Siemens AG Sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Brochure Marzo 2009 SIMATIC PCS 7. Answers for industry.

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1 Sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 Brochure Marzo 2009 SIMATIC PCS 7 Answers for industry.

2 SIMATIC PCS 7 Takes you beyond the limits! ERP Enterprise Resource Planning Management Level MES Manufacturing Execution Systems SIMATIC IT Operations Level SIMATIC PCS 7 Process Control (DCS) Control Level Industrial Software for Design and Engineering Installation and Commissioning Operation Maintenance Modernization and Upgrade Energy Management SIMOTION Motion Control System SINUMERIK Computer Numeric Control SIMATIC NET Industrial Communication SIMATIC Controllers Modular/Embedded/ PC-based SIMATIC HMI Human Machine Interface Field Level PROFIBUS PA Process Instrumentation SIMATIC Sensors SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Totally Integrated Automation HART IO-Link Quale uno dei sistemi di controllo di processo leader internazionali, il SIMATIC PCS 7 con la varietà di funzioni, la flessibilità e la performance della versione attuale V7.1 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 l'impiegabilità 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 (TIA) di Siemens, un'offerta completa di prodotti, sistemi e soluzioni in perfetta sintonia reciproca per tutti i livelli dell'automazione industriale dal livello di direzione aziendale al livello di comando, fino al livello di campo. Ciò rende realizzabile un'automazione omogenea su misura per il cliente in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo e ibrida. 2 SIMATIC PCS 7

3 Contenuto text Sette vantaggi Ethernet Integrazione Performance SIMATIC WinCC SCADA System Safety Integrated Ethernet Industrial Ethernet Industrial Ethernet Low-Voltage Controls and Distribution Scalabilità Modernizzazione Safety & Security Innovazione Rete mondiale di esperti Componenti di sistema Engineering System Operator System Maintenance Station Sistemi di automazione Comunicazione Periferia di processo Componenti tecnologici Automazione di lotti con SIMATIC BATCH PROFIsafe PROFIsafe ASIsafe PROFINET Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface Totally Integrated Power KNX GAMMA instabus Comando di vie di trasporto con SIMATIC Route Control Safety Integrated for Process Automation Ottimizzazione con Advanced Process Control Telecontrollo con SIMATIC PCS 7 TeleControl Automazione di laboratorio IT Security Un vantaggio essenziale dell'omogeneità della gamma di prodotti e sistemi e delle soluzioni che ne derivano è la possibilità di utilizzare lo stesso hardware e gli stessi tool di engineering e management per l'automazione di processi continui e discontinui, di operazioni di comando rapide e precise nonché di funzioni di sicurezza integrate. La perfetta interazione di tutti i componenti vi mette in grado di produrre sempre di più al massimo livello qualitativo. Collegamento a sistemi IT Sistemi compatti SIMATIC PCS 7 BOX Migrazione Migrazione di sistemi Siemens e non-siemens Customer Support Servizi e prestazioni di service Ulteriori informazioni SIMATIC PCS 7 3

4 Sette vantaggi SIMATIC PCS 7 Takes you beyond the limits! INTERNET Web Client Data Monitor SAP Management Information/ Manufacturing Execution System SIMATIC IT Office LAN (Ethernet) SIMATIC PCS 7 BOX OS Single Station OS / Batch / Route Control Clients Security Module Web Server/ OpenPCS 7 INTERNET Stampante di rete Maintenance Station Client Engineering Stations Bus dei terminali, single/redundant OS / Route Control Server Industrial Ethernet Batch-/Archive- Server Maintenance Station Server Industrial Ethernet, single/redundant SIMATIC ET 200M FOUNDATION Fieldbus H1 SIMATIC PCS 7 AS RTX Sistemi di automazione standard Zona 2 SIMATIC ET 200M Sistemi di pesatura Zona 1 Sistemi di automazione ad elevata disponibilità SIMATIC ET 200M single/redundant MTA SIMATIC ET 200iSP Sistemi di automazione fail-safe SIMATIC ET 200M Unità standard e Unità F SIMATIC ET 200M Unità F AS-Interface DP/FF Link DP/AS-Interface Link Ex-I/O, HART ET 200M DP/PA Link Terminale operatore Ex PROFIBUS PA DP/PA Link Y-Link PROFIBUS PA DP/PA Link con DP/PA-Coupler ridondante Active Field Splitter Modbus, accoppiamento seriale PROFIBUS DP Integrated Drives ET 200M con CP 341 PROFIBUS DP-iS ET 200S ET 200iSP HART DP/PA Link CO x, NO x PROFIBUS PA Active Field Distributors PROFIBUS PA SIMATIC ET 200pro SIMATIC ET 200S Architettura del sistema SIMATIC PCS 7 Il sistema omogeneo di controllo di processo SIMATIC PCS 7 è, con la sua architettura scalabile del tutto particolare e con eccezionali caratteristiche di sistema, una base ideale per la realizzazione redditizia e l'esercizio economico di impianti di processo. SIMATIC PCS 7 può essere ampliato in modo mirato con funzionalità addizionali direttamente integrabili, ad es. per l'automazione di processi batch, per il comando di trasporti di materiale, per Advanced Process Control, Asset Management, applicazioni di telecontrollo e di sicurezza, analisi/gestione di dati di processo o compiti MES. SIMATIC PCS 7 offre pertanto molto più di un tipico sistema di controllo di processo. Ciò risulta in modo evidente dai seguenti sette vantaggi: Riduzione dei costi d'esercizio complessivi (Total Cost of Ownership) con l'integrazione Performance e qualità elevate unitamente ad engineering efficiente, affidabilità e disponibilità Flessibilità e scalabilità dal piccolo sistema di laboratorio fino al grande complesso impiantistico Protezione degli investimenti grazie alla possibilità di una graduale modernizzazione di sistemi Siemens e non- Siemens Safety & Security Tecnica di sicurezza integrata e IT Security completa per la protezione affidabile dell'uomo e dell'ambiente nonché del processo e dell'impianto. Innovazioni tecnologiche continue dal leader di mercato mondiale per la tecnica di automazione Service & Support locale attraverso una rete mondiale di esperti e partner autorizzati 4 Sette vantaggi

5 Riduzione dei costi d'esercizio complessivi grazie all'integrazione L'integrazione è un punto di forza particolare di SIMATIC PCS 7. Essa esercita un'enorme influenza lungo l'intero ciclo di vita di un impianto sull'ottimizzazione di tutti i processi aziendali e pertanto sulla riduzione dei costi d'esercizio complessivi (Total Cost of Ownership, TCO). Nel contesto di SIMATIC PCS 7 l'integrazione presenta diversi aspetti: Integrazione orizzontale in Totally Integrated Automation Totally Integrated Automation (TIA) di Siemens è un'offerta completa di prodotti, sistemi e soluzioni in perfetta sintonia reciproca per tutti i livelli gerarchici dell'automazione industriale. In TIA, SIMATIC PCS 7 è integrato orizzontalmente nell'automazione omogenea dell'intera catena di processo di un'azienda dall'entrata merci fino all'uscita dei prodotti finiti. Inoltre, SIMATIC PCS 7 è focalizzato sull'automazione dei processi primari. Ma non è tutto, infatti esso può integrare anche sistemi ausiliari o l'infrastruttura elettrica presente, come ad es. gli impianti di distribuzione in bassa/media tensione. Poiché TIA garantisce la compatibilità con ulteriori sviluppi, la continuità nel tempo resta sempre assicurata. Ciò garantisce sicurezza dell'investimento al gestore dell'impianto, che può così ampliare e modernizzare il suo impianto nell'intero ciclo di vita. Integrazione verticale nella comunicazione gerarchica SIMATIC PCS 7 è integrabile nella comunicazione gerarchica di un'azienda tramite interfacce standardizzate sulla base di norme internazionali e tramite interfacce di sistema interne per lo scambio dati diretto. In questo modo è possibile rendere disponibili i dati di processo in ogni istante e in ogni posto nell'azienda a scopo di valutazione, pianificazione, coordinamento ed ottimizzazione di processi aziendali, produttivi e commerciali. SIMATIC PCS 7 supporta il collegamento a SIMATIC IT, il Manufacturing Execution System di Siemens. Con SIMATIC IT è possibile acquisire dati in tempo reale dal livello ERP e di comando, modellare tutto il know-how di produzione e definire con precisione i processi aziendali. L'interfaccia di sistema OpenPCS 7 basata sulle specifiche OPC (Openness, Productivity, Collaboration) consente un semplice scambio dati con sistemi sovraordinati per la pianificazione della produzione nonché per l'analisi e la gestione di dati di processo (OPC Client). Con un Web-Server PCS 7 è possibile comandare e sorvegliare l'impianto tramite Internet/Intranet. Il Web-Server PCS 7 raccoglie i dati degli OS-Server sottordinati e li rende disponibili in tutto il mondo a scopi di telesorveglianza, telecomando e telediagnostica. L'accesso Web è soggetto agli stessi meccanismi di protezione d'accesso come per il Client in sala controllo. La comunicazione aziendale gerarchica va dal livello di management attraverso il livello di direzione operativa e comando del processo fino al livello di campo. In questa comunicazione sono integrati i seguenti componenti: Apparecchiature da campo e di analisi Sistemi di pesatura e dosaggio Azionamenti (avviatori motore, salvamotori, convertitori di frequenza) Ne risulta così supportata al meglio sia la diagnostica di sistema sia la manutenzione efficiente con la Maintenance Station per il SIMATIC PCS 7 Asset Management a livello d'impianto. Pianificazione e progettazione Installazione e messa in servizio Esercizio produttivo Manutenzione e service Modernizzazione Riduzione dei costi d'esercizio nell'intero ciclo di vita dell'impianto Sette vantaggi 5

6 Riduzione dei costi d'esercizio complessivi grazie all'integrazione Integrazione di funzionalità addizionali nel sistema di controllo di processo In dipendenza dell'automazione tipica di processo o di esigenze specifiche del cliente, è possibile ampliare funzionalmente il sistema di controllo di processo con hardware/software addizionali per speciali compiti di automazione, ad es. per Maintenance Station (Asset Management) SIMATIC BATCH (automazione di processi batch) SIMATIC Route Control (comando di trasporti di materiali) Safety Integrated for Process Automation (sicurezza funzionale). Advanced Process Control (APC, metodo di regolazione avanzato) SIMATIC PCS 7 TeleControl (telecontrollo) SIMATIC PCS 7 LAB (automazione di laboratorio) Integrazione di prodotti SIMATIC PCS 7 Add On autorizzati Modularità, flessibilità, scalabilità e apertura di SIMATIC PCS 7 costituiscono i presupposti ottimali per integrare componenti e soluzioni addizionali nel sistema di controllo di processo e ampliarne in questo modo la funzionalità. Molti componenti addizionali sono stati sviluppati sia da Siemens sia da partner esterni come Add Ons per il sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Si tratta di prodotti hardware e software autorizzati dal produttore del sistema, che consentono un impiego economico di SIMATIC PCS 7 per speciali compiti di automazione. Tutte queste funzioni addizionali vengono integrate direttamente in SIMATIC PCS 7. L'impiego di un Engineering System centrale, con una gamma di strumenti unitari e sintonizzati tra loro, minimizza l'onere di progettazione. La confortevole visualizzazione di processo uniforme estesa a tutto il sistema facilita sia l'apprendimento sia l'orientamento e consente all'occorrenza un intervento rapido e mirato dell'operatore nello svolgimento del processo. Integrazione di ulteriori standard tecnici SIMATIC PCS 7 è anche in grado di integrare nel sistema standard tecnici che non sono ancorati in TIA. Un esempio di ciò è il FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1) affermatosi in singoli settori, che può essere integrato tramite PROFIBUS nel sistema di controllo. Progettazione dell'hardware e diagnostica dettagliata dei componenti FF-H1 sono conformi al sistema. È assolutamente garantita l'integrazione di componenti FF-H1 nel SIMATIC PCS 7 Asset Management. 6 Sette vantaggi

7 Performance e qualità elevate unitamente a engineering efficiente, affidabilità e disponibilità Determinante per il successo di SIMATIC PCS 7 in tutto il mondo è senza dubbio la perfetta interazione dei componenti di sistema SIMATIC, con le loro eccezionali caratteristiche di performance e qualità. Essi sono estremamente affidabili e soddisfano nel funzionamento ridondante anche esigenze di disponibilità assai elevate. Alla elevata performance, qualità e disponibilità di SIMATIC PCS 7 contribuiscono soprattutto i seguenti fattori: Grande potenza di comunicazione Veloci reti Ethernet Fast e Gigabit elettriche/ottiche per il bus dell'impianto e il bus dei terminali Molteplici architetture di bus di campo PROFIBUS per settori di produzione manifatturiera e di processo per il collegamento di sensori/attuatori tramite stazioni I/O remote o per il collegamento diretto di apparecchiature e strumenti da campo/di processo incl. alimentazione, anche nell'area Ex o per elevata disponibilità e sicurezza Potenti SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations per i sistemi a livello di direzione operativa e comando del processo come Engineering System, Operator System, Maintenance Station etc. con architettura Intel moderna, veloce processore Core2-Duo, grande capacità di memoria e grafica eccellente per monitor. Tutti i componenti impiegati sono di alta qualità, hanno elevati valori di MTBF e sono adatti al funzionamento continuo 24 ore su 24 in ambienti di ufficio e industriali con temperature da 5 a 40 C. Ampia gamma di sistemi di automazione modulari e scalabili (controllori) con potenza finemente diversificata e capacità di memoria appositamente dimensionata, tutti con velocità di elaborazione e potenza di comunicazione eccezionali, anche per applicazioni di sicurezza, fail-safe e fault-tolerant. Brevi tempi di engineering e turnaround nella progettazione omogenea dell'hardware e del software per l'intero sistema con l'engineering System centrale: Progettazione orientata alla tecnologia senza speciali conoscenze di programmazione Efficaci funzioni di sistema per la minimizzazione dell'onere di engineering, specialmente con molti iter progettuali dello stesso tipo (Bulk-Engineering). Supporto da parte del sistema della progettazione distribuita Numerosi step di progettazione automatici (Auto-Engineering) nonché compilazione e caricamento in una operazione Controllo d'accesso e protocollazione delle modifiche Potente gestione delle versioni con confronto tra le versioni e cronistoria delle versioni Funzioni di Advanced Process Control Sette vantaggi 7

8 Performance e qualità elevate Operator System scalabile assai confortevole, con moltissime funzioni con grande sicurezza di funzionamento, a scelta ridondante Come sistema monostazione per fino a oggetti di processo (PO) o come sistema multistazione con fino a 12 Server/coppie di Server per PO e fino a 32 Client per Server/coppia di Server. Gestione utenti integrata con protezione d'accesso e firma elettronica Brevi tempi di scelta e aggiornamento pagina (< 2 s) Modificabilità durante l'esercizio, Server ridondante selettivo Elaborazione delle segnalazioni assai performante con fino a segnalazioni/allarmi progettabili per Single Station/Server Gestione intelligente degli allarmi per la selezione e il filtraggio di segnalazioni importanti Sistema di archivio di elevate prestazioni integrato per l'archiviazione a breve termine di max variabili d'archivio, ampliabile con l'archivio a lungo termine per max variabili, anche ridondante. Sistemi compatti runtime e completi per processi parziali e piccoli impianti autonomi con rapporto prezzo/prestazioni assai valido con focalizzazione sull'elevata velocità di elaborazione o sull'elevata disponibilità Ridondanza progettabile con flessibilità in tutti i livelli del sistema di controllo SIMATIC PCS 7 supporta la progettazione di configurazioni ridondanti nel Livello di direzione operativa/processo È possibile configurare in modo ridondante sia sistemi monostazione che multistazione. In un sistema multistazione fino a 32 Client (OS/Batch/Route Control) possono accedere ai dati di 1 a 12 Server/coppie di Server (OS/Batch/ Route Control). Per configurazioni con coppie di Server ridondanti gli OS Client vengono commutati, in caso d'errore, sul Server di backup. I seguenti tipi di Server possono essere configurati anche come coppia di Server ridondante: - OS Server - Server d'archivio centrale (CAS) - Batch Server - RouteControl Server - Maintenance Station Server Sotto l'aspetto della disponibilità, per la comunicazione Client-Server/Server-Client (bus dei terminali) come pure per la comunicazione d'impianto tra i sistemi del livello di direzione operativa/processo e del livello di comando (bus dell'impianto), sono da favorire architetture ad anello, specialmente anelli doppi ridondanti. 8 Sette vantaggi

9 Livello di comando Partendo da entrambe le varianti costruttive Single Station (una CPU) e Redundancy Station (due CPU ridondanti) la modularità dei sistemi di automazione fault-tolerant consente una scalatura flessibile della disponibilità grazie a: Client Client - Alimentazione doppia o quadrupla (solo Redundancy Station) - Comunicazione sul bus dell'impianto doppia o quadrupla (solo Redundancy Station) Livello di campo Nel livello di campo sono realizzabili, in dipendenza dell'ambiente d'impiego (Zona Ex), architetture ridondanti differenti. Queste architetture prevedono il collegamento di apparecchiature da campo/di processo, facenti capo a stazioni I/O remote ET 200M/iSP o direttamente al PROFIBUS PA, a sistemi di automazione fault-tolerant tramite rami PROFIBUS DP ridondanti. Per configurazioni di PROFIBUS PA l'architettura ad anello offre la massima disponibilità e flessibilità. La periferia decentrata ET 200M supporta anche la ridondanza a livello di unità e gruppo di canali. Un sensore/attuatore può essere collegato a due canali, che sono distribuiti su due unità ridondanti in stazioni separate. Flexible Modular Redundancy (FMR) consente inoltre di definire separatamente il grado di ridondanza per sistema di automazione, comunicazione su bus di campo e periferia I/O. In questo modo sono realizzabili architetture faulttolerant, tagliate su misura per i singoli compiti, in grado di tollerare più errori contemporanei. Bus dei terminali, anello 1 Bus dei terminali, anello 2 AS 412H AS 414H AS 417H Bus d impianto ridondante Industrial Ethernet (anello doppio) MTA SIMATIC ET 200M SIMATIC ET 200M Unità F e standard SIMATIC ET 200iSP DP/PA Link Server ridondante PROFIBUS PA DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti Active Field Splitter PROFIBUS PA DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti Active Field Distributors Y-Link CO x, NO x PROFIBUS PA Configurazioni ridondanti in tutti i livelli del sistema di controllo Sette vantaggi 9

10 Flessibilità e scalabilità dal piccolo sistema di laboratorio fino al grande complesso impiantistico Laboratorio Itituto tecnico Impianto di produzione Gruppo di impianti in un sito di produzione SIMATIC PCS 7 LAB SIMATIC PCS 7: da 100 fino a I/O Scalabilità del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7 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 sinergia nel 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 progettazione alle dimensioni dell'impianto secondo le esigenze del cliente. In caso di potenziamenti successivi delle capacità o di cambiamenti tecnologici, un impianto SIMATIC PCS 7 può essere ampliato in ogni momento. Con la crescita dell'impianto cresce parallelamente anche il SIMATIC PCS 7! Nessuna costosa capacità di riserva superflua. La scalabilità vale per tutti i livelli del sistema. Anche solo nel livello di comando l'utente dispone di più sistemi di automazione con compatibilità funzionale e con rapporto prezzo/prestazioni diversificato: Sistema di automazione compatto Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX Sistemi di automazione modulari della serie costruttiva S7-400 come sistemi standard, fail-safe e fault-tolerant È pertanto possibile adattare al meglio la potenza di automazione alle esigenze dell'impianto o della sezione d'impianto. Si escludono così sovracapacità costose e superflue. 10 Sette vantaggi

11 Sistemi di automazione Microbox con Software-Controller Sistemi di automazione modulari della serie costruttiva S7-400 con Hardware-Controller Runtime-System con funzionalità AS Runtime-Systems con funzionalità AS e OS o sistemi completi con funzionalità AS, OS e ES SIMATIC PCS 7 AS RTX AS 414 AS 416 AS 417 SIMATIC PCS 7 AS RTX con Software-Controller WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX con Software-Controller WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 con Hardware-Controller WinAC Slot 416 Classificazione dei sistemi di automazione secondo la potenza di automazione La scalabilità non comporta però solo vantaggi di costo per pianificazione, engineering, messa in servizio ed esercizio ma anche per service e training. L'engineering unitario ed omogeneo per l'intera piattaforma di sistema è la garanzia che i dati di engineering una volta definiti siano continuamente utilizzabili. Per l'automazione di processi parziali e piccoli impianti autonomi il SIMATIC PCS 7 dispone di più sistemi compatti interessanti, impiegabili in vicinanza degli impianti, la cui potenza di automazione e funzionalità è diversificata come rappresentato in figura: SIMATIC PCS 7 AS RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 SIMATIC PCS 7 LAB Classificazione dei sistemi compatti secondo potenza di automazione e funzionalità (AS: sistema di automazione, OS: Operator System, ES: Engineering System) Poiché il SIMATIC PCS 7 LAB, con design studiato per le speciali esigenze dell'automazione di laboratorio, è basato sul SIMATIC PCS 7 BOX 416, esso va classificato in modo analogo a quest'ultimo. I sistemi compatti si posizionano, con ca. 60 punti di misura, nella fascia inferiore della scala della struttura d'insieme del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Questo si estende verso l'alto fino al sistema multistazione distribuito in architettura Client-Server con fino a punti di misura per l'automazione di un impianto di produzione di grandi dimensioni o di una struttura impiantistica in un sito produttivo. Ciò corrisponde a ca. una scala da 100 fino a I/O. Sette vantaggi 11

12 Protezione degli investimenti grazie alla possibilità di una graduale modernizzazione di sistemi Siemens e non-siemens La motivazione per la modernizzazione di processi e impianti esistenti presenta vari aspetti. Questi riguardano maggiore produttività e qualità, minori costi, tempi di introduzione del prodotto più brevi o processi produttivi e tecnologie compatibili con l'ambiente, basati sull'utilizzo ottimale di materie prime ed energia: per raggiungere questi scopi, i processi devono essere continuamente ottimizzati, i sistemi e gli impianti modernizzati ed ampliati. Una strategia di modernizzazione concordata, da realizzare gradualmente, garantisce che il valore della base installata per quanto riguarda hardware, software applicativo e know-how del personale operativo e di manutenzione resti mantenuto e valorizzato. Siemens offre per i suoi sistemi di controllo di processo una molteplicità di prodotti innovativi e soluzioni per la migrazione verso SIMATIC PCS 7, ad es. per TELEPERM M APACS SIMATIC PCS/TISTAR OpenPMC Caratteristica importante della strategia di migrazione di Siemens è un procedere per gradi, che consente di modernizzare la base installata senza discontinuità di sistema e possibilmente senza arresto degli impianti, il che limita anche i costi per nuovi investimenti. Questa strategia è adattabile alle particolari caratteristiche del rispettivo impianto e risponde con flessibilità alle richieste del gestore. Essa è sempre mirata a massimizzare la rendita del capitale complessivo. Ma ancora non basta: Sulla base del portfolio di migrazione di Siemens, che comprende una molteplicità di prodotti innovativi, strumenti e servizi comprovati nell'applicazione pratica, sono state sviluppate soluzioni di migrazione per sistemi di controllo di processo di altri produttori, ad es. ABB o Bailey. Pertanto anche gli utenti di questi sistemi di controllo di processo possono contare sulla tecnologia SIMATIC, leader mondiale dell'automazione, per avere assicurati nel futuro i loro investimenti nella tecnica di automazione. 12 Sette vantaggi

13 Tecnica di sicurezza integrata e IT Security completa per la protezione affidabile dell'uomo e dell'ambiente nonché del processo e dell'impianto. Architettura disicurezza distribuita in profondità su diversi livelli (Defense-in-Depth) Segmentazione dell'impianto (celle di sicurezza) Windows Security Patchmanagement Rete: sottoreti, indirizzi IP, Risoluzione di nomi Impianto di produzione Accesso per service e telemanutenzione (VPN, IPSec) Domini Active Directory per gruppi di lavoro Protezione antivirus e Firewalls Gestione utenti e diritti Sincronizzazione oraria Nell'industria di processo si hanno spesso sostanze o miscele facilmente infiammabili, altamente esplosive o dannose per la salute, che derivano dai prodotti di partenza, intermedi o finali di un processo. È necessario in questi casi operare con grande cautela e adottare straordinarie misure di sicurezza, poiché funzioni errate o guasti dell'impianto potrebbero avere conseguenze fatali per l'uomo e l'ambiente, le macchine e gli impianti. Scopo della tecnica di sicurezza di Siemens è perciò quello di neutralizzare i potenziali di pericolo mediante dispositivi tecnici o di ridurre ad un minimo tollerabile i possibili effetti. Con "Safety Integrated for Process Automation" è disponibile un'offerta completa di prodotti e servizi per la realizzazione di applicazioni fail-safe e fault-tolerant nell'industria di processo. Sulla base del sistema di sicurezza di Siemens, "Safety Integrated for Process Automation" garantisce l'intera funzionalità tecnica di sicurezza, dal sensore al controllore fino all'attuatore. Attacchi di hacker, virus, worm, troiani sono le conseguenze negative della progressiva standardizzazione, apertura e interconnessione in rete mondiale. Il potenziale di pericolo che ne deriva per gli impianti elettrici è cresciuto enormemente. Le minacce di programmi dannosi inquinanti o accessi da parte di persone non autorizzate si limitano non solo a sovraccarichi o cadute della rete e a spionaggio di password o dati. Sono anche pensabili intromissioni illecite nell'automazione di processo e sabotaggi intenzionali. Le possibili conseguenze sarebbero non solo danni materiali, ma anche pericoli per l'uomo e l'ambiente. SIMATIC PCS 7 con il suo concetto di sicurezza offre soluzioni complete per la protezione di un impianto di controllo di processo, che si basano su un'architettura di sicurezza distribuita in profondità su diversi livelli (defense in depth). La particolarità di questo concetto sta nella sua globalità. Esso infatti non si limita solamente all'impiego di singoli metodi di sicurezza (ad es. codifica cifrata) o di singoli dispositivi (ad es. firewall). I suoi punti di forza risiedono principalmente nell'interazione di molteplici misure di sicurezza nell'intero impianto. Sette vantaggi 13

14 Innovazioni tecnologiche continue da un leader di mercato mondiale per la tecnica di automazione Presupposto per le innovazioni e quindi per un continuo successo economico sono gli investimenti in ricerca e sviluppo. Siemens è "trendsetter" e risponde con lo sviluppo di tecnologie e prodotti innovativi alle sfide dei nostri tempi, vedi il risparmio energetico o la protezione dell'ambiente. Le innovazioni nel settore Industry della Siemens sono inoltre improntate soprattutto alla tendenza verso la "fusione" virtuale della pianificazione del prodotto/della produzione e dell'automazione. Ciò comporta maggiore flessibilità e consente notevoli risparmi di tempo e costi nello sviluppo, nell'introduzione sul mercato e nella produzione. I progetti di ricerca e sviluppo sono realizzati dal settore Industry sulla base di sinergie globali, spesso in cooperazione con università. La motivazione nasce dal proposito di soddisfare al meglio le richieste dei clienti. Nel solo anno commerciale 2007, Siemens ha annunciato invenzioni, superando pertanto del 7 % il risultato dell'anno precedente. Nello stesso periodo il numero delle domande di brevetto è aumentato dell'11 % raggiungendo un totale di Ciò corrisponde mediamente a 38 invenzioni e 23 domande di brevetto al giorno. Siemens dimostra continuamente la sua enorme capacità innovativa anche in base al fatto che l'azienda è posizionata al primo posto della statistica dei brevetti in Germania, al secondo posto presso l'ufficio brevetti europeo e negli USA rientra nel gruppo dei Top 10. Il risultato di questo enorme impegno è la gamma di prodotti più moderna della tecnica di automazione e azionamento. Quattro su cinque prodotti hanno oggi meno di 5 anni. Siemens ha incrementato i suoi investimenti in ricerca e sviluppo nell'anno commerciale 2007 di ulteriori 300 milioni per un totale di 3,4 miliardi di Euro. Il settore Industry ha contribuito in modo determinante con una quota del 49 %, cioè con ca. 1,67 miliardi di Euro. 14 Sette vantaggi

15 Service & Support locale attraverso una rete mondiale di esperti e partner autorizzati Chi decide per SIMATIC PCS 7, ha con Siemens un partner forte e affidabile dalla sua parte, che possiede un immenso know-how ed un'esperienza di molti anni nell'automazione di processo. Per supportare i suoi clienti del settore dell'industria di processo in tutto il mondo Siemens ha creato una fitta rete di esperti. Ne fanno parte specialisti di Siemens come pure partner esterni autorizzati altamente qualificati, che prestano attività di service e supporto in più di 190 Paesi al mondo. Grazie alla loro presenza locale essi ben conoscono le particolari situazioni regionali, sono in diretto contatto con i loro clienti e possono reagire alle richieste di questi ultimi in modo rapido e flessibile. Le loro offerte di servizi sono orientate all'intero ciclo di vita di un impianto, dalla pianificazione e dalla progettazione alla messa in servizio e alla produzione fino alla modernizzazione o alla dismissione. La gamma di prestazioni differenziata va dall'helpline 24 ore su 24 per 7 giorni settimanali al supporto per la messa in servizio, alla manutenzione o agli upgrade, al servizio riparazioni/ricambi fino alla consulenza tecnica completa. Poiché la tecnica di controllo di processo continua ad evolversi, è necessario un perfezionamento costante della formazione professionale. Ciò vale non solo per i nostri clienti ma anche per gli specialisti di sistema ed i partner locali. Siemens offre pertanto in centri di formazione distribuiti in 60 Paesi o direttamente presso l'impianto, corsi di formazione professionali indirizzati a diversi gruppi target. Siemens vede nella stretta collaborazione con partner e integratori di sistemi una chiave per il successo nell'automazione di processo. Per migliorare e intensificare questa collaborazione, Siemens ha messo a punto un Solution Partner Programm, la cui ampiezza non ha uguali sul mercato. Si combinano così perfettamente eccezionali conoscenze su tecnologie e applicazioni, esperienza e un vasto know-how di prodotti e sistemi. Sette vantaggi 15

16 Engineering System Engineering esteso a tutto il sistema con l'engineering System centrale Blocchi funzionali tecnologici OS Engineering SIMATIC PCS 7 Engineering Import/ Export Assistant CFC/SFC Libraries HW Config Graphics Designer Faceplate Designer SIMATIC BATCH S7 F Systems SIMATIC PDM SIMATIC Manager / base di dati omogenea Progettazione dell automazione Progettazione per rete/ comunicazione/hardware Progettazione per sistemi failsafe Parametrizz. di apparecch. da campo Engineering Toolset dell'engineering System L'impiego di un Engineering System centrale, con una gamma di strumenti unitari e sintonizzati tra loro, minimizza l'onere di progettazione. Gli strumenti di engineering per il software applicativo, i componenti hardware e la comunicazione sono richiamabili da un Project-Manager centrale (SIMATIC Manager). Questo funge contemporaneamente da applicazione base per la realizzazione, la gestione, l'archiviazione 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 Rete di engineering (Concurrent Engineering) Le potenti SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation, in esecuzione come Single Station o Server, offrono, insieme al sistema operativo Windows XP Professional/Server 2003, una base di partenza ottimale. Esse sono impiegabili sia in ambiente d'ufficio che in ambiente industriale e possono comandare fino a 4 monitor di processo tramite una scheda grafica multimonitor. Base per la definizione della licenza e per l'unità di fatturazione per il SIMATIC PCS 7-Engineering è il numero degli oggetti di processo progettabili (PO). La concessione di licenza dell'engineering Software è orientata ai seguenti casi applicativi principali dell'engineering System: Impiego solo come Engineering Station classica; Engineering PO unlimited (non impiegabile per funzionamento produttivo OS; possibile funzionamento di test OS per 2 ore) Impiego come Engineering/Operator Station combinata; Engineering e Runtime PO scalabili Le licenze software della ES/OS Station combinata comprendono oltre alle licenze per l'engineering anche le licenze Runtime per AS e OS nel volume corrispondente. Mediante Engineering PowerPack il numero PO può essere ampliato in qualsiasi momento. La funzionalità base coperta dal software standard è ampliabile opzionalmente in funzione del compito specifico di progetto e della sua realizzazione. 16 Engineering System

17 Engineering Toolset L'intera funzionalità per l'engineering orientato al progetto 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 sintonizzati tra loro. Esso comprende strumenti per un efficace engineering dei seguenti componenti e delle seguenti funzioni: Hardware di sistema di controllo di processo incl. periferia e apparecchiature da campo Reti di comunicazione Funzionalità di automazione per fasi di processo continue e sequenziali (AS-Engineering) Funzionalità HMI (OS-Engineering) Applicazioni di sicurezza (Safety Integrated for Process Automation) Funzionalità di diagnostica e Asset Management Processi batch, automatizzati con SIMATIC BATCH Comando di trasporti di materiale con SIMATIC Route Control Interazione con strumenti di pianificazione CAD/CAE sovraordinati (importazione ed esportazione di punti di misura e soluzioni campione) SIMATIC Manager Il SIMATIC Manager è al contempo piattaforma d'integrazione per l'engineering Toolset e base di progettazione per tutto l'engineering del sistema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. Qui, il progetto SIMATIC PCS 7 viene gestito, archiviato e documentato. Con la gamma di strumenti focalizzati sugli aspetti tecnologici (Engineering Toolset) nonché con blocchi software e schemi predefiniti, i tecnologi, così come i tecnici dell'industria di processo e manifatturiera, possono pianificare e progettare nel loro abituale ambiente concettuale. L'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 lo strumento di progettazione "HW Config". Per la realizzazione della logica di automazione vengono interconnessi blocchi funzionali predefiniti con altri blocchi mediante lo strumento di progettazione grafica CFC. Ciò è fattibile in modo facile e veloce anche da tecnologi senza conoscenze di programmazione. Blocchi funzionali standardizzati (tipi di punti di misura) per tipici componenti/apparecchiature sono disponibili in una biblioteca di controllo di processo. Il progettista deve solo scegliere i blocchi predefiniti, posizionarli sull'interfaccia utente, interconnetterli e parametrizzarli graficamente. Vista dei componenti: Configurazione dell'hardware con "HW Config" Con l'aiuto degli assistenti di importazione/esportazione per lo scambio dati con sistemi di pianificazione sovraordinati e funzioni come "Extended Rename" è possibile ottenere, specialmente con grandi progetti, notevoli effetti di razionalizzazione grazie al ripetuto utilizzo di punti di misura standardizzati e soluzioni campione. La base di dati omogenea dell'engineering System comporta il vantaggio che i dati immessi una volta sono a disposizione in tutto il sistema. Progetti SIMATIC PCS 7 completi o tutte le modifiche di un progetto possono essere tradotti e caricati nei sistemi di destinazione con un solo passo operativo. L'Engineering System controlla automaticamente la sequenza esatta. Il procedimento viene visualizzato e comandato in un dialogo centrale. Modifiche di progettazione selettive sono caricabili online nei corrispondenti componenti di sistema. Brevi tempi di turnaround comportano minori tempi di lavoro per la messa in servizio, riducendo i relativi costi. Le modifiche di progettazione rilevanti per i sistemi di automazione sono verificabili in un sistema di test, prima di caricarle nel sistema di destinazione dell'impianto funzionante. Il SIMATIC Manager supporta i diversi compiti nella realizzazione di un progetto impiantistico mediante le seguenti viste del progetto: Vista dei componenti (HW Config) per la configurazione di hardware come sistemi di automazione, componenti di bus o periferia di processo Vista dell'oggetto di processo come ambiente di sviluppo centrale per tutti gli aspetti dei punti di misura/degli oggetti di processo Engineering System 17

18 Engineering Software Punti di misura nella vista dell'oggetto di processo. Vista dell'oggetto di processo La vista dell'oggetto di processo del SIMATIC Manager supporta il lavoro del tecnico di processo mediante una vista generale sui punti di misura. Essa mostra la gerarchia tecnologica dell'impianto secondo una struttura ad albero in combinazione con una rappresentazione tabellare di tutti gli aspetti del punto di misura/dell'oggetto di processo (generalità, blocchi, parametri, segnali, segnalazioni, oggetti immagine, variabili d'archivio, cartelle gerarchiche, caratteristiche di 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 l'asset Management SIMATIC PCS 7. Inoltre essa costituisce la base per l'identificazione degli oggetti di processo orientata all'impianto. Visualizzazioni cumulative possono essere inserite in pagine nella gerarchia delle pagine video ed essere automaticamente correlate con pagine sottordinate. Il progettista deve occuparsi solo del corretto inserimento. Poiché il numero dei campi per segnalazioni cumulative e la relativa semantica sono progettabili, è possibile anche realizzare configurazioni d'impianto su misura per cliente. Tramite la vista dell'oggetto di processo è progettabile anche lo "Smart Alarm Hiding". S'intende qui la soppressione dinamica di segnalazioni (allarmi), che in determinati stati dell'impianto sono di secondaria importanza ai fini del funzionamento sicuro e senza problemi dell'impianto. In dipendenza dello stato di funzionamento di una sezione d'impianto (avvio, service etc.) vengono visualizzate o nascoste segnalazioni dei blocchi tecnologici raggruppati in questa sezione d'impianto secondo la progettazione eseguita. Selezionando le opzioni nella matrice delle segnalazioni della vista dell'oggetto di processo è possibile definire separatamente la visualizzazione o la soppressione delle segnalazioni per ognuno dei max. 32 stati d'esercizio. Le segnalazioni nascoste non danno alcun effetto visivo e acustico, ma vengono comunque protocollate e archiviate. Continuous Function Chart (CFC) Il CFC-Editor è lo strumento per la progettazione grafica e la messa in servizio delle funzioni di automazione continue. Con il supporto di un potente Autorouting e di una configurazione delle segnalazioni integrata, è possibile posizionare, parametrizzare e collegare in schemi CFC blocchi già predefiniti. Speciali tecniche di progettazione, come "schema nello schema" per la realizzazione di schemi gerarchici o l'utilizzo multiplo di tipi di blocchi-schema (schemi tradotti come tipo di blocco) o di tipi di SFC (comandi sequenziali standardizzati) in forma di istanze, offrono un ulteriore potenziale di razionalizzazione. 18 Engineering System

19 Continuous Function Chart Sequential Function Chart Creando un nuovo schema CFC, si origina un gruppo runtime con il nome dello schema. In questo gruppo runtime vengono immessi automaticamente tutti i blocchi software dello schema. In tal modo ogni blocco riceve già all'immissione caratteristiche runtime, che il progettista può ottimizzare con modifiche nell'editor runtime o tramite algoritmo. L'algoritmo determina dapprima la sequenza di blocchi ottimale separatamente per ogni gruppo runtime e quindi la sequenza ottimale dei gruppi runtime. Oltre a funzioni di editing assai confortevoli appartengono alla gamma di funzioni del CFC, anche potenti funzioni di test e messa in servizio nonché funzioni di documentazione configurabili individualmente. Sequential Function Chart (SFC) L'editor SFC è adatto per eseguire la progettazione grafica e la messa in servizio di comandi sequenziali per processi di produzione 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 comandare ed elaborare in modo selettivo funzioni dell'automazione base realizzate con CFC, cambiando il modo di funzionamento e lo stato. In funzione del successivo utilizzo, i comandi sequenziali possono essere realizzati come schema SFC o come tipo SFC. Schema SFC Con lo schema SFC è possibile realizzare comandi sequenziali utilizzabili una volta sola, che agiscono in più settori 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 posizionato e interconnesso come blocco nel CFC. I collegamenti desiderati dei blocchi CFC vengono selezionati con operazioni semplici e correlati ai passi o alle transizioni delle catene sequenziali. Una gestione di stato conforme a ISA-88 consente per ogni schema SFC la progettazione di fino a 8 catene sequenziali separate ad es. per stati quali HOLDING o ABORTING, per SAFE STATE o per diversi modi operativi. SFC-Type Gli SFC-Type sono comandi sequenziali standardizzati per l'utilizzo ripetitivo, che agiscono in una sezione dell'impianto di produzione. Essi possono essere organizzati in biblioteche e trattati come normali blocchi funzionali, possono cioè essere scelti da un catalogo, posizionati, interconnessi e parametrizzati come istanza in uno schema CFC. Una modifica dell'originale provoca automaticamente una corrispondente modifica di tutte le istanze. Un SFC-Type può contenere fino a 32 catene sequenziali. Mediante la funzione "Creazione/aggiornamento dei simboli dei blocchi" è possibile, per tutte le istanze SFC gestibili e visionabili, inserire e interconnettere automaticamente un simbolo di blocco nella rispettiva pagina di processo. Engineering System 19

20 Engineering Software Advanced Process Library L'Advanced Process Library (APL) è un ulteriore sviluppo della SIMATIC PCS 7 Standard Library, che è basata sulle esperienze pluriennali di progettisti e gestori di impianti e tiene conto delle attuali raccomandazioni NAMUR e delle specifiche PNO. Una funzionalità nuova e migliorata nonché interfacce utente di aspetto decisamente gradevole con notevole comfort operativo facilitano e stimolano l'interazione dell'operatore con il suo impianto. Ecco alcuni esempi: Esempi di maschere operative standard OS (faceplate) dalla SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, valvole Biblioteche di controllo di processo I blocchi software organizzati, predefiniti e testati nelle biblioteche di controllo di processo nonché i faceplate (blocchi immagine) ed i simboli sono gli elementi base per la progettazione grafica di soluzioni di automazione. L'impiego di questi elementi di biblioteca contribuisce in modo essenziale 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: SIMATIC PCS 7 Standard Library Advanced Process Library La vasta gamma di blocchi disponibili di entrambe queste biblioteche può essere così classificata: Blocchi per operazioni matematiche, logica analogica e digitale Blocchi d'interblocco Blocchi funzionali tecnologici con funzioni di visualizzazione, comando e segnalazione integrate, ad es. - Blocchi per Standard Control e Advanced Process Control - Blocchi per motori e valvole - Blocchi di conteggio - Blocchi di dosaggio Blocchi per l'integrazione di apparecchiature da campo Blocchi HMI Blocchi di segnalazione e diagnostica Nuovi modi operativi: - "Locale" per l'integrazione e l'utilizzo di possibilità di comando sul posto - "Fuori servizio" per la disattivazione di un punto di misura per manutenzione e service Nuove viste di faceplate: - "Preview" con informazioni addizionali sui segnali I/O, sull'attivazione del funzionamento automatico e sulle condizioni possibili/consentite - "Info" per informazioni temporanee al personale operativo Confortevoli blocchi d'interblocco con informazione relativa al primo segnale, con possibilità di richiamo diretto dai blocchi funzionali tecnologici (ad es. da un blocco per motore) Protezione migliorata da operazioni errate grazie alla ulteriore diversificazione dei diritti di utente. Adattamento flessibile di funzioni nei blocchi di biblioteca Supporto della messa in servizio con simulazione diretta sull'operator Station Graphics Designer e Faceplate Designer I dati di progetto per l'engineering degli Operator System sono organizzati con il SIMATIC Manager. Tutti i dati dei punti di misura rilevanti per la funzionalità HMI, quali segnalazioni e variabili, hanno origine già in fase di definizione della funzione di automazione. Per la creazione grafica delle pagine video dell'impianto è disponibile un potente Graphics Designer. Oltre ai faceplate standard, con il Faceplate Designer è possibile creare facilmente faceplate specifici di cliente per il controllo di punti di misura o di sezioni d'impianto. Mediante Drag & Drop si possono comodamente correlare simboli di blocchi a punti di misura. 20 Engineering System

21 Progettazione basata sulla divisione del lavoro: Concurrent Engineering Con il Concurrent Engineering più progettisti possono lavorare 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, 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. Uno schema CFC può essere aperto e visto contemporaneamente da più progettisti. Il sistema impedisce tuttavia accessi in scrittura contemporanei al database. Ogni Engineering Station in rete (Project-Server/Client) è in grado di caricare dati di progettazione in un sottosistema SIMATIC PCS 7 con il presupposto che essa disponga dei collegamenti di comunicazione necessari a questo scopo. Multiproject-Engineering Il Multiproject-Engineering consente di suddividere un intero progetto in più progetti parziali secondo punti di vista tecnologici, per poterli poi elaborare in parallelo con più team. A tal fine è definito nel SIMATIC Manager un "Multiproject" sovraordinato. Singoli progetti possono essere inseriti in qualsiasi momento in un multiprogetto o nuovamente rimossi. 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 progetto specifico, tipicamente ad es. per gli interblocchi, diventano interconnessioni testuali. Nella ricongiunzione è possibile chiudere le interconnessioni testuali anche quelle immesse in proprio premendo semplicemente un tasto. Gli schemi con nomi uguali vengono sovrascritti nell'oggetto originale. Funzioni di progettazione centrali per multiprogetti contribuiscono alla riduzione dell'onere di progettazione. Ne consegue ad es. che un modello di gerarchia in un progetto attuale viene automaticamente adottato anche in tutti gli altri progetti. Esso non è però lì modificabile, si possono comunque inserire oggetti. Tutti i tipi di blocchi utilizzati in un multiprogetto sono aggiornabili centralmente. I progetti appartenenti ad un multiprogetto vengono memorizzati 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. Engineering System 21

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