1. Ingeniería

© Siemens AG 2014
El sistema de control de
procesos SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7
Folleto
Octubre
2014
Answers for industry.
© Siemens AG 2014
Totally Integrated Automation
7RWDOO\,QWHJUDWHG$XWRPDWLRQ
(IILFLHQWLQWHURSHUDELOLW\RIDOODXWRPDWLRQFRPSRQHQWV
Totally Integrated Automation:
Eficiencia desde el primer momento. mayor productividad.
Hoy en día, con máquinas e instalaciones cada vez más complejas y costos de ingeniería crecientes, la eficiencia en ingeniería
es un factor clave para el éxito de la industria manufacturera.
Totally Integrated Automation crea las condiciones idóneas
para aprovechar al máximo el potencial de optimización a
lo largo de todo el proceso de producción:
Totally Integrated Automation, la automatización de Siemens,
es sinónimo de ingeniería eficiente. Su arquitectura de sistema abierta abarca el conjunto del proceso de producción y
garantiza la interacción eficiente de todos los componentes
de automatización. Esto se logra con una gestión de datos
coherente, estándares internacionales e interfaces unificadas
tanto en hardware como software. Estas características comunes minimizan las tareas de ingeniería. Esto reduce los costos,
acorta el tiempo de lanzamiento al mercado y aumenta la
flexibilidad.
• Ahorro de tiempo y costos gracias a una ingeniería
eficiente
• Tiempos de parada minimizados por funciones de diagnóstico integradas
• Mayor flexibilidad en la producción gracias a la comunicación homogénea
• Protección de las instalaciones y la red gracias a las funciones de seguridad integradas
• Protección de personas, máquinas y medio ambiente
gracias a la tecnología Safety perfectamente integrada
• Mayor calidad gracias a la coherencia de datos
• Implementación simplificada de soluciones de automatización gracias a estándares globales
• Rendimiento superior por interacción de componentes
probados a nivel de sistema
El enfoque global de Totally Integrated Automation allana
el camino para una mejor producción: más rápido, con más
flexibilidad e inteligencia. Esto, a su vez, crea las condiciones
para generar auténtico valor añadido en todas las tareas de
automatización, en especial:
•
•
•
•
•
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Ingeniería integrada
Industrial Data Management
Industrial Communication
Industrial Security
Safety Integrated
Totally Integrated Automation
© Siemens AG 2014
Índice
texto
Progress you trust
Performance you trust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Rendimiento a medida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Rendimiento en la ingeniería. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Rendimiento durante el funcionamiento . . . . . . . . . . . . . 7
Automatización de procesos con Siemens . . . . . . . . . . . . 9
Componentes del sistema
Administración del sistema con la consola de gestión . 12
Sistema de ingeniería. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Ingeniería integrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
La diversidad de funciones, la flexibilidad y las múltiples
prestaciones de la nueva versión 8.1 de SIMATIC PCS 7,
uno de los sistemas de control de procesos más destacados en todo el mundo, le confieren el potencial de hacer
realidad soluciones innovadoras para los desafíos particulares de la industria de procesos. Puesto que el abanico de
funciones y el ámbito de aplicación exceden con mucho
los límites del típico sistema de control de procesos,
SIMATIC PCS 7 pone a su alcance posibilidades insospechadas y nuevas perspectivas.
En este sentido, SIMATIC PCS 7 se beneficia de la integración sin costuras en Totally Integrated Automation de
Siemens y de una amplia oferta de productos, sistemas y
soluciones perfectamente adaptados entre sí que abarcan
todos los niveles jerárquicos de la automatización industrial, desde el nivel de gestión de la empresa hasta el nivel
de campo, pasando por el nivel de control. Esto permite
una automatización homogénea y personalizada en todos
los sectores de la industria manufacturera y de procesos,
así como en las industrias híbridas.
Sistema de operador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Archivo histórico de datos de proceso y creación
de informes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Plant Device Management
SIMATIC PDM, Maintenance Station . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Controladores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Sistemas compactos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Periferia de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH . . . . . . . . 58
Control de rutas con SIMATIC Route Control . . . . . . . . . 64
Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . . . 68
Industrial Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Virtualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Componentes tecnológicos
Control de rutas con SIMATIC Route Control . . . . . . . . . 78
Automatización de subestaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Gestión de energía con SIMATIC PCS 7 . . . . . . . . . . . . . . 82
Optimización con Advanced Process Control . . . . . . . . . 84
Sistemas de simulación y formación . . . . . . . . . . . . . . . . 86
integración en sistemas TI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Package Units e integración en paneles . . . . . . . . . . . . . 89
Integración de controladores con PCS 7/OPEN OS . . . . . 90
Migración de sistemas de Siemens y de
otros fabricantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Prestación de servicios
Service & Support global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Índice
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Progress you trust
En Siemens nos orientamos por los requisitos de nuestros
clientes y sus mercados. Nuestros productos y prestaciones
están sometidos a un proceso de optimización permanente a
fin de garantizar la competitividad de los clientes con estos
avances sistemáticos.
Nuestra actividad tiene siempre presente las demandas y tendencias de la automatización de procesos: Nuestros productos, sistemas y soluciones aseguran una mayor sostenibilidad,
y su empleo ayuda a ganar tiempo y ahorrar gastos; además,
nuestro know-how en materia de instrumentación y control
contribuye de forma decisiva a incrementar el rendimiento de
la planta.
Disponemos de una larga experiencia en todas las industrias
de procesos. Nuestros expertos conocen a fondo los procesos
y le ofrecen todo su conocimiento para ayudarle cada día a
optimizar sus instalaciones. Un factor decisivo para el valor
añadido es ofrecer conceptos inteligentes de automatización
y servicio técnico. Permiten incrementar la disponibilidad del
sistema, los beneficios y la seguridad del proceso y de la planta, y que también tienen como meta proteger las inversiones
y reforzar la competitividad del cliente.
Las exigencias que planteamos a la gestión y ejecución del
proyecto son muy severas. En proyectos para plantas de todo
tipo y tamaño apoyamos a los clientes con nuestros conocimientos de expertos. Con estándares de calidad unificados a
nivel mundial y con la ayuda de especialistas muy bien formados garantizamos una implementación rápida y eficiente.
Mediante un extenso trabajo de I+D, una cultura empresarial
innovadora, nuestra capacidad para marcar nuevas pautas en
el terreno de la automatización y la presencia en gremios internacionales pretendemos hacer justicia a nuestra fama de
motor de la innovación y nos consideramos capaces de seguir
modelando los futuros avances de la industria de procesos en
colaboración con nuestros clientes y socios.
Con una orientación consecuente hacia el cliente, muchos
años de experiencia, gran capacidad de innovación y una amplia cartera de productos y soluciones ofrecemos las condiciones necesarias para entablar relaciones comerciales basadas
en la confianza y garantizar la satisfacción del cliente.
SIMATIC PCS 7 es uno de los sistemas de control de procesos
más destacados del mundo. Un requisito fundamental para
haber logrado este liderazgo es el éxito de nuestros clientes,
que con ideas, productos y soluciones de Siemens desempeñan su tarea diaria con resultados insuperables.
Convénzase usted mismo:
¡Confíe en sus prestaciones y apueste por SIMATIC PCS 7!
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Progress you trust
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Performance you trust
En las plantas de procesos, el sistema de instrumentación y
control es el punto de partida para conseguir un valor añadido
óptimo: Con él se pueden manejar, visualizar y modificar
todos los procesos y operaciones.
El sistema de instrumentación y control constituye la interfaz
con el proceso, permite conducir de forma segura tanto el
proceso como la propia planta y, al mismo tiempo, sirve de
base de datos central desde la que se pueden detectar otros
potenciales de optimización. Cuanto más potente es el sistema de instrumentación y control, mejor se puede aprovechar
el potencial existente. Por eso, además de la escalabilidad,
la flexibilidad y la homogeneidad, otro de los pilares de
SIMATIC PCS 7 es el rendimiento. Comenzando por la planificación e ingeniería, el sistema de control de procesos ofrece
potentes herramientas, funciones y propiedades que hacen
posible un funcionamiento rentable y eficiente de la planta
durante todas las fases de su ciclo de vida.
Rendimiento mediante integración
La integración es uno de los puntos fuertes de SIMATIC PCS 7
y se muestra en muchos aspectos:
Integración horizontal en TIA
Un sistema para la automatización homogénea de toda la cadena del proceso, desde la entrada de materias primas hasta
la salida de la mercancía: ésta es una de las ventajas decisivas
resultante de la integración sin fisuras de SIMATIC PCS 7 en
Totally Integrated Automation.
Aunque el sistema de control se encarga, en primer lugar, de
la automatización de los procesos primarios, también puede
rendir mucho más: Integran, por ejemplo, todos los sistemas
secundarios, como la infraestructura eléctrica en forma de
celdas de media tensión o cuadros de baja tensión o la gestión
del edificio.
Integración vertical en la comunicación jerárquica
La comunicación jerárquica de una empresa se extiende
desde el nivel de campo, control y procesos hasta el nivel de
gestión y el nivel llamado Enterprise Resource Planning (ERP).
Gracias al uso de interfaces estandarizadas, tanto basadas en
normas industriales internacionales como también interfaces
internas, SIMATIC PCS 7 es capaz de facilitar datos de proceso
para la evaluación, planificación, coordinación y optimización
de operaciones y procesos de producción o comerciales.
¡En tiempo real y desde cualquier punto de la empresa!
Herramientas integradas en el sistema para tareas
de ingeniería
SIMATIC PCS 7 convence con una variedad de funciones
escalonadas, una filosofía de manejo coherente y herramientas de ingeniería y gestión homogéneas. Un sistema de ingeniería centralizado, provisto de una gama de herramientas
coordinadas entre sí para una ingeniería completa del sistema
y para la configuración de automatización por lotes, funciones
de seguridad, transportes de material o telecontrol, genera un
mayor valor añadido durante todo el ciclo de vida. La disminución de las tareas de configuración y formación reduce al
mínimo los costes globales que se acumulan durante todo
el ciclo de vida de la planta (coste total de propiedad).
Progress you trust
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Life cycle and
Remote services
Integrated
engineering
Plant asset
management
Simulation
FAT/OTS
APC
Optimization
Energy
management
Information
management
SIMATIC
PCS 7
Integration of
switchgears
Batch
automation
Integration of
package units
Integrated
field devices
Material
transport
Safety
Integrated
Funciones integradas
Dependiendo de la automatización característica de cada
proceso o de los requisitos específicos de cada cliente,
SIMATIC PCS 7 puede ampliarse funcionalmente por ejemplo
con:
• Automatización de procesos por lotes (SIMATIC BATCH)
• Seguridad funcional y funciones de protección
(Safety ntegrated for Process Automation)
• Control de rutas para transportes de material
(SIMATIC Route Control)
• Telecontrol de unidades remotas
(SIMATIC PCS 7 TeleControl)
• Automatización de subestaciones eléctricas
(SIMATIC PCS 7 PowerControl)
Otras funciones adicionales, también integradas o que se
pueden integrar sin fisuras en el sistema de control, permiten
optimizar procesos y reducir el coste total de propiedad. Así,
por ejemplo, SIMATIC PCS 7 dispone de herramientas para la
gestión de energía y de activos y ofrece funciones de regulación avanzadas, soluciones de automatización específicas de
la industria y librerías.
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Progress you trust
Integrated
telecontrol
Rendimiento a medida
Gracias a una arquitectura escalable única en el mercado
SIMATIC PCS 7 es una base idónea para la implantación rentable de soluciones de automatización individuales y la explotación económicamente racional de plantas de procesos.
Los usuarios de SIMATIC PCS 7 disfrutan a la larga de una
plataforma de sistema modular basada en componentes estándar SIMATIC. Su homogeneidad permite una escalabilidad
flexible de hardware y software, así como una interacción perfecta, tanto dentro del sistema como más allá de sus fronteras. La arquitectura del SIMATIC PCS 7 está diseñada de manera que, en la fase de configuración, el sistema de control se
pueda adaptar de manera óptima a las dimensiones de la
planta conforme a las necesidades del cliente. Si más adelante
es necesario aumentar capacidades o integrar modificaciones
tecnológicas, el sistema de control se podrá ampliar o reconfigurar en todo momento. Cuando la planta crece, SIMATIC
PCS 7 crece con ella: es así de simple. ¡Y sin necesidad de
prever capacidades de reserva!
La escalabilidad se aplica a todos los niveles del sistema. Por
ejemplo, en el nivel de control, el usuario puede escoger entre
varios controladores funcionalmente compatibles pero con
diferente precio-rendimiento. Esto permite adaptar de manera óptima la potencia de automatización a las necesidades de
la planta o la unidad de proceso considerada.
Sistema laboratorio/Escuela técnica
Planta de producción
Diferentes plantas en un mismo centro
SIMATIC PCS 7: 100 a 120 000 E/S
G_PCS7_XX_00202
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Escalabilidad del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7
Rendimiento
en la ingeniería
Rendimiento
durante el funcionamiento
Desde el punto de vista de la planificación y la ingeniería, el
rendimiento es proporcional a la reducción de los costes y el
tiempo necesario. En este sentido, SIMATIC PCS 7 proporciona, junto con COMOS, un enfoque revolucionario: flujo de
trabajo integrado para la ingeniería, desde la descripción del
proceso hasta el programa de automatización.
El progresivo multifacetismo de los sistemas de automatización y la creciente integración con las modernas tecnologías
de la información están llevando también a una mayor
complejidad de la conducción del proceso. Al mismo tiempo,
y debido a la creciente necesidad de reducir los costes, cada
día está ganando más importancia un manejo intuitivo y exento de errores que permita a los operadores trabajar de forma
eficiente y limitar las intervenciones del servicio técnico.
SIMATIC PCS 7 asiste a los operadores en sus tareas y facilita
una conducción confortable y segura del proceso. El proceso
se puede optimizar con plena fiabilidad gracias a la gran variedad de herramientas.
Una interfaz de sistema estandarizada, un trabajo estrictamente orientado al objeto y una gestión de datos centralizada
significan coherencia de datos durante todas las fases de la
planificación, incluyendo la actualización automática de la documentación del sistema.
Mediante el paquete opcional Advanced Engineering (AdvES),
SIMATIC PCS 7 es capaz de dominar con suma eficiencia las tareas de ingeniería ejecutadas con otras herramientas, ya que
se pueden importar sin ninguna dificultad los datos de la planta procedentes de herramientas CAD/CAE.
Además, también permite generar automáticamente la configuración del controlador mediante una simple reproducción
de tipos de puntos de I&C y modelos de soluciones y la edición
de los parámetros.
Conducción del proceso y mantenimiento
Para que las plantas tengan un funcionamiento eficiente,
SIMATIC PCS 7 ofrece, junto a una conducción transparente
del proceso, vigilancia de la calidad del producto e indicadores
de rendimiento, garantizando procesos más flexibles, una
mayor disponibilidad de la planta y la seguridad de la inversión.
El sistema de operador (OS) de SIMATIC PCS 7 es la ventana al
proceso y la base para una interacción intuitiva y segura con
la planta. Su arquitectura destaca por la escalabilidad flexible,
desde el sistema monopuesto hasta el multipuesto con arquitectura cliente-servidor redundante. La interfaz de usuario
recoge los requisitos y recomendaciones de NAMUR (asociación de tecnología de automatización de la industria de procesos) y PI (PROFIBUS & PROFINET International).
Iconos ergonómicos, faceplates orientados a las tareas,
presentación uniforme de los datos de estado y funciones
de alarma optimizadas hacen posible una gran comodidad de
manejo y una conducción segura del proceso.
Progress you trust
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© Siemens AG 2014
La gestión de alarmas integrada en SIMATIC PCS 7 es una
propiedad más que garantiza el funcionamiento seguro y
rentable de la planta. Ésta enfoca las alarmas esenciales, guía
directamente al operador en situaciones de emergencia y es
una ayuda consecuente que permite aliviar al personal de la
planta.
La vigilancia de la calidad de regulación de los lazos al efecto
garantiza el funcionamiento eficiente y sin discontinuidades
de la planta. Control Performance Monitoring permite ejecutar una optimización de los reguladores o un mantenimiento
preventivo y, sobre todo, directo de los lazos de regulación
cuando aminora su rendimiento.
Las estrategias destinadas al mantenimiento preventivo y
predictivo de la planta reducen el coste total de propiedad
(TCO). La gestión de activos (Asset Management) de SIMATIC
PCS 7 permite tener siempre bajo control los equipos de producción críticos (por ejemplo, bombas, válvulas, columnas de
destilación, motores, etc.) y tomar medidas de mantenimiento preventivas a su debido tiempo, sin necesidad de fijar de
antemano planes de mantenimiento y sin el peligro de que
se produzca una parada imprevista de la planta.
Con Advanced Process Control (APC), métodos de regulación
avanzados como regulación multivariable, reguladores predictivos o regulación paralela, SIMATIC PCS 7 ofrece ventajas
decisivas para mejorar la eficiencia de la planta, la rentabilidad, la calidad de los productos, la seguridad o la protección
medioambiental. Estas soluciones de APC ya están almacenadas en la librería de bloques estándar y, por tanto, se pueden
implementar a muy bajo precio.
Optimización de procesos
Además de estas funciones destinadas a mejorar el funcionamiento de la planta y la conducción del proceso, SIMATIC
PCS 7 cuenta con un gran número de herramientas y funciones para optimizar los procesos. Entre ellas figuran, por
ejemplo:
• Control Performance Monitoring
• Advanced Process Control y
• Process Historian
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Progress you trust
Los datos del proceso, tanto históricos como actuales, son la
base de toda optimización. El almacenamiento y análisis de
datos en tiempo real se ejecutan de forma segura y confortable desde Process Historian. El archivo histórico de informaciones como variables y alarmas del proceso o datos de lotes
proporciona un acceso rápido a los datos históricos de la planta. Information Server pone a disposición los datos de Process
Historian, preparados de forma comprensible y específica del
usuario con el sistema de informes estándar de Microsoft
Reporting Services.
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Automatización de procesos con Siemens:
¡Mucho más que una excelente tecnología!
Sofisticadas tecnologías, el potente software y hardware y
soluciones de automatización industriales son la base idónea
para lograr el éxito. Además, en Siemens encontrará un proveedor de sistemas de automatización, presente en el mundo
entero, en el que puede confiar.
প Innovation you trust
Para garantizar el éxito de sus clientes en el mercado, tanto
hoy como en el futuro, Siemens apuesta por una innovación
tecnológica constante. En la actualidad, Siemens investiga
en todo el mundo, con 29 800 empleados que trabajan en
188 centros, y coopera con departamentos de investigación
de universidades punteras. En el ejercicio 2013 se invirtieron
4.300 millones de euros en investigación y desarrollo, de
los que salieron aprox. 8 400 inventos, lo que equivale a casi
38 por jornada de trabajo. Esta gran capacidad de innovación
se refleja en los productos y contribuye al balance de éxito.
Las nuevas tendencias marcadas por Siemens se basan en
estrategias de desarrollo sostenibles, un uso más intenso
de energías renovables, el empleo eficiente de recursos y la
reducción a un mínimo de la contaminación medioambiental.
প Expertise you trust
Cada sector plantea unos requisitos especiales al sistema de
automatización, sigue tendencias propias y tiene que superar
determinados desafíos. Siemens ha respondido con soluciones específicas para cada uno de ellos: Nuestros expertos se
concentran en diferentes ramos industriales. Así queda garantizado que la persona de contacto conoce los procesos y sus
mercados. Así, pues, benefíciese también usted de nuestra
experiencia y competencia en materia de control y optimización de procesos para su sector en concreto. Nuestra amplia
oferta de servicios de ingeniería y consultoría específicos para
la industria cubre todo el ciclo de vida de la planta, desde la
planificación hasta la modernización, acompañándole en
todas las fases con el mejor servicio técnico.
প Partner you trust
Quien se decide por SIMATIC PCS 7, tiene en Siemens un socio
fuerte y con amplia experiencia que dispone de conocimientos fundados en el ámbito de la automatización de procesos y
la gestión de proyectos. Para una ejecución rápida y eficiente
del proyecto, aplicamos directivas y procesos probados con
los que nuestro personal garantiza un estándar de calidad
unificado y elevado en cualquier parte del mundo. Para dar
asistencia a nuestros clientes hemos creado una densa red
de expertos. Esta red incluye especialistas de sistemas de
Siemens y colaboradores externos autorizados de alto nivel,
que ofrecen servicio y asistencia de primera clase en más de
190 países de todo el mundo, desde el primer asesoramiento
hasta el soporte técnico para determinados productos o los
servicios durante todo el ciclo de vida.
En la estrecha colaboración con partners e integradores de
sistema vemos la clave esencial para el éxito de la automatización de procesos. Para ampliar y profundizar esta colaboración, hemos creado el Siemens Solution Partner Programm
cuyo ancho de banda es único en el mercado. En él se combinan los extraordinarios conocimientos sobre tecnología y
aplicación con la experiencia y el profundo know-how acerca
de productos y sistemas formando un paquete completo a la
medida de cada proyecto.
প Service you trust
Gracias a su prolongada experiencia en la aplicación práctica
de la tecnología de automatización, Siemens ofrece una amplia gama de servicios que se adapta de manera modular a
todos los perfiles de requisitos y puede ajustarse a la perfección a las más diversas necesidades a lo largo de todo el ciclo
de vida de su instalación. Cada planta de procesos es única,
y por eso sus requisitos de servicio técnico también son muy
específicos. En consecuencia, también es muy amplia la variedad de prestaciones que el servicio técnico debe ofrecer.
Para complementar la oferta, ofrecemos un amplio servicio de
consultoría, que para usted significa:
• Identificar potenciales de la mano del propietario de la
planta
• Crear un catálogo de medidas individual y dar recomendaciones para su implementación
Estamos donde nos necesita: presencia local en todo el
mundo.
Progress you trust
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SIMATIC PCS 7
performance you trust
Sistema de operador (OS)
Single Station
OS Server,
Batch Server,
Route Control Server,
Maintenance Server,
Process Historian
Cliente
móvil
OS Client
427D
OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients
Industrial
Wireless LAN
Industrial Ethernet
PCS 7
BOX
ET 200pro
Sistemas compactos
PCS 7 AS mEC RTX
con E/S S7-300
Controladores
estándar
PROFINET
ET 200M
Controladores
embebidos
Zona 2
Zona 1
Terminal de
mando Ex
HART inalámbrico
ET 200M, Ex-I/O, HART
Sistemas de pesaje
ET 200M
ET 200SP
AS-Interface
Modbus, acoplamiento serie
SCALANCE X
Switch
IE/PB
Link
PROFIBUS DP
Gestión de
energía
integrada
IE/PB Link +
acoplador DP/PA
PROFINET
PROFIBUS PA
Accionamientos integrados
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Progress you trust
AFD
AFDiS
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Web Client
- OS
- Maintenance
- Information
ERP
Web
Server
Ethernet, LAN de oficina
Cortafuegos
frontal
Servidores opcionales
- Web Server
- OpenPCS 7
- Information Server
Clientes opcionales
- Simulación con SIMIT
- MES/MIS con SIMATIC IT
- COMOS Plant Lifecycle Management
Impresora
de red
Estaciones de
ingeniería
Cortafuegos
posterior
Controladores
de alta disponibilidad
Controladores
de seguridad
Zona 2
ET 200M
Zona 1
ET 200M
simple/redundante
ET 200M
módulos F
MTA
Zona 1
PROFIBUS DP-iS
ET 200iSP
ET 200SP
ET 200iSP
Y-Link
PA Link
PROFIBUS PA
AFD
AFD
Análisis de gases
PA Link/ FF Link
AFS
AFDiS
AFD
PA/FF H1
SIMOCODE pro
for PROFINET
ET 200pro
PA/FF H1
AFDiS
ET 200S
G_PCS7_XX_00388
AFD
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
PROFINET
PA Link/ FF Link
Progress you trust
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Administración del sistema con la
consola de gestión (Management Console)
Administración central del software
Objeto de la administración son nuevas instalaciones de
SIMATIC PCS 7, actualizaciones y service packs. La instalación
en la estación de destino no requiere la participación activa
del usuario. Hay mecanismos de seguridad que impiden que
se vea afectado el modo runtime.
Panorámica del estado del software instalado
Una instalación de control de procesos incluye un gran número de componentes heterogéneos, cada uno con parametrizaciones y ajustes específicos. Estas instalaciones están inmersas en un permanente proceso de modificación que incluye
mejoras, actualizaciones, modernizaciones y ampliaciones.
Por eso, a medida que los sistemas van envejeciendo, resulta
cada vez más difícil saber cuál es el estado actual del hardware
y el software. En consecuencia, sin soporte del sistema es muy
complicado conseguir y mantener la transparencia necesaria.
Con la PCS 7 Management Console se logran reducir al
mínimo las tareas de administración tanto para una sola instalación SIMATIC PCS 7 como para una red de instalaciones.
Con esta consola se tiene acceso en todo momento al estado
actual de los componentes de hardware y software instalados.
La SIMATIC PCS 7 Management Console hace posible lo
siguiente:
• Administración centralizada y estandarizada del
software SIMATIC PCS 7
• Inventario de todos los componentes de hardware y
software de la instalación SIMATIC PCS 7
• Puesta a disposición de archivos de instalación en servidor
de archivos dedicado/PCS 7 Management Console
• Adición/eliminación de configuraciones de PCS 7 en la
administración central de configuraciones
• Creación de paquetes de configuración predefinidos de
forma específica para la planta o el usuario
• Implementación en estaciones de destino de paquetes
de configuración predefinidos
• Comprobación de la disponibilidad para la instalación
de las estaciones de destino
• Desactivación remota e implícita de una estación para
iniciar una actualización
• Monitorización del estado de toda la instalación y reanudación tras el reinicio o un fallo de la red
• Activación remota e implícita de una estación al concluir
una actualización
Inventario del sistema
El inventario centralizado de los componentes de hardware
y software instalados simplifica la creación de un informe
detallado y permite detectar con rapidez a los candidatos
para posibles actualizaciones/sustituciones:
• Registro central de los datos de inventario leídos del
Engineering System o de los componentes
• Informe en formato de Microsoft Excel
• Certificado de licencia con componentes instalados y
utilizados realmente
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/managementconsole
En pequeñas plantas o instalaciones, la PCS 7 Management
Console se puede instalar y utilizar en la PCS 7 Engineering
Station. Sin embargo, lo normal en instalaciones medianas
y de gran envergadura o en una red de equipos es una
PCS 7 Management Console autónoma instalada en
una PCS 7 Industrial Workstation.
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Administración del sistema con la consola de gestión (Management Console)
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Sistema de ingeniería
Ingeniería a escala de planta
desde un sistema de ingeniería centralizado
Ingeniería
OS
Bloques de función
tecnológicos
SIMATIC PCS 7 Engineering
Libraries
Advanced
ES
HW
Config
CFC/SFC
Graphics
Designer
SIMATIC
BATCH
SIMATIC
Route
Control
S7
F Systems
SIMATIC
PDM
Ingeniería de red/
comunicación/hardware
Ingeniería de
automatización
Ingeniería para
aplicaciones de seguridad
Parametrización
de aparatos de campo
G_PCS7_XX_00114
SIMATIC Manager /
base de datos universal
Engineering Toolset del sistema de ingeniería
La aplicación de un sistema de ingeniería centralizado que dispone de una gama de herramientas uniformes y coordinadas
entre sí minimiza el trabajo de configuración. Las herramientas de ingeniería para el software de aplicación, los componentes de hardware y la comunicación se abren desde un
punto central: el SIMATIC Manager. que constituye al mismo
tiempo la aplicación base para crear, administrar, archivar y
documentar un proyecto.
La arquitectura del sistema de ingeniería depende de cómo se
edite el proyecto SIMATIC PCS 7:
• a nivel local, en una estación de ingeniería centralizada
• en estaciones de ingeniería en red (concurrent engineering, ingeniería multiproyectos)
Las potentes SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations con sistema operativo Windows 7 preinstalado son la base ideal para
tal finalidad. Se pueden utilizar tanto en el área de oficinas
como en entornos industriales y son capaces de controlar
hasta 4 monitores de proceso en modo multimonitor.
La adjudicación de las licencias del software de ingeniería
depende de la aplicación para la cual se emplee la estación
de ingeniería:
Engineering Toolset
La completa funcionalidad para realizar la ingeniería de un
proyecto específico y que, al mismo tiempo, constituye la
base para la gestión de activos de instrumentación y control
se ofrece en forma de un Engineering Toolset perfectamente
coordinado.
El Engineering Toolset incluye herramientas para una ingeniería efectiva de los siguientes componentes y funciones:
• Gestión de datos masivos y cooperación con herramientas
CAD/CAE de nivel superior (Advanced Engineering System)
• Hardware del sistema de control, incluida la periferia de E/S
y los equipos de campo
• Redes de comunicación
• Funcionalidad de automatización para procesos continuos
y secuenciales (AS-Engineering)
• Funciones de manejo y visualización (OS-Engineering)
• Funciones de diagnóstico y de gestión de activos
• Procesos por lotes, automatizados con SIMATIC BATCH
• Transportes de material, controlados con
SIMATIC Route Control
• Aplicaciones de seguridad (Safety Integrated for
Process Automation)
• Estación de ingeniería clásica y exclusiva
• Estación de ingeniería/operador combinada para pequeñas
aplicaciones
Sistema de ingeniería
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SIMATIC Manager
El SIMATIC Manager es al mismo tiempo la plataforma de
integración para el Engineering Toolset y la base de configuración para toda la ingeniería del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. En él se administra, archiva y documenta
el proyecto SIMATIC PCS 7.
Usando el Engineering Toolset, ajustado a las necesidades
tecnológicas, y bloques y esquemas preconfigurados, los tecnólogos y técnicos de procesos y fabricación pueden realizar
la ingeniería trabajando con los elementos que les son habituales. La homogeneidad de la base de datos del sistema de
ingeniería garantiza que los datos que se hayan introducido
una vez estén disponibles en todo el sistema.
Jerarquía tecnológica
Mediante la creación de carpetas jerárquicas se implementa
una estructura de proyectos, la jerarquía tecnológica. Guardando esquemas CFC y SFC para los controladores, sinópticos
e informes para las estaciones de operador y documentos
complementarios en una de las carpetas jerárquicas, el
ingeniero establece de forma implícita el orden jerárquico.
Configuración del hardware
El hardware necesario para un proyecto SIMATIC, como son
controladores, componentes de comunicación y periferia del
proceso, está guardado en un catálogo electrónico y se configura y parametriza con la aplicación HW Config.
Función de cifrado para bloques
Para proteger el know-how existe la posibilidad de codificar y
descodificar bloques de función y funciones con la aplicación
S7-Block Privacy. Una vez codificados, los bloques y sus atributos ya no se pueden modificar. Sólo quedan a la vista las interfaces de los bloques.
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Vista de componentes: Configuración del hardware con HW Config
Advanced Engineering System
Con la opción del sistema de ingeniería avanzado (Advanced
Engineering System) se pueden conseguir importantes efectos de racionalización en la configuración y la puesta en marcha; por ejemplo, mediante la generación automática de la
configuración del hardware y el uso repetido de módulos de
software estandarizados. El sistema de ingeniería avanzado
también puede intercambiar datos con sistemas de nivel
superior.
Los proyectos SIMATIC PCS 7 completos y todas las modificaciones de un proyecto pueden compilarse en una operación y
cargarse en los sistemas de destino. El sistema de ingeniería
observa automáticamente el orden correcto. La operación se
visualiza y controla en un cuadro de diálogo central.
Herramientas gráficas de configuración
Para implementar la lógica de automatización basta con interconectar, usando la herramienta gráfica CFC, bloques de función preprogramados con otros. Para la configuración gráfica
y la puesta en marcha de controles secuenciales se dispone de
un editor SFC.
Compilación y carga selectivas
Un método más efectivo para modificaciones menos importantes en la automatización estándar, p. ej. agregar o modificar algunos puntos de medida, consiste en la compilación y
carga selectivas a nivel de esquema. Estas funciones pueden
iniciarse desde la jerarquía tecnológica, el CFC o la carpeta de
esquemas.
Ingeniería de los sistemas de operador
Con el SIMATIC Manager se organizan los datos del proyecto
para la ingeniería de los sistemas de operador. Todos los datos
de puntos de I&C importantes para los sinópticos de HMI se
crean desde el momento en que se define la función de
automatización.
El configurador reconoce todas las modificaciones desde la
última carga por su color y el estado actual del esquema a partir del símbolo de esquema correspondiente. En el cuadro de
diálogo podrá seleccionar una opción concreta para la carga
selectiva. En combinación con Version Trail, cada carga va
seguida de un archivado automático.
Graphics Designer
La creación gráfica de los sinópticos de la planta está asistida
por un potente Graphics Designer. Símbolos estáticos administrados en librerías, símbolos de bloque dinámicos y bloques gráficos (faceplates) vinculados con parámetros de los
bloques de función son la base que sirve para crear los sinópticos del proceso.
En los bloques que se utilizan en el controlador AS 410 se
pueden realizar modificaciones de tipo incluso durante el
funcionamiento mediante un copiado sin saltos (TCiR). Para
actualizar el Operator System es necesario volver a cargar sus
datos de configuración.
Sistema de ingeniería
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Software de ingeniería
Puntos de I&C en la vista de objetos de proceso
El SIMATIC Manager soporta las distintas tareas durante la
creación de un proyecto de planta a través de las siguientes
vistas del proyecto:
• Vista de componentes (HW Config)
Configuración del hardware, p. ej.: controladores, componentes de bus o periferia del proceso
• Vista de objetos de proceso
Entorno central de desarrollo para todos los aspectos relacionados con puntos de I&C/objetos de proceso
Vista de objetos de proceso
La vista de objetos de proceso del SIMATIC Manager se amolda
al modo de trabajo del ingeniero mediante una vista universal
que cubre un punto de I&C. Muestra la jerarquía tecnológica
de la planta representada en forma de árbol, en combinación
con la vista en tablas de todos los aspectos del punto de medición/objeto de proceso (general, esquemas, bloques, parámetros, señales, avisos, objetos gráficos, variables archivables, carpetas jerárquicas, propiedades del equipamiento y
declaraciones globales). Esto facilita al tecnólogo una rápida
orientación.
En la tabla se muestran todos los objetos de la rama de la
jerarquía seleccionada y allí pueden procesarse con cómodas
funciones de edición, filtrado, intercambio, importación y
exportación. Un modo de test especial ofrece la posibilidad de
probar y poner en funcionamiento online los puntos de I&C y
los esquemas CFC.
De la jerarquía tecnológica se pueden derivar las áreas OS y la
jerarquía de sinópticos para conducir el proceso, así como el
SIMATIC PCS 7 Asset Management. También es la base para
identificar los objetos de proceso conforme a su ubicación en
la planta.
Los indicadores agrupados son ubicados en imágenes a través
de la jerarquía de imágenes, y pueden además interconectarse automáticamente con otras imágenes de niveles inferiores.
La única tarea que le queda pendiente al ingeniero es posicionarlos debidamente. Dado que la cantidad de campos de indicadores agrupados y su semántica son configurables, también
se pueden programar configuraciones de alarmas específicas
de cada cliente.
Los bloques de función cuentan con avisos de I&C y del proceso ya configurados y los bloques gráficos con avisos de intervención del operador. Dichos avisos se generan automáticamente cuando se produce el evento causante. En caso necesario se pueden modificar los textos o las prioridades de aviso.
Además, a través de la vista de objetos de proceso se puede
configurar la función "Smart Alarm Hiding", Esta sirve para
ocultar dinámicamente las alarmas que en determinados estados poseen una importancia menor para el funcionamiento
seguro y sin perturbaciones de la planta. En función del estado operativo de una unidad de proceso (arranque, servicio
técnico, etc.), las alarmas de los bloques tecnológicos agrupados en dicha unidad de proceso se muestran o se ocultan
según la configuración previa. Marcando unas casillas de
verificación en la matriz de alarmas de la vista de objetos de
proceso es posible configurar si las alarmas correspondientes
a cada uno de los 32 estados operativos habrán de mostrarse
u ocultarse. Las alarmas ocultas no se señalizan visual ni acústicamente, pero igualmente se registran y se archivan.
Sistema de ingeniería
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Continuous Function Chart en diseño actualizado
Clave de colores para la identificación de objetos en CFC
Continuous Function Chart (CFC)
El editor CFC soporta los siguientes tipos de módulos de software estandarizados:
El editor CFC es la herramienta desarrollada para configurar
las funciones de automatización continuas. Además de confortables funciones de edición, la gama de funciones de esta
herramienta comprende también potentes funciones de test y
de puesta en marcha, así como funciones de documentación
configurables.
Existe la posibilidad de colocar, parametrizar e interconectar
instancias de tipos de bloques de función en esquemas CFC.
Asignando un atributo se pueden establecer niveles de autorización de manejo a nivel del bloque e implementar autorizaciones de manejo finamente granuladas.
Al crear un esquema CFC, se genera un grupo de ejecución
con el mismo nombre que se agrega automáticamente a
todos los bloques de ese esquema. De esta forma cada bloque
recibe inmediatamente propiedades de ejecución que el ingeniero puede modificar en el editor de secuencia de ejecución
u optimizar usando un algoritmo.
Técnicas de configuración especiales, como la de "esquema
en esquema" para implementar esquemas jerárquicos o el
uso repetido (mediante instancias) de bloques tipo esquema
(tipos de módulos de control/tipos de puntos de I&C) y tipos
de SFC (controles secuenciales estandarizados) ofrecen un
potencial de racionalización aún mayor.
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Sistema de ingeniería
• Tipo de bloque de función
Los tipos de bloques de función incluidos en librerías de
control sirven para diseñar equipos de procesos (p. ej.,
válvulas o motores) desde la perspectiva del control y la
instrumentación. Los módulos de software estandarizados
más pequeños para aplicaciones múltiples tienen conexiones para señales de maniobra y control así como funciones
de parametrización y vigilancia. En parte también cuentan
con funciones de enclavamiento para el retorno automático a las posiciones de seguridad definidas.
• Tipo de punto de medición
Los tipos de puntos de medición implementados con
bloques de función representan un esquema CFC estandarizado para la automatización básica de determinadas
funciones de control e instrumentación como, p. ej., la
regulación del nivel de llenado. Sus instancias pueden
modificarse desde un punto central usando el concepto
de tipo/instancia, pero se pueden adaptar e interconectar
manualmente.
• Tipo de módulo de control
El tipo de módulo de control (Control Module Type/CMT)
marca un nuevo tipo de módulos de software estandarizados que, en combinación con el sistema de ingeniería
avanzado (Advanced Engineering System), garantiza una
ingeniería más eficiente que el clásico tipo de puntos de
I&C. Un CMT puede contener bloques, esquemas, variables
de control (conexiones de bloque como señales y parámetros) y avisos.
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Librerías de control e instrumentación
El uso de elementos de la librería contribuye en gran medida
a minimizar el trabajo de ingeniería y, por consiguiente, los
costes del proyecto. El software estándar para ingeniería de
SIMATIC PCS 7 tiene integradas dos librerías de control e
instrumentación, la Advanced Process Library, preinstalada
de modo predeterminado, y la SIMATIC PCS 7 Standard
Library, que se puede instalar en caso de necesidad.
Sequential Function Chart en la ingeniería
Sequential Function Chart (SFC)
El editor SFC sirve para la configuración gráfica y la puesta en
marcha de controles secuenciales para procesos discontinuos
de producción. Dispone de confortables funciones de edición
y potentes funciones de test y puesta en marcha. Los controles secuenciales se suelen usar para controlar y procesar de
forma selectiva funciones de automatización básica, creadas
con CFC, en función de cambios de modo operativo y de estado. Los controles secuenciales pueden crearse como esquema
SFC o como tipo de SFC.
Esquema SFC
El esquema SFC permite implementar controles secuenciales
de uso único que intervienen en distintas áreas parciales de
una planta de producción. Cada esquema SFC tiene entradas
y salidas estandarizadas para información de estado y control
por el programa de aplicación o el usuario. El esquema SFC se
puede ubicar e interconectar en CFC como si fuera un bloque.
Las conexiones de bloque CFC deseadas se seleccionan mediante acciones sencillas y se enlazan con las etapas o transiciones de las cadenas secuenciales.
Los bloques, faceplates e iconos preconfigurados y probados,
y organizados en estas librerías, constituyen los elementos
básicos para la configuración gráfica de soluciones de automatización. La amplia oferta de bloques está catalogada del
siguiente modo:
• Bloques para operaciones matemáticas, lógica analógica y
digital
• Bloques de enclavamiento
• Bloques de función tecnológicos con funciones de visualización, mando y señalización integradas; p. ej.:
- Bloques de control estándar
- Módulos de control de procesos avanzados
- Bloques de motor y válvulas
- Bloques de contaje
- Bloques de dosificación
• Bloques para la integración de equipos de campo
• Bloques de manejo y visualización (HMI)
• Bloques alarma y diagnóstico
La gama se complementa con tipos de puntos de control e
instrumentación preconfigurados para equipos propios de la
ingeniería de procesos como bombas, válvulas, dosificadores
y reguladores (en cascada, de rango dividido, etc.).
En SIMATIC PCS 7 pueden coexistir varias versiones de una
misma librería. Esto simplifica la adaptación del software de
usuario en caso de actualización del sistema.
Una administración de estados conforme a la normativa
ISA 88 permite configurar en cada esquema SFC hasta
8 cadenas secuenciales separadas, p. ej. para estados como
RUNNING, HOLDING o ABORTING o para los diferentes modos
de operación.
Tipo de SFC
Los tipos de SFC son controles secuenciales estandarizados
para uso múltiple que intervienen ejecutando funciones de
control en un área parcial de una planta de producción. Pueden organizarse en librerías y tratarse como si fuesen bloques
de funciones normales, es decir, que existe la posibilidad de
seleccionarlos desde un catálogo para posicionar, interconectar y parametrizarlos como instancia de un esquema CFC.
Una modificación en el original provoca automáticamente
la modificación correspondiente de todas las instancias.
Un tipo de SFC puede contener hasta 32 cadenas secuenciales. La función "Crear/actualizar iconos de bloques" permite
ubicar e interconectar automáticamente, para todas las instancias SFC operables y visualizables, un símbolo de bloque
dentro del correspondiente sinóptico de proceso.
Sistema de ingeniería
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Ejemplos de faceplates estándar para OS tomados de SIMATIC PCS 7
Advanced Process Library, válvulas
Ejemplos de faceplates de la Industry Library y la Condition Monitoring
Library
Advanced Process Library
Industry Library y Condition Monitoring Library
La Advanced Process Library (APL) se basa en la larga experiencia de configuradores y operadores de plantas y contempla las
recomendaciones NAMUR y especificaciones PNO actuales.
La Industry Library y la Condition Monitoring Library amplían
la funcionalidad estándar de la APL. Todos los símbolos gráficos, bloques de función y faceplates de estas librerías aparecen con el diseño de la APL.
Sofisticadas funciones e interfaces de usuario atractivas desde
el punto de vista óptico, con gran comodidad de manejo, facilitan y promueven la interacción del operador con la planta en
la que trabaja. Las variantes "small" de los bloques de función,
cuyos símbolos y bloques gráficos ocupan menos espacio en
el sinóptico del proceso, son versiones alternativas reducidas
a las funciones básicas, que mejoran la claridad en sinópticos
complejos.
Otras características destacables:
• Modos de operación especiales
- "Local" para la integración de las posibilidades de control
in situ
- "Fuera de servicio" para desactivar un punto de instrumentación y control (I&C) por cuestiones de mantenimiento
• Varias vistas de bloques gráficos
- "Vista previa" con información de los estados a través
de las señales E/S, mando automático y operaciones de
manejo posibles/permitidas; indicación del valor real
en modo de simulación
- "Vista de notas" para información temporal del operador
• Cómodos bloques de enclavamiento con información sobre la primera señal, accesibles desde bloques tecnológicos
• Adaptación flexible de funciones en los bloques de librería
• Simplificación de la puesta en marcha mediante simulación
directa en la estación de operador
• Protección contra un manejo incorrecto gracias al escalonamiento granular de los derechos de usuario
• Habilitación/bloqueo explícito del manejo de un punto de
I&C para determinados puestos de mando de la planta
• Integración de cualquier accionamiento compacto y objetos de interruptores/arrancadores mediante perfiles
PROFIBUS estándar
• Coordinación de accesos múltiples (p. ej. de SFC/
SIMATIC BATCH) a grupos como válvulas, bombas, etc.
• Ventanas de manejo que se pueden fijar para facilitar varias
intervenciones seguidas
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Sistema de ingeniería
La Industry Library ofrece bloques para:
• Automatización de edificios (calefacción, climatización,
ventilación)
• Manejo y visualización mediante Comfort Panels
• Integración de SIMATIC S7 Package Units (optimizadas para
S7-300)
• Integración de sistemas Advanced Process Control externos
• Arquitecturas con varias salas de control
• Otras funciones tecnológicas como, p. ej., para ampliar la
vigilancia de valores medidos o para definir una curva de
consigna
La Condition Monitoring Library ofrece bloques para:
• Vigilancia de bombas centrífugas (PumpMon)
• Vigilancia de válvulas de control (VlvMon)
• Detección de los estados estacionarios de un proceso
dinámico (SteadyState)
• Prueba de válvulas en línea durante el funcionamiento
(PST)
• Vigilancia de pérdidas de presión y detección precoz de
obstrucciones (PressDropMon)
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Configuración basada en la división del trabajo
Concurrent Engineering
Concurrent Engineering permite que varios proyectistas en
CFC y SFC trabajen simultáneamente en un proyecto sin
haberlo dividido previamente en subproyectos. Durante la
puesta en marcha se pueden utilizar, p. ej., esquemas en
modo online (debug) al tiempo que se están realizando modificaciones en el proyecto. El Graphics Designer facilita el trabajo paralelo en un proyecto también durante la creación
de los sinópticos de la planta
El proyecto está localizado en una de las estaciones de ingeniería implicadas, el servidor de proyectos. Las estaciones de
ingeniería que operan como "clientes de proyecto" pueden
acceder a los datos del proyecto vía LAN/WAN. Con una función de búsqueda multiproyecto se puede localizar un determinado esquema muy rápidamente.
Los esquemas CFC y SFC pueden ser abiertos y consultados
simultáneamente por varios configuradores. No obstante, el
sistema no permite accesos de escritura simultáneos a la base
de datos. Si el configurador intenta acceder a un esquema que
ya está en uso, se abre un cuadro de diálogo con el correspondiente aviso.
Cada estación de ingeniería integrada en el conjunto (cliente/
servidor de proyectos) es capaz de cargar datos de configuración en un subsistema SIMATIC PCS 7, siempre que disponga
de los enlaces de comunicación necesarios.
Ingeniería multiproyectos
La ingeniería multiproyectos permite dividir un proyecto muy
extenso en varios subproyectos atendiendo a criterios tecnológicos, para que varios equipos humanos puedan trabajar
simultáneamente en ellos. Para ello se define en el SIMATIC
Manager un "multiproyecto" de nivel superior. En el multiproyecto se pueden agregar y eliminar en cualquier momento
proyectos individuales.
Los proyectos que forman parte de un multiproyecto se almacenan en un servidor centralizado; se editan en estaciones
de ingeniería locales. Así, los accesos a la red no tienen efecto
negativo para las prestaciones de ingeniería.
La división tecnológica y la reunión de proyectos es apoyada
por las funciones Branch & Merge. En los planos o unidades de
proceso copiados para ser editados en otro proyecto, las interconexiones que se extienden por varios proyectos, p. ej. para
fines de enclavamiento, se convierten en interconexiones textuales. Al reunirlas, estas interconexiones textuales se pueden
cerrar con sólo pulsar un botón. Los esquemas que tienen el
mismo nombre en el objeto de origen se sobrescriben.
Las funciones de configuración centralizadas disminuyen el
trabajo de configuración. Por ejemplo, se puede crear automáticamente una carpeta jerárquica en todos los proyectos.
Aunque después sólo es posible modificar el original del proyecto inicial, se pueden insertar objetos en todas las carpetas.
Todos los tipos de bloques que se usen en un multiproyecto se
podrán actualizar de forma centralizada.
Sistema de ingeniería
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Version Trail
Asociado a SIMATIC Logon, SIMATIC Version Trail permite
archivar librerías, proyectos y multiproyectos de forma específica para cada versión. SIMATIC Version Trail marca los datos
al archivarlos con un código de versión y registra esta información en el historial:
•
•
•
•
•
Control de accesos y registro de modificaciones
A la hora de verificar las modificaciones introducidas, SIMATIC
Logon, la función de administración de usuarios y control de
accesos integrada en el sistema de ingeniería, ofrece al explotador de la planta una ayuda extraordinaria que viene a sumarse a los apuntes detallados del registro de modificaciones.
Con SIMATIC Logon el administrador puede clasificar a los
usuarios en grupos con diferentes derechos de acceso y así
controlar el acceso a los datos. Existe la posibilidad de configurar tanto derechos de acceso para estaciones del sistema
de control del proceso como autorizaciones de manejo para
bloques. En informes de modificaciones configurables se pueden registrar todos los accesos al sistema de ingeniería y todas
las modificaciones online que afecten a controladores, sistemas de operador, SIMATIC BATCH y SIMATIC Route Control.
Si, al proceder a la evaluación, estos informes se combinan
con los datos de SIMATIC Logon, es posible saber a ciencia
cierta quién ha realizado una determinada modificación y en
qué momento se ha producido ésta. Muchas veces, tales certificados están sometidos a requisitos especiales propios de
cada sector, los cuales están formulados, por ejemplo, en
FDA 21 CFR Part 11 o GAMP.
Version Cross Manager
Version Cross Manager determina fácilmente las diferencias
entre las distintas versiones de un proyecto o multiproyecto,
para lo cual sigue los pasos siguientes:
• Detección de objetos ausentes, añadidos o diferentes
mediante comparación de la configuración de hardware,
comunicación, jerarquía tecnológica, esquemas CFC/SFC,
detalles SFC, tipos de bloque, avisos, variables globales,
señales y secuencias de ejecución
• Representación gráfica de los resultados de la comparación
en una vista mezcla de representación en árbol y tabla
• Estructuración jerárquica clara según la jerarquía tecnológica de la planta
• Identificación de las diferencias con colores
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Sistema de ingeniería
Versión
Nombre de versión
Fecha y hora
Usuarios
Comentario
Cada una de las versiones puede extraerse del archivo y
volverse a utilizar. En este contexto SIMATIC Logon organiza
la protección de acceso.
Las operaciones de archivado y extracción (retrolectura) se
pueden automatizar controladas por tiempo. La retrolectura
de parámetros de bloque procedentes de los controladores se
puede acoplar a la operación de archivado, pero también es
posible ejecutarla de forma independiente, versionada y
controlada por tiempo.
El historial de versiones gestionado por Version Trail puede
visualizarse e imprimirse. Una versión ya cerrada no se puede
modificar posteriormente. En combinación con Version Cross
Manager, una versión archivada es equiparable a un proyecto
ya existente o una segunda versión archivada.
Documentación del proyecto
El proyecto de ingeniería se puede documentar tal como
exigen las normas con el sistema de informes integrado en
el sistema de ingeniería. El informe del proyecto incluye:
• Sinópticos de proceso y objetos gráficos con propiedades,
eventos, acciones y conexiones directas
• Variables, propiedades y enlaces de comunicación
• Clases de avisos, bloques de avisos, avisos
• Variables archivables y datos de configuración de archivos
históricos
• Grupos de usuarios y usuarios
• Texto fuente de acciones/funciones
• Textos de la librería de textos
• Datos de configuración Basic Process Control
Los datos del proyecto se pueden estructurar libremente, preparándolos en forma de esquemarios estandarizados e imprimiéndolos con una maquetación unitaria, con la posibilidad
de integrar además portadas, diseños, gráficos, logotipos y
datos de cajetines. Un confortable control de emisión permite
seleccionar para la impresión tanto el proyecto entero como
partes del mismo.
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Listas de
señales
Importación
Importación
SIMATIC PCS 7
Importación
Importación
Tipos de
puntos de I&C
Configuración
del hardware
Exportación
Jerarquía
tecnológica
Exportación
Puntos de I&C
Exportación
Símbolos
Exportación
HW Config
G_PCS7_XX_00312
Listas de
puntos de I&C
Advanced ES
Introducción manual
Datos externos
Flujo de datos al utilizar el sistema de ingeniería avanzado
Gestión integrada del flujo de trabajo con barras de progreso en el
encabezado
SIMATIC PCS 7 Advanced Engineering System (AdvES)
Con AdvES, tanto las oficinas técnicas y de proyectos como los
clientes finales pueden reducir considerablemente los costes
de ingeniería y puesta en marcha mejorando al mismo tiempo
la calidad de la ingeniería.
AdvES se puede abrir en el SIMATIC Manager desde un proyecto
de SIMATIC PCS 7 ampliando así la funcionalidad para configurar la instalación junto con herramientas de diseño CAD/CAE de
nivel superior. Actúa como elemento de unión entre las herramientas estándar del sistema de ingeniería de SIMATIC PCS 7
(CFC, HW Config, Jerarquía Tecnológica) y las herramientas de
diseño básico y detallado (p. ej, EPlan, ELCAD o SmartPlant).
AdvES tiene varias posibilidades de importación para recopilar
datos de ingeniería procedentes del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, así como de listas de puntos de I&C y de
señales en formato de Microsoft Excel a fin de prepararlos para
su uso en el sistema de ingeniería de SIMATIC PCS 7.
Los datos de las listas de puntos de I&C y de señales se pueden
importar en AdvES de forma automatizada. La gestión de cambios integrada soporta la importación repetida de datos modificados de Microsoft Excel.
Después de establecer una vez la asignación correspondiente,
AdvES reconoce puntos de I&C procedentes de listas de Excel,
los asigna automáticamente a los distintos tipos de puntos de
I&C de cualquier librería de proyectos de PCS 7 y genera:
• Instancias de puntos de I&C de PCS 7 con ajustes de señalización y parámetros
• Jerarquía Tecnológica (TH)
• Configuración del hardware
Funciones manuales para editar jerarquías tecnológicas y
puntos de I&C y para interconectar señales entre dichos puntos permiten completar los datos importados. Editores especiales para procesar datos masivos ayudan al ingeniero con
las tareas rutinarias que requieren mucho tiempo.
Con ayuda de plantillas de diseño integradas, también existe
la posibilidad de mostrar e imprimir las distintas vistas de la
tabla de los datos AdvES a modo de informes.
La gestión integrada del flujo de trabajo asiste al usuario a
la hora de ejecutar las tareas. En el encabezado se muestra
el orden de ejecución y el progreso.
Gestión de datos masivos
AdvES racionaliza la gestión de datos masivos reproduciendo
módulos de software estandarizados. Además de los tipos
de módulos de control (Control Module Types, CMT) también
soporta los clásicos tipos de puntos de I&C. AdvES ha sido
optimizado para trabajar con tipos de módulos de control
(CMT).
AdvES ya tiene integrada una librería de CMT con los módulos
de control básicos (BCM) de PCS 7. El sistema soporta la conversión de librerías personales de tipos de puntos de I&C en
tipos de módulos de control.
Posteriormente se pueden eliminar o añadir a un CMT
bloques, interconexiones, conexiones o avisos, aunque
existan ya instancias, los llamados módulos de control
(Control Modules, CM). Esto permite crear con toda facilidad
variantes de tipos de puntos de I&C para su uso repetido.
En caso de haber una desviación del CMT, las instancias
pueden verificarse y adaptarse.
Mediante tests de plausibilidad y coherencia de datos se
pueden filtrar rápidamente las incoherencias existentes,
que se muestran en forma de informes sinópticos y se pueden
eliminar directamente.
Sistema de ingeniería
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Sistema de ingeniería, a destacar
■
■
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Configuración centralizada y homogénea para todo el
sistema del hardware y software con un único sistema
de ingeniería
– Sencilla parametrización de la comunicación
– Idéntica configuración de plantas redundantes
– Configuración integrada para dispositivos de campo
y aplicaciones de seguridad
■
Compilación y carga selectivas a nivel de esquema
■
Modificaciones de tipo de bloque durante el funcionamiento con AS 410 (TCiR)
■
Configuración basada en la división del trabajo:
Concurrent Engineering o ingeniería multiproyectos
con Branch & Merge
Configuración orientada a la tecnología
– Jerarquía funcional ordenada por plantas, unidades
de proceso y equipamientos técnicos
– Ingeniería independiente del hardware: Asignación a
controladores y módulos de E/S elegibles a posteriori
– Posibilidad de ampliación para sectores concretos a
través de interfaces estándar de intercambio de datos
■
Ocultación de avisos en función de la configuración en
determinados estados operativos
■
Funciones SFC especiales:
– Tipo de SFC: Control secuencial para aplicación
múltiple, instancias a modo de bloque en CFC
– Esquema SFC: Control secuencial para aplicación
única, también con interconexiones de esquema
– Cadenas secuenciales independientes y conformes
con ISA-88 para estados como HOLD, ABORT o
SAFE STATE
■
Menor esfuerzo de ingeniería y validación:
– Librerías con bloques de función y faceplates, símbolos, tipos de punto de instrumentación y control)
– Filosofía tipo-instancia con posibilidad de modificación centralizada para todas las instancias
– Actualización centralizada de todos los tipos de
bloque de un multiproyecto
– Muchos pasos de configuración automáticos
(auto engineering)
– Fácil duplicación de unidades de proceso usando las
funciones copiar, cambiar nombre y compilar
■
Potente gestión de versiones con funciones de comparación y de historial
■
Creación automática, en base a datos del proyecto, de
sinópticos de diagnóstico para la Maintenance Station
■
Administración de usuarios integrada con control de
accesos
■
Librerías con avanzadas funciones de control de procesos:
– Advanced Process Library (APL)
– Librería industrial (Industry Library)
– Condition Monitoring Library
■
Diálogo centralizado para compilación y carga de las
modificaciones en controladores, OS y SIMATIC BATCH
– Secuencia optimizada y control mediante diálogo
con control secuencial
– Compilación y carga en una sola secuencia: mínima
duración total del proceso
■
Vista de objetos de proceso para la visualización y el
procesamiento de todos los aspectos de los puntos de
I&C/objetos de proceso
– Cómoda edición de tablas
– Librería de proyectos con función de importación/
exportación
– Modo online para test y puesta en marcha
Sistema de ingeniería
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Ingeniería integrada
COMOS
SIMATIC PCS 7
Object,
e.g. motor
Logical diagram
Software configuration
3-D model
P&ID
Electrical circuit
diagram
Electrical single line
diagram
G_PCS7_XX_00375
Cabinet layout
Hardware configuration
Intercambio coherente de configuraciones y estructuras entre COMOS y SIMATIC PCS 7
COMOS: Una base de datos para todos
La base de la ingeniería integrada es un modelo de datos en el
que todos los datos de la ingeniería de un proyecto solo entán
presentes una sola vez. Además, todos los datos referentes a
los objetos con ingeniería de las especialidades u obras (p. ej.,
plantas, tuberías, parte eléctrica y de instrumentación y control, y automatización) están disponibles inmediatamente en
cualquier momento y son coherentes en el contenido. Para
ello, es indiferente si los ingenieros de las especialidades u
obras se encuentran en un mismo lugar o si están repartidos
por el mundo pero trabajan para el mismo proyecto: La base
de datos es siempre la misma, sin ninguna excepción.
Somos el único proveedor mundial que ofrece a la industria de
procesos una solución de software para la gestión integral de
un proyecto de planta, desde la ingenería, la operación y la
modernización hasta el desmantelamiento. COMOS garantiza
que los prescriptores, los ingenieros y los propietarios de plantas puedan acceder en todo momento a todos los datos relevantes para el proyecto, en todos los niveles de la empresa y
en cualquier fase del proyecto. Esto es posible gracias al enfoque plenamente orientado a objetos de nuestra revolucionaria solución de software. Además, COMOS gestiona también
la totalidad de la documentación de la planta.
Puente entre dos mundos: Ingeniería integrada
con COMOS y SIMATIC PCS 7
La ingeniería integrada con COMOS y SIMATIC PCS 7 permite
conectar la ingeniería de planta con el sistema de instrumentación y control, y por lo tanto con la fase de operación: Hace
posible una ingeniería global a lo largo de todas las fases de
ingeniería de una planta industrial minimizando las interfaces. Basta pulsar un botón para generar la estructura completa de la planta en el sistema de control e instrumentación a
partir de los datos de ingeniería. Así se simplifica la ingeniería
de automatización y se reduce enormemente el tiempo necesario. A la inversa, SIMATIC PCS 7 reproduce en COMOS los
cambios realizados en el controlador durante el funcionamiento (p. ej., la sustitución de equipos de campo). Así se
actualiza de inmediato la base de datos en la herramienta de
ingeniería, y de paso el conjunto de la documentación de la
planta.
De este modo, la ingeniería integrada pone las bases para una
mayor seguridad en la toma de decisiones y una mejora de la
eficiencia de los procesos en toda la planta, lo que contribuye
a un aumento continuo de la competitividad.
Ingeniería integrada
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Sistema de operador
Control de procesos seguro y confortable
mediante el sistema de operador SIMATIC PCS 7
Con licencias acumulables de SIMATIC PCS 7 OS Runtime para
100, 1 000 y 5 000 objetos de proceso (PO), se puede ampliar
de forma flexible el software del sistema de las estaciones de
operador (OS) hasta los siguientes límites:
• 5 000 PO por cada OS Single Station
• 12 000 PO por cada OS Server (en configuraciones
cliente/servidor)
Sistema monopuesto (OS Single Station)
El sistema de operador del sistema de control de procesos
SIMATIC PCS 7 permite al personal operador controlar el proceso de forma cómoda y segura. El operador puede observar
el proceso a través de distintas vistas e intervenir ejecutando
funciones de control si es necesario. La arquitectura del
sistema de operador es muy variable y puede adaptarse con
flexibilidad a plantas de distintos tamaños y a los diferentes
requisitos de los clientes.
La base de este sistema está formada por estaciones de operador (OS) perfectamente coordinadas entre sí para sistemas
monopuesto (OS Single Stations) y sistemas multipuesto en
una arquitectura cliente-servidor.
Estaciones de operador
Todas las estaciones de operador se basan en las modernas
workstations industriales de SIMATIC PCS 7, optimizadas
para la aplicación como estación individual de OS, cliente
o servidor de OS.
Las SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations, optimizadas para
el funcionamiento en entornos industriales rudos, combinan
una potente tecnología de PC industrial con el sistema operativo Microsoft Windows 7 Ultimate de 64 bits o Server 2008 R2
Standard de 64 bits. Los componentes e interfaces estándar
de PC proporcionan una gran libertad para futuras ampliaciones y también para opciones de sistema y de cliente y opciones específicas de un sector.
La conexión de hasta 4 monitores de proceso a través de una
tarjeta gráfica multimonitor permite controlar cómodamente
varias áreas de la planta desde un mismo puesto de mando.
24
Sistema de operador
OS Single
Station 1
OS Single
Station 2
OS Single
Station 8
.....
Anlagenbus
Process Historian
S7-400H
Ejemplo de una arquitectura del sistema plana
La OS Single Station se puede conectar al bus de planta
Industrial Ethernet de dos maneras:
• Mediante un módulo de comunicación CP 1613 A2/
CP 1623/CP 1628 para la comunicación con un máximo
de 64 controladores de todo tipo
• Mediante una sencilla tarjeta de red Ethernet a 10/100/
1000 Mbits/s y Basic Communication Ethernet para la
comunicación con un máximo de 8 controladores
(Single Stations)
G_PCS7_XX_00343
Estación de operador SIMATIC PCS 7
En un sistema monopuesto, todas las funciones de manejo
y visualización para un proyecto (planta/unidad de proceso)
están concentradas en una estación. Sobre ella puede implementarse una configuración de sistema plana con hasta
8 OS Single Stations. Dos de las estaciones forman un par
redundante de OS Single Stations, que puede ampliarse con
estaciones de referencia. Este tipo de arquitectura permite
racionalizar la configuración reproduciendo un proyecto
básico. Para el registro histórico se utiliza el Process Historian.
© Siemens AG 2014
OS 1
OS 2
OS 3
OS 4
Sistema de operador, capacidades funcionales
OS ...
Terminalbus
Parallel Redundancy
Protocol (PRP)
S7-400H
G_PCS7_XX_00342
Anlagenbus
Arquitectura del sistema con bus de terminales y de planta redundante
Sistema multipuesto en arquitectura cliente-servidor
SIMATIC PCS 7 soporta sistemas multipuesto con hasta 18 servidores OS o 18 parejas de servidores redundantes. En el
modo Multi Client, los clientes OS pueden acceder paralelamente a algunos o a los 18 servidores/parejas de servidores
(hasta 40 clientes OS simultáneamente a todos).
Los servidores OS tienen además funciones de cliente que
les permiten acceder a los datos (registros históricos, avisos,
tags, variables) de los otros servidores del sistema multipuesto. Esto permite interconectar sinópticos de proceso
de un servidor OS con variables de otros servidores OS
(sinópticos interáreas).
Cantidad máx. de servidores/parejas de
servidores OS
18
Cantidad máx. de controladores por
servidor/pareja de servidores OS
64
Cantidad máxima de clientes OS en modo
Multi Client1), por sistema multipuesto
40
Cantidad máx. de monitores por cada
estación de operador en modo multicanal
4
Número máx. de monitores por sistema
60
Cantidad máx. de áreas OS
64
Cantidad máx. de ventanas por monitor
1 a 16 (ajustable)
Número de curvas por cada ventana de
curvas
10
Tiempo de selección de la vista de
área OS (100 símbolos de proceso)
<2s
■
por cada OS Single Station
5 000 PO
■
por cada servidor OS
12 000 PO
Cantidad máx. de avisos configurables
por servidor
200 000
Cantidad de puntos de I&C
Si los requerimientos de disponibilidad son mayores, también
se pueden configurar los servidores OS de manera redundante. La posible ocurrencia de fallos de software en aplicaciones
importantes se vigila a través del llamado "health check" que,
dado el caso, puede causar la conmutación al equipo de reserva. Los servidores OS redundantes se sincronizan automáticamente a gran velocidad.
Además de la escalabilidad, los sistemas distribuidos ofrecen
la ventaja de poder desacoplar entre sí las unidades de proceso, lo que aumenta la disponibilidad.
8
Cantidad máx. de objetos de proceso
En un sistema multipuesto uno o varios servidores OS suministran datos (datos de proyecto, valores de procesos, registros históricos, alarmas y avisos) a 40 puestos de mando
(clientes OS) como máximo a través de un bus de terminales.
Dicho bus puede compartir el medio de transmisión con el bus
de planta o ejecutarse como un bus separado (Ethernet con
TCP/IP).
Los clientes OS no sólo pueden acceder a los datos de un servidor/pareja de servidores OS, sino también simultáneamente
a varios (modo Multi Client). Esto permite estructurar una
planta en varias secciones tecnológicas y distribuir los datos
por distintos servidores/parejas de servidores OS del modo
correspondiente.
Cantidad máx. de OS Single Stations
■
por cada OS Single Station
aprox. 3 000
■
por cada servidor OS
aprox. 7 000
■
por cada sistema multipuesto
aprox. 126 000
Sistema de registro histórico de alto
rendimiento integrado (búfer en anillo),
basado en Microsoft SQL Server, para:
1)
■
archivado de valores de proceso
(por OS Server/Single Station)
aprox. 1 500/s
■
archivado de mensajes
(por OS Server/Single Station)
carga constante aprox. 10/s
torrente de avisos aprox.
3 000 / 4 s
si cada cliente OS tiene acceso a todos los servidores/parejas de servidores OS
Rendimiento
El sistema de operador SIMATIC PCS 7 está optimizado para el
tratamiento de grandes cantidades de datos. También ofrece
un manejo sencillo e intuitivo y altas prestaciones incluso para
proyectos grandes. Numerosas medidas particulares disminuyen la carga del sistema y mejoran los tiempos para abrir y actualizar los sinópticos, p. ej.:
• Combinación de valores de estado y analógicos con informaciones de alarma formando indicadores avanzados de estado
• Supresión de avisos inestables y activación del reenvío
por acuse de recibo
• Transmisión de datos desde el controlador solo en caso
de modificación, y no en cada ciclo
• Bloqueo/habilitación de avisos para puntos de medida
particulares o para todos los puntos de I&C de una área
• Ocultación de avisos en función del estado operativo de la
unidad de proceso
Sistema de operador
25
© Siemens AG 2014
Software del OS
Para la representación tecnológica de una planta se dispone
de una vista estándar y de una vista de servidor que abarcan
áreas distintas. Ambas vistas contienen, entre otras cosas:
Ejemplo de conducción del proceso OS, con ventanas libremente desplazables
• Línea de avisos para el último aviso recibido,
configurable para indicación preferente del aviso con
máxima prioridad o clase de aviso
• Fecha, hora y nombre del operador
• Vista de área; la cantidad de áreas visualizables depende de
la resolución de la imagen: hasta 36 (mínimo/XGA), hasta
144 (máximo/WQXGA)
• Área de trabajo para gráficos y ventanas libremente desplazables para bloques gráficos, curvas, avisos, etc.
• Teclas de funciones de sistema
Basándose en esto, el operador puede crear composiciones
gráficas personalizadas, guardarlas y volverlas a abrir más
tarde.
El software del sistema de operador soporta la visualización
funcional de la planta en un diseño moderno y de gran calidad
que, según el modelo de controlador gráfico y monitor del
proceso, se puede representar en
• Formatos de imagen de 4:3/5:4 con una resolución de
1024 × 768 a 1600 × 1200
• Formatos de imagen panorámicos de 16:9/16:10 con una
resolución de 1680 × 1050 a 2560 × 1600
Innovadora visualización de procesos con PCS 7 Advanced Process Graphics
Interfaz gráfica de usuario (GUI)
La interfaz de usuario predefinida del sistema de operador
reúne todas las características propias de un sistema de instrumentación y control. Está claramente estructurada y es multilingüe, ergonómica y ordenada. El operador no pierde nunca
de vista el conjunto del proceso y puede navegar rápidamente
entre las diversas vistas de la planta. Para ello, el sistema le
ayuda con estructuras gráficas jerárquicas que puede configurar a su antojo. Esto le permite seleccionar directamente las
áreas subordinadas en la conducción del proceso. En una ventana del Picture Tree Managers se puede ver en todo momento la posición momentánea dentro de la jerarquía.
Los sinópticos de proceso y los puntos de I&C también se pueden abrir directamente tecleando el nombre o con la función
"Loop in alarm" desde un mensaje seleccionado. Con el cambio de idioma online, el operador puede conmutar de idioma
durante la marcha.
26
Sistema de operador
La apariencia global se puede configurar con diseños predeterminados o personalizados por el usuario (paleta de colores,
colores, estilos, efectos ópticos, etc.). Estas opciones de diseño centrales se pueden modificar a nivel local para cada objeto gráfico. Además se puede influir en el diseño con un sinfín
de elementos al efecto que ofrece el sistema de ingeniería
para la configuración OS:
• Paletas de objetos con estilos, controles, objetos estándar
y objetos inteligentes
• Librería global de iconos con objetos gráficos estandarizados
• Iconos y faceplates de la PCS 7 Advanced Process Library
(APL)
Los objetos gráficos adaptados a la APL de PCS 7
Advanced Process Graphics (APG) permiten optimizar de
modo específico para cada tarea la visualización de procesos
de los esquemas generales de circuito (nivel 1/2). La presentación compacta y simplificada permite centrar la atención en lo
esencial. El operador puede captar a primera vista la situación
de la planta en cada momento, detectar tendencias de manera prematura y, en caso necesario, reaccionar de inmediato.
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Ventana de tablas
• Vista de una o más columnas de valores de proceso en
relación con una columna de tiempo
• Cada línea muestra los valores de proceso registrados en
un determinado momento
• Posible combinación en una tabla de varias relaciones
tiempo-valor distintas
Ventana de curvas en la estación de operador
TrendControls para la visualización de tablas y curvas
Con los TrendControls, el operador puede visualizar valores de
variables guardados en el archivo de valores del proceso, así
como valores online de variables de proceso de la gestión de
variables en relación con el tiempo (ventana de tablas/curvas)
o en relación con otro valor (ventana de funciones). El tiempo
se define estática o dinámicamente (en relación con la hora
actual del sistema) como:
• Punto inicial y punto final
• Punto inicial y espacio de tiempo
• Punto inicial y cantidad de puntos de I&C
Todos los Trend Controls ofrecen funciones para desplazarse
por la imagen y la posibilidad de ir directamente al principio o
al final.
El operador puede personalizar durante el modo runtime los
Trend Controls predeterminados cuando se configuró la planta y guardar dichos ajustes de forma global o específica de
usuario. Durante el tiempo de ejecución puede modificar la
integración de datos y acceder a otra información. Además,
también puede integrar online bases de datos de archivo
externos.
Los datos visualizados se pueden editar del siguiente modo:
• Exportación a archivo CSV
• Emisión mediante tarea de impresión definida previamente
Ventana de curvas
• Uno o varios ejes de tiempo están en correlación con uno
o varios ejes de valor (escala lineal, logarítmica, porcentual
o de libre configuración)
• Cantidad de curvas visualizables a libre elección
• Configuración individual de estilos y colores, con posible
cambio de color en función del valor
• Cuadrículas y reglas para facilitar la legibilidad
• Curvas agrupables en una ventana con eje de tiempo y
valor común
• Posibilidad de combinar varias ventanas de curvas para
fines de comparación (eje de tiempo, zoom, barra de
desplazamiento y regla juntos)
Ventana de funciones
• Vista de valores del proceso en relación con otros valores
(p. ej. presión según temperatura)
• Área de valores fija o dinámica con escala lineal o logarítmica en los ejes X e Y
• Posibilidad de definir por separado el área de tiempo visualizable para cada curva
• Consideración opcional de curvas de consigna procedentes
de archivos de usuario
• Propiedades, funciones y posibilidades de configuración
casi idénticas a las de la ventana de curvas
La ventana de regla muestra información adicional para el
momento o rango de tiempo seleccionado mediante la regla
en la ventana de curvas/tablas, p. ej., información estadística
como mínimo, máximo, promedio, desviación estándar o
integral.
AlarmControl para visualización y edición de avisos
Por cada OS Single Station/OS Server se pueden configurar
hasta 200 000 avisos:
• Avisos del sistema predeterminados, emitidos por un
evento del sistema
• Avisos simples o agrupados, iniciados por el cambio de
estados del proceso
• Avisos de intervención del operador, provocados por el
manejo manual de objetos
Sistema de operador
27
© Siemens AG 2014
Los datos se pueden editar posteriormente mediante:
• Exportación a archivo CSV
• Emisión mediante tarea de impresión definida previamente
Después de un corte de red se pueden volver a cargar los últimos avisos del archivo en la ventana de avisos. Esto permite
reconstruir la imagen de avisos que había antes de que se produjera el corte de red.
Vista de avisos en la estación de operador
El sistema de avisos integrado en el sistema de operador registra estos avisos del proceso y eventos locales, los guarda en archivos al efecto y los visualiza en distintas listas estandarizados por medio de la ventana de avisos (AlarmControl) de libre
configuración:
• Lista nueva: avisos pendientes, todavía sin confirmar
• Lista antigua: avisos pendientes, ya confirmados
• Lista de salientes: avisos no confirmados, pero ya desaparecidos
• Lista de intervenciones del operador: avisos de operación
actuales y archivados
• Lista de I&C: avisos de I&C actuales y archivados
• Lista cronológica: todos los avisos actuales pendientes y
archivados, por orden cronológico
• Lista de avisos ocultados manual o automáticamente
• Lista de avisos a ocultar cuando aparezcan
Las listas ofrecen funciones para desplazarse por la imagen
y pueden ser seleccionadas por el operador en la barra de
iconos.
Paralelamente a la indicación se pueden documentar en un
informe secuencial y por orden cronológico todos los avisos
registrados durante el tiempo de ejecución y sus cambios de
estado.
Las posibilidades flexibles de ajuste para la salida acústica y las
prioridades definibles mediante variables de señales soportan
la señalización acústica a través de una tarjeta de sonido, o
bien por mando de transmisores de señales externos por un
módulo de señales.
Filtrando, seleccionando o clasificando la indicación de
acuerdo con el contenido de los distintos bloques de avisos
(por ejemplo, cronológicamente según la prioridad o el
lugar de la avería), el operador puede personalizar la ventana
AlarmControl durante el tiempo de ejecución. Además, también puede integrar online bases de datos de archivo. Los
ajustes se pueden guardar de modo global o específico de
usuario.
28
Sistema de operador
En sistemas de gran envergadura en los que hay un gran volumen de avisos, las siguientes medidas pueden mejorar la
transparencia y aliviar notablemente el trabajo de los operadores:
• Ocultación de avisos e visuales y acústicos en determinadas situaciones como, por ejemplo, avisos insignificantes
para el funcionamiento seguro y sin perturbaciones de la
planta (generación de informes y archivado completos):
- Dinámicamente, es decir, en función de las especificaciones predefinidas para un máximo de 32 estados operativos (Smart Alarm Hiding)
- Manualmente, para un período determinado
• Priorización por medio de hasta 16 niveles de prioridad
como atributo adicional a las clases de aviso conocidas
• Posibilidad de habilitar/inhibir conscientemente avisos de
algunos o de todos los puntos de I&C de un sinóptico o
área, por ejemplo, en caso de fallo en algún sensor/actuador o durante la puesta en marcha (registro en el informe
de intervenciones del operador)
Para detectar y solucionar rápidamente la causa del fallo,
el operador puede acceder desde el aviso seleccionado
directamente al sinóptico de proceso con el objeto averiado
(loop in alarm). Allí puede abrir el faceplate correspondiente
(imagen de lazo) a través del punto de medida con identificación por color. La ventana de ese bloque gráfico se puede
fijar de forma que también permanezca visible al cambiar
de sinóptico.
Los indicadores agrupados señalizan visualmente los avisos
pendientes en la imagen del proceso. En ellos también se ve
si hay avisos bloqueados o no.
El último aviso recibido se visualiza en el margen superior de
la vista estándar. Pulsando el botón "Línea de avisos ampliada", AlarmControl se visualiza en forma de ventana con todos
los avisos recibidos. También se puede abrir con un solo botón
una lista con los avisos actualmente pendientes de máxima
prioridad 16.
Clases de avisos configurables por el usuario
En nuevos proyectos el usuario tiene la posibilidad de utilizar
seis clases de alarma configurables en lugar del sistema de
avisos existente hasta ahora. El vínculo entre el evento y una
clase de alarma se puede redefinir de forma específica para la
instancia.
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Sistema de informes
Mientras que el sistema de informes de configuración está
destinado a documentar el proyecto creado, el sistema de
informes operativos tiene la función de imprimir de forma
sinóptica los datos registrados durante el funcionamiento.
Para tal finalidad se dispone de varios tipos de listados:
•
•
•
•
•
•
Informe secuencial de avisos
Informe de avisos y archivo
Informe de valores medidos
Informe de intervención del operador
Informe de avisos del sistema
Informe de usuario
Con ayuda de un editor de diseño de página se pueden personalizar las plantillas existentes o crear diseños nuevos. Los
objetos a imprimir se seleccionan en la paleta de objetos del
editor, se colocan y se configuran.
Enviando a la impresora una tarea de impresión predeterminada o creada por el usuario, se imprimen los datos actuales
del informe con el diseño de página asignado. Antes de imprimirse, los informes pueden guardarse y mostrarse en pantalla
en una vista preliminar. El operador puede iniciar tareas de
impresión manualmente o mediante control por tiempo o por
eventos, así como consultar online el estado de los encargos.
Archivamiento
En las OS Single Stations y servidores OS hay integrado un
sistema de alta potencia configurable en tiempo de ejecución,
basado en la tecnología Microsoft SQL Server. Con él se pueden registrar temporalmente en archivos circulantes valores
de proceso y avisos/eventos (alarmas). Mediante control por
tiempo o por eventos, los datos del archivo a corto plazo se
pueden transferir al Process Historian para su archivación a
largo plazo.
Gestión centralizada de usuarios, controles de acceso y
firma electrónica
Con la opción integrada SIMATIC Logon, el sistema de operador dispone de una administración de usuarios centralizada
que cumple los requisitos de validación de 21 CFR Part 11.
El administrador puede clasificar a los usuarios por grupos y
asignarles diferentes derechos de acceso (roles). El operador
adquiere estos derechos específicos al iniciar sesión. Como
equipo de inicio de sesión, aparte del teclado, se puede
emplear p. ej. un lector de tarjetas chipcard.
Visualización SFC
Visualización SFC
La visualización SFC del sistema de operador permite representar y manejar los controles secuenciales configurados con
el editor SFC de la misma forma que en el sistema de ingeniería. Para ello no es necesario trabajo de configuración adicional.
Por ejemplo, en un sinóptico general es posible abrir representaciones de etapas y de transiciones y visualizar comentarios
a etapas o condiciones de transición inicializadas dinámicamente.
Vigilancia de signos de vida
La función "Vigilancia de signos de vida" permite al sistema
de operador monitorizar el correcto funcionamiento de todos
los sistemas subordinados que están conectados al bus de
planta. Una imagen gráfica de configuración de la planta
muestra las estaciones del bus supervisadas en su estado
operativo respectivo. En este sentido, la Maintenance Station
de SIMATIC PCS 7 ofrece aún más funciones.
Sincronización horaria
En combinación con un reloj maestro SICLOCK, el sistema
de operador puede aplicar a todo el sistema la sincronización
horaria UTC (Universal Time Coordinated) dentro del sistema
de control de procesos SIMATIC PCS 7. Esto resulta particularmente ventajoso para plantas muy extensas que están distribuidas en lugares situados en diferentes husos horarios,
p. ej. oleoductos.
Sistema de operador
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© Siemens AG 2014
Sistemas de operador, a destacar
■
30
Arquitectura flexible y modular con componentes de
hardware y software para sistemas monopuesto y
multipuesto
■
Sistema de listados variable y orientado al cliente
■
Gestión de alarmas sumamente efectiva para facilitar el
trabajo de los operadores
– Priorización por medio de hasta 16 tipos de prioridad
como atributo adicional a las clases de aviso
– Ocultación (dinámica o manual) visual y acústica de
avisos que no resultan relevantes según el estado
operativo
– Supresión de alarmas de un sensor/actuador
durante la puesta en marcha o en caso de fallo
■
Sistema de archivo de alto rendimiento basado en
ficheros cíclicos y backup integrado, combinable con el
Process Historian para archivado histórico
■
Sistemas multipuesto cliente-servidor, aptos para
plantas de grandes dimensiones con hasta 18 OS Server
o pares de servidores y hasta 40 OS Clients
■
Potentes estaciones de operador resistentes al estrés,
instaladas en equipos PC robustos aptos para uso
industrial
■
Posibilidad de configurar OS Single Stations y OS Server
en pares redundantes
■
Comunicación AS/OS optimizada
■
Reproducción de modificaciones sin afectar al funcionamiento
■
Gestión centralizada de usuarios, controles de acceso,
firma electrónica
■
Test online de modificaciones mediante carga selectiva
de servidores redundantes
■
Vigilancia de señales de vida para los sistemas subordinados conectados al bus de planta
■
Interfaz gráfica de usuario ergonómica para una
conducción de procesos eficiente y un alto grado de
seguridad funcional
■
Sincronización de la hora basada en UTC
(Universal Time Coordinated)
■
Controles versátiles y prácticos para alarmas y tendencias
Sistema de operador
© Siemens AG 2014
Manejo y visualización
vía Internet/Intranet
PCS 7 Web clients
PCS 7 Web server
LAN
LAN
INTERNET
Front
Firewall
Back
Firewall
Plant bus
G_PCS7_XX_00116
Terminal bus
PCS 7 Web Server para manejo y visualización vía Internet/Intranet
El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 también
soporta la ejecución de tareas HMI de una planta a través de
Internet/Intranet. Desde el PCS 7 Web Client el operador accede a los datos del proyecto proporcionados por el PCS 7 Web
Server. Para ello, el PCS 7 Web Client utiliza Internet Explorer
y plugins instalables vía Internet/Intranet.
Por medio de Web View Publisher, el PCS 7 Web Server convierte sinópticos de proceso y scripts en la forma adecuada
para su visualización con Internet Explorer. Accede a los datos
de proceso específicos del proyecto en cuestión, alojados en
los servidores de OS subordinados, utilizando los mecanismos
de un multicliente. En esta operación, la seguridad queda
garantizada por el OS User Management integrado.
Desde el PCS 7 Web Client se puede conducir la planta de la
misma manera que desde un PCS 7 OS Client. El operador
debe iniciar la sesión del mismo modo, y las reglas para la
asignación de derechos son también idénticas. Las actuaciones que se realizan en el PCS 7 Web Client se incluyen en el
informe de intervenciones del operador del OS.
Licencias
En cuanto a la concesión de licencias, hay que distinguir entre
los casos siguientes:
• Standard
Hasta 50 PCS 7 Web Clients acceden por intranet/
Internet alos datos de un PCS 7 Web Server. El número
de PCS 7 Web Clients que pueden acceder simultáneamente al PCS 7 Web Server se puede ampliar con licencias
acumulables para PCS 7 Web Server.
• Diagnóstico
Uno o unos pocos PCS 7 Web Clients tienen acceso a varios
PCS 7 Web Servers para realizar funciones de control remoto, diagnóstico o vigilancia. Cada uno de los sistemas
implicados necesita para ello una licencia de diagnóstico
para PCS 7 Web (servidor/cliente).
Load Balancing
Cuando el proyecto requiere muchos puestos de mando web
al mismo tiempo, también existe la posibilidad de configurar
varios PCS 7 Web Servers e interconectarlos. La función
"Load Balancing" sirve para distribuir con uniformidad la carga
provocada por los PCS 7 Web Clients entre los PCS 7 Web
Servers configurados. Esto genera también una gran disponibilidad de los PCS 7 Web Clients.
En caso de fallar un PCS 7 Web Server, los PCS 7 Web Clients
que tiene asignados son desviados automáticamente a otro
PCS 7 Web Server. Load Balancing puede utilizarse hasta con
32 PCS 7 Web Servers conectados entre sí.
Sistema de operador
31
© Siemens AG 2014
Archivo histórico de datos de proceso y
creación de informes
Process Historian e Information Server
Process Historian
El Process Historian pone a su disposición un potente sistema
de registro histórico (archivado a largo plazo) que encaja a la
perfección en el sistema de control: Los datos de proceso,
tags, alarmas y datos de lotes de SIMATIC BATCH pueden archivarse de modo centralizado en tiempo real sin necesidad
de ninguna tarea de ingeniería adicional.
Process Historian es apto para plantas de cualquier tamaño.
El número de Single Stations, servidores o parejas de servidores archivables no tiene límites.
Los valores del proceso y los avisos gestionados en la base de
datos de Process Historian se pueden visualizar de forma clara
y sinóptica en los clientes de OS y en las OS Single Stations.
La selección de datos es soportada por las funciones de filtro
integradas. Los avisos y los valores de proceso pueden indicarse en tablas; los valores de proceso, además, en gráficos. Los
valores de proceso en tablas pueden exportarse en formato
CSV a otras aplicaciones de Windows (por ejemplo,
Microsoft Excel) para ser editados con ellas.
Los datos gestionados por Process Historian pueden
guardarse en soportes de memoria de tipo corriente. También
es posible crear y restaurar una copia de seguridad de la base
de datos completa, tanto de modo manual como automático.
Vista en el navegador web
Add-ins para
Microsoft Word y Excel
Process Historian e
Information Server (IS)
Posibilidades de acceso a los datos de Process Historian
32
Archivo histórico de datos de proceso y creación de informes
G_PCS7_XX_00298
Cliente IS
© Siemens AG 2014
Proyecto A
Process Historian e Information Server no necesitan estar
conectados al bus de planta. Se conectan a las Single Stations
OS y Batch del SIMATIC PCS 7 por medio de un bus de terminales.
Proyecto B
OS Clients
Information Server
El cambio de producto de un Central Archive Server (CAS) a
Process Historian es soportada por paquetes de conversión
(Conversion Packs) y un Asistente para la migración de bases
de datos CAS.
Bus de
terminales
OS Single
Station
- OS Server
- Batch Server
Process Historian
Funciones de registro histórico y visualización
Controladores
G_PCS7_XX_00297
Bus de planta
Information Server
La visualización de los datos almacenados en la base de datos
de Process Historian es soportada por un sistema de informes
aditivo llamado Information Server. El servidor proporciona
los datos archivados a través de un navegador web como
protocolos de turno, diarios, semanales o mensuales. Basado
en la herramienta Reporting Services de Microsoft, el Information Server facilita el acceso vía web de los Thin Clients a los
datos históricos. Otras posibilidades de acceder a los datos
de Process Historian son las que ofrecen los add-ins para
Microsoft Word y Excel. El número de clientes con acceso al
Information Server se puede regular con licencias de acceso
acumulables para clientes.
El Information Server puede acceder a un origen de datos o
paralelamente a varios orígenes de datos (Sources). Además de
datos de fichero de Process Historian, estos pueden ser datos de
fichero procedentes de estaciones de operador. Por tanto,
también se puede utilizar para generar informes de la planta,
independientemente de Process Historian.
Si el Process Historian OPC UA Server está instalado en el
Process Historian, otras aplicaciones pueden leer también
como OPC UA Client los valores de proceso y avisos archivados
en el Process Historian.
Process Historian se puede configurar a modo de Single Server
o como pareja de servidores redundantes; ello depende de la
relevancia que tenga la disponibilidad de los datos de archivo
para el propietario de la planta. Con este fin, se recomienda utilizar para el Process Historian la variante Server de la SIMATIC
PCS 7 Industrial Workstation más potente o el servidor Premium
(producto add on para SIMATIC PCS 7).
El Information Server puede funcionar en el hardware de
Process Historian o en una plataforma de hardware distinta.
Para el segundo caso se puede utilizar cualquier SIMATIC
PCS 7 Industrial Workstation en versión OS Client.
• Archivo en tiempo real de los valores del proceso y los
avisos de OS Single Stations y servidores OS
• Archivo de los datos de lote de SIMATIC BATCH
• Soporte de varios proyectos SIMATIC PCS 7
• Escalabilidad de acuerdo con el rendimiento y el volumen
de datos en relación con el hardware básico utilizado
• Almacenamiento alternativo de datos en soportes de
memoria externos
• Copiar datos desde soportes de memoria externos
• Visualización de datos en clientes de OS/OS Single Stations:
- Parametrización de vistas (vistas, ventanas de gráficos y
máscaras de pantalla) con los criterios de selección para
la visualización de los datos
- visualización de los avisos en tablas conforme a las funciones de filtro
- Visualización de los valores de proceso en tablas o en
gráficos conforme a funciones de filtro
- Vista de lotes (con protocolo detallado de un lote)
Funciones de informe
• Conjunto de plantillas de informes de uso corriente para
valores de proceso, avisos y lotes
• Libre creación de cualquier número de plantillas de informes nuevas
• Posibilidad de guardar plantillas de informes configuradas
para acceder rápidamente a ellas
• Exportación de informes a formatos convencionales
• Subscripciones para la generación cíclica de informes,
incl. envío por e-mail
• Posibilidad de crear y guardar barras de tareas basadas
en roles
• Administración de roles para usuarios de Windows
- Compatibilidad con Active Directory y grupos de trabajo
- Asignación específica de proyecto de los derechos de
acceso
• Integración de informes en documentos de Word a
modo de imágenes
• Posibilidad de crear y guardar plantillas de informes en
Excel para valores de proceso históricos y avisos
• Subscripciones para plantillas de informes de Excel
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/processhistorian
Archivo histórico de datos de proceso y creación de informes
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© Siemens AG 2014
Plant Device Management
Ingeniería de equipos de campo inteligentes con SIMATIC PDM
SIMATIC PCS 7
engineering station
with SIMATIC PDM
PDM Stand-alone
SIMATIC PCS 7
maintenance station client
with SIMATIC PDM
Device on
the workbench
Industrial Ethernet
S7-400
S7-400
PROFINET
ET 200M
(also with
HART modules)
PROFIBUS PA
IE/PB Link PN IO
+ DP/PA coupler
SIMOCODE
PROFIBUS DP
HART protocol
RS 232/RS 485
SIMOCODE
ET 200iSP
HART
multiplexer
Possible connection point of a
PG/PC with SIMATIC PDM
(stand-alone operation)
Field devices
G_PCS7_XX_00386
FF H1
ET 200M
HART
PROFIBUS PA
FF link
HART
PA link
Posibilidades de conexión de SIMATIC PDM
SIMATIC PDM (Process Device Manager) es una herramienta
universal independiente del fabricante para configurar, parametrizar, poner en marcha, diagnosticar y realizar el mantenimiento de dispositivos (sensores y actuadores) y componentes de campo (E/S remotas, multiplexores, equipos de la sala
de control, reguladores compactos). Permite editar más de
2 500 dispositivos de Siemens y de más de 200 fabricantes
internacionales utilizando una interfaz de usuario unificada.
La representación de los parámetros y funciones de los dispositivos es uniforme para todos los dispositivos e independiente de la forma de comunicación.
En lo que se refiere a la integración de dispositivos, SIMATIC
PDM es el administrador abierto más potente del mercado.
Los dispositivos hasta ahora no soportados pueden integrarse
en SIMATIC PDM importando sus descripciones (Electronic
Device Description, EDD).
Aspectos esenciales para la operación cotidiana
•
•
•
•
•
•
Representación y manejo uniformes de los dispositivos
Presentación homogénea de los datos de diagnóstico
Indicadores para mantenimiento preventivo y correctivo
Detección de modificaciones en el proyecto y el dispositivo
Aumento de la seguridad de funcionamiento
Reducción de los costes de inversión, funcionamiento y
reparación
• Transferencia de la información de los dispositivos a estaciones de mantenimiento superiores
34
Plant Device Management
Modalidades de aplicación
• Integrado en el sistema de ingeniería SIMATIC PCS 7
• Con funcionamiento autónomo como herramienta de
servicio en un ordenador móvil con conexión a bus local o
con conexión directa al equipo.
En caso de uso integrado en el sistema en SIMATIC PCS 7,
SIMATIC PDM transmite a la Maintenance Station los datos de
parámetros e información de diagnóstico de todos los dispositivos descritos mediante Electronic Device Description (EDD)
para su visualización y procesamiento, p. ej.,
• Información del tipo de dispositivo (placa electrónica de
características)
• Información de diagnóstico detallada
• Resultados de funciones internas de monitorización de
condición
• Información de estado (modificaciones locales de la configuración)
• datos de modificaciones (informe de Audit Trail)
• información sobre los parámetros
Para la parametrización de dispositivos y el diagnóstico,
SIMATIC PDM puede iniciarse también directamente desde
cualquier SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Client
(MS Client).
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Integración de dispositivos
SIMATIC PDM soporta todos los equipos descritos con la
Electronic Device Description (EDD). EDD es una tecnología estandarizada según EN 50391 e IEC 61804 y el estándar más extendido a nivel internacional para la integración de dispositivos.
Al mismo tiempo, es directiva de organización consolidadas
como:
• PROFIBUS & PROFINET International (PI)
• HART Communication Foundation (HCF)
• Fieldbus Foundation (FF)
Los dispositivos están integrados directamente en SIMATIC
PDM a través de una EDD propietaria o bien de las librerías
actuales de HCF o de Fieldbus Foundation. Para mayor transparencia, se pueden administrar en librerías de dispositivos
para proyectos específicos.
Por EDD se describen los aspectos funcionales y constructivos
de los dispositivos de campo con ayuda del Electronic Device
Description Language (EDDL). En base a dicha descripción,
SIMATIC PDM crea automáticamente su interfaz de usuario
con la información específica del dispositivo. La gama de
dispositivos se puede actualizar y ampliar importando las
descripciones (EDD) específicas de dispositivo del fabricante.
La fundación Fieldbus proporciona descripciones predefinidas
para las funciones básicas de determinados tipos de dispositivos de campo. Las funciones básicas se implementan con distintos bloques de funciones estándar y de transmisión.
Funciones esenciales
• Creación de librerías de dispositivos para proyectos específicos
• Ajustar y modificar parámetros de dispositivos
• Comparar (p. ej., datos de proyectos y de dispositivos)
• Comprobación de coherencia de los datos entrados
• Identificación y prueba de dispositivos
• Indicación de estados de dispositivos (modos de operación,
alarmas y estados)
• Simulación
• Diagnóstico (estándar, detallado)
• Administración, p. ej., redes y ordenadores
• Exportación/importación (datos de parámetros, informes,
documentos)
• Funciones de puesta en marcha, p. ej. tests de circuitos de
medición de datos de dispositivos
• Funciones de Lifecycle Management, p. ej., para sustituir
dispositivos
• Registro de intervenciones del usuario que suponen modificaciones, tanto globales como específicas de dispositivo
(Audit Trail)
• Certificados de calibración personalizados de dispositivos
• Representación gráfica de envolventes de ecos, indicadores
de tendencias, resultados de diagnóstico de válvulas, etc.
• Representación de manuales integrados
• Administrador de documentos para la integración de
archivos multimedia
SIMATIC PDM, vista de parámetros y ventana con curva de evolución
Comunicación y enrutado
SIMATIC PDM soporta varios protocolos y componentes de
comunicación para la comunicación con los dispositivos que
tengan las siguientes interfaces (para otras, se ruega consultar):
•
•
•
•
•
•
Interfaz PROFIBUS DP/PA
Interfaz (FF) de FOUNDATION Fieldbus
Interfaz PROFINET
Interfaz HART (módem, inalámbrica)
Interfaz Modbus
HART over PROFIBUS/PROFINET
Desde el sistema de ingeniería central del sistema de control
de procesos SIMATIC PCS 7 y utilizando SIMATIC PDM se puede
navegar a través de los diferentes sistemas de bus y E/S remotas hasta los equipos conectados. Gracias a este enrutado por
toda la planta cualquier dispositivo parametrizable por EDD se
puede editar a nivel central del siguiente modo:
•
•
•
•
•
•
Leer información de diagnóstico de dispositivos
Modificar ajustes de dispositivos
Ajustar y calibrar dispositivos
Observar valores del proceso
Crear valores de simulación
Reparametrizar los dispositivos
Más información sobre SIMATIC PDM en:
www.siemens.com/simatic-pcs7/pdm
Plant Device Management
35
© Siemens AG 2014
Plant Asset Management
con la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station
Estrategias de mantenimiento
Automatización
Nivel ERP
(Enterprise Resource
Planning)
Nivel MES
(Manufacturing
Execution Systems)
Controles
(nivel de
proceso y
campo)
Mantenimiento
Sistemas de gestión
de activos
empresariales
MES
Operaciones de
mantenimiento
Gestión de
activos
de planta
Automatización y mantenimiento de plantas en la industria de procesos
La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station sirve para administrar
los valores de patrimonio de una empresa que se utilizan
como bienes de inversión para la producción. Así, dentro del
mantenimiento de una planta, se especializa en lo que se denomina "Plant Asset Management", es decir, la administración
y gestión eficiente de los equipamientos de las instalaciones
tecnológicas, en especial los sistemas de instrumentación y
control, a fin de conservar e incrementar su valor. Con esto
realiza una valiosa contribución para reducir al mínimo los
costes globales acumulados durante todo el ciclo de vida de la
planta (coste total de propiedad).
Mientras el operador, a través del sistema de operador, obtiene toda la información relevante que necesita para intervenir
con precisión en el proceso, el personal de mantenimiento y
de servicio técnico, a través de la Maintenance Station, puede
controlar los componentes de hardware de los controladores
(activos) y procesar sus avisos de diagnóstico y las demandas
de mantenimiento. Para ello la Maintenance Station proporciona acceso a:
• Componentes del sistema de control de procesos: Dispositivos de campo inteligentes y módulos de E/S, buses de
campo, controladores, componentes de red y bus de
planta, así como servidores y clientes de los sistemas de
operador.
• Activos que no pertenecen directamente al sistema de control de procesos, como bombas, motores, centrifugadoras,
intercambiadores de calor (activos mecánicos) o lazos de
regulación. Estos se representan mediante objetos sustitutivos que contienen las reglas de diagnóstico
Todas las actividades se documentan sin lagunas en la
Maintenance Station, de forma automática y sin necesidad
de trabajo de configuración expreso.
36
Plant Device Management
• Mantenimiento correctivo:
Reacción ante avisos de fallo o de diagnóstico que aparecen directamente
- Se asume el riesgo de averías o se minimiza su aparición
mediante arquitecturas redundantes
- Mantenimiento por reparación o reemplazo
• Mantenimiento preventivo:
Diagnóstico y mantenimiento preventivos
- Las actividades de mantenimiento adecuadas se inician
ya antes de la aparición de fallos
- Mantenimiento periódico o condicional (en función del
grado de desgaste)
• Mantenimiento predictivo:
Diagnóstico predictivo para detectar de forma temprana
problemas incipientes y para determinar la vida útil restante
Ciclo de mantenimiento típico
• Vigilancia del estado de componentes/equipos:
- Captación de los datos de diagnóstico a través de componentes de red y equipos básicos de PC mediante acoplamiento OPC
- Sensores inteligentes que detectan y señalizan los posibles fallos mucho antes de que éstos se produzcan
• Señalización de "mantenimiento necesario" en un indicador agrupado, en símbolos de los componentes/equipos
afectados y en un informe de avisos
• Navegar hasta el componente o equipo con mantenimiento necesario e informar sobre determinados datos
(por ejemplo, número del punto de I&C, lugar de instalación y tipo de equipo)
• Consultar datos de diagnóstico detallados (depende del
tipo y del fabricante del equipo); por ejemplo:
- Descripción del fallo
- Causa del fallo
- Tendencia
- Instrucciones de actuación
• Evaluación, comentario y, dado el caso, modificación de la
prioridad del mantenimiento necesario
• Inicio de una operación de mantenimiento por solicitud al
efecto y seguimiento de su desarrollo; visualización simbólica del estado momentáneo de la medida adoptada
• Conclusión de la operación de mantenimiento; todos los
indicadores de estado retornan a la normalidad
© Siemens AG 2014
El acceso a los dispositivos/componentes se controla mediante derechos funcionales que varían en función del rol del
usuario.
Los sinópticos de diagnóstico, estructurados conforme a la jerarquía de la planta con los estados operativos de los componentes de SIMATIC PCS 7, y la información de diagnóstico ampliada obtenida mediante SIMATIC PDM, pueden visualizarse
en clientes únicamente MS o en clientes MS/OS combinados.
En las estaciones con funcionalidad combinada "MS Client" y
"SIMATIC PCS 7 Engineering" están disponibles las funciones
de diagnóstico online ampliadas con HW Config.
Integrado en SIMATIC PCS 7, SIMATIC Logon se encarga de la
gestión de usuarios y del control de accesos de la SIMATIC
PCS 7 Maintenance Station.
Configuración
Arquitectura
La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station (MS) utiliza componentes de hardware y de software del sistema de ingeniería
(ES) y del sistema de operador (OS) para la gestión de activos.
Debido a la estrecha imbricación, las funciones de ES, OS y
gestión de activos pueden ejecutarse también en un hardware
compartido. Una estación multifuncional de esta categoría no
sólo puede usarse para la gestión de activos, sino también
para la ingeniería del sistema o para las funciones de manejo
y visualización.
Dependiendo de la arquitectura SIMATIC PCS 7 del proyecto,
la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station puede basarse en un
SIMATIC PCS 7 BOX, en una SIMATIC PCS 7 Single Station o
en una combinación cliente-servidor SIMATIC PCS 7. En las
combinaciones cliente-servidor también se pueden configurar
servidores de MS redundantes.
El sistema de alarmas, la interfaz de usuario, la jerarquía de sinópticos y la guía del operador están orientados en la filosofía
de manejo y visualización del OS. Los datos de diagnóstico de
todos los activos se representan con faceplates homogéneos,
cuyas funciones y datos son determinados por los componentes. Esto hace que el trabajo con la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station resulte fácil e intuitivo y se requiera poco tiempo
para aprender a usarla.
La SIMATIC PDM incorporada facilita a la SIMATIC PCS 7
Maintenance Station los datos de parámetros y la información
de diagnóstico de los dispositivos descritos mediante Electronic Device Description (EDD) para su visualización y procesamiento. Para la parametrización y diagnóstico de estos componentes, SIMATIC PDM puede abrirse también directamente
desde las vistas de faceplates de los clientes MS.
Con ayuda del sistema, los datos relevantes para la gestión de
activos se deducen del proyecto de hardware y software de la
aplicación creados durante la configuración estándar, y se utilizan para generar los sinópticos de diagnóstico. El procedimiento es sencillo y no requiere trabajo adicional para configurar la gestión de activos:
• Crear el proyecto de hardware y software de la aplicación
• Configurar y parametrizar funciones específicas y conexiones (opcional) de la Maintenance Station
• Generación, soportada por el sistema, de sinópticos de
diagnóstico con todos los componentes del proyecto,
incluida la jerarquía de sinópticos conforme a la estructura
de hardware del proyecto
• Compilar los datos de configuración y cargarlos en la
estación de operador y la Maintenance Station con fases
subsiguientes de test y puesta en marcha
El nombre de los sinópticos, iconos, etc., copiados se puede
modificar de forma permanente para utilizarlo en el proyecto
de mantenimiento.
Conformidad con normas, especificaciones y
recomendaciones internacionales
La SIMATIC PCS 7 Maintenance Station cumple las normas,
especificaciones y recomendaciones internacionales. Toma
como referencia los requisitos definidas por NAMUR (Asociación de control de procesos de la industria química y farmacéutica) para sistemas de gestión de activos a pie de planta y
avisos de estado de los aparatos de campo:
Asimismo, cumple la norma IEC 61804-2 sobre descripción de
equipos mediante el Electronic Device Description Language
(EDDL) y las especificaciones de la organización PROFIBUS &
PROFINET International (PI), p. ej.,:
• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance
Functions
• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices
Plant Device Management
37
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Características funcionales de la gestión de activos
Indicador
agrupado para
estructura
subordinada
Selección:
Funciones estándar de diagnóstico
Desde el sinóptico general, el encargado del mantenimiento
puede navegar hasta los sinópticos de diagnóstico de los niveles inferiores de hardware para informarse sobre el estado de
diagnóstico de áreas o componentes concretos de la planta.
Nivel PC
Nivel
Ethernet
Nivel AS
Funciones
generales
del sistema
Sinóptico general de la planta con iconos de componentes
Símbolo
Bloque gráfico
Vista general de componentes en una línea PROFIBUS con iconos
Estado de diagnóstico
Estado de solicitud
Estado de mantenimiento
Activación:
Aplicación interna
Aplicación externa
Identificador del componente
Vista de identificación del componente
Como interfaz de sistema para el encargado del mantenimiento, la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station proporciona al
servicio técnico funciones e información de mantenimiento
homogéneas.
38
Plant Device Management
Cuando en la imagen sinóptica se indica un fallo, el usuario
accede rápidamente al respectivo faceplate de diagnóstico del
componente afectado, vía "Loop in Alarm". La información
disponible se filtra de acuerdo con el área de responsabilidad
del usuario, p. ej.,:
• Estado de diagnóstico determinado por el sistema
• Datos sobre el componente como nombre del punto de
I&C, fabricante o número de serie
• Avisos de diagnóstico de un componente
• Datos detallados de diagnóstico de un componente
• Habilitación para una operación de mantenimiento por
parte del operador del proceso
• Tipo y estado actual de la operación de mantenimiento
iniciada
Información sobre activos mecánicos
Un bloque de función que actúa como representante de los
activos mecánicos sin diagnóstico propio (bombas, motores,
etc.) puede determinar estados de funcionamiento no permitidos a partir de diferentes valores medidos y sus desviaciones
respecto de un estado normal definido. Dichos estados anómalos generan una alarma de mantenimiento. El bloque de
función también sirve para implementar estructuras de diagnóstico individuales, reglas de diagnóstico específicas para un
proyecto y funciones de monitorización de condición.
De forma complementaria se ofrecen bloques sueltos para la
gestión de activos con los que el encargado del mantenimiento
puede vigilar componentes de la planta como bombas, intercambiadores de calos o válvulas de regulación.
Información ampliada para activos según IEC 61804-2
Para los activos descritos según IEC 61804 -2 por Electronic
Device Description (EDD) se pueden solicitar información
complementaria. SIMATIC PDM lee en un segundo plano esa
información en los componentes y las entrega automáticamente, p. ej.,:
• Información del tipo de dispositivo (placa electrónica de
características)
• Información de diagnóstico detallada
- Información del fabricante específica de un equipo
- Instrucciones para diagnóstico y eliminación de fallos
- Documentación complementaria
• Resultados de funciones internas de monitorización de
condición
• Información de estado (manejo local, cambios locales de
la configuración, etc.)
• Datos de modificaciones (Audit Trail)
• Información sobre los parámetros
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Visualización de la información de mantenimiento
Correcto
Necesidades de
mantenimiento
(prio. baja)
Orden de mantenimiento desconocida/
no solicitada
Simulación
Demanda de
mantenimiento
(prio. media)
Orden de
mantenimiento
solicitada
Cambio de
configuración
detectado
Alarma de
mantenimiento
(prio. alta)
Orden de
mantenimiento
en curso
G_PCS7_XX_00072
La estructura jerárquica de la información y los iconos uniformes dan más claridad, simplifican la orientación y posibilitan al
encargado de mantenimiento el acceso rápido a la información
detallada desde el sinóptico general de la planta. El repertorio
de iconos definido para SIMATIC PCS 7 Maintenance Station
contiene símbolos que indican el estado de diagnóstico de
los dispositivos/componentes, la relevancia de la solicitud de
mantenimiento y el estado de la operación de mantenimiento.
Las señalizaciones agrupadas en el sinóptico general de la planta visualizan el estado de diagnóstico de las estructuras/componentes subordinados a modo de semáforo, con los colores rojo,
ámbar y verde.
Extracto del repertorio de iconos de PCS 7 Asset Managements
En función de su significado, los equipos o componentes descritos por EDD pueden marcarse del modo siguiente y también
filtrarse directamente a partir de estas características:
• Normal
• Importante
• Safety Instrumented Function (SIF)
Los sinópticos de diagnóstico representan el estado de los
componentes y de los dispositivos/componentes subordinados mediante iconos estandarizados. Contienen los siguientes
elementos:
•
•
•
•
Mapa de bits del componente.
Tag del componente.
Indicador de estado de mantenimiento
Indicador agrupado para el estado de diagnóstico de los
componentes
Haciendo clic sobre un elemento en el gráfico, o bien se abre
el nivel de la jerarquía subordinado o un faceplate de componente. Éste ofrece distintas vistas del correspondiente componente, así como información adicional relacionada con el dispositivo, como, p. ej., una vista de identificación, de avisos o
de mantenimiento.
Filtro para estados de diagnóstico
Características destacadas de la SIMATIC PCS 7
Maintenance Station
■
Interfaz de sistema para el técnico de mantenimiento
■
Instrumento para la minimización del costo total de
propiedad
■
Diagnóstico y gestión de mantenimiento para los componentes del sistema de control de procesos y activos
mecánicos como, por ejemplo, bombas, motores o intercambiadores de calor
■
Representación homogénea para toda la planta del
estado de diagnóstico y de mantenimiento
■
Información ampliada de diagnóstico mediante la integración de SIMATIC PDM
■
Fácil planificación de actualizaciones mediante una vista
general de los datos de identificación con números de
versión
■
Bloque de función para activos mecánicos, diagnósticos
individuales y funciones de monitorización de condición
■
Bloques aditivos para componentes de planta (bombas,
intercambiadores de calor, válvulas de regulación, etc.)
■
Registro de modificaciones de configuración y de parámetros en equipos basados en EDD
■
Creación de sinópticos para estados de diagnóstico
■
Integración de aplicaciones internas y externas para diagnósticos especiales e información más amplia
■
Cumplimiento de estándares y normas internacionales
Gestión de la información
Con el apoyo de las siguientes funciones, el responsable del
mantenimiento puede transferir información clasificada de
forma rápida y sencilla, acceder a bases de datos específicas
del proyecto o solicitar operaciones de mantenimiento:
• Exportación de datos de identificación (placa electrónica de
características) y el correspondiente estado de diagnóstico
para los equipos/componentes filtrados (exportación total)
• Exportación de toda la información relevante de un componente a destinos definidos, p. ej., sistema de correo electrónico, impresora o buscapersonas (exportación individualizada)
• Posibilidad de abrir hasta tres aplicaciones definidas en el
proyecto (páginas web, programas o bases de datos); por
ejemplo, libros de turnos
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/plant-asset-management
Plant Device Management
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Controladores
Rendimiento escalable para cualquier requisito
Controladores SIMATIC PCS 7, formato S7-400
Controladores SIMATIC PCS 7, diseño Modular Embedded
Para el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 se ofrecen controladores en los diseños mostrados arriba. Con ellos
queda cubierto un amplio rango de rendimiento con escalabilidad gradual para el mundo de la automatización.
En función del escalonamiento de prestaciones potencia y su
aplicabilidad, pueden distinguirse varias categorías generales:
Controladores modulares SIMATIC S7-400 con controlador
de hardware
Teniendo en cuenta la relación precio-rendimiento se
forman paquetes combinando determinados componentes
del SIMATIC S7-400, optimizados para la tarea en cuestión.
Esos controladores son muy robustos y destacan por su gran
capacidad de procesamiento y comunicación. Otras características sobresalientes:
•
•
•
•
•
•
•
Diseño modular exento de ventilador
Enorme robustez y capacidad de ampliación
Versiones sencillas y también redundantes
Amplias posibilidades de comunicación
Funciones de sistema integradas
Funciones de seguridad integradas (Safety Integrated)
Fácil conexión de periferias de E/S centralizadas y descentralizadas
• Soporte de PROFINET IO
Según su funcionalidad, pueden clasificarse como:
• Controladores estándar
• Controladores de alta disponibilidad
• Controladores de seguridad
40
Controladores
• Controlador AS 410
Escalonamiento de un tipo de CPU en función del número
de objetos de proceso
• Controladores SIMATIC S7-400 complementarios
Escalonamiento de hardware con tipos de CPU ordenados
por nivel de potencia
El robusto AS 410 es un constrolador de uso universal moderno y orientado al futuro para la industria de procesos. Gracias
a su versatilidad, puede emplearse en todos los ámbitos:
como modelo estándar AS 410S, como AS 410H de alta disponibilidad o como AS 410F/FH de seguridad. Este controlador
se combina de modo exclusivo con un número creciente de
nuevas funciones, p. ej., la posibilidad de modificar el tipo de
bloque durante el funcionamiento (TCiR).
Para todos los controladores de la serie S7-400, la conexión
de bus de campo PROFIBUS DP ya está integrada en la CPU de
forma estándar.
Dependiendo del tipo de CPU y con ayuda de submódulos
de interfaz aditivos IF 964 DP se pueden utilizar hasta dos
interfaces PROFIBUS DP más. En caso necesario, en una CPU se
pueden utilizar adicionalmente hasta 10 módulos de comunicación PROFIBUS.
La conexión PROFINET IO depende del tipo y puede establecerse vía interfaz CPU o por medio del módulo de comunicación CP 443-1.
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Controladores estándar
Controladores de seguridad
Los controladores estándar de la serie S7-400 son de uso universal. Son la mejor elección en todos los casos en que la alta
disponibilidad o las funciones de seguridad no son lo más importante.
Los controladores de seguridad se utilizan en aplicaciones
críticas donde, en caso de fallo, existe peligro de muerte o
de daños materiales o ambientales. Estos controladores de
la línea F/FH, conjuntamente con los módulos F (failsafe, de
seguridad) de los sistemas de periferia descentralizada ET 200
o directamente a través de transmisores seguros conectados
al bus de campo, son capaces de detectar fallos dentro del
proceso y fallos internos. En caso de fallo, llevan la instalación
automáticamente a un estado seguro.
Controladores de alta disponibilidad
El uso de controladores de alta disponibilidad (tolerantes a
fallos) tiene como objetivo reducir el riesgo de paradas en la
producción. A menudo, el aumento de los costes de inversión
es irrelevante en comparación con los costes que pueden
originar los tiempos de inactividad de la producción causados
por averías. Cuanto mayores sean los costes de una parada
de la producción, más rentable es el uso de un sistema de alta
disponibilidad.
Los dos subsistemas de la estación redundante están separados galvánicamente entre sí y se pueden montar en un bastidor compacto con bus de fondo dividido o en dos bastidores
distintos. El montaje en dos bastidores permite separar físicamente (p. ej. por un muro cortafuegos) los subsistemas redundantes y puede haber hasta 10 km de distancia entre ellos.
Gracias al aislamiento galvánico, el sistema es inmune a las
perturbaciones electromagnéticas.
Los controladores SIMATIC PCS 7 de alta disponibilidad
pueden funcionar en una planta tanto solos como con otros
controladores estándar y de seguridad.
Los controladores de seguridad cuentan con los certificados
TÜV y cumplen los requisitos de seguridad hasta SIL 3 según
IEC 61508. Están basados en el hardware de los controladores
de alta disponibilidad, ampliado con las funciones de seguridad de S7 F Systems.
Igual que en los sistemas básicos, aquí también se ofrecen dos
variantes de configuración:
• Single Stations con una sola CPU, de seguridad
• Redundancy Stations con dos CPU redundantes, de seguridad y tolerantes a fallos
La redundancia de los sistemas FH tiene como único fin aumentar la disponibilidad. No tiene relevancia para la ejecución
de las funciones de seguridad y la detección de errores y fallos
asociada.
Controladores
41
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Las funciones de seguridad se ejecutan dos veces en distintas
partes del procesador de una misma CPU a través del procesamiento de órdenes redundante y diversitario. El sistema reconoce la presencia de posibles fallos al comparar finalmente los
resultados.
Los programas de seguridad que se ejecutan en los distintos
controladores F/FH de una planta también son capaces de establecer una comunicación de seguridad entre sí a través del
bus Industrial Ethernet.
Disponibilidad escalable de forma flexible
AS 410FH de seguridad conectado a PROFINET IO
Los sistemas multitarea permiten la ejecución simultánea de
varios programas en una CPU, tanto aplicaciones Basic Process
Control System (BPC) como aplicaciones de seguridad. Los
programas no tienen efectos retroactivos, es decir, que los
errores en las aplicaciones BPCS no repercuten de ninguna
forma sobre las aplicaciones de seguridad, ni vice versa.
También se pueden ejecutar tareas especiales con tiempos
de reacción muy cortos.
La influencia mutua durante el procesamiento en paralelo de
funciones BPCS y funciones de seguridad en una CPU se impide manteniendo estrictamente separados los programas BPCS
y los programas de seguridad y efectuando el intercambio de
datos a través de bloques de conversión especiales.
Una característica especial de los sistemas modulares S7-400
es la disponibilidad de escalonamiento flexible de los distintos
módulos.
A la hora de proyectar una instalación, y aunque no haya más
que una Single Station, existe la posibilidad de incrementar de
forma puntual la disponibilidad mediante una configuración
redundante de la alimentación o del modo de comunicación
Industrial Ethernet y de combinar entre sí estas medidas.
Con sus dos CPU redundantes, la estación redundante ya marca un nivel de disponibilidad más alto. Opera por el principio
"1 de 2", lo que significa que en caso de fallo se cambia del
subsistema activo al de reserva. Partiendo de este hecho, y
al igual que en el caso de la Single Station, también aquí se
puede duplicar la alimentación o el módulo de comunicación
Industrial Ethernet de cada subsistema y combinar estas
medidas entre sí.
Interfaces
Tipo de AS
CPU
PN/IE
(2 puertos)
MPI/DP
DP
Módulo DP
enchufable opcional
Sistemas estándar
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
Sistemas de seguridad y alta disponibilidad
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
–
Vista general de los tipos de controladores
42
Controladores
© Siemens AG 2014
Controlador AS 410
El AS 410 es un controlador de la serie SIMATIC S7-400 que ha
sido desarrollado exclusivamente para el sistema de control
de procesos SIMATIC PCS 7. Con su innovadora "CPU 410-5H
Process Automation" y el firmware optimizado para ella, el
AS 410 cubre todo el rango de potencia de los controladores
complementarios S7-400 (desde el AS 412H o el AS 414-3 y el
AS 416 hasta el AS 417H). Esto permite reducir el número de
modelos, lo cual simplifica el suministro de repuestos y aporta
grandes ventajas a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema
de control de procesos.
La clasificación en función de la potencia se realiza por medio
de los objetos de proceso (PO) de System Expansion Cards de
dimensiones variables. Si se alcanza el límite de potencia definido en el momento de la adquisición por la System Expansion
Card durante la configuración, la puesta en marcha o el funcionamiento, es posible aumentar la potencia posteriormente
con un número adecuado de Expansion Packs PO 100/PO 500
de la CPU 410. No es necesario cambiar el hardware.
La CPU 410-5H Process Automation se distingue incluso visualmente de todas las demás CPU actuales de la serie S7-400.
Está equipada con una interfaz PROFIBUS DP y dos interfaces
PROFINET IO con switch de 2 puertos. Dos slots integrados
permiten la sincronización de dos subsistemas redundantes
mediante submódulos y cables de sincronización.
No se requieren tarjetas de memoria, ya que el sistema incorpora una memoria de carga de 48 Mbytes y dos memorias de
16 Mbytes cada una para programa y datos. Un pulsador de
reset encastrado sustituye al interruptor RUN/STOP convencional.
La CPU 410-5H Process Automation soporta los tipos de
sincronización horaria NTP y S7. Su etiquetado de fecha y
hora es de una precisión máxima.
En el paquete SIMATIC PCS 7 AS 410, además de la CPU, los
racks de aluminio, los módulos de comunicación y algunas
fuentes de alimentación están provistos de un revestimiento
adicional de pintura (revestimiento conformado).
Controlador
con 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
Mediciones de valores analógicos
10
50
100
100
200
400
400
400
500
600
300
Mediciones de valores digitales
20
160
250
250
450
800
800
800
1 000
1 000
600
Regulaciones PID
5
35
50
50
75
150
150
150
180
200
200
Motores
7
40
75
75
100
200
200
200
350
400
150
Válvulas
7
40
75
75
100
200
200
200
350
400
250
SFC
0
15
15
15
40
100
100
100
200
200
100
Etapas
0
150
150
150
400
1 000
1 000
1 000
2 000
2 000
800
Dosificaciones
0
3
3
3
15
25
25
25
50
50
50
Entradas digitales DI
30
200
350
300
600
1 200
1 200
1 200
1 700
1 800
1 200
Salidas digitales DO
10
60
100
110
200
400
400
400
550
650
400
Entradas analógicas AI
15
100
175
150
300
600
600
600
800
900
600
Salidas analógicas AO
5
30
75
50
100
200
200
200
250
350
200
Objetos de proceso (PO)
30
200
350
350
600
1 200
1 200
1 200
1 800
2 000
1 200
Capacidades funcionales combinadas, características de los controladores SIMATIC PCS 7 y basadas en la librería avanzada SIMATIC PCS 7 Advanced
Process Library (APL)
Controladores
43
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Controlador Modular Embedded SIMATIC PCS 7
AS mEC RTX con controlador por software
El SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX, completamente integrado en
SIMATIC PCS 7, es un robusto controlador en formato S7-300,
dimensionado para la gama inferior y media de prestaciones.
Sistemas modulares de la serie SIMATIC S7-400
■
Paquetes AS personalizables que se pueden suministrar en forma de:
– componentes sueltos, agrupados por estación
– estaciones ya montadas y probadas
■
Una característica especial es la ampliabilidad centralizada
mediante la adición de hasta 8 módulos de E/S de la gama de
periferia S7-300 en el mismo perfil. De este modo, el controlador y los módulos de E/S forman una unidad compacta y económica, utilizada preferentemente a pie de planta y como
producto OEM, por ejemplo, en Package Units.
Disponibilidad escalable de forma flexible:
– Sistemas estándar en forma de Single Station,
opcionalmente con alimentación redundante
– Sistemas de alta disponibilidad y de seguridad en
forma de Single Station/Redundancy Station, opcionalmente con alimentación redundante y/o módulo
de interfaz Industrial Ethernet
■
Vía PROFINET IO se pueden conectar sensores/actuadores
integrados a través de estaciones de E/S remotas ET 200SP y
ET 200M.
Redundancy Station con dos subsistemas aislados galvánicamente
– 1 ó 2 racks (distancia de hasta 10 km)
– Edición síncrona de programas de usuario idénticos
– Conmutación suave
■
Modificaciones de configuración posibles en marcha
Está concebido para un funcionamiento continuo las 24 horas
del día, sin mantenimiento y a temperaturas ambiente entre
0 y 50 °C. Dado que funciona sin ventilador y sin soportes de
memoria giratorios, es relativamente insensible a las vibraciones y los choques.
Para la conexión al bus de planta SIMATIC PCS 7 se dispone de
una interfaz Ethernet a 10/100 Mbits/s.
El sistema operativo Windows Embedded Standard 2009 y el
software de controlador WinAC RTX están preinstalados en
una memoria Flash integrada de 4 Gbytes.
La configuración se efectúa por medio del sistema de ingeniería SIMATIC PCS 7. La licencia runtime de AS para 100 PO
suministrada puede ampliarse hasta 2 000 PO.
44
Controladores, a destacar
Controladores
Sistema Modular Embedded SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX
■
Sistema compacto y robusto en formato S7-300 para
pequeñas aplicaciones y Package Units
■
Diseño resistente a choques y vibraciones, sin ventiladores ni soportes de memoria giratorios
■
Funcionamiento permanente y exento de mantenimiento durante las 24 h de todos los días de la semana
a temperaturas de hasta 50 °C
■
Ampliación centralizada añadiendo directamente
hasta 8 módulos de E/S S7-300
■
Conexión de estaciones de E/S remotas y descentralizadas ET200SP/ET 200M mediante PROFINET IO
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Sistemas compactos
SIMATIC PCS 7 BOX, sistema de control completo en diseño compacto
La diferencia entre los productos de la gama reside principalmente en las funciones de automatización y, por tanto, en el
tipo de controlador:
• SIMATIC PCS 7 BOX RTX
con controlador por software integrado WinAC RTX
• SIMATIC PCS 7 BOX
combinado con un controlador externo independiente:
- Controlador mEC PCS 7 mEC RTX
- Controlador modular de la serie S7-400 a modo de
Single Station o Redundancy Station
La elección depende de la relación precio-rendimiento y de la
funcionalidad que soporte el hardware y el software.
Sistema compacto SIMATIC PCS 7 BOX RTX
Los SIMATIC PCS 7 BOX completan la gama de productos
SIMATIC PCS 7 con sistemas de PC industriales que se destacan
por su económico precio, su robustez y el poco espacio que
ocupan, además de por sus variadas posibilidades de aplicación; por ejemplo:
• cliente en un sistema de operador o en SIMATIC BATCH
• sistema de control de procesos compacto con funcionalidad de sistema para ingeniería (ES), automatización (AS),
manejo y visualización (OS)
• sistema runtime con la misma funcionalidad de sistema
que el anterior, pero sin ingeniería
Los SIMATIC PCS 7 BOX clasificados como sistemas compactos
se centran en las dos últimas aplicaciones mencionadas.
Con el software runtime OS de SIMATIC PCS 7, limitado a
2 000 objetos de proceso (PO), así como con sus excelentes
propiedades físicas y reducidas dimensiones, estos modelos
están predestinados para la automatización a pie de planta de:
• Pequeñas aplicaciones/unidades de proceso de producción
• Package units
• Laboratorios e institutos
También resultan idóneos para cursos de formación y entrenamiento para los operadores y el servicio técnico.
El uso de componentes estándar SIMATIC PCS 7 garantiza la
escalabilidad y la capacidad de ampliación ilimitada, sin problemas de incompatibilidad. Cuando cambian los requisitos
(por ejemplo, una planta experimental que después se va a
utilizar para la producción), los componentes del sistema
SIMATIC PCS 7 permiten realizar con toda facilidad una
ampliación o una integración en la planta de producción.
Los dos tipos básicos también se diferencian en el hecho de
que la ingeniería puede estar concentrada en un sistema central a efecto o integrada en el sistema compacto:
• SIMATIC PCS 7 BOX RTX
- Sistema ES/OS con funcionalidad ES + OS + AS
- Sistema runtime OS con funcionalidad OS + AS
• SIMATIC PCS 7 BOX
- Sistema ES/OS con funcionalidad ES + OS
- Sistema runtime OS con funcionalidad OS
Mediante la ampliación con periferia de procesos se logra implementar un sistema de control de procesos completo para
aplicaciones pequeñas. Dependiendo del tipo de controlador,
la periferia de procesos descentralizada se puede conectar vía
PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus H1 o PROFINET IO. En función del tipo de comunicación a nivel de campo, se soportan
estaciones de E/S remotas ET 200M, ET 200SP, ET 200iSP,
ET 200S y ET 200pro con una amplia gama de módulos de
señales y de función, disponibles a precio económico, y
también dispositivos de campo y de procesos que se
pueden conectar directamente a través del bus de campo.
Al PCS 7 AS mEC RTX también se pueden conectar módulos
de E/S S7-300 añadiéndolos directamente a su perfil.
Con el software de diagnóstico integrado SIMATIC IPC
DiagMonitor, los sistemas compactos pueden integrarse en
la gestión de activos de PCS 7. En la variante ES/OS, equipada
de licencias de software adicionales para SIMATIC PDM y
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, un sistema compacto
también puede funcionar como Maintenance Station.
Además, los SIMATIC PCS 7 BOX con controlador externo
son aptos para SIMATIC BATCH (hasta 10 unidades) o como
servidores web para dos clientes web como máximo.
Sistemas compactos
45
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Funciones soportadas y límites
Configuración del sistema
PCS 7 BOX RTX
PCS 7 BOX
Controlador
WinAC RTX
integrado
PCS 7 AS RTX
(Microbox) en
calidad de
controlador
separado
PCS 7 AS mEC RTX
en calidad de
controlador
separado
AS 41x modular
(AS Single Station)
en calidad de
controlador
separado
AS 41xH/AS 41xF modular
(AS Single Station o
AS Redundancy Station)
en calidad de controlador
separado
Software
AS/OS Engineering
OS Runtime Single Station
hasta 2 000 OS Runtime PO
PCS 7 APL
SIMATIC PDM PCS 7
SIMATIC PCS 7
Maintenance Station
SIMATIC BATCH hasta 10 unidades
Web Server,
para máx. 2 Web Clients
OS Single Station Redundancy
S7 F Systems
SIMATIC Safety Matrix
Hardware
Controlador (AS) independiente
del sistema BOX PC
Comunicación AS-AS
Enrutado
1)
1)
PROFIBUS DP/PA
FOUNDATION Fieldbus (FF)
Configuration in Run (CiR)
Etiquet. de fecha y hora de alta precisión
S7 Block Privacy
Type change in Run (TCiR)
(AS 410)
Datos de controlador remanentes
sólo con SAI/UPS
sólo con SAI/UPS
sólo con SAI/UPS
Máx. capacidad
funcional de controlador 2)
WinAC RTX 2010
hasta
1 200 AS Runtime PO
WinAC RTX 2010
hasta
1 200 AS Runtime PO
WinAC RTX 2010
hasta
1 200 AS Runtime PO
1)
2)
Dependiendo del tipo
del AS 41x, hasta
2 000 AS Runtime PO
(AS 410)
Dependiendo del tipo
del AS 41xH o AS 41xF,
hasta 2 000 AS Runtime PO
La funcionalidad de enrutado PROFIBUS de WinAC RTX 2010 sólo se puede utilizar con el procesador de comunicaciones integrado CP del
SIMATIC PCS 7 BOX RTX y del PCS 7 AS RTX.
Capacidades funcionales combinadas, basadas en la librería avanzada SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL)
Variantes de diseño
En las variantes estándar, el manejo y la visualización de los
sistemas compactos se realiza desde dispositivos independientes (ratón, teclado, monitor del proceso).
Alternativamente se puede optar por una variante de diseño
con Panel Front (Fig. derecha) en la que el manejo y la visualización se realizan desde un panel TFT de 22" con pantalla
táctil y una resolución de 1920 × 1080 píxeles.
SIMATIC PCS 7 BOX con Panel Front, vistas frontal y lateral
46
Sistemas compactos
G_PCS7_XX_00281
PROFINET IO
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Comunicación
Comunicación rápida y segura con Industrial Ethernet
para el bus de planta y el bus de terminales
SIMATIC NET
Con los componentes de red SIMATIC NET, basados en estándares establecidos a escala mundial, SIMATIC PCS 7 dispone
de una potente y resistente gama de productos para instalar
redes de comunicación homogéneas con el fin de lograr un intercambio seguro de datos entre los componentes a distintos
niveles de una planta.
Clientes OS
Client
remoto
SCALANCE
X-400
Bus de terminales
(ópticos/eléctricos)
SCALANCE X-300
IWLAN
Access Point
Servidores OS redund.
Estación de
ingeniería
•
•
•
•
SCALANCE X-400
SCALANCE
X-200/X-200 IRT
AS Redundancy
Station
SIMATIC
PCS 7 BOX
Bus de planta
Industrial Ethernet
(ópticos/eléctricos)
SCALANCE X-400
AS Redundancy
Station
Industrial Ethernet, ejemplos de conexión
Datos técnicos Industrial Ethernet
Bus de planta/Bus de terminales
Industrial Ethernet
Número de estaciones
1 023 por cada segmento de red
(estándar IEEE 802.3)
Número de switches
hasta 50
Extensión de la red
- Red local
de cobre hasta aprox. 5 km
óptica hasta aprox. 150 km
- WAN
alcance mundial con TCP/IP
Topología
línea, árbol, anillo, estrella
Campos electromagnéticos perturbadores
Líquidos y vapores agresivos
Riesgos de explosión
Grandes esfuerzos mecánicos
Con los productos SIMATIC NET se garantizan tanto las posibilidades de ampliación y la seguridad de inversión mediante el
ulterior desarrollo compatible, como la homogeneidad desde
la entrada de los materiales hasta la salida de los productos y
desde el equipo de campo hasta el Management Information
System.
Industrial Ethernet
AS Single
Station
G_PCS7_XX_00124
SCALANCE
X-300
Los productos SIMATIC NET han sido desarrollados especialmente para uso industrial y son óptimos para plantas en todas
las industrias. Están coordinados entre sí y cumplen los más
altos requisitos, particularmente en zonas en las que están
expuestos a influencias extremas; por ejemplo:
El bus de planta y el bus de terminales para sistemas multipuesto con arquitectura cliente-servidor se implementan con
Industrial Ethernet, que constituye una potente red de área y
célula para uso industrial conforme al estándar internacional
IEEE 802.3 (Ethernet).
En los distintos subsistemas SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS, etc.),
las interfaces de comunicación consisten en módulos
integrados, simples tarjetas de red o módulos de comunicación especiales. En plantas pequeñas, la comunicación
"Basic Communication Ethernet" integrada en las PCS 7
Industrial Workstations ofrece la posibilidad de operar
Single Stations y servidores en el bus de planta con simples
tarjetas de red, que tienen un coste reducido.
En plantas medianas y grandes, caracterizadas por grandes
exigencias, SIMATIC PCS 7 apuesta por los potentes módulos
de comunicación CP 1613 A2/CP 1623/CP 1628 y por la moderna tecnología Gigabit y FastEthernet, que combina la gran
seguridad de anillos ópticos con los rendimientos escalables
aportados por la tecnología de conmutación y velocidades de
transferencia de hasta 1 Gbit/s.
Comunicación
47
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Switches Industrial Ethernet/
Industrial Wireless LAN
Switches Industrial Ethernet
Para integrar las estaciones de comunicación en el bus de
planta se utilizan switches Industrial Ethernet. Los switches
de la familia de productos SCALANCE X son especialmente
aconsejables para tal finalidad, ya que ofrecen un rendimiento
escalable a un precio atractivo y admiten múltiples posibilidades de configuración.
Los productos autorizados para SIMATIC PCS 7 de la gama
SCALANCE X son muy variados. Cuanto más alto es el número
de tipo, mayor es el número de puertos y la modularidad,
flexibilidad y funcionalidad. Mientras que los switches de
las líneas SCALANCE X-000, X-100, X-200 y X-200 IRT solo
están dotados de puertos FastEthernet para una velocidad de
transferencia de datos de hasta 100 Mbits/s, los de las líneas
SCALANCE X-300, X-400/XM-400 y X-500 normalmente
también cuentan con puertos Gigabit Ethernet. Los
SCALANCE X-500 están provistos además de puertos ópticos
10 Gigabit Ethernet. El diseño de los switches varía entre los
formatos compacto, plano y de bastidor (en el caso de los
SCALANCE X-200/X-200 IRT y X-300, incluso dentro de una
misma línea de productos).
Por su gran disponibilidad, se prefieren las topologías en anillo
para el bus de planta y el bus de terminales. Otra ventaja
adicional es la inmunidad a perturbaciones CEM de los anillos
ópticos.
Topología redundante en anillo
Si se plantean muy altos requisitos de disponibilidad, la comunicación puede hacerse redundante y repartirse por dos anillos independientes físicamente: Para cada anillo, un switch
asume la función de administrador de redundancia.
• Bus de terminales
Las estaciones PCS 7 se conectan con cada uno de los dos
anillos a través de sendas interfaces Industrial Ethernet. En
las estaciones PCS 7, el software de comunicación SIMATIC
NET SOFTNET IE RNA organiza los procesos de comunicación por medio del protocolo PRP (Parallel Redundancy
Protocol) según IEC 62439-3. A través de SCALANCE
X204RNA se pueden integrar equipos terminales que
solo tengan una sola conexión Industrial Ethernet, como
el reloj patrón del sistema SICLOCK TC 400.
• Bus de planta
Las estaciones conectadas a los dos anillos mediante dos
interfaces Industrial Ethernet por cada CPU de controlador
y servidor OS se combinan lógicamente, durante la configuración con NetPro, por medio de una conexión S7
(redundancia de 4 vías) de alta disponibilidad.
48
Comunicación
Módulos cliente Ethernet SCALANCE W700 según IEEE 802.11n
Industrial Wireless LAN (IWLAN)
SIMATIC PCS 7 ofrece la posibilidad de integrar clientes remotos, móviles o estacionarios, en el bus de terminales a través
de un punto de acceso IWLAN de la gama de productos
SCALANCE W760, W770 o W780.
Los clientes remotos móviles (p. ej., PC portátiles) se comunican con el punto de acceso IWLAN a través de una interfaz
WLAN integrada; los clientes remotos estacionarios alojados
en caja de escritorio/torre (PCS 7 Industrial Workstations) lo
hacen a través de un módulo cliente de la serie de productos
SCALANCE W720, W730 o W740.
Esto permite implementar las siguientes aplicaciones:
• Disposición de los OS Clients remotos adicionales
(hasta 2 Clients en IWLAN)
• Conexión de Web Clients a un SIMATIC PCS 7 Web Server
(hasta 2 Web Clients en IWLAN)
• Acceso remoto a una estación de ingeniería, p. ej., durante
la puesta en marcha.
Todos los componentes utilizados son muy resistentes,
usan modernos procedimientos de autentificación y cifrado
y garantizan una alta fiabilidad del canal radioeléctrico.
Gracias a la agrupación de canales y el uso paralelo de varias
antenas (tecnología MIMO) conforme al estándar internacional IEEE 802.11n se alcanzan velocidades de transferencia
brutas de hasta 450 Mbits/s.
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PROFINET:
el estándar Industrial Ethernet para la automatización
Basado en los estándares internacionales IEC 61158 e
IEC 61784, PROFINET aúna las ventajas de Ethernet, el estándar de red abierto, y de PROFIBUS, el sistema de bus de campo. PROFINET es sinónimo de alta transparencia, comunicación TI abierta, seguridad en la red y comunicación en tiempo
real hasta el nivel de campo. Por ello es la base idónea para
crear una red de automatización homogénea en la planta, en
la que se pueden integrar con toda facilidad buses de campo
ya implementados con PROFIBUS.
En el contexto del sistema de control de procesos SIMATIC
PCS 7, el empleo de PROFINET está orientado, en primer lugar,
a PROFINET IO, la comunicación a nivel de campo entre los
controladores y la periferia del proceso. Con el perfil
PROFIsafe soporta también la comunicación de seguridad
entre el controlador y la periferia del proceso. La comunicación HART integrada permite parametrizar equipos de campo
HART con SIMATIC PDM desde una estación de ingeniería centralizada.
Los sistemas de automatización S7-400 pueden integrarse,
vía la interfaz PROFINET o PROFINET IO de la CPU, usando
el módulo de comunicación CP 443-1, y la SIMATIC PCS 7
AS mEC RTX vía interfaz PROFINET en el Embedded Controller
EC31. Para la integración de las estaciones E/S remotas se
ofrecen módulos de interfaz específicos:
Como componentes de red se pueden elegir productos especiales PROFINET o productos Industrial Ethernet como, por
ejemplo, switches SCALANCE X y convertidores de medios,
elementos de unión FastConnect o medios de transmisión
eléctricos y ópticos.
Los productos add on para SIMATIC PCS 7 apoyan la integración de otros dispositivos PROFINET IO, como, p. ej.,:
• Sistema de gestión de motores SIMOCODE pro V PN
• Variadores de velocidad SINAMICS
• Esclavos AS-i (sensores/actuadores) conectados a
IE/AS-i LINK PN IO (maestro simple o doble)
Los buses de campo PROFIBUS o FOUNDATION Fieldbus H1
se pueden integrar por medio de un módulo de comunicación
CP 443-5 o a través de una interfaz PROFIBUS DP de la CPU del
controlador, mientras que los buses de campo PROFIBUS también se pueden conectar vía IE/PB Link PN IO.
Con las topologías en línea, estrella, árbol y anillo se pueden
implementar múltiples configuraciones de red en el campo.
De todas ellas, las configuraciones PROFINET IO con topología
en anillo son las que garantizan una mayor disponibilidad de
los dispositivos I/O.
• IM153-4PN High Feature para ET 200M
• IM 155-6PN High Feature para ET 200SP
Comunicación
49
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Operator stations
(OS server)
Industrial Ethernet
AS Redundancy Station
with PROFINET CPU
AS Single Station
with PROFINET CPU
PROFINET
ET 200M
Weighing systems
ET 200SP
Zone 2
IE/PB link
Zone 1
PA/FF link
PROFIBUS DP
SENTRON
PAC3200/PAC4200
SINAMICS
PA or
FF H1
G_PCS7_XX_00387
SIMOCODE pro
Ejemplo de comunicación PROFINET en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7
En las configuraciones PROFINET IO en anillo con AS Single
Stations, la redundancia de medios en el anillo aumenta la
disponibilidad del segmento. Cuando se produce una interrupción en la línea de transmisión del anillo o cuando falla
alguna de las estaciones, el gestor de redundancia activa
inmediatamente la ruta de comunicación alternativa.
No importa si la conexión en red se realiza con switches
SCALANCE X o directamente por las interfaces PROFINET
del controlador y la estación de E/S remota.
50
Comunicación
Las AS Redundancy Stations consiguen la mayor disponibilidad con tiempos de reacción mínimos ante fallos si se combinan con la redundancia del sistema de los dispositivos de E/S.
La redundancia del sistema es una forma de comunicación vía
PROFINET IO en la que cada dispositivo de E/S se comunica
con ambas CPU de una AS Redundancy Station a través de la
red topológica. Al contrario de lo que sucede cuando la comunicación es unilateral, es decir, con una sola CPU, en este caso
no se corta automáticamente la comunicación con los dispositivos de E/S cuando falla la CPU.
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Comunicación del bus de campo rápida y robusta
OS multi-clients
Engineering
station
Maintenance/
OS server
SIMATIC PCS 7
automation system
PROFIBUS DP
PA link
FF link
PROFIBUS PA
FOUNDATION Fieldbus
Remote I/O
G_PCS7_XX_00247
Drives
Integración en sistema de PROFIBUS PA y FOUNDATION Fieldbus H1 vía PROFIBUS DP
En el nivel de campo, los periféricos descentralizados, tales
como estaciones de E/S remotas con sus módulos de E/S,
transmisores, actuadores, válvulas o terminales de operación,
se comunican en tiempo real con los controladores a través de
un potente sistema de bus. Esta comunicación de campo se
caracteriza por:
• Transmisión cíclica de datos del proceso
• Transmisión acíclica de alarmas, parámetros y datos de
diagnóstico
Como medio de comunicación robusto y fiable para el nivel
de campo ha logrado establecerse el PROFIBUS universal.
Basado en los estándares IEC 61158 e IEC 61784 cubre todos
los requisitos impuestos por la industria manufacturera y de
procesos con:
• Métodos de transmisión que se complementan entre sí
• Un perfil de comunicación normalizado
• Perfiles de aplicación aditivos para las típicas funciones
de dispositivo (p. ej. PA Devices, PROFIdrive, PROFIsafe o
PROFIenergy)
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP está dimensionado para altas velocidades
de transmisión de datos y breves tiempos de reacción
(hasta 1 ms) y al mismo tiempo es:
• Medio de comunicación para la transmisión de datos entre
controladores y estaciones descentralizadas de la familia
ET 200, así como dispositivos de campo y de proceso,
accionamientos, analizadores, CPU/CP, terminales de
mando, etc., que dispongan de una interfaz PROFIBUS DP.
• Integrador de los buses de campo propios de la industria de
procesos PROFIBUS PA y FOUNDATION Fieldbus H1
Gracias a la compatibilidad con el protocolo HART, pueden
integrarse también equipos de campo HART en la comunicación PROFIBUS DP.
PROFIBUS DP se puede implementar con tecnología de transmisión eléctrica u óptica:
• RS 485: Tecnología de transmisión eléctrica sencilla y
económica mediante cable apantallado de dos hilos
• Fiber Optic: Sistema de transmisión óptica con cables FO de
vidrio o de plástico para la rápida transmisión de grandes
cantidades de datos en entornos con muchas interferencias
o para superar grandes distancias
Con un amplificador aislador de bus de campo y la tecnología
de transmisión eléctrica RS 485-iS, PROFIBUS DP también puede utilizarse como bus de campo de seguridad intrínseca en
zonas Ex (incluso en zona 1 ó 21).
Comunicación
51
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PROFIBUS PA y FOUNDATION Fieldbus H1
Un aspecto muy relevante para la automatización de procesos
que muchas veces tienen lugar en entornos agresivos, nocivos y explosivos es la integración directa de transmisores y actuadores y su alimentación a través del medio de comunicación, así como un diagnóstico detallado.
Este perfil de requisitos lo cumple tanto el PROFIBUS PA como
el FOUNDATION Fieldbus H1 (FF H1). Ambos buses de campo
son ideales para integrar actuadores y sensores en entornos
operativos con riesgo de explosión (hasta la zona 1/21 ó 0) directamente en el sistema de control de procesos. La tecnología de transmisión MBP (Manchester Coded; Bus Powered) de
seguridad intrínseca permite canalizar simultáneamente, por
PROFIBUS DP
Transmisión de datos
RS 485
RS 485-iS
Fibra óptica
Velocidad de transferencia
9,6 kbits/s... 12 Mbits/s
9,6 kbits/s... 1,5 Mbits/s
9,6 kbits/s... 12 Mbits/s
Cable
bifilar apantallado
bifilar apantallado
plástico y fibra de vidrio multimodo o monomodo
Topología
EEx(ib)
Línea, árbol
Línea
1)
Anillo, estrella, línea
Estaciones por segmento
32
32
Estaciones por red (con repetidores)
126
126
126
Longitud del cable por segmento
según la velocidad de transferencia
1 200 m a máx. 93,75 kbits/s
1 000 m a 187,5 kbits/s
400 m a 500 kbits/s
200 m a 1,5 Mbits/s
100 m a 12 Mbits/s
1 000 m a 187,5 kbits/s 1)
400 m a 500 kbits/s 1)
200 m a 1,5 Mbits/s 1)
Máx. 80 m (plástico)
máx. 9
máx. 91)
irrelevante
Datos técnicos
PROFIBUS PA
FOUNDATION Fieldbus H1
Transmisión de datos
MBP
MBP
Velocidad de transferencia
31,25 kbits/s
31,25 kbits/s
Cable
bifilar apantallado
bifilar apantallado
Modo de protección
EEx(ia/ib)
EEx(ia/ib)
Topología
Línea, árbol, anillo
Línea, árbol, anillo
Safety Integrated
4
–
Control in the Field
–
4
Interoperabilidad
4
4
Dispositivos de campo por segmento/acoplador
31
31
Dispositivos de campo por Link
64
31
Distribuidores de campo activos por segmento/acoplador
- AFD4/AFD8
- AFDiS/AFDiSD o combinaciones de AFDiS con AFD4/AFD8
8
5
8
5
Consumo máx. de todos los dispositivos de campo en total
1A
1A
Longitud del cable por segmento según la velocidad de transferencia
1 900 m: Estándar
1 900 m: EEx(ib)
1 000 m: EEx(ia)
1 900 m
Repetidor para el refresco de señales en redes RS 485
52
La configuración física del bus de PROFIBUS PA y FF H1 es casi
idéntica conforme se establece en IEC 61158. Ambos se pueden integrar sin costuras, por intermedio de PROFIBUS DP, en
el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. Por tanto,
PROFIBUS PA y FOUNDATION Fieldbus H1 disfrutan por igual
de la arquitectura PROFIBUS DP superior. El cliente de SIMATIC
PCS 7 no tiene que decidirse por un bus de campo determinado, sino que puede elegir libremente el que mejor se adapte a
la instrumentación de campo.
Datos técnicos
Modo de protección
1)
cable de 2 hilos, la alimentación de los dispositivos de campo
y la transmisión digital de datos a una velocidad constante de
31,25 kbits/s.
–
2 ... 3 km (fibra de vidrio multimodo)
>15 km a 12 Mbits/s
(fibra de vidrio monomodo)
según la especificación de instalación PROFIBUS 2.262
Comunicación
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Arquitecturas de bus de campo
SIMATIC PCS 7
automation system
En las arquitecturas de bus de campo mostradas, la transición de
red de PROFIBUS PA o de FF H1 a PROFIBUS DP está implementada con un Link (PA Link/FF Link) dotado de 1 o 2 acopladores.
PA link / FF link
En un PA Link dotado de 5 acopladores pueden funcionar hasta
5 segmentos de bus a través de acopladores separados (máx. 3
si se trata de configuraciones mixtas con anillo y redundancia
de acoplador). En el FF Link dotado de 2 acopladores sólo
puede funcionar 1 segmento, sea cual sea la configuración.
PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1
AFD4
Gracias a la idéntica configuración física del bus, pueden
utilizarse los siguientes distribuidores de campo activos para
PROFIBUS PA y FF H1: AFS (Active Field Splitter), AFD (Active
Field Distributor) para zona Ex 2/22 y AFDiS (Active Field
Distributor intrinsically Safe) para zona Ex 1/21 y 2/22.
AFD8
AFDiS
PA link / FF link
AFS
Topología en anillo con acopladores y medios redundantes
Con un segmento en anillo formado por una pareja de acopladores redundantes (2 × FDC 157) en el Link se alcanza la máxima disponibilidad. Los distribuidores de campo activos
AFD4/AFD8/AFDiS (hasta 8 sin y hasta 5 con AFDiS) integran
los dispositivos de campo en el segmento en anillo por medio
de cables derivados resistentes a cortocircuitos. La terminación del bus es automática y se adapta inmediatamente cuando se produce alguna modificación o hay alguna perturbación
en el bus. La ampliación del bus de campo o la sustitución de
un acoplador también son posibles sobre la marcha.
Ventajas de la topología en anillo
• Máxima disponibilidad para prevenir paradas inesperadas
de la planta o instalación
• Instalación fácil y segura
• Terminación automática
• Aislamiento automático y constante de subsegmentos
defectuosos
• Posibilidad de reparar o ampliar la topología sobre la marcha
AFDiS
PA link / FF link
AFD4
AFD8
AFDiS
G_PCS7_XX_00249
Topología lineal con acopladores redundantes
El distribuidor de campo activo AFS se conecta al Link con una
pareja de acopladores redundantes (2 × FDC 157). El AFS
conecta el segmento lineal con el acoplador activo. Un acoplador se puede sustituir durante el funcionamiento. Los dispositivos de campo se integran en el segmento lineal tal y como
se describe en "Topología lineal con acoplador sencillo".
AFD8
PROFIBUS DP
Topología lineal con acoplador sencillo
Los distribuidores de campo activos (hasta 8 sin y hasta 5 con
AFDiS) integran los dispositivos de campo en un segmento
lineal. La conexión a estos distribuidores se realiza con cables
derivados resistentes a cortocircuitos. Al contrario que con AFD,
con AFDiS la longitud de los cables derivados no depende del
número de cables que haya en el segmento y no es necesario
considerarla para la longitud total del segmento. El segmento lineal se puede conectar a un PROFIBUS DP sencillo o redundante
a través de un Link. El último AFD4/AFD8/AFDiS conectado en el
extremo de la línea más alejado del Link activa automáticamente la resistencia para terminación del bus que tiene integrada.
Arquitecturas de bus de campo con PROFIBUS PA y FOUNDATION Fieldbus H1
Diagnóstico ampliado del bus de campo con AFDiSD
para PROFIBUS PA
Mientras que el diagnóstico AFDiS se limita a cortocircuitos,
pérdida de redundancia, detección de inestabilidad en señales
y fallo de equipos de campo, el diagnóstico ampliado de
bus de campo con distribuidores de campo activos AFDiSD
permite realizar un diagnóstico completo de todo el segmento
PROFIBUS PA. Esto incluye, entre otras, la detección, la captación y la vigilancia de:
• La topología (acoplador DP/PA, AFDiSD)
• La tensión y la intensidad en el cable principal y en los
cables derivados
• El nivel de señal y de perturbaciones
• El desequilibrio capacitivo con la pantalla del cable principal
Para poder utilizar el diagnóstico ampliado del bus de campo,
todos los distribuidores de campo del segmento y los componentes del PA Link deben soportar esta funcionalidad.
En estado de suministro, la funcionalidad de AFDiSD y AFDiS
es conforme. El diagnóstico de bus de campo activo puede activarse mediante el selector de modo del AFDiSD.
Comunicación
53
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Periferia de proceso
La solución adecuada para cada aplicación
Modificaciones online
ET 200M/
ET 200iSP
■
■
■
■
Agregar estaciones ET 200M/ET 200iSP
Agregar módulos de E/S a la estación
Modificar la parametrización de módulos de E/S
Parametrizar dispositivos de campo HART
conectados vía SIMATIC PDM
ET 200S
■
Agregar estaciones ET 200S
ET 200pro
■
Agregar estaciones ET 200pro
PROFIBUS DP,
PROFIBUS PA,
FOUNDATION
Fieldbus H1
■
Agregar estaciones PROFIBUS DP
Agregar PA Links y dispositivos de campo PA
Parametrizar dispositivos de campo PA o FF con
SIMATIC PDM
■
■
ET 200iSP con fuente de alimentación redundante
SIMATIC PCS 7 ofrece una gran diversidad de posibilidades de
leer y emitir señales de proceso a través de sensores y actuadores y de integrar periferia de procesos en los controladores:
• Módulos de señal y de función en estaciones de E/S remotas en el bus de campo PROFIBUS DP o PROFINET IO
• Terminales de mando y aparatos de campo/proceso inteligentes y descentralizados conectados directamente al
bus de campo PROFIBUS DP, PROFIBUS PA o
FOUNDATION Fieldbus H1
• Módulos de E/S analógicos y digitales de la serie SIMATIC
S7-400 instalados centralizadamente en el controlador
En la práctica, la automatización de campo se caracteriza
por el uso predominante de la periferia descentralizada, que
en función del tipo puede soportar también configuraciones
redundantes o el funcionamiento en atmósferas potencialmente explosivas de gas o polvo:
• Unidades remotas de E/S SIMATIC ET 200, en combinación
con aparatos de campo/proceso clásicos y aparatos de
campo HART
• Dispositivos de campo/proceso inteligentes para conexión
directa al bus de campo
A favor de las soluciones descentralizadas o distribuidas hablan,
aparte de sus grandes posibilidades técnicas, las siguientes
características:
•
•
•
•
Modularidad y homogeneidad
Posibilidades de adaptación flexible a la estructura de la planta
Poco trabajo de ingeniería y cableado
Bajos costes de puesta en marcha, mantenimiento y durante
todo el ciclo de vida útil
Los módulos de señales S7-400 integrados en el controlador
son una alternativa al uso de la periferia descentralizada en
aplicaciones pequeñas o plantas con poco despliegue de
estaciones descentralizadas.
54
Periferia de proceso
Periferia de proceso estándar para SIMATIC PCS 7
Para la automatización de campo con SIMATIC PCS 7 puede
usarse la siguiente periferia estándar de proceso:
• Vía PROFINET
- Sistema de periferia descentralizada E/S SIMATIC ET 200M
- Sistema de periferia descentralizada E/S SIMATIC ET 200SP
• Vía PROFIBUS
- Sistema de periferia descentralizada E/S SIMATIC
ET 200iSP
- Sistema de periferia descentralizada E/S SIMATIC ET 200S
- Sistema de periferia descentralizada E/S SIMATIC
ET 200pro
- Dispositivos PROFIBUS PA a partir del perfil PA 3.0
- Accionamientos que se comunicacn con tipos de tramas
normalizadas 1/20 de la especificación PI "Profile Drive
Technology PROFIdrive"
- Aparamenta según el tipo de perfil 1 de la especificación
"Profiles for Low Voltages Switchgear Devices"
Esta periferia de proceso puede integrarse en SIMATIC PCS 7
con bloques de función estándar de la Advanced Process
Library.
Para un espectro más amplio de funciones, pueden usarse
bloques diseñados especialmente para periferia de proceso,
que se ofrecen como productos add on para SIMATIC PCS 7,
p. ej., para sistemas de accionamiento y pesaje como:
•
•
•
•
Sistema de gestión de motores SIMOCODE pro
Variadores SINAMICS G120
Sistemas de pesaje SIWAREX U/FTA/FTC
Analizadores de red 7KM PAC3200/4200
© Siemens AG 2014
Sistema de control del proceso
Industrial Ethernet
FM/UL
Gas
Polvo
Class I zona 2
Class I zona 0
Class I zona 1
ATEX
Zona 2
Zona 1
Zona 0
FM/UL
Class II zona 2
Class II zona 1
Class II zona 0
ATEX
Zona 22
Zona 20
Zona 21
Atmósferas explosivas
S7-4002)
ET 200SP1)
PROFINET
Ex e, Ex d
S7-4002)
ET 200S1)
Actuadores /
sensores
SIMOCODE pro1)
Ex e, Ex d
Actuadores /
sensores
ET 200M1)
Ex i, Ex e, Ex d
Actuadores /
sensores
HART
ET 200iSP1) 3)
PROFIBUS DP-iS
Ex i
Ex i, Ex e
PA Link/
FF Link1)
HART
PROFIBUS PA/FF H1
AFDiS
Actuadores /
sensores
PROFIBUS
1)
2)
3)
Actuadores /
sensores
G_PCS7_XX_00373
Aislador galvánico
de bus de campo1)
Atmósfera de polvo: Instalación de los componentes siempre en una caja del grado de protección IP6x
Con DC 10 A Standard Power Supply
Cumple también FM/UL según Class I Division 2
Periferia de proceso en atmósferas de gas y polvo potencialmente explosivas
Periferia de proceso en atmósferas potencialmente
explosivas
El gráfico superior muestra las posibilidades de uso de la
periferia descentralizada del proceso de SIMATIC PCS 7,
considerando las distintas condiciones ambientales.
Módulos de terminales MTA
Con los módulos de terminales MTA (Marshalled Termination
Assemblies) pueden conectarse de manera sencilla, rápida
y segura dispositivos de campo, sensores y actuadores a los
módulos de E/S de las estaciones remotas de E/S ET 200M.
Existen versiones MTA tanto para módulos estándar de E/S
como para módulos de E/S redundantes y de seguridad.
Utilizando las MTA se reducen notablemente los trabajos
y costes de cableado y puesta en marcha y se evitan errores
de cableado.
Periferia de proceso
55
© Siemens AG 2014
Unidades periféricas descentralizadas
Dispositivos recomendados para automatización de campo
Sistema de periferia
ET 200M
ET 200iSP
ET 200SP
ET 200S
ET 200pro
Grado de protección
IP20
IP30
IP20
IP20
IP65/IP66/IP67
Forma constructiva
Modular
Modular
escalabilidad granular
modularidad al bit,
bloque ampliable
Modular
Montaje
Perfil soporte
Perfil soporte
Perfil DIN
Perfil DIN
Perfil soporte
Sistema de conexión
para sensores/actuadores
Conexión monofilar
bornes de resorte/
tornillo, FastConnect,
TopConnect
Conexión multifilar
bornes de resorte/
tornillo
Conexión monofilar o
multifilar
bornes de inserción
directa
Conexión multifilar
bornes de resorte/tornillo, FastConnect
M8, M12, M23
4
4
–
4
4
Uso en zona
clasificada (Ex)
Zona 2, 22
Zona 1, 21
Zona 2,22
Zona 2, 22
–
Mayor disponibilidad
conmutada,
redundante
conmutada,
redundante
–
–
–
Rango de temperatura
0 … +60 °C1)
-20 … +70 °C
0 ... +60 °C1)
(horizontal)
0 … +60 °C1)
-25 … +55 °C
Resistencia a vibraciones (permanente)
1g
1g
hasta 5 g
2g
5 g (en función del
módulo)
PROFIBUS (Cu/FO)
4 / – (12 Mbits/s)
4 / – (1,5 Mbits/s)
–/–
4 / 4 (12 Mbits/s)
4 / 4 (12 Mbits/s)
PROFINET (Cu/FO)
4/–
–/–
4/–
–/–
–/–
Diseño
Aplicaciones especiales
Funciones de
seguridad
Comunicación
Funciones del sistema
Cableado
independiente
4 (enchufar y
desenchufar)
4
4
4
–
Hot Swapping
4 (con bus de
fondo activo)
4
4
4
4
Ampliación/
config. durante el
funcionamiento
4/4
4/4
–/–
4/–
–/–
Diagnóstico (en
función del módulo)
granular por canales
granular por canales
granular por canales
granular por canales
granular por canales
Canales digitales
4
4
4
4
4
Canales analógicos
4
4
4
4
4
incl. HART
4
4
–
–
–
Arrancadores de motor
–
–
–
4
–
Conexión a neumática
–
4
–
–
–
Funciones tecnológicas
Contaje/medición,
regulación, pesaje
Contaje, medición de
frecuencia
–
Contaje/medición
–
Funciones
1)
56
Disponible también como componente SIPLUS para el rango de temperatura ampliado de -25/-40 … +60/+70 °C y atmósfera agresiva/condensación
(más detalles en www.siemens.com/siplus)
Periferia de proceso
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Accionamientos
Equipos recomendados
Accionamientos
SIMOCODE pro
SINAMICS G120
Convertidores de frecuencia para
motores trifásicos asíncronos y
síncronos
Sistema de gestión para
motores de velocidad constante
en el rango de baja tensión
Grado de protección
IP20 (en función del módulo)
IP20
Forma constructiva
Modular
Modular (unidad de regulación,
unidad de potencia)
Rango de potencias
0,1 ... 700 kW
0,37 ... 250 kW
Tensiones
hasta 690 V AC
380 ... 480 V ó 660 ... 690 V AC ± 10 %
Corriente nominal de los motores
hasta 820 A
–
Comunicación PROFIBUS
4
4
Librería de bloques para
integración en SIMATIC PCS 7
4
4
Protección y control de motores
- en atmósferas potencialmente explosivas
para protección EEx e/d conforme a la
Directiva ATEX 94/9/CE
- con arranque pesado (industria del papel,
del cemento o metalúrgica, sector de aguas)
- en plantas de alta disponibilidad (industria
química, del petróleo, de transformación de
materias primas, centrales eléctricas)
Uso universal en todos los ámbitos de la industria y
la PyME
Campo de aplicaciones
Sensores/actuadores, analizadores, sistemas de pesaje y dosificación
Para operar asociados al sistema de control de procesos
SIMATIC PCS 7, Siemens ofrece una amplia gama de
instrumentos, p. ej.,
• Instrumentos para medir caudal, presión, temperatura o
nivel
• Posicionadores
• Analizadores de gas
• Sistemas de pesaje SIWAREX
Esto incluye variantes con interfaz PROFIBUS DP/PA así
como para comunicación HART. La mayoría de ellos está ya
integrada en la librería de dispositivos de SIMATIC PDM
(nuestro Process Device Manager).
Resumen sobre la gama actual de dispositivos con
información adicional, especificaciones técnicas y
datos de pedido en:
www.siemens.com/processinstrumentation
Gama de productos de Siemens Sensors and Communication (selección)
Periferia de proceso
57
© Siemens AG 2014
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
Modular, flexible, escalable y plenamente integrado en SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7
Operator Station
con
SIMATIC BATCH
Clientes SIMATIC BATCH
y clientes OS
Engineering
Station
Bus de terminales
Bus de planta
en el modo de AS
Controladores
SIMATIC BATCH, con su funcionamiento controlado por recetas, puede procesar de manera eficiente y flexible procesos
por lotes tanto sencillos como complejos con secuencias de
control cambiantes. Los requisitos que esto conlleva son
cumplidos por SIMATIC BATCH sin la menor excepción:
•
•
•
•
•
Óptima utilización de las plantas de producción
Calidad constante de los productos
Trazabilidad
Cumplimiento de las normas y disposiciones legales
Rápida reacción a las condiciones variables del mercado
Arquitectura modular
SIMATIC BATCH se puede configurar como sistema monopuesto o como sistema cliente/servidor y, gracias a su arquitectura modular y a su escalabilidad con SIMATIC BATCH UNIT
acumulables (opción de 1, 10 y 50 para instancias de unidades de proceso), puede emplearse en plantas de cualquier
tamaño.
Si se trata de pequeñas aplicaciones por lotes, existe la posibilidad de utilizar un SIMATIC PCS 7 BOX combinado con un controlador independiente (p. ej., un SIMATIC PCS 7 AS mEC RTX).
Pero lo más característico de la automatización de procesos
por lotes con SIMATIC BATCH son las arquitecturas clienteservidor en las que un servidor Batch procesa un proyecto junto con varios clientes Batch. Para aumentar la disponibilidad,
también se puede hacer que el servidor Batch sea redundante.
Como Batch Client, además de las SIMATIC PCS 7 Industrial
Workstations también se pueden utilizar los SIMATIC PCS 7
OS Clients 627 y 427, que son más compactos.
58
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
Servidor
OS
G_PCS7_XX_00053
Servidor
Batch
SIMATIC BATCH, escalabilidad desde sistemas monopuesto hasta sistemas
cliente-servidor
Integración en SIMATIC PCS 7
SIMATIC BATCH está totalmente integrado en SIMATIC PCS 7.
La comunicación directa con SIMATIC IT o una interfaz abierta
a un sistema MES (Manufacturing Execution System) permite
la conexión al nivel de gestión de la producción.
Todos los datos de la planta se pueden configurar completamente desde el sistema de ingeniería. Éste entrega todos los
datos necesarios para crear las recetas al servidor Batch, por lo
que las recetas se pueden editar aparte del sistema de ingeniería. Las modificaciones de configuración hechas en el sistema de ingeniería se pueden transmitir al servidor Batch con la
función de actualización.
Por regla general, el software del servidor SIMATIC BATCH se
ejecuta sobre un hardware propio (servidor Batch), independiente de los servidores OS. No obstante, y en función de la
carga del sistema de operador, el software del servidor OS y
el del servidor Batch también pueden utilizarse sobre un hardware común. Los clientes SIMATIC BATCH y los clientes OS pueden ejecutarse en un hardware básico separado o común.
Para la administración y la autentificación central de usuarios
y para la "firma electrónica" con la que se autorizan recetas
básicas, fórmulas y objetos de librería a través de usuarios o
grupos de usuarios de Windows autorizados, SIMATIC BATCH
utiliza SIMATIC Logon, integrado en el sistema de control de
procesos. Los ajustes de configuración individuales de Batch
Control Center y del editor de recetas se guardan como perfil
personalizado de usuario al cerrar la sesión. De este modo es
posible continuar trabajando en el entorno habitual aunque se
inicie una nueva sesión en otro cliente cualquiera de la planta.
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Comunicación con los controladores
Dependiendo del modo de operación, SIMATIC BATCH se comunica con los controladores a través del sistema de operador
(OS) SIMATIC PCS 7 o directamente vía S7 DOS.
Para el manejo y la visualización de unidades de proceso y funciones tecnológicas, SIMATIC BATCH ofrece gráficos de mando estándar (faceplates y controles OS). Como interfaz con el
nivel de automatización inferior, se utilizan por regla general
instancias de un tipo de SFC.
Modos de operación para la ejecución de recetas
• Modo de PC: Ejecución de toda la lógica de recetas en el
servidor Batch
• Modo de controlador: Ejecución de una parte de la lógica
de recetas en el controlador:
- Cambios de etapa muy rápidos
- Comportamiento determinista mejorado para la ejecución de lotes
- Mayor disponibilidad
• Modo de operación mixto: Uso paralelo de los modos de PC
y de controlador en un lote
SIMATIC BATCH, a destacar
Arquitectura modular con escalabilidad flexible
(tanto a nivel hardware como software)
– Óptima adaptación al tamaño de la planta y los
requisitos individuales
– Crece con la planta cuando ésta se amplía;
se reducen costes al eliminar la necesidad de
prever capacidades de reserva
■
Recetas según ISA-88.01
– Creación de recetas orientada a la ingeniería de
procesos
– Creación fácil, rápida y minimizando los errores
■
Exportación e importación de recetas básicas, fórmulas
y objetos de librería
■
Alta disponibilidad gracias a servidor Batch redundante
– Sin pérdida de datos de lote
– Sincronización automática de los datos de lote
■
■
Modo de PC y de controlador
■
Integración homogénea de SIMATIC BATCH en la
estrategia de HMI y la ingeniería de SIMATIC PCS 7
a través de la interfaz del sistema
– Sin interfaces personalizadas
– Ahorro de trabajos repetidos de configuración para
datos de ingeniería específicos de batch
– Controles OS para la integración en sinópticos de
proceso
Almacenamiento y archivo en Process Historian y en
formato XML con amplio registro de los datos de lotes
– Producción transparente y reconstruible
– Guía segura del operador, reacciones seguras a
fallos del proceso
– Visor de lotes archivados
■
Reducción de la inversión en ingeniería y validación
gracias a:
– Concepto tipo-instancia del SFC
– Separación entre procedimiento y fórmula
– Librería ROP y configuración no ligada a una determinada unidad de proceso
– Múltiples usos, adaptabilidad centralizada
■
Soporte de trámites de validación según 21 CFR Part 11
gracias a:
– Audit Trail (registro de modificaciones)
– Gestión de versiones con asistencia del sistema
– Librerías de operaciones de recetas y fórmulas
– Administración de usuarios con protección de
acceso y firma electrónica
■
Conexión a SIMATIC IT o cualquier otro sistema MES
■
■
Recetas independientes de la unidad de proceso
– Simplificación importante de la administración
de recetas y la validación
– Operación flexible y óptimo uso de la planta
mediante estrategias de ocupación y la asignación
de unidades de proceso durante el tiempo de ejecución del lote
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
59
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Funcionalidad de cliente Batch
Planificación de lotes
Batch Control Center
Batch Control Center (BatchCC) es la "central de mando" para
supervisar y controlar procesos por lotes. Los datos relevantes
para SIMATIC BATCH son gestionados desde una interfaz
gráfica de usuario. BatchCC ofrece potentes funciones para
las siguientes tareas:
• Leer y actualizar los datos de instalaciones de automatización básica
• Definir derechos de usuarios para todas las funciones, para
clientes o unidades de proceso de SIMATIC BATCH
• Definir los nombres y los códigos de los materiales utilizados
• Administrar recetas básicas
• Gestionar librerías con elementos de recetas (operaciones
de librería)
• Editar categorías de fórmulas y gestionar las fórmulas
correspondientes (juegos de parámetros)
• Elaborar una receta básica a partir de la receta de control
• Exportar e importar recetas básicas, fórmulas y objetos de
librería
• Crear lotes con recetas básicas
• Iniciar el procesamiento por lotes y controlar los lotes
• Observar y diagnosticar el procesamiento por lotes
• Estrategia de ocupación en la creación de recetas y asignación de unidades de proceso durante el tiempo de ejecución del lote
• Modificar, eliminar y agregar online objetos y elementos
de estructura (bucles, transistores, etc.) de la receta
• Documentar y archivar recetas y datos de lotes
• Llamar la Visualización SFC directamente desde la receta de
control
La planificación y el control de lotes está asistida por vistas
especiales en forma de listas para categorías de pedido, órdenes de producción y planificación, estado y resultado de los
lotes. Es posible crear y dividir manualmente los lotes para una
orden de producción, y también existe la opción de hacerlo de
manera automática en función de la cantidad de lotes o la cantidad de producción especificadas. Todos los lotes, incluyendo
la correspondiente ocupación de unidades de proceso, pueden
representarse en forma de combinación de diagrama de Gantt
y tabla. Se señalizan conflictos de tiempo o conflictos por ocupación múltiple de unidades de proceso. Los conflictos de tiempo se eliminan cambiando simplemente de lugar, por arrastre,
los lotes correspondientes en el diagrama de Gantt. Propiedades de los lotes que se pueden configurar y modificar:
• Cantidad de material a procesar
• Modo de inicio (inmediato, por intervención de operador o
controlado por tiempo)
• Ocupación de unidades de proceso
• Fórmula (juego de parámetros)
• Orden de ejecución (encadenamiento con lotes anteriores
o posteriores)
• Visualización del tiempo de ejecución planificado de un
lote
• Valor del intervalo mínimo para la interconexión de lotes
Batch OS Control
Los controles Batch OS mostrados en el sinóptico del proceso
permiten manejar y visualizar procesos por lotes.
Batch Planning
BatchCC permite crear órdenes de producción y lotes individuales. Pero mucha más funcionalidad de planificación ofrece
la opción Batch Planning. Con ella se pueden planificar de antemano los lotes para una gran variedad de órdenes de producción. Aparte de la planificación, el repertorio funcional incluye también la posibilidad de modificar, cancelar, borrar y
validar lotes.
60
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
Sinóptico de proceso con control Batch OS mostrado
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Sistema de recetas, archivo y registro
Editor de recetas de SIMATIC BATCH
Ejemplo de informe de lote
Editor de recetas
Estructuras de recetas para el tratamiento de excepciones
El editor de recetas sirve para crear y modificar de forma
sencilla e intuitiva recetas básicas y operaciones de librería.
Dispone de interfaz gráfica de usuario, funciones de edición
para objetos individuales y agrupados y control de la sintaxis
estructural. La base para crear las recetas son los objetos
Batch tomados de la configuración de la instalación realizada
con el sistema de ingeniería de SIMATIC PCS 7; por ejemplo,
unidades de proceso y funciones tecnológicas. El editor de
recetas se puede iniciar independientemente o también
desde BatchCC.
Marcando segmentos de libre elección de las recetas, se
pueden vigilar estados del proceso durante el tiempo de ejecución. En un contenedor especial y con ayuda de un bloque
de comando o una función de salto se puede reaccionar a los
errores o resultados evaluados.
El editor de recetas permite realizar las tareas siguientes:
• Crear nuevas recetas básicas y operaciones de librería
• Modificar recetas básicas y operaciones de librería existentes (modificaciones de estructura o parámetros)
• Consultar estados de objetos de recetas y valores de proceso en condiciones de transición
• Asignar puntos de planta Route Control como parámetros
de transferencia (origen, destino, vía) en fases de transporte para conducir productos de un lote a otras unidades
de proceso (locales o externas)
• Configurar expresiones aritméticas con el fin de calcular
valores para parámetros de transición y de receta a partir
de variables y constantes
• Documentar recetas básicas y operaciones de librería
• Realizar verificaciones de coherencia integrando también
verificaciones de coherencia específicas de los usuarios
• Elegir posibles unidades de proceso basándose en las propiedades de equipos y atributos dinámicos
• Habilitar para tests o producción las recetas básicas y las
operaciones de librería
Informes de lote
Los informes de lotes comprenden todos los datos necesarios
para reproducir el proceso por lotes, documentar la calidad y
cumplir las normas legales. Dichos datos son, por ejemplo:
• Datos identificativos
• Datos de recetas de control
• Datos efectivos de producción
• Evolución temporal de las etapas
• Avisos de estado, fallo y error
• Intervenciones del operador
• Valores de proceso
Informes de receta
Los informes de receta contienen los datos de producción,
como p. ej.
• Datos del encabezado de las recetas
• Topología de las recetas
• La lista de materiales empleados, sustancias producidas y
parámetros
Visor de lotes archivados
Los datos de lote a los que sólo tienen acceso personas o sistemas autorizados se pueden guardar en formato XML, ya sea
a nivel local, en un disco de red o en un servidor central de archivos. Por lo general resulta irrelevante si los lotes cerrados
proceden de una o de varias plantas SIMATIC BATCH. En el
Batch Control Center existe la posibilidad de ver estos lotes
como receta de control con ayuda de un visor.
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
61
© Siemens AG 2014
Recetas jerárquicas e independientes de la unidad de proceso
Procedimiento
de receta
Unidad de
proceso
Procedimiento
de subreceta
Componente del
equip. técnico
Operación
de receta
Elemento de
control individual
Función
de receta
G_PCS7_XX_00102
Planta
Reflejo en el modelo de planta de la estructura jerárquica de las recetas
Recetas jerárquicas según ISA-88.01
En su calidad de unidad funcional, SIMATIC BATCH y
SIMATIC PCS 7 cubren totalmente los modelos descritos en
la norma ISA-88.01. La estructura jerárquica de recetas se
refleja en el modelo de la instalación del modo siguiente:
• Procedimiento de receta para el control del proceso o de
la producción en una instalación
• Procedimiento de receta parcial para el control de un paso
del proceso en una unidad de proceso
• Operación de receta/función de receta para el cumplimiento de la tarea/función de ingeniería procesos en una
instalación
Neutralidad respectoa unidades de proceso y asignación
a las mismas
Si una receta se crea sin pensar en la unidad de proceso en
la que se ejecutará, esto permite aplicarla de forma universal,
lo que minimiza el trabajo de ingeniería y ofrece grandes
ventajas para los trámites de validación. En el momento de la
creación de la receta basta con asignar criterios de selección a
los procedimientos de subrecetas. La asignación definitiva de
las unidades de proceso por la evaluación de las propiedades
estáticas y dinámicas (p. ej. tamaño del depósito y grado de
limpieza) no tiene lugar hasta el tiempo de ejecución. En el
caso de lotes de larga ejecución y cuyas unidades de proceso
no se desean definir y ocupar ya desde el inicio del lote, la
asignación puede posponerse incluso hasta el momento en
que se usen realmente. El sistema reconoce y visualiza conflictos de ocupación de unidades de proceso.
Las siguientes estrategias de ocupación al asignar unidades
de proceso permiten una óptima adaptación a cada situación
particular de la planta:
• "Elección manual de la unidad de proceso" en el momento
de la ocupación de unidades de proceso
• "Unidad de proceso preferencial" para la preselección en el
momento de creación de la receta
• Búsqueda de la "unidad de proceso que lleva más tiempo
inactiva" para uniformizar la ocupación
• Entrega de la unidad de proceso a usar por parte de un
módulo externo (p. ej. Scheduler) vía "Parámetros del
proceso"
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Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
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Racionalización de la creación de recetas
y soporte para la validación
Fórmula 1
Fórmula 2
Fórmula 3
Cantidad
1 000 kg
500 kg
900 kg
Temperatura
Tiempo
Sal
Pimienta
Azúcar
90 °C
10 min
80 °C
15 min
95 °C
12 min
Sí
No
100 g
Sí
No
150 g
No
Sí
50 g
Receta básica #2
Receta básica #3
G_PCS7_XX_00064
Receta básica #1
Separación entre procedimiento y fórmula
Librería con operaciones de receta (ROP)
Las operaciones de receta administradas en una librería de
usuario (librería ROP) se pueden incorporar como referencia
en procedimientos de recetas jerárquicas y modificarlas de
modo centralizado.
lo cual disminuye los costes de ingeniería y de validación. Al
deshacer la referencia, la operación de receta se convierte en
un elemento fijo del procedimiento de receta, con lo cual se
independiza de otras modificaciones centralizadas.
Separación entre procedimiento y fórmula
La flexibilidad alcanzada mediante recetas independientes
de la unidad de proceso puede aumentarse si se separan el
procedimiento y los juegos de parámetros (fórmulas). De esta
forma, es posible elaborar distintas recetas básicas combinando varias fórmulas en un sólo procedimiento de receta. Esto
permite efectuar modificaciones centralizadas en los procedimientos. La estructura de la fórmula se determina con la categoría de fórmula definida por el usuario.
Application Programming Interface (API)
Application Programming Interface SIMATIC BATCH API es
una interfaz abierta para ampliaciones personalizadas. A la
hora de programar aplicaciones especiales de un sector o un
proyecto en particular, permite al usuario acceder a datos y
funciones de SIMATIC BATCH.
Validación según 21 CFR Part 11
Siemens, como fabricante de sistemas de control de procesos,
dispone de personal con formación especial y larga experiencia en la gestión de calidad y la validación de plantas.
SIMATIC BATCH soporta la validación conforme a
21 CFR Part 11 especialmente debido:
• a una estandarización consecuente, p. ej. con
- Concepto tipo-instancia del SFC
- Creación de recetas independientes de la unidad de
proceso
- Separación entre procedimiento y fórmula
- Operaciones de recetas agrupadas en librerías
• Audit Trail (registro de modificaciones):
- Documentación de modificaciones de recetas y operaciones de recetas (se archiva con el objeto modificado)
- Documentación de modificaciones durante la producción (en el informe de lote), incluidas las intervenciones
del operador en el nivel de control individual para el lote
correspondiente
• Libre asignación de versiones con ayuda del sistema,
para recetas, fórmulas y elementos de librería
• Administración de usuarios centralizada con control de
acceso a través de SIMATIC Logon
• Firma electrónica para la autorización de recetas básicas,
fórmulas u objetos de librería basados en SIMATIC Logon
Más información sobre SIMATIC BATCH en:
www.siemens.com/simatic-batch
Automatización de lotes con SIMATIC BATCH
63
© Siemens AG 2014
Control de rutas con SIMATIC Route Control
SIMATIC PCS 7 racionaliza los transportes de material
Clientes SIMATIC Route Control y clientes OS
Engineering
Station
Bus de
terminales
Servidor OS
Bus de planta
Controladores
SIMATIC Route Control (RC) amplía el sistema de control de
procesos SIMATIC PCS 7 con un sistema universal para configurar, controlar, monitorizar y diagnosticar las rutas de transportes de materiales a través de redes de tuberías o en cintas
transportadoras. Con él, SIMATIC PCS 7 no sólo puede automatizar los procesos productivos y sus almacenes y depósitos
correspondientes, sino también los transportes de materiales
vinculados.
SIMATIC Route Control es apto tanto para pequeñas instalaciones con rutas de transporte sencillas y estáticas como para
instalaciones de rango medio y alto, provistas de una vasta y
compleja red de rutas y tuberías.
SIMATIC Route Control resulta idóneo en las siguientes condiciones:
• Remodelaciones y ampliaciones frecuentes de la red de
rutas incl. actuadores y sensores
• Rutas de transporte con gran flexibilidad, caracterizadas
por:
- Materiales que cambian continuamente
- Preselección dinámica del origen y destino del material
(incl. la inversión de sentido en rutas bidireccionales)
• Muchos transportes simultáneos de materiales
• Ocupación dinámica de unidades de proceso con
SIMATIC BATCH
Este perfil de requisitos suele darse en plantas con un gran
número de tuberías ramificadas y extensos parques de
depósitos, tales como los que hay, sobre todo, en la
industria química, petroquímica y alimentaria.
64
Control de rutas con SIMATIC Route Control
G_PCS7_XX_00052
Servidor
Route Control
Sistema multipuesto SIMATIC PCS 7 con SIMATIC Route Control
Arquitectura modular
Gracias a la modularidad y la escalabilidad gradual con rutas
acumulables de SIMATIC Route Control (opciones de 10 y de
50 para transportes de material simultáneos), SIMATIC Route
Control se puede adaptar flexiblemente a los distintos tamaños y arquitecturas de planta (sistemas monopuesto y multipuesto) con un límite máximo de 300 rutas por proyecto.
Integración en SIMATIC PCS 7
El software de ingeniería Route Control esta compuesto por
una herramienta de ingeniería, un asistente y una librería de
bloques. Está integrada en el sistema de ingeniería centralizado SIMATIC PCS 7 junto con las demás herramientas de ingeniería.
En plantas pequeñas, SIMATIC Route Control puede instalarse
solo o asociado al software de OS en un sistema monopuesto
(Single Station). Sin embargo, lo más habitual en la automatización de transportes de material con SIMATIC Route Control
son los sistemas multipuesto distribuidos con arquitectura
cliente-servidor.
© Siemens AG 2014
En un sistema multipuesto SIMATIC PCS 7 compuesto por
varios subsistemas puede configurarse un servidor de Route
Control o un par de servidores. En sistemas multipuesto con
capacidades funcionales pequeñas, Route Control Server,
Batch Server y OS Server pueden funcionar con un hardware
básico compartido. No obstante, se alcanza una mayor disponibilidad y un mejor rendimiento instalando los subsistemas
en servidores independientes o parejas de servidores redundantes.
En el sinóptico de proceso del sistema de operador SIMATIC
PCS 7, cada bloque encaminador está representado por un
icono de bloque RC y un faceplate RC. Como parámetros para
solicitar un transporte de materiales (origen, destino, puntos
intermedios/vía) se utilizan puntos de la planta, también denominados puntos nodales o locations. Señalizan el inicio y
el final de cada subruta y con ello el origen y el destino de un
transporte de material. La selección de los puntos de la planta
para subrutas y rutas resulta más simple mediante listas desplegables (cuadros de lista desplegables).
Para el control de acceso y la administración de los derechos
de usuario escalonados para el personal de ingeniería, manejo
y mantenimiento, SIMATIC Route Control utiliza el SIMATIC
Logon, integrado en el sistema de control de procesos.
Route Control Center (RCC)
El Route Control Center (RCC) es sinónimo del Route Control
Client. Puede instalarse en un OS Client, un Batch Client o en
un hardware de cliente separado. El RCC se puede abrir desde
el faceplate del bloque encaminador o con el teclado de la estación de operador. Muestra todos los datos relevantes de la
ruta y las informaciones de los errores durante un transporte
de material en varias vistas coordinadas entre sí.
Route Control Server
Una vez configurada la red de rutas y comprobadas las variantes del transporte de materiales, los datos de configuración de
Route Control se transfieren al servidor de Route Control, donde pueden activarse mediante el Route Control Center en el
momento adecuado desde un punto de vista de técnica de
proceso. Tras ello se tendrán en cuenta los datos nuevos a la
hora de realizar búsquedas de rutas.
El servidor de Route Control (RC Server) suministra los datos
necesarios a los clientes de Route Control (Route Control
Center) y transmite sus operaciones a los controladores.
Route Control Center (RCC)
Cuando se requiera un transporte de material, se solicitará
una ruta por medio del controlador o al operador del Route
Control Center (RCC). Para ello, además de indicar el origen,
el destino y un máximo de 10 puntos de planta opcionales
(puntos intermedios), debe crearse una señal de marcha en
el bloque de control de ruta del controlador.
Si no hay ninguna ruta guardada en la memoria, el servidor RC
iniciará la búsqueda de rutas y, si es posible, generará una ruta
de transporte completa ensamblando las subrutas definidas
estáticamente. A partir de ese momento, Route Control asume el control y la vigilancia de todos los elementos RC implicados en la ruta de transporte. El control de la instalación se
limitará a poner en marcha las distintas funciones tecnológicas. En caso de error, se envía al operador información de
diagnóstico detallada acerca de la causa del error, es decir,
la razón por la que la búsqueda de rutas no ha dado resultado.
Para fines de mantenimiento un controlador se puede poner
selectivamente "en mantenimiento" (out of service). En este
caso, los transportes de material que se efectúan por medio
de este controlador se continuarán hasta el final, pero no se
autorizarán otros nuevos.
Para aquellos casos en los que se transportan materiales sólidos en cintas transportadores, existe la posibilidad de retardar
el orden de conexión/desconexión de los actuadores con elementos WAIT (conexión en cascada). Para transportar líquidos
por tuberías se puede implementar una limpieza de las válvulas por impulsos ajustando el orden y los intervalos también
por medio de elementos WAIT.
Control de rutas con SIMATIC Route Control
65
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librería de Route Control
La librería de Route Control incluye bloques para la configuración RC y también para configurar rutas de transporte y bloques de interfaz para los elementos RC. Esta librería se ofrece
en el catálogo del editor CFC.
Configuración con la herramienta de ingeniería Route Control
Ingeniería de Route Control
La configuración de Route Control complementa la configuración básica con bloques de la librería SIMATIC PCS 7. Esto permite ampliar fácilmente con SIMATIC Route Control incluso
sistemas SIMATIC PCS 7 ya existentes.
Los objetos tecnológicos relevantes para controlar el transporte de material (elementos RC) se adaptan en el editor CFC
mediante bloques de interfaz uniformes procedentes de la
librería de Route Control. Algunos elementos RC:
•
•
•
•
Elementos de control (actuadores)
Elementos sensores (sensores)
Elementos de parámetros (consignas)
Elementos de unión (información de material referidas a
subrutas)
• Elementos WAIT
Los puntos de planta de subrutas y rutas se configuran en el
SIMATIC Manager como "Propiedades de equipo de unidades
de proceso" y se integran en el proyecto RC junto con los datos
básicos relevantes para RC del proyecto SIMATIC PCS 7.
66
Control de rutas con SIMATIC Route Control
Asistente de Route Control
El asistente de Route Control constituye la interfaz entre la
configuración básica de SIMATIC PCS 7 complementada con
bloques de interfaz RC, y la configuración de RC propiamente
dicha en la herramienta de ingeniería RC. Este asistente, que
se puede abrir desde el menú del SIMATIC Manager, integra en
la ingeniería de Route Control los datos de configuración del
proyecto SIMATIC PCS 7 específicos de RC. Durante esta rutina
realiza comprobaciones de coherencia, define las conexiones
de comunicación OS-controlador y controlador-controlador
(NetPro y CFC) y configura los avisos del servidor RC.
Herramienta de ingeniería Route Control
Una vez integrados en el proyecto de RC los datos básicos al
efecto contenidos en el proyecto PCS 7, los objetos específicos
de RC se configuran con la herramienta de ingeniería Route
Control:
• División de las rutas de transporte en tramos (subrutas)
flexibles; parámetros "bidireccional" y "prioridad"
• Interconexión de los elementos RC incorporándolos en una
subruta y, por tanto, transferencia de propiedades adicionales específicas de tipo a esos elementos RC, por ejemplo,
en la posición básica "Cerrar válvula"
• Asignación de las subrutas a catálogos de funciones, como
p. ej. "Limpieza" o "Transporte de producto", que limitan la
cantidad de resultados de la búsqueda de rutas
• Asignación de las funciones secuenciales tecnológicas que
determinan la secuencia del transporte de material mediante elementos RC interconectados, p. ej.,
- Configuración básica de los elementos de control
- Abrir válvulas de transporte
- Abrir válvula de origen
- Conectar bomba
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Según las preferencias, entre los resultados de la búsqueda
offline se puede seleccionar una ruta favorita para guardarla
como ruta estática. Desde el Route Control Center también se
puede guardar una ruta activa para volver a utilizarla. Al solicitar una ruta se da preferencia a las rutas guardadas.
Algunas funciones de configuración especiales facilitan los
trabajos rutinarios y recurrentes y amplían la gama de posibilidades para controlar los transportes de materiales, p. ej.:
Búsqueda gráfica de rutas offline para calcular todas las combinaciones
posibles para la ruta
La configuración de las subrutas y la asignación de los elementos RC a las mismas se lleva a cabo en una matriz de la herramienta de ingeniería de Route Control. Con ayuda de elementos genéricos, pueden integrarse en el proyecto RC objetos
o bloques creados específicamente para el usuario, que se
podrán manipular como cualquier elemento RC.
De forma similar a un navegador, la búsqueda gráfica de rutas
offline calcula todas las combinaciones posibles para la ruta.
Durante la búsqueda se detectan errores en la red de rutas y
se descartan rutas no deseadas.
• Exportar los datos de configuración, en forma de archivos
CSV, a Microsoft Excel; copiarlos, editarlos y luego volver a
importarlos a Route Control
• Control de la utilización conjunta de subrutas mediante
identificadores de función configurables
• Comprobación de la compatibilidad entre materiales mediante evaluación de los identificadores de material en la
subruta y bloqueo de subrutas en caso de secuencias de
materiales incompatibles
• Interconexión, en runtime, en el bloque de rutas de las
consignas que llegan desde el proceso (p. ej., la cantidad
pesada)
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/routecontrol
SIMATIC Route Control, a destacar
■
Arquitectura flexible, modular y escalable para sistemas monopuesto y multipuesto
– Óptima adaptación al tamaño de la planta y los
requisitos individuales
– No hay necesidad de prever costosas capacidades
de reserva
– Alta disponibilidad gracias a servidor Route Control
redundante
■
Reducción del trabajo de configuración y de los tiempos de puesta en marcha
– Configuración de subrutas mediante reproducción
– Exportación de datos a Microsoft Excel y reimportación
– Facilita tareas complejas recurrentes mediante el
asistente RC
– Búsqueda gráfica de rutas offline que permite ver
de antemano todas las combinaciones posibles y las
rutas no deseadas
■
Integración homogénea en la estrategia de HMI de
SIMATIC PCS 7 y la ingeniería
■
Combinable con SIMATIC BATCH: Transportes de
material desde la receta de control Batch
■
Consideración de compatibilidades entre materiales
para evitar mezclas no deseadas
■
Reflejo de la red de rutas de la planta mediante
subrutas
■
Test offline para verificar la integridad y detectar
incoherencias y combinaciones no deseadas
■
Reacción rápida ante cambios en la planta durante
la configuración, la puesta en marcha o el tiempo de
ejecución
■
Diagnóstico detallado de los errores de solicitudes de
transporte de materiales y de transportes de materiales en curso
■
Ocupación exclusiva de los elementos RC y subrutas
que participan en el transporte de material
■
Preferencia de rutas estáticas memorizadas al solicitar
la ruta
■
Definición de la secuencia de conexión/desconexión
con control retardado de actuadores (por ejemplo,
en cintas transportadoras)
Control de rutas con SIMATIC Route Control
67
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Safety Integrated for Process Automation
Amplia oferta de productos y servicios para la seguridad de los procesos
En muchas ocasiones, la industria de procesos requiere complejas operaciones de producción durante las que se producen
o procesan materiales o compuestos nocivos para la salud o
explosivos. Un fallo o error en estos casos podría tener consecuencias fatales.
Por ello, el objetivo de la tecnología de seguridad de Siemens
es minimizar los peligros potenciales para las personas, las
instalaciones y el medio ambiente sin comprometer con ello
el proceso de producción. Esto requiere un sistema de seguridad fiable (Safety Instrumented System, SIS) capaz de dejar
automáticamente la planta en un estado seguro cuando se
produce una situación crítica, de seguir trabajando de forma
segura en determinadas condiciones y de limitar los efectos
negativos que puedan derivarse de un fallo de la seguridad.
Safety Integrated for Process Automation, basado en el sistema de seguridad de Siemens, pone a disposición de la industria de procesos una amplia oferta de productos y servicios
para aplicaciones de seguridad positiva (failsafe) y tolerantes
a fallos. Ofrece toda la gama de funciones de seguridad, desde
la instrumentación para la captación y conversión de señales
segura hasta los actuadores, como p. ej. posicionadores,
válvulas y bombas, pasando por controladores de seguridad
y tolerante a fallos.
68
Safety Integrated for Process Automation
La mejor manera de aprovechar al máximo el enorme potencial de Safety Integrated for Process Automation es en combinación con SIMATIC PCS 7. Gracias a la modularidad y flexibilidad de los productos de seguridad, esta combinación ofrece
una gran cantidad de variantes. No sólo puede definirse individualmente el grado de integración del sistema de seguridad
en el sistema de control de procesos, sino también el grado de
redundancia de los controladores, el bus de campo y la periferia de proceso (Flexible Modular Redundancy). Gracias a la
reducción de las necesidades de espacio, del volumen de
hardware y cableado y de los costes de montaje, instalación
e ingeniería, la integración completa (común) del sistema de
seguridad en SIMATIC PCS 7 ofrece la mejor opción desde el
punto de vista de los costes, si se considera el ciclo de vida
completo de una instalación.
Tanto la tecnología de seguridad como las aplicaciones de
seguridad basadas en ella se distinguen por un alto grado de
eficiencia y son homologables a estándar nacionales e internacionales, como p. ej.,:
• IEC 61508: norma básica para especificaciones, diseño y
operación de sistemas de seguridad
• IEC 61511: norma específica de las aplicaciones para la
industria de procesos
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Gama de productos
Safety Integrated for Process Automation: gama de productos para SIMATIC PCS 7
Ingeniería
Configuración de las funciones de seguridad (hasta SIL 3)
usando bloques de función con certificado TÜV y
Continuous Function Chart (CFC)
o SIMATIC Safety Matrix (matriz de causas y efectos)
Controladores
AS 410F/FH, AS 412F/FH,
AS 414F/FH, AS 416F/FH,
AS 417F/FH
conectados a PROFIBUS o
PROFINET
Controladores de seguridad, tolerantes a fallos, en configuración
no redundante y redundante (SIL 3) para las gamas baja, media y
superior
PROFIsafe con PROFIBUS
PROFIsafe con PROFINET
Para una comunicación estándar y de seguridad por un único cable
de bus, certificado de acuerdo con IEC 61508 (SIL 3)
SIMATIC ET 200
ET 200M: Periferia modular para aplicaciones multicanal con módulos de señales de seguridad (F-DI, F-DO, F-AI), SIL 2/SIL 3; grado de
protección IP20
ET 200iSP: Periferia modular de seguridad intrínseca con módulos
electrónicos de seguridad (F-DI Ex, F-DO Ex, F-AI Ex), SIL 3; grado de
protección IP30
ET 200S: Periferia de modularidad granular con módulos electrónicos de seguridad (F-DI, F-DO) y arrancadores de motor de seguridad,
SIL 2/SIL 3; grado de protección IP20
ET 200pro: Periferia modular muy compacta con módulos electrónicos de seguridad (F-DI, F-DI/F-DO), SIL 2/SIL 3; switch "F" para desconectar la periferia estándar y controlar interruptores de motor;
grado de protección IP65/66/67
Instrumentos y
dispositivos de proceso
Dispositivos/instrumentos de proceso seguros conectados a
PROFIBUS:
Transmisores de presión SITRANS P DS III PA (SIL 2) con
PROFIsafe, SIMOCODE pro con DM-F local/PROFIsafe (SIL 3),
SIPART PS2 PA (SIL 2)
Dispositivos/instrumentos de proceso de seguridad para la conexión
a E/S remotas ET 200M:
SITRANS P DS III analógico/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 hilos (SIL 2)
Aplicaciones
SIS controller
Safety
application
ET 200M
DP/PA coupler
F-DO
Safety
Instrumented
Function
SIPART PS2
valve positioner
Feedback of
valve position
Setpoint for
valve position
Air supply
S
Solenoid valve
Pneumatic shutdown valve
Prueba de carrera parcial ("Partial Stroke Test")
Faceplates y bloques de función preprogramados para la prueba
de válvulas en línea para el diagnóstico preventivo de válvulas sin
afectar a la producción
Safety Integrated for Process Automation
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Variantes de configuración de seguridad
Configuración monocanal
no redundante
Configuración redundante,
de alta disponibilidad y tolerante a fallos
Periferia descentralizada y
conexión directa al bus de campo
Periferia descentralizada
AS Single Station
Redundancia modular flexible
a nivel de módulos o de aparatos
Conexión directa al bus de campo
AS Redundancy Station
AS Redundancy Station
PA Link
ET 200M
PROFIBUS PA
ET 200M
Módulos F
Módulos F
ET 200M
Módulos estándar y F
ET 200iSP
PA Link
Módulos estándar y F
con acopladores
PA redundantes
ET 200iSP
Módulos estándar y F
ET 200S
Módulos
estándar y F
Active Field
Splitter
Módulos estándar y F
ET 200M
Redundancia de
módulos o vía
varias estaciones
separadas
PA Link
PROFIBUS PA
PA Link
con acopladores
PA redundantes
Active Field Distributors
Módulos estándar y F
ET 200S
Y-Link
ET 200pro
Módulos estándar y F
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
G_PCS7_XX_00130
ET 200M
Variantes de configuración de seguridad con comunicación vía PROFIBUS
El perfil PROFIsafe posibilita la comunicación de seguridad
entre el controlador y la periferia del proceso a través de los
buses estándar abiertos PROFIBUS y PROFINET. La decisión por
uno u otro bus tiene un influjo decisivo en la arquitectura del
sistema de seguridad.
Variantes de configuración de seguridad con PROFIBUS
En un sistema de seguridad integrado en SIMATIC PCS 7 con
comunicación vía PROFIBUS se diferencian dos variantes de
configuración en todos los niveles de arquitectura:
• Configuración monocanal, no redundante
• Configuración redundante, de alta disponibilidad y tolerante a fallos
Ambas alternativas son muy variables y ofrecen un amplio
margen de posibilidades de configuración. En los distintos
niveles de arquitectura (controlador, bus de campo, E/S remotas) existen, dependiendo de la periferia de proceso que se
utilice, las posibilidades de configuración que se muestran en
la imagen.
Las funciones estándar (Basic Process Control) y de seguridad
no sólo pueden combinarse flexiblemente en el área de la
periferia E/S. Ya a nivel del controlador es posible combinarlas
en un sistema o separarlas, según las preferencias. A esto
se añaden las múltiples posibilidades que ofrece FMR
(Flexible Modular Redundancy).
70
Safety Integrated for Process Automation
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Flexible Modular Redundancy (FMR)
Controlador S7-400FH
Triple
Controlador S7-400FH
Simple Doble
PA Link
con acopladores PA redundantes
1oo1 LS
AFD
AFD
AFD
1oo2 Caudal
2oo3 PT
2oo3
1oo2
G_PCS7_XX_00227
PROFIBUS DP
G_PCS7_XX_00212
PROFIBUS DP
Flexible Modular Redundancy en un ejemplo de configuración de
instalación de seguridad tolerante a fallos
Arquitectura de seguridad tolerante a fallos basada en una estructura
de anillo PROFIBUS PA
Dependiendo de la tarea de automatización de que se trate y
de las exigencias de seguridad, se puede definir por separado
el grado de redundancia de cada uno de los niveles de arquitectura de controlador, bus de campo y periferia de E/S y coordinarlo con la instrumentación de campo. De este modo se
pueden crear arquitecturas tolerantes a fallos adaptadas
exactamente a determinadas tareas, capaces de tolerar varios
fallos de aparición simultánea. Como FMR sólo proporciona la
redundancia allí donde se necesita, permite aplicaciones de
seguridad comparativamente más atractivas y rentables que
las arquitecturas redundantes habituales.
FMR no se puede aplicar sólo a configuraciones de planta
con periferia de E/S descentralizada, sino que también puede
transferirse a configuraciones en las que los equipos están
conectados directamente a través del bus de campo PROFIBUS
PA. Como muestra la figura, la arquitectura en anillo de
PROFIBUS PA permite crear también aplicaciones económicas
de seguridad y tolerantes a fallos con bajos costes de dispositivos y cable.
Como muestra el ejemplo de una instalación con periferia descentralizada de E/S ET 200M, la suma de las tareas puede dar
como resultado una mezcla de diversos grados de redundancia dentro de un mismo nivel de arquitectura (1oo1, 1oo2,
2oo3).
En entornos de trabajo hasta la zona Ex 2/22 se pueden emplear distribuidores de campo activos AFD4/AFD8; en entornos de trabajo hasta la zona Ex 1/21, distribuidores de campo
activos AFDiS. Los cables derivados de los AFDiS se pueden
tender hasta en la zona 0/20 para conectar dispositivos al
efecto.
Variantes de configuración de seguridad con PROFINET
PROFINET soporta sistemas de seguridad basados en controladores SIMATIC PCS 7 se seguridad (F/FH) y E/S remotas
ET 200M. En un sistema de seguridad con comunicación vía
PROFINET, el anillo es la topología preferente desde el punto
de vista de la disponibilidad. La redundancia de medios en el
anillo evita que falle todo el segmento cuando se produce una
interrupción en el bus o un fallo en una estación.
AS Redundancy
Station con
PROFINET CPU
PROFINET
ET 200M
ET 200M
ET 200M
ET 200M
G_PCS7_XX_00314
SCALANCE X
El máximo nivel de disponibilidad se consigue con un
anillo PROFINET conectado a un controlador redundante
(AS Redundancy Station). En una configuración como ésta, la
forma de comunicación vía PROFINET IO denominada redundancia del sistema hace posible que los dispositivos de E/S establezcan la comunicación con cada CPU de la AS Redundancy
Station a través de la red topológica.
Variante de seguridad con AS Redundancy Station y comunicación
vía PROFINET IO
Safety Integrated for Process Automation
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Herramientas de ingeniería para funciones de seguridad
Ingeniería de aplicaciones de seguridad con CFC
Safety Matrix: Asignación de reacciones exactamente definidas (efectos) a cada
evento surgido (causas).
Para configurar y programar los controladores de seguridad se
puede usar la librería de bloques F integrada en S7 F Systems
y SIMATIC Safety Matrix.
SIMATIC Safety Matrix
S7 F Systems con librería de bloques F
La herramienta de ingeniería S7 F Systems permite parametrizar los controladores de seguridad y los módulos F de seguridad de la gama ET 200. Soporta la configuración mediante
funciones para:
• Comparar programas F de seguridad
• Detectar modificaciones en programas F a través de la
suma de verificación
• Separar las funciones de seguridad y las funciones estándar
El acceso a las funciones F se puede proteger por contraseña.
La librería de bloques F, integrada en S7 F Systems, contiene
bloques de función preprogramados para crear aplicaciones
de seguridad usando CFC o Safety Matrix basada en él. Los
bloques F certificados son muy robustos y detectan errores
tales como la división por cero o el rebose de valores. Ahorran
la labor de la programación diversitaria para la detección de
errores y para la reacción a los mismos.
SIMATIC Safety Matrix, que puede utilizarse como complemento de S7 F Systems, es una innovadora herramienta de
ciclo de vida de seguridad de Siemens que se puede emplear
tanto para la cómoda configuración de aplicaciones de
seguridad como para su funcionamiento y servicio. Basada
en el probado principio de la matriz de causas y efectos
(Cause&Effect-Matrix), es la herramienta ideal para procesos
con estados definidos que requieren unas determinas reacciones de seguridad.
Con la Safety Matrix, la programación de la lógica de seguridad no sólo es más sencilla y confortable, sino también mucho
más rápida que con los métodos convencionales.
Durante el análisis del riesgo de la planta, el usuario podrá
asignar a los eventos surgidos durante el proceso (causas)
una reacción exactamente definida (efectos). En las líneas
horizontales de la matriz, comparable con una hoja de cálculo,
introduce primero los posibles eventos del proceso (entradas)
y configura su clase y cantidad, los enlaces lógicos, los eventuales retardos y bloqueos y los fallos que, dado el caso, sean
tolerables. A continuación, define en las columnas verticales
las reacciones (salidas) ante un evento determinado.
La vinculación entre eventos y reacciones se consigue haciendo clic en la celda, en concreto, en el punto de intersección
entre el renglón y la columna. A partir de estas especificaciones, Safety Matrix genera automáticamente complejos programas CFC de seguridad. Al no ser necesario que el configurador disponga de conocimientos de programación especiales, éste podrá concentrarse totalmente en los requerimientos
de seguridad de su planta.
72
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Controladores de seguridad y periferia de proceso
Controladores de seguridad
Módulos F de seguridad
Los controladores de seguridad SIMATIC PCS 7 están disponibles en dos variantes:
Las funciones de seguridad de los controladores F/FH están
perfectamente ajustadas a estos módulos F de seguridad de la
gama ET 200:
• AS Single Station tipo AS 410F, AS 412F, AS 414F,
AS 416F y AS 417F, con una sola CPU, de seguridad
• AS Redundancy Station tipo AS 410FH, AS 412FH,
AS 414FH, AS 416FH y AS 417FH, con dos CPU redundantes, de seguridad y tolerantes a fallos
ET 200M
■
■
■
■
■
Todos estos sistemas tienen capacidad multitarea, es decir, en
una CPU se pueden ejecutar simultáneamente varios programas, que pueden ser tanto aplicaciones Basic Process Control
como aplicaciones de seguridad. En combinación con los
módulos de señales de seguridad de los sistemas de periferia
descentralizada ET 200 o directamente a través del bus de
campo, los transmisores de seguridad conectados detectan
fallos en el proceso y fallos propios internos y, en tal caso,
transfieren la instalación automáticamente a un estado seguro. Los programas de seguridad que se ejecutan en los distintos controladores de una planta también tienen la posibilidad
de establecer una comunicación de seguridad entre sí a través
del bus Industrial Ethernet.
Para la comunicación entre la CPU del controlador y la periferia de proceso de seguridad, se puede utilizar el bus estándar
PROFIBUS o PROFINET en combinación con el perfil PROFIsafe.
En ambos casos se soporta el funcionamiento de componentes estándar y de seguridad por el mismo bus. Así se elimina la
necesidad de un bus de seguridad separado, que es muy caro.
El perfil PROFIsafe está implementado en los equipos/sistemas
en calidad de capa de software adicional, y no modifica los
mecanismos de comunicación del PROFIBUS estándar. Con
PROFIsafe los telegramas se amplían con información adicional a partir de la cual los nodos PROFIsafe pueden reconocer y
corregir errores de transferencia como retardos, secuencias
erróneas, repeticiones, pérdidas, direccionamientos erróneos
o falsificaciones de datos.
ET 200iSP
■
■
■
ET 200S
■
■
ET 200pro
■
■
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)
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
F-DI 4/8 × DC 24 V
F-DO 4 × DC 24 V/2 A
F-DI 8/16 × DC 24 V
F-DI/DO 4/8 × DC 24 V (DI) y 4 × DC 24 V/2 A (DO)
Arrancadores de motor de seguridad F para ET 200S
Arrancador de motor de seguridad hasta 7,5 kW, ampliable
con módulo Brake Control:
• Arrancador directo F-DS1e-x
• Arrancador inversor
F-RS1e-x
Como resultado de una señal
de corte se pueden desconectar de manera selectiva arrancadores de motor de seguridad
ET 200S a través del módulo de
potencia conectado aguas arriba PM-D F PROFIsafe. Los
arrancadores de motor de seguridad tienen, además de una
combinación interruptor automático/contactores, un circuito
electrónico de evaluación segura para detectar defectos.
Si en caso de una parada de emergencia falla el contactor
de corte, la electrónica de evaluación detecta el fallo y abre
de forma positiva el interruptor automático incluido en el
arrancador de motor.
Safety Integrated for Process Automation
73
© Siemens AG 2014
Dispositivos PROFIBUS PA para desconexiones de
emergencia
El transmisor de presión digital SITRANS P DSIII se conecta al
bus de campo PROFIBUS PA y es apto para paradas o cortes de
seguridad SIL 2 de acuerdo con IEC 61508/IEC61511-1. Para
ello, Siemens ha ampliado con un driver PROFIsafe su instrumento de medición estándar para presión, presión absoluta y
presión diferencial.
Este trasmisor de presión se puede interconectar a una aplicación de seguridad con un controlador al efecto (F/FH) vía
PROFIBUS PA. A fin de lograr una desconexión segura, se puede utilizar la entrada digital del posicionador electroneumático para PROFIBUS PA SIPART PS2 PA. En caso de configuración
diversitaria y redundante, también se pueden realizar circuitos de medición hasta el nivel de seguridad SIL 3.
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/process-safety
Safety Integrated for Process Automation, a destacar
74
■
Amplia oferta de productos y servicios para aplicaciones de seguridad, tolerantes a fallos y de alta disponibilidad para la industria de procesos
– Creación, manejo y mantenimiento sencillos de
aplicaciones de seguridad
– Eliminación fiable de peligros y riesgos
– Con capacidad de adaptación y preparado para las
innovaciones
■
Integración homogénea de las funciones de seguridad
en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7
– Procesamiento de funciones de Basic Process Control
y funciones de seguridad en un solo controlador
– Nivel de seguridad SIL 3 posible con una sola CPU
– Comunicación estándar y de seguridad vía
PROFIBUS/PROFINET con PROFIsafe; sin bus de
seguridad independiente
– Operación mixta de módulos F estándar y de seguridad en estaciones ET 200
– Gestión de datos homogénea para Basic Process
Control y automatización de seguridad; sin necesidad de una compleja manipulación de datos
■
Integración de la aplicación de seguridad en la visualización del proceso de la PCS 7 Operator Station
■
Registro automático de los avisos de fallos relacionados con la seguridad con su sello de fecha/hora
Safety Integrated for Process Automation
■
La configuración de las funciones de seguridad
forma parte de la configuración completa del
sistema SIMATIC PCS 7
– S7 F Systems, CFC y SIMATIC Safety Matrix forman
parte integrante del Engineering Toolset
– Configuración homogénea de las funciones de
Basic Process Control y de seguridad con la herramienta CFC
– Safety Matrix para crear funciones de seguridad de
forma más cómoda, rápida y sencilla sin saber de
programación
■
Diagnóstico y mantenimiento homogéneo desde el
sensor/actuador, pasando por el controlador, hasta el
sistema de operador
■
Integración de las funciones de seguridad en el diagnóstico y mantenimiento con la PCS 7 Maintenance
Station
■
Minimización de costes durante todo el ciclo de vida
– Descenso de los costes de hardware, montaje,
cableado, instalación, ingeniería y puesta en
marcha con un grado de integración creciente
– Reducido trabajo de familiarización y formación
gracias a entorno sistema y herramientas uniformes
– Gestión de repuestos económica gracias a la reducción del número de tipos y piezas
© Siemens AG 2014
Industrial Security
Amplias medidas de protección para el sistema de instrumentación y control
ERP
Web client
- OS
- Maintenance
- Information
Domain controller
Virus scan
server
WSUS
server
Ethernet, office LAN
Domain
controller
MES/MIS
SIMATIC IT
Front-end
firewall
COMOS plant
lifecycle management
Back-end
firewall
OS clients
Engineering
station
Web
server
OpenPCS 7
Central archive
server
Domain controller
Terminal bus
G_PCS7_XX_00145
Plant bus
Ejemplo de una arquitectura de seguridad escalonada
Con la creciente homologación, apertura e interconexión de
los sistemas, los riesgos de seguridad de las instalaciones de
control han aumentado enormemente. Los programas maliciosos y el acceso de personas no autorizadas pueden provocar peligros tales como la sobrecarga o la caída de redes, el
robo de contraseñas y datos y la intervención no autorizada en
la automatización de procesos. Además de daños materiales,
el sabotaje premeditado puede tener graves consecuencias
para las personas y para el medio ambiente.
Filosofía de seguridad de SIMATIC PCS 7
SIMATIC PCS 7 ofrece amplias soluciones para asegurar una
planta de procesos industriales, basadas en una estructura de
seguridad con defensa en profundidad. La peculiaridad de este
sistema radica en su enfoque global. No se limita al uso de
métodos o dispositivos de seguridad independientes entre sí
(como p. ej. el cifrado o los cortafuegos). El secreto de su solidez es la combinación de varias medidas de seguridad distintas
en un complejo de instalaciones.
El sistema de seguridad SIMATIC PCS 7 comprende también
indicaciones y consejos ("mejores prácticas") sobre los
siguientes temas:
• Creación de una arquitectura de red con niveles de seguridad
de tipo defensa en profundidad (defense in depth), combinada con la división de la planta en células de seguridad
• Administración y segmentación de la red
• Funcionamiento de instalaciones en dominios Windows
• Administración de autorizaciones de operación de Windows
y SIMATIC PCS 7; integración de las autorizaciones de operación de SIMATIC PCS 7 en la administración de Windows
• Control absoluto de la sincronización horaria
• Gestión de los parches de seguridad para los productos
de Microsoft
• Uso de antivirus y cortafuegos
• Accesos a soporte técnico y acceso remoto (VPN, IPSec)
Todos los asuntos relacionados con la seguridad y las
recomendaciones para la protección de las instalaciones de
automatización se describen detalladamente en el manual
"Sistema de seguridad PCS 7" y "Documentación básica de
WinCC" y también en la documentación detallada.
Industrial Security
75
© Siemens AG 2014
Funciones de seguridad plenamente integradas en
el sistema
ion
pt
ze
Workshop zur
Bedarfsermittlung
ti o n u n
d In b e tri e b s
nd E
gu
rin
ee
e tz u
ng
G_PCS7_XX_00286
t a lla
Implementierung
und
Abnahmetest
g in
g
In s
Entwurf und
Entwicklung
der
Schutzmaßnahmen
En
un
Security
Management
ohne Beeinträchtigung des
Anlagenbetriebs
n t w ic k l u n g
Analyse und
Bewertung von
Schwachstellen
Industrial Security Services
Application Whitelisting
Los robustos módulos Industrial Security SCALANCE S602,
S612, S623 y S627-2M se pueden utilizar, por ejemplo, para
proteger el intercambio de datos entre los componentes de
automatización y los del sistema de control de procesos cubriendo todas las celdas. Disponen de funciones de seguridad
como Stateful Inspection Firewall, filtrado de puertos, conversión de direcciones NAT y NAPT y servidor DHCP. S612, S623
y S627-2M ofrecen, además, autenticación y cifrado de datos
con VPN (Virtual Private Network) vía túnel IPsec.
Los mecanismos de protección llamados Application Whitelisting o listas blancas de aplicaciones garantizan que en una
estación del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 se
ejecuten únicamente aplicaciones y programas de confianza.
Es decir, impiden que se ejecute software no autorizado y que
se modifiquen las aplicaciones instaladas, ofreciendo así una
protección adicional a los demás mecanismos de protección
instalados contra el malware (software malicioso).
Automation Firewall
Industrial Security Service
El Automation Firewall o cortafuegos para automatización
está dotado de Stateful Inspection Paket Filter, Application
Layer Firewall, funcionalidad VPN Gateway, URL Filtering,
Web Proxy, Virus Scan e Intrusion Prevention. Protege el
punto de acceso al entorno de la producción (por ejemplo,
desde las redes de oficina o intranet/Internet). Dependiendo
del tamaño de la planta, se puede utilizar como:
Siemens Industry Automation ofrece, además de productos y
sistemas, servicios y soluciones profesionales para proteger
las plantas industriales de las numerosas amenazas a las que
se enfrenta la seguridad de las TIC. Los servicios Industrial
Security no sólo están orientados a determinadas fases del
proyecto, sino a todo el ciclo de vida de la planta o instalación.
• Access Point Firewall para pequeñas plantas y acceso
remoto seguro
• Three-Homed Firewall para plantas entre pequeñas y
medianas con "red de perímetro mínimo"
• Front/Back Firewall o cortafuegos frontal y posterior para
una protección máxima con red de perímetro extenso
Automation Firewall se complementa con servicios integrados como línea directa de asesoramiento, servicio de recambio y servicio de actualización de software. Los servicios aditivos permiten implementar cortafuegos personalizados o integrarlos en las instalaciones del cliente.
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/industrial-security
76
Plan
ung
un
dK
on
Werkzeuge,
Methoden,
Anweisungen,
Standardlösungen,
Best Practices
a rt
nd W
Industrial Security Module SCALANCE S
g
un
Überprüfen
der Effektivität
der
Schutzmaßnahmen
B e t ri e b u
• Compatibilidad con versiones actuales de los antivirus
- Trend Micro OfficeScan Client-Server Suite
- McAfee VirusScan Enterprise
- Symantec Endpoint Protection
• Aplicación de los cortafuegos locales de Windows
• Configuración automática de los parámetros relacionados
con la seguridad como, por ejemplo, DCOM, el Registro y el
cortafuegos de Windows ya desde el momento de la instalación
• Administración y autenticación de usuarios mediante
SIMATIC Logon
• Módulo de interfaz Industrial Ethernet CP 1628 con funciones de seguridad integradas (cortafuegos, VPN)
• Integración de módulos Industrial Security SCALANCE S
• Automation Firewall
• Lista blanca de aplicaciones (Application Whitelisting) con
McAfee Application Control
Mo
de
rn
isi
er
Por el lado del sistema, SIMATIC PCS 7 respalda la implantación
de las normas y recomendaciones del sistema de seguridad:
ierung
ptim
O
d
un
Industrial Security
El asesoramiento puntual en materia de conceptos y configuraciones seguras de la planta o instalación ayuda al cliente a
diseñar de forma personalizada su sistema de instrumentación y control.
Certificación de las funciones de seguridad
Siemens concede una importancia capital a la seguridad del
sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, y por ello lo somete a la inspección periódica por parte de institutos de ensayo independientes. Los siguientes certificados demuestran el
alto nivel de seguridad de SIMATIC PCS 7 y sus componentes:
• Achilles Level II Certification para la estabilidad de la
comunicación entre distintos componentes
• Achilles Practices Certification en bronce para
SIMATIC PCS 7 (diciembre 2013)
© Siemens AG 2014
Virtualización
OS
client
OS
client
Eng.
system
Thin Clients
Zero Clients
Service
Package
Technical
Support
Extended
SIMATIC
Remote
Services
Remote protocol
Virtual
Machines
Plant bus
PCS 7 controller
OS
server
OS
client 1
OS
client 2
VMware ESXi
Hardware (Industry PC)
Eng.
system
G_PCS7_XX_00336
Virtual PCS 7 system
La virtualización es una innovadora tecnología por software
para la emulación de hardware, sistema operativo, memoria
de datos y redes, la cual está ganando cada día más terreno en
el mundo de la automatización industrial. Aunque en principio se requieren grandes inversiones en hardware, software
de virtualización, contratos de servicio técnico e infraestructura, a largo plazo se amortizan gracias al ahorro que se consigue en el coste total de propiedad durante todo el ciclo de vida
de la planta. El éxito de la virtualización está garantizado por
fuertes departamentos de TI que cuentan con especialistas
bien formados y conocimientos específicos sobre automatización de procesos.
La rentabilidad depende en gran medida de los requisitos
específicos del proyecto, caracterizados por aspectos como
espacio disponible, acceso remoto, ahorro de energía, validación, distribución de la planta, infraestructura o uso virtual
de otras aplicaciones (p. ej., herramientas de evaluación o
sistemas de información e informe).
Al igual que en el entorno real, la seguridad de las TI también
es de suma importancia en el mundo virtual. Tanto en uno
como en otro se utilizan métodos y mecanismos de seguridad
equiparables (p. ej., patches de seguridad, antivirus, administración de usuarios o protección de acceso).
Actualmente se ofrecen soluciones de virtualización basadas
en SIMATIC PCS 7 habilitadas para Clients (OS, Batch, Route
Control) u opciones como SFC Visualization, OpenPCS 7/
OS Client, PCS 7 Web Server o PCS 7 Terminal Server. Para
proyectos específicos también se pueden utilizar en el entorno virtual servidores (OS, Batch, Route Control), sistemas de
ingeniería (ES) o sistemas de operador (OS Single Stations).
Pre-installed
Hypervisor
SIMATIC Virtualization
as a Service
Configured
Host
Para los clientes y opciones virtuales se utilizan como hardware Thin Clients o Zero Clients de precio módico. Los puestos
de mando configurados de este modo se conectan mediante
protocolos de control remoto (VNC, VMware View). En ellos
los operadores disponen de las funciones HMI que conocen
de la planta real.
SIMATIC Virtualization as a Service
"SIMATIC Virtualization as a Service" es una oferta modular de
Siemens para la creación de la mejor solución posible de virtualización para cada proyecto concreto. El elemento central
es un amplio "Service Package" para la implementación de la
solución de virtualización con sistemas prefabricados, configurados y probados. Además de la instalación y la configuración, se incluye la documentación del sistema y 2 horas de
asistencia técnica por encargo. Para complementar la oferta,
especialistas de servicio técnico expertos ofrecen ayuda para
la creación y adaptación de scripts, la configuración, la implementación de necesidades especiales y la puesta en marcha,
todo ello dentro del programa "Technical Support Extended".
Sobre la base de los "SIMATIC Remote Services", puede configurarse también una conexión segura y potente para el acceso remoto de los especialistas de servicio técnico.
La plataforma de sistema "Configured Host", compuesta por
el hardware de servidor y un Thin Client, se suministra con el
software VMware preinstalado y preconfigurado. Sobre esta
base se instala la capa de virtualización para la distribución
de recursos entre el hardware y las máquinas virtuales en el
módulo "Pre-installed Hypervisor". Por último, en el módulo
"Virtual Machines" se realiza la configuración específica de
tipo de la máquina virtual lista para la operación como
OS Server, ES/OS Client, OS Client o Web Server para
SIMATIC PCS 7.
Virtualización
77
© Siemens AG 2014
Telecontrol
Telecontrol con SIMATIC PCS 7 TeleControl
Clientes OS
de PCS 7
Engineering Station
Comunicación serie:
SINAUT ST7 o DNP3
TIM 4R-IE (ST7)
o Convertidor
TCP/IP – serie
(DNP3)
(dedicada o
doble canal)
Comunicación TCP/IP:
SINAUT ST7 o DNP3
TIM 4R-IE (ST7)
o TCP/IP
Router WAN
(DNP3)
Estaciones remotas
TeleControl distribuidas
WAN
RTU de terceros
(solamente DNP3)
S7-300
+ TIM 3V-IE o
TIM 3V-IE DNP3
S7-400
+ TIM 4R-IE o
TIM 4R-IE DNP3
Industrial Ethernet
Comunicación TCP/IP:
Modbus o IEC 60870-5-104
TCP/IP
Router WAN
WAN
RTU de terceros
(solamente DNP3)
S7-300
+ TIM 3V-IE o
TIM 3V-IE DNP3
S7-400
+ TIM 4R-IE o
TIM 4R-IE DNP3
Convertidor
TCP/IP – serie
WAN
Estaciones remotas de
TeleControl distribuidas
WAN
Comunicación serie:
Modbus o IEC 60870-5-101
Estaciones remotas de
TeleControl distribuidas
RTU de terceros
RTU de terceros
ET 200S con
CPU PB integrada
ET 200S con CPU integrada
+ interfaz serie
S7-300
+ CP 343 o
interfaz PN
S7-300
+ CP 341
S7-400
+ CP 443 o
interfaz PN
S7-400
+ CP 441
G_PCS7_XX_00175
PCS 7 TeleControl
Servidor OS
PCS 7 OS Single Station
Posibilidades de integración y comunicación con SIMATIC PCS 7 TeleControl
Sobre todo en el sector de las aguas y aguas residuales, así
como en el del petróleo y el gas, muchas veces las plantas ocupan superficies enormes. En estos casos, una de las tareas más
difíciles consiste en integrar en el sistema de control global del
complejo las estaciones destinadas a la vigilancia y el control de
unidades remotas con un nivel de automatización bajo o mediano a través de una WAN (Wide Area Network) con protocolos
de telecontrol.
SIMATIC PCS 7 TeleControl permite integrar directamente en
el sistema de control de procesos la central de supervisión remota para las estaciones externas, que suelen estar formadas
por sencillas RTU (Remote Terminal Units).
78
Telecontrol
Esto presenta grandes ventajas frente a las soluciones convencionales en las que las áreas centrales y las áreas remotas
de la planta se configuran como unidades de proceso independientes, las cuales se reúnen después en una red de
control superior; por ejemplo:
• Conducción unificada del proceso
• Gestión de datos sencilla y confortable
• Ingeniería homogénea para unidades de proceso centrales
y remotas
• Reducidos costes para servicio técnico y formación
La integración de la central de supervisión remota en el
control de procesos SIMATIC PCS 7 se lleva a cabo en forma
de estación de operador, bien como Single Station o como
servidor (opcionalmente, también redundante). Esta estación
de operador PCS 7 TeleControl se utiliza preferentemente
para el telecontrol dedicado, aunque con capacidades funcionales reducidas también puede gestionar, en paralelo a los
sistemas de telecontrol, controladores SIMATIC PCS 7 en áreas
centrales de la planta (modo de doble canal).
© Siemens AG 2014
En lo que al manejo y las posibilidades de alarma se refiere, no
existe diferencia alguna entre la automatización central y la
descentralizada. Los datos de las RTU del sistema de telecontrol se pueden visualizar en un sinóptico de proceso junto con
datos procedentes de controladores SIMATIC PCS 7.
Para la ingeniería de la estación de operador de TeleControl
(Single Station/servidor), la estación de ingeniería del
sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 se amplía
desde el punto de vista funcional con la tecnología DBA
(Data Base Automation) y la librería de objetos SIMATIC PCS 7
TeleControl.
2)
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/telecontrol
Tipo de RTU1)
Categoría de RTU
Controlador integrado en
SIMATIC ET 200S
Small con 30 ... 200 E/S
para aplicaciones pequeñas
• Modbus
• IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
Controlador SIMATIC
S7-300/S7-300F
Medium con 100 ... 2 000 E/S2)
para aplicaciones de mediana
envergadura
•
•
•
•
SINAUT ST7
DNP3
Modbus
IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
Controlador SIMATIC
S7-400/S7-400F
Large con 500 ... 5 000 E/S2)
para aplicaciones de gran envergadura que requieren mayores
prestaciones
•
•
•
•
SINAUT ST7
DNP3
Modbus
IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
Controlador SIMATIC
S7-400H/S7-400FH
1)
Además de objetos tecnológicos para tratar y visualizar datos
de proceso, la librería incluye también objetos de diagnóstico
para diagnosticar y controlar la comunicación. Éstos soportan
la guía del operador mediante símbolos y faceplates conformes con SIMATIC PCS 7 así como la jerarquía de los mensajes
de alarma de SIMATIC PCS 7. De ser necesario, la librería puede ampliarse con nuevos tipos de objetos basados en scripts
con ayuda del DBA Type Editor.
Posibles protocolos de telecontrol
2)
• DNP3
• IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
También en versión SIPLUS extreme; por ejemplo, para entornos con temperaturas de -25 °C a +70 °C, con condensación o condiciones ambientales rigurosas
Depende del tamaño de la CPU, tipo de protocolo y aplicación
Telecontrol
79
© Siemens AG 2014
Automatización de subestaciones
Integración de la automatización de subestaciones eléctricas en la industria
de procesos con SIMATIC PCS 7 PowerControl
Cable aéreo
Nivel de alta
tensión
Cable aéreo
AT: 60 ... 145 kV
MT: 4 ... 30 kV
BT: 0,4 ... 1 kV
Celdas primarias
de media tensión
SIMATIC PCS 7 PowerControl
Automatización de
subestaciones conforme a
IEC 61850
● Control y maniobra
● Medición y automatización
de cargas importantes
- Generadores
- Transformadores
- Motores
Sector 2
Celdas secundarias
de media tensión
Proceso
Cuadros/CCM
Compensación
Variadores
BT MT
a las cargas
Motores AT/Motores MT
Cargas típicas
● Grandes accionamiento
● Ventiladores pesados
● Compresores, bombas
● Grandes centrifugadoras
● Extrusoras, mezcladoras
● Trituradoras, molinos
● Electrólisis, galvanoplastia
● Alimentación de edificios
G_PCS7_XX_00318
Sector 1
Niveles de automatización del suministro y distribución de energía
Una subestación, celda o cuadro eléctrico es un sistema en el
que se distribuye o transforma energía eléctrica y se concentran cargas/receptores en grupos de carga. Los nodos de red
en forma de embarrados reúnen los cables que entran y salen,
es decir, las derivaciones, con ayuda de aparamenta al efecto.
Al dimensionar las celdas o cuadros debe tenerse en cuenta la
modificación de la topología de red ante perturbaciones y la
desconexión y puesta a tierra del material necesario para los
trabajos de mantenimiento.
En otros tiempos, las plantas de automatización de procesos
estaban estrictamente separadas de las plantas encargadas
de automatizar el suministro de energía al proceso. Ahora,
sin embargo, con SIMATIC PCS 7 PowerControl ya es posible
reunir en el mismo sistema de control la automatización del
proceso con la automatización de las celdas de media tensión
en el rango de 4 a 30 kV. Esto genera numerosas ventajas y
enormes ahorros de costos a lo largo de todo el ciclo de vida
de la planta, que se hacen cada vez más perceptibles a medida
que aumenta la descentralización, gracias al mayor uso de
energías renovables, p. ej.,:
• Estructuras más simples, con mejor visibilidad de las
interrelaciones tecnológicas
• Incremento del grado de integración de la planta
• Conducción unificada del proceso y extensión del ámbito
de tareas del operador
80
Automatización de subestaciones
• Inversión asegurada a largo plazo gracias a la conformidad
con la normativa internacional IEC 61850
• Ingeniería racional y homogénea; puesta en marcha rápida
• Menos trabajo de administración, servicio técnico y formación gracias a una vista global unificada
• Modernización a precio moderado de instalaciones con
infraestructura PROFIBUS DP existente
Integración de dispositivos para la automatización de
subestaciones
Los Intelligent Electronic Devices (IED) para tareas de protección, control, medida y monitorización en la transmisión y distribución de energía eléctrica pueden integrarse en el sistema
de control de procesos SIMATIC PCS 7 como se describe a
continuación:
• A través de la comunicación TCP/IP por Ethernet y el protocolo IEC 61850
- Directamente al bus de campo
- A través de controlador de estación conectados al bus de
campo
- Mediante gateways de estación (individuales o redundantes) conectados al bus de planta
• Con ayuda de los bloques driver de la PCS 7 PowerControl
PROFIBUS DP Driver Library
- Conectados al PROFIBUS DP (aparatos de protección
SIPROTEC)
© Siemens AG 2014
SIMATIC PCS 7
Operator Station Clients
Engineering and
Maintenance Station
Terminal bus
Operator Station
Server, redundant
PowerControl Server,
redundant
Plant bus
Automation
System S7-4xx
SENTRON WL
TCP/IP
TCP/IP
IEC 61850
IEC 61850
IEC 61850
Ethernet FO
Ethernet FO
Ethernet FO
Switchgear
Switchgear
Switchgear
Standard +
Safety I/O
PAC
4200
SIPROTEC IEDs
TCP/IP
PA/FF field bus
Process Control - SIMATIC PCS 7
Switchgear
Power Control - SIMATIC PCS 7 PowerControl
G_PCS7_XX_00356
Standard +
Safety I/O
Station
Controller
PROFIBUS DP
Station
Gateway
single/
redundant
Automation
System S7-4xxFH,
redundant
Posibilidades de integración de la automatización de celdas de media tensión
Características funcionales y de prestaciones de
SIMATIC PCS 7 PowerControl
Ingeniería SIMATIC PCS 7
• Librería de objetos con bloques de función, símbolos y
faceplates
• Concepto de tipo/instancia orientado al objeto
• Generación automática de los objetos para la estación
de operador (OS)
• Integración de nuevos IED importando su IEC 61850
Device Description (ICD)
• Librería aditiva con bloques tecnológicos para material
eléctrico como derivaciones, máquinas, transformadores, cables, embarrados
La integración de IED al PROFIBUS DP está pensada especialmente para:
• Reutilización de infraestructuras PROFIBUS DP existentes
• Modernización parcial de plantas ya existentes
• Configuraciones mixtas con integración de IEC 61850 y
PROFIBUS DP cuando se hacen ampliaciones
Conducción del proceso SIMATIC PCS 7
• Faceplates para aparatos de protección SIPROTEC en el
SIMATIC PCS 7 APL Style (Look&Feel)
• Comportamiento unificado de alarmas, avisos, tareas
HMI
• Función de diagnóstico para cada IED
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/powercontrol
Automatización de subestaciones
81
© Siemens AG 2014
Gestión de energía con SIMATIC PCS 7
Identificación y evaluación de datos de energía
Un factor imprescindible para mejorar el balance energético
es la transparencia, es decir, que los datos de consumo sean
debidamente registrados y documentados y que queden a la
luz los flujos de energía y medios de producción de la empresa. Sólo cuando se conoce la cantidad de energía requerida,
sea en la forma que sea, se puede definir el potencial de
ahorro y calcular la inversión necesaria para aprovecharlo.
En el contexto del sistema de control de procesos SIMATIC
PCS 7, esto está apoyado por lo siguiente:
La creciente escasez de los recursos naturales, el aumento de
los precios de la energía, la mayor conciencia en cuestiones
medioambientales y las normativas legales cada vez más severas ponen de manifiesto la importancia de contar con una
gestión de energía eficiente. Ésta debe tener en cuenta todos
los aspectos relacionados con la generación, la adquisición, la
distribución y el consumo de energía.
Las empresas implicadas en la industria de procesos han de
ser capaces de planificar su consumo energético, vigilarlo y
documentarlo, de definir y aplicar medidas destinadas al
ahorro de energía y de demostrar su eficiencia mediante la
evaluación periódica de los indicadores.
Nivel de
operación
Nivel de
gestión
SIMATIC B.Data
Planificación/
aprovisionamiento
de energía
Controlling de
energía
Visualización
Generación de
informes/
monitorización
Archivamiento
Gestión de
cargas
Energías eléctricas
Gestión de energía con SIMATIC PCS 7
82
Gestión de energía con SIMATIC PCS 7
Energías no eléctricas
G_PCS7_XX_00289
Registro de valores de energía
Nivel de
campo
Nivel de
control
Preparación de datos
• Basis Power Monitoring con funcionalidad estándar de
SIMATIC PCS 7:
- Datos registrados con instrumentación al efecto de la
energía relacionada con el proceso como vapor, medios
de refrigeración o gas
- Datos transmitidos directamente por componentes
eléctricos como interruptores automáticos (SENTRON),
convertidores de frecuencia (SINAMICS), arrancadores
de motor (ET 200S), etc.
- Datos de otros consumidores de energía registrados por
instrumentos de medición multifuncionales de la serie
SENTRON PAC
• Software SIMATIC B.Data para optimizar la gestión de energía según los consumos y entrega al sistema de facturación
para su correspondiente imputación
- Perfecta transparencia a escala corporativa gracias a
balances sin lagunas sobre producción y consumos de
energía y medios en instalaciones de producción y consumo energético.
- Formación de indicadores (KPI, Key Performance
Indicators) para poder hacer declaraciones fundadas
que permitan incrementar la eficiencia de las instalaciones de generación, distribución y consumo de energía
- Distribución proporcional al consumo de gastos y beneficios energéticos y transición a los sistemas ERP (p. ej.
SAP R/3)
- Pronósticos de consumos y demandas basados en la
producción para una planificación más segura
- Apoyo en la adquisición de energía a buen precio
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Consumo de energía
Precios de la energía
Optimizar la compra de energía
● Contratos a corto plazo (contratos anuales)
● Modificación de las tarifas, p. ej. variables según hora de uso,
Time-of-use Tarif (TOU)
● Contrarrestar la subida de los costes energéticos
110 %
100 %
Regulación de
reactancia
90 %
80 %
70 %
60 %
Reducir el consumo de energía
Descubrir las pérdidas
Identificar reservas improductivas
● Crear sistemas incentivadores,
p.ej. ahorro de energía
● Optimización de la carga de los
equipos
Ahorro de energía
50 %
●
Costes totales
de la energía
€
●
40 %
30 %
20 %
Consumo de energía
con convertidor de
frecuencia
10 %
0%
0%
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
Tasa del caudal
Consumo de energía
Reducción de los costes energéticos
Ahorro de energía con convertidores de frecuencia
Optimizar la utilización de energía
Ahorro de energía con tecnología innovadora
SIMATIC PCS 7 permite optimizar la utilización de energía
integrando recursos hasta ahora no aprovechados y evitando
picos de consumo. SIMATIC PCS 7 tiene bloques estándar que,
partiendo del consumo momentáneo, pronostican el promedio para los 15 minutos en curso y lo comparan con los límites
establecidos de antemano. Para aplanar los picos más altos
o cumplir los límites establecidos contractualmente con la
compañía abastecedora de energía, existe la posibilidad de
conectar o desconectar directamente cargas. Cuando las
redes de abastecimiento no son muy estables, también se
pueden deslastrar rápidamente unidades de proceso a fin
de asegurar con la potencia contratada disponible el funcionamiento de las críticas.
Especialmente en los procesos de producción con un alto
consumo de energía (p. ej. en la industria química o farmacéutica), el empleo de motores de alta eficiencia o convertidores de frecuencia alberga un gran potencial de ahorro.
Pero también la optimización de procesos con Advanced
Process Control (APC) y la gestión de activos a pie de planta
con la PCS 7 Maintenance Station contribuye en gran medida
a la eficiencia energética de la instalación.
Convertidores de frecuencia con recuperación de la
energía de frenado
Los convertidores de frecuencia hacen posible el funcionamiento de grupos instalados en plantas de procesos (p. ej.
bombas, ventiladores o compresores) siempre en el rango
de trabajo óptimo. Así, en comparación con los procesos de
regulación convencionales, se puede conseguir un ahorro
de energía de hasta un 50%.
Motores de alta eficiencia
Una de las características más destacadas de los motores
de alta eficiencia energética es que sus pérdidas llegan a ser
hasta de un 42% menos. Dado que los gastos de energía
comprenden aprox. el 98 % de los gastos totales que tiene
el motor a lo largo de todo su ciclo de vida, las posibilidades
de ahorro, tanto en instalaciones nuevas como mediante la
modernización de las ya existentes, son enormes.
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/energy-management
Software B.Data para optimizar la gestión de energía
Gestión de energía con SIMATIC PCS 7
83
© Siemens AG 2014
Optimización con
Advanced Process Control
Los tipos de regulación basados en reguladores PID suelen
llegar pronto a sus límites cuando se trata de procesos complejos. Para estos casos, las funciones de control avanzado de
procesos (APC) integradas en el sistema SIMATIC PCS 7 ofrecen muchas más posibilidades. El uso de estas potentes funciones de regulación permite:
• reducir en gran medida las fluctuaciones indeseadas de
variables críticas del proceso
• reducir considerablemente el consumo de materias primas
y energía
• incrementar la productividad y la calidad de los productos
• simplificar el trabajo de los operadores
Funciones integradas de Advanced Process Control
Además de numerosas funciones de seguridad básicas (p. ej.
regulación PID, en cascada, de rango dividido y de relación),
las librerías de control e instrumentación de SIMATIC PCS 7
incluyen bloques y plantillas gratis para las funciones de regulación avanzadas que se describen a continuación:
Con estos modelos, incluidos ya en la versión estándar, se
pueden implementar complejas aplicaciones APC en plantas
pequeñas y medianas con toda facilidad y a bajo precio.
Regulación paralela
En la regulación paralela, las salidas de dos o más reguladores
conducen a un elemento de control final u actuador común.
La decisión de qué regulador recibe el acceso real al actuador
depende de la evaluación del estado momentáneo del proceso.
• Dos o más reguladores comparten un actuador
• La decisión de qué regulador va a actuar se basa en:
- Magnitudes de salida mensurables (p. ej. una de las
variables reguladas)
- Valores manipulados de los reguladores
Adaptación controlada
La adaptación controlada permite ajustar los parámetros de
regulación en procesos regulados no lineales en función de
tres puntos de operación.
La interpolación lineal da lugar a transiciones suaves y sin discontinuidades entre los puntos de trabajo. Esto permite modificar progresivamente los parámetros al compás de la evolución de la variable medida X.
• Apto para procesos no lineales
• Tres juegos completos de parámetros para tres puntos de
trabajo
84
Optimización con Advanced Process Control
Control anticipativo dinámico
Un control anticipativo puede compensar por adelantado un
fuerte influjo perturbador capaz de ser medido; de este modo,
el regulador sólo interviene cuando no da más de sí el modelo
o aparecen perturbaciones no mensurables.
• Compensación de perturbaciones fuertes capaces de ser
medidas
• Eliminación de perturbaciones antes de que causen efectos
negativos
Vigilancia de la calidad de regulación
El bloque ConPerMon determina la calidad de regulación del
bloque regulador PID. Según la desviación del valor de referencia (p. ej. de la calidad de regulación en la puesta en marcha) emite advertencias o alarmas que se agrupan en sinópticos del OS para una planta o unidad de proceso. Esto permite
detectar, analizar y solucionar a tiempo los problemas.
• Vigilancia online de la calidad de regulación
• Identificación de lazos de regulación basándose en estos
criterios:
- Prioridad máxima para la optimización
- Primeros síntomas de errores potenciales
• Límites de alarma configurables para desviaciones típicas
• Evaluación gráfica
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Optimización de reguladores PID
Primero se crea un modelo del proceso regulado con ayuda
del PID Tuner integrado en el sistema de ingeniería. Partiendo
de esta base se calculan los parámetros de regulación más
favorables, distinguiéndose entre respuesta ideal a perturbaciones y a cambios de consigna del regulador.
• Optimización de lazos de regulación PID
• Aplicable para reguladores PID estándar y bloques de
librerías personalizadas
• Simulación de lazos cerrados de regulación
Predictor Smith
El predictor de Smith puede mejorar considerablemente la
calidad de regulación en procesos regulados con tiempos
muertos largos y relativamente constantes. Los tiempos
muertos se eliminan con ayuda de un modelo de proceso
que se ejecuta paralelamente al proceso real. Esto permite
configurar el regulador para un proceso sin tiempos muertos
y ajustarlo de forma más eficaz.
• Aplicable a procesos con tiempos muertos largos, conocidos y, por lo general, constantes:
- El modelo de proceso se ejecuta paralelamente al proceso real
- Realimentación de la variable regulada virtual, exenta
de tiempos muertos
- Realimentación de la divergencia entre el valor real
medido y el valor virtual vinculado al tiempo muerto
• Diseño de regulador PI(D):
- Presupone una parte del modelo de proceso sin tiempos
muertos
- Proporciona un ajuste del regulador mucho más exacto
Regulación multivariable predictiva basada en modelos
Los reguladores multivariables predictivos (MPC) basados
en modelos analizan separadamente el comportamiento de
diversas variables independientes entre sí en procesos complejos y de larga duración.
Después utilizan los resultados para optimizar la regulación
de estas variables. Así eliminan las interacciones perjudiciales
derivadas de la regulación separada de variables dependientes. La optimización integrada y estática del punto de trabajo
puede determinar el punto de trabajo económicamente óptimo dentro de un rango de tolerancia definido como consigna.
A partir de un modelo matemático de la dinámica del proceso,
los MPC son capaces de predecir futuros comportamientos del
proceso a lo largo de un período definido (horizonte de predicción) y optimizar un criterio de calidad sobre esta base.
Faceplate para el regulador multivariable predictivo MPC10x10
El potente MPC10x10 interno se aproxima a la funcionalidad
completa de un regulador multivariable "full-blown" basado
en PC, pero, en lo que se refiere a disponibilidad, facilidad de
uso y costos, ofrece las ventajas inmanentes de las funciones
de regulación integradas en el sistema. Dimensionado para
tareas de regulación lentas y complejas con tiempos de muestreo del regulador > 4 s, se utiliza típicamente como regulador
primario para toda la instalación en estructuras en cascada En
el test Tennessee Eastman Benchmark, con 5 variables reguladas, 6 variables manipuladas y 3 magnitudes perturbadoras
mensurables, obtiene los siguientes resultados en funciones
de regulador primario con casi 20 reguladores PID:
• Mantenimiento de los rangos de presión de reactor, temperatura y todos los niveles de llenado
• Reducción de la variabilidad en la calidad de los productos
y la tasa de producción
• Minimización de movimientos de válvulas
• Compensación de efectos perturbadores
• Cambio de la tasa de producción o de la receta del producto
durante la reacción
• Cambio de las condiciones de reacción o de la concentración de gases de escape durante la reacción
Advanced Process Control con add-ons para SIMATIC PCS 7
Los add on integrables directamente en el sistema de control
de procesos aumentan la gama de funciones de regulación de
alta calidad para SIMATIC PCS 7, p. ej., INCA Sensor, INCA MPC
o ADCO.
Más información sobre Advanced Process Control:
www.siemens.com/simatic-pcs7/apc
Aplicaciones MPC escalables:
• MPC4x4 interno ("lean") (ModPreCon): hasta 4 variables
manipuladas y reguladas interrelacionadas
• MPC10x10 interno: hasta 10 variables manipuladas y reguladas interrelacionadas y hasta 4 variables perturbadoras
mensurables
• MPC externo "full-blown" (producto add on INCA MPC)
Optimización con Advanced Process Control
85
© Siemens AG 2014
Sistemas de simulación y formación
Simulación y puesta en marcha virtual con
SIMIT Simulation Framework
SIMATIC PCS 7
Operator station
Engineering station
Industrial Ethernet
SIMATIC PCS 7/S7
automation system
SIMBA Profibus
Remote Control
S7-PLCSIM
SIMIT
Simulation Framework
Shared Memory/OPC
Field
devices
(MPI/IE)
ET 200M
PRODAVE
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
PROFINET IO
Alternative interfaces
SIMBA Profibus
T2659
LT
WT
LT
Reactor
Real plant
Simulated, virtual plant
G_PCS7_XX_00377
Technological
plant/unit
Campo de aplicación y posibilidades de integración de SIMIT Simulation Framework
En la industria de procesos los proyectos de automatización
se caracterizan por presupuestos bastante reducidos, una creciente complejidad y rigurosos plazos de implementación.
En consecuencia, el desafío consiste en planificar, instalar y
poner en marcha sistemas e instalaciones de control en el menor tiempo posible, satisfaciendo al mismo tiempo los requisitos cada día más severos en materia de gastos y calidad.
La reducción de los plazos de puesta en marcha que supone
comprobar la automatización con las funciones de simulación
de SIMIT Simulation Framework es decisiva para alcanzar rápidamente la efectividad y productividad esperadas en plantas
nuevas, ampliaciones o modernizaciones.
SIMIT permite probar y poner en marcha el software de usuario específico del proyecto en una planta parcialmente virtual.
En este sentido, se puede reproducir y simular en tiempo real
o virtual el comportamiento de los aparatos de campo y de la
planta/unidad de proceso tecnológica. Para su control se puede usar un controlador real o virtual.
86
Sistemas de simulación y formación
Muchos test eficientes para detectar y eliminar posibles errores se pueden ejecutar incluso antes de disponer de la planta
real (por ejemplo, uso de denominaciones correctas o test de
la lógica de interconexión o enclavamiento,). Así se puede optimizar la calidad del proyecto de automatización sin riesgos
para la planta real.
Además el SIMIT Simulation Framework puede usarse para
aprender a usar un controlador real SIMATIC PCS 7. Con este
fin se simula el comportamiento de la planta para el test y la
puesta en marcha.
SIMIT Simulation Framework puede ejecutarse en modelos
recientes de PC portátiles o de sobremesa con sistema operativo Windows 7 Professional/Ultimate (32/64 bits) y en sistemas virtuales (VMware). Se puede integrar en SIMATIC PCS 7
a través de interfaces abiertas a la automatización de procesos
y ofrece un uso flexible.
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Simulación con
SIMIT Simulation Framework
Planta real
PROFIBUS DP
Señales
Importación
(p. ej., tabla de
símbolos)
Dispositivos
Librería básica para:
■ DRIVES
(accionamientos)
■ SENSORS (sensores)
Comportamiento
tecnológico
Librerías aditivas
■ FLOWNET
■ CONTEC
ET 200M
Aparatos de campo
T2659
LT
WT
LT
Planta/unidad de
proceso tecnológica
Niveles de abstracción de la simulación
La simulación eficiente se basa en la abstracción de tres niveles: señales, dispositivos (p. ej., accionamientos y sensores) y
comportamiento tecnológico.
SIMIT Simulation Framework se puede conectar a los controladores reales SIMATIC PCS 7 vía PROFIBUS DP o PROFINET IO.
Los dispositivos conectados a PROFIBUS DP/PROFINET IO son
simulados por módulos de interfaz (Simulation Units). También es posible el acoplamiento con aplicaciones específicas
como S7-PLCSIM (simulación de AS) o PRODAVE (MPI/IE).
Esto da lugar a dos modos de puesta en marcha virtual:
• Prueba preliminar sin instalación real (software in the loop)
- El programa de usuario se ejecuta en el controlador
virtual (S7-PLCSIM)
- El SIMIT Simulation Framework envía señales E/S simuladas a través del acoplamiento S7-PLCSIM
• Factory Acceptance Test (hardware in the loop)
- El programa de usuario se ejecuta en el controlador real
- El SIMIT Simulation Framework simula señales E/S,
instrumentación y equipos de campo
- Transmisión de los valores de simulación al controlador
vía trama a través de la Simulation Unit
- Ampliación a test de planta mediante la simulación adicional del comportamiento tecnológico
SIMIT Simulation Framework soporta la colaboración con
otros modelos de simulación soporta mediante:
• Intercambio de datos a través de interfaces estandarizadas
como OPC y Shared Memory
• Sincronización a través de la interfaz Remote Control
(con SIMIT ejerciendo como maestro o cliente)
El modelado de la planta, basado en componentes y orientado
al flujo de señales, se realiza a través de la interfaz de usuario
gráfica de SIMIT Simulation Framework con el apoyo de librerías básicas ampliables. La ejecución del proyecto se controla
mediante gestión integrada del flujo de trabajo. No se requieren conocimientos especiales de simulación.
SIMIT Simulation Framework Graphical User Interface
Los acoplamientos de señales pueden crearse fácilmente importando la tabla de símbolos o usando una lista de nombres
de señales. Para reproducir los dispositivos pueden usarse archivos del asistente de importación y exportación o archivos
de módulo de control (CM) junto con plantillas de simulación
de la librería básica.
La simulación del comportamiento tecnológico está asistida
por librerías aditivas:
• Con FLOWNET pueden simularse de manera rápida y
sencilla las evoluciones de las presiones, caudales y distribuciones de temperatura del agua en redes de tuberías.
• CONTEC se utiliza para la simulación de cintas transportadoras de producto suelto.
SIMIT Simulation Services
Expertos en simulación de plantas que cuentan con profundos
conocimientos sobre SIMIT ofrecen amplios servicios de asesoramiento, formación y soporte para diseñar modelos de
plantas personalizados.
Argumentos a favor del uso de
SIMIT Simulation Framework
■
Comprobación del proyecto de automatización original
■
Calidad garantizada gracias a la detección y eliminación de errores en el proyecto de ingeniería de control
antes de su implementación
■
Puesta en marcha virtual que reduce los plazos de
realización del proyecto y sus costes
■
El proyecto de automatización no requiere una programación específica para la simulación
Más información en Internet:
www.siemens.com/simit
Sistemas de simulación y formación
87
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Integración en sistemas TI
OPC Clients
Servidor
OpenPCS 7
LAN de oficina
Cortafuegos
frontal
Cortafuegos
posterior
Process
Historian
Servidor
OS
Bus de planta
G_PCS7_XX_00144
Bus de terminales
OpenPCS 7 Server para el intercambio de datos vía OPC
Evaluación y gestión de datos de proceso con OpenPCS 7
Los sistemas para planificación de la producción y para evaluación y gestión de los datos de proceso (clientes OPC) se encuentran en un nivel más alto que el sistema de control de
procesos y pueden acceder a los datos de proceso de SIMATIC
PCS 7 a través de un servidor OpenPCS 7. Este servidor recopila los datos distribuidos en dis tintas estaciones SIMATIC PCS 7
(OS Server, Process Historian) en función de la configuración
del sistema. Además de la tecnología DCOM, OpenPCS 7 utiliza también la especificación OPC aún más avanzada OPC UA
(Unified Architecture).
Acceso a la
estación
Interfaz
OPC
Tipo de datos/
Tipo de acceso
OS Server
DA o UA DA
(Data Access)
Acceso de lectura/escritura a
valores de proceso
A&E
(Alarm & Events)
Acceso de lectura y de acuse a
alarmas y avisos
HDA (Historical
Data Access)
Acceso de lectura a valores de
proceso archivados
H A&E (Historical
Alarms & Events)
Acceso de lectura a alarmas y
avisos archivados
OS Server/
Process
Historian
OLE-DB permite acceder directamente, de manera sencilla y
estandarizada, a los datos históricos almacenados en la base
de datos de servidor SQLServer de Microsoft del sistema de
operador. De este modo se puede acceder a todos los datos de
registro histórico OS con los valores de proceso asociados y los
correspondientes textos de avisos y de usuario.
88
Integración en sistemas TI
Integración y sincronización de todos los procesos de
negocio con SIMATIC IT
Para la competitividad de una empresa resulta decisivo
reaccionar con rapidez a las demandas del mercado y optimizar las cadenas de suministro. Entre el nivel de producción y el
nivel de gestión, los sistemas MES (Manufacturing Execution
Systems) garantizan una optimización integral de los procesos
empresariales y, por tanto, más eficiencia, transparencia y
calidad constante.
Con SIMATIC IT, Siemens ofrece uno de los sistemas MES más
potentes y flexibles del mercado. SIMATIC IT funciona de manera homogénea con todos los sistemas ERP y de control de
procesos habituales en el mercado. Gracias a la modelación de
todos los conocimientos relacionados con la elaboración del
producto, a la definición exacta de los procesos operativos y al
registro de datos en tiempo real de los niveles de ERP y de producción SIMATIC IT puede controlar los procesos internos de
forma más efectiva, reducir al mínimo los tiempos de inactividad, la caída de la producción y los trabajos de retoque y optimizar la gestión del stock.
Encontrará información detallada acerca de los paquetes,
componentes y librerías de SIMATIC IT en Internet:
www.siemens.com/mes
© Siemens AG 2014
Package Units e integración en paneles
SIMATIC PCS 7 Industry Library
Operator
Station
AS 41x with
- PCS 7 APL
- IL for PCS 7
SIMATIC PCS 7
Comfort
Panel
S7-300 with
IL for S7
Comfort
Panel
Package Unit
G_PCS7_XX_00328
Plant bus
La funcionalidad estándar ya definida en la SIMATIC PCS 7
Advanced Process Library (APL) para la configuración gráfica
de soluciones de automatización puede ampliarse con funciones tecnológicas específicas mediante la SIMATIC PCS 7
Industry Library (IL). Además de bloques, faceplates y
símbolos sueltos destinados a tareas de control especiales
para algunos sectores industriales, la IL también proporciona
juegos de bloques específicos de ciertos sectores como el de
las aguas/aguas residuales o la automatización de edificios.
Los bloques de IL y APL están diseñados con el mismo estilo y
permiten crear interfaces de usuario armoniosas de aspecto
(Look&Feel) similar.
Manejo y visualización mediante Comfort Panel
El manejo y visualización de las funciones de automatización
(APL/IL) en un panel táctil se puede implementar con bloques
de interfaz IL. La configuración se realiza en CFC con un vínculo al bloque tecnológico (p. ej. un motor). Teniendo en cuenta
los derechos de manejo y los sistemas de manejo jerárquicos
(varias salas de control), la función tecnológica que se ejecuta
en un controlador SIMATIC PCS 7 o SIMATIC S7-300 puede
manejarse posteriormente tanto desde una estación de
operador como desde un Comfort Panel.
Bloques gráficos de un control de motor para Operator Station (arriba) y
panel (abajo)
Package Units S7-300
La IL no solo soporta la ingeniería de controladores y Operator
Stations del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7,
sino también la configuración de Package Units basadas en
controladores SIMATIC S7-300. Las Package Units S7-300
se pueden integrar plenamente en el sistema de control de
procesos con bloques IL e incluir de forma homogénea en
la interfaz de usuario de la SIMATIC PCS 7 Operator Station.
La configuración de los bloques de función se realiza en CFC.
Para ello se dispone de:
• Bloques de interfaz de panel para funciones IL
• Vigilancia analógica de 8 valores límite de libre elección
• Vigilancia analógica con vigilancia adicional de valores límites binarios
• Vigilancia de hasta 8 grupos
• Monitorización analógica de valores medidos
• Vigilancia digital de valores medidos
• Actuador de 3 puntos (compuertas, motores, válvulas,
etc.)
• Regulador PID
• Faceplates para operador
• Control de válvulas
• Control de motores (motor estándar, con 2 sentidos de
giro, con velocidad variable)
• Funciones para la automatización de edificios
• Comunicación AS-AS para leer/escribir datos
Package Units e integración en paneles
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© Siemens AG 2014
Integración de controladores
con PCS 7/OPEN OS
PCS 7
Engineering system
Para configurar las funciones de automatización, se puede utilizar el sistema de ingeniería del controlador.
PCS 7
OS clients
La base de la ingeniería OS con el sistema de ingeniería de
PCS 7 la forman las herramientas Database Automation (DBA)
de PCS 7/OPEN OS. Con ellas se pueden crear objetos OS para
el controlador que se va a integrar de forma rápida y sencilla
en el diseño de SIMATIC PCS 7. El retoque manual se limita a
la configuración del proyecto, la creación de elementos gráficos estáticos, la definición de archivos, la administración de
usuarios y las adaptaciones personalizadas.
Third-party
engineering
system
Terminal bus
PCS 7 OPEN/OS server
(single/redundant)
Plant bus
Package Units
ET 200M
Third-party
controller
Funciones DBA
S7-300
S7-1200
Communication via
WinCC channel
G_PCS7_XX_00339
PCS 7
automation
system
Ejemplo de integración de controladores y Package Units de terceros con
PCS 7/OPEN OS
Con frecuencia ocurre que las instalaciones de control van
acumulando a lo largo de los años estructuras heterogéneas
que combinan componentes de distintos fabricantes. Cuando
se moderniza una planta, su propietario tiene la intención
de incrementar la efectividad en la ejecución de los procesos
unificando el nivel de operación. También cuando se efectúan
ampliaciones, se agrupan salas de control o se lleva a cabo
una migración progresiva de una planta, uno de los mayores
desafíos consiste en integrar distintos tipos de controladores
en un mismo sistema de interfaz hombre-máquina (HMI).
Para tal finalidad existe la posibilidad de ampliar el SIMATIC
PCS 7 Operator System con PCS 7/OPEN OS. Así se pueden
integrar los siguientes controladores en la conducción de
procesos:
• Controladores de sistemas de control de procesos de terceros
• Autómatas programables de Siemens y de otros fabricantes
• Package Units
Dependiendo de las características técnicas del controlador
que se vaya a integrar, la conexión a la PCS 7/OPEN OS
Operator Station (Single Station/servidor/pareja de servidores
redundantes) puede establecerse vía OPC (OPC DA y OPC A&E)
o a través de los canales WinCC existentes (p. ej. canal S7 o el
canal TCP para Modbus). Con comunicación OPC, el servidor
OPC puede ejecutarse en una plataforma de hardware independiente o junto con el cliente OPC en la PCS 7/OPEN OS
Operator Station.
90
Integración de controladores con PCS 7/OPEN OS
• Creación de la jerarquía de sinópticos
• Creación automática de los sinópticos on iconos y faceplates en el árbol jerárquico
• Creación automática de la gestión de variables en la
Operator Station
• Creación automática de los avisos
• Asignación de los niveles de prioridad para los avisos
• Definición de las variables del proceso que se van a archivar
• Creación de tendencias
• Exportación/importación para editar los datos medidos
• Type Editor para crear imágenes de los bloques de funciones del controlador existente
- Creación de estructuras (tipos de estructura) de datos
- Importación/exportación y documentación de tipos
- Creación de tipos como instancia
- Integración de un tipo en otro
Otras funciones PCS 7/OPEN OS relevantes
• Sincronización TH: sincronización de la jerarquía tecnológica (TH) con un proyecto de PCS 7 ya existente
• Multi Project Engineering: división en varios proyectos
DBA; p. ej. división granular del sistema
• Online Scripting: creación de scripts para funciones adicionales, ejecutables en runtime
Manejo de Package Units
El creador puede crear la Package Unit una vez en
PCS 7/OPEN OS y entregarla como tipo OS en CD o por
descarga. Después, el usuario importa ese tipo directamente
en el lugar de aplicación generando con él instancias conforme al número de Package Units. Éstas se pueden visualizar
posteriormente en los sinópticos de proceso de SIMATIC
PCS 7.
© Siemens AG 2014
Migración de sistemas de Siemens
y de otros fabricantes
La inversión para el futuro
Estrategia de la migración
La globalización y la intensificación que supone de la competencia obligan a las empresas a incrementar continuamente su
productividad y a acortar el tiempo necesario para lanzar sus
productos al mercado. Para poder seguir satisfaciendo el día de
mañana las exigencias de los mercados, es necesario modernizar y ampliar una y otra vez los sistemas y plantas existentes.
No obstante, teniendo en cuenta que la base instalada de hardware, aplicaciones de software y conocimientos especializados
del personal operador y de mantenimiento acumulan un valor
enorme, al planificar modernizaciones la inmensa mayoría de
explotadores de plantas dan gran importancia a la preservación de sus inversiones.
La experiencia demuestra que para lograr el éxito en una
migración es decisivo ofrecer una solución técnica adaptada
perfectamente a cada planta y a las exigencias de cada cliente.
Directrices aplicables:
• Reducir al mínimo los riesgos técnicos y económicos
• Asegurar a largo plazo las inversiones ya hechas
• Tomar en consideración los diferentes ciclos de vida de los
componentes del sistema; por ejemplo:
- 5 años para estaciones de trabajo basadas en PC
- 15 años para los controladores
- 25 años para los dispositivos de E/S y el cableado
Valor añadido por medio de la migración
Los motivos para modernizar el sistema de control de
procesos pueden ser tan diversos como los objetivos que se
persigan con el uso de un sistema de control de procesos tan
moderno como SIMATIC PCS 7:
• Garantizar las funciones de automatización cuando se trata
de componentes viejos
• Optimizar la disponibilidad de repuestos
• Producción flexible con capacidades mayores
• Mayor rendimiento del sistema y más transparencia en los
procesos
• Incremento de la calidad de los productos y ahorro de recursos mediante estrategias de control y regulación modernas
• Menos trabajo de ingeniería
• Conducción del proceso más sencilla con menos exigencias
a los operadores
• Más fiabilidad del sistema con posibilidades de diagnóstico
avanzadas y Plant Asset Management
• Potentes interfaces y redes de planta con gran capacidad
de protección frente a amenazas de la seguridad de las TI
91
Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes
Siemens considera que su tarea a la hora de migrar una instalación no consiste en reemplazar completamente el sistema
existente, sino en elaborar en estrecha cooperación con el
cliente y los integradores de sistemas una solución personalizada y orientada al futuro, basada en el moderno sistema de
control de procesos SIMATIC PCS 7, y siempre conforme a la
consigna:
• Innovación gradual del sistema
• Adaptabilidad a las condiciones específicas de la planta
• Flexibilidad según los requisitos de la producción
La primera y principal tarea de un plan de migración óptimo
para una planta es analizar la situación de partida y derivar de
ella los objetivos de la modernización.
Cuando se trata de sistemas muy viejos, muchas veces la
mejor solución es cambiarlos al completo por el nuevo sistema de control de procesos. Sin embargo, a menudo hay
componentes como controladores o módulos de E/S que se
pueden seguir utilizando si el proveedor sigue suministrándolos o todavía se tienen suficientes repuestos. Integrando en el
plan de migración componentes que aún se pueden conservar
se pueden reducir considerablemente los gastos de inversión
y el tiempo necesario para la modernización.
© Siemens AG 2014
Sistema anterior
Servicios de migración prestados durante cada etapa del
proyecto de migración
OS
Estación
de ingeniería
Controlador
SIMATIC PCS 7
Clientes
Transferencia de los
datos de ingeniería
de los OS anteriores
Sustitución
de OS por servidores
para PCS 7/OS
Servidor
Transferencia de
la ingeniería
de los controladores
Sistema
de ingeniería
Servidores
Controladores
S7-400
S7-400H
S7-400FH
Pasarela para
acoplamiento de datos
PROFIBUS PA
Interface
I/O
ET 200M
Motor
Distribuidor
de maniobra
Field Termination
Adapter
PROFIBUS DP
G_PCS7_XX_00079
I/O
Conexión de
módulos I/O
existentes al
PCS 7/AS
Migración gradual con los productos y servicios adecuados
Aunque el hardware se haya vuelto obsoleto, es posible que la
ingeniería de los controladores siga teniendo gran valor. En
ella se concentra todo el know-how relacionado con la automatización del proceso, que se ha ido optimizando año tras
año. Existen herramientas inteligentes que ayudan a evaluar
esos datos y que, en determinadas circunstancias, reducen
considerablemente la tarea de integrar la ingeniería en el
nuevo sistema mediante una conversión funcional (typicals).
Prestaciones de migración
Expertos con experiencia en migración
Entretanto también se ha establecido la migración de sistemas viejos de otros fabricantes como, por ejemplo, de ABB,
Honeywell, Emerson o Invensys. Para estos casos también
contamos con numerosos productos y soluciones que posibilitan el cambio gradual a SIMATIC PCS 7. Cada día se utiliza
más el SIMATIC PCS 7/Open OS universal acoplado a OPC.
La gama se complementa con otras soluciones entre las que
figuran algunas para la comunicación entre el sistema antiguo
y el nuevo, o el cambio rápido de conexiones en proyectos
de migración tales como pasarelas específicas, conectores,
cables o Field Termination Assemblies (FTA).
Debido a la complejidad que presentan muchos proyectos de
migración, el análisis y la elaboración de un plan de trabajo
adecuado, que incluya un cálculo realista de las posibilidades
y los riesgos, son una premisa decisiva para el éxito. Los especialistas en migración de Siemens cuentan con una gran experiencia en el terreno de la migración de los más variados sistemas.
Al realizar los proyectos de migración, Siemens trabaja en
estrecha cooperación con el integrador del sistema del cliente, si éste lo solicita, quien dispone de know-how acumulado
a lo largo de muchos años y conoce exactamente tanto la
planta como las necesidades del cliente.
Para más información, visite nuestra página:
www.siemens.com/simatic-pcs7/migration
Siemens ha percibido con la debida anticipación la importancia que tiene la migración para la automatización de los
procesos, ofreciendo ya desde hace años un gran número
de soluciones y productos innovadores de migración para
sus sistemas acreditados en todo el mundo, como APACS+ o
TELEPERM M.
El pionero sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, las
innovadoras soluciones de migración y servicios, el kow-how,
acumulado durante muchos años, en automatización de
procesos y la migración de sistemas y su servicio técnico de
cobertura mundial, Siemens demuestra su competencia y
ofrece la seguridad de un partner de confianza.
Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes
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© Siemens AG 2014
Prestación de servicios
Service & Support global
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Modernization
Modernization
Planning
Planning
Online Support
Technical Support
Spare Parts
Repair Services
Field Services
Training
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Engineer
Engineer
&
& Build
Build
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Operation
Operation
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Tanto en la industria manufacturera como de procesos, los
servicios y prestaciones que se ofrecen para la industria se
están convirtiendo en un factor decisivo a la hora de triunfar
frente a la competencia debido a la fuerte presión que ejercen
los costes, la subida de los precios en el sector energético y
las legislaciones medioambientales cada día más severas.
Siemens acompaña a sus clientes en todo el mundo con
servicios y prestaciones cercanos a los productos, sistemas y
aplicaciones durante todo el ciclo de vida de su planta. Desde
la fase de diseño, desarrollo y funcionamiento del sistema
hasta su modernización, a través de nuestros servicios y prestaciones los clientes se benefician también de los profundos
conocimientos que tienen los expertos de Siemens en materia
de productos y tecnología.
Así se reducen los períodos de inactividad y se optimiza el
uso de recursos. Resultado: mayor productividad, flexibilidad
y eficiencia con un coste total de propiedad menor.
Asistencia online
La información disponible de inmediato, con ejemplos expresivos, hace innecesario en la mayoría de los casos consultar a
expertos. El soporte online de Siemens Industry ofrece información exhaustiva y una plataforma para intercambiar información con otros usuarios.
Technical Support
En todo momento pueden surgir dudas técnicas sobre algún
producto o sistema. Por ejemplo: ¿Cómo se consigue su uso
óptimo? ¿Qué solución hay para un determinado fallo?
Los especialistas del Technical Support ofrecen asesoramiento a cualquier hora del día, respondiendo a preguntas relacionadas con la funcionalidad y el funcionamiento de nuestros
productos y sistemas.
Repuestos
Los sistemas de accionamiento y de automatización deben
estar disponibles de manera permanente, en todos los
sectores y en el mundo entero. La falta de un repuesto puede
significar la parada de toda la planta y causar, por lo tanto, un
notable perjuicio económico a los operadores. Para afrontar
este problema, Siemens ofrece un servicio de repuestos capaz
de suministrarle rápidamente repuestos originales en todo
el mundo. Los repuestos originales Siemens garantizan una
interacción perfecta con todos los demás componentes del
sistema. Existen paquetes de repuestos individuales que
garantizan la disponibilidad preventiva local de distintos
productos y soluciones.
Prestación de servicios
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© Siemens AG 2014
Servicios de reparación
Formación
En todos los sectores, las máquinas y plantas deben funcionar
al máximo nivel de productividad durante todo su ciclo de vida. Los expertos del Repair Service desarrollan los sistemas de
asistencia idóneas para cada cliente. La combinación de una
reparación e inspección impecables con un gran número de
prestaciones adicionales contribuye a alcanzar la máxima
eficiencia y productividad.
La asistencia a cursos de formación profesional y orientada
al grupo objetivo, impartidos en más de 60 países del mundo,
permite adquirir profundos conocimientos en el sistema
SIMATIC PCS 7 y ampliar el know-how. En cursos con contenidos prácticos, los participantes reciben una excelente formación directamente del fabricante que en muy poco tiempo
les capacita para utilizar el sistema de control de procesos
de forma eficiente. Entre los cursos ofertados también figuran
clases prácticas especiales impartidas directamente en las
instalaciones del cliente.
Field Services
La máxima disponibilidad de las máquinas y las plantas es
imprescindible en todos los sectores. Siemens ofrece Field
Services y actividades de servicio de nivel profesional como la
inspección y el mantenimiento, así como la eliminación rápida
de averías en plantas, en caso necesario en servicio de urgencia. La oferta de servicios abarca la gama completa, desde la
puesta en marcha, el mantenimiento preventivo y la eliminación de averías hasta los contratos de servicio técnico.
Descubra todas las ventajas de nuestra gama de servicios
y prestaciones:
www.siemens.com/industry-services
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Prestación de servicios
Más información sobre los cursos de formación para
SIMATIC PCS 7 en:
www.siemens.com/sitrain
© Siemens AG 2014
Programas de servicio técnico
La gama de servicios incluyen desde soporte y servicio técnico
a nivel global hasta programas especiales de servicio técnico
para la industria de procesos. Estos son independientes entre
sí y pueden adaptarse de forma flexible.
SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services
A la hora de tomar una decisión sobre posibles inversiones
en un sistema de instrumentación y control, ya sea nuevo o
innovado, es necesario evaluar los gastos que éste conlleva en
relación al coste total de propiedad de la planta o instalación.
El soporte, el mantenimiento preventivo y correctivo y la modernización se llevan una parte considerable de dichos gastos.
Los breves ciclos de innovación impuestos por la tecnología de
PC en la automatización de procesos es necesario tenerlos en
cuenta. Por eso es tan importante que los costes de servicio técnico sean transparentes y previsibles. Es decir, resulta imprescindible contar con un servicio técnico rentable durante el ciclo
de vida que garantice la funcionalidad del sistema de instrumentación y control por un periodo de tiempo establecido. Con
una gestión activa de productos obsoletos, Siemens se enfrenta
al proceso de envejecimiento de los sistemas de instrumentación y control asistiendo a sus clientes en la búsqueda de soluciones sustitutorias específicas y estrategias apropiadas para el
mantenimiento y los repuestos.
Basándose en los muchos años de experiencia se ha reconocido
la existencia de cuatro perfiles básicos de requisitos; partiendo
de este hecho han desarrollado módulos de servicio que se fundan unos en otros: Servicio estado, servicio de mantenimiento,
servicio básico durante el ciclo de vida y servicio ampliado
durante el ciclo de vida (ver gráfico).
El alcance de las prestaciones acordadas de forma individual en
base a los módulos de servicio y servicios adicionales se fija por
contrato. Los contratos son tan flexibles que se pueden adaptar
en función de los cambios que se realicen en la planta o instalación. La gestión de contratos de servicio incluye documentación, planificación de medidas y control de rendimiento.
SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services
Aufeinander aufbauende Vertragsmodule
Erweiterter
Life Cycle Service
Servicio técnico durante el ciclo de vida de seguridad
El ciclo de vida de seguridad se divide en análisis, implementación y operación y sigue el ciclo de vida de un sistema de control
e instrumentación. Los propietarios de instalaciones de instrumentación y control relevantes para la seguridad (por ejemplo,
plantas químicas, refinerías, destiladoras, incineradoras, etc.)
que utilizan sistemas y dispositivos de seguridad para reducir el
peligro y las consecuencias que puedan derivarse de un fallo de
la seguridad están obligados a demostrar la efectividad de las
medidas de protección tomadas en el ciclo de vida de seguridad
conforme estipula la norma IEC 61511.
Además del hardware y el software apropiados, los procesos de
ingeniería, operación y modificación también son factores decisivos para lograr mantener la efectividad de funcionamiento
durante todo el ciclo de vida de la planta. Con el servicio técnico
durante el ciclo de vida de seguridad (Safety Life Cycle Services)
Siemens no sólo aporta los conocimientos necesarios más
avanzados del mercado para el certificado de seguridad, sino
también modernos recursos y métodos de trabajo que permiten descartar errores sistemáticos en todas las fases del proyecto. Esto es muy importante porque los errores que se producen
en las primeras fases son muy difíciles de corregir posteriormente y generan elevados costes. Además, el propietario de la
planta no necesita ampliar por cuenta propia los conocimientos
especializados ni adaptar constantemente su sistema a las directivas y tecnologías más recientes.
SIMATIC Remote Support Services
Los SIMATIC Remote Support Services utilizan modernas infraestructuras de TI y conexiones de Internet seguras para ofrecer
un soporte preventivo y específico del sistema que destaca por
su gran eficiencia, flexibilidad y rentabilidad. Dichos servicios se
basan en la potente plataforma SRS (Siemens Remote Service)
que garantiza un acceso remoto seguro al sistema tanto por
parte de los expertos de Siemens como por especialistas o
integradores del sistema de la propia empresa.
Customer
Basis Life
Cycle Service
Standard
Service
Web
Portal
Siemens
Service
Software Update
Service
Ersatzteillager (Option)
Maintenance
Service
DMZ
Customer
Web Portal
Modernisierung,
Updates/Upgrades
Business
Partner
DMZ
cRSP
Obsoleszenz-Management
(Informationsservice)
Access
Server
Web
Portal
Inspektion und Wartung
Internet (VPN)
Bereitschaftsdienst und Instandsetzung
Grundleistungen
Customer
Site
Access Gateway
Optionen
• Erweiterte Service-Zeit 24/7
• Software Update Services
• Extended Exchange Option
• Asset Optimierung
• Vereinbarter Technischer Support
• Remote Services
IT-System
Administration
Prestación de servicios
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© Siemens AG 2014
Información de seguridad
Siemens suministra productos y soluciones con
funciones de seguridad industrial que contribuyen
al funcionamiento seguro de instalaciones,
soluciones, máquinas, equipos y redes. Dichas
funciones son un componente importante de
un sistema global de seguridad industrial. En
consideración de lo anterior, los productos y
soluciones de Siemens son objeto de mejoras
continuas. Por ello, le recomendamos que se
informe periódicamente sobre las actualizaciones
de nuestros productos.
Para más información
Información actualizada sobre el sistema de control de
procesos SIMATIC PCS 7:
www.siemens.com/simatic-pcs7
Totally Integrated Automation:
www.siemens.com/tia
Manuales SIMATIC:
www.siemens.com/simatic-docu
Material informativo descargable:
www.siemens.com/simatic/printmaterial
Para el funcionamiento seguro de los productos y
soluciones de Siemens, es preciso tomar medidas
de protección adecuadas (como el concepto de
protección de células) e integrar cada componente
en un sistema de seguridad industrial integral
que incorpore los últimos avances tecnológicos.
También deben tenerse en cuenta los productos
de otros fabricantes que se estén utilizando.
Encontrará más información sobre seguridad
industrial en
www.siemens.com/industrialsecurity.
Si desea mantenerse al día de las actualizaciones
de nuestros productos, regístrese para recibir un
boletín de noticias específico del producto que
desee. Encontrará más información en
http://support.automation.siemens.com.
Servicio técnico y asistencia:
www.siemens.com/automation/support
Contactos SIMATIC:
www.siemens.com/automation/partner
Industry Mall para pedidos por internet:
www.siemens.com/industrymall
Siemens AG
Industry Sector
Industrial Automation Systems
Postfach 48 48
90026 NÜRNBERG
ALEMANIA
www.siemens.com/automation
Sujeto a cambios sin previo aviso
PDF (E86060-A4678-A131-B4-7800)
BR 1014 96 Es
Produced in Germany
© Siemens AG 2014
SIMATIC PCS 7
V8.1 –
at a glance!
Este folleto contiene descripciones o prestaciones que en el caso de
aplicación concreta pueden no coincidir exactamente con lo descrito,
o bien haber sido modificadas como consecuencia de un ulterior
desarrollo del producto. Por ello, la presencia de las prestaciones
deseadas sólo será vinculante si se ha estipulado expresamente al
concluir el contrato. Reservada la posibilidad de suministro y
modificaciones técnicas.
Todos los nombres de productos pueden ser marcas registradas o
nombres protegidos de Siemens AG u otras empresas proveedoras
suyas cuyo uso por terceros para sus fines puede violar los derechos
de sus titulares.