El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7

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1 El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 SIMATIC PCS 7 Folleto Octubre 2014 Answers for industry.

2 Totally Integrated Automation 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, 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. 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: Totally Integrated Automation crea las condiciones idóneas para aprovechar al máximo el potencial de optimización a lo largo de todo el proceso de producción: 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 Ingeniería integrada Industrial Data Management Industrial Communication Industrial Security Safety Integrated 2 Totally Integrated Automation

3 Índice texto Progress you trust Performance you trust Rendimiento a medida Rendimiento en la ingeniería Rendimiento durante el funcionamiento Automatización de procesos con Siemens Componentes del sistema Administración del sistema con la consola de gestión. 12 Sistema de ingeniería Ingeniería integrada 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 Archivo histórico de datos de proceso y creación de informes Plant Device Management SIMATIC PDM, Maintenance Station Controladores Sistemas compactos Comunicación Periferia de proceso Automatización de lotes con SIMATIC BATCH Control de rutas con SIMATIC Route Control Safety Integrated for Process Automation Industrial Security Virtualización Componentes tecnológicos Control de rutas con SIMATIC Route Control Automatización de subestaciones Gestión de energía con SIMATIC PCS Optimización con Advanced Process Control Sistemas de simulación y formación integración en sistemas TI Package Units e integración en paneles Integración de controladores con PCS 7/OPEN OS Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes Prestación de servicios Service & Support global Índice 3

4 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! 4 Progress you trust

5 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 5

6 Simulation FAT/OTS Life cycle and Remote services Integrated engineering Plant asset management APC Optimization Information management Integration of switchgears SIMATIC PCS 7 Energy management Batch automation Integration of package units Integrated field devices Safety Integrated Integrated telecontrol Material transport 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. 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. 6 Progress you trust

7 Sistema laboratorio/escuela técnica Planta de producción SIMATIC PCS 7: 100 a E/S Diferentes plantas en un mismo centro G_PCS7_XX_00202 Escalabilidad del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 Rendimiento en la ingeniería 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. 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. Rendimiento durante el funcionamiento 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. 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 7

8 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. 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. 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 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. 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. 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. 8 Progress you trust

9 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. 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 empleados que trabajan en 188 centros, y coopera con departamentos de investigación de universidades punteras. En el ejercicio 2013 se invirtieron millones de euros en investigación y desarrollo, de los que salieron aprox 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. 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. 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. 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 9

10 SIMATIC PCS 7 performance you trust Sistema de operador (OS) Single Station Cliente móvil OS Client 427D OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients OS Server, Batch Server, Route Control Server, Maintenance Server, Process Historian Industrial Wireless LAN Industrial Ethernet PCS 7 BOX PCS 7 AS mec RTX con E/S S7-300 Controladores estándar ET 200pro ET 200M PROFINET Sistemas compactos Controladores embebidos Zona 2 Zona 1 Terminal de mando Ex HART inalámbrico Sistemas de pesaje ET 200M ET 200M, Ex-I/O, HART ET 200SP AS-Interface Modbus, acoplamiento serie SCALANCE X Switch IE/PB Link PROFIBUS DP Gestión de energía integrada PROFINET IE/PB Link + acoplador DP/PA AFD PROFIBUS PA AFDiS Accionamientos integrados 10 Progress you trust

11 Web Client - OS - Maintenance - Information Ethernet, LAN de oficina ERP Cortafuegos frontal Web Server Servidores opcionales - Web Server - OpenPCS 7 - Information Server Impresora de red Clientes opcionales - Simulación con SIMIT - MES/MIS con SIMATIC IT - COMOS Plant Lifecycle Management Estaciones de ingeniería Cortafuegos posterior Controladores de alta disponibilidad Controladores de seguridad Zona 2 Zona 1 ET 200M ET 200M simple/redundante MTA ET 200M módulos F PROFIBUS DP-iS Zona 1 ET 200SP Y-Link ET 200iSP ET 200iSP Análisis de gases PA Link/ FF Link PA Link AFD PROFIBUS PA AFD AFS AFD AFDiS SIMOCODE pro for PROFINET PA/FF H1 ET 200pro PA Link/ FF Link PROFINET PROFIBUS DP AFD PA/FF H1 AFDiS PROFIBUS DP ET 200S G_PCS7_XX_00388 Progress you trust 11

12 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: 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. 12 Administración del sistema con la consola de gestión (Management Console)

13 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 SIMATIC Manager / base de datos universal Ingeniería de red/ comunicación/hardware Ingeniería de automatización Ingeniería para aplicaciones de seguridad Parametrización de aparatos de campo G_PCS7_XX_00114 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 13

14 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 14 Sistema de ingeniería

15 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 15

16 Continuous Function Chart en diseño actualizado Continuous Function Chart (CFC) 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. Clave de colores para la identificación de objetos en CFC El editor CFC soporta los siguientes tipos de módulos de software estandarizados: 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. 16 Sistema de ingeniería

17 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 17

18 Ejemplos de faceplates estándar para OS tomados de SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, válvulas Advanced Process 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. 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 Ejemplos de faceplates de la Industry Library y la Condition Monitoring Library Industry Library y Condition Monitoring Library 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. 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) 18 Sistema de ingeniería

19 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 19

20 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: Versión Nombre de versión Fecha y hora Usuarios Comentario 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 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. 20 Sistema de ingeniería

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