Siemens AG El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. Folleto Abril de 2008 SIMATIC PCS 7.

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1 El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 Folleto Abril de 2008 SIMATIC PCS 7

2 SIMATIC PCS 7, más allá de los límites! ERP Enterprise Resource Planning Ethernet Management Level MES Manufacturing Execution Systems Ethernet SIMATIC IT Operations Level SIMATIC PCS 7 Process Control (DCS) Control Level Industrial Ethernet Industrial Software for Design and Engineering Installation and Commissioning Operation Maintenance Modernization and Upgrade SINUMERIK Computer Numeric Control SIMOTION Motion Control System SIMATIC NET Industrial Communication SIMATIC Controllers Modular/Embedded/ PC-based SIMATIC HMI Human Machine Interface Field Level PROFIBUS PA Process Instrumentation AS-Interface SIMATIC Sensors SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Totally Integrated Automation HART IO-Link La diversidad de funciones, la flexibilidad y las múltiples prestaciones que incluye la versión actual 7.0 de SIMATIC PCS 7, uno de los sistemas de control de procesos más destacados en todo el mundo, albergan 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 fisuras en Totally Integrated Automation (TIA) 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. 2 SIMATIC PCS 7

3 Contenido texto Siete ventajas Integración Rendimiento Escalabilidad Modernización Safety & Security SIMATIC WinCC SCADA-System Innovación Red mundial de expertos Características del sistema Flexibilidad en la gama baja Redundancia: homogeneidad, flexibilidad y modularidad Safety Integrated Flexible Modular Redundancy Componentes del sistema y ampliaciones Sistema de ingeniería SIRIUS Industrial Controls SENTRON Switching Devices SIMOCODE pro Motor Management System Sistema de operador Estación de mantenimiento Controladores PROFINET Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface Totally Integrated Power KNX/EIB GAMMA instabus Una ventaja decisiva del carácter homogéneo de la gama de productos y sistemas, y de las soluciones basadas en ellos, es que para la automatización de procesos continuos y discontinuos, secuencias de control más rápidas y precisas y funciones de seguridad integradas es posible utilizar un hardware común y herramientas de ingeniería y de gestión también comunes. La interacción perfecta de todos los componentes permite incrementar el volumen y la calidad de la producción. Sistemas de comunicación Periferia de proceso Automatización de lotes con SIMATIC BATCH Control de rutas con SIMATIC Route Control Aplicaciones de seguridad con Safety Integrated...65 OpenPCS 7 y conexión MES Migración Prestación de servicios Información complementaria SIMATIC PCS 7 3

4 Siete ventajas Ventajas del sistema SIMATIC PCS 7 Takes you beyond the limits! INTERNET Web Client SAP Management Information/ Manufacturing Execution System SIMATIC IT Office LAN (Ethernet) SIMATIC PCS 7 BOX OS Single Station Clientes OS / Batch / Route Control Módulos de seguridad Web Server/ OpenPCS 7 INTERNET Impresoras Estación de ingeniería Asset Management/ Maintenance Station LAN de OS, individual/redundante Servidores OS / Route Control Ethernet Servidores Batch / de archivos Industrial Ethernet, individual/redundante ET 200M FF-H1 SIMATIC PCS 7 AS RTX Sistemas de automatización estándar Zona 2 ET 200M Sistemas de pesaje Zona 1 Sistemas de automatización de alta disponibilidad MTA ET 200M individual/redundante ET 200iSP Sistemas de automatización de seguridad ET 200M Módulos estándar y módulos F ET 200M Módulos F ET 200M con CP 341 DP/FF Link DP/AS Interface Link ET 200M Ex I/O, HART DP/PA Link Terminal de operaciones Ex PROFIBUS PA DP/PA Link Link Y PROFIBUS PA DP/PA Link con acopladores DP/PA redundantes Active Field Splitter PROFIBUS PA Modbus, acoplamiento serie PROFIBUS DP PROFIBUS DP ET 200S ET 200iSP HART DP/PA Link CO x, NO x ET 200pro ET 200S Integrated Drives PROFIBUS PA Active Field Distributors Arquitectura del sistema SIMATIC PCS 7 SIMATIC PCS 7 es un sistema de control de procesos completamente homogéneo, dotado de una arquitectura escalable única en el mercado y unas extraordinarias propiedades de sistema, que combinan la Flexible Modular Redundancy y un alto rendimiento con unas funciones completas de gestión de datos, comunicación y configuración. Es la base idónea para la implantación rentable y la explotación económicamente racional de instalaciones de control e instrumentación. Pero SIMATIC PCS 7 ofrece mucho más que un sistema de control de procesos convencional. La arquitectura flexible del sistema permite en cualquier momento una ampliación selectiva de las funciones de control e instrumentación, gracias a la integración sin fisuras de una amplia variedad de funciones adicionales, p. ej. para la automatización de procesos por lotes, el control del transporte de materiales, la gestión de activos, las aplicaciones de seguridad, la evaluación y gestión de datos de proceso o las tareas MES. Hay siete buenas ventajas para decidirse por SIMATIC PCS 7: Reducción de los costes totales de operación (Total Cost of Ownership) gracias a la integración Alto rendimiento y calidad, de la mano de una ingeniería eficiente y un alto grado de fiabilidad y disponibilidad. Flexibilidad y escalabilidad: desde el pequeño sistema de laboratorio hasta un gran complejo de instalaciones. Protección de las inversiones gracias a una modernización paulatina de los sistemas propios y de terceros Safety & Security: funciones de seguridad integradas y amplia seguridad para sistemas TI, para la protección fiable de las personas y el medio ambiente, así como los procesos y la instalación Permanente innovación tecnológica, de la mano del líder mundial del sector de la automatización Global Network of Experts: asistencia local y servicio técnico a cargo de una red mundial de expertos y socios autorizados 4 Siete ventajas

5 Reducción de los costes totales de operación gracias a la integración La integración es uno de los principales puntos fuertes de SIMATIC PCS 7. Ejerce una influencia muy considerable sobre la optimización de todos los procesos de la empresa, a lo largo del ciclo de vida total de una instalación, y por lo tanto contribuye a la reducción de los costes totales de operación (Total Cost of Ownership, TCO). En el contexto de SIMATIC PCS 7, tiene muchas facetas: Integración horizontal en Totally Integrated Automation Totally Integrated Automation (TIA) de Siemens es una oferta sin lagunas de productos, sistemas y soluciones perfectamente adaptados entre sí para todos los niveles de jerarquía de la automatización industrial. En TIA, SIMATIC PCS 7 está integrado horizontalmente en todo el ámbito de la automatización de la cadena de procesos completa de una empresa, desde la entrada de materias primas a la salida de productos acabados. En este contexto, SIMATIC PCS 7 se hace cargo ante todo de la automatización de los procesos primarios. Pero esto no es todo, pues puede integrar también la infraestructura eléctrica ya existente, como p. ej. los cuadros de baja tensión y las celdas de media. Dado que TIA garantiza la compatibilidad de los desarrollos ulteriores, se preserva siempre la continuidad. Esto ofrece al operador de la instalación una alta seguridad en la inversión, ya que le permite ampliar y modernizar su instalación durante todo el ciclo completo de vida de ésta. Integración vertical en la comunicación jerárquica SIMATIC PCS 7 se puede integrar en la comunicación jerárquica de una empresa gracias a interfaces estandarizadas basadas en estándares internacionales de la industria e interfaces de sistema internas para el intercambio de datos directo. De esta manera, los datos de proceso están disponibles en cualquier momento y lugar de la empresa para fines de evaluación, planificación, coordinación y optimización de operaciones y procesos productivos y comerciales. SIMATIC PCS 7 admite a nivel de sistema la conexión con SIMATIC IT, la solución MES de Siemens. SIMATIC IT permite capturar en tiempo real datos del nivel ERP y de control, modelar todo el conocimiento sobre fabricación y definir con precisión los procesos operativos. La interfaz de sistema OpenPCS 7, basada en las especificaciones OPC (Openness, Productivity, Collaboration), facilita el intercambio de datos con sistemas de nivel superior, así como la evaluación y gestión de datos de proceso (clientes OPC). Mediante un PCS 7 Web Server, la planta se puede manejar y observar a través de Internet/intranet. El PCS 7 Web Server recoge los datos de los servidores OS subordinados y posibilita la supervisión y control remotos, así como el diagnóstico y mantenimiento desde cualquier parte del mundo. El acceso por Internet se regula con el mismo mecanismo de protección de acceso que en el cliente en la sala de control. La comunicación jerárquica de empresa abarca desde el nivel de gestión hasta el nivel de campo, pasando por el nivel de funcionamiento y de proceso, y el nivel de control. En esta comunicación están integrados los siguientes componentes: Instrumentación de campo y análisis Sistemas de pesaje y dosificación Accionamientos (arrancadores de motor, guardamotores, variadores) Esto facilita en gran medida tanto el diagnóstico del sistema como el mantenimiento eficiente con el sistema a pie de planta SIMATIC PCS 7 Asset Management. Planificación e ingeniería Instalación y puesta en marcha Producción Mantenimiento y reparación Modernización Reducción de los costes de explotación durante todo el ciclo de vida de la instalación Siete ventajas 5

6 Reducción de los costes totales de operación gracias a la integración Integración de funciones adicionales en el Process Control System Dependiendo de la automatización característica de cada proceso o de los requisitos específicos de cada cliente, puede ampliarse funcionalmente el sistema de control de procesos con hardware y/o software complementarios para tareas especiales de automatización, p. ej. con: Estación de mantenimiento (gestión de activos) SIMATIC BATCH (automatización de procesos por lotes) SIMATIC Route Control (control de transportes de material) Safety Integrated for Process Automation (sistema de seguridad) Todas estas funciones adicionales se integran sin fisuras en SIMATIC PCS 7. Integración de productos Add On autorizados para SIMATIC PCS 7 La modularidad, la flexibilidad, la escalabilidad y la apertura de SIMATIC PCS 7 constituyen condiciones óptimas para la integración aplicativa de componentes y soluciones complementarios en el sistema de control de procesos y para incrementar y redondear de este modo su funcionalidad. Existe una gran variedad de productos complementarios, tanto de Siemens como de otros fabricantes, que se denominan productos Add On para PCS 7. Se trata de paquetes de software y componentes de hardware autorizados por el fabricante del sistema, que hacen posible un uso económico de SIMATIC PCS 7 para tareas de automatización especiales. Un sistema de ingeniería común centralizado, provisto de una gama de herramientas uniformes y coordinadas entre sí para la configuración completa del sistema, reduce al mínimo el trabajo de configuración. La visualización del proceso destaca por su comodidad de manejo y su homogeneidad, lo que facilita tanto el aprendizaje como la orientación, y hace posible, en caso necesario, una intervención rápida y precisa del operador en el desarrollo del proceso. Integración de estándares técnicos adicionales SIMATIC PCS 7 también es capaz de integrar en el sistema estándares técnicos que no forman parte de TIA. Un ejemplo de esto el bus de campo FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1), de uso habitual en algunos sectores, que puede integrarse en el sistema de control a través de PROFIBUS. La configuración de hardware y el diagnóstico detallado de los componentes FF-H1 se efectúan de manera compatible con el sistema. Se garantiza la integración de los componentes FF-H1 en el SIMATIC PCS 7 Asset Management. 6 Siete ventajas

7 Alto rendimiento y calidad, de la mano de una ingeniería eficiente y un alto grado de fiabilidad y disponibilidad. Una de las claves del éxito de SIMATIC PCS 7 es sin duda la perfecta interacción de los distintos componentes del sistema SIMATIC, todos ellos de extraordinaria potencia y calidad superior. Se distinguen por un alto grado de fiabilidad en el funcionamiento, y pueden operarse de modo redundante para satisfacer necesidades de disponibilidad fuera de lo común. Gracias a la Flexible Modular Redundancy, se puede definir independientemente el grado de redundancia para cada nivel de arquitectura, lo que permite crear soluciones de arquitectura personalizadas, diseñadas exactamente para tareas muy concretas y con alta tolerancia a fallos. El alto rendimiento de SIMATIC PCS 7 lo demuestran sobre todo: Sistemas completos y compactos de runtime con una extraordinaria relación calidad/precio para aplicaciones de gama baja, con alta velocidad de procesamiento y alto grado de disponibilidad Potentes estaciones de trabajo industrial SIMATIC PCS 7 para sistemas en los niveles de explotación y de proceso, como sistema de ingeniería, sistema de operador, estación de mantenimiento y otros, con una moderna arquitectura Intel, un rápido procesador Core 2-Duo, gran tamaño de memoria y excelentes gráficos para entre 1 y 4 monitores. Todos los componentes instalados son de alta calidad, tienen altos índices MTBF y son idóneos para el funcionamiento 24 horas al día en entornos de oficinas o industriales con temperaturas entre 5 y 40 C Amplia gama de controladores modulares y escalables con rendimientos perfectamente escalonados y capacidad de almacenamiento en consonancia, todos con extraordinarias velocidades de procesamiento y excelente capacidad de comunicación, incluso para aplicaciones de alta disponibilidad, de seguridad y tolerantes a fallos Siete ventajas 7

8 Alto rendimiento y calidad Alta capacidad de comunicación - Rápidas redes eléctricas/ópticas FastEthernet y Gigabit Ethernet para bus de planta y LAN de OS (bus de terminales) - Versátiles arquitecturas de bus de campo PROFIBUS para áreas de producción en procesos y manufactura: para la conexión de sensores/actuadores mediante E/S remotas descentralizadas o para la conexión directa de dispositivos e instrumentos de campo y/o de proceso, incluida la alimentación, también en zonas clasificadas o para un alto grado de disponibilidad y seguridad Breves tiempos de ingeniería y total de proceso gracias a la completa configuración de hardware y software de todo el sistema con el sistema de ingeniería central: - Configuración orientada a la tecnología, que no requiere conocimientos específicos de programación - Funciones del sistema efectivas para minimizar los costes de ingeniería, en especial cuando hay muchos procesos de configuración similares (Bulk-Engineering) - Respaldo por parte del sistema de la configuración de subáreas de trabajo - Numerosos pasos de configuración automáticos (auto engineering), así como compilación y carga en una sola operación - Control de accesos y registro de modificaciones - Potente gestión de versiones con comparación e historial - Funciones de Advanced Process Control Operator System dotado de numerosas funciones, muy cómodo y escalable y con alto grado de seguridad de funcionamiento, opcionalmente redundante - Como sistema monopuesto para un máximo de objetos de proceso (PO) o como sistema multipuesto con un máximo de 12 servidores/parejas de servidores para PO y hasta 32 clientes por servidor/pareja de servidores - Administración de usuarios integrada con protección de accesos y firma electrónica - Breves tiempos de apertura y actualización de sinópticos (< 2 s) - Servidores selectivamente redundantes, modificables durante el funcionamiento - Procesamiento de avisos de alto rendimiento, con hasta avisos/alarmas configurables por Single Station/servidor - Gestión inteligente de alarmas que selecciona y filtra la información relevante - Sistema de archivo integrado de alto rendimiento para el archivo a corto plazo de hasta variables archivables, ampliable con archivo a largo plazo para un máximo de variables, también en modalidad redundante 8 Siete ventajas

9 Flexibilidad y escalabilidad : desde el pequeño sistema de laboratorio hasta plantas complejas SIMATIC PCS 7 LAB SIMATIC PCS 7: 100 a E/S Sistema laboratorio Escuela técnica Planta de producción Diferentes plantas en un mismo centro Escalabilidad del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 Los clientes 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 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, con distintos grados de relación precio/potencia, o entre sistemas estándar y sistemas de seguridad y alta disponibilidad. Esto permite adaptar de manera óptima el esfuerzo de automatización a las necesidades de la planta o parte de la planta. Así se evitan las sobrecapacidades y el derroche que representan. Pero la escalabilidad no sólo comporta ventajas de cara a los costes de planificación, ingeniería, puesta en servicio y funcionamiento, sino también en lo que se refiere a mantenimiento y formación. Gracias a la ingeniería unitaria y homogénea para toda la plataforma del sistema, los datos de ingeniería creados una vez podrán seguir utilizándose más adelante. La arquitectura del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 está diseñada de manera que, en la fase de configuración, la tecnología 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, la tecnología de control SIMATIC PCS7 se podrá ampliar o reconfigurar en todo momento. Cuando la planta crece, SIMATIC PCS 7 crece con ella: es así de simple. Puede prescindirse del gasto que representan las capacidades de reserva. Para la entrada en la gama baja, SIMATIC PCS 7 ofrece atractivos sistemas completos, provistos de las funciones necesarias para la automatización, el manejo y visualización (HMI), así como la ingeniería: SIMATIC PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 SIMATIC PCS 7 Lab Con sus aproximadamente 60 puntos de medida, estos sistemas marcan al mismo tiempo el extremo inferior de la escala. La escala se extiende hasta el sistema multipuesto distribuido en arquitectura cliente-servidor, que ofrece hasta puntos de medida para la automatización de una planta de producción de grandes dimensiones o de un complejo de instalaciones dentro de un centro de producción. Esto equivale a una escala aproximada de 100 a E/S. Siete ventajas 9

10 Protección de las inversiones gracias a la modernización paulatina de los sistemas propios y de terceros Los motivos que impulsan la modernización de los procesos e instalaciones ya existentes son muy diversos. Las claves pueden ser el aumento de la productividad y la calidad, la reducción de costes, la reducción de los ciclos de introducción de productos o la adopción de procesos de producción y tecnologías más respetuosas con el medio ambiente, basadas en la optimización de las materias primas y la energía. En cualquier caso, para conseguir estos objetivos, hay que optimizar continuamente los procesos y modernizar y ampliar los sistemas y las plantas. Una estrategia de modernización coordinada y progresiva permite mantener e incluso aumentar el valor de la base instalada en lo que se refiere a hardware, software de aplicación y know-how del personal de manejo y mantenimiento. Siemens ofrece para sus propios sistemas de control gran número de soluciones y productos innovadores para la migración a SIMATIC PCS 7; por ejemplo, para TELEPERM M APACS SIMATIC PCS/TISTAR OpenPMC La característica principal de la estrategia de migración de Siemens es un procedimiento sucesivo que permite modernizar la base instalada sin discontinuidades a nivel de sistema y a ser posible sin parar la planta, y al mismo tiempo limitar los gastos en inversiones nuevas. Esta estrategia puede adaptarse a las condiciones especiales de cualquier planta y es flexible respecto a las prioridades del operador. Su objetivo es siempre maximizar el retorno de las inversiones. Pero esto no es todo: Basándose en la cartera de migración de Siemens, que abarca un gran número de productos, herramientas y servicios innovadores y puestos a prueba en la práctica, se han desarrollado soluciones de migración también para sistemas de control de otros fabricantes, como p. ej. ABB, Bailey, Emerson o Honeywell. Así, los usuarios de estos sistemas de control pueden apostar por la tecnología del líder mundial SIMATIC y asegurar sus inversiones en tecnología de automatización para el futuro. 10 Siete ventajas

11 Funciones de seguridad integradas y seguridad TI completa para la protección fiable de las personas y el medio ambiente, así como de los procesos y las instalaciones Arquitectura de seguridad escalonada en niveles (Defense-in-Depth) Segmentación de la instalación (Células de seguridad) Windows Security Gestión de parches Red: Subredes, direcciones IP, Resolución de nombres Active Directory Dominios Grupos de trabajo Planta de producción Acceso de servicio y telemantenimiento (VPN, IPSec) Antivirus y cortafuegos Administración de usuarios y de derechos Sincronización horaria En la industria de procesos, a menudo se procesan como materia prima o producto intermedio o final sustancias y mezclas inflamables, explosivas o nocivas para la salud. La manipulación de estas sustancias exige grandes precauciones y medidas de seguridad extraordinarias, ya que cualquier deficiencia o fallo de la planta podría tener consecuencias funestas para las personas y el medio ambiente, así como para las máquinas e instalaciones. El objetivo de los sistemas de seguridad de Siemens es neutralizar, mediante mecanismos técnicos, los potenciales de peligro existentes, o limitar a un mínimo tolerable las posibles consecuencias. Esta es la filosofía de "Safety Integrated for Process Automation", una oferta completa de productos y servicios para la creación de aplicaciones seguras y tolerantes a fallos para la industria de procesos. Basándose en el sistema de tecnología de seguridad de Siemens, "Safety Integrated for Process Automation" ofrece todo el abanico de funciones de tecnología de seguridad, desde el sensor al actuador, pasando por el controlador. Los ataques de piratas informáticos, los virus, gusanos troyanos y similares: todos ellos son molestos compañeros de viaje de los avances de la estandarización, el carácter abierto de sistemas y la extensión mundial de las redes. El potencial de peligro que representan para las instalaciones de control ha aumentado enormemente. Las amenazas surgidas de los programas maliciosos o del acceso de personas no autorizadas van más allá de la sobrecarga y la caída de las redes y el robo de contraseñas y datos. Tampoco pueden descartarse injerencias no autorizadas en la automatización de procesos y sabotajes dirigidos a objetivos seleccionados. Las consecuencias posibles no se limitarían a daños materiales, sino que podrían comportar peligros para las personas y el medio ambiente. Con su avanzado sistema de seguridad, basado en una arquitectura de seguridad escalonada en niveles (defense in depth), SIMATIC PCS 7 ofrece amplias soluciones para la seguridad de las instalaciones de procesos frente a esas amenazas. La peculiaridad de este sistema de seguridad 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. Siete ventajas 11

12 Permanente innovación tecnológica, de la mano de uno de los líderes mundiales del sector de la automatización En Alemania, Siemens ocupa el primer puesto en la estadística de patentes, en la Agencia Europea de patentes, el segundo, y en EE.UU. está representado entre las diez principales empresas. Esto demuestra el enorme y prolongado empeño de Siemens en busca de la innovación. El requisito previo para la innovación y, por lo tanto, para el éxito económico a largo plazo, es la inversión en investigación y desarrollo. Siemens Automation and Drives invierte en ello anualmente más del seis por ciento de sus beneficios; en el ejercicio 2004/2005, por ejemplo, la cifra se elevó por encima de los 650 millones de euros empleados de investigación y desarrollo generan cerca de patentes al año. El resultado es la gama de productos más moderna del sector de la tecnología de automatización y accionamiento. Cuatro de cada cinco de nuestros productos tienen menos de 5 años de antigüedad. Todas nuestras innovaciones giran en torno a las exigencias del mercado de la automatización. Siemens Automation and Drives lleva a cabo sus proyectos de investigación y desarrollo mediante alianzas a nivel mundial, a menudo en cooperación con universidades. Lo que nos mueve es el empeño por satisfacer al máximo los deseos de nuestros clientes. 12 Siete ventajas

13 Global Network of Experts: asistencia local y servicio técnico a cargo de una red mundial de expertos y partners autorizados Quien se decide por SIMATIC PCS 7, tiene en Siemens un socio potente y fiable que dispone de un inmenso knowhow y muchos años de experiencia en el ámbito de la automatización de procesos. Siemens ha creado una densa red de expertos para dar asistencia a sus clientes de sistemas de control de procesos en todo el mundo. Esta red incluye especialistas de sistemas de Siemens y colaboradores externos autorizados de alta categoría, que ofrecen servicio y asistencia de primera clase en más de 190 países de todo el mundo. Gracias a su presencia sobre el terreno, estos expertos están familiarizados con las peculiaridades regionales, mantienen contacto directo con sus clientes y pueden reaccionar de manera rápida y flexible a sus peticiones. Sus prestaciones están enfocadas a la totalidad del ciclo de vida de una instalación, desde la planificación y la configuración, pasando por la puesta en marcha, hasta la modernización o la puesta fuera de servicio. La gama diferenciada de prestaciones abarca desde la línea de ayuda 24 horas al día y 7 días a la semana hasta el asesoramiento para la puesta en marcha, el mantenimiento o la actualización y el servicio de reparación y repuestos, pasando por un completo servicio de consultoría técnica. La constante evolución de la tecnología de control de procesos hace imprescindible una formación permanente. Y esto no sólo se aplica a nuestros clientes, sino también a nuestros especialistas y colaboradores locales. Por eso Siemens ofrece cursos de formación profesionales y orientados a grupos de usuarios, en sus centros de formación en más de 60 países, o directamente sobre el terreno, a pie de planta. En la estrecha colaboración con partners e integradores de sistema, Siemens ve una clave esencial para el éxito de la automatización de procesos. Para ampliar y profundizar esta colaboración, Siemens ha creado un Solution Partner Programm cuyo ancho de banda es único en el mercado. Gracias a él se combinan a la perfección los extraordinarios conocimientos sobre tecnología y aplicación con la experiencia y el profundo know-how acerca de productos y sistemas. Siete ventajas 13

14 Características del sistema Flexibilidad en la gama baja Sistema Runtime con funcionalidad AS (controlador) Sistemas Runtime con funcionalidad AS y OS o sistemas completos con funcionalidad AS, OS y ES SIMATIC PCS 7 AS RTX con controlador de software WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX con controlador de software WinAC RTX SIMATIC PCS 7 BOX 416 con controlador de hardware WinAC Slot 416 Capacidad de automatización escalable en la gama baja de SIMATIC PCS 7 (AS: Controlador, OS: Sistema de operador, ES: Sistema de ingeniería) Los sistemas que se describen aquí permiten una incorporación económica a la automatización de sistemas con SIMATIC PCS 7. Se trata fundamentalmente de pequeñas aplicaciones de producción, aptas para package units, para la automatización de laboratorios o para variadas tareas en el ámbito de la formación. En el contexto de la automatización escalable, el sistema de automatización Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX, en su versión de sistema runtime AS, representa la introducción en la gama baja de SIMATIC PCS 7. Junto con SIMATIC PCS 7 BOX RTX y SIMATIC PCS 7 BOX 416, suministrables como sistemas runtime AS/OS o como sistemas completos (con funcionalidad AS, OS y ES), permite una introducción escalonada en este segmento de prestaciones. La gama de ofertas se complementa con SIMATIC PCS 7 LAB, desarrollado especialmente para la automatización de laboratorios, que combina un sistema completo SIMATIC PCS 7 BOX 416 y módulos seleccionados de E/S del sistema de periferia ET 200M dentro de una caja compacta, modular y muy robusta. Sistema de entrada SIMATIC PCS 7 AS RTX SIMATIC PCS 7 AS RTX El compacto y robusto controlador Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX está diseñado para un funcionamiento permanente 24 horas al día a una temperatura ambiente máxima de 55 C. Al prescindir completamente de ventiladores y medios de almacenamiento giratorios, el sistema es resistente a las vibraciones y los impactos. Una SRAM respaldada de 2 Mbytes se encarga del almacenamiento seguro de los datos de proceso. Debido a sus singulares propiedades físicas y a sus dimensiones reducidas, SIMATIC PCS 7 AS RTX resulta idóneo para el uso industrial a pie de planta. El sistema operativo Windows XP Embedded, el software de controlador WinAC RTX y el software de diagnóstico SIMATIC PC DiagMonitor vienen preinstalados en una tarjeta Compact Flash de 2 Gbytes. La configuración se efectúa por medio del sistema de ingeniería centralizado SIMATIC PCS 7. Una interfaz PROFIBUS DP hace posible conectar al PROFIBUS DP/PA sistemas de periferia de E/S ET 200 con sensores/actuadores y dispositivos de campo/de proceso conectados. Mediante dos interfaces de Ethernet RJ45 de 10/100/1000 Mbits/s para la comunicación con el bus de planta, SIMATIC PCS 7 AS RTX puede integrarse en un complejo de instalaciones con SIMATIC PCS Características del sistema

15 Los SIMATIC PCS 7 BOX pueden configurarse por medio del software de ingeniería integrado en el sistema o a través de un sistema de ingeniería centralizado. La oferta actual abarca dos SIMATIC PCS 7 BOX con diferentes niveles de prestaciones: SIMATIC PCS 7 BOX RTX con controlador de software WinAC RTX; capacidad funcional de controlador realizable equivalente a AS 414 SIMATIC PCS 7 BOX 416 con controlador de hardware WinAC Slot 416; capacidad funcional de controlador realizable equivalente a AS 416 Ambos son suministrables en dos variantes de equipamiento: Sistema de entrada SIMATIC PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX SIMATIC PCS 7 BOX son sistemas PC compactos y de precio módico, provistos de funciones de automatización, manejo y vigilancia, así como, opcionalmente, de ingeniería. En combinación con sistemas de periferia descentralizados de E/S ET 200 y dispositivos de campo/proceso inteligentes conectados a PROFIBUS, constituyen un sistema de control de procesos completo, que puede usarse tanto en modalidad autónoma como integrada en un complejo de instalaciones. Están equipados con dos interfaces PROFIBUS DP para la conexión de sistemas de periferia de proceso descentralizados, así como dos interfaces Ethernet RJ45 a 10/100/1000 Mbits/s para la integración en el complejo de plantas. Como legítimos integrantes de la familia SIMATIC PCS 7, los SIMATIC PCS 7 BOX trabajan con el software de sistema estándar de PCS 7, son escalables y pueden ampliarse sin problemas de compatibilidad. Las licencias de ingeniería y runtime para AS y OS están limitadas a objetos de proceso (PO). Sistema completo SIMATIC PCS 7 con funcionalidad AS, ES y OS, incl. licencias para 250 PO Sistema runtime SIMATIC PCS 7 con funcionalidad AS y OS, incl. licencias para 250 PO Con el software de diagnóstico integrado SIMATIC PC DiagMonitor, SIMATIC PCS 7 BOX RTX y SIMATIC PCS 7 BOX 416 pueden incluirse en la gestión de activos de PCS 7. Ambos sistemas pueden operarse también como estación de mantenimiento. SIMATIC PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX RTX se caracteriza por una excepcional relación precio/rendimiento. Aunque algo inferior a SIMATIC PCS 7 BOX 416 en lo referente a prestaciones de automatización, tiene su principal virtud en la rapidez de ejecución del programa. El controlador de software WinAC RTX genera una intensidad básica muy baja, y resulta idóneo para aplicaciones donde las necesidades de tiempo real y una respuesta en el tiempo determinística juegan un papel importante. Características del sistema 15

16 Flexibilidad en la gama baja Sistema de entrada SIMATIC PCS 7 BOX 416 Sistema de entrada SIMATIC PCS 7 LAB SIMATIC PCS 7 BOX 416 SIMATIC PCS 7 BOX 416 ocupa una posición algo superior a SIMATIC PCS 7 BOX RTX en lo referente a prestaciones de automatización. Está equipado con un controlador de hardware autárquico WinAC Slot 416 V4.0, a través de cuyos puertos PROFIBUS DP se conecta al sistema de periferia descentralizado. En este controlador, el programa de automatización se ejecuta independientemente del PC base y su sistema operativo Windows. SIMATIC PCS 7 BOX 416 es especialmente recomendable cuando se requiere una alta disponibilidad o modificaciones de configuración durante el funcionamiento (CiR). SIMATIC PCS 7 BOX 416, además de su uso como controlador, sistema de operador y sistema de ingeniería, puede utilizarse para la automatización de procesos por lotes con SIMATIC BATCH y el control de transportes de material con SIMATIC Route Control. Sin embargo, la capacidad de SIMATIC BATCH se limita a 10 UNIT (instancias de unidades de proceso) y la capacidad de SIMATIC Route Control a 30 transportes de material simultáneos. SIMATIC PCS 7 LAB Debido a la variabilidad de los experimentos y las series de ensayos, la automatización de laboratorios requiere, además de alta calidad, eficiencia y seguridad, un alto grado de flexibilidad. SIMATIC PCS 7 LAB está diseñado especialmente para esas necesidades. Un sistema completo SIMATIC PCS 7 BOX 416 con funcionalidad AS, ES y OS, incl. licencias para 250 PO, así como un grupo de módulos seleccionados del sistema de periferia de E/S ET 200M se acomodan en sendos módulos de usuario independientes de 19 pulgadas: Estación de procesamiento; AxAxP en mm: 562 x 211 x 540 Estación de entrada/salida; AnxAlxP en mm: 562 x 344 x 540 Ambas estaciones son compactas, muy estables y fáciles de acomodar en cualquier lugar de empleo. La estación de procesamiento es técnicamente comparable con SIMATIC PCS 7 BOX 416 y dispone, como ésta, de 2 conexiones para Ethernet y 2 para PROFIBUS DP, así como 4 interfaces USB (2 x high current). Análogamente, también puede ampliarse con SIMATIC BATCH y SIMATIC Route Control. En la estación de entrada/salida se encuentran, además de la fuente de alimentación de 230 V AC, la conexión a PROFIBUS y el módulo de interfaces CP340 (2 x serie), 8 módulos E/S del sistema de periferia ET 200M de la gama: Entrada analógica SM 331 para medición de corriente: AI8x0/4...20mA Entrada analógica SM 331 para medición de tensión: AI 8 x ±10 V Entrada analógica SM 331 para medición de temperatura: AI 4 x Pt100 Salida analógica SM 332: AO 8 x 0/ ma Entrada digital SM 321: DI 16 x 24 V DC Salida digital SM 322: DO 16 x DC 24 V/0,5 A Los módulos de E/S están cableados en las placas frontales con conectores hembra de laboratorio (4 mm) con código de colores. Estos enchufes permiten una interconexión rápida y flexible con los sensores y actuadores y resultan especialmente útiles en caso de modificaciones o remodelaciones frecuentes. 16 Características del sistema

17 Redundancia a todos los niveles Client Client SIMATIC PCS 7 ofrece amplias posibilidades para crear configuraciones redundantes en todos los niveles del sistema de control. OS-LAN (Ethernet), Anillo 1 OS-LAN (Ethernet), Anillo 2 AS 412H AS 414H AS 417H Active Field Splitter Bus de planta Industrial Ethernet redundante (anillo doble) Y-Link MTA ET 200M ET 200M Módulos estándar y F ET 200iSP DP/PA Link CO x, NO x Servidores redundantes PROFIBUS PA DP/PA Link con acopladores DP/PA redundantes PROFIBUS PA DP/PA Link con acopladores DP/PA redundantes Active Field Distributors PROFIBUS PA La arquitectura cliente-servidor del sistema de control de procesos permite acceder desde un máximo de 32 clientes (OS/Batch/Route Control) a los datos de entre 1 y 12 servidores/parejas de servidores (OS/Batch/RouteControl). La técnica Multi Screen posibilita conectar hasta 4 monitores de proceso a un cliente. En caso necesario, los siguientes servidores pueden hacerse redundantes: Servidor OS Servidor central de archivos (CAS) Servidor batch Servidor de Route Control Servidor de estación de mantenimiento Las parejas de servidores OS redundantes se sincronizan automáticamente y a gran velocidad. En arquitecturas de sistema con servidores OS redundantes, en caso de fallo se conmutan los clientes OS al servidor de backup. Tareas no prioritarias supervisan permanentemente las aplicaciones importantes para detectar fallos que ocasionan la conmutación al equipo intacto. Tan pronto como el servidor caído esté nuevamente operativo, se sincronizan automáticamente los datos de proceso y los históricos de alarmas y mensajes. Las comunicaciones cliente-servidor y servidor-servidor discurren a través de una LAN Ethernet dedicada. La red de comunicación denominada LAN de OS o bus de terminales se instala con componentes estándar de SIMATIC NET, como switches, tarjetas de redes, módulos de comunicación (CP), cables, etc. En caso de topología de anillo se evitan fallos de comunicación si p. ej. se daña o corta la línea en alguna parte. Con el fin de aumentar aún más la disponibilidad, la LAN de OS también se puede dividir en dos anillos redundantes acoplados entre sí mediante dos pares de switches. En este caso, cada uno de los servidores y clientes redundantes puede conectarse con los dos anillos a través de dos módulos de interfaz distintos. Normalmente, la comunicación se realiza a través del anillo 1; por el anillo 2 sólo en caso de fallos en el anillo 1 que impliquen la conmutación de la red de reserva. Posibilidades de conexión para sistemas redundantes en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7; unidad de periferia descentralizada, en este caso cada una con fuente de alimentación redundante Características del sistema 17

18 Redundancia a todos los niveles Los controladores (AS) se comunican entre sí y con el sistema de ingeniería y los sistemas de operadores (estaciones Server/Single) a través del bus de planta Industrial Ethernet. El bus de planta también puede instalarse con topología en anillo; en caso de grandes exigencias de seguridad, también como anillo redundante doble (dos CP por CPU de controlador y servidor OS). De este modo, se pueden tolerar fallos dobles como la avería de un switch en el anillo 1 y el corte simultáneo del cable de bus del anillo 2. Los dos anillos están separados físicamente el uno del otro en esta configuración. Las estaciones implicadas se combinan lógicamente, durante la configuración con NetPro, por intermedio de una conexión S7 (redundancia de 4 vías) de alta disponibilidad. Para cada anillo, un switch asume la función de administrador de redundancia. Normalmente, los controladores de alta disponibilidad AS 412H, AS 414H y AS 417H, que tienen configuración redundante, se conectan al bus de planta con un módulo de comunicación (CP) por cada CPU (subsistema). En caso de anillo doble, para mayor disponibilidad, cada subsistema se puede conectar a los dos anillos a través de dos CP. La LAN de OS (bus de terminales) y el bus de planta son configurables con componentes de bus para velocidades de transferencia de hasta 100 Mbits/s o 1 Gbit/s. Utilizando interfaces PROFIBUS DP internas o módulos de comunicación adicionales, en cada subsistema pueden operar varias líneas PROFIBUS DP con periferia de proceso descentralizada. Mediante dos módulos de interfaces (IM) se pueden conectar estaciones de E/S remotas del sistema de periferia descentralizada de E/S ET 200M o ET 200iSP a líneas redundantes de PROFIBUS DP. Para el ET 200iSP, acopladores RS 485-iS convierten señales eléctricas conformes con RS 485 de PROFIBUS DP en señales de seguridad intrínseca RS 485-iS con una velocidad de transferencia de 1,5 Mbits/s. En la unidad de periferia descentralizada ET 200M, la redundancia llega hasta el nivel de canal de los módulos de E/S. Para configuraciones redundantes están disponibles ciertos módulos de la gama SIMATIC S7-300, tanto estándar como de seguridad. Un sensor o actuador se puede conectar a dos canales, distribuidos a dos módulos redundantes en estaciones ET 200M separadas. Estación ET 200iSP, redundante Los dispositivos de campo/de proceso inteligentes conectados a PROFIBUS PA se conectan preferentemente mediante un DP/PA Link como encaminador de red al PROFIBUS DP redundante. La configuración del DP/PA Link depende del entorno de funcionamiento (zona Ex) y de la arquitectura de redundancia escogida. Mientras que para PROFIBUS PA en la zona Ex 1 sólo puede usarse la arquitectura en línea con acoplador individual, en los entornos hasta la zona Ex 2 es posible configurar también una arquitectura en línea con redundancia de acoplador o una arquitectura en anillo. En la arquitectura en línea con acoplador individual, cada línea de PROFIBUS PA se conecta a un acoplador DP/PA del encaminador de red DP/PA. En la arquitectura en línea con redundancia de acoplador, un distribuidor de campo activo AFS (Active Field Splitter) conmuta la línea de PROFIBUS PA alternativamente al acoplador redundante FDC activo en cada caso. En la arquitectura en anillo, los distribuidores de campo activos AFD (Active Field Distributors), mediante 4 conexiones de cable de derivación resistentes a cortocircuitos, integran los dispositivos de campo PROFIBUS PA en un anillo PROFIBUS PA con terminación automática de bus. Este anillo se conecta a dos acopladores DP/PA FDC del encaminador de red DP/PA. A través del módulo "Y-Link" también es posible conectar equipos PROFIBUS DP no redundantes al PROFIBUS DP redundante. 18 Características del sistema

19 Flexible Modular Redundancy (FMR) Controlador S7-400FH Controlador S7-400FH Triple Simple Doble 1oo1 LS DP/PA Link con acopladores DP/PA redundantes AFD AFD AFD PROFIBUS DP 2oo3 1oo2 Caudal 2oo3 PT 1oo2 Flexible Modular Redundancy en un ejemplo de configuración de instalación de seguridad tolerante a fallos Arquitectura de seguridad y tolerante a fallos basada en una topología en anillo de 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. Sin embargo, la Flexible Modular Redundancy no se puede aplicar sólo a configuraciones de instalación con sistemas de periferia de E/S descentralizados, sino que también puede transferirse a configuraciones con conexión de equipos directa a través del bus de campo PROFIBUS PA. Como muestra la figura, la arquitectura en anillo de PROFIBUS PA permite crear también, en entornos de trabajo hasta la zona Ex 2, 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). Características del sistema 19

20 Sistema de ingeniería Ingeniería a escala de planta desde un sistema de ingeniería centralizado Bloques de función tecnológicos Ingeniería OS PCS 7 Engineering Import/ Export Assistant CFC/SFC Libraries HW Config Graphics Designer Faceplate Designer SIMATIC BATCH S7 F Systems SIMATIC PDM Administrador SIMATIC / base de datos universal Ingeniería de automatización Ingeniería de red/ comunicación/hardware Ingeniería para aplicaciones de seguridad Parametrización de aparatos de campo 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 para el proyecto, el Administrador SIMATIC, que constituye al mismo tiempo la aplicación base para crear, administrar, archivar y documentar un proyecto. El sistema de ingeniería centralizado del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 se basa en una potente estación de trabajo industrial SIMATIC PCS 7 que se puede emplear tanto en oficinas como en entornos industriales. Junto con el sistema operativo Windows XP Professional, dicha estación proporciona un punto de partida ideal para la ingeniería. Para mayor comodidad de configuración, el entorno de trabajo del ingeniero se puede ampliar conectando hasta 4 monitores de proceso a través de una tarjeta gráfica Multi-VGA. La licencia del software de ingeniería está orientada a las siguientes aplicaciones principales del sistema de ingeniería: Empleo como estación de ingeniería clásica y exclusiva, sin límite de PO (no sirve para modo de producción OS; se permiten 2 horas en modo de prueba OS) Empleo como estación de ingeniería/estación de operador combinadas; cantidad de PO escalable Las licencias de software de la estación ES/OS combinada contienen, además de las licencias para ingeniería, las licencias runtime para AS y OS en el volumen correspondiente. La cantidad de objetos de proceso puede ampliarse en cualquier momento con Engineering PowerPacks. La funcionalidad básica que cubre el software estándar depende de la tarea del proyecto; su implementación puede ampliarse con opciones. La base para la definición de licencias y la unidad de cálculo para la ingeniería de SIMATIC PCS 7 es la cantidad de objetos de proceso (PO) configurables. 20 Sistema de ingeniería

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