Il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 · SIMATIC PCS 7 Il sistema di controllo di...

SIMATIC PCS 7

Il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7

Answers for industry.

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Totally Integrated Automation2

Totally Integrated Automation

Totally Integrated Automation:Efficienza fin dall'inizio. Incrementare la produttività.

Nell'ottica di macchine e impianti sempre più complessi nonché di costi di engineering crescenti, un engineering efficiente è un fattore chiave per il successo dell'industria di produzione.

Totally Integrated Automation, l'automazione industriale di Siemens, rende efficiente l'engineering. L'architettura di siste-ma aperta copre l'intero processo di produzione e consente l'interazione efficiente di tutti i componenti di automazione. A ciò contribuiscono una gestione dati coerente, standard internazionali e interfacce uniformi per quanto riguarda sia l'hardware sia il software. Queste caratteristiche comuni mini-mizzano l'onere di engineering.Ne risultano risparmio di costi, riduzione del time-to-market e aumento della flessibilità.

Il concetto globale di Totally Integrated Automation spiana la strada verso un migliore produzione: più rapida, più flessibile e più intelligente. Ciò crea i presupposti per un sicuro valore aggiunto in tutti i compiti di automazione – in primo luogo:

• Integrated Engineering• Industrial Data Management• Industrial Communication• Industrial Security• Safety Integrated

Totally Integrated Automation crea le condizioni generali ideali per sfruttare coerentemente i potenziali di ottimizza-zione – lungo l'intero processo di produzione:

• Risparmio di tempo e costi grazie all'engineering efficiente• Tempi di fermo minimizzati grazie a funzioni diagnostiche

integrate • Maggiore flessibilità nella produzione grazie alla comunica-

zione omogenea • Sicurezza dell'impianto e della rete grazie a funzioni di

security integrate • Protezione delle persone, della macchina e dell'ambiente

con una perfetta integrazione della tecnologia di sicurezza • Qualità migliorata grazie alla coerenza dei dati • Realizzazione semplificata di soluzioni di automazione

grazie a standard globali • Performance aumentata grazie all'interazione di compo-

nenti testati nel sistema

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Contenuto 3

Quale uno dei sistemi di controllo di processo leader inter-nazionali, il SIMATIC PCS 7, con la varietà di funzioni, la flessibilità e la performance della versione attuale 8.1, ha il potenziale necessario per la realizzazione di soluzioni innovative in grado di soddisfare le esigenze speciali dell'industria di processo. La gamma di funzioni e il campo d'impiego superano ampiamente i limiti di un tipico sistema di controllo di processo, cosicché il SIMATIC PCS 7 vi apre possibilità finora impensabili e molte nuove prospettive.

SIMATIC PCS 7 approfitta dell'integrazione diretta in Totally Integrated Automation di Siemens, un'offerta completa di prodotti, sistemi e soluzioni in perfetta sinto-nia reciproca per tutti i livelli gerarchici dell'automazione industriale - dal livello di direzione aziendale attraverso il livello di comando fino al livello di campo. Ciò rende realizzabile un'automazione omogenea personalizzata in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo e ibrida.

Contenuto

text

Progress you trust

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

Performance su misura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Performance nell'engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Performance nell'esercizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Automazione di processo con Siemens . . . . . . . . . . . . 9

Componenti di sistema

Systemadministration mit der Management Console . 12

Engineering System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Integrated Engineering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Operator System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Archiviazione di dati di processo e reporting. . . . . . . 32

Plant Device ManagementSIMATIC PDM, Maintenance Station . . . . . . . . . . . . . 34

Sistemi di automazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Kompaktsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Comunicazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Periferia di processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Automazione di lotti con SIMATIC BATCH . . . . . . . . . 58

Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

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

Industrial Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Virtualizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Componenti tecnologici

Fernwirktechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Schaltanlagenautomation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Gestione dell'energia con SIMATIC PCS 7. . . . . . . . . . 82

Ottimizzazione con Advanced Process Control . . . . . 84

Simulations- und Trainingssysteme . . . . . . . . . . . . . . 86

Collegamento a sistemi IT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Package Units und Panel-Integration . . . . . . . . . . . . . 89

Controller-Integration mit PCS 7/OPEN OS. . . . . . . . . 90

Migrazione di sistemi Siemens e non-Siemens . . . . . 91

Customer Support

Servizi e prestazioni di service . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

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Progress you trust4

Progress you trust

Noi di Siemens ci orientiamo alle esigenze dei nostri clienti e dei loro mercati. Noi ottimizziamo continuamente i nostri pro-dotti e servizi per assicurare con un sistematico sviluppo la competitività dei clienti.

A questo scopo studiamo sempre le esigenze e i trend dell'automazione di processo: i nostri prodotti, sistemi e le nostre soluzioni garantiscono maggiore sostenibilità, il loro impiego fa risparmiare tempo e costi, il nostro know-how di tecnica di processo contribuisce notevolmente all'aumento della performance operativa.

Noi disponiamo di una pluriennale esperienza in tutte le industrie di processo. I nostri esperti conoscono i processi e vi supportano quotidianamente con le loro conoscenze per l'ottimizzazione dei vostri impianti. Concetti di automazione e di service intelligenti contribuiscono in modo decisivo alla creazione di valore aggiunto. Essi aumentano la disponibilità degli impianti, la profittabilità, la sicurezza dei processi e degli impianti e sono orientati alla protezione degli investimenti ed all'aumento della competitività.

Noi ci poniamo obiettivi di performance assai elevati riguardo alla gestione di progetto e alla relativa esecuzione. Quale part-ner per progetti di impianti di ogni tipo e grandezza, vi assi-stiamo attivamente con il nostro know-how specialistico – sulla base di standard di qualità uniformi in tutto il mondo e con l'aiuto di esperti per una realizzazione rapida ed efficiente.

Con un ampio lavoro di ricerca e sviluppo, una cultura aziendale innovativa, la nostra competenza di trendsetter nell'automazione e la presenza in comitati internazionali, noi vogliamo affermare il nostro ruolo di promotore dell'innova-zione e riteniamo di potere configurare in modo decisivo lo sviluppo futuro dell'industria di processo insieme ai nostri clienti e partner.

Con un costante orientamento al cliente, l'esperienza plurien-nale, una grande forza innovativa e un portfolio completo di prodotti e servizi, noi creiamo la base per rapporti di business altamente affidabili e soddisfacenti per i clienti.

SIMATIC PCS 7 è uno dei sistemi di controllo di processo leader a livello mondiale. Un requisito essenziale per questa posizione di spicco è il successo dei nostri clienti, che svol-gono la loro attività giornaliera con idee, prodotti e soluzio-ni di Siemens ottenendo ottimi risultati di performance. Convincetevi da soli:

Puntate sulla performance – affidatevi a SIMATIC PCS 7.

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Progress you trust 5

Performance you trust

Negli impianti di processo il sistema di controllo di processo costituisce il punto di partenza per una creazione ottimale di valore aggiunto: esso consente di comandare, monitorare e influenzare tutte le sequenze di processo.

Il sistema di controllo di processo costituisce l'interfaccia verso il processo, consente la conduzione sicura del processo e dell'impianto e funge contemporaneamente da database cen-trale, dal quale si può ottenere un ulteriore potenziale di otti-mizzazione. Più potente è il sistema di controllo di processo, più efficiente è l'utilizzo di questo potenziale. Per questo mo-tivo SIMATIC PCS 7 offre innanzitutto performance, oltre a scalabilità, flessibilità e omogeneità. A partire dalla pianifica-zione e dall'engineering, il sistema di controllo di processo offre attraverso tutte le fasi del ciclo di vita dell'impianto stru-menti, funzioni e caratteristiche potenti, che consentono un esercizio economico ed efficiente dell'impianto.

Performance grazie all'integrazione

L'integrazione è uno punto di forza peculiare di SIMATIC PCS 7 e si riflette in molti aspetti:

Integrazione orizzontale in TIAUn sistema per l'automazione omogenea dell'intera catena di processo, dall'entrata dei materiali fino all'uscita del prodotto finito – questo è uno dei vantaggi decisivi, derivanti dall'integrazione diretta di SIMATIC PCS 7 in Totally Integrated Automation.

Il sistema di controllo di processo è fondamentalmente re-sponsabile per l'automazione dei processi primari ma può fare anche molto di più: tutti i processi secondari possono essere anch'essi integrati nel sistema come ad es. l'infrastruttura elettrica sotto forma di impianti di distribuzione in bassa e media tensione o il sistema di gestione edificio.

Integrazione verticale nella comunicazione gerarchicaLa comunicazione gerarchica di un'azienda va dal livello di campo attraverso il livello di comando e di processo fino al livello di direzione e all'Enterprise Ressource Planning (ERP). Grazie a interfacce standardizzate sia su base di standard indu-striali internazionali sia come interfacce interne, SIMATIC PCS 7 è in grado di rendere disponibili dati di processo per la valutazione, la pianificazione, il coordinamento e l'ottimizza-zione di sequenze operative o processi di produzione e di business – in tempo reale in ogni luogo dell'azienda!

Strumenti integrati nel sistema per compiti di engineeringSIMATIC PCS 7 convince per la molteplicità di funzioni, la filo-sofia operativa coerente e gli strumenti di engineering e ge-stione configurati in modo uniforme. Un Engineering System centrale con una gamma di strumenti accordati per un engi-neering omogeneo e la progettazione dell'automazione batch, funzioni di sicurezza, trasporti di materiale o tecnica di telecontrollo, procura un valore aggiunto lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto. Il ridotto onere di progettazione e trai-ning comporta una minimizzazione dei costi totali che vanno ad accumularsi lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto (Total Cost of Ownership).

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Progress you trust6

Funzioni integrateIn funzione dell'automazione specifica di processo o delle esi-genze specifiche di cliente SIMATIC PCS 7 può essere ampliato nelle sue funzioni, ad es. per:

• Automazione di processi batch (SIMATIC BATCH)• Sicurezza funzionale e funzioni di protezione

(Safety Integrated for Process Automation)• Comando di percorsi di trasporto materiale

(SIMATIC Route Control)• Telecontrollo di sezioni d'impianto distaccate

(SIMATIC PCS 7 TeleControl)• Automazione di impianti di distribuzione elettrica

(SIMATIC PCS 7 PowerControl)

Ulteriori funzioni addizionali, che sono integrate o integrabili direttamente nel sistema di controllo, consentono l'ottimizza-zione di processi e la riduzione di costi d'esercizio. SIMATIC PCS 7 dispone così ad es. di strumenti per la gestione dell'energia e degli asset, offre funzioni di regolazione di su-periore livello prestazionale nonché soluzioni di automazione e biblioteche specifiche per l'industria.

Performance su misura

Grazie all'architettura di sistema scalabile unica nel suo gene-re, SIMATIC PCS 7 crea la base ideale per realizzare economi-camente soluzioni di automazione personalizzate e un funzio-namento redditizio di impianti di processo.

Gli utenti di SIMATIC PCS 7 possono approfittare a lungo nel tempo di una piattaforma di sistema modulare, basata su componenti standard SIMATIC. La loro omogeneità consente una scalatura flessibile dell'hardware e del software nonché una perfetta interazione – all'interno del sistema e anche oltre i limiti del sistema. L'architettura del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 è progettata in modo che la tecnica di controllo possa essere perfettamente adattata in fase di pro-gettazione alle dimensioni dell'impianto secondo le esigenze del cliente. In caso di potenziamenti successivi delle capacità o di cambiamenti tecnologici, la tecnica di controllo può esse-re ampliata o riprogettata a posteriori in ogni momento. Con la crescita dell'impianto cresce parallelamente anche il SIMATIC PCS 7 – senza necessità di costose capacità di riserva!

La scalabilità vale per tutti i livelli del sistema. Anche solo nel livello di comando l'utente dispone di più sistemi di automa-zione con compatibilità funzionale e con rapporto prezzo/pre-stazioni diversificato. È pertanto possibile adattare al meglio la potenza di automazione alle esigenze dell'impianto o della sezione d'impianto.

Life cycle andRemote services

APCOptimization

Energy management

Batch automation

Material transport

Integrated telecontrol

Integrated field devices

Integration of package units

Integration of switchgears

Information management

Simulation FAT/OTS

Safety Integrated

Integrated engineering

Plant asset management

SIMATIC PCS 7

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Scalabilità del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7

Performance nell'engineering

In riferimento alla pianificazione e all'engineering, la perfor-mance va correlata alla minimizzazione dell'onere di tempo e costi. Qui SIMATIC PCS 7 consente con COMOS un approccio del tutto particolare: workflow della pianificazione integrato dalla descrizione del processo fino al programma di automa-zione.

Un'interfaccia di sistema standardizzata, l'operatività rigorosa-mente orientata agli oggetti e la gestione dati centrale signifi-cano coerenza dei dati attraverso tutti i passi di pianificazione incl. la documentazione di sistema automaticamente aggior-nata.

Anche l'engineering con altri strumenti di pianificazione è ge-stito da SIMATIC PCS 7 molto efficientemente con il pacchetto opzionale Advanced Engineering (AdvES), poiché i dati d'im-pianto possono essere importati senza problemi da strumenti CAD/CAE.

È inoltre possibile la generazione automatica della configura-zione AS mediante la semplice moltiplicazione di tipi di punti di misura e soluzioni campione nonché l'elaborazione di para-metri.

Performance nell'esercizio

Con la maggiore molteplicità di livelli della tecnica di automa-zione e la crescente fusione con la tecnologia dell'informazio-ne aumenta anche la complessità della conduzione di proces-so. Contemporaneamente, sotto l'aspetto della crescente pressione dei costi diventa sempre più importante una opera-tività intuitiva ed esente da errori, per consentire al personale operativo di lavorare con efficienza e per minimizzare i tempi improduttivi e gli interventi di service. SIMATIC PCS 7 supporta gli operatori in modo ottimale nei rispettivi compiti e consente una conduzione di processo sicura e confortevole. Sono per questo disponibili numerosi strumenti per un'ottimizzazione affidabile.

Conduzione di processo e manutenzione

Per l'esercizio efficiente dei vostri impianti di processo, SIMATIC PCS 7 offre, oltre ad una conduzione di processo tra-sparente, il monitoraggio della qualità del prodotto e indicato-ri di performance, assicurando processi più flessibili, disponi-bilità degli impianti più elevata e sicurezza degli investimenti.

L'Operator System di SIMATIC PCS 7 è la finestra sul processo e la base per una interazione sicura e intuitiva con l'impianto: la sua architettura è scalabile con flessibilità – dal sistema monostazione fino al sistema multistazione con architettura client-server ridondante. L'interfaccia utente rispetta i requisi-ti e le raccomandazioni di NAMUR (Associazione d'interesse per la tecnica di controllo di processo nell'industria chimica e farmaceutica) e PI (PROFIBUS & PROFINET International).

Simboli ergonomici, faceplate orientati ai compiti, rappresen-tazione uniforme di informazioni di stato e funzioni d'allarme ottimizzate offrono un alto grado di comfort operativo e consentono la conduzione sicura del peocesso.

Gruppo di impianti in un sito di produzioneImpianto di produzioneLaboratorio/Istituto tecnico

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

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La gestione allarmi integrata di SIMATIC PCS 7 è una ulteriore caratteristica prestazionale per la garanzia di un esercizio dell'impianto sicuro ed economico. Esso focalizza allarmi es-senziali, guida in modo mirato l'operatore in situazioni critiche e contribuisce di conseguenza ad alleggerire il carico di lavoro del personale dell'impianto.

Strategie di manutenzione preventiva e predittiva abbassano il Total Cost of Ownership. Con l'Asset-Management d'impian-to di SIMATIC PCS 7 potete monitorare con sicurezza i disposi-tivi di produzione critici come pompe, valvole, colonne di di-stillazione o motori ed attuare tempestivamente e prima che un intervento di manutenzione sia necessario, i corrisponden-ti provvedimenti – senza un piano di manutenzione fisso e senza il rischio di un fermo impianto non pianificato.

Ottimizzazione di processo

Oltre a queste funzioni per il miglioramento dell'esercizio e della conduzione di processo SIMATIC PCS 7 offre tutta una se-rie di strumenti e funzioni che supportano un'ottimizzazione del processo. Ne fanno parte tra l'altro

• Control Performance Monitoring• Advanced Process Control e • Process Historian

Il monitoraggio della qualità della regolazione di circuiti di re-golazione assicura il mantenimento di un esercizio efficiente dell'impianto. Il Control Performance Monitoring consente, in caso di calo di performance di singoli circuiti di regolazione, di eseguire per tempo e soprattutto in modo mirato la manu-tenzione o l'ottimizzazione dei regolatori interessati.

Con l'Advanced Process Control (APC), metodi di regolazione evoluti come la regolazione multivariabile, il regolatore pre-dittivo o la regolazione con funzione override, SIMATIC PCS 7 offre uno strumento fondamentale per migliorare l'efficienza dell'impianto, l'economicità, la qualità del prodotto, la sicurez-za e la protezione ambientale. Queste soluzioni APC sono già incluse nella biblioteca di blocchi standard e sono quindi rea-lizzabili molto economicamente.

Dati di processo attuali e storici costituiscono la base di ogni ottimizzazione. L'archiviazione e l'analisi dei dati avvengono mediante il Process Historian in modo sicuro e confortevole. L'archivio a lungo termine per informazioni come variabili di processo, allarmi di processo o dati di lotti consente un rapido acceso a questi dati d'impianto storici. L'Information Server vi mette nuovamente a disposizione le informazioni dal Process Historian – approntate in modo chiaro e personalizzato con il sistema di reporting standard dei Microsoft Reporting Services.

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Automazione di processo con Siemens – non solo una tecnica affidabile

Tecnologie ormai mature, potente hardware e software SIMATIC nonché soluzioni di automazione specifiche per l'industria creano la base ottimale per il vostro successo. In Siemens trovate un fornitore mondiale di tecnica di automa-zione, al quale potete tranquillamente affidarvi.

Innovation you trust

Per il vostro successo commerciale Siemens fa leva oggi e in futuro sulla continua innovazione tecnologica. Siemens svolge attualmente un'attività di ricerca in tutto il mondo con ca. 29 800 collaboratori in 188 sedi e coopera con enti di ricer-ca di università di prim'ordine. Nell'anno commerciale 2013 gli investimenti per ricerca e sviluppo sono ammontati a 4,3 miliardi di EURO. Ne sono risultate ca. 8 400 invenzioni – 38 per ogni giorno lavorativo. Questa grande forza innovativa confluisce nei prodotti, favorendo così anche il vostro succes-so. Come trendsetter Siemens dedica notevoli risorse allo svi-luppo di strategie di sviluppo sostenibili, all'impiego più inten-so di energie rinnovabili, all'utilizzo efficiente di materie prime e alla minimizzazione degli impatti ambientali.

Expertise you trust

Ogni settore ha richieste specifiche per la tecnica di automa-zione, segue i trend caratteristici del suo campo e deve fron-teggiare sfide speciali. Siemens ha reagito con uno speciale orientamento ai settori industriali: I nostri esperti si concen-trano su singoli rami dell'industria. È così garantito che il vostro partner di riferimento conosca molto bene i vostri processi e mercati. Approfittate di questa esperienza e del know-how specialistico nel controllo e nell'ottimizzazione di processo specialmente per il vostro settore! La nostra offerta completa specifica per l'industria di servizi di Engineering e Consulting copre l'intero ciclo di vita del vostro impianto, dalla pianificazione fino alla modernizzazione e vi accompagna in ogni fase con un service di ottimizzazione.

Partner you trust

Chi decide per SIMATIC PCS 7, si avvale con Siemens di un partner forte ed esperto, che possiede un fondato know-how nell'automazione di processo e nella gestione di progetto. Per un'esecuzione efficiente e rapida del progetto abbiamo in-staurato direttive e processi comprovati, con i quali i nostri team provvedono in tutto il mondo ad assicurare un alto stan-dard di qualità uniforme, indipendentemente dalla grandezza dell'impianto o dall'entità del progetto. Per il supporto abbia-mo creato una fitta rete di esperti. Sono coinvolti specialisti di sistema Siemens e partner esterni autorizzati altamente qualificati, che garantiscono supporto e service di prim'ordine in oltre 190 Paesi al mondo – dal primo colloquio di consulen-za fino al supporto per singoli prodotti o a servizi completi per l'intero life cycle.

Noi vediamo nella stretta collaborazione con partner e inte-gratori di sistemi una chiave per il successo nell'automazione di processo. Per migliorare e intensificare questa collabora-zione, abbiamo messo a punto il Siemens Solution Partner Program, la cui ampiezza non ha attualmente uguali sul mercato. Esso combina conoscenze eccezionali di tecnologie e applicazioni con esperienza e know-how completo di pro-dotti e sistemi in un pacchetto complessivo studiato su misura per ogni singolo progetto d'impianto.

Service you trust

Sulla base della pluriennuale esperienza nella tecnica di auto-mazione Siemens offre un portfolio di servizi completo, che può essere modulato su ogni profilo di esigenze con adatta-mento alle più svariate richieste lungo l'intero ciclo di vita del vostro impianto. Così come è unico ogni impianto di con-trollo di processo, altrettanto specifiche sono anche le vostre esigenze. Corrispondentemente diversificate sono anche le richieste di servizi.

In più noi offriamo un Cosulting completo, che per voi significa:• Identificazione di potenziali da sfruttare – insieme con il

gestore dell'impianto• Stesura di un catalogo individuale di provvedimenti con

rispettive raccomandazioni per la loro attuazione

Noi siamo dove voi ne avete bisogno – sul posto in tutto il mondo.

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Progress you trust10

OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients

Sistemi di automazione standard

Client mobile

Sistemi di pesatura

Wireless HART

Terminale operatore Ex

Zona 2 Zona 1

Gestione dell'energia integrata

Azionamenti integrati

Modbus, accopp. seriale

Operator System (OS)Single Station

SIMATIC PCS 7performance you trust

PCS 7 AS mEC RTXcon I/O S7-300

Sistemi di automazione Embedded

Sistemi compatti

IE/PB Link

IE/PB Link + DP/PA Coupler

SCALANCE X Switch

OS Server, Batch Server, Route Control Server, Maintenance Server, Process Historian

PCS 7 BOX

OS Client 427D

ET 200pro ET 200M

ET 200M

PROFINET

PROFINET

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

ET 200SP

AFD AFDiS

ET 200M, Ex-I/O, HART

AS-Interface

Industrial Wireless LAN

Industrial Ethernet

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G_P

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_00

38

8

Web Client- OS- Maintenance- Information

Sistemi di automazione fault-tolerant

Sistemi di automazione fail-safe

Engineering Stations

Ethernet, Office LAN

Stampante di rete

Front Firewall

Back Firewall

Y-Link

Analisi dei gas

PA Link/FF Link

PA Link/FF Link

Zona 2 Zona 1

Zona 1

ET 200Msingolo/ridondante

ET 200MUnità F

PA Link

WebServer

Clienti opzionali- Simulazione con SIMIT- MES/MIS con SIMATIC IT- COMOS Plant Lifecycle Management

Server opzionali - Web Server- OpenPCS 7- Information Server

ET 200M

ET 200SP

SIMOCODE profor PROFINET

PRO

FIBU

S D

P

PRO

FIBU

S D

P

PROFIBUS DP-iS

PA/FF H1

ET 200iSP ET 200iSP

ET 200pro

ET 200S

MTA

AFS AFD AFDiS

PA/FF H1

PROFIBUS PA

AFD

AFD AFD

AFDiS

PRO

FIN

ET

ERP

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Amministrazione di sistema con la Management Console12

Amministrazione di sistema con la Management Console

Supervisione dello stato del software installato

Un impianto di controllo di processo comprende una moltepli-cità di componenti eterogenei con specifiche parametrizzazio-ni e impostazioni. Attraverso aggiornamenti e ampliamenti nonché interventi di modernizzazione essi sono soggetti ad un processo di modifica dinamico. Con il progredire della vita dell'impianto diventa sempre più difficile mantenere la super-visione sullo stato attuale dell'hardware e del software. Senza supporto di sistema è assai oneroso raggiungere e mantenere la trasparenza necessaria.

Con la PCS 7 Management Console si può minimizzare l'onere di gestione per un singolo impianto SIMATIC PCS 7 o un com-plesso di impianti. Lo stato attuale dei componenti hardware e software installati è consultabile in ogni momento.

La PCS 7 Management Console consente:

• Amministrazione centrale standardizzata del software SIMATIC PCS 7

• Inventario di tutti i componenti hardware e software dell'impianto SIMATIC PCS 7

Nei piccoli impianti la PCS 7 Management Console può essere installata e funzionare sulla PCS 7 Engineering Station. Tipica per impianti medio-grandi o per un complesso di impianti è comunque una PCS 7 Management Console autonoma su una PCS 7 Industrial Workstation.

Amministrazione centrale del software

Oggetto dell'amministrazione sono nuove installazioni SIMATIC PCS 7, aggiornamenti e Service Pack. L'installazione sulla stazione di destinazione non richiede alcuna partecipa-zione attiva dell'utente. Meccanismi di sicurezza impediscono di compromettere il funzionamento runtime.

• Messa a disposizione di file d'installazione su un File Server o una PCS 7 Management Console

• Aggiunta/rimozione di setup PCS 7 nella gestione centrale di setup

• Realizzazione di pacchetti di setup preconfigurati specifici per impianto/utente

• Svolgimento di pacchetti di setup preconfigurati su stazioni di destinazione

• Verifica della disponibilità all'installazione delle stazioni di destinazione

• Disattivazione implicita su comando remoto di una sta-zione per l'avvio di una installazione di update

• Monitoraggio dello stato dell'intera installazione e prose-guimento dopo riavvio o dopo una caduta della rete

• Attivazione implicita su comando remoto di una stazione dopo la conclusione di una installazione di update

Inventariazione di sistema

L'inventariazione centrale di componenti hardware e software installati semplifica la realizzazione di un report d'inventario dettagliato e consente la rapida determinazione di candidati per upgrade/azioni di sostituzione:

• Acquisizione centrale dei dati d'inventario mediante lettura dall'Engineering System o dal componente

• Report d'inventario nel formato Microsoft Excel• Attestazione di licenza con componenti installati ed effetti-

vamente utilizzati

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/managementconsole

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Engineering System 13

Engineering SystemEngineering esteso a tutto il sistema con l'Engineering System centrale

Engineering Toolset dell'Engineering System

L'impiego di un Engineering System centrale, con una gamma di strumenti omogenei e sintonizzati tra loro, minimizza l'onere di progettazione. Gli strumenti di engineering per il software applicativo, i componenti hardware e la comunica-zione sono richiamabili da un Project Manager centrale, il SIMATIC Manager. Questo funge contemporaneamente da applicazione base per la realizzazione, la gestione, l'archivia-zione e la documentazione di un progetto.

L'architettura dell'Engineering System dipende da come il progetto SIMATIC PCS 7 viene elaborato:

• Localmente, su una Engineering Station centrale• Nell'insieme della struttura di engineering

(Concurrent Engineering, Multiproject Engineering)

Le potenti SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation con sistema operativo Windows 7 preinstallato offrono una base di parten-za ottimale. Esse sono impiegabili sia in ambiente di ufficio sia in ambiente industriale e possono comandare fino a 4 monitor di processo in funzionamento multi-monitor.

La concessione della licenza di Engineering Software è sub-ordinata all'impiego dell'Engineering Station come:

• Engineering Station esclusiva di tipo classico• Engineering/Operator Station combinata per piccole appli-

cazioni

Engineering Toolset

L'intera funzionalità per l'engineering orientato al progetto ed esteso 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 accordati tra loro.

L'Engineering Toolset comprende strumenti per un enginee-ring efficiente dei componenti e delle funzioni seguenti:

• Engineering per dati di massa e interazione con strumenti di pianificazione CAD/CAE sovraordinati (Advanced Engineering System)

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

• Reti di comunicazione • Funzionalità di automazione per fasi di processo continue

e sequenziali (AS-Engineering) • Funzionalità di servizio e supevisione (OS-Engineering) • Funzionalità di diagnostica e Asset Management • Processi batch, automatizzati con SIMATIC BATCH • Comando di trasporti di materiale con SIMATIC Route

Control • Applicazioni di sicurezza (Safety Integrated for Process

Automation)

Parametrizz. di apparecch. da campo

Progettazione per sistemi failsafe

Progettazione per rete/comunicazione/hardware

Progettazionedell’automazione

OS Engineering

Blocchi funzionalitecnologici

SIMATIC Manager /base di dati omogenea

SIMATIC PCS 7 Engineering

SIMATICPDMF Systems

S7SIMATICBATCH

SIMATIC Route

Control

GraphicsDesigner

HW ConfigLibraries

G_P

CS

7_X

X_0

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CFC/SFCAdvanced

ES

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Engineering System14

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. Il progetto SIMATIC PCS 7 viene qui gestito, archiviato e documentato.

Con l'Engineering Toolset focalizzato sugli aspetti tecnologici nonché con blocchi software e schemi predefiniti, i tecnologi, così come i tecnici dell'industria di processo e manifatturiera, possono pianificare e progettare nel loro abituale ambiente concettuale. La base dati omogenea dell'Engineering System comporta il vantaggio che i dati immessi una volta sono a disposizione in tutto il sistema.

Gerarchia tecnologicaCon la creazione di cartelle gerarchiche viene implementata una struttura di progetto, la gerarchia tecnologica. Immetten-do in una delle cartelle gerarchiche schemi CFC e SFC per si-stemi di automazione, immagini e report per Operator Station e documentazione addizionale, il progettista stabilisce implici-tamente la relativa assegnazione gerarchica.

Configurazione hardwareL'hardware necessario per l'impiego in un progetto SIMATIC, come sistemi di automazione, componenti di comunicazione e periferia di processo, è riportato in un catalogo elettronico e viene configurato e parametrizzato con l'applicazione "Configurazione HW".

Funzione di crittografia per blocchiPer la protezione del know-how è possibile crittografare e de-crittografare blocchi funzionali e funzioni con l'applicazione S7-Block Privacy. Una volta crittografati i blocchi e i loro attri-buti non sono più modificabili. Restano visibili ancora solo le interfacce dei blocchi.

Strumenti grafici di progettazionePer la realizzazione della logica di automazione vengono inter-connessi blocchi funzionali predefiniti con altri blocchi me-diante lo strumento di progettazione grafica CFC. Per la pro-gettazione grafica e la messa in servizio di comandi sequen-ziali è disponibile un editor SFC.

Engineering degli Operator SystemCon il SIMATIC Manager vengono anche organizzati i dati di progetto per l'engineering degli Operator System. Tutti i dati dei punti di misura rilevanti per la funzionalità HMI, quali se-gnalazioni e variabili, hanno origine già in fase di definizione della funzione di automazione.

Graphics DesignerLa realizzazione grafica delle pagine d'impianto è supportata da un potente Graphics Designer. Simboli statici gestiti in bi-blioteche nonché simboli di blocchi dinamici e faceplate, che sono combinati con i parametri dei blocchi funzionali, costitu-iscono la base per la creazione delle pagine di processo.

Vista dei componenti: Configurazione dell'hardware con Configurazione HW

Advanced Engineering SystemCon l'Advanced Engineering System opzionale è possibile ot-tenere notevoli effetti di razionalizzazione nella progettazione e nella messa in servizio, grazie alla generazione automatizza-ta della configurazione hardware o al ripetuto utilizzo di mo-duli software standardizzati. L'Advanced Engineering System può anche scambiare dati con sistemi di pianificazione sovra-ordinati.

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

Compilazione e caricamento in modo selettivoUn metodo più efficace per poche modifiche estese all'auto-mazione standard, ad es. aggiunta o modifica di singoli punti di misura, consiste nella compilazione e nel caricamento a livello di schema. Ciò può essere avviato dalla gerarchia tecno-logica, dal CFC o dalla cartella degli schemi.

Il progettista riconosce tutte le modifiche avvenute dopo l'ultimo caricamento dal loro colore e gli stati attuali degli schemi in base ai corrispondenti simboli degli schemi. In una finestra di dialogo egli può trovare una selezione mirata per il caricamento selettivo. In collegamento con la versione Trail avviene un'archiviazione ad ogni caricamento.

Per blocchi in esecuzione sul sistema di automazione AS 410 sono possibili mediante ricopiaura modifiche di tipo (TCiR) persino durante il funzionamento. Per l'aggiornamento dell'Operator System è necessario caricare nuovamente i relativi dati di progettazione.

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Engineering Software

Punti di misura nella vista degli oggetti di processo

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

• Vista dei componenti (Configurazione HW)Configurazione di hardware come sistemi di automazione, componenti di bus o periferia di processo

• Vista degli oggetti di processoAmbiente di sviluppo centrale per tutti gli aspetti relativi a punti di misura/oggetti di processo

Vista degli oggetti di processo

La vista degli oggetti di processo del SIMATIC Manager sup-porta il lavoro del tecnico di processo mediante una vista ge-nerale sui punti di misura. Essa mostra la gerarchia tecnologi-ca dell'impianto secondo una struttura ad albero in combina-zione con una rappresentazione tabellare di tutti gli aspetti del punto di misura/dell'oggetto di processo (generalità, schemi, blocchi, parametri, segnali, segnalazioni, oggetti immagine, variabili di archivio, cartelle gerarchiche, caratteristiche di equipaggiamento 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.

Dalla gerarchia tecnologica è possibile derivare le aree OS e la gerarchia delle pagine video per la conduzione del processo nonché il SIMATIC PCS 7 Asset Management. Essa costituisce anche la base per l'identificazione di oggetti di processo orien-tata all'impianto.

Visualizzazioni cumulative possono essere inserite in pagine tramite la gerarchia delle pagine 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 personalizzate.

Le segnalazioni di tecnica di controllo di processo sono già preconfigurate nei blocchi funzionali e i messaggi operativi nei faceplate con generazione automatica, su comando del rispettivo evento. All'occorrenza è possibile modificare i testi o definire la priorità delle segnalazioni.

Tramite la vista degli oggetti di processo è progettabile anche lo "Smart Alarm Hiding". Si intende qui l'esclusione dinamica di segnalazioni (allarmi), che in determinati stati dell'impianto sono di secondaria importanza ai fini del funzionamento sicu-ro e senza problemi dell'impianto. In funzione dello stato di funzionamento di una sezione d'impianto (avvio, service etc.) vengono visualizzate o escluse segnalazioni dei blocchi tecno-logici raggruppati in questa sezione d'impianto secondo la progettazione precedentemente eseguita. Selezionando le opzioni nella matrice delle segnalazioni della vista degli og-getti di processo è possibile definire separatamente la visualiz-zazione o l'esclusione delle segnalazioni per ognuno dei max. 32 stati operativi. Le segnalazioni escluse non vengono emes-se né visivamente né acusticamente, ma vengono comunque protocollate e archiviate.

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Continuous Function Chart nel design modernizzato

Continuous Function Chart (CFC)

L'editor CFC è lo strumento per la progettazione delle funzioni di automazione continue. Oltre a comode funzioni di editing, la sua gamma di funzioni comprende anche potenti funzioni di test e messa in servizio nonché funzioni di documentazione configurabili in modo personalizzato.

Istanze di tipi di blocchi funzionali possono essere inserite in schemi CFC, parametrizzate e interconnesse. Mediante attri-buto di blocco si possono assegnare già a livello di blocco specifici gradi di autorizzazione e specificare così diritti di intervento operativo finemente differenziati.

Creando un nuovo schema CFC, si genera un gruppo runtime con lo stesso nome, nel quale vengono immessi automatica-mente tutti i blocchi di questo schema. In questo modo ogni blocco riceve subito caratteristiche runtime, che il progettista può modificare nell'editor runtime oppure ottimizzare me-diante algoritmo.

Un ulteriore potenziale di razionalizzazione è offerto da spe-ciali tecniche di progettazione, come "schema nello schema" per la realizzazione di schemi gerarchici o l'utilizzo multiplo di tipi di blocchi-schema (tipi di unità di comando singolo/di pun-ti di misura) e di tipi SFC (comandi sequenziali standardizzati) sotto forma di istanze.

Marcatura a colori di oggetti nel CFC

L'editor CFC supporta i seguenti tipi di moduli software stan-dardizzati:

• Tipo di blocco funzionaleI tipi di blocchi funzionali forniti con biblioteche di controllo di processo servono per la modellazione di dispositivi di tecnica di processo come valvole o motori. I moduli soft-ware standardizzati più piccoli per impiego multiplo hanno connessioni per segnali di regolazione e comando nonché funzioni di parametrizzazione e monitoraggio. Essi dispongono in parte anche di funzioni di interblocco per il pilotaggio automatico in posizioni di sicurezza defi-nite.

• Tipo di punto di misuraI tipi di punti di misura realizzati con blocchi funzionali rappresentano di volta in volta uno schema CFC standardiz-zato per l'automazione base di specifiche funzioni di tec-nica di processo, ad es. per una regolazione di livello. Grazie al concetto di istanza di tipo, le istanze sono modifi-cabili centralmente e possono comunque essere adattate e interconnesse manualmente.

• Tipo di unità di comando singoloIl tipo di unità di comando singolo (Control Module Type/ CMT) è un nuovo tipo di moduli software standardizzati, che, in combinazione con l'Advanced Engineering System, consente un engineering ancora più efficiente rispetto ai classici tipi di punti di misura. Un CMT può includere blocchi, schemi, variabili di comando (I/O di blocco per segnali e parametri) e segnalazioni.

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Sequential Function Chart nell'engineering

Sequential Function Chart (SFC)

L'editor SFC serve 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 editing 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. I comandi sequenziali possono essere realizzati come schema SFC o come tipo SFC.

Schema SFCCon lo schema SFC sono realizzabili comandi sequenziali utilizzabili una sola volta, che agiscono in più sezioni di un impianto di produzione. Ogni schema SFC possiede ingressi e uscite standardizzati per informazioni di stato e per il comando da parte del programma applicativo o dell'utente. Lo schema SFC può essere inserito e interconnesso come bloc-co nel CFC. Gli I/O richiesti dei blocchi CFC vengono selezionati con operazioni semplici e correlati ai passi o alle transizioni delle catene sequenziali.

Una gestione stati conforme a ISA-88 consente per ogni schema SFC la progettazione di fino a 8 catene sequenziali se-parate, ad es. per stati quali RUNNING, HOLDING o ABORTING o per diversi modi operativi.

Tipo SFCI tipi SFC sono comandi sequenziali standardizzati per l'utilizzo ripetitivo, che agiscono in una sezione dell'impianto di produ-zione. Essi possono essere organizzati in biblioteche e trattati come normali blocchi funzionali, possono cioè essere scelti da un catalogo, inseriti, interconnessi e parametrizzati come istanza in uno schema CFC. Una modifica dell'originale provo-ca automaticamente una corrispondente modifica di tutte le istanze. Un tipo SFC può contenere fino a 32 catene sequen-ziali. Mediante la funzione "Creazione/aggiornamento dei sim-boli dei blocchi" è possibile, per tutte le istanze SFC gestibili e visionabili, inserire e interconnettere automaticamente un simbolo di blocco nella rispettiva pagina di processo.

Biblioteche di controllo di processo

L'impiego di elementi di biblioteca contribuisce in modo es-senziale a minimizzare l'onere di engineering e quindi i costi del progetto. Nell'Engineering Software standard di SIMATIC PCS 7 sono integrate due biblioteche di controllo di processo, l'Advanced Process Library preinstallata e la SIMATIC PCS 7 Standard Library installabile successivamente all'occorrenza.

I blocchi software organizzati, predefiniti e testati in queste biblioteche nonché i faceplate e i simboli sono gli elementi base per la progettazione grafica di soluzioni di automazione. La vasta gamma di blocchi disponibili può essere così classifi-cata:

• Blocchi per operazioni matematiche, logica analogica e digitale

• Blocchi di interblocco• Blocchi funzionali tecnologici con funzioni di visualizza-

zione, comando e segnalazione integrate, ad es.:- Blocchi Standard Control- Blocchi Advanced Process Control- Blocchi motore e blocchi valvola- Blocchi di conteggio- Blocchi di dosaggio

• Blocchi per l'integrazione di apparecchiature da campo• Blocchi HMI• Blocchi di segnalazione e diagnostica

Tipi di punti di misura preconfigurati per dispositivi di proces-so, come pompe, valvole, dosatori e regolatori (in cascata, split-range) etc. ampliano la gamma.

In SIMATIC PCS 7 possono coesistere affiancate più versioni di una biblioteca. Ciò semplifica l'adattamento del software applicativo in caso di un ampliamento del sistema.

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Esempi di pagine operative standard OS (faceplate) dalla SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, valvole

Advanced Process Library

L'Advanced Process Library (APL) è basata su pluriennali espe-rienze di progettisti e gestori di impianti e rispetta le attuali raccomandazioni NAMUR e le specifiche PNO.

Una funzionalità nuova e migliorata nonché interfacce utente di aspetto gradevole e con notevole comfort operativo facili-tano e stimolano l'interazione dell'operatore con il suo im-pianto. Varianti "Small" alternative, ridotte a funzioni chiave di blocchi funzionali, con simboli e faceplate che occupano meno spazio nella pagina di processo, rendono più chiara la visione di pagine di processo complesse.

Ulteriori caratteristiche da menzionare:

• Speciali modi di funzionamento- "Locale" per l'integrazione di possibilità di comando sul

posto- "Fuori servizio" per la disattivazione di un punto di misura

per la manutenzione• Più viste di faceplate

- "Vista preview" con informazioni sullo stato dei segnali I/O, sul comando automatico e sulle condizioni possi-bili/consentite; visualizzazione del valore reale di pro-cesso in simulazione

- "Vista informativa" per informazioni temporanee al per-sonale operativo

• Confortevoli blocchi d'interblocco con informazione rela-tiva al primo segnale, richiamabili da blocchi tecnologici

• Adattamento flessibile di funzioni nei blocchi di biblioteca• Supporto della messa in servizio con simulazione diretta

sull'Operator Station• Protezione da operazioni errate grazie alla diversificazione

fine dei diritti di utente• Abilitazione/blocco esplicito del comando di un punto di

misura per singole stazioni operatore dell'impianto • Integrazione di azionamenti compatti qualsiasi e di oggetti

interruttore/avviatore mediante profili PROFIBUS standard • Coordinamento di accessi multipli, ad es. da SFC/

SIMATIC BATCH, ad aggregati come valvole, pompe etc.• Finestre operative fissabili facilitano operazioni multiple in

sequenza

Esempi di faceplate dall'Industry Library e dalla Condition Monitoring Library

Industry Library e Condition Monitoring Library

Industry Library e Condition Monitoring Library ampliano la funzionalità standard dell'APL. Tutti i simboli di display, i blocchi funzionali e i faceplate di queste biblioteche compaiono nel design dell'APL.

L'Industry Library fornisce blocchi per:

• Building Automation (riscaldamento, climatizzazione, ventilazione)

• Comando e monitoraggio tramite Comfort Panel• Integrazione di SIMATIC S7 Package Units (ottimizzate

per S7-300)• Collegamento di sistemi di Advanced Process Control

esterni• Concetti di manutenzione multipla• Ulteriori funzioni tecnologiche, ad es. per ampliare il

monitoraggio di valori di misura o specificare una curva di valori di riferimento

La Condition Monitoring Library fornisce blocchi per:

• Monitoraggio di pompe centrifughe (PumpMon)• Monitoraggio di valvole di regolazione (VlvMon)• Riconoscimento di stati stazionari di un processo dinamico

(SteadyState)• Test di valvole online durante il funzionamento (PST)• Monitoraggio della perdita di pressione e riconoscimento

precoce di intasamenti (PressDropMon)

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Progettazione basata sulla divisione del lavoro

Concurrent EngineeringCon il Concurrent Engineering più progettisti possono lavora-re contemporaneamente in CFC e SFC ad un progetto, senza che questo debba essere prima suddiviso in progetti parziali. Durante la messa in servizio si possono impiegare ad es. gli schemi nella modalità online (debug), mentre in parallelo vengono apportate modifiche al progetto. Mediante il Graphics Designer viene supportato il lavoro parallelo su un progetto anche per lo sviluppo delle pagine d'impianto

Il progetto può essere localizzato in una delle Engineering Station coinvolte nella progettazione, il Project Server. Le stazioni di engineering funzionanti come "Project Client" possono accedere ai dati di progetto tramite LAN/WAN. Con una funzione di ricerca estesa all'intero progetto è possibile trovare assai rapidamente un determinato schema.

Gli schemi CFC e SFC possono essere aperti e visti contempo-raneamente da più progettisti. Il sistema impedisce tuttavia accessi in scrittura contemporanei al database. Se il progetti-sta cerca di accedere ad uno schema, il cui utilizzo è già in cor-so, egli riceve una corrispondente avvertenza tramite un fine-stra di diagnostica.

Ogni Engineering Station in rete (Project Server/Client) è in grado di caricare dati di progettazione in un sottosistema SIMATIC PCS 7 – con il requisito che siano disponibili i collega-menti di comunicazione necessari a questo scopo.

Multiproject-EngineeringIl Multiproject Engineering consente di suddividere un intero progetto in più progetti parziali secondo punti di vista tecno-logici, per poterli elaborare in parallelo con più team. A tal fine è definito nel SIMATIC Manager un "Multiproject" sovraordina-to. Singoli progetti possono essere inseriti in qualsiasi mo-mento in un multiprogetto o nuovamente rimossi.

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.

La suddivisione tecnologica e la ricongiunzione di più progetti insieme viene supportata dalle funzioni Branch & Merge. Per gli schemi o le sezioni d'impianto copiati per l'elaborazione in un altro progetto, le interconnessioni non riguardanti il pro-getto specifico, tipicamente ad es. per gli interblocchi, diven-tano interconnessioni testuali. Nella ricongiunzione è possibi-le chiudere le interconnessioni testuali premendo un tasto. Gli schemi con nomi uguali vengono sovrascritti nell'oggetto originale.

Funzioni di progettazione centrali per multiprogetti contribu-iscono alla riduzione dell'onere di progettazione. Ne consegue ad es. che una cartella di gerarchia viene automaticamente adottata anche in tutti progetti. Solo l'originale nel progetto iniziale è poi modificabile, gli oggetti possono però essere immessi in tutte le cartelle. Tutti i tipi di blocchi utilizzati in un multiprogetto sono aggiornabili centralmente.

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Controllo d'accesso e protocollazione delle modifiche

SIMATIC Logon, la gestione utenti con controllo d'accesso in-tegrata nell'Engineering System, offre al gestore dell'impianto in combinazione con registrazioni dettagliate nel logbook del-le modifiche un validissimo supporto per la verifica di modifi-che.

Con SIMATIC Logon l'amministratore può suddividere gli uten-ti in gruppi con diversi diritti d'accesso e comandare in questo modo l'accesso ai dati. Si possono specificare diritti d'accesso sia per stazioni del sistema di controllo di processo sia autoriz-zazioni d'intervento operativo per blocchi. I protocolli delle modifiche configurabili consentono di registrare tutti gli accessi all'Engineering System e tutte le modifiche online che riguardano i sistemi di automazione, gli Operator System, 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 dimostrabile chi ha fatto una determinata modifica e quando questa è stata fatta. Tali verifiche sono spesso oggetto di speciali requisiti di settore, che sono ad es. formulati in 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, comunica-zione, 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

Version Trail

SIMATIC Version Trail in combinazione con SIMATIC Logon consente l'archiviazione di biblioteche, progetti e multi-progetti con riferimento alle rispettive versioni. SIMATIC Version Trail contrassegna i dati al momento dell'archivia-zione con un attributo identificativo di versione e riporta le seguenti informazioni nello storico delle versioni:

• Versione• Nome della versione• Data e ora• Utenti• Commento

È possibile estrarre dall'archivio singole versioni e riutilizzarle. SIMATIC Logon organizza la protezione d'accesso.

Le procedure di archiviazione e di lettura possono essere au-tomatizzate su comando a tempo. La rilettura di parametri di blocco dai sistemi di automazione può essere accoppiata con la procedura di archiviazione ma anche essere comandata a tempo e versionata in modo indipendente.

Lo storico delle versioni gestito da Version Trail può essere visualizzato e stampato. Una versione già chiusa non è più modificabile a posteriori. In combinazione con il Version Cross Manager, una versione archiviata è confrontabile con un pro-getto in essere o con una seconda versione archiviata.

Documentazione del progetto

Il progetto di engineering è documentabile secondo le norme con il sistema di report integrato nell'Engineering System. Il report di progetto include:

• Pagine di processo e biblioteche con proprietà, eventi, azioni e collegamenti diretti

• Variabili, proprietà e collegamenti di comunicazione• Classi di segnalazioni, blocchi di segnalazione, segnalazioni• Variabili di archivio e dati di configurazione di archivi• Gruppi di utenti e utenti• Testi sorgente di azioni/funzioni• Testi della biblioteca di testi• Dati di progettazione di Basic Process Control

I dati di progettazione possono essere strutturati a piacere, predisposti in forma di manuali di schemi circuitali standardiz-zati e stampati in layout unitario. È possibile integrare propri frontespizi, layout, figure, loghi o dati per intestazioni. Un co-modo comando di emissione consente di selezionare l'intero progetto o singole parti per la stampa.

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Flusso dati con l'impiego dell'Advanced Engineering System

SIMATIC PCS 7 Advanced Engineering System (AdvES)

Con AdvES gli uffici di ingegneria e pianificazione nonché i clienti finali possono ridurre considerevolmente i loro costi di progettazione e messa in servizio, migliorando contempora-neamente la qualità dell'engineering.

L'AdvES richiamabile da un progetto SIMATIC PCS 7 nel SIMATIC Manager amplia la funzionalità per la progettazione degli im-pianti in cooperazione con strumenti di pianificazione CAD/CAE sovraordinati. Esso funge da elemento di unione tra i tool di engineering standard del SIMATIC PCS 7 Engineering Toolset (CFC, Configurazione HW, gerarchia tecnologica) e strumenti della pianificazione base e dettagliata, ad es. EPlan, ELCAD o SmartPlant.

AdvES utilizza diverse possibilità di importazione dati per riunire dati di engineering provenienti dal sistema di controllo di pro-cesso SIMATIC PCS 7 nonché da liste di punti di misura e di se-gnali nel formato Microsoft Excel e per prepararli all'utilizzo nel SIMATIC PCS 7 Engineering System.

I dati delle liste di punti di misura e di segnali possono essere importati automaticamente nell'AdvES. Una gestione delle modifiche integrata supporta l'importazione ripetuta dei dati modificati da Microsoft Excel.

AdvES riconosce punti di misura da liste Excel dopo la prima assegnazione, li assegna automaticamente a tipi di punti di misura di una qualsiasi biblioteca di progetti PCS 7 e genera di conseguenza:

• Istanze di punti di misura PCS 7 con impostazioni di segnali e parametri

• Gerarchia tecnologica (TH)• Configurazione hardware

Mediante verifiche di plausibilità e di coerenza dei dati è possibile trovare rapidamente incoerenze, rappresentarle

Gestione del workflow integrata con barre di avanzamento nella barra di intestazione

chiaramente sotto forma di protocollo ed infine eliminarle in modo mirato.

Funzioni di elaborazione manuale per l'editazione di gerarchie tecnologiche e punti di misura nonché per l'interconnessione di segnali tra punti di misura consentono il completamento dei dati di importazione. Speciali editor per l'elaborazione dei dati di massa supportano il progettista nei laboriosi lavori di routine.

Sulla base di template di design integrati, le diverse rappre-sentazioni tabellari dei dati AdvES possono essere anche rap-presentate come report e stampate.

Una gestione del workflow integrata supporta l'utente nell'elaborazione dei compiti. La sequenza e l'avanzamento dell'elaborazione sono visualizzate in una barra di intesta-zione.

Engineering di dati di massaL'AdvES razionalizza l'engineering di dati di massa mediante la moltiplicazione di moduli software standardizzati. Sono qui supportati oltre ai tipi di unità di comando singolo (Control Module Types, CMT) anche i classici tipi di punti di misura. AdvES è ottimizzato per operare con Control Module Types.

In AdvES è già integrata una biblioteca CMT dei PCS 7 Basic Control Module (BCM). Con supporto di sistema qualsiasi biblioteca utente può essere convertita da tipi di punti di misura in Control Module Types.

Blocchi, interconnessioni o messaggi possono essere aggiunti successivamente ad un CMT o esserne rimossi, anche se esi-stono già istanze, le cosiddette unità di comando singolo (Control Module, CM). In questo modo si possono tipicizzare molto facilmente le varianti dei tipi di punti di misura per il loro utilizzo ripetitivo. È possibile verificare un'eventuale de-viazione delle istanze dal CMT ed all'occorrenza adattarle.

SIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0312

Dati esterni Advanced ES

Liste di punti di misura

Tipi di punti di misura

Configurazione hardware

Gerarchia tecnologica

Liste di segnali

Imm

issi

one

man

uale

Punti di misura

Simboli

Importa-zione

Importa-zione

Esporta-zione

Esporta-zione

Esporta-zione

Esporta-zione

Importa-zione

Importa-zione

HW Config

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Highlights dell'Engineering System

■ Progettazione centrale, omogenea per tutto il sistema, dell'hardware e del software con un Engineering System– Parametrizzazione della comunicazione poco onerosa– Progettazione uguale di impianti ridondanti– Progettazione integrata per apparecchiature da

campo e applicazioni orientate alla sicurezza

■ Progettazione orientata alla tecnologia – Gerarchia funzionale ordinata secondo impianti,

sezioni d'impianto e dispositivi tecnici – Engineering indipendente dall'hardware: possibilità

di scelta a posteriori per assegnazione ad AS e unità periferiche

– Ampliabilità specifica per settore tramite interfacce per scambio dati standard

■ Gestione utenti integrata con controllo d'accesso

■ Biblioteche con funzioni di tecnica di processo evolute: – Advanced Process Library (APL)– Industry Library– Condition Monitoring Library

■ Dialogo centrale per la compilazione e il caricamento di tutte le modifiche di AS, OS e SIMATIC BATCH– Ottimizzazione dell'esecuzione e comando tramite

dialogo con controllo dell'esecuzione– Compilazione e caricamento in una operazione:

minimi tempi di turnaround

■ Compilazione e caricamento in modo selettivo a livello di schema

■ Vista degli oggetti di processo per la visualizzazione e l'elaborazione di tutti gli aspetti di punti di misura/ oggetti di processo – Comoda elaborazione tabellare– Biblioteca di progetto con funzione di importazione/

esportazione– Modalità online per test e messa in servizio

■ Modifiche del tipo di blocco durante il funzionamento con AS 410 (TCiR)

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

■ Occultamento di segnalazioni dipendente dalla proget-tazione per determinati stati di funzionamento

■ Speciali funzionalità di SFC:– Tipo SFC: comando sequenziale per l'impiego multi-

plo, istanze come blocco nel CFC– Schema SFC: comando sequenziale per l'impiego

una sola volta, anche con interconnessioni di schema

– Catene sequenziali separate conformi a ISA-88 per stati come HOLD, ABORT o SAFE STATE

■ Minore onere di engineering/validazione:– Biblioteche con blocchi funzionali e faceplate,

simboli, tipi di punti di misura)– Concetto di istanza di tipo con possibilità di modifica

centrale per tutte le istanze– Aggiornamento centrale di tutti i tipi di blocco di

un multiprogetto– Molti passi di progettazione automatici (Auto-

Engineering)– Facile riproduzione di sezioni d'impianto mediante

copiatura, ridenominazione e compilazione

■ Potente gestione delle versioni con confronto tra versioni e storico delle versioni

■ Creazione automatica delle pagine diagnostiche per la Maintenance Station sulla base dei dati di progetto

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Integrated Engineering 23

Integrated Engineering

Scambio coerente di configurazioni e strutture tra COMOS e SIMATIC PCS 7

COMOS – Un database per tutti

Base per l'Integrated Engineering è un modello di dati, nel quale tutti i dati di pianificazione di un progetto esistono una sola volta. Inoltre tutti i dati relativi agli oggetti di pianificazio-ne sono sempre immediatamente disponibili in modo coeren-te, come ad es. per la pianificazione di impianti, tubazioni, EMSR e automazione. In questo caso è indifferente se i com-ponenti del gruppo di specialisti si trovano strettamente vicini o costituiscono un team di progetto globalmente distribuito: Il database è sempre lo stesso – senza eccezioni.

Come unico offerente a livello mondiale noi offriamo all'indu-stria di processo una soluzione software per la gestione com-pleta di un progetto impiantistico – dalla pianificazione attra-verso l'esercizio e la modernizzazione fino allo smantellamen-to. COMOS assicura che pianificatore ed operatore possano accedere in ogni momento a tutti i dati rilevanti del progetto attraverso tutti i livelli aziendali e in tutte le fasi del progetto. Ciò risulta possibile grazie all'orientamento a oggetti della nostra soluzione software all'avanguardia. COMOS gestisce inoltre tutta la documentazione dell'impianto.

Il ponte tra due mondi: Integrated Engineering con COMOS e SIMATIC PCS 7

Integrated Engineering con COMOS e SIMATIC PCS 7 colma il divario tra la pianificazione dell'impianto e la tecnica di con-trollo e quindi con la fase operativa: esso consente un engine-ering globale attraverso tutte le fasi della pianificazione di un impianto industriale con ridotto numero di interfacce. Con la pressione di un pulsante, l'intera struttura dell'impianto viene generata dai dati di engineering nel sistema di controllo. L'engineering di automazione viene semplificato con enorme riduzione dell'onere di tempo. Al contrario le modifiche nell' automazione durante il funzionamento (ad es. la sostituzione di apparecchiature da campo) di SIMATIC PCS 7 vengono ritra-sferite in COMOS. Viene così subito aggiornato il database nel tool di engineering e quindi anche l'intera documentazione dell'impianto.

Con riferimento a tutto l'impianto, Integrated Engineering crea in questo modo i presupposti per una maggiore sicurezza decisionale e per processi più efficienti – e contribuisce quindi ad un miglioramento durevole della competitività.

Object, e.g. motor

Software configuration

Hardware configurationElectrical single linediagram

Electrical circuitdiagram

P&ID

Cabinet layout

Logical diagram

3-D model

COMOS SIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0375

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Operator System24

Operator SystemConduzione 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 sicura e confortevole del processo da parte del personale operativo. L'operatore può sorvegliare lo svolgimento del processo attraverso diver-se viste ed intervenire all'occorrenza con comandi opportuni. L'architettura dell'Operator System è assai variabile e può es-sere adattata flessibilmente a diverse dimensioni d'impianto ed a diverse esigenze dei clienti.

La base per questo è costituita da Operator Station perfet-tamente sintonizzate tra loro per sistemi monostazione (OS Single Station) e per sistemi multistazione in architettura client-server.

Operator Stations

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

Le SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation ottimizzate per il fun-zionamento in ambienti industriali gravosi si distinguono per la potente tecnica dei PC industriali, in combinazione con il sistema operativo Microsoft Windows 7 Ultimate 64 bit o Server 2008 R2 Standard 64 bit. Componenti e interfacce standard del mondo PC offrono campo libero per opzioni e ampliamenti specifici di sistema, di cliente o di settore.

Il collegamento di fino a 4 monitor di processo tramite una scheda grafica multi-monitor opzionale consente la conduzio-ne confortevole di più sezioni d'impianto da un'unica posta-zione operativa.

Con le licenze runtime cumulabili SIMATIC PCS 7 OS per 100, 1 000 e 5 000 oggetti di processo (PO) il software di sistema delle Operator Station è scalabile flessibilmente fino ai se-guenti limiti di configurazione:

• 5 000 PO per ogni OS Single Station• 12 000 PO per ogni OS Server (in caso di architettura

Client/Server)

Sistema monostazione (OS Single Station)

Con un sistema monostazione, l'intera funzionalità HMI per un progetto (impianto/sezione d'impianto) è concentrata in una stazione. Su questa base si può realizzare una configura-zione di sistema piatta con fino a 8 OS Single Station. Due stazioni formano una coppia ridondante di OS Single Station, che può essere ampliata con stazioni di riferimento. Con una simile configurazione la progettazione può essere razionaliz-zata mediante la riproduzione di un progetto base. All'archi-viazione a lungo termine provvede il Process Historian.

Esempio per un'architettura di sistema piatta

L'OS Single Station può essere collegata al bus Industrial Ethernet dell'impianto in due modi:

• Tramite una unità di comunicazione CP 1613 A2/ CP 1623/CP 1628 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 comu-nicazione con max. 8 sistemi di automazione standard (Single Stations)

OS Single Station 1

OS Single Station 2

OS Single Station 8

Plant bus

G_P

CS

7_X

X_0

0343

S7-400H

.....

Process Historian

© Siemens AG 2014

Operator System 25

Architettura di sistema con bus dei terminali e bus dell'impianto ridondanti

Sistema multistazione con architettura client-server

In un sistema multistazione uno o più OS Server forniscono dati (dati di progetto, valori di processo, archivi, allarmi e se-gnalazioni) a max. 40 stazioni operatore (OS Clients) tramite un bus dei terminali. Il bus dei terminali può condividere il mezzo trasmissivo con il bus dell'impianto o essere realizzato come bus separato (Ethernet con TCP/IP).

In caso di elevate esigenze di disponibilità, gli OS Server possono funzionare anche in modo ridondante. Importanti applicazioni dell'OS Server sono monitorate mediante Health Check per rilevare anomalie del software, che potrebbero eventualmente provocare una commutazione della configura-zione ridondante. La sincronizzazione degli OS Server ridon-danti avviene automaticamente ad alta velocità.

Gli OS Client possono non solo accedere ai dati di un OS Ser-ver/una coppia di OS Server, ma anche contemporaneamente a più OS Server/coppie di OS Server (funzionamento multi-client). Ciò consente di suddividere un impianto in sezioni tecnologiche, distribuendo corrispondentemente i dati su più OS Server/coppie di OS 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 multistazione con fino a 18 OS Server o 18 coppie di OS Server ridondanti. Nel funzio-namento multi-client gli OS Client possono accedere in paral-lelo ad alcuni o a tutti i 18 OS Server/coppie di OS Server (fino a 40 OS Client contemporaneamente a tutti).

Gli OS Server dispongono inoltre di funzioni Client, che con-sentono di accedere ai dati (archivi, segnalazioni, Tags, varia-bili) degli altri OS Server del sistema multistazione. Di conse-guenza le pagine di processo su un OS Server possono essere anche collegate con variabili su altri OS Server (pagine indi-pendenti da area).

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

Performance

Il SIMATIC PCS 7 Operator System è ottimizzato per l'elabora-zione di grandi quantità di dati. Esso si distingue per l'utilizzo operativo semplice, intuitivo e per l'alto livello di performance – anche con grandi strutture di dati. Molti singoli provvedi-menti riducono il carico del sistema e migliorano i tempi di selezione e aggiornamento delle pagine video, ad es.:

• Combinazione di valori di stato e analogici con informa-zioni di allarme per visualizzazioni di stato ampliate

• Soppressione delle segnalazioni instabili ed attivazione della nuova trasmissione mediante tacitazione

• Trasmissione di dati dal sistema di automazione solo in caso di modifica anziché ciclica

• Blocco/abilitazione delle segnalazioni per singoli punti di misura o per tutti i punti di misura di un'area

• Occultamento di segnalazioni dipendente dallo stato di funzionamento della sezione d'impianto

Terminal bus

Parallel Redundancy Protocol (PRP)

Plant bus

G_P

CS

7_X

X_0

0342

S7-400H

OS 1 OS 2 OS 3 OS 4 OS ... Operator System, struttura d'insieme

Numero max. di OS Single Station 8

Numero max. di OS Server/coppie di OS Server

18

Numero max. di sistemi di automazione per ogni OS Server/coppia di OS Server

64

Numero max. di OS Client nel funziona-mento multi-client 1), per ogni sistema multistazione

40

Numero max. di monitor per Operator Station in funzionamento multicanale

4

Numero max. di monitor per ogni sistema 60

Numero max. di aree OS 64

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

Numero di curve per finestra di curve 10

Tempo di selezione per pagina di area 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 12 000 PO

Numero max. di segnalazioni progetta-bili per ogni server

200 000

Numero di punti di misura

■ per ogni OS Single Station ca. 3 000

■ per ogni OS Server ca. 7 000

■ per ogni sistema multistazione ca. 126 000

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

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

ca. 1 500/s

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

Carico permanente ca. 10/s picco di segnalazioni ca. 3 000/4 s

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Operator System26

OS Software

Esempio di conduzione di processo OS tramite finestre liberamente traslabili

Visualizzazione di processo innovativa con PCS 7 Advanced Process Graphics

Graphical User Interface (GUI)

L'interfaccia utente predefinita dell'Operator System risponde a tutti i requisiti tipici di un sistema di controllo di processo. Essa è multilingue, chiaramente strutturata, ergonomica e tra-sparente. L'operatore può controllare al meglio il processo e navigare rapidamente tra le diverse viste dell'impianto. Il siste-ma lo supporta con struttura di pagine gerarchiche, che egli può configurare secondo le sue esigenze. Queste pagine consentono la selezione diretta di aree sottordinate nella con-duzione del processo. Tramite una finestra del Picture Tree Manager è sempre riconoscibile la posizione attuale all'inter-no della gerarchia.

Pagine di processo e punti di misura possono essere richiamati anche direttamente con nomi o, partendo da una segnalazio-ne selezionata, tramite "Loop in Alarm". La commutazione tra lingue online consente all'operatore di commutare tra diverse lingue durante l'esercizio.

Per la rappresentazione tecnologica di un impianto sono di-sponibili una vista standard e una vista di server, le cui viste panoramiche di area sono configurate in modo differenziato. Entrambe le viste sono tra l'altro dotate di:

• Riga di segnalazione per l'ultima segnalazione arrivata, configurabile per visualizzazione prioritaria della segnala-zione con massima classe di segnalazione o priorità

• Data, ora e nome dell'operatore• Vista panoramica di settore; numero dei settori rappresen-

tabili in dipendenza della risoluzione della rappresenta-zione: fino a 36 (minima/XGA), fino a 144 (massima/ WQXGA)

• Area di lavoro per pagine d'impianto e finestre liberamente trasferibili per faceplate, curve, segnalazioni etc.

• Tasti funzione di sistema

Su questa base l'operatore può raggruppare insieme composi-zioni di rappresentazioni personalizzate, salvarle e richiamarle in seguito.

Il software di sistema dell'Operator System supporta la rappre-sentazione funzionale dell'impianto con un design moderno assai valido, visualizzabile, a seconda del controller grafico e del monitor di processo, in

• formati d'immagine 4:3/5:4 con risoluzioni di 1024 x 768 ... 1600 x 1200

• formati d'immagine larghi 16:9/16:10 con risoluzioni di 1680 x 1050 ... 2560 x 1600

L'immagine globale risultante può essere impostata secondo un design predefinito o personalizzato (tavolozza di colori, colori, stile, effetti ottici etc.). Queste impostazioni di design centrali sono modificabili per ogni oggetto immagine. Inoltre si può intervenire sul design con una molteplicità di elementi di design attraenti, che vengono offerti nell'Engineering System per la progettazione di OS:

• Gamme di oggetti con stili, controls, oggetti standard e smart

• Biblioteca di simboli con oggetti immagine standardizzati• Simboli e faceplate della PCS 7 Advanced Process Library

(APL)

Oggetti grafici focalizzati su APL del PCS 7 Advanced Process Graphics (APG) consentono l'ottimizzazione in relazione al compito della visualizzazione di processo per rappresentazio-ni panoramiche (Level 1/2). Rappresentazioni compatte sem-plificate indirizzano l'attenzione sull'essenziale. L'operatore può rendersi conto rapidamente della situazione attuale dell'impianto, riconoscere trend per tempo ed eventualmente reagire subito.

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Operator System 27

Finestra di curve sull'Operator Station

TrendControls per la visualizzazione di tabelle e di curve

I TrendControl consentono all'operatore di visualizzare valori di variabili archiviati dall'archivio dei valori di processo nonché valori online di variabili di processo dalla gestione variabili in relazione al tempo (finestra di tabelle/curve) o in relazione ad un altro valore (finestra di funzioni). Il tempo è definibile sta-ticamente o dinamicamente (in relazione al tempo attuale del sistema) come:

• Istante iniziale e finale• Istante iniziale e periodo• Istante iniziale e numero dei punti di misura

Tutti i TrendControl hanno funzioni di scorrimento e possibili-tà di comandare direttamente l'inizio o la fine.

L'operatore può adattare in modo personalizzato, durante il funzionamento runtime, i TrendControl predefiniti nella pro-gettazione dell'impianto e memorizzare le relative imposta-zioni. Egli è in condizione di modificare durante il runtime il collegamento con i dati e di accedere ad altri dati. Gli è anche possibile integrare online banche dati di archivio esportate.

I dati visualizzati possono essere ulteriormente elaborati mediante • Esportazione mediante file CSV• Stampa tramite un apposito job di stampa predefinito

Finestra di tabelle

• Rappresentazione di una o più colonne di valori di processo in relazione ad una colonna dei tempi

• Ogni riga mostra i valori di processo acquisiti ad un deter-minato istante

• Più relazioni tempo-valore separate combinabili in una tabella

Finestra di curve• Uno o più assi dei tempi corrispondono ad uno o più assi

dei valori (scala lineare, logaritmica, percentuale o libera-mente configurabile)

• Numero delle curve rappresentabili a piacere• Configurazione personalizzata di stili e colori, eventual-

mente con cambio di colore dipendente dal valore • Linee di reticolo e righello per una migliore leggibilità• Curve raggruppabili in una finestra con asse dei tempi e dei

valori in comune • Più finestre di curve possono essere combinate a scopo

di confronto (asse dei tempi, zoom, barra di scorrimento e righello in comune)

Finestra di funzioni• Rappresentazione di valori di processo in relazione ad altri

valori di processo, ad es. pressione dipendente dalla tem-peratura

• Campo di valori fisso o dinamico con scala lineare o logarit-mica per asse X e asse Y

• Campo dei tempi rappresentabile per ogni curva definibile separatamente

• Osservanza opzionale di curve di riferimento da archivi di applicazioni

• Caratteristiche, funzioni e possibilità di configurazione ampiamente uguali a quelle delle finestre di curve

La finestra del righello mostra informazioni addizionali per l'istante o l'intervallo di tempo selezionato col righello nella finestra di curve/tabelle, ad es. informazioni statistiche come minimo, massimo, media, deviazione standard, integrale.

AlarmControl per la visualizzazione e l'elaborazione di segnalazioni

Per ogni OS Single Station/OS Server è possibile progettare fino a 200 000 segnalazioni:

• Segnalazioni di sistema predefinite, attivate da un evento di sistema

• Segnalazioni semplici o di gruppo, attivate dal cambia-mento di stati del processo

• Segnalazioni attivate dal trattamento manuale di oggetti

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Operator System28

Vista delle segnalazioni dell'Operator Station

Il sistema di segnalazione integrato nell'Operator System acquisisce queste segnalazioni di processo e gli eventi locali, li memorizza in archivi delle segnalazioni e li immette tramite l'AlarmControl (finestra di segnalazione) liberamente configu-rabile in diverse liste standardizzate per la visualizzazione:

• Lista nuova: segnalazioni attualmente presenti, segnala-zioni non confermate

• Lista vecchia: segnalazioni attualmente presenti, segnala-zioni confermate

• Lista delle segnalazioni cessate: non ancora confermate, ma già cancellate

• Lista delle operazioni: segnalazioni di operazioni attuali e archiviate

• Lista delle segnalazioni di processo: segnalazioni di pro-cesso attuali e archiviate

• Lista cronologica: tutte le segnalazioni presenti e archiviate in ordine cronologico

• Lista delle segnalazioni nascoste manualmente o automa-ticamente

• Lista delle segnalazioni da nascondere alla loro comparsa

Le liste previste con una funzione di scorrimento possono essere selezionate dall'operatore con la barra dei simboli.

Parallelamente alla visualizzazione, tutte le segnalazioni acquisite nel runtime ed i loro cambiamenti di stato sono documentabili cronologicamente in forma di un protocollo di sequenza delle segnalazioni.

Possibilità d'impostazione flessibili per l'emissione acustica e priorità definibili con variabili di segnale supportano la segna-lazione di allarmi mediante una Sound-Card o con il comando di generatori di segnali esterni tramite unità di ingresso/usci-ta.

Mediante filtraggio, selezione o classificazione della visualiz-zazione secondo contenuti di singoli blocchi di segnalazione, ad es. cronologicamente secondo priorità di segnalazione o luogo del guasto, l'operatore può adattare individualmente l'AlarmControl durante il runtime. Si possono integrare online anche banche dati di archivio. Le impostazioni sono memoriz-zabili globalmente o con riferimento all'utente.

L'ulteriore elaborazione dei dati è possibile grazie a:

• Esportazione mediante file CSV• Stampa tramite un apposito job di stampa predefinito

Dopo una mancanza di tensione le ultime segnalazioni dell'archivio delle segnalazioni sono nuovamente caricabili nella finestra di segnalazione. Pertanto, dopo il riavvio, viene ricostruita l'immagine delle segnalazioni antecedente alla mancanza di tensione.

In caso di grandi strutture d'insieme con un gran numero di segnalazioni in arrivo, le seguenti misure possono migliorare la trasparenza e alleggerire sensibilmente il carico di lavoro del personale operativo:

• Occultamento secondo circostanze di segnalazioni visive ed acustiche, ad es. di segnalazioni irrilevanti per il funzio-namento sicuro e senza problemi dell'impianto (protocolla-zione e archiviazione complete):- Dinamico, cioè in dipendenza di condizioni predefinite

per fino a 32 stati di funzionamento (Smart Alarm Hiding)

- Manuale, per una durata di tempo limitata• Prioritizzazione con fino a 16 priorità di segnalazione come

attributo addizionale alle note classi di segnalazione• Blocco/abilitazione intenzionale di segnalazioni di singoli

punti di misura o di tutti i punti di misura di una pagina video/di un'area, ad es. in caso di guasto di un sensore/ attuatore o durante la messa in servizio (registrazione nel protocollo delle operazioni)

Per il rapido esame e l'eliminazione della causa di guasto l'operatore giunge direttamente, partendo alla segnalazione selezionata, nell'immagine di processo con l'oggetto guasto (Loop-in-Alarm). Da lì è anche possibile richiamare, tramite il punto di misura evidenziato colorato, il rispettivo faceplate. La finestra di questo faceplate può essere fissata in modo da mantenerla visibile anche ad un cambio di pagina.

Visualizzazioni cumulative evidenziano visivamente le segna-lazioni presenti nella pagina di processo. Esse informano an-che se le segnalazioni sono o non sono bloccate.

La segnalazione ultima arrivata viene visualizzata al bordo su-periore della vista standard. Tramite il pulsante "riga di segna-lazione ampliata" è possibile visualizzare l'AlarmControl come finestra con tutte le segnalazioni intervenute. Una lista delle segnalazioni attualmente presenti con la priorità più elevata 16 è comunque richiamabile direttamente a pressione di pul-sante.

Classi di segnalazione progettabili dall'utenteIn caso di nuovi progetti l'utente ha la possibilità di scegliere, al posto del concetto di segnalazione finora utilizzato, sei clas-si di allarme configurabili a piacere. Il collegamento tra l'even-to e una classe di allarme può essere ridefinito con riferimento all'istanza.

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Operator System 29

Sistema di reporting e protocollazione

Mentre il sistema di reporting è dedicato a documentare il pro-getto sviluppato nel corso della progettazione, il sistema di protocollazione serve a stampare con chiarezza i dati acquisiti durante il funzionamento. Sono per questo disponibili vari tipi di protocolli predefiniti:

• Protocollo della sequenza delle segnalazioni• Protocollo delle segnalazioni e protocollo degli archivi• Protocollo dei valori di misura• Protocollo delle operazioni• Protocollo delle segnalazioni di sistema• Protocollo utente

Mediante un editor di layout di pagina è possibile creare la-yout di pagina del tutto nuovi o adattare in modo personaliz-zato layout di pagina già predefiniti. Gli oggetti di protocollo da stampare vengono semplicemente selezionati, posizionati e configurati dalla gamma di oggetti dell'editor.

Mediante un job di stampa predefinito o realizzato in proprio i dati di protocollo attuali vengono emessi sulla stampante nel layout di pagina assegnato. Prima della stampa è possibile me-morizzare i protocolli e visualizzarli in anteprima sullo scher-mo. I job di stampa possono essere attivati manualmente, con comando a tempo o a evento con possibilità di interrogazione online del relativo stato.

Archiviazione

Nelle OS Single Station e negli OS Server è integrato un poten-te sistema di archiviazione configurabile nel runtime, basato sulla tecnologia del Microsoft SQL Server. È in questo modo possibile acquisire temporaneamente in archivi circolari valori di processo e segnalazioni/eventi (allarmi). Con comando a tempo o a evento è possibile esportare dati da questo archivio a breve termine nel Process Historian per l'archiviazione per-manente.

Gestione utenti centrale, 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). L'operatore riceve questi diritti specifici durante il login nell'ambito del controllo d'accesso. Come dispositivo di login oltre alla tastie-ra può essere impiegato ad es. anche un lettore di chipcard opzionale.

Visualizzazione SFC

Visualizzazione SFC

La visualizzazione SFC dell'Operator System consente di rappresentare e gestire i comandi sequenziali progettati con l'SFC-Editor nella stessa forma utilizzata sull'Engineering System. Non è quindi necessario un onere di progettazione addizionale.

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.

Monitoraggio di funzionalità vitale

Con la funzione "Monitoraggio di funzionalità vitale" l'Opera-tor 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 del bus monitorati ed il loro stato di funzionamento. A questo riguardo, la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station offre una maggiore funzionalità.

Sincronizzazione oraria

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

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Operator System30

Highlights Operator Systems

■ Architettura flessibile e modulare con componenti hardware e software scalabili per sistemi mono e multi-stazione

■ Sistemi client-server multistazione, adatti all'impiego in grandi impianti con fino 18 OS Server/coppie di OS Server e fino a 40 OS Client

■ Potenti e robuste Operator Station basate su tecnica di PC standard adatti all'impiego industriale

■ OS Single Stations e OS Server configurabili anche come coppie ridondanti

■ Comunicazione AS/OS ottimizzata

■ Attivare modifiche senza influenzare il funzionamento in corso

■ Test online di modifiche grazie al caricamento selettivo di server ridondanti

■ Graphical User Interface ergonomica per una condu-zione di processo confortevole ed una elevata sicurezza di funzionamento

■ Molteplici Control di facile utilizzo per allarmi e trends

■ Sistema di protocollazione variabile e orientato al cliente

■ Gestione degli allarmi altamente efficace per allegge-rire il carico di lavoro del personale operativo – Prioritizzazione con fino a 16 priorità di segnalazione

come attributo addizionale alle classi di segnala-zione

– Esclusione visiva e acustica di segnalazioni,che non sono rilevanti in relazione allo stato di funziona-mento (dinamicamente o manualmente)

– Esclusione degli allarmi di un sensore/attuatore durante la messa in servizio o in caso di malfunzio-namento

■ Potente sistema di archiviazione con archivi circolari e backup di archivio integrato, combinabile con il Process Historian per l'archiviazione a lungo termine

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

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

■ Sincronizzazione oraria estesa a tutto il sistema su base UTC (Universal Time Coordinated)

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Operator System 31

Funzionalità HMI via Internet/Intranet

PCS 7 Web Server per la funzionalità HMI via Internet/Intranet

Il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 supporta an-che la funzionalità HMI di un impianto in tutto il mondo via In-ternet/Intranet. L'operatore ha accesso, tramite PCS 7 Web Client, ai dati di progettazione resi disponibili dal PCS 7 Web Server. Il PCS 7 Web Client utilizza per questo Internet Explorer e Plug-in installabili via Internet/Intranet.

Il PCS 7 Web Server converte pagine di processo e scripts con il Web View Publisher nella forma appropriata per la rappre-sentazione con Internet Explorer. Esso accede con i meccani-smi di un multi-client ai dati di processo specifici di progetto negli OS Server sottordinati. L'OS User Management integrato assicura quindi un elevato grado di sicurezza.

Tramite il PCS 7 Web Client è possibile la conduzione dell'impianto in modo analogo a un PCS 7 OS Client. L'opera-tore deve collegarsi nello stesso modo con procedura di login, anche le regole per l'assegnazione dei diritti d'accesso sono identiche. Le operazioni effettuate sul PCS 7 Web Client sono registrate nel protocollo delle operazioni dell'OS.

Licenze

Riguardo alla licenze si distinguono le seguenti configurazio-ni:

• StandardFino a 50 PCS 7 Web Client accedono tramite Intranet/ Internet ai dati di un PCS 7 Web Server. Il numero dei PCS 7 Web Client, che hanno contemporaneamente accesso al PCS 7 Web Server, è scalabile con licenze PCS 7 Web Server cumulabili.

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

Load Balancing

Se il progetto richiede il funzionamento contemporaneo di molte stazioni operatore web, è possibile configurare e interconnettere anche più PCS 7 Web Server. Con la funzione "Load Balancing" il carico dovuto ai PCS 7 Web Client può es-sere distribuito sui PCS 7 Web Server progettati. Ne risulta allo stesso tempo una disponibilità elevata dei PCS 7 Web Client.

In caso di avaria di un PCS 7 Web Server, i PCS 7 Web Client ad esso assegnati vengono commutati automaticamente su un altro PCS 7 Web Server. Load Balancing può essere impie-gato su max. 32 PCS 7 Web Server interconnessi.

INTERNET

LANLAN

PCS 7 Web server

PCS 7 Web clients

Terminal bus

Plant bus

Front Firewall

Back Firewall

G_P

CS

7_X

X_0

0116

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Archiviazione di dati di processo e reporting32

Archiviazione di dati di processo e reportingProcess Historian e Information Server

Process Historian

Con il Process Historian è disponibile una potente archivizione a lungo termine, che si integra perfettamente nel sistema di controllo di processo: Dati di processo, tag, allarmi e dati di lotti di SIMATIC BATCH possono essere archiviati centralmente in tempo reale – senza onere di engineering addizionale.

Il Process Historian è adatto per tutte le grandezze d'impianto. Il numero delle singole stazioni, server o coppie di server ar-chiviabili è illimitato.

I valori di processo e le segnalazioni gestiti nella banca dati del Process Historian sono visualizzabili sugli OS Client e sulle OS Single Station in modo chiaro e comprensibile. La selezio-ne dei dati è supportata da funzioni filtro integrate. È possibile rappresentare segnalazioni e valori di processo in forma tabel-lare, i valori di processo anche graficamente. I valori di proces-so in forma tabellare sono esportabili nel formato CSV per l'ulteriore elaborazione in altre applicazioni Windows, ad es. Microsoft Excel.

I dati gestiti dal Process Historian possono essere salvati su co-muni supporti di memoria. Anche il salvataggio e il ripristino della banca dati completa sono possibili – sia manualmente sia automaticamente.

Possibilità di accesso ai dati del Process Historian

Vista nel web-browser

IS Client

Process Historian e Information Server (IS)

Add-ins per Microsoft Word e Excel

G_P

CS

7_X

X_0

0298

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Archiviazione di dati di processo e reporting 33

Information Server

La visualizzazione di dati della banca dati del Process Historian è supportata da un sistema di reporting addizionale, l'Informa-tion Server. Il server mette a disposizione i dati archiviati tra-mite un'interfaccia web, sotto forma di protocolli di turni, giorni, settimane o mesi. Con i Microsoft Reporting Services esso consente un accesso Thin Client ai dati storici basato su web. Gli Add-in per Microsoft Word e Excel offrono ulteriori possibilità di accesso ai dati del Process Historian. Il numero dei client, che hanno accesso all'Information Server, può esse-re regolato con licenze Client Access cumulabili.

L'Information Server è in grado di accedere ad una o in parallelo a più fonti di dati (sources). Questi possono essere, oltre che dati di archivio del Process Historian, anche dati di archivio di Operator Station. Esso è pertanto utilizzabile anche indipen-dentemente dal Process Historian per il reporting d'impianto.

Se sul Process Historian è installato il Process Historian OPC UA Server, anche altre applicazioni possono leggere come OPC UA Client i valori di processo e le segnalazioni archiviati nel Process Historian.

In funzione dell'importanza della disponibilità dei dati di archi-vio per il gestore dell'impianto, il Process Historian può essere configurato o come Single Server o come coppia di server ri-dondanti. In funzione dello scopo applicativo, per il Process Historian è da raccomandare l'esecuzione Server della più potente SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation o il Premium Server (prodotto Add-on per SIMATIC PCS 7).

L'Information Server può funzionare sull'hardware del Process Historian o su un hardware separato. Per il funzionamento su hardware separato si presta una qualsiasi SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation nell'esecuzione OS Client.

Process Historian e Information Server non necessitano di al-cun collegamento con il bus dell'impianto. Essi possono esse-re collegati tramite il bus dei terminali con le stazioni OS e Batch dell'impianto SIMATIC PCS 7.

Il cambio di prodotto da un Central Archive Server (CAS) esi-stente al Process Historian è supportato da Conversion Packs e da un assistente per la migrazione della banca dati CAS.

Funzioni di archiviazione e visualizzazione

• Archiviazione in tempo reale di valori di processo e segna-lazioni di OS Single Station e OS Server

• Archiviazione dei dati di lotti di SIMATIC BATCH• Supporto di più progetti SIMATIC PCS 7• Scalabilità in relazione all'hardware di base impiegato per

quanto riguarda performance e struttura d'insieme • Dislocazione dei dati su supporti di memoria esterni• Lettura da supporti di memoria esterni• Visualizzazione dei dati su OS Client/OS Single Station:

- Parametrizzazione di viste (views, finestre e maschere) incl. i criteri di selezione per la visualizzazione dei dati

- Visualizzazione tabellare delle segnalazioni in dipen-denza di funzioni filtro

- Visualizzazione tabellare o grafica di valori di processo in dipendenza di funzioni filtro

- Visualizzazione di un prospetto dei lotti (con protocollo di dettaglio di un lotto)

Funzioni di reporting

• Set di template di report frequentemente utilizzati per valori di processo, segnalazioni e lotti

• Creazione libera di un numero a piacere di nuovi template di report

• Memorizzazione di template di report configurati per un accesso rapido

• Esportazione di report nei formati di documento correnti• Supporto di abbonamenti per la generazione ciclica di

report incl. invio di e-mail• Realizzazione e memorizzazione di dashboard basate su

ruoli• Gestione dei ruoli per utenti di Windows

- Supporto di Active Directory e gruppi di lavoro - Assegnazione di diritti d'accesso in riferimento al

progetto • Integrazione di report come immagini in documenti Word• Creazione e memorizzazione di template di report in Excel

per valori di processo storici e segnalazioni • Supporto di abbonamenti per template di report in Excel

OS Clients

Sistemi diautomazione

- OS Server- Batch Server

Process Historian

Information Server

OS Single Station

Bus deiterminali

Bus dell'impianto

Progetto A Progetto B

G_P

CS

7_X

X_0

0297

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/processhistorian

© Siemens AG 2014

Plant Device Management34

Plant Device ManagementEngineeering di apparecchiature da campo intelligenti con SIMATIC PDM

Possibilità di collegamento di SIMATIC PDM

SIMATIC PDM (Process Device Manager) è un tool universale, indipendente dal produttore, per la progettazione,la parame-trizzazione, la messa in servizio, la diagnostica e la manuten-zione di apparecchiature da campo intelligenti (sensori e at-tuatori) e componenti da campo (I/O remoti, multiplexer, ap-parecchi per sala controllo, regolatori compatti). Esso consen-te l'elaborazione di oltre 2 500 apparecchiature Siemens e di apparecchiature di oltre 200 produttori non-Siemens in tutto il mondo con un'interfaccia utente omogenea. La rappresen-tazione dei parametri e delle funzioni è uniforme per tutte le apparecchiature supportate e indipendente dal rispettivo col-legamento di comunicazione.

Sotto l'aspetto dell'integrazione di apparecchiature, SIMATIC PDM è il Device Manager aperto più potente presente sul mer-cato mondiale. Le apparecchiature non ancora supportate possono essere integrate importando le loro descrizioni di apparecchiatura (Electronic Device Description, EDD) in SIMATIC PDM.

Elementi essenziali della gestione operativa

• Rappresentazione e gestione operativa uniformi delle ap-parecchiature

• Rappresentazione uniforme di informazioni diagnostiche• Indicatori per la manutenzione preventiva e il service• Riconoscimento di modifiche nel progetto e nell'apparec-

chiatura• Aumento della sicurezza di funzionamento

• Riduzione dei costi di investimento, esercizio e manuten-zione

• Inoltro di informazioni sulle apparecchiature a Maintenance Station sovraordinate

Possibilità d'impiego

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

mobile collegato localmente a bus o direttamente all'appa-recchiatura

Integrato in SIMATIC PCS 7, SIMATIC PDM inoltra alla Mainte-nance Station dati di parametri e informazioni diagnostiche di tutte le apparecchiature descritte mediante Electronic Device Description (EDD) per la rappresentazione e l'ulteriore elabo-razione, ad es.

• Informazioni sul tipo di apparecchiatura (targhetta identifi-cativa elettronica)

• Informazioni diagnostiche dettagliate • Risultati delle funzioni interne di Condition Monitoring• Informazioni sullo stato (modifiche di configurazione locali)• Informazioni sulle modifiche (protocollo Audit Trail)• Informazioni sui parametri

A scopo di parametrizzazione e diagnostica delle apparecchia-ture SIMATIC PDM può essere attivato direttamente anche su ogni SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Client (MS Client).

PA link FF link

SIMATIC PCS 7 engineering stationwith SIMATIC PDM

SIMATIC PCS 7 maintenance station clientwith SIMATIC PDM

Possible connection point of a PG/PC with SIMATIC PDM(stand-alone operation)

HARTmultiplexer

Device onthe workbench

HART protocol

IE/PB Link PN IO + DP/PA coupler

Field devices

(also with HART modules)

PROFIBUS PA FF H1

SIMOCODE

SIMOCODE

ET 200iSP

S7-400S7-400

PDM Stand-alone

HA

RT

HA

RT

G_P

CS

7_X

X_0

0386

RS 232/RS 485

PROFIBUS DP

Industrial Ethernet

PROFINET

PROFIBUS PA

ET 200M

ET 200M

© Siemens AG 2014

Plant Device Management 35

Integrazione di apparecchiature

SIMATIC PDM supporta tutte le apparecchiature descritte mediante Electronic Device Description (EDD). L'EDD norma-lizzata secondo EN 50391 e IEC 61804 è la tecnologia stan-dardizzata più diffusa al mondo per l'integrazione di apparecchiature.

Essa è anche direttiva di affermate organizzazioni come:

• PROFIBUS & PROFINET International (PI)• HART Communication Foundation (HCF)• Fieldbus Foundation (FF)

Le apparecchiature sono integrate in SIMATIC PDM diretta-mente tramite una descrizione specifica dell'azienda produt-trice (EDD), tramite le biblioteche attuali dell'HCF o della Fieldbus Foundation. Per una migliore trasparenza esse pos-sono essere gestite in biblioteche specifiche di progetto.

Nell'EDD le apparecchiature da campo sono descritte funzio-nalmente e costruttivamente mediante l'Electronic Device Description Language (EDDL). Sulla base di questa descrizio-ne, SIMATIC PDM crea automaticamente la sua interfaccia utente con le informazioni specifiche di apparecchiatura. La gamma di apparecchiature può essere aggiornata e ampliata con la semplice importazione dell'EDD specifica di apparec-chiatura del produttore.

Fieldbus Foundation mette a disposizione descrizioni di appa-recchiatura predefinite per le funzioni base di specifici tipi di apparecchiature. Le funzioni base vengono realizzate con di-versi blocchi funzionali standard e di trasmissione.

Funzioni chiave

• Realizzazione di biblioteche di apparecchiature specifiche di progetto

• Impostazione e modifica di parametri di apparecchiature• Confronto, ad es. tra dati di progetto e dati delle apparec-

chiature• Verifica di plausibilità in fase d'immissione• Identificazione e verifica di apparecchiature• Visualizzazione stati di apparecchiature (modi operativi,

allarmi e stati)• Simulazione• Diagnostica (standard, dettagliata)• Gestione, ad es. reti e computer• Esportazione/importazione (dati di parametri, protocolli,

documenti)• Funzioni per la messa in servizio, ad es. test con circuiti di

misura di dati di apparecchiature• Funzioni di Lifecycle Management, ad es. per la sostitu-

zione di apparecchiature• Logbook delle modifiche globale e specifico di apparec-

chiatura per operazioni dell'utente (Audit Trail)• Protocolli di calibrazione specifici di apparecchiatura• Rappresentazioni grafiche di curve d'inviluppo di eco,

visualizzazioni di trend, risultati diagnostici di valvole etc.• Presentazione di manuali integrati

• Document Manager per l'integrazione di file Multimedia

SIMATIC PDM, vista dei parametri e finestra di curve di andamento

Comunicazione e routing

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

• Interfaccia PROFIBUS DP/PA • Interfaccia FOUNDATION Fieldbus (FF) • Interfaccia PROFINET• Interfaccia HART (modem, wireless)• Interfaccia Modbus • HART over PROFIBUS/PROFINET

Dall'Engineering System centrale del sistema di controllo di pro-cesso SIMATIC PCS 7 si può navigare con il SIMATIC PDM attra-verso i vari sistemi di bus e I/O remoti fino a raggiungere le apparecchiature collegate. Grazie a questo routing esteso all'in-tero impianto è possibile da una postazione centrale elaborare ogni apparecchiatura parametrizzabile via EDD come segue:

• Leggere informazioni diagnostiche dalle apparecchiature• Modificare le impostazioni delle apparecchiature• Mettere a punto e tarare le apparecchiature• Monitorare i valori di processo• Generare valori di simulazione • Riparametrizzare le apparecchiature

Ulteriori informazioni su SIMATIC PDM si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/pdm

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Plant Asset Management con la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station

Automazione degli impianti e manutenzione nella tecnica di processo

La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station serve per la gestione dei valori patrimoniali di un'azienda, che vengono utilizzati come risorse per la produzione. Nell'ambito della manutenzio-ne di un'azienda essa è specializzata sul "Plant Asset Manage-ment", cioè la gestione efficiente degli equipaggiamenti di im-pianti tecnologici, specialmente dei dispositivi di processo, con lo scopo di preservarne e aumentarne il valore. Essa con-tribuisce quindi notevolmente alla minimizzazione dei costi globali che vanno ad accumularsi lungo l'intero ciclo di vita di un impianto (Total Cost of Ownership).

Mentre il gestore 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 service può controllare i componenti dell'hardware dell'im-pianto di automazione (asset) tramite la Maintenance Station, elaborando le relative segnalazioni diagnostiche e soddisfan-do le rispettive richieste di manutenzione. Per questo la Maintenance Station offre accesso a:

• Componenti del sistema di controllo del 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

• Asset che non appartengono direttamente al sistema di controllo di processo come pompe, motori, centrifughe, scambiatori di calore (asset meccanici) o circuiti di regola-zione. Essi sono rappresentati da oggetti proxy (rappresen-tanti), nei quali sono memorizzate le regole diagnostiche

Tutte le attività vengono documentate sulla Maintenance Station senza lacune, in modo automatico e senza onere di progettazione addizionale

Strategie di manutenzione

• Manutenzione correttiva:Reazione a segnalazioni di errore e di diagnostica già presenti al verificarsi di un evento anomalo- I guasti vengono rischiati o ridotti al minimo tramite

configurazioni ridondanti- Manutenzione mediante intervento di riparazione o

sostituzione• Manutenzione preventiva:

Diagnostica e manutenzione predittive- Opportuni provvedimenti manutentivi vengono adottati

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

(in dipendenza del grado di usura)• Manutenzione predittiva:

Diagnostica predittiva per il riconoscimento precoce di pro-blemi che potrebbero insorgere e per la determinazione della durata di utilizzo residua

Ciclo di manutenzione tipico

• Monitoraggio dello stato di componenti/apparecchiature: - Acquisizione delle informazioni diagnostiche sui compo-

nenti di rete e sulle apparecchiature basate su PC tramite accoppiamento OPC

- Sensori intelligenti riconoscono e segnalano rischi di avarie molto prima del loro effettivo verificarsi

• Segnalazione di "Necessità di manutenzione" in una visua-lizzazione cumulativa, in immagini simbolo delle apparec-chiature/dei componenti interessati e in un protocollo delle segnalazioni

• Navigazione verso il componente/l'apparecchiatura con "Necessità di manutenzione" e informazione su dati speci-fici come numero del punto di misura, luogo d'installazione e tipo di apparecchiatura

• Richiamo di informazioni diagnostiche dettagliate (in dipendenza del tipo di apparecchiatura e del suo pro-duttore), ad es.- Descrizione dell'errore- Causa dell'errore- Tendenza prevedibile- Indicazione sul trattamento

• Valutazione, commento ed eventuale modifica della prio-rità della "Necessità di manutenzione"

• Attivazione di un provvedimento manutentivo mediante "Richiesta di manutenzione" e monitoraggio dell'esecu-zione; visualizzazione simbolica dello stato attuale del provvedimento manutentivo

• Conclusione del provvedimento di manutenzione; tutte le visualizzazioni di stato ritornano alla normalità

Automazione

Enterprise ResourcePlanning (livello ERP)

Enterprise AssetManagement

System

MESMaintenance

Operations

Plant AssetManagement

Controls(livello diprocesso e di campo)

ManufacturingExecution Systems(livello MES)

Manutenzione

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Architettura

La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station (MS) utilizza per l'Asset Management i componenti hardware e software dell'Engine-ering 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 stazione multifunzionale di questo tipo può essere impiegata non solo per l'Asset Management ma anche per il System Engineering o per compiti di servizio e supervisione (HMI).

In dipendenza dell'architettura SIMATIC PCS 7 specifica di progetto, la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station può essere realizzata sulla base di un SIMATIC PCS 7 BOX, di una SIMATIC PCS 7 Single Station o di una combinazione client-server SIMATIC PCS 7. In combinazioni client-server è possibile anche realizzare configurazioni ridondanti dei Maintenance Station Server (MS Server).

Il sistema di segnalazione, l'interfaccia utente, la gerarchia delle pagine video e la guida operatore si orientano alla filoso-fia HMI dell'Operator System. I dati diagnostici di tutti gli asset vengono rappresentati con faceplate (blocchi immagine) uniformi, le cui funzioni e informazioni vengono determinate dai componenti. Ciò rende semplice e intuitivo l'utilizzo della SIMATIC PCS 7 Maintenance Station – non è necessario un oneroso addestramento.

Il SIMATIC PDM integrato fornisce alla SIMATIC PCS 7 Mainte-nance Station i dati dei parametri e le informazioni diagnos-tiche delle apparecchiature descritte mediante Electronic Device Description (EDD) per la rappresentazione e l'ulteriore elaborazione. Per la parametrizzazione e la disgnostica di que-sti componenti il SIMATIC PDM può essere aperto anche diret-tamente dalla vista dei blocchi degli MS Client.

L'accesso alle apparecchiature/ai componenti viene comanda-to in base a diritti di funzioni, che corrispondono al ruolo dell'utente.

Le pagine diagnostiche, strutturate secondo la gerarchia degli impianti con gli stati di funzionamento dei componenti SIMATIC PCS 7, e le informazioni diagnostiche ampliate otte-nute tramite SIMATIC PDM possono essere visualizzate su semplici MS Client e su MS/OS Client combinati. Informazioni diagnostiche online ampliate in combinazione con Configura-zione HW sono disponibili su stazioni con funzionalità combi-nata "MS Client" und "SIMATIC PCS 7 Engineering".

La gestione utenti con controllo d'accesso per la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station viene svolta dal SIMATIC Logon integrato in SIMATIC PCS 7.

Progettazione

Con supporto di sistema vengono derivati i dati rilevanti per l'Asset Management dal progetto hardware e software realiz-zato con la progettazione standard dell'applicazione e vengo-no quindi generate su questa base le pagine diagnostiche. Il procedimento è semplice e non richiede alcun onere addizio-nale per la progettazione dell'Asset Management:

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

• Progettazione/parametrizzazione di specifiche funzioni e collegamenti di Maintenance Station (opzionale)

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

• Compilazione dei dati di progettazione e caricamento nell'Operator Station e nella Maintenance Station con successive fasi di test e di messa in servizio

I nomi della pagine adottate, dei simboli etc. sono sempre modificabili per l'ulteriore impiego nel progetto di manuten-zione.

Conformità a standard, specifiche e raccomandazioni internazionali

La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station è conforme a standard, specifiche e raccomandazioni internazionali. Essa soddisfa i requisiti definiti da NAMUR (Associazione d'interesse per la tecnica di controllo di processo nell'industria chimica e farma-ceutica) riguardo a sistemi per Plant Asset Management non-ché per segnalazioni di stato di apparecchiature da campo.

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

• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance Functions

• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices

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Caratteristiche funzionali dell'Asset Management

Panoramica dell'impianto con immagini simbolo per i componenti

Panoramica per componenti di un ramo PROFIBUS con immagini simbolo

Vista identificativa del componente

Quale interfaccia di sistema del manutentore, la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station fornisce al service funzioni di manutenzione e informazioni globali.

Funzioni diagnostiche standardPartendo dalla pagina panoramica, il manutentore può navi-gare nelle pagine diagnostiche dei livelli hardware sottordina-ti, per informarsi sullo stato diagnostico delle singole sezioni d'impianto o dei singoli componenti.

Se nella pagina panoramica viene segnalato un guasto, egli può raggiungere rapidamente mediante "Loop in Alarm" il faceplate diagnostico del componente interessato. Le infor-mazioni disponibili vengono filtrate in relazione all'area di responsabilità dell'utente, ad es.:

• Stato diagnostico determinato dal sistema• Dati sul componente come nome del punto di misura,

produttore o numero di serie• Segnalazioni diagnostiche di un componente• Informazioni diagnostiche dettagliate di un componente• Abilitazione di un provvedimento di manutenzione da

parte dell'operatore del processo• Tipo e stato attuale del provvedimento di manutenzione

attivato

Informazioni sugli asset meccanici Da diversi valori di misura e dai relativi scostamenti da uno stato normale prestabilito, un blocco funzionale, quale rap-presentante per gli asset meccanici senza autodiagnostica (pompe, motori etc.), può determinare stati di funzionamento non consentiti, che attivano un Maintenance Alarm. Questo blocco funzionale consente anche la realizzazione di strutture diagnostiche individuali, regole diagnostiche specifiche di progetto e funzioni di Condition Monitoring.

In aggiunta sono offerti anche singoli blocchi di Asset Manage-ment, con i quali il manutentore può monitorare componenti d'impianto come pompe, scambiatori di calore o valvole di re-golazione.

Informazioni dettagliate per assets secondo IEC 61804-2Per gli asset descritti secondo IEC 61804-2 mediante Electro-nic Device Description (EDD) sono richiamabili ulteriori infor-mazioni. SIMATIC PDM legge automaticamente in background queste informazioni dai componenti e fornisce ad es.:

• Informazioni sul tipo di apparecchiatura (targhetta identifi-cativa elettronica)

• Informazioni diagnostiche dettagliate- Informazioni specifiche del produttore sull'apparecchia-

tura- Avvertenze per la diagnostica e l'eliminazione degli errori- Ulteriore documentazione

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

di configurazione locali, ecc.)• Informazioni sulle modifiche (Audit Trail)• Informazioni sui parametri

Visualizzazionecumulativa perstrutturasottordinata

Selezione:

Livello PC

Livello AS

Funzioni di sistema generali

LivelloEthernet

Immaginesimbolo

Bloccoimmagine dicomponente

Applicazione internaRichiamo:

Applicazione esterna

Identificazione del componente

Stato di manutenzione

Necessità di manutenzione

Stato diagnostico

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Visualizzazione delle informazioni di manutenzione

La strutturazione gerarchica delle informazioni e l'uniformità dei simboli favoriscono la visione panoramica, facilitano l'orientamento e consentono al manutentore un rapido acces-so ad informazioni dettagliate partendo dalla rappresentazio-ne panoramica dell'impianto. Il set di simboli definito per la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station contiene simboli, che ca-ratterizzano lo stato diagnostico delle apparecchiature/dei componenti, l'importanza della richiesta di manutenzione e lo stato del provvedimento manutentivo. Segnalazioni cumulati-ve nella pagina panoramica dell'impianto visualizzano lo stato diagnostico delle strutture/dei componenti sottordinati me-diante un semaforo rosso, giallo o verde.

Corrispondentemente alla relativa importanza i componenti descritti mediante EDD possono essere marcati come segue e sulla base di queste caratteristiche anche filtrati direttamente:

• Normale• Importante• Safety Instrumented Function (SIF)

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

Cliccando su un elemento nell'immagine simbolo si apre o il livello gerarchico sottordinato o un faceplate di componente. Il faceplate di componente offre diverse viste del componente interessato con ulteriori informazioni specifiche dell'apparec-chiatura, ad es. viste di identificazione, segnalazione o manu-tenzione.

Gestione delle informazioni

Con le seguenti funzioni il manutentore può inoltrare in modo semplice e rapido informazioni classificate, accedere a banche dati con informazioni specifiche per il progetto o richiedere provvedimenti di manutenzione:

• Esportazione dei dati identificativi (targhetta identificativa elettronica) e del relativo stato diagnostico per apparec-chiature/componenti individuati mediante filtro (esporta-zione globale)

• Esportazione di tutte le informazioni rilevanti di un compo-nente a destinazioni definite, ad es. sistema mail, stam-pante o pager (esportazione singola)

• Richiamo di fino a tre applicazioni definite nel progetto (pa-gine web, programmi o banche dati), ad es. libri di turno

Estratto dal set di simboli del PCS 7 Asset Management

Filtro per stati diagnostici

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/plant-asset-management

Highlights di SIMATIC PCS 7 Maintenance Station

■ Interfaccia di sistema per il manutentore

■ Strumenti per la minimizzazione del Total Cost of Ownership

■ Gestione di diagnostica e manutenzione per i compo-nenti del sistema di controllo di processo e degli asset meccanici come pompe, motori o scambiatori di calore

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

■ Informazioni diagnostiche ampliate grazie all'integra-zione di SIMATIC PDM

■ Supporto della pianificazione di upgrade sulla base di dati identificativi

■ Blocco funzionale per asset meccanici, diagnostiche indi-viduali e funzioni di Condition Monitoring

■ Blocchi addizionali per componenti d'impianto (pompe, scambiatori di calore, valvole di regolazione etc.)

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

■ Generazione di rappresentazioni panoramiche degli stati diagnostici

■ Integrazione di applicazioni interne ed esterne per dia-gnostiche speciali e ulteriori informazioni

■ Osservanza di standard e norme internazionali

Buono

Simulazione

Change inconfigurationdetected

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

G_P

CS

7_X

X_0

0072

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Sistemi di automazione40

Sistemi di automazione Potenza scalabile per ogni esigenza

Sistemi di automazione SIMATIC PCS 7, forma costruttiva S7-400

Per il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 sono di-sponibili sistemi di automazione nelle forme costruttive sopra indicate. La potenza di automazione è pertanto finemente scalabile in un ampio campo.

Sistemi di automazione modulari SIMATIC S7-400 con Hardware-PLC

Considerando il rapporto prezzo/prestazioni vengono combi-nati opportunamente insieme componenti selezionati del SIMATIC S7-400 in bundle rispondenti ai compiti predefiniti. I sistemi di automazione standard sono assai robusti e si distinguono per una grande potenza di elaborazione e di comunicazione. Ulteriori caratteristiche sono:

• Tecnica costruttiva modulare senza ventilatori• Estrema robustezza e ampliabilità• Esecuzioni semplici e ridondanti• Molteplici possibilità di comunicazione• Funzioni di sistema integrate• Funzioni di sicurezza integrabili (Safety Integrated)• Facile collegamento di periferia I/O centrale o decentrata• Supporto di PROFINET IO

In relazione alla loro funzionalità essi sono classificabili in:

• Sistemi di automazione standard • Sistemi di automazione ad elevata disponibilità • Sistemi di automazione fail-safe

Sistemi di automazione SIMATIC PCS 7, forma costruttiva Modular Embedded

In relazione ai livelli di potenza e ai compiti previsti essi posso-no essere differenziati per classi in:

• Sistema di automazione AS 410Scalabilità di un tipo di CPU universale tramite il numero degli oggetti di processo

• Sistemi S7-400 complementariScalabilità dell'hardware con tipi di CPU differenziati secondo la potenza

Il robusto AS 410 è il moderno sistema allround orientato al futuro per l'industria di processo. In virtù della sua versatilità esso può essere impiegato in tutti i modi – come sistema stan-dard AS 410S, come sistema fault-tolerant AS 410H o come sistema fail-safe AS 410F/H. Nuove funzioni vengono sempre più combinate esclusivamente con questo sistema di automa-zione, ad es. la possibilità di cambiare il tipo di blocco durante il funzionamento (TCiR).

Tutti i sistemi di automazione della serie costruttiva S7-400 hanno già integrata nelle CPU l'interfaccia verso il bus di campo PROFIBUS DP.

A seconda del tipo di CPU si possono utilizzare, mediante i moduli d'interfaccia addizionali IF 964-DP, fino a due ulteriori interfacce PROFIBUS DP. All'occorrenza con ogni CPU possono funzionare fino a 10 ulteriori unità di comunicazione PROFIBUS.

La connessione per PROFINET IO è possibile a seconda del tipo tramite l'interfaccia sulla CPU o tramite l'unità di comunicazio-ne CP 443-1.

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Sistemi di automazione 41

Sistemi di automazione standard

I sistemi di automazione standard modulari della serie costrut-tiva S7-400 sono universalmente impiegabili. Essi rappresen-tano poi sempre la prima scelta, se elevata disponibilità o fun-zioni di sicurezza sono fattori che passano in secondo piano.

Sistemi di automazione ad elevata disponibilità

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 sono spesso trascurabili in confronto a quelli che possono essere causati dagli arresti di produzione. Quanto maggiori sono i costi di un arresto di produzione, tanto più conveniente è l'impiego di un sistema fault-tolerant.

I due sottosistemi ridondanti e separati galvanicamente tra loro della Redundancy Station possono essere montati su un telaio di montaggio compatto con bus backplane diviso o su due telai di montaggio separati. La struttura con due telai di montaggio consente una separazione spaziale dei sottosiste-mi ridondanti fino ad una distanza di 10 km, ad es. con l'inter-posizione di una parete tagliafuoco. Grazie alla separazione galvanica il sistema è immune ai disturbi EMC.

I sistemi di automazione SIMATIC PCS 7 fault-tolerant possono funzionare in una struttura d'impianto autonomamente o insieme con sistemi di automazione standard e fail-safe.


Per applicazioni critiche, nelle quali un guasto può comporta-re pericolo per la vita delle persone, danni per l'impianto o per l'ambiente, vengono impiegati sistemi di automazione fail-safe. Questi sistemi F/FH (F = fail-safe, H = high availability) in combinazione con le unità F dei sistemi di periferia decentrata ET 200 o con trasmettitori sicuri collegati direttamente trami-te bus di campo, riconoscono sia errori nel processo sia propri errori interni. Essi, in caso d'errore, pilotano automaticamente l'impianto in uno stato sicuro.

I sistemi di automazione fail-safe sono certificati dal TÜV e soddisfano i requisiti di sicurezza fino a SIL 3 secondo IEC 61508. Essi si basano sull'hardware dei sistemi di automa-zione ad elevata disponibilità, ampliato con funzioni di sicu-rezza mediante S7 F Systems.

Analogamente ai sistemi base essi sono disponibili in due varianti costruttive:

• Single Station con una CPU, fail-safe • Redundancy Station con due CPU ridondanti, fail-safe e

ad elevata disponibilità

La ridondanza dei sistemi FH serve solamente all'aumento della disponibilità. Essa è irrilevante per l'elaborazione delle funzioni di sicurezza e per il relativo riconoscimento degli errori.

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AS 410FH fail-safe collegato a PROFINET IO

Nei sistemi con capacità multitasking possono essere eseguiti contemporaneamente più programmi in una CPU, in applica-zioni di Basic Process Control System (BPCS) come anche in applicazioni fail-safe. Questi programmi non interferiscono tra loro, vale a dire che eventuali errori in un'applicazione BPCS non hanno alcun effetto sulle applicazioni fail-safe e viceversa. Sono realizzabili anche task speciali con tempi di reazione assai brevi.

Nell'elaborazione parallela di funzioni BPCS e di sicurezza in una CPU è impedita una reciproca interferenza, poiché i pro-grammi BPCS e i programmi fail-safe restano rigorosamente separati tra di loro e lo scambio dati avviene tramite speciali blocchi di conversione.

Le funzioni di sicurezza vengono elaborate due volte in diver-se parti del processore di una CPU con elaborazione ridondan-te differenziata dei comandi. Eventuali errori sono riconosciuti dal sistema mediante il confronto finale dei risultati.

I programmi di sicurezza che girano su diversi sistemi F/FH di un impianto sono anche in grado di comunicare tra loro fail-safe tramite il bus Industrial Ethernet dell'impianto.

Disponibilità scalabile con flessibilità

Una speciale caratteristica dei sistemi S7-400 modulari è la disponibilità scalabile con flessibilità di svariati moduli.

Nel contesto della pianificazione degli impianti è possibile già per una Single Station aumentare in modo mirato la disponi-bilità con la configurazione ridondante dell'alimentazione o dell'unità di comunicazione Industrial Ethernet e combinare insieme i relativi provvedimenti.

La Redundancy Station assicura già con le sue due CPU ridon-danti un livello di disponibilità più elevato. Essa funziona se-condo il principio 1 di 2, secondo il quale in caso di errore avviene la commutazione dal sottosistema attivo al sotto-sistema di riserva. È inoltre possibile, come nel caso della Single Station, raddoppiare l'alimentatore o l'unità di comuni-cazione Industrial Ethernet per ogni sottosistema e combinare insieme i relativi provvedimenti.

Prospetto dei tipi di sistemi di automazione

Interfacce/connessioni

Tipo di AS CPU PN/IE(2 porte)

MPI/DP DP Modulo DP inseribile come opzione

Sistemi standard

AS 410S CPU 410-5H Process Automation 2 – 1 –

AS 414-3 CPU 414-3 – 1 1 1

AS 414-3IE CPU 414-3 PN/DP 1 1 – 1

AS 416-2 CPU 416-2 – 1 1 –

AS 416-3 CPU 416-3 – 1 1 1

AS 416-3IE CPU 416-2 PN/DP 1 1 – 1

AS 417-4 CPU 417-4 – 1 1 2

Sistemi ad elevata disponibilità e fail-safe

AS 410H/F/FH CPU 410-5H Process Automation (1 × o 2 ×) 2 – 1 –

AS 412H/F/FH CPU 412-5H (1 × o 2 ×) 1 1 1 –

AS 414H/F/FH CPU 414-5H (1 × o 2 ×) 1 1 1 –

AS 416H/F/FH CPU 416-5H (1 × o 2 ×) 1 1 1 –

AS 417H/F/FH CPU 417-5H (1 × o 2 ×) 1 1 1 –

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Sistemi di automazione 43

Sistema di automazione AS 410

L'AS 410 è un nuovo tipo di sistema di automazione della serie costruttiva SIMATIC S7-400, destinato esclusivamente all'im-piego nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Con la sua innovativa "CPU 410-5H Process Automation" e il relativo firmware ottimizzato, l'AS 410 è in grado di coprire l'intera fascia di potenzialità dei sistemi di automazione com-plementari S7-400 (dall'AS 412H attraverso l'AS 414-3 e l'AS xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx416 fino all'AS 417H). La riduzione dei tipi così possibile semplifica non solo la ricambistica ma influisce vantaggiosamente sull'intero ciclo di vita del sistema di controllo di processo.

La gradualità della potenza avviene tramite gli oggetti di pro-cesso (PO) di System Expansion Card diversamente dimensio-nate. Se il limite di performance, definito con l'acquisto di una System Expansion Card, viene raggiunto durante la progetta-zione, la messa in servizio o il funzionamento, con il corretto numero di CPU 410 Expansion Packs PO 100/PO 500 è possibi-le un ulteriore incremento di potenza. Non è quindi necessaria una sostituzione dell'hardware.

Nel SIMATIC PCS 7 AS 410-Bundle, oltre alla CPU, sono previsti con un rivestimento di vernice addizionale (conformal coa-ting) anche telai di montaggio in alluminio, unità di comuni-cazione e unità di alimentazione selezionate.

La CPU 410-5H Process Automation si distingue già ottica-mente da tutti gli altri sistemi di automazione attuali della serie costruttiva S7-400. Essa è dotata di una interfaccia PROFIBUS DP e due interfacce PROFINET IO con switch a 2 por-te. Due slot integrati consentono la sincronizzazione di due sottosistemi ridondanti tramite moduli Sync e cavi Sync.

Poiché sono integrate una memoria di caricamento da 48 Mbyte e una memoria di lavoro da 16 Mbyte per program-ma e dati, non è necessaria alcuna Memory Card. Un tasto di reset sostituisce l'interruttore RUN/STOP comunemente pre-sente.

La CPU 410-5H Process Automation supporta la sincronizza-zione oraria sia NTP che S7. La sua marcatura temporale è di alta precisione.

Tipiche strutture d'insieme miste per sistemi di automazione SIMATIC PCS 7, basate sulla SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL)

Sistema di automazionecon APL

AS 412H

AS 414-3

AS 414-3IE

AS 414H

AS 416-2

AS 416-3

AS 416-3IE

AS 416H

AS 417-4

AS 417H

AS mEC

AS 410

Misure di valori analogici 10 50 100 100 200 400 400 400 500 600 300

Misure di valori digitali 20 160 250 250 450 800 800 800 1 000 1 000 600

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

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

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

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

Passi 0 150 150 150 400 1 000 1 000 1 000 2 000 2 000 800

Dosaggi 0 3 3 3 15 25 25 25 50 50 50

Ingressi digitali DI 30 200 350 300 600 1 200 1 200 1 200 1 700 1 800 1 200

Uscite digitali DO 10 60 100 110 200 400 400 400 550 650 400

Ingressi analogici AI 15 100 175 150 300 600 600 600 800 900 600

Uscite analogiche AO 5 30 75 50 100 200 200 200 250 350 200

Oggetti di processo (PO) 30 200 350 350 600 1 200 1 200 1 200 1 800 2 000 1 200

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Sistema di automazione Modular Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX con PLC-software

Il SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX completamente integrato in SIMATIC PCS 7 è un robusto sistema di automazione nel for-mato S7-300, concepito per la fascia di potenzialità bassa e media.

Esso è adatto per un servizio continuo di 24 ore al giorno con temperature ambiente tra 0 e 50 °C. L'assenza di supporti di memoria rotanti e ventilatori assicura una relativa insensibilità a vibrazioni e urti.

La sua caratteristica speciale è l'ampliabilità centrale con alli-neamento affiancato di fino a 8 unità I/O della gamma S7-300 sulla stessa guida di montaggio. In questo modo controllore e unità I/O si fondono in una unità compatta a prezzo conve-niente, vantaggiosamente impiegabile sugli impianti e come prodotto OEM, ad es. in Package Units.

Tramite PROFINET IO si possono collegare anche sensori/ attuatori integrati mediante stazioni I/O ET 200SP ed ET 200M decentrate remote.

Per il collegamento al bus dei terminali SIMATIC PCS 7 è dispo-nibile un'interfaccia Ethernet da 10/100 Mbit/s.

Il sistema operativo Windows Embedded Standard 2009 e il PLC-software WinAC RTX sono preinstallati in una memoria Flash integrata da 4 Gbyte.

La progettazione si esegue mediante il SIMATIC PCS 7 Engineering System. La licenza AS-Runtime per 100 PO fornita in dotazione può essere ampliata fino a 2 000 PO.

Highlights dei sistemi di automazione

Sistemi di automazione modulari della serie costruttiva SIMATIC S7-400

■ AS-Bundle personalizzabili, fornibili come:– Componenti singoli, raggruppati secondo stazione– Stazioni premontate e testate

■ Disponibilità scalabile con flessibilità:– Sistemi standard come Single Station, opzional-

mente con alimentazione ridondante– Sistemi ad elevata disponibilità e fail-safe come

Single/Redundancy Station; opzionalmente con alimentazione ridondante e/o interfaccia Industrial Ethernet

■ Redundancy Station con due sottosistemi separati galvanicamente – 1 o 2 telai di montaggio (distanze fino a 10 km)– Elaborazione sincrona di programmi applicativi

identici– Commutazione in continuità

■ Modifiche di configurazione durante il funzionamento

Sistema Modular-Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX

■ Sistema compatto e robusto nel formato S7-300 per piccole applicazioni e Package Units

■ Struttura costruttiva resistente a vibrazioni e urti senza ventilatori e supporti di memoria rotanti

■ Servizio continuo 24/7 esente da manutenzione con temperature ambiente fino a 50 °C

■ Ampliabilità centrale con allineamento affiancato di fino a 8 unità I/O S7-300

■ Stazioni I/O ET 200SP/ET 200M remote decentrate collegabili tramite PROFINET IO

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Sistemi compatti 45

Sistemi compattiSIMATIC PCS 7 BOX – Sistema di controllo di processo completo con design compatto

Sistema compatto SIMATIC PCS 7 BOX RTX

I SIMATIC PCS 7 BOX ampliano la gamma dei prodotti SIMATIC PCS 7 con PC industriali economici, robusti e salvaspazio con molteplici possibilità d'impiego, ad es. come:

• Client in un Operator System o in SIMATIC BATCH• Sistema di controllo di processo compatto con funzionalità

per engineering (ES), automazione (AS), HMI (OS)• Sistema runtime con funzionalità come sopra ma non per

compiti di engineering

I SIMATIC PCS 7 BOX classificati come sistemi compatti sono focalizzati su entrambi i casi applicativi citati per ultimi.

Con software OS Runtime SIMATIC PCS 7 limitato a 2 000 oggetti di processo (PO), eccellenti caratteristiche fisi-che e dimensioni contenute, essi sono perfettamente adatti per l'automazione in vicinanza degli impianti di:

• Piccole applicazioni/sezioni d'impianto nella produzione• Package Units (sottoprocessi in sé chiusi)• Laboratori o istituti

Essi sono inoltre perfettamente adatti all'impiego come siste-mi di addestramento per il personale operativo e di service.

L'impiego di componenti standard SIMATIC PCS 7 garantisce scalabilità e ampliabilità illimitata – senza interruzione di com-patibilità. A fronte di esigenze crescenti, ad es. se un impianto di test deve poi funzionare come impianto produttivo, è pos-sibile senza problemi un ampliamento con componenti di si-stema SIMATIC PCS 7 ed anche l'integrazione senza problemi nell'impianto di produzione.

La differenziazione della gamma di prodotti avviene essenzial-mente per la funzionalità di automazione e cioè per il tipo di controllore:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTXcon Software-PLC WinAC RTX integrato

• SIMATIC PCS 7 BOX in combinazione con un controllore esterno separato:- Sistema di automazione mEC PCS 7 mEC RTX- Sistema di automazione modulare della serie costruttiva

S7-400 come Single Station o Redundancy Station

La scelta dipende dal rapporto prezzo/prestazioni nonché dalla funzionalità hardware e software supportata.

A seconda che l'engineering sia concentrato in un Engineering System centrale o nel sistema compatto, i due tipi base si differenziano ulteriormente:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTX- ES/OS System con funzionalità ES + OS + AS- OS Runtime System con funzionalità OS + AS

• SIMATIC PCS 7 BOX- ES/OS System con funzionalità ES + OS- OS Runtime System con funzionalità OS

Mediante l'ampliamento con la periferia di processo si può realizzare un sistema di controllo di processo completo per piccole applicazioni. A seconda del tipo di sistema di automa-zione si può collegare la periferia di processo decentrata tra-mite PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus H1 o PROFINET IO. Indipendentemente dal tipo della comunicazione di campo sono supportate le stazioni I/O remote ET 200M, ET 200SP, ET 200iSP, ET 200S ed ET 200pro con un'ampia gamma di unità I/O e funzionali economiche, nonché apparecchiature da campo/di processo direttamente collegate tramite bus di campo. Accanto al PCS 7 AS mEC RTX si possono allineare unità I/O S7-300, anche direttamente sulla sua guida di mon-taggio.

Con il software di diagnostica SIMATIC IPC DiagMonitor inte-grato è possibile includere i sistemi compatti nel PCS 7 Asset Management. Come ES/OS System dotato di licenze software addizionali per SIMATIC PDM e SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, un sistema compatto può fungere anche da Mainte-nance Station.

SIMATIC PCS 7 BOX con controllore esterno separato sono, inoltre, impiegabili per SIMATIC BATCH (fino a 10 Unit) o come Web-Server per fino a due Web-Client.

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Sistemi compatti46

Varianti di design

I sistemi compatti vengono normalmente comandati e monitorati tramite dispositivi di input/output separati (mouse, tastiera, monitor di processo).

In alternativa, una variante di design con Panel Front (figura a destra) consente anche il comando e il monitoraggio tramite un Touch Panel TFT da 22" con una risoluzione di 1920 × 1080 pixel.

SIMATIC PCS 7 BOX con Panel Front, viste di lato e di fronte

Software

Configurazione di sistemaFu

nzio

ni s

uppo

rtat

e e

limiti

OS Runtime Single Station fino a 2 000 OS Runtime PO

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station

SIMATIC BATCH fino a 10 unità

Web Server,per fino a 2 Web Client

Hardware

Controllore (AS) indipendente dal sistema di BOX PC

Comunicazione AS-AS

Routing

Configuration in Run (CiR)

Marcatura temporale di alta precisione

Dati AS ritentivi solo con UPS solo con UPS

Max. struttura d'insieme AS2)

Controllore WinAC RTX integrato

PCS 7 AS RTX (Microbox) come controllore separato

PCS 7 AS mEC RTX come controllore separato

AS 41x modulare (AS Single Station) come controllore separato

AS 41xH/AS 41xF modulare (AS Single Station o AS Redundancy Station) come controllore separato

WinAC RTX 2010 fino a 1 200 AS Runtime PO


solo con UPS


In funzione del tipo di AS 41x, fino a 2 000 AS Runtime PO

In funzione del tipo di AS 41xH o AS 41xF, fino a 2 000 AS Runtime PO

AS/OS Engineering

1) La funzionalità di PROFIBUS Routing del WinAC RTX 2010 è utilizzabile solo unitamente al CP onboard del SIMATIC PCS 7 BOX RTX e del PCS 7 AS RTX.2) Tipiche strutture d'insieme miste, basate sulla SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL)

Type change in Run (TCiR)

PCS 7 BOX RTX PCS 7 BOX

SIMATIC PDM PCS 7

OS Single Station Redundancy

PCS 7 APL

S7 F Systems

SIMATIC Safety Matrix

PROFIBUS DP/PA

G_P

CS

7_X

X_0

0281

FOUNDATION Fieldbus (FF)

1) 1)

S7 Block Privacy

PROFINET IO

(AS 410) (AS 410)

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Comunicazione 47

ComunicazioneComunicazione rapida e sicura con Industrial Ethernet per il bus dell'impianto e dei terminali

Industrial Ethernet, esempi di collegamento

SIMATIC NET

Con i componenti di rete di SIMATIC NET basati su standard af-fermati in tutto il mondo, SIMATIC PCS 7 dispone di una gam-ma di prodotti performanti e robusti per la realizzazione di reti di comunicazione omogenee per lo scambio dati affidabile tra tutti i componenti del sistema e tutti i livelli di un impianto.

I prodotti SIMATIC NET sviluppati appositamente per l'indu-stria sono perfettamente adatti all'impiego in impianti di 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.

• Campi perturbanti elettromagnetici• Atmosfere e liquidi aggressivi• Rischio di esplosione• Elevata sollecitazione meccanica

I prodotti SIMATIC NET garantiscono la possibilità di successivi ampliamenti e la salvaguardia degli investimenti grazie al continuo sviluppo nel segno della compatibilità, come pure l'omogeneità dall'entrata merci fino all'uscita dei prodotti finiti e dall'apparecchiatura da campo fino al Management Information System.

Industrial Ethernet

Il bus dell'impianto e il bus dei terminali per sistemi multista-zione in architettura client-server sono realizzati con Industrial Ethernet, una potente rete d'area e di cella per il settore industriale secondo lo standard internazionale IEEE 802.3 (Ethernet).

Nei diversi sottosistemi SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS etc.) come interfacce di comunicazione vengono impiegate interfacce integrate onboard o semplici schede di rete oppure speciali unità di comunicazione. Per piccoli impianti, la comunicazione "Basic Communication Ethernet" integrata nelle SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation offre la possibilità di collegare economicamente Single Station e Server al bus dell'impianto tramite semplici schede di rete.

In impianti medi e grandi con esigenze elevate, SIMATIC PCS 7 si basa sulle potenti unità di comunicazione CP 1613 A2/ CP 1623/CP 1628 e sulla moderna tecnologia Gigabit e FastEthernet, che combina insieme la grande sicurezza degli anelli ottici con la potenza scalabile grazie alla tecnologia switching ed alle velocità di trasmissione fino a 1 Gbit/s.

Dati tecnici di Industrial Ethernet

Bus dell'impianto/bus dei terminali

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

Bus dei terminali(ottiche/elettriche)

OS Clients

Bus d’impiantoIndustrial Ethernet(ottiche/elettriche)

RemoteClient

OS Server ridondante

Stazione diengineering

SIMATICPCS 7 BOX

AS Single Station

AS Redundancy Station

AS Redundancy Station

SCALANCE X-300

SCALANCEX-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE X-400

G_P

CS

7_X

X_0

0124

SCALANCE X-400

SCALANCEX-400

IWLANAccess Point

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Comunicazione48

Switches Industrial Ethernet / Industrial Wireless LAN

Switches Industrial Ethernet

Per l'integrazione dei nodi/partner di comunicazione nel bus dell'impianto vengono impiegati switch Industrial Ethernet. Particolarmente consigliabili a questo scopo sono questi switch della famiglia di prodotti SCALANCE X, che offrono potenza scalabile ad un prezzo interessante e supportano molteplici possibilità di configurazione.

I prodotti della gamma SCALANCE X autorizzati per SIMATIC PCS 7 hanno varie caratteristiche particolari. Con il crescente numero di tipi aumentano il numero di porte, la modularità, la flessibilità e la funzionalità. Mentre gli switch delle linee di prodotti SCALANCE X-000, X-100, X-200 e X-200 IRT sono dotati esclusivamente di porte FastEthernet per velocità di trasmissione dati fino a 100 Mbit/s, gli switch delle linee di prodotti SCALANCE X-300, X-400/XM-400 e X-500 hanno prevalentemente anche porte Gigabit Ethernet. Gli SCALANCE X-500 dispongono inoltre di porte ottiche Ethernet da 10 Gigabit. Il design degli switch varia tra versione compatta, piatta ed a rack, per gli SCALANCE X-200/X-200 IRT e X-300 persino all'interno della linea di prodotti.

Grazie alla loro elevata disponibilità si preferiscono topologie ad anello per il bus dell'impianto e il bus dei terminali. Un ulteriore vantaggio degli anelli ottici è la loro immunità ai disturbi EMC.

Topologia ad anello ridondanteIn caso di elevate esigenze di disponibilità, la comunicazione può essere ripartita in modo ridondante su due anelli fisica-mente separati. Per ogni anello, la funzione di manager di ridondanza è rispettivamente assunta da uno switch.

• Bus dei terminaliLe stazioni PCS 7 vengono collegate tramite interfacce Industrial Ethernet separate ad ognuno dei due anelli. Sulle stazioni PCS 7 il software di comunicazione SIMATIC NET SOFTNET IE RNA organizza i processi di comunicazione mediante Parallel Redundancy Protocol (PRP) secondo IEC 62439-3. Via SCALANCE X204RNA sono integrabili apparecchiature terminali con solo una connessione Industrial Ethernet, ad es. l'orologio centrale d'impianto SICLOCK TC 400.

• Bus dell'impiantoCon la progettazione mediante NetPro, i partner di accop-piamento collegati ai due anelli tramite due interfacce In-dustrial Ethernet per ogni AS-CPU e OS Server, vengono combinati logicamente tra loro tramite un collegamento S7 ad elevata disponibilità (ridondanza a 4 vie).

Ethernet Client Module SCALANCE W700 secondo IEEE 802.11n

Industrial Wireless LAN (IWLAN)

SIMATIC PCS 7 offre la possibilità di integrare Remote Client mobili o stazionari tramite un Access Point IWLAN della serie di prodotti SCALANCE W760, W770 o W780 nel bus dei termi-nali.

I Remote Client mobili (ad es. notebook) possono comunicare con l'IWLAN Access Point tramite un'interfaccia WLAN integrata e i Remote Client stazionari in una custodia desktop/tower (PCS 7 Industrial Workstations) tramite un IWLAN Client Module della serie di prodotti W720, W730 o W740.

Sono così realizzabili le seguenti applicazioni:

• Implementazione di OS Client remoti addizionali (fino a 2 Client in rete IWLAN)

• Collegamento di Web Client ad un SIMATIC PCS 7 Web Server (fino a 2 Web Client in rete IWLAN)

• Accesso remoto ad una Engineering Station, ad es. durante la messa in servizio.

Tutti i componenti impiegati sono assai robusti, utilizzano moderni metodi di autenticazione e crittografia e garantisco-no una grande affidabilità del canale radio. Con il raggruppa-mento di canali e l'utilizzo in parallelo di più antenne (tecno-logia MIMO) secondo lo standard internazionale IEEE 802.11n si raggiungono velocità dati lorde fino a 450 Mbit/s.

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Comunicazione 49

PROFINET – Lo standard Industrial Ethernet aperto per l'automazione

PROFINET, basato sugli standard internazionali IEC 61158 e IEC 61784, riunisce i vantaggi dello standard di rete aperto Ethernet e del sistema di bus di campo PROFIBUS. PROFINET è sinonimo di massima trasparenza, comunicazione IT aperta, sicurezza della rete e comunicazione in tempo reale fino al livello di campo. PROFINET è pertanto la base ideale nell'im-pianto per una rete di automazione unitaria, che può inte-grare facilmente bus di campo già esistenti realizzati con PROFIBUS.

Nel contesto del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, l'impiego di PROFINET è focalizzato soprattutto su PROFINET IO, la comunicazione di campo tra i sistemi di auto-mazione (controllori) e la periferia di processo. Con il profilo PROFIsafe esso supporta la comunicazione orientata alla sicu-rezza tra sistema di automazione (controllore) e periferia di processo. La comunicazione HART integrata consente la parametrizzazione di apparecchiature da campo HART con SIMATIC PDM da una stazione di engineering centrale.

I sistemi di automazione S7-400 possono essere integrati tramite l'interfaccia PROFINET nella CPU o tramite le unità di comunicazione CP 443-1 in PROFINET IO, il SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX tramite l'interfaccia PROFINET nell'Embedded Controller EC31. Per l'integrazione delle stazioni I/O remote sono disponibili specifici moduli d'interfaccia:

• IM153-4PN High Feature per ET 200M• IM 155-6PN High Feature per ET 200SP

Come componenti di rete sono impiegabili sia speciai prodotti PROFINET sia prodotti Industrial Ethernet, ad es. switch SCALANCE X e Media Converter, elementi di collegamento FastConnect, mezzi trasmissivi elettrici e ottici.

Prodotti Add-on per SIMATIC PCS 7 supportano l'integrazione di ulteriori nodi/partner PROFINET IO, ad es.:

• Sistema di gestione e comando motore SIMOCODE pro V PN

• Azionamenti a velocità variabile SINAMICS• Slave AS-i (sensori/attuatori) tramite IE/AS-i LINK PN IO

(master AS-i singolo o doppio)

I bus di campo PROFIBUS e FOUNDATION Fieldbus H1 possono essere integrati tramite una unità di comunicazione CP 443-5 o un'interfaccia PROFIBUS DP nella CPU del sistema di auto-mazione, i bus di campo PROFIBUS, inoltre, anche tramite IE/PB Link PN IO.

Sulla base delle topologie lineare, a stella, ad albero e ad anel-lo sono realizzabili molteplici configurazioni di rete sul campo. Configurazioni PROFINET IO con topologia ad anello garanti-scono una disponibilità più elevata delle apparecchiature I/O rispetto alle altre topologie.

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Comunicazione50

Esempio di comunicazione PROFINET nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7

In caso di configurazioni ad anello PROFINET IO con AS Single Station, la ridondanza dei mezzi trasmissivi dell'anello aumen-ta la disponibilità del segmento. Al verificarsi di un'interruzio-ne del cavo d'anello o della caduta di un nodo/partner il mana-ger di ridondanza attiva immediatamente la via di comunica-zione alternativa. È irrilevante in questo caso se l'inter-connessione in rete avviene tramite switch SCALANCE X o direttamente tramite le interfacce PROFINET del sistema di automazione o della stazione I/O remota.

La massima disponibilità con minimi tempi di reazione all'errore si raggiunge con AS Redundancy Stations in combi-nazione con la ridondanza di sistema delle apparecchiature I/O. La ridondanza di sistema caratterizza una forma della comunicazione PROFINET IO, con la quale ogni apparecchia-tura I/O realizza tramite la rete topologica un collegamento di comunicazione con entrambe le CPU di una AS Redundancy Station. Contrariamente al collegamento unilaterale delle apparecchiature I/O con solo una CPU, il guasto di una CPU non comporta automaticamente la caduta delle apparecchia-ture I/O.

Operator stations(OS server)

AS Redundancy Station with PROFINET CPU

AS Single Station with PROFINET CPU

Weighing systems IE/PB link

Zone 2 Zone 1

PA/FF link

PA or FF H1

Industrial Ethernet

PROFINET

ET 200M

SIMOCODE pro

ET 200SP

G_P

CS

7_X

X_0

0387

PROFIBUS DP

SENTRON PAC3200/PAC4200

SINAMICS

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Comunicazione 51

Comunicazione tramite bus di campo rapida e robusta

Integrazione di sistema per PROFIBUS PA e FOUNDATION Fieldbus H1 via PROFIBUS DP

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 con funzionalità in tempo reale. Questa comunicazione di campo è caratterizzata da:

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

diagnostici

Come mezzo di comunicazione robusto e affidabile per il livello di campo si è universalmente affermato PROFIBUS. Sulla base degli standard IEC 61158 e IEC 61784 esso può soddisfare tutte le esigenze dell'industria manifatturiera e di processo, con:

• Tecniche di trasmissione tra loro complementari• Profilo di comunicazione unitario • Profili applicativi addizionali per tipiche funzioni delle

apparecchiature, ad es. PA Device, PROFIdrive, PROFIsafe o PROFIenergy.

PROFIBUS DP

Il PROFIBUS DP, progettato per alte velocità di trasmissione dati e brevi tempi di reazione (fino a 1 ms), è contemporaneamente:

• Mezzo di comunicazione per la trasmissione dati tra sistemi di automazione (controllori) e apparecchiature periferiche decentrate della famiglia ET 200 (I/O remoti) nonché appa-

recchiature da campo/di processo, azionamenti, strumenti di analisi, CPU/CP, terminali operatore etc., che dispongono di un'interfaccia PROFIBUS DP

• Integratore per i bus di campo tipicamente impiegati nell'industria di processo PROFIBUS PA e FOUNDATION Fieldbus H1

Grazie al supporto del protocollo HART sono integrabili nella comunicazione PROFIBUS DP anche apparecchiature da campo HART.

Il PROFIBUS DP è realizzabile in tecnica di trasmissione elettrica o ottica:

• RS 485: tecnica di trasmissione elettrica semplice ed economica sulla base di un cavo schermato a due fili

• Fibra ottica: tecnica di trasmissione ottica con cavi in fibra ottica (cavi FO) in vetro o plastica, per la trasmissione veloce di grandi quantità di dati in ambiente fortemente influen-zato da disturbi o per il superamento di grandi distanze

Mediante un trasformatore d'isolamento per bus di campo e della tecnica di trasmissione RS 485-iS è possibile addurre il PROFIBUS DP come bus a sicurezza intrinseca fino nella Zona Ex 1 o 21.

G_P

CS

7_X

X_0

0247

FF linkPA link

Remote I/O

SIMATIC PCS 7 automation system

Maintenance/OS server

OS multi-clientsEngineering station

DrivesPROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus

PROFIBUS DP

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Comunicazione52

PROFIBUS PA e FOUNDATION Fieldbus H1

Di particolare importanza per l'automazione dei processi, che spesso si svolgono in ambienti aggressivi, pericolosi per la sa-lute ed a rischio di esplosione, sono il collegamento diretto dei trasmettitori e degli attuatori, incl. l'alimentazione di energia, tramite il mezzo di comunicazione nonché una diagnostica dettagliata.

Sia il PROFIBUS PA sia il FOUNDATION Fieldbus H1 (FF H1) sod-disfano queste esigenze. Entrambi questi bus di campo sono perfettamente adatti per integrare direttamente nel sistema di controllo di processo attuatori e sensori in ambienti fino alle Zone Ex 1/21 o 0. Tramite un cavo a 2 conduttori, la tecnica di trasmissione a sicurezza intrinseca MBP (Manchester Coded;

Bus Powered) consente contemporaneamente l'alimentazio-ne di energia delle apparecchiature da campo e la trasmissio-ne dati digitale ad una velocità costante di 31,25 kbit/s.

La fisica dei bus PROFIBUS PA e FF H1 secondo IEC 61158 è sostanzialmente identica. Tramite il PROFIBUS DP come ele-mento di unione, entrambi i bus possono essere integrati di-rettamente nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. PROFIBUS PA e FOUNDATION Fieldbus H1 si avvalgono in eguale misura dell'architettura PROFIBUS DP sovraordinata. Il cliente che impiega SIMATIC PCS 7 non è pertanto vincolato ad un determinato bus di campo, ma può scegliere liberamen-te quello adatto per una strumentazione da campo ottimale.

1) secondo direttiva d'installazione PROFIBUS 2.262

Dati tecnici PROFIBUS DP

Trasmissione dati RS 485 RS 485-iS Fibra ottica

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

Cavo schermato a 2 conduttori schermato a 2 conduttori fibra in plastica nonché in vetro multimode e singlemode

Tipo di protezione antideflagrante EEx(ib)

Topologia linea, albero linea anello, stella, linea

Nodi/partner per ogni segmento 32 32 1) –

Nodi/partner per ogni rete (con repeater)

126 126 126

Lunghezza cavo per ogni segmento in funzione della velocità di trasmis-sione

1 200 m a max. 93,75 kbit/s1 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 in vetro multimode)

>15 km a 12 Mbit/s(fibra in vetro singlemode)

Repeater per la rigenerazione del segnale in reti RS 485

max. 9 max. 91) non rilevante

Dati tecnici PROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus H1

Trasmissione dati MBP MBP

Velocità di trasmissione 31,25 kbit/s 31,25 kbit/s

Cavo schermato a 2 conduttori schermato a 2 conduttori

Tipo di protezione antideflagrante EEx (ia/ib) EEx (ia/ib)

Topologia linea, albero, anello linea, albero, anello

Safety Integrated 4 –

Control in the Field – 4

Interoperabilità 4 4

Apparecchiature da campo per ogni segmento/coupler 31 31

Apparecchiature da campo per ogni link 64 31

Distributore di campo attivo per ogni segmento/coupler- AFD4/AFD8- AFDiS/AFDiSD o combinazioni di AFDiS con AFD4/AFD8

85

85

Max. corrente assorbita di tutte le apparecchiature da campo, totale 1 A 1 A

Lunghezza cavo per ogni segmento in funzione della velocità di trasmissione

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

1 900 m

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Comunicazione 53

Architetture di bus di campo

Nelle architetture di bus di campo rappresentate, l'accoppia-mento tra reti PROFIBUS PA o FF H1 e PROFIBUS DP avviene tra-mite un link (PA Link/FF Link) equipaggiato con 1 o 2 coupler. Con un PA Link, equipaggiabile con fino a 5 coupler, possono funzionare max. 5 segmenti di bus tramite coupler singoli (max. 3 in caso di configurazioni miste con ridondanza di anello o di coupler). Con l'FF Link, equipaggiabile con 2 coupler, può funzionare solo 1 segmento indipendentemente dalla configu-razione.

Grazie alla fisica di bus identica, i seguenti distributori di campo attivi possono essere impiegati per PROFIBUS PA e FF H1: AFS (Active Field Splitter), AFD (Active Field Distributor) per Zone Ex 2/22 e AFDiS (Active Field Distributor intrinsically Safe) per Zone Ex 1/21 e 2/22.

Architettura lineare con coupler singolo I distributori di campo attivi (fino a 8 senza, fino a 5 con AFDiS) integrano le apparecchiature da campo in un segmento linea-re. Il collegamento a questi distributori di campo avviene tra-mite cavi di derivazione resistenti a cortocircuito. Diversamen-te rispetto all'AFD le lunghezze dei cavi di derivazione per l'AFDiS sono indipendenti dal numero di tutti i cavi di deriva-zione nel segmento di bus e non devono essere considerate per la lunghezza totale del segmento di bus. Il segmento lineare è collegabile tramite link ad un PROFIBUS DP singolo o ridondante. L'ultimo AFD4/AFD8/AFDiS alla fine della linea remotata dal link attiva automaticamente la sua resistenza terminale di chiusura bus.

Architettura lineare con ridondanza di couplerIl distributore di campo attivo AFS viene collegato nel link con una coppia di coupler ridondanti (2 x FDC 157). Esso commuta di volta in volta il segmento lineare sul coupler attivo. Un coupler può essere sostituito durante l'esercizio. L'integrazione delle apparecchiature da campo nel segmento lineare avviene come descritto sotto "Architettura lineare con coupler singolo".

Architettura ad anello con ridondanza di coupler e di mezzi trasmissiviCon un segmento ad anello, che viene configurato con una coppia di coupler ridondanti (2 x FDC 157) nel link, si può rag-giungere il massimo livello di disponibilità. I distributori di campo attivi AFD4/AFD8/AFDiS (fino a 8 senza, fino a 5 con AFDiS) integrano le apparecchiature da campo tramite cavi di derivazione resistenti a cortocircuito in questo segmento ad anello. La terminazione del bus avviene automaticamente con adattamento immediato al bus in caso di modifiche o guasti. È possibile eseguire un ampliamento del bus di campo o la sostituzione di un coupler durante l'esercizio.

Vantaggi dell'architettura ad anello

• Altissima disponibilità, che impedisce fermi impianto non pianificati

• Installazione semplice e rapida• Terminazione di bus automatica• Isolamento automatico bumpless di segmenti parziali

difettosi• Topologia riparabile o ampliabile durante l'esercizio

Architetture di bus di campo con PROFIBUS PA e FOUNDATION Fieldbus H1

Diagnostica di bus di campo ampliata per PROFIBUS PA con AFDiSD

Mentre la diagnostica AFDiS è limitata a cortocircuiti, perdita di ridondanza, riconoscimento di instabilità e guasto di appa-recchiature da campo, la diagnostica di bus ampliata consente con distributori di campo attivi AFDiSD una diagnostica com-pleta dell'intero segmento PROFIBUS PA. Essa include tra l'altro il riconoscimento, l'acquisizione e il monitoraggio di:

• Topologia (DP/PA Coupler, AFDiSD)• Tensione e corrente sul cavo principale e sui cavi di deriva-

zione• Livello di segnale e di disturbo• Asimmetria capacitiva rispetto allo schermo del cavo prin-

cipale

Requisito per l'utilizzo della diagnostica di bus ampliata è co-munque che tutti i distributori di campo attivi del segmento ed i componenti del PA Link supportino questa funzionalità.

Nello stato di fornitura la funzionalità di AFDiSD e AFDiS è con-forme. La diagnostica di bus ampliata è attivabile mediante il selettore del modo di funzionamento sull'AFDiSD.

G_P

CS

7_X

X_0

0249

SIMATIC PCS 7 automation system

PA link / FF link

PA link / FF link

PA link / FF link

AFS

AFD4 AFD8 AFDiS

AFD4 AFD8 AFDiS

AFD8 AFDiS

PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1

PR

OFI

BU

S D

P

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Periferia di processo54

Periferia di processoLa soluzione giusta per ogni esigenza

ET 200iSP con alimentazione ridondante

SIMATIC PCS 7 offre molteplici possibilità per l'acquisizio-ne/l'emissione di segnali di processo mediante sensori e attua-tori e per il collegamento di apparecchiature periferiche ai si-stemi di automazione:

• Unità I/O e funzionali in stazioni I/O remote collegate al bus di campo PROFIBUS DP o PROFINET IO

• Apparecchiature da campo/di processo intelligenti decen-trate e terminali operatore in collegamento diretto al bus di campo PROFIBUS DP, PROFIBUS PA o FOUNDATION Fieldbus H1

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

Nell'automazione sul campo prevale essenzialmente l'impiego di periferia di processo decentrata, che, a seconda del tipo, supporta anche configurazioni ridondanti o il funzionamento in atmosfere di gas e polveri a rischio di esplosione:

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

• Apparecchiature da campo/di processo intelligenti per il collegamento diretto al bus di campo

A favore della periferia di processo decentrata, oltre all'ampia gamma di funzionalità tecniche, sono determinanti soprattut-to 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 ciclo di vita

Le unità di ingresso/uscita dell'S7-400 funzionanti central-mente nel sistema di automazione costituiscono un'alterna-tiva alla periferia di processo decentrata in piccole applicazioni o in impianti di ridotta estensione decentrata.

Periferia di processo standard per SIMATIC PCS 7

Per l'automazione sul campo con SIMATIC PCS 7 è impiegabile la seguente periferia di processo decentrata:

• Via PROFINET- Sistema di periferia I/O SIMATIC ET 200M- Sistema di periferia I/O SIMATIC ET 200SP

• Via PROFIBUS- Sistema di periferia I/O SIMATIC ET 200iSP- Sistema di periferia I/O SIMATIC ET 200S- Sistema di periferia I/O SIMATIC ET 200pro- Apparecchiature PROFIBUS PA a part. dal profilo PA 3.0- Azionamenti basati su tipi di telegrammi standard 1/20

della specifica PI "Profile Drive Technology PROFIdrive"- Apparecchi di manovra secondo tipo di profilo 1 della

specifica "Profiles for Low Voltages Switchgear Devices"

Questa periferia di processo può essere integrata in SIMATIC PCS 7 con blocchi funzionali standard dell'Advanced Process Library.

Un insieme di funzioni più ampio è offerto da blocchi focaliz-zati sulla periferia di processo, che vengono offerti come pro-dotti Add-on per SIMATIC PCS 7, ad es. per sistemi di aziona-mento e sistemi di pesatura come:

• Sistema di gestione e comando motore SIMOCODE pro• Convertitore di frequenza SINAMICS G120• Sistemi di pesatura SIWAREX U/FTA/FTC• Dispositivi di misura 7KM PAC3200/4200

Possibilità di modifiche online

ET 200M/ET 200iSP

■ Aggiunta di stazioni ET 200M/ET 200iSP■ Aggiunta di unità I/O alla stazione■ Riparametrizzazione di unità I/O■ Parametrizzazione con SIMATIC PDM di

apparecchiature da campo HART collegate

ET 200S ■ Aggiunta di stazioni ET 200S

ET 200pro ■ Aggiunta di stazioni ET 200pro

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus H1

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

campo PA■ Parametrizzazione di apparecchiature da

campo PA o FF con SIMATIC PDM

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Periferia di processo 55

Periferia di processo in atmosfere di gas e polvere a rischio d'esplosione

Periferia di processo in atmosfere a rischio di esplosione

La grafica mostra le diverse possibilità di collegamento della periferia di processo decentrata di SIMATIC PCS 7 in conside-razione di diverse condizioni ambientali.

Moduli terminali MTA

Con i moduli terminali MTA (Marshalled Termination Assem-blies) è possibile collegare in modo semplice, rapido e sicuro apparecchiature da campo, sensori e attuatori 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 unità I/O ri-dondanti e fail-safe. Con l'impiego dei moduli MTA è possibile ridurre in modo significativo gli oneri di cablaggio e messa in servizio ed impedire errori di cablaggio.

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

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 0

Polvere

Gas

Sistema di controllo di processo

Trasformatore di separa-zione del bus di campo1)

Area a rischio d'esplosione

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

PA Link/FF Link1)

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

1) Atmosfera di polvere: installazione dei componenti sempre in una custodia con grado di protezione IP6x2) Con DC 10 A Standard Power Supply3) Soddisfa anche FM/UL secondo Class I Division 2

S7-4002)

S7-4002)

ET 200S1) SIMOCODE pro1)

ET 200iSP1) 3)

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA/FF H1

ET 200M1)

Ex e, Ex d

ET 200SP1)

Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

AFDiS

Ex i, Ex e

PROFIBUS

PROFINET

HART

HART

G_P

CS

7_X

X_0

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Periferia di processo56

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

1) Disponibile anche come componente SIPLUS per campo di temperatura esteso -25/-40 … +60/+70 °C ed atmosfera aggressiva/condensa (dettagli in Internet all'indirizzo www.siemens.com/siplus)

Sistema di perife-ria

ET 200M ET 200iSP ET 200SP ET 200S ET 200pro

Struttura

Grado di protezione IP20 IP30 IP20 IP20 IP65/IP66/IP67

Forma costruttiva Modulare Modulare Finemente scalabile Finemente modulare, blocco ampliabile

Modulare

Montaggio Guida profilata Guida profilata Guida DIN Guida DIN Guida profilata

Tecnica di collega-mento per sensori/ attuatori

Collegamento monoconduttoremorsetti a molla/ morsetti a vite, Fast-Connect, TopConnect

Collegamento multiconduttoremorsetti a molla/morsetti a vite

Collegamento monoconduttore/multiconduttoremorsetti push-in

Collegamento multiconduttoremorsetti a molla/morsetti a vite, FastConnect

M8, M12, M23

Applicazioni speciali

Tecnica di sicurezza 4 4 – 4 4

Impiego in area Ex Zone 2, 22 Zone 1, 21 Zone 2, 22 Zone 2, 22 –

Elevata disponibilità Condivisa, ridondante

Condivisa, ridondante

– – –

Campo di temperatura 0 … +60 °C1) -20 … +70 °C 0 ... +60 °C1) (mon-taggio in orizzontale)

0 … +60 °C1) -25 … +55 °C

Resistenza a vibrazioni (sollecitazione continua)

1 g 1 g Fino a 5 g 2 g 5 g (dipendente dal modulo)

Comunicazione

PROFIBUS (Cu/FO) 4 / – (12 Mbit/s) 4 / – (1,5 Mbit/s) – / – 4 / 4 (12 Mbit/s) 4 / 4 (12 Mbit/s)

PROFINET (Cu/FO) 4 / – – / – 4 / – – / – – / –

Funzioni di sistema

Cablaggio permanente

4 (estrazione e inserimento)

4 4 4 –

Hot Swapping 4 (con bus backplane attivo)

4 4 4 4

Ampliamento/configurazione durante l'esercizio

4 / 4 4 / 4 – / – 4 / – – / –

Diagnostica (dipen-dente dal modulo)

Per canale Per canale Per canale Per canale Per canale

Funzioni

Canali digitali 4 4 4 4 4

Canali analogici 4 4 4 4 4

Incl. HART 4 4 – – –

Avviatore motore – – – 4 –

Collegamento a pneumatica

–4

– – –

Funzioni tecnologiche Conteggio/misura, regolazione, pesatura

Conteggio, misura frequenza

– Conteggio/misura –

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Periferia di processo 57

AzionamentiApparecchiature consigliate

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

Siemens Sensor and Communication offre un'ampia gamma di apparecchiature per il funzionamento con il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, ad es.

• Dispositivi di misura di portata, pressione, temperatura o livello

• Posizionatori• Apparecchiature per l'analisi dei gas• Sistemi di pesatura SIWAREX

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

Gamma di apparecchiature di Siemens Sensors and Communication (selezione)

Azionamenti SIMOCODE pro

Sistema di gestione e comando motore per motori a velocità costante nel campo della bassa tensione

SINAMICS G120

Convertitore di frequenza per motori asincroni trifase e motori sincroni trifase

Grado di protezione IP20 (dipendente dal modulo) IP20

Forma costruttiva Modulare Modulare (unità di regolazione, modulo di potenza)

Campo di potenza 0,1 ... 700 kW 0,37 ... 250 kW

Tensioni Fino a AC 690 V AC 380 ... 480 V o 660 ... 690 V ± 10 %

Correnti nominali dei motori Fino a 820 A –

Comunicazione PROFIBUS 4 4

Biblioteca di blocchi per l'integrazione in SIMATIC PCS 7

4 4

Campo d'impiego Protezione e comando di motori- in aree a rischio di esplosione per i tipi di prote-

zione EEX e/d secondo direttiva ATEX 94/9/CE - con avviamento pesante (industria della carta,

del cemento, economia delle acque) - in impianti ad elevata disponibilità (industria chi-

mica, petrolchimica, di lavorazione delle materie prime, centrali elettriche)

Impiego universale in tutti i settori dell'industria e delle piccole imprese

Una presentazione panoramica della gamma di apparec-chiature attuale con ulteriori informazioni, dati tecnici e per l'ordinazione è disponibile in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/processinstrumentation

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Automazione di lotti con SIMATIC BATCH58

Automazione di lotti con SIMATIC BATCHModulare, flessibile, scalabile e completamente integrato in SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH può, con il suo modo operativo guidato da ricetta, elaborare in modo efficiente e flessibile processi batch semplici e complessi con sequenze di comando alternate. Le rispettive elevate esigenze sono soddisfatte da SIMATIC BATCH senza alcuna eccezione:

• Utilizzo ottimale degli impianti di produzione• Qualità del prodotto costante• Tracciabilità/rintracciabilità• Osservanza di norme e prescrizioni di legge• Rapida reazione a mutate condizioni di mercato

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 con SIMATIC BATCH UNIT cumulabili (opzioni di quantità 1x, 10x e 50x per istanze di sezioni d'impianto) in impianti di qualsiasi grandezza.

In piccole applicazioni batch si può impiegare un SIMATIC PCS 7 BOX in combinazione con un controllore separato, ad es. un SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX.

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'impianto. Per aumentare la disponibilità, il Batch Server può essere con-figurato anche in modo ridondante.

Per l'impiego come Batch Client si prestano, oltre alle SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation, anche i più compatti SIMATIC PCS 7 OS Client 627 e 427.

SIMATIC BATCH, scalabile dal sistema monostazione fino al sistema client-server

Integrazione in SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH è completamente integrato in SIMATIC PCS 7. Il collegamento al livello di direzione della produzione è supportato da una comunicazione diretta con SIMATIC IT o da un'interfaccia aperta verso qualsiasi Manufacturing Execution System (MES).

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 creazione delle ricette, cosicché l'elaborazione delle ricette è possibile separatamente dall'Engineering System. Le modifiche di progettazione effettuate nell'Engineering System sono trasferibili sul Batch Server con la funzione di update.

Normalmente il software SIMATIC BATCH Server funziona sul proprio hardware server (Batch Server), separato dagli OS Server. In funzione del carico sull'Operator System è possi-bile far funzionare l'OS Software e il Batch Server Software an-che su un hardware server comune. I SIMATIC BATCH Client e OS Client possono funzionare su hardware di base separati o su un hardware di base comune.

Per la gestione utenti centrale e la relativa autenticazione nonché per la "firma elettronica" per l'abilitazione di ricette base, formule e oggetti di biblioteca da parte di utenti/gruppi di utenti di Windows autorizzati, SIMATIC BATCH utilizza il SIMATIC Logon integrato nel sistema di controllo di processo. Impostazioni di configurazione personalizzate di Batch Control Center ed editor di ricette vengono memorizzate con il logoff come profilo specifico di utente. Ad un nuovo logon su può così operare su un qualsiasi client dell'impianto e nell'ambiente abituale.

SIMATIC BATCH Client e OS Client

SIMATIC PCS 7Operator Station

conSIMATIC BATCH

Sistemi diautomazione

Batch Server OS Server

EngineeringStation

Bus dei terminali

Bus d'impianto

nel modo operativo AS

G_P

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7_X

X_0

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Automazione di lotti con SIMATIC BATCH 59

Comunicazione con i sistemi di automazione

In dipendenza del modo di funzionamento, SIMATIC BATCH comunica con i sistemi di automazione (AS) tramite il PCS 7 Operator System (OS) o direttamente tramite S7 DOS.

SIMATIC BATCH mette a disposizione speciali pagine operative standard (faceplates e OS Controls) per il comando e il moni-toraggio di sezioni d'impianto e di funzioni tecniche. Come in-terfaccia verso il livello di automazione sottordinato vengono di norma utilizzate istanze di un tipo SFC.

Modi di funzionamento dell'elaborazione ricette

• Modo di funzionamento PC: elaborazione della logica com-pleta delle ricette nel Batch Server

• Modo di funzionamento AS: esecuzione della logica par-ziale delle ricette nel sistema di automazione: - Brevissimi tempi di cambio passo (step time)- Funzionalità deterministica migliorata nell'elaborazione

di un lotto- Disponibilità più elevata

• Funzionamento misto: utilizzo parallelo dei modi di funzio-namento PC e AS per un lotto

Highlights di SIMATIC BATCH

■ Architettura modulare con scalabilità flessibile– Adattamento ottimale alla grandezza dell'impianto

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

nessuna costosa capacità di riserva

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

■ Modi di funzionamento PC e AS

■ Integrazione omogenea di SIMATIC BATCH nella strate-gia HMI e nell'engineering di SIMATIC PCS 7 tramite interfaccia di sistema– Nessuna interfaccia specifica di cliente– Nessuna progettazione doppia per dati di enginee-

ring specifici di processi batch– OS Controls per l'integrazione in pagine di processo

■ Ricette neutrali rispetto alle sezioni d'impianto– Netta semplificazione della gestione e della valida-

zione di ricette– Modo operativo flessibile e utilizzo ottimale degli

impianti con strategie di occupazione e assegna-zione delle sezioni d'impianto durante l'esecuzione del processo batch

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

processo– Creazione semplice, veloce e con minima possibilità

di errore

■ Esportazione e importazione di ricette base, formule ed oggetti di biblioteca

■ Memorizzazione e archiviazione nel Process Historian e nel formato XML nonché protocollazione completa dei dati dei lotti – La produzione diventa trasparente e rintracciabile– Sicura guida operatore, sicura reazione a guasti nel

processo– Viewer per lotti archiviati

■ 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 con ricette e formule – Gestione utenti con protezione di accesso e firma

elettronica

■ Collegamento a SIMATIC IT o a qualsiasi altro sistema MES

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Funzionalità di Batch Client

Batch Control Center

Il Batch Control Center (BatchCC) è la "centrale di comando" per il monitoraggio e il comando di processi batch. I dati rile-vanti per SIMATIC BATCH sono gestiti tramite un'interfaccia utente grafica. BatchCC offre potenti funzioni per i seguenti compiti:

• Lettura e 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• Gestione delle biblioteche con elementi di ricette (opera-

zioni di biblioteca) • Editazione delle categorie di formule e gestione delle rela-

tive formule (set di parametri) • Creazione della ricetta base dalla ricetta di comando• Esportazione ed importazione di ricette base, formule e og-

getti di biblioteca• Creazione di lotti con ricette base• Attivazione di processi batch e comando di lotti• Monitoraggio e diagnostica di processi batch• Strategia di occupazione nella creazione di ricette e asse-

gnazione delle sezioni d'impianto durante l'esecuzione del processo batch

• Modifica/cancellazione/inserimento online di oggetti ed elementi strutturali (loop, transizioni etc.) della ricetta

• Protocollazione e archiviazione di ricette e dati dei lotti• Richiamo della visualizzazione SFC direttamente dalla ri-

cetta di comando

Batch Planning

Con BatchCC è possibile progettare singolarmente ordini di produzione e lotti. Una funzionalità di pianificazione senz'al-tro superiore è tuttavia offerta da Batch Planning. È così pos-sibile pianificare in anticipo i lotti per una molteplicità di ordini di produzione. Il repertorio di funzioni comprende, oltre alla pianificazione, anche la modifica, lo storno, la cancellazione e l'abilitazione dei lotti.

Pianificazione dei lotti

Speciali rappresentazioni di liste per categorie di ordini, ordini di produzione, pianificazione dei lotti e dei relativi stati e risul-tati supportano e semplificano la pianificazione e la gestione dei lotti. La creazione e la distribuzione dei lotti per un ordine di produzione è pertanto possibile manualmente ma può avvenire anche automaticamente in funzione del numero di lotti presta-bilito e della quantità di produzione. In una combinazione di diagramma di Gantt e tabella è possibile rappresentare con chiarezza tutti i lotti incl. la loro occupazione delle sezioni d'impianto. Sono segnalati simbolicamente conflitti temporali o conflitti dovuti all'occupazione multipla di sezioni d'impianto. I conflitti temporali possono essere facilmente eliminati spo-stando i lotti interessati nel diagramma di Gantt. Le seguenti caratteristiche del lotto sono impostabili e modificabili:

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

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

cedente o quello successivo)• Visualizzazione del tempo di esecuzione di un lotto• Prescrizione del minimo intervallo temporale per il conca-

tenamento dei lotti

Batch OS Control

I Batch OS Control visualizzati nella pagina di processo con-sentono il comando e il monitoraggio di processi batch.

Pagina di processo con Batch OS Control inserito

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Sistema di ricette, archiviazione e protocollazione

Editor di ricette SIMATIC BATCH

Editor di ricette

L'editor di ricette serve per la creazione e la modifica semplici e intuitive di ricette base e di operazioni di biblioteca. Esso di-spone di un'interfaccia utente grafica, di funzioni di elabora-zione 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'im-pianto con l'Engineering System di SIMATIC PCS 7, ad es. se-zioni d'impianto e funzioni tecnologiche. L'editor di ricette può essere richiamato da BatchCC o anche avviato singolar-mente.

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

• Creazione di nuove ricette base e operazioni di biblioteca• Modifica di ricette base già esistenti e di operazioni di bi-

blioteca (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 indirizzare i prodotti di un lotto in altre sezioni d'impianto (impianti locali o esterni)

• Progettazione di espressioni aritmetiche per il calcolo di va-lori di riferimento per parametri di transizione e di ricette da variabili di ricette e costanti

• 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 impiegabili sulla

base di caratteristiche di equipaggiamento statiche e attri-buti dinamici

• Abilitazione delle ricette base e delle operazioni di biblio-teca per test o produzione

Esempio di un protocollo di lotto

Strutture di ricette per il trattamento di eccezioni

La marcatura di parti di ricetta selezionabili a piacere consente di monitorare gli stati di processo durante l'esecuzione. Ad eventi o guasti analizzati è possibile reagire, in uno speciale container, mediante un blocco di comando o una funzione di salto.

Protocolli dei lotti

I protocolli dei lotti contengono tutti i dati necessari per la ri-produzione del processo batch, per l'attestazione di qualità e l'adempimento degli obblighi di legge, tra l'altro:• Dati di identificazione• Dati della ricetta di comando• Dati effettivi di produzione• Andamento temporale dei passi• Segnalazioni di stato, errore e guasto• Interventi operativi • Valori di processo

Protocolli delle ricette

I protocolli delle ricette contengono i dati di produzione, ad es. • Dati d'intestazione della ricetta• Topologia della ricetta• Lista dei materiali impiegati, scartati e dei parametri

Viewer per lotti archiviati

I dati dei lotti accessibili solo a persone o sistemi autorizzati sono memorizzabili nel formato XML – localmente, tramite una rete o su un server di archivio centrale (CAS). È qui in genere irrilevante se i lotti conclusi derivano da uno solo o più impianti SIMATIC BATCH. Nel Batch Control Center i lotti così archiviati possono essere visualizzati nuovamente come ricet-ta di comando con un viewer.

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Ricette gerarchiche e neutrali rispetto alle sezioni d'impianto

Rappresentazione della struttura gerarchica delle ricette sul modello dell'impianto

Ricette gerarchiche secondo ISA-88.01

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

• Procedura di ricetta per il comando del processo o 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'impianto per più sezioni dello stesso tipo minimizza l'onere di engineering e comporta notevoli vantaggi per la validazio-ne. Alle procedure di ricetta parziali vengono semplicemente assegnati, al momento della creazione della ricetta, solo crite-ri di scelta. L'assegnazione definitiva delle sezioni d'impianto in base all'analisi delle caratteristiche statiche e dinamiche (ad es. grandezza del contenitore e stato di pulizia) 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" al momento dell'occupazione della sezione

• "Sezione d'impianto preferita" per la preselezione al momento della creazione della ricetta

• Determinazione della "sezione d'impianto più a lungo inutilizzata" per un utilizzo uniforme delle sezioni d'im-pianto

• Inoltro alla sezione d'impianto da utilizzare tramite un modulo esterno (ad es. Scheduler) come "parametro di processo"

Apparato tecnico

Proceduradi ricetta

Operazionedi ricetta

Funzionedi ricetta

Procedura diricetta parziale

Impianto

Impianto parziale

Unità dicomando singola

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Razionalizzazione della creazione delle ricette e supporto della validazione

Separazione di procedura e formula

Biblioteca con operazioni di ricetta (ROP)

Le operazioni di ricetta gestite in una biblioteca utente (biblio-teca ROP) possono essere inserite come referenza nelle proce-dure delle ricette gerarchiche e quindi modificate centralmen-te.

Ciò riduce l'onere di engineering e validazione. Con la chiusu-ra della referenza, l'operazione della ricetta diventa parte inte-grante 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 set di parametri (formule). Diverse 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.

Application Programming Interface (API)

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

Validazione secondo 21 CFR Part 11

Siemens, quale produttore di sistemi di controllo di processo, dispone di personale specializzato e di un'esperienza plurien-nale nella gestione della qualità e nella validazione di impian-ti. SIMATIC BATCH supporta la validazione secondo 21 CFR Part11 specialmente grazie a:

• Standardizzazione sistematica, 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 ricetta di biblioteca

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

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

(nel protocollo dei lotti) incl. le condizioni del livello di comando singolo relative al rispettivo lotto

• Versionamento libero e supportato dal sistema 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

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

G_P

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Ulteriori informazioni su SIMATIC BATCH si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-batch

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Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route Control64

Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route ControlSIMATIC PCS 7 razionalizza i trasporti di materiale

SIMATIC Route Control (RC) amplia il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 con un sistema indipendente da set-tori per la progettazione, il comando, il monitoraggio e la dia-gnostica di trasporti di materiale in reti di tubazioni o su nastri trasportatori. SIMATIC PCS 7 può pertanto non solo automatiz-zare i processi produttivi e i rispettivi magazzini, ma anche i trasporti di materiale che li collegano.

SIMATIC Route Control è adatto all'impiego in piccoli impianti con semplici percorsi di trasporto statici come pure in impianti nella fascia di potenzialità media e alta, che dispongono di una vasta e complessa rete di percorsi/tubazioni di trasporto.

SIMATIC Route Control è particolarmente adatto in presenza 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

trasporto di materiale (incl. inversione di direzione con percorsi di trasporto bidirezionali)

• Molti trasporti di materiale contemporanei • Occupazione dinamica di sezioni d'impianto con

SIMATIC BATCH

Questo profilo di esigenze si ha specialmente con impianti caratterizzati da numerosi percorsi di trasporto ramificati o parchi di serbatoi, come ad es. l'industria chimica, petrol-chimica nonché dei generi alimentari e voluttuari.

Sistema multistazione SIMATIC PCS 7 con SIMATIC Route Control

Architettura modulare

Grazie alla modularità ed alla scalabilità fine con SIMATIC Route Control Route cumulabili (opzioni di quantità 10x e 50x per trasporti di materiale contemporaneamente attivi) SIMATIC Route Control può essere adattato flessibilmente fino al limite di progetto superiore di 300 percorsi a diverse gran-dezze e architetture d'impianto (sistemi monostazione/multi-stazione).

Integrazione in SIMATIC PCS 7

Il software di engineering di Route Control consiste di tool di engineering, assistente e biblioteca di blocchi. Esso è inte-grato con gli altri strumenti di engineeing nel SIMATIC PCS 7 Engineering System centrale.

SIMATIC Route Control può essere installato in piccoli impianti da solo o con l'OS Software su un sistema monostazione (Single Station). Per l'automazione di trasporti di materiale con SIMATIC Route Control sono tipicamente adatti sistemi multistazione distribuiti con architettura client-server.

SIMATIC Route Control Client e OS Client

Sistemi d’automazione

Route ControlServer

OS Server

EngineeringStation

Bus deiterminali

Bus d’impianto

G_P

CS

7_X

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Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route Control 65

In un sistema multistazione SIMATIC PCS 7 comprendente più sottosistemi è progettabile un Route Control Server o una cop-pia di Server. In sistemi multistazione con piccole strutture d'insieme è anche possibile il funzionamento di Route Control Server, Batch Server e OS Server su un hardware base comu-ne. Una disponibilità più elevata e una performance migliore sono raggiungibili con l'installazione dei sottosistemi su un server separato o su coppie di server ridondanti.

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 faceplate RC. I punti dell'impianto sono i para-metri per la richiesta di un trasporto di materiale (origine, de-stinazione, punti intermedi/via): punti nodali, locations). Essi contrassegnano l'inizio e la fine di un percorso parziale e quin-di anche l'origine e la destinazione di un trasporto di materia-le. La scelta dell'impianto per percorsi parziali e percorsi interi è facilitata da elenchi a discesa.

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

Route Control Center (RCC)

Sinonimo per il Route Control Client è il Route Control Center (RCC). Questo può essere installato su un OS Client, su un Batch Client o su un hardware client separato. L'RCC è richia-mabile o tramite il faceplate di un blocco di percorso o tramite il set di tasti nell'Operator Station. Esso visualizza tutti i dati di percorso essenziali e le informazioni sugli errori di un traspor-to di materiale in più viste coordinate tra loro.

Route Control Server

Con la progettazione della rete di percorsi e con il test delle va-rianti di un trasporto di materiale avviene il trasferimento dei dati di progettazione Route Control al Route Control Server, dove essi possono essere attivati al momento tecnicamente opportuno tramite il Route Control Center. Dopo di che vengo-no considerati i nuovi dati nella ricerca dei percorsi.

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.

Route Control Center (RCC)

Se deve essere effettuato un trasporto di materiale, viene al-lora richiesto un percorso o tramite il controllore o dall'opera-tore al Route Control Center (RCC). Oltre all'indicazione di origine, 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 automa-zione.

Se non c'è alcun percorso memorizzato, l'RC Server avvia la ri-cerca dei percorsi e combina insieme i percorsi parziali definiti staticamente – se possibile – in un percorso di trasporto com-pleto. Da questo momento in poi Route Control assume il co-mando e il monitoraggio di tutti gli elementi RC interessati al percorso di trasporto. Il controllore dell'impianto attiva ancora solo le singole funzioni tecnologiche. Al verificarsi di errori, l'operatore riceve informazioni diagnostiche 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 di automazione "in manutenzione" (out of service). I trasporti di materiale in corso comandati da questo sistema di automazio-ne vengono portati a termine, ma non ne vengono più abilitati di nuovi.

In caso di trasporto di materiale solido su nastri trasportatori è possibile comandare con sfasamento temporale (cascata) la sequenza di inserzione/disinserzione degli attuatori con ele-menti WAIT. In caso di trasporto di liquidi in tubazioni è realiz-zabile una pulizia delle valvole mediante impulsi, con sequen-za e intervalli temporali impostabili anche tramite elementi WAIT.

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Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route Control66

Progettazione con il Route Control Engineering Tool

Route Control Engineering

La progettazione Route Control completa la progettazione base con blocchi della biblioteca SIMATIC PCS 7. È così possi-bile con SIMATIC Route Control ampliare in modo semplice anche impianti SIMATIC PCS 7 esistenti.

L'adattamento degli oggetti tecnologici (elementi RC) rile-vanti per il comando del trasporto di materiale avviene nel CFC-Editor tramite blocchi d'interfaccia omogenei della biblio-teca Route Control. Agli elementi RC appartengono:

• Elementi di comando (attuatori)• Elementi di rilevamento (sensori)• Elementi di parametrizzazione (valori di riferimento) • Elementi di collegamento (informazioni riguardanti i mate-

riali riferite a percorsi parziali)• Elementi WAIT

I punti d'impianto relativi a percorsi parziali e percorsi interi vengono progettati nel SIMATIC Manager come "Proprietà d'equipaggiamento di sezioni d'impianto" e adottati nel pro-getto 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 RC nonché per la configurazione di vie di tra-sporto e blocchi d'interfaccia per elementi RC. Essa è disponi-bile nel catalogo dell'editor CFC.

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

Route Control Engineering ToolDopo l'importazione in un progetto RC dei dati base RC essen-ziali di un progetto PCS 7, vengono progettati gli oggetti spe-cifici di RC con il Route Control Engineering Tool:

• Suddivisione dei percorsi di trasporto in percorsi parziali flessibili; parametri "bidirezionale" e "priorità"

• Interconnessione degli elementi RC mediante installazione in un percorso parziale e quindi trasferimento di caratteri-stiche addizionali specifiche di tipo a questi elementi RC, ad es. nella posizione base "Chiudere valvola"

• Assegnazione dei percorsi parziali a cataloghi di funzioni, ad es. "Pulizia" o "Trasporto prodotto", che, come criterio per la ricerca del percorso, limitano il numero di risultati

• Assegnazione di funzioni di esecuzione tecnologiche, che determinano l'esecuzione del trasporto di materiale tra-mite elementi RC interconnessi, ad es. - Posizione base degli elementi di comando- Apertura delle valvole di trasporto- Apertura della valvola di alimentazione- Inserzione della pompa

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Comando di percorsi di trasporto con SIMATIC Route Control 67

Ricerca dei percorsi grafica offline per la determinazione di tutte le possibili combinazioni di percorsi

La progettazione dei percorsi parziali e l'assegnazione degli elementi RC ai percorsi parziali avvengono in una matrice del Route Control Engineering-Tool. Mediante elementi generici è possibile integrare nel progetto RC oggetti o blocchi software personalizzati e trattarli come elementi RC.

Come nel caso di un sistema di navigazione, la ricerca dei per-corsi offline visualizzata graficamente determina tutte le possi-bili combinazioni di percorsi. Si possono così riconoscere antici-patamente errori nella rete di percorsi o percorsi non voluti.

Corrispondentemente alle preferenze è possibile selezionare dai risultati della ricerca dei percorsi offline un percorso prefe-rito e memorizzarlo come percorso statico. Tramite il Route Control Center è inoltre memorizzabile anche un percorso at-tivo per il suo riutilizzo. Un percorso memorizzato viene con-siderato prioritariamente a fronte di una richiesta di percorso.

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 sotto forma di file CSV verso Microsoft Excel, dove copiarli, editarli e infine reim-portarli in Route Control

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

• Verifica di compatibilità di materiali mediante analisi degli identificativi di percorso parziale-materiale e blocco di per-corsi parziali in caso di sequenze di materiali incompatibili

• Inserimento nel blocco dei percorsi dei valori di riferimento provenienti dal processo al momento dell'esecuzione (ad es. quantità di pesatura)

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/routecontrol

Highlights SIMATIC Route Control

■ Architettura flessibile, modulare e scalabile per sistemi monostazione e multistazione– Adattamento ottimale alla grandezza dell'impianto

ed a specifiche esigenze– Nessuna costosa capacità di riserva– Elevata disponibilità grazie a Route Control Server

ridondanti

■ Integrazione omogenea nella strategia HMI e nell'engi-neering di SIMATIC PCS 7

■ Combinabilità con SIMATIC BATCH – Trasporti di materiale dalla ricetta di comando batch

■ Rappresentazione della rete di percorsi dell'impianto mediante percorsi parziali

■ Rapida reazione a modifiche dell'impianto nella pro-gettazione, nella messa in servizio o nel runtime

■ Impegno esclusivo degli elementi RC e dei percorsi par-ziali coinvolti nel trasporto di materiale

■ Riduzione dell'onere di progettazione e dei tempi di messa in servizio – Progettazione di percorsi parziali mediante riprodu-

zione – Esportazione di dati verso Microsoft Excel e

reimportazione– Sgravio di complessi compiti ripetitivi grazie all'assi-

stente di RC– La ricerca dei percorsi grafica offline determina anti-

cipatamente tutte le combinazioni dei percorsi non-ché i percorsi non voluti

■ Considerazione della compatibilità dei materiali per impedire mescolanze indesiderate

■ Test offline per la verifica di completezza, di incon-gruenze e di combinazioni indesiderate

■ Diagnostica dettagliata degli errori relativamente alla richiesta di trasporto di materiale ed ai trasporti di materiale in corso

■ Preferenza di percorsi statici memorizzati nella richie-sta dei percorsi

■ Definizione di sequenze di inserzione/disinserzione con comando in cascata temporale di attuatori, ad es. per nastri trasportatori

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Safety Integrated for Process Automation68

Safety Integrated for Process AutomationOfferta completa di prodotti e servizi per la sicurezza del processo

L'industria di processo è spesso caratterizzata da produzioni assai complesse, nelle quali sono presenti o vengono lavorati materiali e miscugli dannosi per la salute o esplosivi. Un gua-sto o un errore potrebbe avere qui conseguenza fatali.

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 sistema di si-curezza affidabile (Safety Instrumented System, SIS), che deve essere in grado di pilotare l'impianto in uno stato sicuro al verificarsi di eventi critici, di controllarne il proseguimento del funzionamento in determinate condizioni e di limitare gli effetti negativi possibili di un problema di sicurezza.

Sulla base del sistema di sicurezza di Siemens, con Safety In-tegrated for Process Automation è disponibile un'offerta com-pleta di prodotti e servizi per applicazioni fail-safe e ad elevata disponibilità nell'industria di processo. Esso offre una funzio-nalità tecnica di sicurezza completa – dalla strumentazione si-cura per il rilevamento e la conversione dei segnali al control-lore fail-safe e ad elevata disponibilità fino all'attuatore, che può essere ad es. un posizionatore, una valvola o una pompa.

L'enorme potenziale di Safety Integrated for Process Automation può essere sfruttato al meglio in combinazione con SIMATIC PCS 7. Grazie alla modularità e alla flessibilità dei prodotti della tecnica di sicurezza questa combinazione è estremamente variabile. Non solo il grado dell'integrazione del sistema di sicurezza può essere definito in modo persona-lizzato nel sistema di controllo di processo, ma anche il grado della ridondanza per controllore, bus di campo e periferia di processo (Flexible Modular Redundancy). Grazie alla riduzione del fabbisogno di spazio, dell'onere di hardware e di cablaggio nonché di montaggio, installazione ed engineering, la com-pleta integrazione del sistema di sicurezza in SIMATIC PCS 7 offre eccezionali vantaggi lungo l'intero ciclo di vita di un im-pianto.

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 – Norma base per le specifiche nonché per lo sviluppo e il funzionamento di sistemi tecnici di sicurezza

• IEC 61511 – Norma specifica per applicazioni nell'industria di processo

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Safety Integrated for Process Automation 69

Gamma di prodotti

Safety Integrated for Process Automation – Gamma di prodotti per SIMATIC PCS 7

Engineering Progettazione delle funzioni di sicurezza (fino a SIL 3) mediante blocchi funzionali certificati dal TÜV e Continuous Function Chart (CFC) o SIMATIC Safety Matrix (Cause&Effect-Matrix)

Sistemi di automazione AS 410F/FH, AS 412F/FH, AS 414F/FH, AS 416F/FH, AS 417F/FHin rete PROFIBUS o PROFINET

Controllori fail-safe e ad elevata disponibilità in struttura semplice e ridondante (SIL 3) per tutte le fasce di potenzialità, bassa, media e alta

PROFIsafe con PROFIBUSPROFIsafe con PROFINET

Per la comunicazione standard e fail-safe su un unico cavo di bus, certificata secondo IEC 61508 (SIL 3)

SIMATIC ET 200 ET 200M: periferia modulare per applicazioni multicanale con unità di ingresso/uscita fail-safe (F-DI, F-DO, F-AI), SIL 2/SIL 3; grado di protezione IP20

ET 200iSP: periferia modulare a sicurezza intrinseca con moduli di elettronica fail-safe (F-DI Ex, F-DO Ex, F-AI Ex), SIL 3, grado di protezione IP30

ET 200S: periferia finemente modulare con moduli di elettronica fail-safe (F-DI, F-DO) e avviatori motore fail-safe, SIL 2/SIL 3; grado di protezione IP20

ET 200pro: periferia modulare assai compatta con moduli di elettro-nica fail-safe (F-DI, F-DI/F-DO), SIL 2/SIL 3; switch F per la disinserzio-ne di periferia standard e per il comando di interruttori motore; grado di protezione IP65/66/67

Strumenti di processo/Apparecchiature di processo

Strumenti/apparecchiature di processo sicuri in rete PROFIBUS:trasmettitore di pressione SITRANS P DS III PA (SIL 2) con PROFIsafe, SIMOCODE pro con DM-F local/PROFIsafe (SIL 3), SIPART PS2 PA (SIL 2)

Strumenti/apparecchiature di processo fail-safe per il collegamento a Remote I/O ET200M: SITRANS P DS III analog/HART (SIL 2), SITRANS TW Series (SIL 1), SITRANS TH200/300 (SIL 2), SITRANS TR200/300 (SIL 2), SITRANS LVL200 (SIL 2), SITRANS LR250 HART (SIL 2), SITRANS FC430 (SIL 2), SIPART PS2 2/4 conduttori (SIL 2)

Applicazioni Partial Stroke TestBlocchi funzionali e faceplate predefiniti per il test online di valvole per la diagnostica preventiva senza influenza sulla produzione

S

SIS Controller

DP/PA Koppler

Pneumatisches Abschaltventil

SafetyApplikation

F-DO

SafetyInstrumentedFunction

Magnetventil

LuftzufuhrSollwertVentilstellung

RückmeldungVentilstellung

VentilstellungsreglerSIPART PS2

ET 200M

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Varianti strutturali fail-safe

Varianti strutturali fail-safe con comunicazione PROFIBUS

Il profilo PROFIsafe consente la comunicazione fail-safe tra il controllore e la periferia di processo tramite i bus standard aperti PROFIBUS e PROFINET. La decisione tra questi due bus standard comporta notevoli effetti sull'architettura del siste-ma fail-safe.

Varianti di configurazione fail-safe con PROFIBUS

Nel caso di un sistema relativo alla sicurezza integrato in SIMATIC PCS 7 con comunicazione PROFIBUS si fa distinzione a tutti i livelli dell'architettura tra due varianti strutturali:

• Struttura monocanale, non ridondante• Struttura ridondante, fail-safe e ad elevata disponibilità

Entrambe le alternative sono assai variabili e offrono grande una flessibilità di configurazione. Nei singoli livelli dell'archi-tettura (controllore, bus di campo, periferia I/O) sussistono, in dipendenza della periferia di processo impiegata, le alternati-ve di progettazione rappresentate nella figura.

Funzioni standard (Basic Process Control) e di sicurezza sono combinabili in modo flessibile non solo nell'area della periferia I/O. Già a livello di controllore esse possono essere a scelta ri-unite in un sistema o essere separate. Si aggiungono, inoltre, le molteplici possibilità con Flexible Modular Redundancy (FMR).

Unità FUnità F

Active FieldSplitter

Active Field Distributors

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 F e standard

Unità F e standard

Ridondanza a livello di unità o di canali tramite più stazioni separate

PA Link

PA Linkcon PA coupler ridondanti

PA Linkcon PA coupler ridondanti

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

ET 200MET 200M

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0130

ET 200M

ET 200iSP

ET 200iSP

PROFIBUS PA

ET 200S

ET 200S

ET 200M

AS Single Station AS Redundancy Station AS Redundancy Station

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200pro

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Flexible Modular Redundancy (FMR)

Flexible Modular Redundancy sull'esempio di una configurazione d'impianto fail-safe e ad elevata disponibilità

In funzione del compito di automazione e delle relative esi-genze di sicurezza è possibile definire separatamente il grado di ridondanza per i livelli di controllore, bus di campo e perife-ria I/O, coordinandolo con la strumentazione da campo. In questo modo sono realizzabili architetture ad elevata disponi-bilità, concepite su misura per i singoli compiti, in grado di tol-lerare più errori contemporanei. Poiché FMR prevede la ridon-danza solo laddove è necessaria, sono così possibili applicazio-ni più interessanti e più economiche rispetto alle comuni ar-chitetture di ridondanza.

Come mostra l'esempio di un impianto con periferia I/O de-centrata ET200M, la somma dei compiti può produrre un in-sieme misto di gradi di ridondanza all'interno di un livello dell'architettura (1oo1, 1oo2, 2oo3).

Architettura fail-safe e ad elevata disponibilità basata su una struttura ad anello PROFIBUS PA

FMR può non solo essere utilizzata per configurazioni d'im-pianto con sistemi di periferia I/O decentrata, ma è anche tra-sferibile a configurazioni con collegamento diretto delle appa-recchiature tramite bus di campo PROFIBUS PA. Come rappre-sentato in figura, l'architettura ad anello PROFIBUS PA consen-te economiche applicazioni fail-safe e ad elevata disponibilità con ridotto impiego di apparecchiature e di cavi.

I distributori di campo attivi AFD4/AFD8 sono impiegabili in ambienti operativi fino alle Zone Ex 2/22, i distributori di cam-po attivi AFDiS in ambienti operativi fino alle Zone Ex 1/21. I cavi di derivazione per AFDiS possono essere posati per il col-legamento di apparecchiature rispettivamente adatte fino alle Zone 0/20.

Varianti strutturali fail-safe con PROFINET

Variante costruttiva fail-safe con AS Redundancy Station e comunicazione PROFINET IO

PROFINET supporta sistemi fail-safe sulla base di sistemi di automazione fail-safe SIMATIC PCS 7 (F/FH) e I/O remoti ET 200M. Per un sistema fail-safe con comunicazione PROFINET l'anello è la topologia preferibile sotto l'aspetto del-la disponibilità. Grazie alla ridondanza dei mezzi trasmissivi dell'anello, un'interruzione del bus o il guasto di un nodo/part-ner non comporta il fuori servizio dell'intero segmento.

La massima disponibilità viene raggiunta, se l'anello PROFINET funziona in collegamento con un controllore ridondante (AS Redundancy Station). In una simile configurazione, la for-ma della comunicazione PROFINET IO considerata come ridon-danza di sistema consente che le apparecchiature I/O realizzi-no tramite la rete topologica un collegamento di comunica-zione con ogni CPU dell'AS Redundancy Station.

G_P

CS

7_X

X_0

0212

Triple Simplex

1oo2 Flow

Dual

Controllore S7-400H

1oo1 LS

2oo3 PTPROFIBUS DP

PA Linkcon PA Coupler ridondanti

Controllore S7-400H

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

G_P

CS

7_X

X_0

0227

AS Redundancy Station con PROFINET CPU

SCALANCE X

G_P

CS

7_X

X_0

0314

ET 200M

PROFINET

ET 200MET 200M

ET 200M

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Strumenti di engineering per funzioni di sicurezza

Engineering di applicazioni fail-safe con CFC

Per la configurazione e la programmazione dei controllori fail-safe sono disponibili la biblioteca di blocchi F in S7 F Systems e la SIMATIC Safety Matrix.

S7 F Systems con biblioteca di blocchi software F

Lo strumento di engineering S7 F Systems consente la para-metrizzazione dei controllori fail-safe e delle unità fail-safe F della gamma ET 200. Esso supporta la progettazione con fun-zioni per:

• Confronto di programmi F (fail-safe)• Riconoscimento di modifiche dei programmi F mediante

checksum• Separazione tra funzioni fail-safe e funzioni standard

Mediante password può essere protetto l'accesso alle funzioni F. 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 risparmiano all'utente la programmazione differenziata per il riconoscimento degli errori e per la reazione agli stessi.

Safety Matrix: assegnazione di reazioni esattamente definite (Effects) a determinati eventi (Causes)

SIMATIC Safety Matrix

La SIMATIC Safety Matrix impiegabile in aggiunta a S7 F Systems è un innovativo Safety Lifecycle Tool di Siemens, che è impiegabile per la progettazione confortevole di appli-cazioni di sicurezza come per il funzionamento e il service. Questo strumento basato sul comprovato principio di una Cause&Effect-Matrix si presta all'impiego per processi, nei quali determinati stati richiedono specifiche reazioni di sicu-rezza.

Con la Safety Matrix la programmazione della logica di sicu-rezza risulta non solo molto più facile e confortevole, ma an-che notevolmente più rapida rispetto all'usuale programma-zione.

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 della matrice, confrontabi-le con un programma di calcolo tabellare, vanno introdotti dapprima i possibili eventi di processo (ingressi) e quindi con-figurati i relativi tipi e numeri, le combinazioni logiche, gli eventuali ritardi ed interblocchi nonché gli errori eventual-mente tollerabili. Infine egli deve definire nelle colonne verti-cali le reazioni (uscite) ad un determinato evento.

La combinazione di eventi e reazioni avviene mediante un semplice clic sulla cella nel punto d'intersezione di riga e co-lonna. Sulla base di queste impostazioni la Safety Matrix gene-ra automaticamente complessi programmi CFC fail-safe. Il progettista non necessita di alcuna particolare conoscenza di programmazione e può così concentrarsi completamente sul-le esigenze di sicurezza del suo impianto.

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Controllori e periferia di processo fail-safe


I sistemi di automazione SIMATIC PCS 7 fail-safe sono disponi-bili in due varianti strutturali:

• AS Single Station del tipo AS 410F, AS 412F, AS 414F, AS 416F e AS 417F, con solo una CPU, fail-safe

• AS Redundancy Station del tipo AS 410FH, AS 412FH, AS 414FH, AS 416FH e AS 417FH, con due CPU ridondanti, fail-safe e ad elevata disponibilità

Tutti questi sistemi hanno capacità multitasking, cioè più pro-grammi possono girare contemporaneamente in una CPU, sia applicazioni di Basic Process Control che applicazioni fail-safe. In combinazione con le unità I/O fail-safe dei sistemi di perife-ria I/O decentrata ET 200 o con trasmettitori fail-safe collegati direttamente tramite bus di campo, essi riconoscono sia errori nel processo sia errori interni e, in caso d'errore, pilotano au-tomaticamente l'impianto in uno stato sicuro. I programmi di sicurezza che girano su diversi sistemi di automazione di un impianto hanno la possibilità di comunicare tra loro fail-safe tramite il bus Industrial Ethernet dell'impianto.

Per la comunicazione fail-safe tra la CPU del sistema di auto-mazione e la periferia di processo fail-safe si utilizza il bus standard PROFIBUS o PROFINET in combinazione con il profilo PROFIsafe. In entrambi i casi è possibile il funzionamento di componenti standard e componenti di sicurezza collegati al medesimo bus. Un costoso bus di sicurezza separato è pertan-to superfluo.

Il profilo PROFIsafe viene implementato come strato software addizionale nelle apparecchiature e nei sistemi, senza che sia-no 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, sequenza errata, ripetizione, per-dita, indirizzamento errato o alterazione di dati.

Unità F fail-safe

Le funzioni di sicurezza dei sistemi di automazione F/FH sono perfettamente accordate con le seguenti unità F della gamma ET200:

Avviatori motore F per ET 200S

Avviatori motore fail-safe fino a 7,5 kW, ampliabili con Brake Control Module:

• Avviatori diretti F-DS1e-x• Avviatori invertitori

F-RS1e-x

Su comando di un segnale di disinserzione è possibile la disinserzione selettiva degli avviatori motore ET 200S fail-safe tramite il modulo Power PM-D F PROFIsafe a monte. Gli avviatori motore fail-safe possiedono, oltre ad una com-binazione di interruttore auto-matico/contattore, un circuito elettronico di controllo per il sicuro rilevamento di errori.

Se in caso di ARRESTO DI EMERGENZA non interviene il contat-tore, l'elettronica di analisi rileva un errore e disinserisce l'in-terruttore automatico nell'avviatore motore.

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

ET 200iSP ■ F-DI Ex 4/8 × NAMUR■ F-DO Ex 4 × DC 17,4 V/40 mA■ F-AI Ex HART 4 × 0 ... 20 mA o 4 ... 20 mA

ET 200S ■ F-DI 4/8 × DC 24 V ■ F-DO 4 × DC 24 V/2 A

ET 200pro ■ F-DI 8/16 × DC 24 V■ F-DI/DO 4/8 × DC 24 V (DI) e 4 × DC 24 V/2 A (DO)

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Apparecchiature PROFIBUS PA per disinserzioni di sicurezza

Il trasmettitore digitale di pressione SITRANS P DSIII collegabi-le a PROFIBUS PA è adatto all'impiego per disinserzioni di sicu-rezza SIL 2 secondo IEC 61508/IEC 61511-1. Siemens ha am-pliato per questo il suo strumento misuratore standard di pressione, pressione assoluta e pressione differenziale con un driver PROFIsafe.

In un'applicazione di sicurezza è possibile collegare il trasmet-titore di pressione tramite PROFIBUS PA con un sistema di au-tomazione fail-safe (F/FH). Per la disinserzione sicura è possi-bile impiegare l'ingresso digitale del posizionatore elettrop-neumatico PROFIBUS PA SIPART PS2 PA. Con una progettazio-ne ridondante differenziata sono possibili anche circuiti di misura fino al livello di sicurezza SIL 3.

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/process-safety

Highlights di Safety Integrated for Process Automation

■ Offerta completa di prodotti e servizi per applicazioni sicure, fail-safe e ad elevata disponibilità nell'industria di processo – Semplice realizzazione, comando e manutenzione

di applicazioni di sicurezza – Eliminazione affidabile di pericoli e rischi– Capacità di adattamento e sicurezza riguardo

all'innovazione

■ 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 raggiungibile con una sola

CPU– Comunicazione standard e di sicurezza tramite

PROFIBUS/PROFINET con PROFIsafe; nessun bus di sicurezza separato

– Funzionamento misto di unità standard e unità fail-safe in stazioni ET 200

– Gestione dati omogenea per Basic Process Control e automazione fail-safe; trattamento di dati non one-roso

■ Integrazione dell'applicazione orientata alla sicurezza nella visualizzazione di processo della PCS 7 Operator Station

■ Presa in considerazione automatica di segnalazioni di guasto rilevanti per la sicurezza con relativa marca temporale

■ La progettazione delle funzioni di sicurezza è parte dell'intera progettazione di sistema SIMATIC PCS 7 – Ancoraggio di S7 F Systems, CFC e SIMATIC Safety

Matrix nell'Engineering Toolset – Progettazione unitaria di funzioni di Basic Process

Control e di funzioni di sicurezza con il CFC– Safety Matrix per la realizzazione ancora più rapida,

più semplice e più confortevole di funzioni di sicu-rezza senza conoscenze di programmazione

■ 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 la PCS 7 Maintenance Station

■ Minimizzazione dei costi lungo l'intero ciclo di vita– Riduzione dei costi per hardware, montaggio,

cablaggio, installazione, engineering e messa in servizio con crescente grado d'integrazione

– Oneri ridotti per la formazione e il tirocinio grazie all'uniformità di sistemi e strumenti

– Gestione economica dei ricambi grazie alla minimiz-zazione dei tipi e delle parti

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Industrial Security 75

Industrial SecurityMisure di protezione complete per l'impianto di controllo di processo

Esempio di architettura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli

Con la progressiva standardizzazione, apertura e interconnes-sione in rete sono aumentati enormemente i rischi per la sicu-rezza di un impianto di controllo di processo. Il potenziale di pericolo, derivante da programmi dannosi e da accessi da par-te di persone non autorizzate, va da sovraccarichi o cadute della rete di comunicazione allo spionaggio di password e dati fino ad interventi illeciti 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 (Security) SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 offre soluzioni complete per la protezione di un impianto di controllo di processo, che si basano su una architet-tura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli. La par-ticolarità di questo concetto sta nella sua globalità. Esso infatti non si limita solamente all'impiego di singoli metodi di sicurez-za (ad es. crittografia) 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 seguenti temi:

• Configurazione di un'architettura di rete con sicurezza distribuita in diversi livelli (defense in depth), combinata con la suddivisione dell'impianto in celle di sicurezza

• Gestione della rete, segmentazione della rete• Funzionamento di impianti in domini Windows• Gestione dei diritti di accesso di Microsoft Windows e di

SIMATIC PCS 7; integrazione dei diritti di accesso di SIMATIC PCS 7 nella gestione Windows

• Controllo affidabile della sincronizzazione oraria • Management di Security-Patches per prodotti Microsoft• Impiego di programmi antivirus e firewalls• Supporto e accessi remoti (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 PCS 7 e docu-mento base WinCC" e in ulteriori pubblicazioni.

Web client- OS- Maintenance- Information

OpenPCS 7Webserver

Ethernet, office LAN

Terminal bus

Plant bus

MES/MISSIMATIC IT

COMOS plant lifecycle management

Virus scan server

WSUS server

Front-end firewall

OS clients

Engineering station

Back-end firewall

ERP Domain controller

Domain controller

Domain controller

Central archive server

G_P

CS

7_X

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0145

© Siemens AG 2014

Industrial Security76

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 programmi anti-virus - Trend Micro OfficeScan Client-Server Suite- McAfee VirusScan Enterprise- Symantec Endpoint Protection

• Impiego del Windows Firewall locale• Impostazione automatica di parametri rilevanti per la

sicurezza come ad es. DCOM, Registry e Windows Firewall già durante il setup

• Gestione e autenticazione degli utenti mediante SIMATIC Logon

• Interfaccia Industrial Ethernet CP 1628 con funzioni di Security integrate (firewall, VPN)

• Integrazione di Industrial Security Modules SCALANCE S• Automation Firewall • Application Whitelisting con McAfee Application Control

Industrial Security Module SCALANCE S

I robusti Industrial Security Module SCALANCE S602, S612, S623 e S627-2M possono essere impiegati ad es. per la prote-zione dello scambio dati esteso a tutte le celle tra componenti di automazione e di sistema di controllo di processo. Essi di-spongono di funzioni di sicurezza come Stateful Inspection Firewall, Port Filter, conversione d'indirizzo NAT/NAP e DHCP Server. S612, S623 e S627-2M offrono, inoltre, autenticazio-ne e crittografia dei dati con Virtual Private Network (VPN) tramite IPsec-Tunnel.

Automation Firewall

L'Automation Firewall è equipaggiato con il filtro pacchetti Stateful Inspection, Application Layer Firewall, funzionalità di gateway VPN, URL-Filtering, Web Proxy, Virus Scan e Intrusion Prevention. Esso protegge il punto di accesso all'ambiente di produzione ad es. dalle reti di ufficio o da Intranet/Internet. In funzione della grandezza dell'impianto esso può essere impiegato come:

• Access Point Firewall per piccoli impianti e accesso remoto protetto

• Three-Homed Firewall per impianti da piccoli a medi con "Minima rete perimetrale"

• Front e Back Firewall per la massima protezione di impianti più grandi con estesa rete perimetrale

Servizi integrati come supporto hotline, servizio di sostitu-zione e Software Update Service potenziano ulteriormente l'Automation Firewall. Servizi addizionali consentono soluzio-ni di firewall personalizzate o supportano l'integrazione di firewall in impianti di clienti.

Industrial Security Services

Application Whitelisting

I meccanismi di protezione Application Whitelisting garanti-scono che su una stazione del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 vengono eseguiti esclusivamente programmi e applicazioni sicuramente affidabili. Essi impediscono l'esecu-zione di software non autorizzato e la modifica di applicazioni installate, offrendo quindi una protezione addizionale ai mec-canismi di protezione già presenti contro malware (software dannoso).

Industrial Security Services

Siemens Industry Automation offre non solo prodotti e sistemi ma anche servizi professionali e soluzioni per la protezione degli impianti industriali contro le molteplici minacce alla sicu-rezza IT. Questi Industrial Security Services sono indirizzati non solo a singole fasi, ma anche all'intero ciclo di vita dell'impianto.

Una consulenza mirata a configurazioni d'impianto e concetti focalizzati sulla sicurezza supporta il cliente nella pianificazio-ne personalizzata del suo impianto di controllo di processo.

Certificazione di Security

Poiché Siemens considera di rilevante importanza la sicurezza del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, vengono fatti eseguire regolarmente opportuni controlli da parte di va-lutatori neutrali. I seguenti certificati attestano l'elevato livello di sicurezza del SIMATIC PCS 7 e dei suoi componenti:

• Achilles Level II Certification per la stabilità della comunica-zione dei singoli componenti

• Achilles Practices Certification in bronzo per SIMATIC PCS 7 del dicembre 2013

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/industrial-security

Esercizio e m

anutenzione

Mod

erniz

za

zione e ottim

izzazione Pianificazione e concezione

Installazione e messa in servizio

Engin

eerin

g e

svilu

ppo

Strumenti, metodi,

istruzioni, soluzioni standard,

best practices

Workshop per la

determinazione del fabbisogno

Implementazione e test di collaudo

Analisi e valutazione di punti deboli

Security Management

senza compromettere il

funzionamento dell'impianto

Verifica dell'efficienza

delle misure di protezione

Studio e sviluppo di misure di

protezione

G_P

CS

7_X

X_0

0286

© Siemens AG 2014

Virtualizzazione 77

Virtualizzazione

La virtualizzazione è una tecnologia software innovativa per l'emulazione di hardware, sistema operativo, memoria dati e reti di comunicazione, che prende sempre più piede anche nell'automazione industriale. I costi inizialmente elevati per hardware, software di virtualizzazione, contratti di service e infrastruttura si ripagano grazie a risparmi di costi di esercizio a lungo termine per lo più durante il ciclo di vita dell'impianto. Importanti garanti per il successo della virtualizzazione sono reparti IT altamente efficienti con specialisti esperti in posses-so di know-how specifico di automazione di processo.

L'economicità dipende in misura determinante dalle speciali esigenze progettuali, che sono caratterizzate da aspetti come fabbisogno di spazio, accesso remoto, risparmio energetico, validazione, distribuzione dell'impianto, infrastruttura o fun-zionamento virtuale di altre applicazioni, ad es. tools di anali-si, sistemi di informazione e reporting.

Come nell'ambiente reale, l'IT-Security è di grande importanza anche nel mondo virtuale. In entrambi i casi sono impiegati meccanismi di sicurezza e metodi analoghi, ad es. Security Patch, programmi antivirus, User Management o protezione d'accesso.

Per SIMATIC PCS 7 al momento sono abilitate soluzioni di vir-tualizzazione per client (OS, Batch, Route Control) e opzioni come SFC Visualization, OpenPCS 7/OS Client, PCS 7 Web Server o PCS 7 Terminal Server. Con riferimento specifico al progetto possono funzionare anche server (OS, Batch, Route Control), Engineering System oppure OS Single Station in ambiente virtuale.

Come hardware per i client virtuali e i componenti virtuali op-zionali servono Thin Client o Zero Client economici. Le stazio-ni operatore così approntate vengono collegate mediante protocolli per la comunicazione remota (VNC, VMware View). Queste stazioni operatore offrono al personale operativo la consueta funzionalità di servizio e supervisione dell'impianto reale.

SIMATIC Virtualization as a Service

"SIMATIC Virtualization as a Service" è un'offerta modulare di Siemens mirata alla realizzazione della migliore soluzione di virtualizzazione per uno specifico progetto. Elemento centrale è un "Service Package" completo per la realizzazione della so-luzione di virtualizzazione con sistemi precostituiti, configura-ti e testati. Ciò comprende oltre all'installazione e alla configu-razione anche la documentazione del sistema nonché il sup-porto tecnico di 2 ore per ogni ordine. Inoltre, esperti specia-listi di service supportano, nell'ambito del "Technical Support Extended", la creazione e l'adattamento di script, la progetta-zione e la messa in servizio, rispondendo anche a specifici de-sideri individuali. Sulla base dei "SIMATIC Remote Services" è anche possibile realizzare un collegamento sicuro e perfor-mante per l'accesso remoto con gli specialisti di service.

La piattaforma di sistema "Configured Host", costituita dal ser-ver hardware e da un Thin Client, viene fornita con software VMware preinstallato e preconfigurato. Nel modulo "Pre-in-stalled Hypervisor" viene installato lo strato di virtualizzazione per la distribuzione delle risorse tra l'hardware e la macchina virtuale. Nel modulo "Virtual Machines" avviene infine la con-figurazione specifica per tipo della macchina virtuale pronta al funzionamento come OS Server, ES/OS Client, OS Client o Web Server per SIMATIC PCS 7.

OS client

OS server

OS client 1

OS client 2

Eng. system

Remote protocol

VMware ESXi

Hardware (Industry PC)

Virtual PCS 7 system

Plant bus

PCS 7 controller

OS client Thin Clients

Zero Clients

Eng. system

G_P

CS

7_X

X_0

0336

SIMATIC Virtualization as a Service

Service Package

Virtual Machines

Pre-installed Hypervisor

Configured Host

Technical Support

Extended

SIMATIC Remote Services

© Siemens AG 2014

Tecnica di telecontrollo78

Tecnica di telecontrolloTelecontrollo con SIMATIC PCS 7 TeleControl

Possibilità di integrazione e comunicazione con SIMATIC PCS 7 TeleControl

Specialmente nei settori "Acqua e acque reflue" e "Petrolio e gas" gli impianti si estendono spesso su aree estremamente ampie. È opportuno in questi casi integrare nel sistema di con-trollo dell'intero impianto le stazioni esterne per il monitorag-gio e il comando di sezioni d'impianto dislocate a grande distan-za con grado di automazione generalmente basso o medio, utilizzando una WAN (Wide Area Network) con protocolli di telecontrollo.

Con SIMATIC PCS 7 TeleControl è possibile integrare i Control Center per il telecontrollo di stazioni esterne, costituite per lo più da semplici Remote Terminal Unit (RTU), direttamente nel sistema di controllo di processo.

Ne derivano importanti vantaggi rispetto alle soluzioni con-venzionali, nelle quali aree d'impianto centrali e remote ven-gono progettate come sezioni d'impianto separate e combina-te in un sistema di rete sovraordinato, ad es.:

• Conduzione di processo uniforme • Gestione dati semplice e confortevole • Engineering omogeneo per sezioni d'impianto centrali e

remote• Ridotti costi di service e training

L'integrazione del centro di telecontrollo nella conduzione di processo SIMATIC PCS 7 avviene sotto forma di una Operator Station in esecuzione Single Station o Server (a scelta anche ridondante). Questa PCS 7 TeleControl Operator Station è im-piegata preferibilmente solo per il funzionamento di telecon-trollo (dedicated), ma nel caso di piccole strutture d'insieme consente di gestire parallelamente sistemi di telecontrollo e sistemi di automazione SIMATIC PCS 7 in aree d'impianto cen-trali (funzionamento Dual-Channel).

PCS 7 TeleControl OS Server

Engineering Station

PCS 7 OS Clients

PCS 7 OS Single Station

(dedicated o dual channel)

TIM 4R-IE (ST7)o Convertitore TCP/IP – seriale(DNP3)

Stazioni esterne di TeleControl distribuite a largo raggio



TIM 4R-IE (ST7)o TCP/IPWAN Router(DNP3)

TCP/IPWAN Router

Convertitore TCP/IP – seriale

Comunicazione TCP/IP:SINAUT ST7 o DNP3

Comunicazione seriale:SINAUT ST7 o DNP3

Comunicazione TCP/IP: Modbus o IEC 60870-5-104

Comunicazione seriale: Modbus o IEC 60870-5-101

RTU di terze partiRTU di terze parti(solo DNP3)

RTU di terze parti(solo DNP3)

RTU di terze parti

ET 200S con PN-CPU integrata

ET 200S con CPUintegrata + interfaccia seriale

S7-300 + CP 343 o interfaccia PN

S7-400 + CP 443 o interfaccia PN

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

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

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

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

Industrial Ethernet

WAN

WAN WAN

G_P

CS

7_X

X_0

0175

WAN

S7-400 + CP 441

S7-300 + CP 341

© Siemens AG 2014

Tecnica di telecontrollo 79

Riguardo a filosofia operativa e procedura di allarme non c'è differenza alcuna tra automazione centrale e remota. I dati delle RTU del sistema di telecontrollo possono essere rappre-sentati in una pagina di processo insieme ai dati dei sistemi di automazione SIMATIC PCS 7.

Per l'engineering della TeleControl Operator Station (Single Station/Server), l'Engineering Station centrale del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 viene ampliata funzional-mente con la tecnologia DBA (Data Base Automation) e con la biblioteca di oggetti SIMATIC PCS 7 TeleControl.

Oltre agli oggetti tecnologici per l'elaborazione e la rappresen-tazione di dati di processo, la biblioteca contiene anche ogget-ti diagnostici per la diagnostica e il comando della comunica-zione. Questi supportano la guida operatore conforme a SIMATIC PCS 7 sulla base di simboli e faceplate nonché la gerarchia delle segnalazioni di guasto SIMATIC PCS 7. All'occorrenza la biblioteca può essere ampliata con nuovi tipi di oggetti basati su script mediante il DBA Type Editor.

1) Anche in esecuzione SIPLUS extreme, ad es. per ambienti con temperature da -25 °C a +70 °C, con condensa o atmosfera aggressiva2) Dipendente dalla grandezza della CPU, dal tipo di protocollo e dall'applicazione

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/telecontrol

Tipo di RTU1) Categoria di RTU Protocolli di telecontrollo possibili

Controllore integrato in SI-MATIC ET 200S

Small con 30 ... 200 I/O2)

per piccole applicazioni• Modbus• IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104

Controllore SIMATIC S7-300/S7-300F

Medium con 100 ... 2 000 I/O2)

per applicazioni medio-grandi• SINAUT ST7• DNP3• Modbus• IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104

Controllore SIMATIC S7-400/S7-400F

Large con 500 ... 5 000 I/O2)

per applicazioni grandi, che ri-chiedono maggiore performance

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

Controllore SIMATIC S7-400H/S7-400FH

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

© Siemens AG 2014

Automazione di impianti di distribuzione80

Automazione di impianti di distribuzione Integrazione dell'automazione di impianti di distribuzione nell'industria di processo con SIMATIC PCS 7 PowerControl

Livelli di automazione nell'alimentazione e distribuzione dell'energia

Un impianto di distribuzione elettrica è un impianto nel quale l'energia elettrica viene distribuita o trasformata nella sua ten-sione, con carichi/utilizzatori riuniti in gruppi di carico. Nodi di rete analoghi a sbarre collettrici collegano mediante apparec-chi di manovra i cavi in ingresso e in uscita, le cosiddette par-tenze. Nel dimensionamento dell'impianto di distribuzione bisogna considerare la modifica della topologia della rete elet-trica in caso di guasto nonché la messa fuori tensione in sicu-rezza e la messa a terra di mezzi operativi elettrici per lavori di manutenzione.

Gli impianti per l'automazione del processo erano prima nettamente separati dagli impianti per l'automazione dell'ali-mentazione di energia del processo. Con SIMATIC PCS 7 PowerControl è adesso possibile riunire l'automazione di pro-cesso e l'automazione degli impianti elettrici di distribuzione per medie tensioni da 4 a 30 kV in un sistema di controllo di processo. Ne derivano numerosi vantaggi con enormi risparmi di costi per tutto il ciclo di vita dell'impianto, che assumono sempre maggiore importanza a seguito della crescente decen-tralizzazione con utilizzo di energie rinnovabili, ad es.:

• Strutture d'impianto più semplici con maggiore traspa-renza nelle dipendenze tecnologiche

• Ulteriore aumento del grado d'integrazione dell'impianto • Conduzione di processo uniforme e ulteriore estensione

dell'area di compiti degli operatori

• Sicurezza dell'investimento a lungo termine grazie alla norma IEC 61850 valida in tutto il mondo

• Engineering razionale, omogeneo e messa in servizio ra-pida

• Ridotto onere di amministrazione, service e training grazie alla vista globale uniforme

• Modernizzazione economica degli impianti con infrastrut-tura PROFIBUS DP già esistente

Integrazione di apparecchiature per l'automazione dell'impianto di distribuzioneIntelligent Electronic Devices (IEDs) per compiti di protezione, comando, misura e monitoraggio nella trasmissione e nella di-stribuzione dell'energia elettrica sono integrabili nel sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 come segue:

• Mediante comunicazione Ethernet TCP/IP con protocollo di trasmissione IEC 61850- direttamente sul bus dell'impianto- tramite Station Controller sul bus dell'impianto- tramite Station Gateway (singolo o ridondante) sul bus

dell'impianto• Mediante blocchi driver della PCS 7 PowerControl

PROFIBUS DP Driver Library- sul PROFIBUS DP (apparecchi di protezione SIPROTEC)

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

Livello di alta tensione

Linea aerea Linea aerea

Sezione 1 Sezione 2

agli utilizzatori

Tipici utilizzatori● Grandi azionamenti● Ventilatori per servizio pesante● Compressori, pompe● Grandi centrifughe● Estrusori e miscelatori● Frantumatrici, mulini● Elettrolisi, galvanica● Alimentazione edificio

Automazione di impianti di distribuzione con IEC 61850● Comando, manovra● Misura e automazione di

utilizzatori importanti- Generatori- Trasformatori- Motori

Inverter BT MT

CompensazioneLVD/MCC

Motori BT / motori MT

Stazioni principali di media tensione

Sottostazioni di media tensione

Processo

SIMATIC PCS 7 PowerControl

G_P

CS

7_X

X_0

0318

© Siemens AG 2014

Automazione di impianti di distribuzione 81

Possibilità di integrazione per l'automazione di impianti di distribuzione in media tensione

L'integrazione di IED sul PROFIBUS DP è finalizzata soprattutto per:

• Uteriore impiego di infrastrutture PROFIBUS DP già esi-stenti

• Modernizzazione parziale di impianti già esistenti• Ampliamenti di impianti che presentano configurazioni

miste di IEC 61850 e PROFIBUS DP

Automation System S7-4xxFH, redundant

Operator Station Clients

Plant bus

Terminal bus

Operator Station Server, redundant

Engineering andMaintenance Station

PowerControl Server, redundant

Ethernet FO Ethernet FO Ethernet FO

Switchgear Switchgear Switchgear Switchgear

Station Controller

AutomationSystem S7-4xx

PA/FF field bus

StationGatewaysingle/redundant

Standard +Safety I/O

Standard +Safety I/O

SIMATIC PCS 7

Process Control - SIMATIC PCS 7 Power Control - SIMATIC PCS 7 PowerControl

PRO

FIBU

S D

P

SIP

RO

TEC

IED

s

PAC 4200

SENTRON WL

TCP/IPIEC 61850

TCP/IPIEC 61850

TCP/IPIEC 61850

G_P

CS

7_X

X_0

0356

Caratteristiche funzionali e prestazionali di SIMATIC PCS 7 PowerControl

SIMATIC PCS 7 Engineering• Biblioteca di oggetti con blocchi funzionali, simboli e

faceplate• Concetto di tipo/istanza orientato a oggetti• Generazione automatica degli oggetti per l'Operator

Station• Integrazione di nuovi IED mediante importazione della

loro IEC 61850 Device Description (ICD)• Biblioteca addizionale con blocchi tecnologici per mezzi

operativi elettrici come partenza motore, macchina, trasformatore, cavo, sbarra collettrice

Conduzione di processo SIMATIC PCS 7• Faceplates per apparecchi di protezione SIPROTEC nel

SIMATIC PCS 7 APL Style (look&feel)• Comportamento uniforme con allarmi, segnalazioni,

funzionalità HMI• Funzionalità diagnostica per ogni IED

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/powercontrol

© Siemens AG 2014

Gestione dell'energia con SIMATIC PCS 782


Risorse calanti, prezzi dell'energia crescenti, maggiore sensibi-lità per le esigenze ambientali e obblighi legali sempre più severi comportano chiaramente la necessità di una gestione efficiente dell'energia. Vanno considerati in merito a ciò tutti gli aspetti riguardanti produzione, fornitura, distribuzione e consumo dell'energia.

Le aziende dell'industria di processo devono essere in grado di pianificare, monitorare e registrare i loro consumi energetici, di definire e attuare possibili misure di risparmio energetico nonché di attestare la loro efficienza con l'analisi regolare degli indicatori.


Identificazione e valutazione dei dati energetici

Un requisito fondamentale per il miglioramento del bilancio energetico è la trasparenza, cioè il rilevamento e la registra-zione dei dati di consumo nonché il riconoscimento dei flussi energetici e dei flussi dei mezzi nell'azienda. Solo se si conosce la quantità impiegata di ogni forma di energia, si possono an-che definire potenziali di risparmio e stimare gli oneri correla-ti.

Nel contesto del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 ciò è supportato da:

• Basis Power Monitoring con funzionalità standard SIMATIC PCS 7:- Dati rilevati con strumentazione di processo relativi a

energie riferite al processo come vapore, mezzi di raffreddamento o gas

- Dati trasmessi direttamente da apparecchi elettrici come interruttori automatici (SENTRON), convertitori di frequenza (SINAMICS), avviatori motore (ET 200S) etc.

- Dati rilevati tramite multimetri della serie SENTRON PAC relativi ad altri utilizzatori di energia

• Software B.Data per l'ottimizzazione della gestione dell'energia con ripartizione in funzione delle cause e inol-tro al sistema di contabilità- Trasparenza in tutta l'azienda grazie al bilanciamento

continuo di energia e materiali degli impianti di produ-zione e di consumo

- Creazione di indicatori (KPI, Key Performance Indicators) per ottenere informazioni fondate sull'aumento dell'effi-cienza degli impianti di produzione, distribuzione e con-sumo dell'energia

- Ripartizione in funzione delle cause dei costi e dei ricavi energetici e loro inoltro ai sistemi ERP (ad es. SAP R/3)

- Previsioni di carico e fabbisogno riferite alla produzione per il miglioramento della sicurezza della pianificazione

- Supporto dell'acquisto di energia a costi convenienti

Reporting/Monitoring

ArchiviazioneVisualizzazione

Elaborazione dati

Rilevamento del valore di energia

Energie elettriche

Man

agem

ent

Leve

lO

pera

tion

Leve

lC

ontro

l Le

vel

Fiel

d Le

vel

Energie non-elettriche

Gestione del carico

Controllo dell'energia

Pianificazione/ approvigionamento

dell'energia

SIMATIC B.Data

G_P

CS

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X_0

0289

© Siemens AG 2014

Gestione dell'energia con SIMATIC PCS 7 83

Riduzione dei costi energetici

Ottimizzazione dell'utilizzo dell'energia

Con SIMATIC PCS 7 l'utilizzo dell'energia è ottimizzabile in modo tale da consentire l'individuazione di risorse finora inu-tilizzate e l'esclusione di picchi di consumo. I blocchi standard SIMATIC PCS 7 ricavano dal consumo attuale una previsione per il valore medio su 15 minuti e lo confrontano con valori limite prefissati. Per livellare i picchi più alti o per rispettare i limiti stabiliti contrattualmente con i fornitori di energia è ad es. possibile disinserire o inserire carichi. In caso di reti insta-bili è possibile distaccare carichi anche rapidamente per assi-curare, con la potenza di alimentazione rimasta, il funziona-mento di sezioni d'impianto critiche.

Ma anche l'ottimizzazione di processi con Advanced Process Control (APC) e l'Asset Management d'impianto con la PCS 7 Maintenance Station contribuiscono notevolmente ad un funzionamento dell'impianto efficiente sotto l'aspetto energetico.

Software B.Data per l'ottimizzazione della gestione dell'energia

Potenziale di risparmio energetico con i convertitori di frequenza

Risparmio energetico con tecnica innovativa

Specialmente nel caso di processi di produzione con forte con-sumo di energia, ad es. nell'industria chimica o farmaceutica, si ottiene un notevole potenziale di risparmio con l'impiego di motori o convertitori di frequenza a risparmio energetico.

Motori a risparmio energetico I motori a risparmio energetico si distinguono per una potenza dissipata ridotta fino del 42 %. Poiché l'incidenza dei costi energetici sui costi totali di un motore nell'intero ciclo di vita ammonta a ca. il 98 %, si possono ottenere risparmi enormi sia nel caso di nuovi impianti sia con la modernizzazione di impianti già esistenti.

Convertitori di frequenza con recupero in rete dell'energiaI convertitori di frequenza assicurano che aggregati di impian-ti di processo come pompe, ventilatori o compressori funzio-nino sempre nel campo di lavoro ottimale. Rispetto a metodi di regolazione convenzionali si possono realizzare risparmi di energia fino del 50 %.

Ottimizzazione approvvigionamento energetico

Riduzione del consumo energetico

● Contratti a breve termine (annuali)● Modifica dei sistemi tariffari, ad es. sistemi tariffari variabili nel tempo,

Time-of-use-Tarif (TOU)● Misure contro i costi crescenti dell'approvvigionamento energetico

Prezzi dell'energia

Costi globalidell'energia

€

Consumo di energia

● Individuazione di perdite● Riconoscimento di riserve

inutilizzate● Promozione di sistemi incentivanti,

ad. es. per risparmiare energia● Ottimizzazione del fattore di

utilizzo

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/energy-management

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

90 %

80 %

70 %

60 %

50 %

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0 %

110 %

100 %

Consumo di energia

Portata

Regolazione di valvola a farfalla

Risparmio energetico

Consumo di energiacon convertitore di frequenza

© Siemens AG 2014

Ottimizzazione con Advanced Process Control84

Ottimizzazione conAdvanced Process Control

I concetti di regolazione basati sui regolatori PID raggiungono spesso i loro limiti in presenza di processi complessi. Qui le funzioni di Advanced Process Control (APC) integrate nel siste-ma di controllo di processo SIMATIC PCS 7 offrono maggiori possibilità. Con l'impiego di queste funzioni di regolazione di superiore livello prestazionale è possibile:

• Ridurre drasticamente fluttuazioni indesiderate di variabili di processo critiche

• Ridurre sensibilmente il consumo di materie prime e di energia

• Aumentare la capacità produttiva e la qualità del prodotto• Ridurre l'aggravio di lavoro del personale operativo

Funzioni di Advanced Process Control integrate

Oltre alle numerose funzioni di regolazione fondamentali come ad es. regolazione PID, regolazione in cascata, regola-zione split-range e regolazione di rapporto, sono disponibili senza sovrapprezzo nella biblioteca della tecnica di processo di SIMATIC PCS 7 anche blocchi funzionali e template per le funzioni di regolazione di livello prestazionale superiore de-scritte di seguito.

Con queste soluzioni campione, già incluse nella versione stan-dard, sono realizzabili sofisticate applicazioni APC per impianti di piccola e media grandezza in modo semplice ed economico.

Regolazione con funzione overrideNel caso di una regolazione con funzione override le uscite di due o più regolatori agiscono su un organo attuatore comune. La decisione relativa a quale regolatore può avere effettiva-mente accesso all'attuatore dipende dall'analisi dello stato at-tuale del processo.

• Due o più regolatori condividono un organo attuatore • Il regolatore attivo viene scelto in base a:

- Variabili di uscita misurabili, ad es. una delle variabili regolate

- Valori di uscita dei regolatori

Controllo adattativo (Gain Scheduling)Il controllo adattativo consente l'impostazione flessibile dei parametri di regolazione in sistemi regolati non lineari in di-pendenza di tre punti di lavoro.

L'interpolazione lineare consente di ottenere passaggi gra-duali in continuità tra i punti di lavoro, cosicché si ha una pro-gressiva modifica dei parametri in funzione dell'andamento della variabile di misura X.

• Idoneità all'impiego in processi non lineari • Tre set di parametri completi per tre punti di lavoro

Controllo in avanti dinamicoUn controllo in avanti può compensare in anticipo un forte effetto di disturbo rilevabile metrologicamente, cosicché la regolazione resta limitata alle indeterminazioni del modello e ai disturbi non misurabili.

• Compensazione di forti disturbi rilevabili metrologica-mente

• Eliminazione di errori prima del verificarsi di effetti negativi

Monitoraggio della qualità della regolazioneIl blocco ConPerMon monitora la qualità della regolazione del blocco regolatore PID. A seconda dello scostamento dal valore di confronto, ad es. della qualità della regolazione alla messa in servizio, esso attiva segnalazioni di avviso o di allarme, che vengono chiaramente raggruppate in pagine OS per un im-pianto o una sezione d'impianto. È così possibile riconoscere per tempo eventuali problemi, analizzarli e risolverli in modo mirato.

• Monitoraggio online della qualità della regolazione• Criteri per l'identificazione di circuiti di regolazione:

- Massima urgenza di ottimizzazione- Inizio errore

• Limiti di allarme configurabili per scostamento standard• Analisi grafica

© Siemens AG 2014

Ottimizzazione con Advanced Process Control 85

Ottimizzazione del regolatore PID Con il PID Tuner integrato nell'Engineering System viene innan-zi tutto configurato un modello del sistema regolato. Su questa base si possono determinare parametri di regolazione favore-voli, con distinzione tra risposta ottimale al disturbo e risposta ottimale del regolatore alle variazioni del valore di riferimento.

• Ottimizzazione di circuiti di regolazione PID• Impiegabile per regolatori PID standard e blocchi di biblio-

teche specifiche di utente• Simulazione di circuiti di regolazione chiusi

Predittore di Smith Il predittore di Smith può migliorare sensibilmente la qualità della regolazione in caso di sistemi regolati con tempi morti lunghi, relativamente costanti. La componente tempi morti viene eliminata impiegando un modello di processo parallelo al processo reale. In questo modo è possibile progettare e im-postare efficacemente il regolatore per un processo senza tempi morti.

• Impiegabile in processi con tempi morti lunghi, conosciuti e per lo più costanti:- Il modello di processo si svolge in parallelo al processo

reale- Retroazione della variabile regolata virtuale senza tempi

morti- Retroazione dello scostamento tra il valore reale misu-

rato e il valore virtuale con tempi morti• Sviluppo del regolatore PI(D):

- Basato sulla parte senza tempi morti del modello di processo

- Fornisce un'impostazione del regolatore assai più precisa

Controllo predittivo multivariabile basato su modello Il regolatore predittivo multivariabile basato su modello (Model Predictive Control, MPC) analizza singolarmente su un lungo periodo di tempo, in caso di processi complessi, l'anda-mento di più variabili interdipendenti.

I risultati vengono utilizzati per la regolazione ottimizzata di queste variabili. Vengono pertanto eliminati gli effetti negati-vi di fluttuazione, che si verificano in caso di regolazione sepa-rata delle variabili interdipendenti. In un campo di tolleranza specificato come valore di riferimento, l'ottimizzazione statica integrata del punto di lavoro può determinare il punto di lavo-ro economicamente ottimale.

Sulla base di un modello matematico della dinamica del proces-so, MPC è in grado di prevedere il futuro comportamento del processo in un intervallo di tempo definito (orizzonte di predi-zione) e di ottimizzare su questa base un criterio di qualità.

Applicazioni MPC scalabili:

• MPC4x4 (ModPreCon) interno ("lean"): fino a 4 grandezze regolanti e di regolazione accoppiate

• MPC10x10 interno: fino a 10 grandezze regolanti e di rego-lazione accoppiate nonché fino a 4 segnali di disturbo mi-surabili

• MPC "full-blown" esterno (Add-on INCA MPC)

Faceplate per regolatore predittivo multivariabile MPC10x10

Il performante MPC10x10 interno assomiglia all'insieme di funzioni dei regolatore multivariabile "full-blown" basato su PC, ma offre riguardo a disponibilità, facilità di utiillzzo e costi gli eccezionali vantaggi delle funzioni di regolazione integrate nel sistema. Indicato per compiti di regolazione complessi con tempi di campionamento di regolatore > di 4 s, viene tipica-mente impiegato come regolatore pilota in strutture in casca-ta. Presso la Tennessee Eastman Benchmark, con 5 grandezze di regolazione, 6 grandezze regolanti e 3 segnali disturbo mi-surabili esso è in grado di fornire, come regolatore pilota insie-me con quasi 20 regolatori PID, i seguenti risultati:

• Rispetto delle condizioni generali per pressione del reat-tore, temperatura e tutti i livelli

• Minimizzazione della variabilità della qualità dei prodotti e della velocità di produzione

• Minimizzazione dei movimenti delle valvole• Compensazione delle influenze di disturbo• Cambiamento della velocità di produzione o del mix di

prodotti con reazione in corso• Cambiamento delle condizioni di reazione o della concen-

trazione di gas di scarico con reazione in corso

Advanced Process Control con SIMATIC PCS 7 Add-ons

Gli Add-on integrabili direttamente nel sistema di controllo di processo ampliano la gamma delle funzioni di regolazione avanzate per SIMATIC PCS 7, ad es. INCA Sensor, INCA MPC o ADCO.

Ulteriori informazioni su Advanced Process Control si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/apc

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Sistemi di simulazione e di training86

Sistemi di simulazione e di trainingSimulazione e messa in servizio virtuale con SIMIT Simulation Framework

Campo d'impiego e possibilità di integrazione di SIMIT Simulation Framework

Nell'industria di processo i progetti di automazione sono tipicamente caratterizzati da budget ristretti, complessità crescente e tempistica realizzativa pressante. La sfida consiste quindi nell'eseguire la pianificazione, l'installazione e la messa in servizio degli impianti di tecnica di processo nel più breve tempo possibile, continuando a soddisfare contemporanea-mente le crescenti esigenze riguardo a qualità e costi.

La riduzione dei tempi di messa in servizio mediante il test dell'automazione con la funzionalità di simulazione di SIMIT Simulation Framework contribuisce in modo essenziale a rag-giungere più rapidamente il livello pianificato di efficienza e produttività di nuovi impianti, di ampliamenti e modernizza-zioni.

SIMIT Simulation Framework consente il test e la messa in ser-vizio del software applicativo specifico di progetto su un im-pianto virtuale per sezioni. A questo scopo è possibile ripro-durre e simulare in tempo reale o in un tempo virtuale il com-portamento della tecnica di campo e dell'impianto tecnologi-co/della sezione d'impianto. Per il comando serve un sistema di automazione reale o virtuale.

Molti test efficienti per il riconoscimento e l'eliminazione di er-rori potenziali sono già eseguibili prima di avere a disposizione l'impianto reale, ad es. impiego di designazioni corrette, test della logica di interconnessione o di interblocco. In questo modo è possibile ottimizzare la qualità della progettazione della tecnica di automazione senza rischio per l'impianto reale.

Inoltre SIMIT Simulation Framework può essere utilizzato per il training di familiarizzazione con il sistema di automazione reale SIMATIC PCS 7. Viene qui simulato il comportamento dell'impianto per il test e la messa in servizio.

SIMIT Simulation Framework è eseguibile sugli attuali compu-ter notebook o desktop con sistema operativo Windows 7 Professional/Ultimate (32/64 bit) nonché su sistemi virtuali (VMware). Esso è impiegabile con flessibilità e integrabile tramite interfacce aperte nell'automazione di processo con SIMATIC PCS 7.

SIMBA Profibus

SIMBA Profibus

Reactor

Operator station

Field devices

SIMATIC PCS 7/S7 automation system

Simulated, virtual plant

Alternative interfaces

Engineering station

Real plant

Technological plant/unit T2659

LT

LT

WT

ET 200MP

RO

FIB

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DP

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PR

OD

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(MP

I/IE

)

S7-

PLC

SIM

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Industrial Ethernet

SIMITSimulation Framework

G_P

CS

7_X

X_0

0377

SIMATIC PCS 7

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Sistemi di simulazione e di training 87

Livello di astrazione della simulazione

La simulazione efficiente è basata sull'astrazione dei tre livelli: segnali, apparecchiature (ad es, azionamenti e sensori) e comportamento tecnologico.

SIMIT Simulation Framework può essere collegato ai sistemi di automazione reali SIMATIC PCS 7 tramite PROFIBUS DP o PROFINET IO. Simulation Units simulano le apparecchiature in rete PROFIBUS DP/PROFINET IO. In alternativa è anche possibi-le l'accoppiamento con applicazioni specifiche come S7-PLCSIM (simulazione AS) o PRODAVE (MPI/IE).

Da ciò risultano due procedimenti per l'esecuzione della messa in servizio virtuale:

• Pre-test senza l'impianto reale (Software in the loop)- Il programma applicativo viene eseguito nell'AS virtuale

(S7-PLCSIM)- SIMIT Simulation Framework fornisce segnali I/O simulati

via accoppiamento S7-PLCSIM• Factory Acceptance Test (Hardware in the loop)

- Il programma applicativo viene eseguito nell'AS reale- SIMIT Simulation Framework simula i segnali I/O, la stru-

mentazione e le apparecchiature da campo- Trasferimento dei valori di simulazione all'AS con tele-

gramma tramite la Simulation Unit - Ampliamento per il test dell'impianto mediante simula-

zione addizionale del comportamento tecnologico

L'interazione con altri modelli di simulazione è supportata con SIMIT Simulation Framework mediante:

• Scambio dati tramite interfacce standardizzate come OPC e Shared Memory

• Sincronizzazzione tramite l'interfaccia Remote Control (con SIMIT nel ruolo di master o client)

Tramite l'interfaccia utente grafica di SIMIT Simulation Frame-work si esegue la modellazione dell'impianto, basata su com-ponenti e orientata al flusso di segnali, con il supporto di bi-blioteche base ampliabili. L'esecuzione del progetto è coman-data mediante un Workflow Management integrato. Non sono necessarie speciali conoscenze di simulazione.

SIMIT Simulation Framework, Graphical User Interface

Gli accoppiamenti per i segnali possono essere semplicemen-te progettati importando la tabella dei simboli o una lista dei nomi dei segnali. Per la riproduzione delle apparecchiature sono utilizzabili file dell'assistente di importazione-esportazio-ne o file Control Module (CM) insieme con template della bibioteca base.

Biblioteche addizionali supportano la simulazione del compor-tamento tecnologico:

• Con FLOWNET si possono simulare in modo rapido e sem-plice processi dinamici di pressioni, flussi e distribuzioni di temperatura dell'acqua in reti di tubazioni.

• CONTEC serve per la simulazione di impianti di trasporto di colli.

SIMIT Simulation Services

Specialisti esperti nel campo della simulazione degli impianti, che dispongono di profonde conoscenze di SIMIT, offrono servizi completi di consulenza, training e supporto per la modellazione personalizzata di impianti.

Impianto reale

Simulation con SIMIT Simulation Framework

Tecnica di campo

Segnali Importazione (ad es. tabella dei simboli)

Apparecchiature Biblioteca base per:■ DRIVES■ SENSORS

Impianto tecnologico/sezione d'impianto

Comportamento tecnologico

Biblioteche addizionali■ FLOWNET■ CONTEC

ET 200M

PROFIBUS DP

T2659LT

LT

WT

Argomenti a favore dell'impiego di SIMIT Simulation Framework

■ Test del progetto di automazione originale

■ Elevata qualità grazie al riconoscimento ed all'elimina-zione in anticipo di errori nel progetto di controllo di processo

■ La messa in servizio virtuale abbrevia i tempi di proget-tazione e riduce i relativi costi

■ Nessuna necessità di programmazione specifica per la simulazione nel progetto di automazione

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simit

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Collegamento a sistemi IT88

Collegamento a sistemi IT

OpenPCS 7 Server per lo scambio dati via OPC

Analizzare e gestire dati di processo con OpenPCS 7

I sistemi sovraordinati al sistema di controllo di processo per la pianificazione della produzione, l'analisi e la gestione di dati di processo (OPC Clients) possono accedere a dati di processo di SIMATIC PCS 7 tramite un OpenPCS 7 Server. Questo server raccoglie i dati distribuiti, a seconda della configurazione di sistema, su diverse stazioni SIMATIC PCS 7 (OS Server, Process Historian). OpenPCS 7 utiizza oltre alla tecnologia DCOM an-che la specifica evoluta OPC UA (Unified Architecture).

Mediante OLE-DB è realizzabile in modo semplice un accesso diretto standardizzato ai dati di archivio nel Microsoft SQL Server-Database dell'Operator System. Sono inoltre accessibili tutti i dati di archivio OS con i rispettivi valori di processo associati, i testi di segnalazione e di utente.

Integrazione e sincronizzazione di tutti i processi di business con SIMATIC IT

Per la competitività di un'azienda è determinante reagire rapidamente alle richieste del mercato e ottimizzare la catena logistica. All'interfacciamento tra produzione e management provvedono i Manufacturing Execution System (MES) per l'ottimizzazione omogenea dei processi aziendali - assicuran-do pertanto più efficienza, trasparenza integrata e qualità costante.

Con SIMATIC IT Siemens dispone di uno dei più performanti e flessibili sistemi MES presenti sul mercato. SIMATIC IT funzio-na in modo omogeneo con tutti gli attuali sistemi ERP e di con-trollo di processo. La modellazione dell'intero know-how sulla realizzazione del prodotto, la definizione precisa dei processi aziendali e l'acquisizione dati in tempo reale dal livello ERP e di produzione, consentono a SIMATIC IT di controllare più effi-cientemente i processi operativi, minimizzare i tempi di gua-sto, le perdite di produzione e le rilavorazioni nonché di otti-mizzare la gestione di magazzino.

Accesso alla sta-zione

InterfacciaOPC

Tipo di dati/tipo di accesso

OS Server DA o UA DA(Data Access)

Accesso in lettura/scrittura a valori di processo

A&E (Alarm & Events)

Accesso in lettura e di conferma ad allarmi e segnalazioni

OS Server/ Process Hi-storian

HDA (Historical Data Access)

Accesso in lettura a valori di pro-cesso archiviati

H A&E (Historical Alarms & Events)

Accesso in lettura ad allarmi e se-gnalazioni archiviati

Office LAN

OpenPCS 7 server

OS server

OPC Clients

Bus dei terminali

Bus dell'impianto

Front Firewall

Back Firewall

G_P

CS

7_X

X_0

0144

ProcessHistorian

Informazioni dettagliate sulle SIMATIC IT Suite, componenti e librerie si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/mes

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Package Units e integrazione di Panel 89

Package Units e integrazione di PanelSIMATIC PCS 7 Industry Library

La funzionalità standard predefinita nella SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL) per la progettazione grafica di soluzioni di automazione può essere ampliata mediante la SIMATIC PCS 7 Industry Library (IL) con l'aggiunta di specifiche funzioni tecnologiche. L'IL fornisce oltre a singoli blocchi, fa-ceplate e simboli, che sono indirizzati a speciali compiti della tecnica di processo in diversi settori industriali, anche set di blocchi, ad es. per i settori dell'acqua/delle acque reflue o per la Building Automation. Con i blocchi uniformemente confi-gurati di IL e APL si possono realizzare interfacce operative armoniche, che trasmettono un look&feel omogeneo.

Servizio e supervisione per Comfort Panel

Il servizio e la supevisione di funzioni di automazione (APL/IL) su un Touch Panel sono realizzabili con blocchi d'interfaccia IL. La progettazione avviene nel CFC mediante combinazione logica con il blocco tecnologico, ad es. un motore. In conside-razione di diritti di comando e di concetti operativi gerarchici (operatività in più sale controllo) la funzione tecnologica fun-zionante in un sistema di automazione SIMATIC PCS 7 o in un controllore SIMATIC S7-300 può essere controllata sia da una Operator Station sia da un Touch Panel.

Faceplates di un comando motore per Operator Station (sopra) e Panel (sotto)

Package Units S7-300

L'IL supporta non solo l'engineering di sistemi di automazione e Operator Stations del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7, ma anche la progettazione di Package Units, sulla base di controllori SIMATIC S7-300. Le Package Unit S7-300 possono essere integrate con blocchi IL direttamente nel sistema di controllo di processo e inserite omogeneamen-te nell'interfaccia operativa della SIMATIC PCS 7 Operator Station. La progettazione dei blocchi funzionali avviene nel CFC. Sono a questo scopo disponibili:

• Blocchi d'interfaccia Panel per funzioni IL• Monitoraggio analogico su 8 valori limite a libera scelta• Monitoraggio analogico con monitoraggio di valore limite

binario addizionale• Monitoraggio di fino a 8 aggregati• Monitoraggio di valore di misura analogico• Monitoraggio di valore di misura digitale • Attuatore a 3 punti (valvole a farfalla, motori, valvole in

generale etc.)• Regolatore PID• Blocchi di comando per operatore• Comando valvola• Comando motore (motore standard, con 2 sensi di rota-

zione, a velocità variabile)• Funzioni per la Building Automation• Comunicazione AS-AS per la lettura/scrittura di dati

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

Plant bus

S7-300 withIL for S7

Package UnitSIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0328

Operator Station

Comfort Panel

Comfort Panel

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Integrazione di controllori con PCS 7/OPEN OS90

Integrazione di controllori con PCS 7/OPEN OS

Esempio di collegamento di controllori non-Siemens e Package Units con PCS 7/OPEN OS

Gli impianti di processo hanno spesso strutture eterogenee cresciute nel corso di anni, che integrano anche combinazioni di componenti di sistema forniti da produttori diversi. In caso di modernizzazioni i gestori degli impianti mirano ad aumen-tare l'efficacia della conduzione di processo unificando i livelli di gestione aziendale. Anche nel caso di ampliamenti di im-pianti, di raggruppamento di sale controllo o di migrazione graduale di impianti esistenti, la sfida consiste nell'integrare diversi tipi di controllori in un sistema di servizio e super-visione.

Per questi scopi il SIMATIC PCS 7 Operator System è ampliabile con PCS 7/OPEN OS. È così possibile integrare nella conduzio-ne di processo i seguenti controllori:

• Controllori non-Siemens di sistemi di controllo di processo (DCS)

• Controllori programmabili (PLC) di Siemens e altri produt-tori

• Package Units

In funzione delle caratteristiche tecniche del controllore da integrare è possibile il collegamento alla PCS 7/OPEN OS Operator Station (Single Station/Server/coppia di Server ridon-danti) tramite OPC (OPC DA e OPC A&E) o i canali WinCC pre-senti (ad es. canale S7 o canale Modbus TCP). Con la comuni-cazione OPC, l'OPC Server può funzionare su hardware sepa-rato oppure, insieme con l'OPC Client, su PCS 7/OPEN OS Operator Station.

Per la progettazione delle funzioni di automazione si può uti-lizzare ulteriormente l'Engineering System presente del con-trollore.

La base per l'OS Engineering con il PCS 7 Engineering System è il Toolset Database Automation (DBA) di PCS 7/OPEN OS. Per il controllore da integrare si possono realizzare pertanto in modo rapido e semplice oggetti OS nel design di SIMATIC PCS 7. L'ulteriore lavoro manuale si riduce all'approntamento del progetto, alla realizzazione di elementi grafici statici, alla definizione di archivio, alla gestione utenti e ad adattamenti personalizzati.

Funzioni DBA

• Creazione della gerarchia delle pagine• Creazione automatica delle pagine con simboli e faceplate

nell'albero gerarchico• Generazione automatica della gestione variabili

nell'Operator Station• Generazione automatica delle segnalazioni• Assegnazione delle priorità di segnalazione • Definizione della variabili di processo da archiviare• Generazione di trend• Esportazione/importazione per l'elaborazione di dati di

massa• Type Editor per la generazione di rappresentazioni dei

blocchi funzionali del controllore esistente- Generazione di strutture dei dati (tipi di strutture) - Importazione/esportazione e documentazione di tipi- Generazione di tipo da istanza- Integrazione di tipo in un altro tipo

Ulteriori funzioni PCS 7/OPEN OS rilevanti

• Sincronizzazione TH: Allineamento della gerarchia tecnolo-gica con il presente progetto PCS 7

• Multi Project Engineering: suddivisione in più progetti DBA, ad es. con granularità di sistema

• Online Scripting: generazione di script per funzioni addizio-nali, eseguibili nel Runtime

Trattamento di Package Units

Il produttore può creare una volta la Package Unit in PCS 7/ OPEN OS e fornirla come OS Typical su CD o mediante download. Il progettista importa sul posto soltanto questo OS Typical e produce da esso istanze secondo il numero delle Unit. È infine possibile visualizzare le Package Unit nella pagi-ne di processo di SIMATIC PCS 7.

PCS 7Engineering system

Third-party engineering

system

Third-party controller

Package Units

Terminal bus

Plant bus

PCS 7 automation system

Communication via WinCC channel

PCS 7 OPEN/OS server (single/redundant)

PCS 7OS clients

ET 200M

S7-300

S7-1200

G_P

CS

7_X

X_0

0339

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Migrazione di sistemi Siemens e non-Siemens91

Migrazione di sistemi Siemens e non-SiemensL'investimento nel futuro

Strategia di migrazione

La globalizzazione e la crescente pressione della concorrenza impongono alle aziende un continuo aumento della produtti-vità e una riduzione dei tempi di lancio dei prodotti sul merca-to. Affinché le aziende possano far fronte anche in futuro alle esigenze dei mercati, parecchi sistemi e impianti esistenti de-vono essere ampliati e modernizzati. Poiché però la base instal-lata costituisce un valore enorme per quanto riguarda hard-ware, software applicativo e know-how del personale operati-vo e di manutenzione, è di grande importanza per il gestore dell'impianto la sicurezza dell'investimento in relazione a tutti i piani di modernizzazione.

L'esperienza dimostra che il successo di una migrazione è determinato essenzialmente da una soluzione tecnica perfet-tamente adatta alle esigenze del cliente ed al rispettivo impianto. Valgono le seguenti linee guida:

• Minimizzazione dei rischi finanziari e tecnici• Protezione a lungo termine di investimenti già effettuati • Considerazione di differenti cicli di vita dei componenti di

sistema, ad es.:- 5 anni per Workstation basate su PC- 15 anni per controllori- 25 anni per componenti I/O e cablaggio

Valore aggiunto grazie alla migrazione

Le ragioni per la modernizzazione della tecnica di processo sono altrettanto differenti come gli scopi, che vengono perse-guiti con l'impiego di un moderno sistema di controllo di pro-cesso come SIMATIC PCS 7:

• Assicurazione delle funzioni di automazione con compo-nenti che stanno invecchiando

• Ottimizzazione della ricambistica• Produzione più flessibile con maggiori capacità• Performance di sistema più elevata e maggiore trasparenza

del processo • Aumento della qualità dei prodotti e risparmio di risorse

mediante moderne strategie di regolazione e di comando• Minore onere di engineering • Conduzione di processo semplificata con minori esigenze

di personale operativo• Affidabilità di sistema migliorata grazie a molteplici possi-

bilità di diagnostica e Plant Asset Management• Potenti interfacce e reti d'impianto con alto potenziale di

protezione contro minacce della sicurezza IT

Per questo Siemens ritiene che una migrazione non consista solo nella sostituzione completa del sistema esistente, ma an-che nell'elaborazione, in stretta collaborazione con il cliente e i suoi integratori di sistemi, di una specifica soluzione orienta-ta al futuro sulla base del sistema di controllo di processo "state of the art" SIMATIC PCS 7 – sempre secondo le direttive:

• Innovazione graduale del sistema • Adattabilità alle caratteristiche specifiche dell'impianto • Flessibilità rispondente alle esigenze della produzione

Il primo e principale compito nell'elaborazione di un concetto di migrazione ottimale per un impianto è quello di analizzare la situazione di partenza e derivarne gli obiettivi della moder-nizzazione.

In caso di sistemi molto vecchi la soluzione migliore è quasi sempre una sostituzione completa con il nuovo sistema di controllo di processo. Spesso, comunque, componenti come controllori o unità I/O sono ulteriormente impiegabili, se con-tinuano ad essere supportati dal fornitore o sono ancora pre-senti ricambi sufficienti. Grazie all'integrazione di componenti ancora validi nel concetto di migrazione si possono ottenere notevoli risparmi di investimento e tempi di conversione più brevi.

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Migrazione di sistemi Siemens e non-Siemens 92

Migrazione graduale con i giusti prodotti e servizi

Se l'hardware è ampiamente obsoleto, l'engineering del con-trollore può rappresentare pur sempre un valore considerevo-le. Qui è concentrato tutto il know-how, spesso ottimizzato in molti anni, sull'automazione del processo. Tool intelligenti vi guidano nell'analisi di questi dati e in determinate circostanze possono, grazie alla conversione funzionale (typicals), ridurre notevolmente l'onere di re-engineering nel nuovo sistema.

Esperti con know-how di migrazione

In considerazione della complessità di molti progetti di migra-zione, il successo della migrazione dipende in modo decisivo dall'analisi e dall'elaborazione del giusto modo di procedere incl. la valutazione realistica di opportunità e rischi. Gli esperti di migrazione di Siemens hanno già accumulato esperienze decisive in merito alla migrazione dei sistemi più svariati.

Nella realizzazione di progetti di migrazione, Siemens opera, se richiesto, in stretta collaborazione con l'integratore di siste-ma del cliente, che possiede un know-how specifico accumu-lato in molti anni e conosce perfettamente sia l'impianto sia le esigenze del cliente.

Gamma dei prodotti di migrazione

Siemens ha riconosciuto per tempo l'importanza della migra-zione per l'automazione di processo ed offre già da anni una molteplicità di innovativi prodotti e soluzioni di migrazione per i suoi sistemi comprovati in tutto il mondo, come APACS+ o TELEPERM M.

La migrazione di vecchi sistemi non-Siemens è già avvenuta nel frattempo con successo, ad es. per sistemi di ABB, Honeywell, Emerson o Invensys. Anche qui molti prodotti e soluzioni supportano il passaggio graduale a SIMATIC PCS 7. Trova sempre maggiore impiego a questo scopo il SIMATIC PCS 7/Open OS universale accoppiato con OPC. Ulteriori soluzioni, tra l'altro per la comunicazione di sistema vecchio e nuovo o la rapida integrazione in progetti di migrazione completano il portfolio, ad es. specifici gateway, connettori, cavi e Field Termination Assemblies (FTA).

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 processo e nella migrazione nonché un'organizzazione di service mondiale, Siemens dimostra la sua competenza e offre la sicurezza di un partner affidabile.

ControlloreS7-400S7-400HS7-400FH

Motore

InterfacciaI/OI/O

Controllore

EngineeringStation

EngineeringSystem

Ripartitoreintermedio

Server Server

Importazione deidati di engineeringdel vecchio OS

Importazionedell'engineeringdel controllore

Collegamento di unità I/O esistenti aPCS 7/AS

Pre

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one

Gateway perl'accoppiamento di dati

Field TerminationAdapter

Sostituzione di OS con Server per PCS 7/OS

ClientsVecchio sistema

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0079

PROFIBUS PA

OS

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS DP

Ulteriori informazioni si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/simatic-pcs7/migration

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Servizi e prestazioni di service 93

Servizi e prestazioni di serviceService & Support globale

Sia che si tratti di industria manifatturiera o di processo – in considerazione della forte pressione dei costi, dei crescenti prezzi dell'energia e delle sempre più severe norme ambienta-li i servizi per l'industria diventano un fattore di successo deci-sivo per la competitività. Siemens supporta i suoi clienti in tut-to il mondo con servizi per prodotti, sistemi e applicazioni lun-go l'intero ciclo di vita di un impianto. Dalla pianificazione e dallo sviluppo attraverso l'esercizio fino alla modernizzazione i clienti si avvalgono attraverso i servizi anche del vastissimo know-how su tecnologie e prodotti nonché della competenza settoriale degli esperti di Siemens.

Si riducono pertanto i tempi di guasto e viene ottimizzato l'im-piego di risorse. Il risultato: maggiore produttività, flessibilità ed efficienza con minori costi globali.

Online Support

Informazioni rapidamente disponibili con chiari esempi ren-dono superfluo il contatto con un esperto nella maggioranza dei casi. Il Siemens Industry Online Support offre una piatta-forma completa per lo scambio di informazioni con altri utenti.

Technical Support

Domande tecniche su prodotti e sistemi possono sorgere in ogni momento – dall'utilizzo ottimale fino all'eliminazione di guasti. A questo riguardo gli specialisti del Technical Support offrono ininterrottamente a tutte le ore il necessario supporto e rispondono a domande sulla funzionalità e sull'esercizio di prodotti e sistemi.

Spare Parts

I sistemi di azionamento ed i sistemi di automazione devono essere sempre disponibili – in ogni settore e ovunque nel mondo. La mancanza di un ricambio può causare il fermo dell'intero impianto con la conseguenza di enormi danni fi-nanziari per i gestori. Il servizio ricambi di Siemens disponibile in tutto il mondo è di notevole aiuto con la rapida fornitura di ricambi originali. I ricambi originali di Siemens garantiscono il funzionamento affidabile con tutti gli altri componenti di si-stema. Singoli pacchetti di ricambi per diversi prodotti e solu-zioni assicurano una disponibilità di ricambi preventiva sul posto.

Online SupportTechnical Support

Spare PartRepair ServiceField Service

Training

Engineer & Build

Operation

Modernization

PlanningPlanning

Modernization

Operation

Engineer & Build

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Servizi e prestazioni di service94

Repair Services

In ogni industria le macchine e gli impianti devono funzionare con il massimo livello di produzione per tutto il loro ciclo di vi-ta. Gli esperti del Repair Service sviluppano per voi il concetto di service perfettamente adatto. La combinazione di riparazio-ne corretta e ispezione con una molteplicità di prestazioni addizionali contribuisce in modo determinante alla massima efficienza e produttività.

Field Services

La massima disponibiità di macchine e impianti è di impor-tanza fondamentale in tutte le industrie. Siemens offre Field Services e misure di manutenzione a regola d'arte come ispezione e riparazione nonché rapida eliminazione dei distur-bi di impianti industriali – all'occorrenza anche con servizio di emergenza. Le prestazioni di servizio comprendono l'intera gamma dalla messa in servizio attraverso la manutenzione preventiva e l'eliminazione dei guasti fino al contratto di service.

Training

La partecipazione a corsi di training professionali orientati a gruppi di destinatari in oltre 60 Paesi al mondo consente l'acquisizione di conoscenze approfondite del sistema SIMATIC PCS 7 e l'ampliamento del proprio know-how. In corsi orientati alla pratica i partecipanti ricevono un'eccellente for-mazione direttamente dal produttore, che li mette in grado di utilizzare il sistema di controllo di processo in brevissimo tem-po e con efficienza. L'offerta di corsi comprende anche specia-li Hands-on-Trainings tenuti direttamente sul posto presso l'impianto del cliente.

Scoprite tutti i vantaggi del nostro portfolio di servizi: www.siemens.com/industrie-services

Ulteriori informazioni sul SIMATIC PCS 7-Training si trovano in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/sitrain

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Servizi e prestazioni di service 95

Programmi di service

L'offerta di servizi comprende, oltre a prestazioni globali di service e supporto, anche speciali programmi di service per l'industria di processo, che sono utilizzabili indipendentemen-te tra loro ed adattabili con flessibilità.

SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services

Le decisioni su investimenti in una tecnica di controllo di pro-cesso nuova o innovata richiedono una valutazione dei costi collegati sempre in relazione ai costi d'esercizio globali dell'im-pianto. Supporto, manutenzione, aggiornamento e moderniz-zazione determinano una parte notevole di questi costi. Sono da tenere anche in considerazione i brevi cicli innovativi, col-legati all'ingresso della tecnica PC nell'automazione di proces-so. È quindi di importanza fondamentale che i costi di service siano trasparenti e pianificabili. A questo scopo è indispensa-bile un Life Cycle Service a costo ottimizzato, a garanzia della funzionalità della tecnica di controllo di processo entro un periodo di tempo definito. Con un'attiva gestione dell'obsole-scenza, Siemens affronta il progressivo invecchiamento degli impianti di controllo di processo supportando i suoi clienti con l'elaborazione di specifiche soluzioni di sostituzione nonché di appropriate strategie per assistenza e ricambi.

Sulla base di una pluriennale esperienza, sono stati identificati quattro profili di esigenze e quindi sviluppati corrispondenti moduli di service sovrapposti l'un l'altro: Standard Service, Maintenance Service, Basis Life Cycle Service ed Extended Life Cycle Service (vedi figura).

L'insieme di prestazioni specificamente concordato con il cliente sulla base di moduli di service viene fissato contrattual-mente. I contratti sono così flessibili da poter essere adattati in relazione alle modifiche dell'impianto. La gestione del con-tratto di service include documentazione, pianificazione delle misure e controllo di performance.

Safety Life Cycle Services

Il Safety Life Cycle ripartito in analisi, realizzazione ed esercizio segue il ciclo di vita degli impianti di processo. I gestori di impianti di processo con elevate esigenze di sicurezza quali impianti chimici, raffinerie, impianti di distillazione e di com-bustione, che impiegano sistemi e apparecchiature fail-safe per ridurre il rischio e gli effetti di un evento di sicurezza, sono tenuti secondo la normativa IEC 61511 a verificare l'efficacia delle loro misure di sicurezza nel Safety Life Cycle.

Affinché la funzione della tecnica di sicurezza conforme alle prescrizioni resti salvaguardata lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto, oltre all'idoneità di hardware e software sono determinanti anche i processi di pianificazione, i processi ope-rativi e di modifica adottati. Con i Safety Life Cycle Services Siemens fornisce non solo le necessarie conoscenze di esperti per la verifica della sicurezza ma anche strumenti e metodi di lavoro che escludono errori sistematici in tutte le fasi del pro-getto. Ciò è oltremodo importante, poichè la correzione in un secondo momento di errori che sono avvenuti in una fase ini-ziale del progetto spesso può essere molto costosa ed onero-sa. Inoltre il gestore dell'impianto è costretto a crearsi da solo il know-how specialistico ed a provvedere continuamente all'adattamento alle direttive e tecnologie più recenti.

SIMATIC Remote Support Services

I SIMATIC Remote Support Services offrono, con l'utilizzo di moderne strutture IT e di collegamenti Internet sicuri, un sup-porto preventivo specifico di sistema, che si contraddistingue per l'alto livello di efficienza, flessibilità e redditività. Essi sono basati sulla performante piattaforma Siemens Remote Service (SRS), che consente un accesso remoto sicuro al sistema, da parte sia di esperti di Siemens sia di propri specialisti o integra-tori di sistemi.

SIMATIC PCS 7 Life Cycle ServicesModuli di contratto

Standard Service

Maintenance Service

Basic Life Cycle Service

ExtendedLife Cycle Service

Opzioni

Gestione obsolescenze (service di informazione)

Magazzino ricambi (opzione)

Ispezione e manutenzione

Servizio di pronto intervento e manutenzione correttiva

Prestazioni di base

Software Update Service

Updates/upgrades per modernizzazione

• Tempo di service ampliato 24/7• Software Update Services• Extended Exchange Option

• Ottimizzazione dell'asset• Supporto tecnico concordato• Remote Services

CustomerSiemensService

IT-SystemAdministration

DMZCustomer Web Portal

Business Partner

DMZcRSP

Web Portal

WebPortal

AccessServer

Customer Site

Internet (VPN)

Access Gateway

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Ulteriori informazioni

Informazioni attuali sul sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7:www.siemens.com/simatic-pcs7

Totally Integrated Automation:www.siemens.com/tia

Manuali SIMATIC:www.siemens.com/simatic-docu

Materiale informativo per il download:www.siemens.com/simatic/printmaterial

Service& Support:www.siemens.com/automation/support

Partner di riferimento SIMATIC:www.siemens.com/automation/partner

Industry Mall per l‘ordinazione elettronica:www.siemens.com/industrymall

Le informazioni riportate in questo brochure contengono descrizioni o 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 saranno da considerare impegnative solo se espressamente concordate in fase di definizione del contratto. Con riserva di disponibilità di fornitura e modifiche tecniche.Tutte le denominazioni dei prodotti possono essere marchi oppure denominazioni di prodotti della Siemens AG o di altre ditte fornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può violare il diritto dei proprietari.

Siemens AGIndustry SectorIndustrial Automation SystemsPostfach 48 4890026 NÜRNBERGGERMANIA

Con riserva di modifichePDF (E86060-A4678-A131-B4-7200)BR 1014 96 ItProduced in Germany © Siemens AG 2014

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SIMATIC PCS 7 V8.1 –at a glance!

Indicazioni di sicurezza

Siemens commercializza prodotti di automazione e di azionamento per la sicurezza industriale che contribuiscono al funzionamento sicuro di impianti, soluzioni, macchinari, apparecchiature e/o reti. Questi prodotti sono componenti essenziali di una concezione globale di sicurezza industriale. In quest’ottica i prodotti Siemens sono sottoposti ad un processo continuo di sviluppo. Consigliamo pertanto di controllare regolarmente la disponibilità di aggiornamenti relativi ai prodotti.

Per il funzionamento sicuro di prodotti e soluzioni Siemens è necessario adottare idonee misure preventive (ad es. un concetto di protezione di cella) e integrare ogni componente in un concetto di sicurezza industriale globale all’avanguardia. In questo senso si devono considerare anche gli eventuali prodotti impiegati di altri costruttori. Per ulteriori informazioni sulla sicurezza industriale, vedere www.siemens.com/industrialsecurity.

Per restare informati sugli aggiornamenti cui vengono sottoposti i nostri prodotti, suggeriamo di iscriversi ad una newsletter specifica del prodotto. Per ulteriori informazioni, vedere http://support.automation.siemens.com.

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