente di operare con la Maintenance Sta-tion in modo semplice e intuitivo, evitando così la necessità di un oneroso addestramento.

Le pagine diagnostiche, strutturate secondo la gerarchia degli impianti con gli stati d'esercizio di tutti i componenti SIMATIC PCS 7, possono essere visualizzate sia sulla Maintenance Sta-tion sia su un OS Client. Funzioni diagnostiche online ampliate in combinazione con HW Config o SIMATIC PDM sono tuttavia richiamabili solo tramite la Maintenance Station.

La gestione utenti e il controllo d'accesso per la Maintenance Station sono compiti svolti dal SIMATIC Logon integrato in SIMATIC PCS 7.

Progettazione

Il SIMATIC PCS 7 Asset Management si basa sul progetto hard-ware e software dell'applicazione, che viene sviluppato nella progettazione standard con l'Engineering System. Con il sup-porto del sistema, dai dati di progetto dell'applicazione vengo-no ricavati, premendo un pulsante, tutti i dati rilevanti per l'Asset Management e generate le pagine diagnostiche. Il pro-cedimento è semplice e non richiede alcun onere aggiuntivo per l'Asset Management. Esso può essere riassunto come se-gue:

• Sviluppo del progetto hardware e software dell'applica-zione.

• Generazione supportata dal sistema delle pagine diagno-stiche con tutti i componenti contenuti nel progetto, incl. la gerarchia delle pagine secondo la struttura hardware del progetto.

• Traduzione dei dati di progettazione e caricamento nell'Operator Station e nella Maintenance Station con suc-cessive fasi di test e di messa in servizio.

Conformità a standard, specifiche e raccomandazioni in-ternazionali

Il SIMATIC PCS 7 Asset Management con la Maintenance Sta-tion è conforme a standard, specifiche e raccomandazioni in-ternazionali. Esso soddisfa ad es. i requisiti definiti da NAMUR (Associazione d'interesse per la tecnica di controllo di processo nell'industria chimica e farmaceutica) riguardo a sistemi per Asset Management collegato all'impianto, nonché per segna-lazioni di stato di apparecchiature da campo.

• Raccomandazione NAMUR NE91 (requisiti per sistemi di Asset Management collegato all'impianto)

• Raccomandazione NAMUR NE105 (requisiti per l'integra-zione di apparecchiature da campo in strumenti di engine-ering)

• Raccomandazione NAMUR NE107 (segnalazioni di stato di apparecchiature da campo: "Guasto apparecchiatura", "Necessità di manutenzione", "Controllo funzione")

Inoltre l'Asset Management rispetta la norma IEC 61804-2 per la descrizione di apparecchiature mediante Electronic Device Description Language (EDDL) e le specifiche dell'organizzazio-ne PROFIBUS & PROFINET International (PI), ad es.:

• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance Functions

• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices

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Asset Management40

Caratteristiche funzionali dell'Asset Management

Come interfaccia di sistema del manutentore la Maintenance Station con il software di Asset Management integrato mette a disposizione funzioni e informazioni omogenee per la ma-nutenzione.

Rappresentazione dell'impianto con immagini simbolo per i componenti

Vista panoramica per componenti di un ramo PROFIBUS con immagini sim-bolo

Pagina diagnostica del componente

Funzioni diagnostiche standardPer potersi informare sullo stato diagnostico di singoli settori dell'impianto o di componenti, il manutentore può commuta-re dalla pagina panoramica alla pagina diagnostica del livello hardware sottordinato. Se nella pagina panoramica viene se-gnalata un'anomalia, egli può raggiungere rapidamente me-diante "Loop in Alarm" il blocco immagine diagnostico del componente interessato. Le informazioni vengono filtrate in funzione dell'area di competenza dell'utente.

Possono essere offerte le seguenti informazioni:

• Rappresentazione dello stato diagnostico rilevato dal si-stema

• Dati sul componente come nome del punto di misura, pro-duttore o numero di serie

• Visualizzazione delle segnalazioni diagnostiche di un com-ponente

• Visualizzazione del tipo e dello stato attuale del provvedi-mento di manutenzione avviato

Informazioni su Asset passivi o indiretti Per Asset passivi o indiretti senza auodiagnostica (pompe, mo-tori, circuiti di regolazione etc.) è possibile, con il blocco di lo-gica programmabile AssetMon, determinare stati di funziona-mento non consentiti da diversi punti di misura ed i relativi scostamenti rispetto ad uno stato normale prestabilito. Questi vengono visualizzati come Maintenance Alarm sulla Mainte-nance Station. Mediante l'AssetMon si possono realizzare an-che strutture diagnostiche personalizzate, regole diagnosti-che specifiche di progetto e funzioni di Condition Monitoring.

Informazioni diagnostiche dettagliate per Asset secondo IEC 61804-2Per gli Asset che sono descritti secondo IEC 61804-2 tramite Electronic Device Description (EDD) sono richiamabili ulteriori informazioni. Queste informazioni vengono automaticamen-te rilevate dai componenti e messe a disposizione in back-ground da SIMATIC PDM.

• Informazioni diagnostiche dettagliate- Informazioni specifiche d'apparecchiatura del costrut-

tore- Indicazioni sulla diagnostica e l'eliminazione degli errori- Ulteriore documentazione

• Risultati delle funzioni interne di Condition Monitoring• Informazioni di stato (ad es. comando locale, modifiche di

configurazione locali)• Visualizzazione del logbook delle modifiche (Audit-Trail)

dei componenti, con tutte le immissioni relative a persona, istante e tipo di interventi sul componente

• Parametrizzazione degli Asset (rappresentazione dei para-metri registrati nel componente e nel progetto; all'occor-renza anche della differenza fra di loro)

Visualizzazione cumulativa della struttura sottordinata

Selezione del livello PC

Selezione del livello Ethernet

Selezione del livello AS

Immagine simbolo

Bloccoimmagine dicomponente

Stato diagnostico Stato di richiesta

Stato di manutenzione

Identificazione del componente

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Asset Management 41

Estratto dal set di simboli dell'Asset Management PCS 7

Visualizzazione delle informazioni di manutenzione

La strutturazione gerarchica delle informazioni ed i simboli unitari favoriscono la visione panoramica, facilitano l'orienta-mento e consentono al manutentore un rapido accesso ad in-formazioni dettagliate partendo dalla rappresentazione pano-ramica dell'impianto.

Il set di simboli definito per l'Asset Management SIMATIC PCS 7 contiene simboli, che caratterizzano lo stato diagnosti-co delle apparecchiature/dei componenti, l'importanza della richiesta di manutenzione e lo stato del provvedimento manu-tentivo.

Segnalazioni cumulative nella pagina panoramica dell'impian-to visualizzano lo stato diagnostico delle strutture/dei compo-nenti sottordinati mediante un semaforo rosso, giallo o verde.

Le pagine diagnostiche rappresentano lo stato dei componen-ti e delle apparecchiature/dei componenti sottordinati me-diante immagini simbolo standardizzate. Queste contengono i seguenti elementi:

• Bitmap del componente• Designazione del TAG del componente• Visualizzazione dello stato di manutenzione• Visualizzazione cumulativa per lo stato diagnostico dei

componenti sottordinati

Cliccando su un elemento nell'immagine simbolo si apre o il li-vello gerarchico sottordinato o un blocco immagine di compo-nente. Il blocco immagine del componente offre diverse viste del componente interessato con ulteriori informazioni specifi-che dell'apparecchiatura, ad es. una vista relativa all'identifica-zione, alla segnalazione o alla manutenzione.

Blocco immagine "Vista per manutenzione"

Buono

Simulazione

Configurazionemodificata

Necessità dimanutenzione(urgenza bassa)

Richiesta dimanutenzione(urgenza media)

Allarme dimanutenzione(urgenza elevata)

Ordine di manuten-zione sconosciuto/non richiesto

Ordine di manutenzione richiesto

Ordine di manutenzione in richiesto

Highlights Asset Management

■ Strumento per minimizzare i costi cumulativi (Total Cost of Ownerhip) che si sommano nell'intero ciclo di vita dell'impianto

■ Diagnostica e gestione della manutenzione per i componenti del sistema di controllo di processo e, non immediatamente appartenenti a questi, Asset passivi o indiretti come pompe, motori o scambiatori di calore

■ Integrazione omogenea della funzionalità di manu-tenzione nel SIMATIC PCS 7

■ Utilizzo coerente dell'architettura e delle prestazioni di base di SIMATIC PCS 7

■ Maintenance Station come interfaccia di sistema per il manutentore

■ Stesso Look & Feel come per la conduzione del pro-cesso sull'Operator System

■ Rappresentazione unitaria estesa a tutto l'impianto dello stato diagnostico e manutentivo

■ Rappresentazione dei dati identificativi generabile automaticamente con firmware e versioni software per la pianificazione di upgrades.

■ Blocco di logica programmabile "AssetMon" per Asset passivi o indiretti, funzioni diagnostiche personaliz-zate e funzioni di Condition Monitoring

■ Registrazione di modifiche di configurazione e di parametri di apparecchiature basate su EDD nel logbook delle modifiche

■ Osservanza di standard e norme internazionali

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Sistemi di automazione42

Sistemi di automazione Basati su componenti scelti del SIMATIC S7-400

Sistemi di automazione standard

Nei sistemi di automazione (AS) del sistema di controllo di pro-cesso SIMATIC PCS 7 sono combinati insieme componenti scelti del SIMATIC S7-400.

Le seguenti caratteristiche rendono il SIMATIC S7-400 perfet-tamente adatto all'impiego come sistema di automazione SIMATIC PCS 7:

• Costruzione modulare e senza ventilatore• Grande ampliabilità e robustezza elevata• Struttura semplice o ridondante• Molteplici possibilità di comunicazione• Funzioni di sistema integrate • Funzioni di sicurezza integrabili (Safety Integrated)• Facile collegamento di periferia I/O centrale o decentrata

I tipi offerti possono essere adattati in modo flessibile ai diver-si compiti applicativi corrispondentemente al rispettivo rap-porto prezzo/prestazioni. In tutti i sistemi di automazione la connessione al bus di campo PROFIBUS DP è già integrata di serie. All'occorrenza si possono inserire unità di comunicazio-ne PROFIBUS addizionali.

Il firmware AS può essere aggiornato mediante Flash EPROM Memory Card (8 Mbyte) o tramite bus dell'impianto dall'Engi-neering System centrale.

Componenti

I sistemi di automazione sono forniti come bundle completi premontati e testati senza sovrapprezzo. Mediante la scelta di unità di ordinazione predefinite essi sono configurabili su mi-sura come Single Station o Redundancy Station e sono costi-tuiti generalmente da:

• 1 o 2 telai di montaggio con 9 o 18 posti connettore• 1 o 2 unità centrali SIMATIC S7-400• 1, 2 o 4 alimentatori DC 24 V o UC 120/230 V, incl. batteria

tampone• 1 o 2 x memoria di lavoro da 0,768 ... 30 Mbyte• 1 o 2 Memory Card con 2 ... 16 Mbyte RAM• 1, 2 o 4 interfacce per il bus dell'impianto Industrial Ether-

net (tramite CP o integrata nella CPU)• Unità di comunicazione PROFIBUS addizionale (mediante

configuratore fino a 4 per Single Station, fino a 8 per Redundancy Station)

• 4 moduli Sync per portata di 10 m o 10 km e 2 cavi Sync FO

Highlights Sistemi di automazione

■ Flessibilità grazie a diversi livelli di disponibilità e sicurezza:– Sistemi standard (sistemi S)– Sistemi fault-tolerant (sistemi H ad elevata dispo-

nibilità)– Sistemi fail-safe (sistemi F orientati alla sicurezza)– Sistemi fail-safe e fault-tolerant (sistemi FH orien-

tati alla sicurezza e ad elevata disponibilità)

■ Ampia gamma di sistemi di automazione configura-bili su misura con CPU in classi di potenza graduate, a scelta come:– Single Station – Redundancy Station

■ Fornitura come bundle premontati e testati

■ Modifiche di configurazione in esercizio

■ Sistemi di automazione in configurazione completa-mente ridondante:– Elaborazione contemporanea (sincrona) di pro-

grammi applicativi identici in entrambe le CPU– Commutazione bumpless– Per la separazione spaziale dei sistemi parziali

ridondanti è possibile anche il montaggio su due telai distinti

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Sistemi di automazione 43

Ognuno di questi bundle è combinato con una licenza runti-me SIMATIC PCS 7 AS per 100 oggetti di processo (PO). Il nu-mero di PO può essere ampliato con licenze runtime cumula-bili per 100, 1 000 o 10 000 PO.

Sistemi di automazione standard

I sistemi di automazione AS 414-3 / 414-3IE sono adatti spe-cialmente per applicazioni di piccole dimensioni con ridotta struttura d'insieme. Essi soddisfano così l'esigenza di un ap-proccio economico con un sistema modulare e scalabile. Con i sistemi di automazione AS 416-2, AS 416-3 / 416-3IE e AS 417-4 sono realizzabili strutture d'insieme di maggiori di-mensioni. Essi vengono preferibilmente impiegati per impian-ti di dimensioni medio-grandi.

Con i sistemi AS 414-3IE e 416-3IE l'interfaccia Industrial Ethernet è integrata nella CPU. Essi offrono le stesse prestazio-ni dei sistemi confrontabili AS 414-3 e AS 416-3 ma si differen-ziano riguardo alla sincronizzazione oraria (sincronizzazione NTP invece della sincronizzazione S7).

Sistemi di automazione ad elevata disponibilità (fault-tolerant)

La ragione per cui si impiegano sistemi di automazione ad ele-vata disponibilità è la riduzione del rischio di arresti di produ-zione. I maggiori costi d'investimento per i sistemi di automa-zione ad elevata disponibilità sono spesso trascurabili in con-fronto ai costi che possono essere causati dagli arresti di pro-duzione. Quanto maggiori sono i costi di un arresto di produzione, tanto più conviene l'impiego di un sistema ad ele-vata disponibilità.

Con le apparecchiature AS 412H, AS 414H e AS 417H, il SIMATIC PCS 7 dispone di sistemi di automazione ad elevata disponibilità, che sono basati sul principio 1 su 2 e commuta-no sul sistema di riserva in caso d'errore. Per poter essere di-sponibile in ogni circostanza, un simile sistema di automazio-ne è configurato in modo completamente ridondante. Ciò si-gnifica: tutti i componenti essenziali, quali unità centrale, ali-mentatore ed hardware per l'accoppiamento delle due unità centrali sono in esecuzione doppia. Quali componenti ai fini della disponibilità vanno raddoppiati, dipende dal rispettivo compito di automazione.

I due sistemi parziali di una configurazione ridondante sono separati tra loro galvanicamente. Ciò aumenta la stabilità del sistema in presenza di disturbi EMC. Un AS parziale può essere montato o su un telaio di montaggio assieme al suo sistema partner ridondante o da solo su un telaio di montaggio. I telai di montaggio per un AS parziale sono ad es. impiegabili nei se-guenti casi:

• Per ragioni di sicurezza è richiesta una separazione spaziale tra i due AS parziali.

• Il cliente utilizza inizialmente un AS parziale ma vuole avere la possibilità di passare successivamente ad un funziona-mento di ridondanza.

Per ogni caso applicativo sono disponibili bundle adatti come Single Station o Redundancy Station. È anche possibile un fun-zionamento misto di entrambe le esecuzioni.

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Sistemi di automazione44

Sistema di automazione fail-safe

Sistemi di automazione fail-safe

Per applicazioni critiche, nelle quali un guasto può comportare pericolo per la vita delle persone, danni per l'impianto o per l'ambiente, vengono impiegati sistemi di automazione fail-safe. Questi sistemi, in combinazione con le unità F fail-safe dei sistemi di periferia decentrata ET 200 o con trasmettitori sicuri collegati direttamente tramite bus di campo, riconosco-no sia errori nel processo sia errori interni propri. In caso d'er-rore, essi pilotano automaticamente l'impianto in uno stato si-curo.

I sistemi di automazione fail-safe si basano sull'hardware dei sistemi di automazione AS 412H, AS 414H e AS 417H, che vie-ne dotato di funzioni di sicurezza con il pacchetto software S7 F Systems.

Essi sono disponibili in due varianti costruttive:

• Single Station: AS 412F/AS 414F/AS 417F con una sola CPU fail-safe

• Redundancy Station: AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH con due CPU ridondanti, fail-safe e fault-tolerant

La ridondanza dei sistemi FH serve solamente ad aumentare la disponibilità. Essa è irrilevante per l'elaborazione delle funzio-ni di sicurezza e per il relativo riconoscimento degli errori.

I sistemi di automazione fail-safe sono certificati dal TÜV e soddisfano i requisiti di sicurezza fino a SIL 3 secondo IEC 61508.

Nei sistemi con capacità multitasking possono girare contem-poraneamente più programmi su una CPU, applicazioni di Basic Process Control (BPC) e applicazioni orientate alla sicu-rezza. I programmi non interferiscono tra di loro, cioè errori in applicazioni BPC non hanno alcun effetto su applicazioni orientate alla sicurezza e viceversa. Sono realizzabili anche compiti che richiedono tempi di reazione assai brevi.

Nell'elaborazione parallela di funzioni BPC e di sicurezza in una CPU è impedita una reciproca interferenza, poiché i program-mi BPC e i programmi orientati alla sicurezza restano rigorosa-mente separati tra di loro e lo scambio dati avviene tramite speciali blocchi di conversione. Le funzioni di sicurezza vengo-no elaborate due volte in modo ridondante in diverse parti del processore di una CPU. Eventuali errori sono riconosciuti dal sistema tramite il confronto finale dei risultati.

Tipiche strutture d'insieme miste per sistemi di automazione SIMATIC PCS 7

Sistema di automa-zione

AS412

H/F/FH

AS414-3IE

AS414-3

AS414

H/F/FH

AS 416-2

AS 416-3

AS416-3IE

AS417-4

AS417-4H/F/FH

AS417-4

AS417-4H/F/FH

Memory Card [in Mbyte] 2 2/4 4 8/16 16 4 16

Misure di valori analogici 10 35 125 125 125 150 700

Misure di valori digitali 15 110 350 350 350 400 1 200

Regolazioni PID 6 35 110 110 110 130 300

Motori 10 50 125 125 125 150 450

Valvole 10 50 125 125 125 150 450

SFC 0 15 40 40 40 50 200

Passi 0 150 400 400 400 500 2 000

Dosaggi 0 3 15 15 15 15 45

Ingressi digitali DI 50 220 800 800 800 850 2 000

Uscite digitali DO 25 110 300 300 300 315 1 000

Ingressi analogici AI 20 80 250 250 250 275 800

Uscite analogiche AO 10 40 110 110 110 130 400

Oggetti di processo (PO) 50 283 890 890 890 995 3 145

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Comunicazione 45

ComunicazioneComunicazione veloce e sicura con Industrial Ethernet per bus dell'impianto e OS-LAN

Industrial Ethernet, esempi di collegamento

SIMATIC NET

Con i componenti di rete di SIMATIC NET, basati su stan-dard consolidati a livello mondiale, SIMATIC PCS 7 dispone di una gamma di prodotti performanti e robusti per la rea-lizzazione di reti di comunicazione omogenee per lo scam-bio affidabile di dati tra tutti i componenti di sistema ed i livelli di un impianto.

I prodotti SIMATIC NET sviluppati appositamente per l'impiego industriale sono perfettamente adatti per impianti in tutti i settori. Essi sono sintonizzati tra loro e soddisfano le esigenze più spinte, specialmente in quei settori, dove si hanno condi-zioni ambientali estreme, come ad es.

• Inquinamento elettromagnetico• Atmosfere e liquidi aggressivi• Rischio di esplosione• Elevata sollecitazione meccanica

Con i prodotti SIMATIC NET sono garantite l'ampliabilità e la si-curezza dell'investimento nonché l'omogeneità dall'entrata merci fino all'uscita dei prodotti finiti e dall'apparecchiatura da campo fino al Management Information System.

Industrial Ethernet

Come bus dell'impianto e come OS-LAN (bus dei terminali) per sistemi pluristazione in architettura Client-Server è impiegata la rete Industrial Ethernet, una potente rete d'area e di cella per l'industria secondo lo standard internazionale IEE 802.3 (Ethernet).

Nei diversi sottosistemi SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS etc.) sono utilizzate per la comunicazione o interfacce integrate onbo-ard, o semplici schede di rete o speciali unità di comunicazio-ne (ad es. CP 1613). Per piccoli impianti, la comunicazione "Basic Communication Ethernet", integrata nelle Workstation SIMATIC PCS 7, offre la possibilità di collegare Single Station e Server al bus dell'impianto tramite semplici schede di rete.

In impianti medio-grandi con esigenze elevate, SIMATIC PCS 7 si basa sulle potenti unità di comunicazione CP 1613 e sulla moderna tecnologia Gigabit e FastEthernet, che combina in-sieme la grande sicurezza degli anelli ottici con la potenza sca-labile grazie alla tecnologia switching ed alle elevate velocità di trasmissione fino a 1 Gbit/s.

SIMATICPCS 7 BOX

AS 414/AS 416/AS 417

AS 414H/AS 417H

AS 414H/AS 417H

OSM/ESM

SCALANCEX-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE X-400

SCALANCE X-400

SCALANCEX-400

OS-LAN(bus dei terminali,ottiche/elettriche)

OS Clients

Bus d’impiantoIndustrial Ethernet(ottiche/elettriche)

RemoteClient

SCALANCEW788-1PROOS Server

ridondante

Stazione diengineering

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Comunicazione46

Switch Industrial Ethernet SCALANCE X

Per l'integrazione dei nodi/partner di comunicazione nel bus vengono impiegati switch Industrial Ethernet. Particolarmen-te raccomandabili sono gli switch Industrial Ethernet della fa-miglia di prodotti SCALANCE X, che offrono potenza scalabile ad un prezzo interessante e supportano molteplici possibilità di configurazione.

Grazie alla loro robustezza ed alla loro elevata disponibilità, gli anelli ottici sono preferibilmente impiegati per il bus dell'im-pianto e l'OS-LAN (bus dei terminali).

In caso di elevate esigenze di disponibilità, la comunicazione può essere ripartita in modo ridondante in due anelli:

• Per OS-LAN i due anelli vengono collegati tra loro tramite 2 coppie di switch SCALANCE X. Gli switch delle linee di prodotto SCALANCE X-400, X-300 e X-200 IRT hanno la funzione "Standby-Redundancy" necessaria a questo scopo. Il collegamento dei Server e Client ridondanti ai due anelli avviene tramite due interfacce separate (Redundant Terminalbus Adapter Package).

Switch Industrial Ethernet

SCALANCE X-400 (fino a 1 Gbit/s)

Per anelli Gigabit elettrici o ottici (semplici e ridondanti):■ SCALANCE X414-3E con 2 porte Gigabit-Ethernet (elettriche/ottiche), 12 porte FastEthernet elettriche e a scelta

4 porte FastEthernet ottiche; ampliabile con 8 porte FastEthernet elettriche o 8 porte ottiche ■ SCALANCE X408-2 con 4 porte Gigabit-Ethernet (elettriche/ottiche) e 4 porte FastEthernet (elettriche/ottiche)

SCALANCE X-300 (fino a 1 Gbit/s)

Per strutture ottiche lineari, a stella o ad anello (fino a 1 Gbit/s):■ SCALANCE X307-3 (porte ottiche per FO multimode di vetro fino a 750 m) ■ SCALANCE X307-3LD (porte ottiche per FO singlemode di vetro fino a 10 km)risp. con 3 porte Gigabit-Ethernet elettriche e 7 porte FastEthernet elettriche

■ SCALANCE X308-2 (porte ottiche per FO multimode di vetro fino a 750 m) ■ SCALANCE X308-2LD (porte ottiche per FO singlemode di vetro fino a 10 km)■ SCALANCE X308-2LH (porte ottiche per FO singlemode di vetro fino a 40 km)■ SCALANCE X308-2LH+ (porte ottiche per FO singlemode di vetro fino a 70 km)risp. con 2 porte Gigabit-Ethernet ottiche, 1 porta Gigabit-Ethernet elettrica e 7 porte FastEthernet elettriche

Per strutture elettriche lineari, a stella o ad anello (fino a 1 Gbit/s):■ SCALANCE X310 con 3 porte Gigabit-Ethernet elettriche e 7 porte FastEthernet elettriche

Per strutture elettriche lineari, a stella o ad anello (fino a 100 Mbit/s):■ SCALANCE X310FE con 10 porte FastEthernet elettriche

SCALANCE X-200 IRT (fino a 100 Mbit/s)

Per strutture lineari, a stella o ad anello (elettriche/ottiche, a seconda del tipo di porta):■ SCALANCE X204 IRT con 4 porte elettriche■ SCALANCE X202-2 IRT con 2 porte elettriche e 2 porte ottiche per FO di vetro■ SCALANCE X202-2P IRT con 2 porte elettriche e 2 porte ottiche per POF (Polymer Optical Fiber)■ SCALANCE X201-3P IRT con 1 porta elettrica e 3 porte ottiche per POF■ SCALANCE X200-4P IRT con 4 porte ottiche per POF

SCALANCE X-200 (fino a 100 Mbit/s)

Per strutture elettriche lineari, a stella o ad anello:■ SCALANCE X224 con 24 porte elettriche■ SCALANCE X216 con 16 porte elettriche■ SCALANCE X208 con 8 porte elettriche

Per strutture ottiche lineari, a stella o ad anello:■ SCALANCE X204-2 con 2 porte ottiche per FO multimode di vetro fino a 3 km e 4 porte elettriche ■ SCALANCE X212-2 con 2 porte ottiche per FO multimode di vetro fino a 3 km e 12 porte elettriche ■ SCALANCE X212-2LD con 2 porte ottiche per FO singlemode di vetro fino a 26 km e 12 porte elettriche

Per strutture a stella nonché lineari o ad anello con linee di trasmissione elettriche e ottiche:■ SCALANCE X206-1LD con 1 porta ottica per FO singlemode di vetro fino a 26 km e 6 porte elettriche

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Comunicazione 47

• Per il bus dell'impianto i due anelli sono fisicamente sepa-rati. Per ogni anello, la funzione di manager di ridondanza è rispettivamente assunta da uno switch. Come manager di ridondanza sono impiegabili gli switch attuali delle linee di prodotti SCALANCE X-400, X-300, X-200 IRT e X-200. Con la progettazione mediante NetPro, i partner di accoppia-mento collegati ai due anelli tramite due CP per ogni AS-CPU e OS-Server vengono combinati logicamente tra loro tramite un collegamento S7 ad elevata disponibilità (ri-dondanza a 4 vie).

Industrial Wireless LAN (IWLAN)

SIMATIC PCS 7 offre la possibilità di integrare Remote Client mobili o stazionari tramite un Access Point SCALANCE W788-1PRO nell'OS-LAN.

Via IWLAN è possibile la comunicazione con l'Access Point da parte di Remote Client mobili (ad es. Notebook) tramite inter-faccia WLAN integrata e da parte di Remote Client stazionari in un contenitore Tower/Desktop tramite Ethernet Client Mo-dule SCALANCE W746-1PRO.

Sono così realizzabili le seguenti applicazioni:

• Installazione di OS-Client separati addizionali (fino a 2 a IWLAN)

• Collegamento di Web-Client ad un PCS 7 Web-Server (max. 2 a IWLAN)

• Accesso remoto ad una Engineering Station con l'impiego di Remote Desktop o PC Anywhere, ad es. nella messa in servizio.

Tutti i componenti impiegati sono assai robusti, utilizzano mo-derni metodi di autenticazione e codifica cifrata e garantisco-no una grande affidabilità del canale radio.

Ethernet Client Module SCALANCE W

Dati tecnici di Industrial Ethernet

Bus dell'impianto / OS-LAN Industrial Ethernet

Numero di nodi/partner 1.023 per ogni segmento di rete (IEEE 802.3 Standard)

Numero di switch fino a 50

Estensione della rete

rete locale elettrica fino a ca. 5 kmottica fino a ca. 150 km

WAN in tutto il mondo con TCP/IP

Topologia linea, albero, anello, stella

Highlights Industrial Ethernet

■ Impiegabilità universale:– In tutti i settori– Sia in ambienti d'ufficio che in gravosi ambienti

industriali

■ Veloce messa in servizio grazie a: – Semplice tecnica di collegamento– Rapido confezionamento sul posto con il sistema

di cablaggio FastConnect in combinazione con la tecnica RJ45

■ Immunità ai disturbi EMC grazie a mezzi trasmissivi ottici

■ Sorveglianza continua dei componenti di rete grazie ad un concetto di segnalazione semplice ed efficace

■ Controllo del tempo orario in tutto l'impianto per l'esatta correlazione temporale di eventi nell'ambito dell'intero impianto

■ Elevata disponibilità grazie a topologie di rete ridon-danti

■ Sicurezza dalla caduta della rete grazie alla rapida commutazione sulla via di comunicazione di riserva ridondante

■ Grande flessibilità grazie all'ampliabilità esente da effetti di retroazione di impianti esistenti

■ Potenza scalabile con tecnologia switching

■ Componenti di rete moderni e sicuri per il futuro, ad es. switch Industrial Ethernet SCALANCE X

■ Sicurezza dell'investimento garantita da uno sviluppo nel segno della continua compatibilità

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Comunicazione48

Comunicazione veloce e sicuracon PROFIBUS per il livello di campo

Componenti per architettura ad anello PROFIBUS PA

Nel livello di campo, le apparecchiature periferiche decentrate quali stazioni I/O remote con le loro unità I/O, trasmettitori, azionamenti, valvole o terminali operatore comunicano con i sistemi di automazione tramite un potente sistema di bus real-time. Questa comunicazione è caratterizzata da:

• Trasmissione ciclica di dati di processo • Comunicazione aciclica di allarmi, parametri e dati diagno-

stici

Il PROFIBUS, che consente con un protocollo di comunicazione la veloce comunicazione con le apparecchiature da campo in-telligenti (PROFIBUS DP) nonché la comunicazione e la con-temporanea alimentazione d'energia per trasmettitori e attua-tori (PROFIBUS PA), è destinato proprio a questi compiti.

Esso è semplice, robusto ed affidabile ed è possibile ampliarlo online con nuovi componenti decentrati ed impiegarlo sia in ambienti standard sia in aree a rischio d'esplosione. I servizi di comunicazione normalizzati garantiscono la sostituibilità di apparecchiature di una famiglia di profilo e la coesistenza di apparecchiature di produttori diversi (interoperabilità) in un ramo PROFIBUS PA come pure la parametrizzazione a distanza (teleparametrizzazione) delle apparecchiature in esercizio.

Grazie a queste caratteristiche, esso si è ormai diffuso e con-solidato in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di pro-cesso ed ibrida, diventando il bus di campo aperto di maggior successo al mondo. Ciò è attestato da oltre 20 milioni di nodi PROFIBUS installati, di cui 3,3 milioni nell'industria di processo con ca. 630 000 nodi PROFIBUS PA (situazione a luglio 2007).

Tecniche di trasmissione PROFIBUS

Per l'automazione di processo in particolare sono di rilevante importanza oltre alle caratteristiche già citate le seguenti fun-zioni PROFIBUS:

• Integrazione di apparecchiature HART già installate• Ridondanza• Comunicazione orientata alla sicurezza con PROFIsafe fino

a SIL 3 secondo IEC 61508• Sincronizzazione oraria• Timbratura oraria

Il PROFIBUS DP consente la comunicazione dei sistemi di auto-mazione (controllori) con apparecchiature periferiche decen-trate della famiglia ET 200 (I/O remoti) e con apparecchiature da campo/di processo, CPU/CP e terminali operatore, che dispongono di un'interfaccia PROFIBUS DP. Mediante un trasformatore d'isolamento per bus di campo (accoppiatore RS 485-iS) e la tecnica di trasmissione RS 485-iS è possibile ad-durre il PROFIBUS DP come bus a sicurezza intrinseca fino nella Zona Ex 1 o 21.

Il PROFIBUS PA, che è perfettamente adatto per integrare di-rettamente nel sistema di controllo di processo attuatori pneu-matici, elettrovalvole e sensori in ambienti industriali fino alla Zona Ex 1/21 o 0, viene collegato al sistema di automazione tramite il PROFIBUS DP. L'accoppiamento di reti DP/PA avviene o tramite DP/PA Coupler o tramite DP/PA Link (variante prefe-renziale). Con l'impiego del DP/PA Link la velocità di trasmis-sione sul PROFIBUS DP è indipendente dai segmenti PROFIBUS PA sottordinati.

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

OLM OLM

Industrial Ethernet

RS 485-iS Coupler

Ampie distanze con Fiber Optic

DP/PA Link

Sistema di automazione

Separazione EX + Repeater

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Comunicazione 49

Tecniche di trasmissione PROFIBUS

PROFIBUS DP• RS 485:

tecnica di trasmissione elettrica, semplice ed economica, basata su un cavo schermato a due fili.

• RS 485-iS:tecnica di trasmissione elettrica a sicurezza intrinseca, rea-lizzata con un cavo schermato a due fili, con velocità di tra-smissione 1,5 Mbit/s per l'impiego in aree a rischio d'esplo-sione fino alla Zona Ex 1.

• Fiber Optic:tecnica di trasmissione con cavi in fibra ottica di vetro o pla-stica, per la veloce trasmissione di grandi quantità di dati in ambienti fortemente disturbati o per il superamento di grandi distanze.

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

tecnica di trasmissione a sicurezza intrinseca, che consente la trasmissione contemporanea di dati digitali e di energia di alimentazione tramite un cavo a due fili; adatta per il col-legamento diretto di apparecchiature in ambienti fino alla Zona Ex 0, 1 o 21.

Architetture PROFIBUS PA per elevata disponibilità e sicurezza

Architettura lineare con accoppiatore singoloOgni ramo PROFIBUS PA (linea) viene collegato con un rispet-tivo DP/PA Coupler Ex [i] (ramo PA fino a Zona Ex 1/21) o FDC 157-0 (ramo PA fino a Zona Ex 2/22) di un accoppiatore di reti DP/PA. Questo accoppiatore può funzionare collegato ad un PROFIBUS DP semplice o ridondante.

Architettura lineare con accoppiamento ridondanteIl distributore di campo attivo AFS (Active Field Splitter) colle-ga un ramo PROFIBUS PA (linea) con due accoppiatori DP/PA FDC 157-0 di un accoppiatore di reti DP/PA, funzionante in col-legamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondante. L'AFS commuta il ramo PROFIBUS PA sull'accoppiatore attivo dei due accoppiatori ridondanti.

Architettura ad anelloI distributori di campo attivi AFD (Active Field Distributors) integrano apparecchiature da campo PROFIBUS PA tramite 4 collegamenti derivati resistenti a cortocircuito in un anello PROFIBUS PA. L'anello PROFIBUS PA viene collegato a due DP/PA Coupler FDC 157-0 di un accoppiatore di reti DP/PA, che può funzionare collegato ad una PROFIBUS DP semplice o ridondante.

Architetture PROFIBUS PA

Speciali vantaggi dell'architettura ad anello:

• Massima disponibilità • Redundancy-Management trasparente del DP/PA Coupler

per il sistema sovraordinato• Connessioni di bus attive per la terminazione automatica

del bus nei DP/PA Coupler e negli AFD consentono:- Isolamento automatico bumpless di segmenti parziali

difettosi in caso di cortocircuito o rottura conduttore- Modifica della configurazione dell'anello e della stru-

mentazione in esercizio; aggiunta o esclusione di seg-menti nell'anello

• Applicazioni fail-safe e fault-tolerant con ridotto onere di hardware e cablaggio

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP



DP/PA Link



Collegamento diretto al bus di campo

AS 414FH/ AS 417FH

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Comunicazione50

PROFIBUS

1) secondo direttiva d'installazione PROFIBUS 2.262

Collegamento di apparecchiature con GSD e EDD

I sistemi di automazione (master PROFIBUS) e Process Device Manager come SIMATIC PDM comunicano con apparecchiatu-re da campo e componenti di periferia decentrata (slave PROFIBUS) sulla base di una descrizione precisa e completa dei dati specifici delle apparecchiature e delle relative funzio-ni, ad es.

• Tipo di funzione applicativa• Parametri di configurazione• Unità di misura• Valori limite e valori predefiniti• Campi di valori

Questa descrizione è messa a disposizione dal produttore dell'apparecchiatura nella forma seguente:

• File con i dati base dell'apparecchiatura (GSD) per lo scam-bio dati ciclico tra master PROFIBUS e slave PROFIBUS

• Opzionale: Electronic Device Description (EDD) con caratte-ristiche normalizzate e specifiche del produttore per la co-municazione aciclica, ad es. per progettazione ampliata, messa in servizio, diagnostica, monitoraggio di valori di mi-sura, Asset Management o documentazione.

I file GSD e EDD specifici di apparecchiatura sono già contenuti nei cataloghi degli strumenti di progettazione oppure posso-no essere semplicemente integrati mediante importazione di file. Nuovi file GSD e EDD vengono pubblicati tramite Internet dai produttori delle apparecchiature – sia attraverso proprie presentazioni sia attraverso PROFIBUS & PROFINET Internatio-nal: www.profibus.com

Dati tecnici PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Trasmissione dati RS 485 RS 485-iS Fibra ottica MBP

Velocità di trasmissione 9,6 kbit/s... 12 Mbit/s 9,6 kbit/s... 1.5 Mbit/s 9,6 kbit/s... 12 Mbit/s 31,25 kbit/s

Cavo schermato a 2 fili schermato a 2 fili fibra di plastica nonché di vetro multimode e sin-glemode

schermato a 2 fili

Modo di protezione antidefla-grante

EEx(ib) EEx(ia/ib)

Topologia linea, albero linea anello, stella, linea linea, albero, anello

Nodi/partner per segmento 32 32 1) – 32

Nodi/partner per rete (con Repeater)

126 126 126 –

Lunghezza di cavo per seg-mento in dipendenza della velocità di trasmissione

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

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

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

400 m a 500 kbit/s 1)

200 m a 1,5 Mbit/s 1)

max. 80 m (plastica) 2-3 km (fibra di vetro mul-timode) >15 km a 12 Mbit/s (fibra di vetro singlemode)

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

Repeater per la rigenerazione dei segnali in reti RS 485

max. 9 max. 9 1) non rilevante non rilevante

GSD

EDD

PROFIBUS DP/PA

Produttore CProduttore BProduttore A

Master PROFIBUS

Parametri di appa-recchiatura da EDD

Parametri di comunicazione da GSD Engineering System

con SIMATIC PDM

Dati descrittivi dell'apparecchiatura forniti dal produttore

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Comunicazione 51

Molteplici possibilità diagnostiche con PROFIBUS

Diagnostica relativa a comunicazione e cavi

Strumenti diagnostici di diversi costruttori (ad es. Amproly-zer), collegati direttamente alla rete PROFIBUS tramite inter-faccia di PC/Notebook, offrono numerose funzioni per la dia-gnostica e l'analisi del bus, tra l'altro

• Registrazione ed interpretazione dei telegrammi• Riconoscimento automatico della velocità di trasmissione• Lifelist di tutti i nodi/partner del bus• Stati di funzionamento di tutti i nodi/partner del bus• Analisi statistica degli eventi sul bus

Il Repeater diagnostico in tecnica RS 485, offerto per il colle-gamento di segmenti PROFIBUS DP, dispone pure di funzioni per il monitoraggio online dei segmenti collegati. Esso comu-nica al master PROFIBUS la causa del guasto (ad es. rottura conduttore, cortocircuito, resistenza terminale di chiusura del bus mancante, nodi/partner in numero eccessivo o troppo lon-tani) nonché informazioni dettagliate per la localizzazione del guasto.

I DP/PA Coupler FDC 157-0 progettati come slave per diagno-stica PROFIBUS forniscono tramite PROFIBUS molteplici infor-mazioni di diagnostica e di stato per la rapida localizzazione ed eliminazione degli errori:

• Dati I&M (Identification & Maintenance) • Valore di corrente e tensione sul cavo principale• Stato di ridondanza• Rottura conduttore• Cortocircuito• Livello di segnale

Per questo ogni DP/PA Coupler FDC 157-0 necessita di un pro-prio indirizzo PROFIBUS.

Diagnostica delle apparecchiature da campo intelligenti

Il meccanismo diagnostico normalizzato del PROFIBUS con-sente di riconoscere ed eliminare rapidamente i guasti sulle apparecchiature collegate al bus.

Inoltre, le segnalazioni diagnostiche delle apparecchiature da campo sono utilizzabili per la manutenzione preventiva, cioè per provvedimenti tempestivi in base alle anomalie rile-vate molto prima di un eventuale fuori servizio di un'apparec-chiatura. Se si verifica un errore su un'apparecchiatura da campo o è richiesto un intervento di manutenzione, ad es. a causa dell'incrostazione su un sensore di livello capacitivo, vie-ne trasmessa un'informazione diagnostica con rispettiva se-gnalazione all'Operator Station e alla Maintenance Station.

Informazioni diagnostiche ampliate, che comunicano dati det-tagliati sull'apparecchiatura in rete PROFIBUS (ad es. data di fabbricazione, contatore di ore d'esercizio o informazioni del costruttore), possono essere ottenute tramite SIMATIC PDM sulla base di una descrizione EDD allegata dal costruttore.

Highlights PROFIBUS

■ Bus di campo semplice e robusto

■ Ridotto onere di pianificazione e di engineering non-ché bassi costi di messa in servizio

■ Struttura d'impianto decentrata in modo ottimale con fabbisogno di hardware contenuto e ingombro ridotto

■ Elevata disponibilità e sicurezza nel livello di campo

■ Minimi oneri per cablaggio, permutazione, distribu-zione, alimentazione e montaggio in campo

■ Flexible Modular Redundancy con supporto dell'architettura PROFIBUS

■ Veloce comunicazione ed elevata precisione di misura

■ Engineering efficiente nonché interoperabilità e sostituibilità delle apparecchiature grazie alla descri-zione d'apparecchiatura indipendente dal costruttore

■ Brevi tempi di messa in servizio grazie a test di circuiti di misura rapidi, semplice parametrizzazione ed eli-minazione di operazioni di calibrazione

■ Comunicazione bidirezionale ed elevato contenuto informativo consentono una diagnostica ampliata per la rapida individuazione/eliminazione del guasto.

■ Life-Cycle-Management ottimale grazie all'elabora-zione ed all'analisi delle informazioni diagnostiche e di stato con un Asset Management System

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Periferia di processo52

Periferia di processoLa soluzione giusta per ogni esigenza

ET 200iSP con alimentazione ridondante

Il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 offre molte-plici possibilità per il collegamento di apparecchiature perife-riche e per l'acquisizione e l'emissione di segnali di processo tramite sensori e attuatori:

• Unità I/O analogiche e digitali del SIMATIC S7-400 funzio-nanti centralmente nel sistema di automazione

• Stazioni I/O remote ET 200 collegate al sistema di automa-zione (AS) tramite PROFIBUS DP con un'ampia gamma di unità/moduli di ingresso/uscita e funzionali a basso costo,

• Collegamento diretto all'AS di terminali operatore e appa-recchiature da campo/di processo decentrate intelligenti (incl. sensori/attuatori) tramite PROFIBUS, anche con ridon-danza o in aree a rischio d'esplosione delle Zone 0, 1, 2 o 20, 21, 22.

Le unità di ingresso/uscita del SIMATIC S7-400 funzionanti centralmente nel sistema di automazione hanno importanza relativa nel contesto del SIMATIC PCS 7. Esse costituiscono un'alternativa all'impiego della periferia decentrata soprattut-to in piccole applicazioni o in impianti di estensione limitata e poco decentrata.

In pratica, l'automazione nel livello di campo risulta caratteriz-zata soprattutto dalla periferia di processo decentrata:

• I/O remoti ET 200 in collegamento con classiche apparec-chiature da campo/di processo e apparecchiature da campo HART

• Apparecchiature da campo/di processo intelligenti diretta-mente in rete PROFIBUS

A favore della periferia di processo decentrata sono determi-nanti soprattutto caratteristiche come:

• Modularità ed omogeneità• Possibilità di adattamento flessibile alla struttura impianti-

stica• Ridotto onere di cablaggio e di engineering• Bassi costi di messa in servizio, service e del ciclo di vita

Periferia di processo standard per SIMATIC PCS 7

Per il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 è consi-gliabile per l'automazione nel livello di campo la seguente pe-riferia di processo:

• Sistema di periferia I/O decentrata ET 200M• Sistema di periferia I/O decentrata ET 200iSP• Sistema di periferia I/O decentrata ET 200S• Sistema di periferia I/O decentrata ET 200pro• Apparecchiature PROFIBUS PA secondo il profilo PA 3.0

E' possibile integrare ulteriore periferia di processo in SIMATIC PCS 7 mediante blocchi Add-On tramite PROFIBUS. Ne sono esempi apparecchiature dei sistemi di azionamento e di pesa-tura come:

• Sistema di gestione e comando motore SIMOCODE pro• Convertitori di frequenza MICROMASTER 4• Sistemi di pesatura SIWAREX M/U/FTA/FTC

Moduli terminali SIMATIC PCS 7 MTA

Con i moduli terminali SIMATIC PCS 7 MTA (Marshalled Termi-nation Assemblies) è possibile collegare apparecchiature da campo, sensori e attuatori in modo semplice e sicuro a unità I/O delle stazioni I/O remote ET 200M. Esecuzioni MTA per le unità I/O standard sono altrettanto disponibili come per le uni-tà I/O ridondanti e orientate alla sicurezza. Con l'impiego dei moduli MTA è possibile ridurre in modo significativo gli oneri di cablaggio e messa in servizio ed impedire errori di cablag-gio.

Possibilità di modifiche online

ET 200M ■ Aggiunta di stazioni ET 200M■ Aggiunta di unità di ingresso/uscita alla stazio-

ne■ Riparametrizzazione di unità di ingresso/uscita■ Parametrizzazione con SIMATIC PDM di appa-

recchiature da campo HART collegate

ET 200iSP ■ Aggiunta di stazioni ET 200iSP■ Aggiunta di moduli alla stazione■ Riparametrizzazione di moduli

ET 200S ■ Aggiunta di stazioni ET 200S

ET 200pro –

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA

■ Aggiunta di nodi/partner PROFIBUS DP■ Aggiunta di DP/PA Link e di apparecchiature da

campo■ Parametrizzazione di apparecchiature da cam-

po con SIMATIC PDM

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Periferia di processo 53

Possibilità d'impiego della periferia di processo per SIMATIC PCS 7

ET 200 in atmosfere di gas e polvere a rischio d'esplosione1) Atmosfera di polvere: Installazione di componenti sempre in una custodia con grado di protezione IP6x.2) Con Standard Power Supply per DC 10 A3) Soddisfa anche FM/UL secondo Class I Division 2

La figura soprariportata mostra le diverse possibilità d'impiego della periferia di processo decentrata di SIMATIC PCS 7 con ri-ferimento a diverse condizioni ambientali.

Sensori/attuatori, apparecchiature di analisi nonché sistemi di pesatura e dosaggio

Per il funzionamento con il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, Siemens offre, nel settore commerciale "Sensors and Communication", un'ampia gamma di apparec-chiature.

Rientrano qui tra l'altro

• Strumenti di misura di portata, pressione, temperatura o li-vello

• Posizionatori• Strumenti di analisi dei gas• Sistemi di pesatura SIWAREX

Queste apparecchiature sono disponibili in varianti con inter-faccia PROFIBUS DP/PA e per la comunicazione HART. Quasi tutte queste apparecchiature sono già integrate nel catalogo del Process Device Manager SIMATIC PDM.

Una presentazione panoramica della gamma di apparecchia-ture attuali con ulteriori informazioni, dati tecnici e per l'ordi-nazione è disponibile sotto il seguente indirizzo Internet: 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

Zona 2 Zona 1 Zona 0

Class I Zone 2 Class I Zone 1 Class I Zone 0

Zona 22 Zona 21 Zona 20

Class II Zone 2 Class II Zone 1 Class II Zone 0POLVERE

GAS

Sistema di controllo di processo

Trasformatore di separa-zione del bus di campo

Area a rischio d'esplosione

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

DP/PA Link

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

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Periferia di processo54

Apparecchiature periferiche decentrateApparecchiature consigliate per l'automazione nel livello di campo

Colonna 2-4: DP: collegabile a PROFIBUS DP, PDM: parametrizzabile con SIMATIC PDM, safety: con profilo PROFIsafe

DPPDMsafety Descrizione dell'apparecchiatura Funzioni

Apparecchiature periferiche decentrate4 4 ET 200M Sistema modulare di periferia I/O remota

decentrata con unità ad elevato numero di canali; grado di protezione IP20. ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s ■ Possibilità di interfacce PROFIBUS ri-

dondanti■ Possibilità d'installazione nella Zona

Ex 2 o 22, attuatori e sensori collegati anche nella Zona Ex 1 o 21

Unità periferiche in tecnica costruttiva S7-300 (fino a 12 per stazione): ■ Unità di ingresso/uscita DI, DO, DI/DO, AI,

AO (esecuzione semplice, con capacità dia-gnostica, ridondante ed Ex)

■ Unità funzionali (regolatori, contatori) ■ Unità HART (AI, AO; anche in esecuzione Ex)■ Unità F per applicazioni orientate alla sicu-

rezza: F-DI, F-DO e F-AI

Supporto di modifiche online: ■ Aggiunta di stazione■ Aggiunta di unità periferiche■ Parametrizzazione

4 ET 200iSP Sistema modulare di periferia I/O remota decentrata a sicurezza intrinseca con "ca-blaggio permanente"; grado di protezione IP30 ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 1,5 Mbit/s ■ Possibilità di interfacce PROFIBUS ri-

dondanti■ Possibilità d'installazione diretta nelle

Zone Ex 1, 2, 21 o 22, sensori e attua-tori collegati anche nella Zona Ex 0

Sostituzione di singoli moduli in esercizio senza certificato di prevenzione incendi

Moduli di elettronica (fino a 32 per stazione): ■ DI NAMUR e DO ■ AI per misura di temperatura mediante ter-

moresistenza/termocoppia ■ AO ■ AI HART (per trasmettitori a 2 e 4 fili) e

AO HART

Supporto di modifiche online: ■ Aggiunta di stazione■ Ampliamento della stazione con moduli■ Riparametrizzazione di moduli

4 4 ET 200S Sistema finemente modulare di periferia I/O remota decentrata assai compatta con "cablaggio permanente"; grado di prote-zione IP20 ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s ■ Possibilità d'installazione nella Zona

Ex 2 o 22

Moduli di elettronica (fino a 63 per stazione) e avviatori motore fino a 7,5 kW:■ Moduli di ingresso/uscita DI, DO, AI e AO ■ Avviatori motore■ Moduli F, F-DI, F-DO e

avviatori motore F per applicazioni orienta-te alla sicurezza

Supporto di modifiche online■ Aggiunta di stazione

4 4 ET 200pro Piccolo sistema modulare di periferia I/O remota decentrata con "cablaggio perma-nente"; grado di protezione IP65/66/67■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s

Moduli di elettronica (fino a 16 per stazione)■ Moduli di ingresso/uscita DI, DO, AI e AO ■ Unità F per applicazioni orientate alla sicu-

rezza: F-DI e F-DI/DO

Azionamenti4 4 Apparecchiature di ge-

stione e comando mo-tore SIMOCODE pro

(integrabile in SIMATIC PCS 7 mediante biblio-teca di blocchi soft-ware PCS 7)

Sistema modulare di gestione e comando motore per motori con velocità costanti nel campo della bassa tensione■ Campo di potenza 0,1 ... 700 kW■ Tensioni fino ad AC 690 V■ Correnti nominali di motore fino a

820 A

Impiegabile dove si hanno sostanze allo stato solido, liquido o gassoso che devono essere trasportate, pompate o compresse, ad es. per■ Pompe e ventilatori■ Compressori■ Estrusori e miscelatori■ Macchine per macinazione

4 4 Convertitori di frequen-za MICROMASTER 4

(integrabile in SIMATIC PCS 7 mediante biblio-teca di blocchi soft-ware PCS 7)

Convertitore di frequenza standard con elevata dinamica per motori AC e motori-duttori a velocità variabile ■ Campo di potenza 0,12 ... 250 kW ■ Tensioni da 200 a 600 V

Impiegabile universalmente, specialmente per ■ Azionamento di pompe e ventilatori■ Tecnica di trasporto

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SIMATIC BATCH 55

SIMATIC BATCHAutomazione di processi batch con SIMATIC BATCH

Il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 offre sempre la soluzione adatta per la realizzazione economica ed efficace di processi batch:

• Semplici processi batch con comandi sequenziali parame-trizzabili vengono automatizzati con gli strumenti SFC e CFC contenuti nell'Engineering System.

• SIMATIC BATCH con modo operativo guidato da ricetta con-sente di elaborare in modo semplice e flessibile compiti di comando variabili.

Architettura modulare

SIMATIC BATCH è progettabile come sistema monostazione o come sistema Client-Server e può essere impiegato, grazie all'architettura modulare e alla scalabilità in più livelli con 10, 20, 40, 100 e unlimited UNITs (istanze di sezioni d'impianto) in impianti di qualsiasi grandezza.

Con piccole applicazioni, ad es. nel settore dell'automazione di laboratori, SIMATIC BATCH può essere anche combinato con il sistema entry-level PC-based SIMATIC PCS 7 BOX 416 La capa-cità di SIMATIC BATCH è qui limitata a 10 UNIT.

Per l'automazione di processi batch con SIMATIC BATCH sono tipiche le architetture Client-Server, nelle quali un Batch-Server e più Batch-Client elaborano insieme un progetto d'im-pianto. Per aumentare la disponibilità, il Batch-Server può es-sere configurato anche in modo ridondante.

Integrazione in SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH è pienamente integrato in SIMATIC PCS 7. Il collegamento al livello di direzione della produzione è suppor-tato da una comunicazione diretta con SIMATIC IT, il Manufac-turing Execution System (MES) di Siemens.

Sistema pluristazione SIMATIC PCS 7 con SIMATIC BATCH

I dati d'impianto possono essere completamente progettati tramite l'Engineering System. L'Engineering System inoltra al Batch-Server tutti i dati necessari per la preparazione delle ri-cette, cosicché l'elaborazione delle ricette è possibile separa-tamente dall'Engineering System. Le modifiche di progetta-zione effettuate nell'Engineering System sono trasferibili sul Batch-Server con la funzione di update (online/offline).

Il software di Batch Server gira di norma sul proprio hardware di Batch Server, separato dagli OS Server. In funzione del cari-co sull'Operator System è possibile far funzionare l'OS-Soft-ware e il Batch-Server-Software anche sul medesimo Server-Hardware comune (OS/Batch Server). SIMATIC BATCH Client e OS Client possono funzionare su un hardware base comune oppure su hardware separati.

Per la gestione operatori centrale e la relativa autenticazione nonché per la "firma elettronica" allo scopo di abilitare ricette base, formule e oggetti di biblioteca mediante utenti/gruppi di utenti autorizzati, SIMATIC BATCH utilizza il SIMATIC Logon in-tegrato nel sistema di controllo di processo. Impostazioni di configurazione personalizzate di Batch Control Center ed edi-tor di ricette vengono memorizzate al logoff come profilo spe-cifico di utente. Ad un nuovo logon è così possibile per un qualsiasi Client elaborare l'impianto nell'ambiente abituale.

Comunicazione con i sistemi di automazione.

SIMATIC BATCH comunica con i sistemi di automazione (AS) tramite l'Operator System PCS 7 (OS). Nella comunicazione è possibile integrare anche istruzioni e dialoghi per gli operatori. Per applicazioni di ridotte dimensioni AS, OS e SIMATIC BATCH possono essere concentrati in un SIMATIC PCS 7 BOX 416.

SIMATIC BATCH Client e OS Client

Sistemi di automazione

Batch-Server OS Server

EngineeringStation

OS-LAN

Bus d’impianto

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SIMATIC BATCH56

Batch Control Center e Batch Planning

SIMATIC BATCH Batch Control Center

SIMATIC BATCH mette a disposizione speciali faceplate per il servizio e la supervisione di sezioni d'impianto e per funzioni tecniche. Come interfaccia verso il livello di automazione sot-tordinato vengono di norma utilizzate istanze derivate da SFC-Type.

Batch Control Center

Il Batch Control Center (BatchCC) è la "centrale di comando" per la sorveglianza e il comando di processi batch con SIMATIC BATCH. Con il BatchCC si possono gestire tutti i dati rilevanti per SIMATIC BATCH tramite una superficie operativa grafica. Il BatchCC offre potenti funzioni per i seguenti compiti:

• Lettura ed aggiornamento dei dati d'impianto dell'automa-zione base

• Definizione dei diritti utente per tutte le funzioni, per Client o sezioni d'impianto di SIMATIC BATCH

• Definizione dei nomi e dei codici dei materiali impiegati• Gestione delle ricette base ed attivazione dell'editor di ri-

cette per l'immissione della struttura delle ricette• Gestione delle biblioteche con elementi di ricette (opera-

zioni di biblioteca)• Esportazione ed importazione di ricette base, formule e og-

getti di biblioteca• Editazione delle categorie di formule e gestione delle rela-

tive formule (record di parametri)• Creazione dei lotti con ricette base• Attivazione e comando dei processi batch• Monitoraggio e diagnostica dei processi batch• Modifica online della strategia di occupazione e di assegna-

zione delle sezioni d'impianto durante l'esecuzione del pro-cesso batch

• Protocollo ed archiviazione delle ricette e dei dati batch

Pianificazione di lotti con SIMATIC BATCH

Batch Planning

Con il BatchCC è possibile progettare singolarmente ordini di produzione e lotti. Ancora maggiore funzionalità di pianifica-zione è offerta dal pacchetto opzionale Batch Planning, con il quale è pianificabile in anticipo una molteplicità di ordini di produzione.

Il repertorio di funzioni comprende, oltre alla pianificazione, anche la modifica, lo storno, la cancellazione e l'abilitazione di lotti. La creazione e la distribuzione dei lotti per un ordine di produzione è pertanto possibile manualmente ma può avveni-re anche automaticamente in funzione del numero di lotti pre-stabilito e della quantità di produzione.

In una combinazione di diagramma Gantt e tabella è possibile rappresentare con chiarezza tutti i lotti incl. la loro assegnazio-ne alle sezioni d'impianto. Sono segnalati simbolicamente conflitti temporali o conflitti dovuti all'occupazione multipla di sezioni d'impianto. I conflitti temporali possono essere facil-mente eliminati spostando i lotti interessati nel diagramma Gantt.

Fino al momento dell'abilitazione è possibile impostare e mo-dificare le seguenti caratteristiche dei lotti:

• Quantità da preparare• Modalità d'avvio (immediato, su comando dell'operatore o

a tempo)• Occupazione delle sezioni d'impianto• Formula (record di parametri)• Sequenza di esecuzione (concatenamento con il lotto pre-

cedente risp. successivo)• Visualizzazione del tempo di esecuzione di un lotto

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SIMATIC BATCH 57

Editor di ricette e Batch Report

Editor di ricette SIMATIC BATCH

Editor di ricette

L'editor di ricette è un comodo strumento per la creazione e la modifica semplice e intuitiva di ricette base e di operazioni di biblioteca. Esso dispone di una superficie operativa grafica, di funzioni di elaborazione per oggetti singoli e raggruppati nonché di un controllo strutturale della sintassi. La base per la creazione delle ricette è costituita dagli oggetti Batch della progettazione dell'impianto Batch con l'Engineering System di SIMATIC PCS 7, ad es. sezioni d'impianto e funzioni tecnologi-che. L'editor di ricette Batch può essere richiamato da BatchCC o anche avviato singolarmente.

Con l'editor di ricette sono eseguibili i seguenti compiti:

• Creazione di nuove ricette e operazioni di bilbioteca• Modifica di ricette base e operazioni di biblioteca già esi-

stenti (modifiche di struttura o di parametri)• Interrogazione di stati degli oggetti di ricetta e di valori di

processo in condizioni di transizione• Assegnazione di punti d'impianto per Route Control come

parametri di percorso (origine, destinazione, punti inter-medi) a fasi di trasporto, per guidare i prodotti di un lotto in altre sezioni d'impianto.

• Documentazione di ricette base e operazioni di biblioteca• Verifica della plausibilità con l'adozione di criteri specifici di

utente• Selezione di potenziali sezioni d'impianto con delimita-

zione delle caratteristiche di equipaggiamento (Equipment Properties)

• Abilitazione delle ricette base delle operazioni di biblioteca per test o produzione

• Progettazione di espressioni aritmetiche per il calcolo di valori di riferimento per parametri di transizione e di ri-cette da variabili di ricette e costanti

Esempio di un protocollo batch

Batch Report

Il Batch Report integrato in BatchCC serve per la creazione di protocolli di ricette e di lotti. Questi possono essere visualizzati e stampati tramite il BatchCC o il Protocol-Viewer eseguibile separatamente.

Protocolli batchI protocolli batch contengono tutti i dati necessari per la ripro-duzione del processo batch, per l'attestazione di qualità e l'adempimento delle disposizioni di legge. Rientrano qui tra l'altro

• Dati identificativi• Dati di ricetta pilota• Dati reali di produzione• Andamento temporale delle fasi esecutive• Segnalazioni di stato, errore e guasto• Interventi operativi • Valori di processo

Protocolli di ricetteI protocolli di ricette contengono i dati di produzione, ad es.

• Dati d'intestazione della ricetta• Topologia della ricetta• Lista delle sostanze e dei materiali in entrata, dei prodotti

in uscita e dei parametri• Prescrizioni per il processo

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SIMATIC BATCH58

Ricette gerarchiche e indipendenti dalle sezioni d'impianto

Riproduzione della struttura gerarchica delle ricette sul modello dell'impianto

Ricette gerarchiche secondo ISA-88.01

Come unità funzionale, SIMATIC BATCH e SIMATIC PCS 7 co-prono completamente i modelli descritti nella norma ISA-88.01. La struttura gerarchica delle ricette viene configurata sul modello dell'impianto come segue:

• Procedura di ricetta per il comando del processo risp. della produzione in un impianto

• Procedura di ricetta parziale per il comando di una fase di processo in una sezione d'impianto

• Operazione/funzione di ricetta per l'esecuzione del com-pito/della funzione di processo su un equipaggiamento tec-nico.

Neutralità rispetto alle sezioni d'impianto ed assegnazione delle sezioni d'impianto

La creazione di una ricetta neutrale rispetto alle sezioni d'im-pianto per più sezioni dello stesso tipo minimizza l'onere di en-gineering e comporta notevoli vantaggi per la validazione. Alle procedure di ricette parziali al momento della creazione della ricetta vengono assegnate solo classi di sezioni d'impian-to. L'assegnazione definitiva delle sezioni d'impianto avviene solo al momento dell'esecuzione. Con lotti di lunga durata, per le quali le sezioni d'impianto non possono essere già fissa-te ed assegnate all'avvio del processo batch, l'assegnazione avviene solo al momento dell'utilizzo delle sezioni d'impianto. Eventuali conflitti nell'occupazione delle sezioni d'impianto vengono riconosciuti e segnalati dal sistema.

Le seguenti strategie di occupazione delle sezioni d'impianto consentono un orientamento ottimale alla situazione specifi-ca dell'impianto:

• "Selezione manuale della sezione d'impianto" per la pre-selezione al momento della creazione della ricetta

• "Sezione d'impianto preferita" per la preselezione al mo-mento della creazione della ricetta

• Determinazione dell'"impianto inutilizzato più a lungo" per un utilizzo uniforme delle sezioni d'impianto

• Inoltro alla sezione d'impianto da utilizzare tramite un mo-dulo esterno (ad es. Scheduler) come "parametro di pro-cesso"

Come nel caso dell'assegnazione delle sezioni d'impianto an-che la strategia di occupazione può essere ancora modificata durante l'esecuzione del processo batch.

Apparatotecnico

Proceduradi ricetta

Operazionedi ricetta

Funzionedi ricetta

Procedura diricetta parziale

Impianto

Impianto

Impiantoparziale

Impiantoparziale

Apparatotecnico

Unità di comandosingula

Unità di co-mando singula

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SIMATIC BATCH 59

Razionalizzazione, protocollazione, validazione

Separazione di procedura e formula

Archiviazione e protocollo dei dati batch nel formato XML

I dati batch, accessibili solo per persone o sistemi autorizzati, vengono memorizzati nel formato XML. Il Batch Report crea come standard un protocollo batch XML-based che può essere visualizzato e stampato via BatchCC o Protocol-Viewer. Inoltre, è possibile elaborare ulteriormente i dati XML anche con un si-stema di protocollo esterno.

Biblioteca con operazioni di ricette (ROP)

La gestione di operazioni di ricette è supportata in modo con-fortevole da una biblioteca d'utente (biblioteca ROP). Le ope-razioni di ricette di biblioteca possono essere inserite come re-ferenza nelle procedure delle ricette e modificate centralmen-te. Ciò riduce l'onere di engineering e validazione. Con la chiu-sura della referenza, l'operazione della ricetta diventa parte integrante della procedura della ricetta e quindi indipendente da ulteriori modifiche centrali.

Separazione di procedura e formula

La flessibilità raggiunta, grazie alle ricette neutrali rispetto alle sezioni d'impianto, può essere ulteriormente aumentata, se-parando la procedura dai record di parametri (formule). Diver-se ricette base possono essere così realizzate, combinando più formule con una procedura di ricetta. Ciò consente di realizza-re centralmente modifiche di procedura. La struttura della for-mula viene determinata dalla categoria di formula definita dall'utente.

Validazione secondo 21 CFR Part 11

Il numero degli impianti, che vengono validati sulla conformi-tà a standard di qualità sulla base di requisiti commerciali e di legge, aumenta continuamente. Nel processo di validazione giocano un ruolo importante sia il sistema di controllo di pro-cesso sia il produttore del sistema di controllo di processo.

SIMATIC BATCH supporta la validazione secondo 21 CFR Part 11 specialmente grazie a:

• Standardizzazione conseguente, ad es. con - Concetto di tipo/istanza dell'SFC- Creazione di ricette neutrali rispetto alle sezioni

d'impianto- Separazione di procedura e formula- Operazioni di ricette di biblioteca

• Audit Trail (logbook delle modifiche): - Protocollazione di modifiche delle ricette e delle opera-

zioni di ricette (registrazione alla modifica dell'oggetto) - Protocollazione di modifiche durante la produzione (nel

protocollo batch) incl. le condizioni del livello di comando singolo relative al rispettivo lotto

• Versionamento libero e supportato dal sistema di ricette, operazioni di ricette, formule ed elementi di biblioteca

• Gestione utenti centrale con controllo d'accesso tramite SIMATIC Logon

• Firma elettronica per l'abilitazione di ricette base, formule ed oggetti di biblioteca sulla base di SIMATIC Logon

Inoltre, quale produttore di sistemi di controllo di processo, Siemens dispone di personale specializzato e di esperienze pluriennali nella gestione della qualità e nella validazione di impianti.

Application Programming Interface (API)

L'Application Programming Interface SIMATIC BATCH API è un'interfaccia aperta per ampliamenti su misura per cliente. Per la programmazione di applicazioni specifiche di settore o di progetto essa offre all'utente accesso a dati e funzioni di SIMATIC BATCH.

QuantitàTemperaturaTempoSalePepeZucchero

Formule 2

500 kg80 °C15 minSiNo150 g

Formule 1

1 000 kg90 °C10 minSiNo100 g

Formule 3

900 kg95 °C12 minNoSi50 g

Ricetta base #2 Ricetta base #3Ricetta base #1

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SIMATIC BATCH60

Highlights SIMATIC BATCH

■ Architettura modulare con scalabilità flessibile (hard-ware e software)– Adattamento ottimale alla dimensione

dell'impianto ed alle esigenze individuali– Crescita parallela all'ampliamento dell'impianto;

nessuna costosa capacità di riserva

■ Elevata disponibilità grazie a Batch-Server ridondanti– Nessuna perdita di dati batch– Allineamento automatico dei dati batch

■ Integrazione omogenea di SIMATIC BATCH nella stra-tegia di servizio e supervisione e nell'engineering di SIMATIC PCS 7 tramite interfaccia di sistema– Nessuna interfaccia su misura per cliente– Nessuna progettazione doppia per dati di engine-

ering specifici di Batch

■ Ricette neutrali rispetto alle sezioni d'impianto– Chiara semplificazione della gestione e della vali-

dazione di ricette– Modo operativo flessibile e utilizzo ottimale degli

impianti con modifica della strategia di occupa-zione e dell'assegnazione delle sezioni d'impianto durante l'esecuzione del processo batch.

■ Ricette gerarchiche secondo ISA-88.01– Creazione di ricette con orientamento alla tecnica

di processo– Creazione semplice, veloce e con minima possibi-

lità d'errore

■ Importazione ed esportazione di ricette base, for-mule ed oggetti di biblioteca

■ Memorizzazione, archiviazione e protocollazione completa dei dati batch nel formato XML– La produzione diventa trasparente e completa-

mente rintracciabile– Sicura guida operatore, sicura reazione a guasti

nel processo

■ Riduzione degli oneri di engineering e validazione grazie a:– concetto di tipo/istanza dell'SFC,– separazione di procedura e formula,– biblioteca ROP e progettazione neutrale rispetto

alle sezioni d'impianto– Impiegabilità ripetitiva, modificabilità centrale

■ Supporto della validazione secondo 21 CFR Part 11 grazie a:– Audit Trail (logbook delle modifiche) – Versionamento libero e supportato dal sistema – Biblioteche di operazioni di ricette e formule – Gestione utenti con protezione d'accesso e firma

elettronica

■ Collegamento diretto al sistema MES SIMATIC IT tra-mite interfacce di sistema interne

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SIMATIC Route Control 61

SIMATIC Route ControlComando di trasporti di materiale

SIMATIC Route Control (RC) amplia il sistema del controllo di processo SIMATIC PCS 7 con un sistema indipendente da set-tori per la progettazione, il comando, la sorveglianza e la dia-gnostica di trasporti di materiale in reti di tubazioni.

Con SIMATIC Route Control, SIMATIC PCS 7 può non solo auto-matizzare i processi produttivi e i rispettivi magazzini, ma an-che i trasporti di materiale che li collegano.

SIMATIC Route Control può controllare semplici vie di traspor-to come anche complesse reti di percorsi. SIMATIC Route Con-trol è particolarmente indicato per impianti con numerosi per-corsi ramificati o grandi depositi di serbatoi, com'è il caso so-prattutto nell'industria chimica, petrolchimica o nell'industria alimentare e delle bevande.

Il campo d'impiego di SIMATIC Route Control va da piccoli im-pianti con collegamenti semplici/statici fino a impianti di fa-scia medio-alta con una vasta rete di tubazioni/percorsi.

SIMATIC Route Control è particolarmente consigliabile in pre-senta delle seguenti condizioni:

• Frequenti modifiche ed ampliamenti della rete di percorsi incl. attuatori e sensori

• Percorsi di trasporto assai flessibili, che sono caratterizzati da- materiali che cambiano continuamente- assegnazione dinamica di origine e destinazione del tra-

sporto di materiale (incl. inversione di direzione con per-corsi di trasporto bidirezionali)

• Molti trasporti di materiale che avvengono contemporane-amente

• Progetti d'impianto in combinazione con SIMATIC BATCH

Sistema pluristazione SIMATIC PCS 7 con SIMATIC Route Control

Architettura modulare

SIMATIC Route Control offre i seguenti moduli software:

• Route Control Engineering (componente del SIMATIC PCS 7 Engineering System)

• Route Control Server • Route Control Center (RCC)

Grazie alla modularità ed alla scalabilità in 3 livelli per fino a 300 trasporti di materiale contemporanei, SIMATIC Route Con-trol può essere adattato flessibilmente a diverse dimensioni e architetture d'impianto (sistemi monostazione/pluristazione).

Integrazione in SIMATIC PCS 7

Il Route Control Engineering Software, costituito da strumen-to di engineering, assistente e biblioteca di blocchi, è concen-trato insieme agli altri strumenti di engineering nel SIMATIC PCS 7 Engineering System centrale.

In piccoli impianti, SIMATIC Route Control può essere installa-to o da solo o insieme all'OS Software su un sistema monosta-zione (Single Station) o su un SIMATIC PCS 7 BOX 416. Speci-ficatamente per l'automazione di trasporti di materiale con SIMATIC Route Control sono adatti sistemi pluristazione distri-buiti con architettura Client-Server, ampliabile con fino a 32 Client per Server.

SIMATIC Route Control Client e OS Client

Sistemi d’automazione

Route Control-Server

OS Server

EngineeringStation

OS-LAN

Bus d’impianto

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SIMATIC Route Control62

SIMATIC Route Control Engineering

SIMATIC PCS 7 supporta sistemi pluristazione con fino a 12 Server/coppie di Server. In sistemi pluristazione con piccole strutture d'insieme è anche possibile il funzionamento di Rou-te Control Server, Batch Server e OS Server su una base hard-ware comune. Una disponibilità più elevata ed una perfor-mance migliore sono raggiungibili con l'installazione dei sot-tosistemi su un Server separato o su coppie di Server ridon-danti.

Il Route Control Client è rappresentato dal Route Control Cen-ter (RCC). Questo può essere installato su un OS Client, su un Batch Client o su Client-Hardware separato.

SIMATIC Route Control può funzionare insieme ai seguenti controllori del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7:

• Controller WinAC Slot 416 del SIMATIC PCS 7 BOX 416 e AS 416-3 (fino a 30 trasporti di materiale contemporanei)

• AS 417-4 e AS 417H (fino a 300 trasporti di materiale con-temporanei)

Nella pagina di processo del SIMATIC PCS 7 Operator System, ogni blocco di percorso è rappresentato da un simbolo di bloc-co RC e da un RC-Faceplate. La scelta dei punti dell'impianto (punti nodali, locations) è facilitata da elenchi a discesa. I pun-ti dell'impianto di percorsi parziali e percorsi interi sono para-metri per la richiesta di un trasporto di materiale (origine, tra-guardo, punti intermedi/via), che marcano l'inizio e la fine di ogni percorso parziale e quindi anche l'origine e la destinazio-ne di un trasporto di materiale.

Per il controllo d'accesso e la gestione dei diritti utente diver-sificati per personale di engineering, operatori e tecnici di ma-nutenzione, il SIMATIC Route Control utilizza il SIMATIC Logon integrato nel sistema di controllo di processo.

Route Control Engineering

La progettazione di Route Control completa, per la progetta-zione degli impianti SIMATIC PCS 7, la progettazione base con blocchi della biblioteca standard SIMATIC PCS 7. È così possibi-le con SIMATIC Route Control ampliare in modo semplice im-pianti SIMATIC PCS 7 già esistenti

L'adattamento degli oggetti tecnologici (elementi RC) rilevanti per il comando del trasporto di materiale avviene nel CFC-Edi-tor tramite blocchi d'interfaccia unitari della biblioteca Route Control. Agli elementi RC appartengono:

• Elementi di comando (attuatori)• Elementi di rilevamento (sensori)• Elementi di parametrizzazione (valori di riferimento) • Elementi di collegamento (informazioni dei materiali rife-

rite a percorsi parziali)

Progettazione con il Route Control-Engineeringtool

I punti dell'impianto di percorsi parziali e percorsi interi vengo-no progettati nel SIMATIC Manager come "Proprietà d'equi-paggiamento di sezioni d'impianto" e adottati nel progetto RC con gli altri dati base rilevanti per RC del progetto SIMATIC PCS 7.

Biblioteca Route ControlLa biblioteca Route Control contiene blocchi software per la configurazione di RC e per la configurazione di percorsi di tra-sporto e blocchi d'interfaccia per elementi RC. Essa è disponi-bile nel catalogo del CFC-Editor.

Assistente di Route ControlL'assistente di Route Control costituisce l'interfaccia tra la pro-gettazione base SIMATIC PCS 7 completata con i blocchi d'in-terfaccia RC e la progettazione RC vera e propria nell'RC-Engi-neeringtool. L'assistente, richiamabile tramite il menu del SIMATIC Manager, prende in consegna i dati di progettazione specifici di RC del progetto SIMATIC PCS 7 nel Route Control Engineering. Durante questa operazione esso esegue una ve-rifica di plausibilità, definisce i collegamenti di comunicazione AS-OS e AS-AS (NetPro e CFC) e progetta le segnalazioni dell'RC-Server.

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SIMATIC Route Control 63

Route Control Engineeringtool

Dopo l’importazione in un progetto RC dei dati base RC essen-ziali di un progetto PCS 7, segue la progettazione degli oggetti specifici di RC con il Route Control Engineeringtool:

• Percorsi parziali: La ripartizione dei percorsi di trasporto in percorsi parziali serve ad aumentare la flessibilità ed a mi-nimizzare l'onere di progettazione sfruttando la riproduci-bilità. Parametri essenziali di percorso parziale: "bidirezio-nalità" e "priorità" (la minima somma delle priorità di percorso parziale è determinante per la ricerca dell'intero percorso)

• Interconnessioni: Con l'inserimento in un percorso parziale, gli elementi RC ricevono, a seconda del tipo, proprietà ad-dizionali, che possono essere editate tramite dialoghi di progettazione (ad es. nello stato base "Chiusura valvola").

• Cataloghi di funzioni: I percorsi parziali possono essere as-segnati per tecnologia e tipologia di prodotto a cataloghi di funzioni, ad es. "Pulitura" o "Trasporto di prodotto", con cui il numero di risultati nella ricerca del percorso può essere li-mitato al tipo del trasporto di materiale.

• Fasi funzionali/funzioni esecutive: Ogni catalogo di fun-zioni comprende fino a 32 funzioni esecutive tecnologiche progettabili, che determinano l'esecuzione del trasporto di materiale tramite gli elementi RC inseriti nei percorsi par-ziali, ad es. stato base degli elementi di comando, apertura valvole di trasporto, apertura valvola nel punto di origine, inserzione pompa.

La progettazione dei percorsi parziali e l'assegnazione degli elementi RC ai percorsi parziali si eseguono in una matrice del Route Control Engineeringtool. Mediante elementi generici è possibile integrare nel progetto RC oggetti o blocchi software realizzati su misura e trattarli come elementi RC.

Speciali funzioni di progettazione facilitano lavori di routine ri-petitivi ed ampliano la gamma di possibilità per il comando di trasporti di materiale, ad es.:

• Esportazione di dati di progettazione in forma di file CSV verso Microsoft Excel, dove copiarli, editarli e reimportarli in Route Control

• Comando dell'utilizzo comune di percorsi parziali tramite identificativi di funzione progettabili

• Verifica di compatibilità dei materiali e blocco di percorsi parziali per sequenze di materiali incompatibili, in base agli identificativi dei materiali memorizzati nell'elemento di col-legamento.

• Inserimento di valori di riferimento, che provengono dal processo in esecuzione, nel blocco di percorso (ad es. quantità di pesatura).

Route Control Center (RCC)

Route Control Center (RCC)

L'RCC è richiamabile o tramite il faceplate di un blocco di per-corso o tramite il set di tasti nell'Operator Station. Esso visua-lizza tutti i dati di percorso essenziali e le informazioni sugli er-rori di un trasporto di materiale in più viste coordinate tra loro Caratteristiche funzionali essenziali sono:

• Prospetto di tutti gli elementi RC e dei dettagli della richie-sta di trasporto

• Comando del trasporto di materiale selezionato a seconda del modo di funzionamento scelto (manuale/automatico). Per il funzionamento manuale vale quanto segue: - Richiesta di trasporto di materiale, avvio, arresto, prose-

guimento e fine - Impostazione/modifica di parametri (punti d'impianto

origine, destinazione, punti intermedi)- Impostazione/modifica di caratteristiche generali (cata-

logo di funzioni, identificativo di funzione, identificativo di materiale e "Ignora errore")

- Attivazione/disattivazione di funzioni esecutive• Diagnostica degli errori nella richiesta di trasporto di mate-

riale attivata da elementi RC inibiti, percorsi parziali inibiti, comandi inconsistenti o materiale in successione non con-sentito

• Diagnostica dei trasporti di materiale in corso:- Visualizzazione di stato della via di trasporto con colore e

testo nella vista dei percorsi dell'RCC- Analisi dettagliate delle segnalazioni di feedback degli

elementi RC• Funzioni di Server: Selezione dell'RC-Server, visualizzazione

dello stato dell'RC-Server, aggiornamento della vista• Visualizzazione dell'operatore che ha effettuato il login• Definizione di parametri di percorso (origine, destinazione,

materiale, identificativo di funzione etc.); memorizzazione e caricamento di queste impostazioni con nomi

• Commutazione tra "AS in attesa" e "AS in funzione"

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SIMATIC Route Control64

Route Control Server

Insieme con la progettazione della rete di percorsi e con il test delle varianti di un trasporto di materiale avviene il trasferi-mento dei dati di progettazione Route Control al Route Control Server, dove essi possono essere attivati al momento tecnica-mente opportuno tramite il Route Control Center. Dopo di che vengono considerati i nuovi dati nella ricerca del percorso.

Il Route Control Server (RC Server) fornisce ai Route Control Client (Route Control Center) i dati necessari e inoltra i relativi comandi ai sistemi di automazione.

Se deve essere effettuato un trasporto di materiale, viene allo-ra richiesto un percorso o tramite il controllore o dall'operato-re al Route Control Center (RCC). Oltre all'indicazione di origi-ne, destinazione e fino a 10 punti d'impianto opzionali (punti intermedi) è necessario anche addurre un segnale di avvio al

blocco di comando percorso del sistema di automazione. L'RC-Server avvia la ricerca del percorso e combina insieme i percorsi parziali definiti staticamente – se possibile – in un percorso di trasporto completo. Da questo momento in poi Route Control assume il comando e la sorveglianza di tutti gli elementi RC interessati al percorso di trasporto. Il controllore dell'impianto attiva ancora solo le singole funzioni tecnologi-che. Al verificarsi di errori, l'operatore riceve informazioni dia-gnostiche dettagliate sulla causa, ad es. perché la ricerca del percorso di trasporto non ha avuto successo.

A scopo di manutenzione è possibile impostare un sistema d'automazione "in manutenzione" (out of service). I trasporti di materiale in corso comandati da questo sistema di automa-zione vengono portati a termine, ma non ne sono più abilitati di nuovi.

Highlights SIMATIC Route Control

■ Architettura flessibile e modulare con componenti hardware e software scalabili per sistemi mono e plu-ristazione.– Adattamento ottimale alla dimensione

dell'impianto ed alle esigenze individuali– Crescita parallela all'ampliamento dell'impianto;

nessuna costosa capacità di riserva

■ Elevata disponibilità grazie a Route Control Server ridondanti

■ Integrazione omogenea nella strategia di servizio e supervisione e nell'engineering di SIMATIC PCS 7 – Nessuna interfaccia su misura per cliente– Nessuna progettazione doppia – Integrazione successiva in progetti esistenti

■ Combinabilità con SIMATIC BATCH

■ Trasparenza dell'impianto– Rappresentazione della rete di percorsi

dell'impianto tramite percorsi parziali– Semplice assegnazione degli elementi RC ai per-

corsi parziali con schemi d'impianto

■ Rapida reazione a modifiche dell'impianto (ad es. aggiunta di valvole) nella progettazione, nella messa in servizio o al momento dell'esecuzione.

■ Impegno esclusivo degli elementi RC e dei percorsi parziali coinvolti nel trasporto di materiale

■ Riduzione dell'onere di progettazione e dei tempi di messa in servizio – Ripartizione in percorsi parziali e relativa progetta-

zione sfruttando la riproducibilità – Esportazione di dati di progettazione verso

Microsoft Excel, reimportazione di dati editati da Excel.

– Sgravio di complessi compiti ripetitivi grazie all'assistente di RC

– "Incapsulamento" della funzionalità dal punto di vista del programma applicativo, comando come un tutt'uno

■ Trasporti di materiale utilizzati percorsi parziali comuni (più origini risp. destinazioni con possibilità di commutazione graduale)

■ Considerazione della compatibilità dei materiali per impedire mescolanze o sequenze di materiale indesi-derate

■ Calcolo automatico di quantità da scaricare

■ Registrazione di protocolli dei percorsi con funzioni filtro, visualizzazione su schermo e stampa

■ Test offline durante la progettazione per la verifica di completezza nonché di incongruenze e di combina-zioni indesiderate

■ Diagnostica dettagliata degli errori relativamente alla richiesta di trasporto di materiale ed ai trasporti di materiale in corso

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Process Safety 65

Process SafetySafety Integrated for Process Automation con SIMATIC PCS 7

L'industria di processo è spesso caratterizzata da produ-zioni assai complesse, nelle quali sono presenti o vengono lavorati materiali e miscugli dannosi per la salute o esplo-sivi. Un guasto o un errore possono qui avere conseguenze fatali per le persone, le macchine, gli impianti e l'am-biente.

Scopo della tecnica di sicurezza di Siemens è pertanto quello di minimizzare i potenziali di pericolo per l'uomo, l'impianto e l'ambiente mediante dispositivi tecnici, senza influenzare il processo produttivo. Per questo è necessario un affidabile si-stema tecnico di sicurezza (Safety Instrumented System, SIS), che, in caso di necessità, possa pilotare in ogni momento l'im-pianto in uno stato sicuro.

Sulla base del sistema tecnico di sicurezza di Siemens, con Sa-fety Integrated for Process Automation è disponibile un'offerta completa di prodotti e servizi per applicazioni sicure fault-tole-rant nell'industria di processo. Esso offre una funzionalità tec-nica di sicurezza completa - dalla strumentazione sicura al controllore fail-safe e fault-tolerant fino all'attuatore, ad es. posizionatore, valvola e pompa.

L'enorme potenziale di Safety Integrated for Process Automa-tion può essere sfruttato al meglio in combinazione con SIMATIC PCS 7. Grazie alla modularità e alla flessibilità dei pro-dotti orientati alla sicurezza questa combinazione è estrema-mente variabile. Non solo il grado dell'integrazione del siste-ma tecnico di sicurezza può essere definito individualmente nel sistema di controllo di processo, ma anche il grado della ri-dondanza per controllore, bus di campo e periferia di processo (Flexible Modular Redundancy). Grazie alla riduzione del fab-bisogno di spazio, dell'onere di hardware e di cablaggio non-ché di montaggio, installazione ed engineering, la completa integrazione del sistema tecnico di sicurezza in SIMATIC PCS 7 offre – per l'intero ciclo di vita di un impianto – i maggiori van-taggi.

Sia la tecnica di sicurezza sia le applicazioni di sicurezza realiz-zate con essa si distinguono per l'alto livello di efficienza e la conformità a standard nazionali e internazionali, ad es.:

• IEC 61508 (fino a SIL 3) – Norma base per le specifiche non-ché per lo sviluppo e il funzionamento di sistemi tecnici di sicurezza

• IEC 61511 – Norma specifica per le applicazioni nell'indu-stria di processo

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Process Safety66

Safety Integrated for Process Automation con SIMATIC PCS 7

Safety Integrated for Process Automation – Gamma di prodotti per SIMATIC PCS 7

Sistemi di automazione AS 412F/FH AS 414F/FHAS 417F/FH

Controllori fail-safe e fault-tolerant per la fascia di potenzialità bassa, media e alta in struttura semplice e ridondante (fino a SIL 3)

Engineering La progettazione delle funzioni di sicurezza avviene con Continuous Function Chart (CFC) o SIMATIC Safety Matrix (Cause&Effect-Matrix) e blocchi funzionali certificati dal TÜV (fino a SIL 3).

SIMATIC ET 200 ET 200MLa periferia modulare per applicazioni con elevato numero di canali, con blocchi di ingresso/uscita digitali nonché blocchi d'ingresso ana-logici (fino a SIL 3).

ET 200SLa periferia finemente modulare con moduli di ingresso/uscita digita-li nonché avviatori motore fail-safe (fino a SIL 3).

PROFIBUS con PROFIsafe Per comunicazione standard e orientata alla sicurezza su un solo cavo di bus, certificato secondo IEC 61508 (SIL 3)

Strumenti di processo/Apparecchiature di processo

Strumenti/apparecchiature di processo sicuri in rete PROFIBUS PA:trasmettitori di pressione SITRANS P DS III (SIL 2) in rete PROFIBUS PA con PROFIsafe (proven in use SIL 2)

Strumenti/apparecchiature di processo sicuri per il collegamento a I/O remoti ET 200M: Pointek CLS 200/300 analogico (SIL 2), Pointek ULS 200 (SIL 1), SITRANS P DS III analogico/HART (SIL 2), serie SITRANS TW (SIL 1), SIPART PS2, 2/4 fili (SIL 2)

Applicazioni

- Partial Stroke Test- Biblioteche per bruciatori

Blocchi funzionali e blocchi immagine predefiniti per il test online di valvole per diagnostica preventiva senza ripercussioni sulla produzio-ne

Biblioteche con blocchi funzionali certificati dal TÜV per sistemi di ge-stione bruciatori

S

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Process Safety 67

Varianti strutturali per sistemi SIMATIC PCS 7 orientati alla sicurezza

Generalmente tramite tutti i livelli di architettura di un sistema SIMATIC PCS 7 basato su Safety Integrated for Process Auto-mation si distinguono due varianti di configurazione:

• Configurazione monocanale, non ridondante• Configurazione ridondante, fail-safe e fault-tolerant

Entrambe queste configurazioni sono assai variabili e dispon-gono di un ampio margine di libertà a fronte delle diverse esi-genze della clientela. Funzioni standard (Basic Process Con-trol) e di sicurezza sono combinabili in modo flessibile non solo nel campo della periferia I/O. Già a livello di controllore esse possono essere a scelta conglobate in un sistema o essere separate. Si aggiungono le molteplici possibilità, che risultano dall'impiego di Flexible Modular Redundancy.

Nei singoli livelIi dell'architettura (controllore, bus di campo, periferia I/O) sussistono, in dipendenza della periferia di pro-cesso impiegata, le alternative di progettazione rappresentate nella figura.

Sistemi di automazione fail-safe

I sistemi di automazione SIMATIC PCS 7 orientati alla sicurezza sono disponibili in due varianti strutturali:

• Single Station: AS 412F/AS 414F/AS 417F con una sola CPU fail-safe

• Redundancy Station: AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH con due CPU ridondanti, fail-safe e fault-tolerant

Tutti questi sistemi hanno capacità multitasking, cioè più pro-grammi possono girare contemporaneamente in una CPU, sia applicazioni di Basic Process Control che applicazioni orientate alla sicurezza. Unitamente alle unità di ingresso/uscita fail-safe dei sistemi di periferia I/O decentrati ET 200M/S o direttamen-te con trasmettitori sicuri collegati a bus di campo, i sistemi di automazione essi riconoscono sia errori nel processo che erro-ri propri interni e, in caso di errore, pilotano automaticamente l'impianto in uno stato sicuro. I programmi di sicurezza che gi-rano su diversi sistemi di automazione in un impianto hanno anche la possibilità di comunicare tra di loro in modo sicuro tramite il bus Industrial Ethernet dell'impianto.

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

Unità F Unità F



Unità F e standard Unità F e standard

Flexible Modular Redundancy a livello di unità o di apparecchiature

Unità F e standard

Unità F e standard

Unità standard

Unità standard

Ridondanza a livello di unità o di canali tramite più stazioni separate

DP/PA Link

DP/PA Linkcon DP/PA coupler ridondanti

DP/PA Linkcon DP/PA coupler ridondanti DP/PA Link

Y-Link

Periferia decentrata con collegamento diretto al bus di campo

Collegamento diretto al bus di campoPerifera decentrata

Struttura ridondante, ad elevata disponibilità e fault-tolerant

Struttura monocanale, non ridondante

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Process Safety68

Safety Integrated for Process Automation con SIMATIC PCS 7

Engineering di applicazioni orientate alla sicurezza con CFC

Strumenti di engineering per funzioni di sicurezza

Per la configurazione e la programmazione dei controllori orientati alla sicurezza AS 412F/FH, AS 414F/FH e AS 417F/FH sono disponibili la biblioteca di blocchi software F in S7 F Systems e la SIMATIC Safety Matrix.

S7 F Systems con biblioteca di blocchi software FLo strumento di engineering S7 F Systems consente la para-metrizzazione dei controllori AS 412F/FH, AS 414F/FH e AS 417F/FH nonché dei moduli F fail-safe della gamma ET 200M/S. Esso supporta la progettazione mediante funzioni per:

• Confronto di programmi F orientati alla sicurezza• Riconoscimento di modifiche del programma F mediante

checksum• Separazione tra funzioni orientate alla sicurezza e funzioni

standard

L'accesso alle funzioni F può essere protetto mediante password. La biblioteca di blocchi software F integrata in "S7 F Systems" contiene blocchi funzionali preconfigurati per la realizzazione di applicazioni orientate alla sicurezza con CFC o con la Safety Matrix basata su CFC. I blocchi F certificati sono assai robusti e rilevano errori di programma quali la divisione per zero o il superamento di determinati valori. Essi risparmia-no all'utente la programmazione diversificata per il riconosci-mento degli errori e per la reazione agli errori.

Safety Matrix: Assegnazione di reazioni esattamente definite (Effects) ad eventi (Causes) che si verificano

SIMATIC Safety MatrixLa Safety Matrix SIMATIC utilizzabile in aggiunta a CFC è un in-novativo Safety Lifecycle Tool di Siemens, che serve per la pro-gettazione confortevole di applicazioni di sicurezza nonché per il funzionamento in esercizio e il service. Questo strumen-to basato sul comprovato principio di una Causes&Effects-Matrix si presta all'impiego per processi, nei quali determinati stati richiedono determinate reazioni di sicurezza.

Con la Safety Matrix la programmazione della logica di sicurez-za risulta non solo molto più facile e confortevole, ma anche notevolmente più veloce rispetto all'usuale programmazione.

Per l'analisi dei rischi del suo impianto, il progettista può asse-gnare reazioni esattamente definite (Effects) agli eventi che si verificano (Causes) durante lo svolgimento di un processo. Nelle righe orizzontali della tabella Safety Matrix, paragonabi-le ad uno spreadsheet, egli deve immettere dapprima i possi-bili eventi di processo (ingressi), configurare i relativi tipi e nu-meri, le combinazioni logiche, gli eventuali ritardi e interbloc-chi nonché gli errori eventualmente tollerabili. Infine egli deve definire nelle colonne verticali le reazioni (uscite) ai rispettivi eventi.

La combinazione di cause ed effetti avviene mediante un sem-plice clic sulla cella nel punto d'intersezione di riga e colonna. Sulla base di queste impostazioni la Safety Matrix genera au-tomaticamente complessi programmi CFC orientati alla sicu-rezza. Il progettista non necessita di alcuna speciale conoscen-za di programmazione e può così concentrarsi del tutto sulle esigenze di sicurezza del suo impianto.

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Process Safety 69

PROFIsafe, unità periferiche fail-safe

PROFIBUS con PROFIsafe

Per la comunicazione orientata alla sicurezza tra la CPU del sistema di automazione e le unità periferiche F fail-safe è uti-lizzato il PROFIBUS standard in combinazione con il profilo PROFIsafe. Questa soluzione supporta il funzionamento di componenti standard e componenti di sicurezza collegati al medesimo bus. Un costoso bus di sicurezza separato è super-fluo.

Il profilo PROFIsafe viene implementato come strato software addizionale nelle apparecchiature e nei sistemi, senza che siano modificati i meccanismi di comunicazione standard di PROFIBUS. Con PROFIsafe i telegrammi vengono ampliati con informazioni addizionali, in base alle quali i partner di comu-nicazione PROFIsafe possono riconoscere e correggere errori di trasmissione come ritardi, errata sequenza, ripetizione, per-dita, errato indirizzamento o alterazione di dati.

Unità F/moduli F fail-safe

Le funzioni di sicurezza dei sistemi di automazione F/FH sono perfettamente sintonizzate con le unità periferiche fail-safe delle apparecchiature periferiche decentrate ET 200M e ET 200S. Le unità/i moduli di ingresso/uscita F configurati in modo ridondante delle apparecchiature ET 200M/S (DI/DO/AI) possono diagnosticare errori sia interni che esterni. Essi ese-guono un autotest, ad es. su cortocircuito e rottura condutto-re, e sorvegliano autonomamente il tempo di discrepanza im-postato con la parametrizzazione.

Le unità d'ingresso supportano, a seconda dell'esecuzione, l'analisi 1oo1 e 2oo2 sull'unità. Ulteriori analisi, ad es. l'analisi 2oo3 per gli ingressi analogici, sono eseguite dalla CPU. Le unità d'uscita digitali consentono, in caso di un'uscita difetto-sa, la disinserzione sicura tramite una seconda via di disinser-zione.

Unità di ingresso/uscita F per ET 200M

Unità di ingressi digitali SM 326 F

Unità di ingressi digitali SM 326 F NAMUR [EEx ib]

Unità di uscite di-gitali SM 326 F

Unità di uscite di-gitali SM 326 F

Unità di uscite analogiche SM 336 F HART

Numero di ingressi/uscite fino a

24 (a 1 canale per sensori SIL 2)

12 (a 2 canali per sensori SIL 3)

8 (a 1 canale)

4 (a 2 canali)

10, con separazio-ne di potenziale a gruppi di 5

commutazione P/P

8, con separazione di potenziale a gruppi di 4

commutazione P/M

6 (a 1 canali)

15 bit + segno

collegamento a 2 o 4 fili

Max. classe di sicurezza raggiungi-bile secondo IEC 61508/EN 954-1

a 1 canale: SIL 2a 2 canali: SIL 3

a 1 canale: SIL 2a 2 canali: SIL 3

SIL 3 SIL 3 SIL 3

Tensione d'ingresso risp. d'uscita DC 24 V NAMUR DC 24 V DC 24 V –

Corrente d'ingresso risp. d'uscita – – 2 A per canale con segnale "1"

2 A per canale con segnale "1"

4 ... 20 mA o 0 ... 20 mA

Alimentazione dei trasduttori resi-stente a cortocircuito

4 per ogni 6 canali, con separazione di potenziale a gruppi di 2

8 per ogni singolo canale, con separa-zione di potenziale tra di loro

– – 6 per ogni singolo canale

Ridondanza ridondanza di uni-tà

ridondanza di uni-tà

ridondanza di uni-tà e di canale

– ridondanza di uni-tà e di canale

Diagnostica di unità e di canale 4 4 4 4 4

Dimensioni 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

Modulo Power ET 200S PM-E per moduli di elettronica

Tensione di alimentazione DC 24 V/10 A DC 24 … 48 V; AC 24 … 230 V; con fusibile

Campo d'impiego tutti i tipi di moduli di elettronica, anche fail-safe (4/8 F-DI, 4 F-DO); limitazioni per campo di tensione

Diagnostica Tensione di carico Tensione di carico e fusibile

Moduli di elettronica ET 200S fail-safe (moduli F)

Tipi di moduli Modulo di ingressi digitali 4/8 F-DI Modulo di uscite digitali 4 F-DO

Numero di I/O 4 (a 2 canali per sensori SIL 3)8 (a 1 canale per sensori SIL 2)

4 con DC 24 V/2 A, commutazione P/M, fino a SIL 3P/M: per carichi collegati a terra (massa e terra sepa-rate)

Tensione d'ingresso risp. d'uscita DC 24 V

Diagnostica di unità e di canale 4 4

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Process Safety70

Unità periferiche fail-safe

Avviatori motore F fail-safe per ET 200S

• Modulo Power PM-D F PROFIsafe per avviatori motore fail-safe

• Avviatori motore fail-safe fino a 7,5 kW, ampliabili con Brake Control Module- Avviatore diretto F-DS1e-x- Avviatore reversibile F-RS1e-x

Su comando di un segnale di disinserzione è possibile la disin-serzione selettiva degli avviatori motore ET 200S fail-safe tra-mite il modulo Power PMD F PROFIsafe a monte. Gli avviatori motore fail-safe possiedono, oltre ad una combinazione di interruttore automatico/contattore, un circuito elettronico di controllo per il sicuro rilevamento di errori. Se in caso di ARRESTO D'EMERGENZA non interviene il contattore, l'elettro-nica di controllo rileva un errore e disinserisce insicurezza l'in-terruttore automatico nell'avviatore motore.

Apparecchiature PROFIBUS PA per disinserzioni di sicurezza

• SITRANS P DS III PROFIsafe

Il trasmettitore digitale di pressione SITRANS P DSIII è il primo strumento PROFIBUS PA presente sul mercato, adatto all'im-piego per disinserzioni di sicurezza SIL 2 secondo IEC 61508/ IEC 61511-1. Siemens ha ampliato per questo il suo misurato-re standard di pressione, pressione assoluta e pressione diffe-renziale con un driver PROFIsafe.

In un'applicazione di sicurezza è possibile collegare il trasmet-titore di pressione tramite PROFIBUS PA con un AS 412F/FH, AS 414F/FH o AS 417F/FH. Per la disinserzione sicura può es-sere impiegato l'ingresso digitale del posizionatore elettrop-neumatico PROFIBUS PA SIPART PS2 PA.

Con configurazioni ridondanti sono realizzabili anche circuiti di misura fino al livello di sicurezza SIL 3.

Highlights Process Safety

■ Safety Integrated for Process Automation – l'offerta completa di prodotti e servizi per applicazioni sicure, fail-safe e fault-tolerant nell'industria di processo – Semplice realizzazione, comando e manutenzione

di applicazioni di sicurezza – Sicurezza riguardo all'innovazione grazie all'ele-

vata capacità di adattamento a mutate condizioni– Affidabilità nell'eliminazione di pericoli e rischi

■ Integrazione omogenea della tecnica di sicurezza nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 – Elaborazione di funzioni di Basic Process Control e

di funzioni di sicurezza in un unico controllore: Livello di sicurezza SIL 3, AK 6 raggiungibile con una sola CPU

– Comunicazione standard e comunicazione orien-tata alla sicurezza tra controllore e periferia I/O tra-mite un bus di campo comune PROFIBUS con PROFIsafe – nessun bus di sicurezza separato

– Funzionamento misto di unità standard e unità F fail-safe in stazioni ET 200M/S

– Gestione dati omogenea per Basic Process Control e automazione orientata alla sicurezza, incl. visua-lizzazione di processo e diagnostica – nessun one-roso trattamento di dati

■ Integrazione dell'applicazione orientata alla sicurezza nella confortevole visualizzazione di processo sulla SIMATIC PCS 7 Operation Station

■ La progettazione delle funzioni di sicurezza è parte della progettazione di sistema omogenea con il PCS 7 Engineering System – Ancoraggio di S7 F Systems, CFC e SIMATIC Safety

Matrix nell'Engineering Toolset – Progettazione di funzioni di Basic Process Control

e di funzioni di sicurezza con uno strumento di engineering, il CFC

– Safety Matrix per la progettazione di funzioni di sicurezza senza speciali conoscenze di program-mazione – in modo ancora più veloce, più sem-plice e più confortevole che non con CFC

■ Inserimento automatico delle segnalazioni di guasto inerenti alla sicurezza nella visualizzazione di pro-cesso – con identica timbratura oraria

■ Diagnostica e manutenzione omogenee dal sensore e dall'attuatore, attraverso il sistema di automazione fino all'Operator System

■ Integrazione della tecnica di sicurezza nella diagno-stica e nella manutenzione con il PCS 7 Asset Mana-gement

■ Minimizzazione dei costi dell'intero life-cycle– Riduzione dei costi per hardware, montaggio,

cablaggio, installazione, engineering e messa in servizio con crescente grado d'integrazione

– Ridotti oneri di training e di apprendimento pra-tico grazie ad un insieme sistema/strumenti unita-rio

– Gestione economica dei ricambi grazie alla mini-mizzazione dei tipi e delle parti

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Process Safety 71

Misure di protezione complete per la sicurezza IT

Esempio di architettura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli

Con la progressiva standardizzazione, apertura e interconnes-sione in rete sono enormemente aumentati i rischi per la sicu-rezza di un impianto di controllo di processo. Il potenziale di pericolo che deriva da programmi inquinanti come virus, worm o troiani o da accessi da parte di persone non autorizza-te, va da sovraccarichi o cadute della rete allo spionaggio di password e dati fino ad intrusioni illecite nell'automazione di processo. Oltre ai danni materiali, un sabotaggio intenzionale potrebbe anche comportare situazioni di pericolo per l'uomo e l'ambiente.

Concetto di sicurezza SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 con il suo concetto di sicurezza offre soluzioni complete per la protezione di un impianto di controllo di pro-cesso, che si basano su un'architettura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli (defense in depth). La particola-rità di questo concetto sta nella sua globalità. Esso infatti non si limita solamente all'impiego di singoli metodi di sicurezza (ad es. codifica cifrata) o di singoli dispositivi (ad es. firewall). I suoi punti di forza risiedono principalmente nell'interazione di molteplici misure di sicurezza nell'intero impianto.

Il concetto di sicurezza di SIMATIC PCS 7 comprende tra l'altro avvertenze e raccomandazioni (best practices) riguardo ai se-guenti temi:

• Configurazione di un'architettura di rete con sicurezza di-stribuita in profondità su diversi livelli (defense in depth), combinata con la segmentazione dell'impianto in celle di sicurezza

• Gestione della rete con risoluzione di nomi, assegnazione di indirizzi IP e suddivisione in sottoreti

• Funzionamento di impianti in domini Windows (Active Directory)

• Gestione della autorizzazione ad operare di Windows e di SIMATIC PCS 7; integrazione delle autorizzazioni per co-mandi di SIMATIC PCS 7 nella gestione Windows

• Gestione affidabile della sincronizzazione oraria nella strut-tura Windows

• Management di security-patch per prodotti Microsoft• Impiego di software antivirus e firewall• Supporto e accesso remoto (VPN, IPSec)

Gli aspetti relativi alla sicurezza e le raccomandazioni per la protezione dell'impianto di automazione sono descritti detta-gliatamente nel manuale "Concetto di sicurezza SIMATIC PCS 7, raccomandazioni e avvertenze".

Nello studio "IT Security for Process Control Using Siemens SIMATIC PCS 7" del settembre 2007, l'ARC Advisory Group af-ferma che Siemens ha un concetto di sicurezza efficiente e completo per il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Ulteriori informazioni si trovano sotto: www.siemens.com/pcs7/safety_security

INTERNET

INTERNET

INTERNET

Bus dell'impianto 1 Bus dell'impianto 2

Bus terminali 1 (OS-LAN)

Bus terminali 2 (OS-LAN)

Cella di sicurezza

Firewall

Firewall Firewall

Cella di sicurezza

Manufacturing Execution System (MES)

Enterprise Resource Planning (ERP)

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Process Safety72

Misure di protezione complete per la sicurezza IT

Industrial Security Module SCALANCE S

Supporto di sistema per il concetto di sicurezza

Lato sistema, SIMATIC PCS 7 supporta la realizzazione di diret-tive e raccomandazioni del concetto di sicurezza mediante:

• Compatibilità con le versioni attuali dei software antivirus Trend Micro OfficeScan, McAfee Virusscan e Symantec Nor-ton AntiVirus

• Impiego del Windows XP Firewall locale• SIMATIC Security Control (SSC) per l'impostazione automa-

tica dei parametri rilevanti per la sicurezza di DCOM, Registry e Windows Firewall già in fase di setup

• Gestione e autenticazione degli utenti mediante SIMATIC Logon

• Integrazione degli Industrial Security Module SCALANCE S602, S612, S613

Industrial Security Module SCALANCE S

Nel funzionamento come firewall, gli Industrial Security Module SCALANCE S602, S612 e S613 possono proteggere da accessi non autorizzati sistemi/apparecchiature industriali o segmenti di una rete Ethernet. SCALANCE S612 e S613 pro-teggono inoltre con codifica cifrata e autenticazione (VPN) la trasmissione dati tra sistemi/apparecchiature o segmenti di rete da manipolazione dei dati e spionaggio.

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OpenPCS 7 e collegamento a MES 73

OpenPCS 7 e collegamento a MESAnalizzare e gestire dati di processocon OpenPCS 7

OpenPCS 7 Server per lo scambio dati via OPC

I sistemi sovraordinati al sistema di controllo di processo per pianificazione della produzione, analisi e gestione di dati di processo (OPC Client) possono accedere a dati di processo di SIMATIC PCS 7 tramite OpenPCS 7 Server.

L'OpenPCS 7 Server raccoglie per gli OPC Client i dati distribu-iti, in dipendenza della configurazione del sistema, su diverse stazioni SIMATIC PCS 7 (OS Server, Central Archive Server CAS). Esso ricopre la distribuzione dei dati per quanto riguarda

• Periodo di tempo (OS1 / OS2 / ... / CAS)• Luogo (OS1 / OS2 / ...)• Ridondanza (OS1 Master / OS1 Standby...)

L'interfaccia OpenPCS 7 è basata sulle specifiche OPC (Openness, Productivity, Collaboration), che per la comunica-zione tra le applicazioni utilizzano principalmente tecnologia Microsoft DCOM (Distributed Component Object Model). Essa supporta le seguenti possibilità di accesso standardizzate:

OPC DA (Data Access-Server)

Per accesso in lettura e in scrittura a valori di processo secondo specifica OPC DA V1.00, V2.05a, V3.00

Come OPC DA-Server, l'OpenPCS 7 mette a disposizione di al-tre applicazioni dati attuali dalla gestione dati OS. L'OPC Client può effettuare il log-in a modifiche in corso o anche scrivere valori.

OPC HDA (Historical Data Access-Server)

Per l'accesso in lettura a valori di processo archiviati secondo specifica OPC HDA V1.20

Come OPC HDA-Server, l'OpenPCS 7 Server mette a disposizio-ne di altre applicazioni dati storici dal sistema d'archivio OS. L'OPC-Client, ad es. un Reporting Tool, può richiedere in modo finalizzato i dati desiderati, fissando l'inizio e la fine di un in-tervallo di tempo. Molteplici funzioni di aggregazione, ad es. varianza, valore medio o integrale, rendono possibile una pre-elaborazione mediante l'HDA-Server, contribuendo così a ri-durre il carico di comunicazione.

OPC A&E (Alarm & Events-Server)

Per l'accesso in lettura a segnalazioni, allarmi ed eventi secon-do specifica OPC A&E V1.10

Come OPC A&E-Server, l'OpenPCS 7 Server inoltra segnalazio-ni OS insieme a tutti i valori di processo associati agli abbonati nel livello di direzione della produzione e di gestione azienda-le. Anche lì può esserne data conferma di riconoscimento. Meccanismi di filtraggio e abbonamenti assicurano che possa-no essere trasmessi solo determinati dati modificati seleziona-ti.

OPC "H" A&E (Historical Alarm & Events-Server)

Per accesso in scrittura a segnalazioni e allarmi archiviati

Grazie ad un ampliamento di Siemens dell'interfaccia stan-dard OPC, l'OpenPCS 7 Sever è in grado di trasmettere anche segnalazioni ad allarmi storici dall'archivio agli abbonati nel li-vello di direzione della produzione e di gestione aziendale.

OLE-DB

Mediante OLE-DB è realizzabile in modo semplice un accesso diretto standardizzato ai dati d'archivio nel Microsoft SQL Ser-ver-Database dell'Operator System. Sono inoltre accessibili tutti i dati d'archivio OS con i rispettivi valori di processo asso-ciati, i testi di segnalazione e di utente.

Microsoft Visual Basic for Applications

Microsoft Excel

SAP

OPC ClientOS Client

OS Server

OpenPCS 7 Server

(OS Multi-Client con OpenPCS 7)

Sistemi di automazione

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OpenPCS 7 e collegamento a MES74

Integrazione e sincronizzazione di tutti i processi di business con SIMATIC IT

Manufacturing Execution Systems (MES), come SIMATIC IT di Siemens, consentono un'efficace integrazione di processi pro-duttivi e di sistemi per l'economia dei materiali. Essi supporta-no in ogni fase produttiva il coordinamento di tutti i mezzi operativi e di tutte le applicazioni essenziali per la produzione.

Con SIMATIC IT è possibile modellare l'intero know-how di pro-duzione, definire con precisione i processi aziendali ed acqui-sire dati in tempo reale dal livello ERP e di produzione. E' per-tanto possibile gestire efficacemente i processi aziendali, mi-nimizzare i tempi di fuori servizio, gli scarti di produzione e le riparazioni, ottimizzare la gestione del magazzino nonché re-agire in modo rapido e flessibile ai diversi desideri dei clienti.

Il modello dei processi di business e di produzione è trasparen-te, comprensibile e indipendente dai sistemi di comando. E' possibile modellare facilmente processi di produzione e di business anche complessi. Modifiche successive sono integra-bili in modo efficiente senza alcun problema.

La modellazione dei processi di produzione e di business con SIMATIC IT consente oltre ad una documentazione completa anche la protezione efficace del know-how impiegato.

I modelli d'impianto e di produzione possono essere memoriz-zati in biblioteche e riutilizzati in altri progetti. In questo modo essi sono utilizzabili in ogni sito aziendale per la standardizza-zione delle operazioni. Le "best practices" sono così disponibili ovunque. Ciò impedisce errori d'implementazione, garantisce la sicurezza dell'investimento, riduce i costi di introduzione e di manutenzione ed abbrevia significativamente la durata del progetto.

La funzionalità e l'architettura di SIMATIC IT sono conformi a ISA-95, la norma internazionalmente riconosciuta per i Manu-facturing Execution Systems (MES) ed il Manufacturing Ope-ration Management.

Bundle SIMATIC IT

SIMATIC IT è costituito da vari componenti, concepiti per com-piti diversi, che vengono coordinati dal SIMATIC IT Production Modeler. La realizzazione delle funzioni base avviene con SIMATIC IT Components sotto forma di bundle di prodotto:

SIMATIC IT Plant Intelligence Indicatori di Key Performance definiti, conformi al modello dell'impianto per la valutazione realistica delle prestazioni dell'impianto.

SIMATIC IT Genealogy Management Per la gestione dei materiali in tutta l'azienda nel rispetto delle norme di legge.

SIMATIC IT Order Management Per la gestione degli ordini dalla pianificazione fino all'esecu-zione, incl. schedulazione, disposizione, sorveglianza e proto-collazione.

Il portfolio dei prodotti è completato da ulteriori bundle, ad es. SIMATIC IT Basic Tracking & Tracing, SIMATIC IT Basic Produc-tion Management o SIMATIC IT Production Suite.

Ogni bundle è ampliabile opzionalmente, ad es. con:

• 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)

La gamma di prodotti MES di SIMATIC IT viene completata da componenti per speciali funzioni ISA-95:

• SIMATIC IT Unilab • SIMATIC IT Interspec• SIMATIC IT XHQ

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Migrazione 75

MigrazioneL'investimento nel futuro

Strategia di migrazione

La globalizzazione e la crescente pressione della concorrenza costringono le aziende ad un continuo aumento della produt-tività e ad una riduzione dei tempi di introduzione dei prodotti sul mercato. Per questo è necessario continuare ad ottimizzare l'engineerig e il processo, tenendo conto nel contempo delle nuove esigenze dell'industria e delle nuove prescrizioni rego-lamentari.

Affinché le aziende possano far fronte anche in futuro alle esi-genze dei mercati, molti sistemi ed impianti devono essere ampliati e modernizzati. Poiché però la base installata costitu-isce un valore enorme per quanto riguarda hardware, softwa-re applicativo e know-how del personale operativo e di manu-tenzione, è di grande importanza per l'esercente dell'impianto la sicurezza dell'investimento in relazione a tutti i piani di mo-dernizzazione.

L'esperienza dimostra che il successo di una migrazione è de-terminato essenzialmente da una soluzione tecnica perfetta-mente adatta alle esigenze del cliente ed al rispettivo impian-to. Lo scopo è sempre quello di minimizzare il rischio tecnico e finanziario e di assicurare il più a lungo possibile gli investi-menti fatti. Devono essere presi in considerazione anche i di-versi cicli di vita dei componenti di sistema, che variano oggi da 5 anni per le Workstation basate su PC, ad oltre 15 anni per i controllori e fino a 25 anni e più per i componenti di ingres-so/uscita.

Per questo Siemens non riconosce il suo compito solo nella so-stituzione completa del sistema esistente, ma anche nell'ela-borazione, in stretta collaborazione con il cliente e i suoi inte-gratori di sistemi, di una specifica soluzione orientata al futuro sulla base del sistema di controllo di processo State-of-the-Art SIMATIC PCS 7 - sempre secondo le direttive:

• Innovazione di sistema graduale• Adattabilità alle particolari condizioni dell'impianto• Flessibilità secondo i requisiti della produzione

Portfolio dei prodotti di migrazione

Siemens ha riconosciuto per tempo l'importanza della migra-zione per l'automazione di processo ed offre già da anni per i suoi sistemi comprovati in tutto il mondo una molteplicità di nuovi prodotti e nuove soluzioni di migrazione. Grazie allo svi-luppo coerente di questa offerta di migrazione, Siemens è sempre più in grado di modernizzare con SIMATIC PCS 7 anche vecchi sistemi di altre Case. Fin dall'inizio la strategia di migra-zione di Siemens è stata orientata alla modernizzazione della base installata in modo graduale e senza causare discontinuità del sistema - possibilmente senza situazioni di fuori servizio degli impianti o con minima perdita di produzione. Siemens supporta così l'obiettivo del cliente, di avere assicurati a lungo termine gli investimenti fatti e di massimizzare la rendita del capitale (Return on Assets).

Aspetti di sistema

HMI/Batch- sostituisce HMI precedente- sostituisce Batch-SystemControllore/rete- sostituisce controllore- gateway verso SIMATIC PCS 7 Collegamento al campo I/O- ulteriore utilizzo di I/O- elementi di collegamento al campo per PCS 7

Strategia- futuro del prodotto/dell'impianto- modernizzazione programmata (revamping)Riduzione dei costi- budget di manutenzione- budget d'investimentoTime to Market- tempo di produzione- tempo d'inattività disponibile

Spinta innovativa- migliore conduzione di processo- integrazione IT- Advanced Process Control & Asset ManagementFasi di Life-Cycle- mantenere e modernizzare- ampliare e migliorare- rinnovare/sostituire con la tecnica più attuale

Strategia di migrazione di Siemens

Aspetti d'impianto Aspetti di produzione

Tecnologie innovative

flessibileadattabilegraduale

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Migrazione76

Il know-how di Siemens in tema di migrazione è continua-mente aumentato nel corso del tempo. Le esperienze accu-mulate in numerosi progetti di migrazione sono confluite in nuovi prodotti e nuove tecniche ancora più efficienti. Un esempio rappresentativo di ciò è la "Data Base Automation" (DBA). Con DBA e una Plug-in-Interface è possibile leggere i dati di progettazione e, tramite un'interfaccia utente standar-dizzata, visualizzarli e configurarli.

DBA consente così la migrazione supportata dal sistema di dati di Operator System da diversi sistemi di partenza in forma uni-taria. Ne risultano qualità costante del software, sicurezza e tracciabilità.

Migrazione graduale con i giusti prodotti e servizi

Componenti di migrazione Descrizione

Prodotti di migrazione OS ■ Interfaccia dal SIMATIC PCS 7 OS Server al bus del vecchio sistema■ Tool di conversione OS (ad es. DBA)■ Biblioteca di faceplate

Servizi per la migrazione OS Tools/Services per la conversione di pagine di processo

Servizi per la migrazione AS Strumenti/servizi dedicati alla conversione orientata alla funzione di dati AS a SIMATIC PCS 7

Componenti di migrazione BATCH Consentono a sistemi già esistenti l'impiego di SIMATIC BATCH

Gateway ■ Gateway tra il bus del vecchio sistema e SIMATIC PCS 7 (principalmente per la comunicazione AS-AS)

■ Engineering Tool per gateway

Riutilizzo degli I/O del vecchio sistema o Field Termination Assembly (FTA)

■ Riutilizzo degli I/O (collegamento dei vecchi I/O a sistemi di automazione SIMATIC PCS 7, prevalen-temente per sistemi Siemens)

■ Field Termination Assemblies (FTAs) per cablaggio del campo

ET 200M

PROFIBUS PA

OS

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS DP

ControlloreS7-400S7-400 HS7-400 FH

MotoreInterfacciaI/OI/O

Controllore

EngineeringStation

EngineeringSystem

Ripartitoreintermedio

Server Server

Gateway

Assunzione deidati di engineeringdel vecchio OS

Assunzionedell'engineeringdel controllore

Collegamento di unità I/O esistenti aPCS 7/AS

Pre

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Gateway perl'accoppiamento di dati

Field TerminationAdapter

Sostituzione di OS con Server per PCS 7/OS

Clients

Vecchio sistema

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Migrazione 77

Tipici scenari di migrazione

In funzione dei fattori tecnici ed economici specifici di ogni progetto di migrazione, è ipotizzabile una molteplicità di di-versi scenari di migrazione. I prodotti di migrazione offrono la modularità e la flessibilità necessarie per realizzare questi sce-nari.

I tipici scenari di migrazione realizzabili con questi prodotti di migrazione:

Scenario 1: Sostituzione del sistema HMI esistente con un Operator System SIMATIC PCS 7

Quando il sistema HMI (Human Machine Interface) diventa tecnicamente obsoleto oppure troppo costoso per la gestione ricambi, non risponde più alle direttive e alle norme attuali per le postazioni operatore o sono necessari ampliamenti funzio-nali (ad es. integrazione IT), allora è semplicemente possibile sostituire il sistema HMI esistente con un Operator System SIMATIC PCS 7. Controllore con software applicativo e periferia di processo restano invariati.

• Costi ridotti al minimo• Rischio calcolabile• Prolungamento della durata di vita dell'intero impianto• Nuove possibilità applicative• Apertura del sistema al mondo IT

Scenario 2: Ampliamento di un impianto esistente

L'impianto esistente resta e viene modernizzato con SIMATIC PCS 7 ampliandolo con ulteriori sezioni d'impianto.

• Incremento semplice e graduale della capacità produttiva• Rischio calcolabile• Introduzione di nuove tecnologie (ad es. bus di campo

PROFIBUS, HMI)• Apertura del sistema al mondo IT• In combinazione con lo scenario 1, rende possibile il con-

trollo di processo tramite un Operator System unitario

Scenario 3: Modernizzazione completa

Difficoltà nell'approvvigionamento dei ricambi, insufficiente supporto e necessità di ampliamenti funzionali (ad es. tecnica di bus di campo o integrazione IT) possono forzare una moder-nizzazione completa del vecchio sistema con l'innovativo si-stema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. La ristrutturazio-ne è anche possibile con l'impianto in esercizio. È qui suppor-tato l'utilizzo ulteriore del livello di I/O già esistente ed assicu-rato l'investimento in cablaggio, componenti hardware oppure engineering applicativo.

• Aumento della capacità funzionale• Introduzione di nuove tecnologie (ad es. bus di campo

PROFIBUS, HMI)• Apertura del sistema al mondo IT• Prolungamento della durata di vita dell'intero impianto• Riduzione del numero di fornitori di sistemi• Eliminazione dei colli di bottiglia

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Migrazione78

Possibilità di migrazione

La migrazione di propri sistemi di controllo di processo con il moderno SIMATIC PCS 7 è una cosa ovvia per Siemens, che vede in questo un aspetto essenziale del rapporto continuati-vo tra fornitore e cliente. Siemens è pure in grado di offrire soluzioni di migrazione per sistemi di controllo di processo di altre Case, ad es. per sistemi di ABB, Honeywell o Emerson.

Nella realizzazione di progetti di migrazione Siemens opera in stretta collaborazione con l'integratore di sistema del cliente, che possiede un know-how specifico accumulato in molti anni e conosce perfettamente sia l'impianto sia le esigenze del cliente. Questa collaborazione garantisce all'esercente dell'im-pianto una soluzione di migrazione ottimale.

Un altro aspetto importante è che Siemens supporta i prodotti di migrazione come i prodotti standard, curando allo stesso modo il prodotto ed offrendo prestazioni di Customer Sup-port. Un particolare punto di forza di Siemens rispetto ad altre aziende che offrono soluzioni di migrazione è la capacità di of-frire al cliente un supporto a lungo termine per quanto riguar-da know-how, service e fornitura di componenti, ricambi ed upgrade.

Più Migration Support Center distribuiti in tutto il mondo dan-no al cliente oltre al supporto per i prodotti ulteriore assistenza per:

• Elaborazione di concetti di migrazione• Preparazione di offerte• Engineering/sviluppo del progetto

Con il sistema di controllo di processo orientato al futuro SIMATIC PCS 7, servizi e soluzioni di migrazione innovativi, un know-how accumulato in molti anni nell'automazione di pro-cesso e nella migrazione e un'organizzazione di service mon-diale, Siemens dimostra la sua competenza e si propone quale partner affidabile.

SIMATIC ITManagement

Console

APTES

AS 235

CS 275

4-mation

H1 TF Ethernet

Control Builder F

Envox

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 OS PCS 7/PVX OSPCS 7/

APACS+ OSPCS 7/

OPMC OS

TELEPERM M SIMATIC 505 Emerson PROVOXOpenPMCAPACS+/

QUADLOGSIMATIC

PCS 7

OpenPMCController

S7-41x

S7-417H

AC 800F

Data Highway

SIMATIC PCS 7OS Clients

SIMATIC PCS 7OS Clients

SIMATIC PCS 7Engineering

PCS 7/OS di altre Case

Altrisistemi

Sistemi di controllo di processodi altre Case

PROVOXControlloree periferiaI/O

PCS 7OS Server

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Servizi e prestazioni di service 79

Servizi e prestazioni di service

Chi decide di scegliere il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, può anche contare su un service di ottimo li-vello, con il quale siamo in grado di supportarvi in tutto il mon-do in modo rapido e affidabile. In quali punti si articola il ser-vice: Abbiamo sempre a disposizione per voi il partner giusto e competente, direttamente e senza burocrazia - in tutto il mondo.

Il giusto training - esattamente su misura per voi!

Il giusto training aiuta ad utilizzare il sistema di controllo di processo nel modo più efficiente - nel tempo più breve. Sia che proveniate dal mondo dei PLC o che vi vogliate avvicinare per la prima volta all'automazione di processo o che abbiate già conoscenze fondate in questo campo: noi vi offriamo un trai-ning professionale orientato a gruppi di destinatari.

In centri di training presenti in oltre 60 Paesi al mondo potete acquisire approfondite conoscenze sul sistema SIMATIC PCS 7 o ampliare il know-how già in vostro possesso. Ciò vale sia per un corso standard sia per un corso speciale personalizzato: i corsi SIMATIC vi garantiscono una rapida qualificazione ed un ampio know-how direttamente dal costruttore - secondo una struttura modulare, con contenuti decisamente orientati alla pratica. Hands-on-Training da parte di specialisti di sistema possono essere svolti anche direttamente presso il vostro im-pianto.

Informazioni più dettagliate si trovano in Internet sotto:www.siemens.com/sitrain

Service & Support – Le nostre pre-stazioni in ogni fase del progetto

Online Support

Potente sistema informativo raggiungibile in ogni momen-to via Internet sotto: www.siemens.com/automation/service&support

Technical Support

Consulenza qualificata per domande tecniche con un'am-pia gamma di prestazioni relative ai nostri prodotti e sistemi ed orientate alle effettive necessità.

Technical Consulting

Supporto per la pianificazione e la concezione del vostro progetto: dall'analisi dettagliata della situazione effettiva e dalla definizione dell'obiettivo alla consulenza su proble-matiche inerenti i prodotti e sistemi, fino all'elaborazione della soluzione di automazione.

Service On Site

Servizi inerenti alla messa in servizio e alla manutenzione per assicurare la disponibilità degli impianti e dei sistemi di automazione.

Ottimizzazione e modernizzazione

Servizi assai efficienti per l'ottimizzazione e la modernizza-zione ai fini dell'aumento di produtttività o del risparmio di costi.

Progettazione e Software-Engineering

Supporto per lo sviluppo e la progettazione con servizi orientati alle effettive necessità, dalla configurazione fino alla realizzazione concreta di un progetto di automazione.

Riparazioni e pezzi di ricambio

Un service completo di riparazione e fornitura di pezzi di ri-cambio offre la massima sicurezza operativa.

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Le informazioni riportate in questa brochure contengono descri-zioni e caratteristiche che potrebbero variare con l'evolversi dei prodotti o non essere sempre appropriate, nella forma descritta, per il caso applicativo concreto. Le caratteristiche richieste saran-no da considerare impegnative solo se espressamente concorda-te in fase di definizione del contratto. Con riserva di disponibilità di fornitura e modifiche tecniche.Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi regi-strati o nomi di prodotti della Siemens AG o di altre aziende su-bfornitrici,il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può violare i diritti dei proprietari.

Get more information

Molteplici informazioni sul sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 si trovano in Internet sotto: www.siemens.com/simatic-pcs7

Informazioni dettagliate si trovano nella "Manuali SIMATIC Guide":www.siemens.com/simatic-docu

Potete ordinare ulteriori pubblicazioni sul tema SIMATIC sotto: www.siemens.com/simatic/printmaterial

Documentazione tecnica di approfondimento nel nostro portaleService & Support:www.siemens.com/automation/support

Per un colloquio personale potete trovare il partner diriferimento più vicino sotto: www.siemens.com/automation/partner

Nell'A&D Mall potete ordinare elettronicamente in modo diretto via Internet sotto: www.siemens.com/automation/mall

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Con riserva di modificheN. di ordinazione: E86060-A4678-A131-A7-7200Dispo 09508KB 0408 1. ROT 80 It / 815204Printed in Germany © Siemens AG 2008

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