el sistema de control de procesos simatic pcs 7 · 2009-04-23 · para automatización de procesos...

El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7Folleto · Marzo de 2009

SIMATIC PCS 7

Answers for industry.

© Siemens AG 2009

SIMATIC PCS 72

SIMATIC PCS 7, ¡más allá de los límites!

La diversidad de funciones, la flexibilidad y las múltiples pres-taciones de la nueva versión 7.1 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 posibili-dades 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 nive-les 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 homogé-nea y personalizada en todos los sectores de la industria ma-nufacturera y de procesos, así como en las industrias híbridas.

Nivel de campo

Nivel de control

Nivel de operaciones y procesos

Nivel de gestión

ERP – Enterprise Resource Planning

MES – Manufacturing Execution Systems

SIMATIC PCS 7Control de procesos (DCS)

• Mantenimiento

• Modernización y actualización

• Gestión de energía

Software industrial para• Diseño e ingeniería

• Instalación y puesta en servicio

• Manejo

SIMATIC NETComunica-ción industrial

Controladores SIMATICModular/Embedded/Basado en PC

SIMATIC HMIInterfaz hombre-maquina

Instrumentación de proceso SIMATIC Sensors SIMATIC Periferiadescentralizadas

Sistemas de accionamientos/SINAMICS

SINUMERIK Computer Numeric Control

SIMOTION Sistema de control de movimiento

IO-Link

HART

PROFIBUS PA

Totally IntegratedAutomation

SIMATIC IT

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SIMATIC PCS 7 3

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 hard-ware común y herramientas de ingeniería y de gestión tam-bién comunes. La interacción perfecta de todos los compo-nentes permite incrementar el volumen y la calidad de la pro-ducción.

Contenido

texto

Siete ventajas

Integración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Rendimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Escalabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Modernización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Safety & Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Innovación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Red mundial de expertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Componentes del sistema

Sistema de ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Sistema de operador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Maintenance Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Controladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Periferia de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Componentes tecnológicos

Automatización de lotes con SIMATIC BATCH . . . . . . 55

Control de rutas con SIMATIC Route Control . . . . . . . 61

Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . 65

Optimización con Advanced Process Control . . . . . . . 72

Telecontrol con SIMATIC PCS 7 TeleControl . . . . . . . . 76

Automatización de laboratorios . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

IT Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Integración en sistemas TI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Sistemas compactos

SIMATIC PCS 7 BOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Migración

Migración sistemas de Siemens y de otros fabricantes 86

Customer Support

Prestación de servicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Información complementaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

SIMATIC WinCC Sistema SCADA

Safety Integrated

Aparatos de baja tensión

/

KNX GAMMA instabus

PROFIBUSPROFIsafe

PROFIsafe Industrial Ethernet

PROFINET

AS-Interface

Industrial Ethernet

Ethernet

Industrial Ethernet

Ethernet

Totally Integrated Power

ASIsafe

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Siete ventajas4

Siete ventajas

Arquitectura del sistema SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 es un sistema de control de procesos com-pletamente homogéneo, dotado de una arquitectura esca-lable única en el mercado y unas extraordinarias propieda-des de sistema que lo convierten en la base idónea para la implantación rentable y la explotación económicamente racional de instalaciones de control e instrumentación.

SIMATIC PCS 7 ofrece una ampliación selectiva con funciones adicionales que se pueden integrar sin fisuras; por ejemplo para automatización de procesos por lotes, control del trans-porte de materiales, Advanced Process Control, gestión de ac-tivos, aplicaciones de control remoto y de seguridad, evalua-ción y gestión de datos de proceso o tareas MES. Es decir, SI-MATIC PCS 7 ofrece mucho más que un sistema de control de procesos convencional.

Esto se manifiesta claramente en estas siete ventajas:

• Reducción del coste total de propiedad (Total Cost of Ow-nership) 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

• Asistencia local y servicio técnico a cargo de una red mun-dial de expertos y socios autorizados

INTERNET

INTERNET

DP/FF Link

FOUNDATION Fieldbus H1

AS-Interface

SAPData Monitor

SIMATICPCS 7 BOX

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200M

Industrial Ethernet

SIMATIC IT

SIMATIC ET 200S

SIMATIC ET 200pro

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200iSP

MTA

COx, NOx

SIMATIC PCS 7 AS RTX

PROFIBUS PA

ET 200M

PROFIBUS DP-iSPROFIBUS DP

PROFIBUS PA

ET 200iSPHART

ET 200S

SIMATIC ET 200M

Office LAN (Ethernet)

SIMATIC PCS 7Takes you beyond the limits!

Active Field Splitter

Active Field Distributors

DP/PA Linkcon acopladores DP/PAredundantes

DP/PA Link

Integrated Drives

Sistemas deautomatizaciónde alta disponibilidad

SIMATIC ET 200Mindividual/redundante

ET 200Mcon CP 341

DP/PA Link

Link Y

Modbus, acoplamiento serie

DP/AS Interface Link

Sistemas deautomatizaciónde seguridad

SIMATIC ET 200M

Sistemas deautomatizaciónestándar

Industrial Ethernet, individual/redundante

ServidoresOS / Route Control

ServidoresBatch / de archivos

Management Information/Manufacturing Execution SystemWeb Client

Web Server/OpenPCS 7

Módulosde seguridad

Bus de terminales, individual/redundante

ClientesOS / Batch / Route Control

Estaciónesde ingenieríaImpresoras

ClientMaintenance

Station

ServidoresMaintenance Station

OSSingle Station

Módulos estándar ymódulos F

SIMATIC ET 200MMódulos F

Sistemas de pesaje

Zona 1Zona 2

DP/PA Link

Terminal deoperaciones ExEx I/O, HART

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Siete ventajas 5

Reducción del coste total de propiedad 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 contri-buye a la reducción del coste total de propiedad (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 completa de productos, sistemas y soluciones perfectamente adaptados entre sí para todos los niveles de jerarquía de la au-tomatización 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 entra-da 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 to-do, pues puede integrar también otros sistemas y la infraes-tructura eléctrica ya existente, como p.ej. los cuadros de baja tensión y las celdas de media tensión.

Dado que TIA garantiza la compatibilidad de desarrollos poste-riores, se preserva siempre la continuidad. Esto ofrece al ope-rador 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 siste-ma internas para el intercambio de datos directo. De esta mane-ra, los datos de proceso están disponibles en cualquier momen-to y lugar de la empresa para fines de evaluación, planificación, coordinación y optimización de operaciones y procesos produc-tivos 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 especificacio-nes OPC (Openness, Productivity, Collaboration), facilita el in-tercambio 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 operación y de procesos, y el nivel de control. En esta comuni-cación 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 la Maintenance Station para una gestión de activos óptima con SIMATIC PCS 7 Asset Management.

Reducción del coste total de propiedad durante todo el ciclo de vida de la planta

Planificación e ingeniería

Instalación y puesta en marcha

Mantenimiento y reparación ModernizaciónProducción

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Siete ventajas6

Reducción del coste total de propiedad gracias a la integración

Integración de funciones adicionales en el sistema de control de procesos

Dependiendo de la automatización característica de cada pro-ceso o de los requisitos específicos de cada cliente, puede am-pliarse funcionalmente el sistema de control de procesos con hardware y/o software complementarios para tareas especia-les de automatización, p. ej. con:

• Maintenance Station (gestión de activos)• SIMATIC BATCH (automatización de procesos por lotes)• SIMATIC Route Control (control de transportes de material) • Safety Integrated for Process Automation (seguridad

funcional)• Advanced Process Control (métodos de regulación

avanzados)• SIMATIC PCS 7 TeleControl (telecontrol)• SIMATIC PCS 7 LAB (automatización de laboratorios)

Todas estas funciones adicionales se integran sin fisuras en SIMATIC PCS 7.

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 ma-nejo 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 es-tándares técnicos que no forman parte de TIA. Un ejemplo es el bus FOUNDATION Fieldbus H1 (FF-H1), de uso habitual en algunos sectores, que puede integrarse en el sistema de con-trol 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 integra-ción de los componentes FF-H1 en el SIMATIC PCS 7 Asset Management.

Integración de productos add on para SIMATIC PCS 7 homologados

La modularidad, la flexibilidad, la escalabilidad y el carácter abierto 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.

Tanto Siemens como otros fabricantes externos han desarro-llado muchos componentes complementarios en forma de add-ons para el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. Estos productos de hardware y software autorizados por el fabricante del sistema hacen posible un uso económico de SIMATIC PCS 7 para tareas de automatización especiales.

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Siete ventajas 7

Alto rendimiento y calidad, combinados con una ingenieríaeficiente y un alto grado de fiabilidad y disponibilidad.

Una de las claves del éxito mundial de SIMATIC PCS 7 es sin duda la perfecta interacción de los distintos componentes del sistema SIMATIC, todos ellos de extraordinaria poten-cia y calidad superior. Ofrecen máxima fiabilidad y, en el modo redundante, cumplen requisitos de disponibilidad aún más severos.

Los principales indicadores del alto rendimiento, la calidad y la disponibilidad de SIMATIC PCS 7 son:

Potentes estaciones de trabajo industriales SIMATIC PCS 7, para sistemas al nivel de funcionamiento y de proceso, como sistema de ingeniería, sistema de operador, Maintenance Station y otros, con una moderna arquitectura Intel, un rápido procesador Core2 Duo, gran tamaño de memoria y excelentes gráficos para entre 1 y 4 monitores. Todos los componentes instalados son de alta calidad, tienen altos valores 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 co-municación, incluso para aplicaciones de alta disponibilidad, de seguridad y tolerantes a fallos

Alta capacidad de comunicación• Rápidas redes eléctricas/ópticas Ethernet Fastbit y Gigabit

para bus de planta y bus de terminales• Versátiles arquitecturas de bus de campo PROFIBUS para

áreas de producción en procesos continuos y discretos (manufactura): para la conexión de sensores/actuadores mediante E/S re-motas o para la conexión directa de dispositivos e instru-mentos 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 a nivel de 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 funciones de compara-

ción y de historial• Funciones de Advanced Process Control

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Siete ventajas8

Alto rendimiento y calidad

Sistema de operador dotado de numerosas funciones, muy cómodo y escalable con alto grado de seguridad de funcionamiento, opcional-mente redundante

• Como sistema monopuesto para un máximo de 5 000 objetos de proceso (PO) o como sistema multipuesto con un máximo de 12 servidores/parejas de servidores para 8 500 PO y hasta 32 clientes por servidor/pareja de servidores

• Administración de usuarios integrada con protección de ac-cesos y firma electrónica

• Breves tiempos de apertura y actualización de sinópticos (< 2 s) • Servidores selectivamente redundantes, modificables du-

rante el funcionamiento• Procesamiento de avisos de alto rendimiento, con hasta

150 000 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 10 000 variables archivables, ampliable con un archivo a largo plazo para un máximo de 120 000 variables archivables, también en configuración redundante

Sistemas completos y runtime compactos para subprocesos y pequeñas plantas autónomas con excelen-te relación precio-rendimiento, orientados a una elevada velo-cidad de procesamiento y alta disponibilidad

Redundancia de configuración flexible a todos los niveles del sistema de control SIMATIC PCS 7 soporta las configuraciones redundantes a

• nivel de operación y de procesoConfiguración redundante de sistemas monopuesto y multipuesto. En un sistema multipuesto se puede 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). En configuraciones con parejas de servidores redundantes, los clientes conmutan al servi-dor de seguridad (backup) en caso de fallo.

Los siguientes tipos de servidores se pueden configurar también como pareja redundante:

- Servidor OS- Servidor central de archivos (CAS) - Servidor batch- Servidor RouteControl - Servidor de Maintenance Station

Bajo el aspecto de la disponibilidad, para la comunicación cliente-servidor/servidor-servidor (bus de terminales) así como para la comunicación en la planta entre los sistemas a nivel de operación y de proceso y a nivel de control (bus de planta) son preferibles las topologías en anillo, especial-mente los anillos dobles redudantes.

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Siete ventajas 9

• Nivel de controlPartiendo de las dos variantes de configuración con Single Station (una CPU) y Redundancy Station (dos CPUs redun-dantes), la modularidad de los controladores de alta dispo-nibilidad permite una escalabilidad flexible de esta última por medio de:

- Alimentación doble o cuádruple (sólo Redundancy Station)

- Comunicación doble o cuádruple (sólo Redundancy Station) del bus de planta

• Nivel de campoEn este caso se pueden implementar distintas arquitecturas redundantes; ello depende del entorno de funcionamiento (zona clasificada Ex). Los dispositivos de campo/proceso conectados a estaciones de E/S remotas ET 200M/iSP o di-rectamente a PROFIBUS PA se integran en controladores de alta disponibilidad por medio de líneas PROFIBUS DP redun-dantes.

En configuraciones PROFIBUS PA, la topología en anillo ofrece la máxima disponibilidad y flexibilidad.

La periferia descentralizada ET 200M también soporta la redundancia de módulos o grupos de canales. Un sensor/ actuador se puede conectar a dos módulos redundantes situados en estaciones separadas (conexión bicanal).

Además, la redundancia modular flexible (FMR) permite definir por separado el grado de redundancia para el siste-ma de automatización, la comunicación del bus de campo y la periferia de E/S. De este modo se pueden crear arquitec-turas individuales, adaptadas exactamente a determinadas tareas, y tolerantes a fallos, capaces de tolerar varios fallos de aparición simultánea.

Configuraciones redundantes a todos los niveles del sistema de control

AS 412HAS 414HAS 417H

SIMATIC ET 200iSP

MTA

COx, NOx

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

SIMATIC ET 200M

SIMATIC ET 200M

Y-Link

Módulos estándar y F

Client Client

Bus de terminales, Anillo 1 Bus de terminales, Anillo 2

Servidores redundantes

Bus de planta Industrial Ethernet redundante (anillo doble)



DP/PA Link

DP/PA Link con acopladores DP/PA redundantes


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Siete ventajas10

Flexibilidad y escalabilidad: desde el pequeño sistema de laboratorio hasta plantas complejas

Escalabilidad del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7

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 escala-bilidad 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 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 prescin-dirse del gasto que representan las 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:

• Controlador compacto Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX • Controladores modulares de la serie S7-400 como sistemas

estándar; sistemas de seguridad y alta disponibilidad

Esto permite adaptar de manera óptima la potencia de auto-matización a las necesidades de la planta o la unidad de pro-ceso considerada. Así se evitan las sobrecapacidades y el derroche que representan.

SIMATIC PCS 7 LAB

Diferentes plantas en un mismo centroPlanta de producciónEscuela técnicaSistema laboratorio

SIMATIC PCS 7: 100 a 120 000 E/S

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Siete ventajas 11

Clasificación de los controladores según sus prestaciones

La escalabilidad no sólo comporta ventajas de cara a los costes de planificación, ingeniería, puesta en servicio y funciona-miento, 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.

Para la automatización de subprocesos y pequeñas plantas au-tónomas, SIMATIC PCS 7 ofrece varios sistemas compactos que se pueden utilizar a pie de planta; sus prestaciones y fun-cionalidad está escalonada del sisguiente modo:

• SIMATIC PCS 7 AS RTX • SIMATIC PCS 7 BOX RTX • SIMATIC PCS 7 BOX 416• SIMATIC PCS 7 LAB

Clasificación de los sistemas compactos en relación con sus prestaciones y funcionalidad (AS: Controlador, OS: Sistema de operador, ES: Sistema de ingeniería)

SIMATIC PCS 7 LAB, la solución diseñada para los requisitos especiales de la automatización de laboratorios, se basa en SIMATIC PCS 7 BOX 416, y por consiguente su clasificación es similar.

Los sistemas compactos constituyen, con aprox. 60 puntos de I&C, el límite inferior de la capacidad funcional del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. La escala se extiende hacia arriba, hasta el sistema multipuesto distribuido en arquitectu-ra cliente-servidor, que ofrece hasta 60 000 puntos de I&C para la automatización de una planta de producción de gran-des dimensiones o de un complejo de instalaciones dentro de un centro de producción. Esto equivale a una escala aproxima-da de 100 a 120 000 E/S.

SIMATIC PCS 7 AS RTX AS 414 AS 416 AS 417

Sistema de automatización Microbox con controlador de software

Sistemas de automatización estándar de la serie S7-400 con controlador de hardware

SIMATIC PCS 7 AS RTX concontrolador de software WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX RTX concontrolador de software WinAC RTX

SIMATIC PCS 7 BOX 416 con controlador de hardwareWinAC Slot 416

Sistema Runtimecon funcionalidad AS (controlador)

Sistemas Runtimecon funcionalidad AS y OSo sistemas completoscon funcionalidad AS, OS y ES

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Siete ventajas12

Protección de las inversiones gracias a una modernización paulatina de los sistemas propios y de terceros

Los motivos que impulsan la modernización de los proce-sos e instalaciones ya existentes son muy diversos. Las cla-ves pueden ser el aumento de la productividad y la cali-dad, 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 pri-mas 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 manteni-miento.

Siemens ofrece para sus propios sistemas de control gran nú-mero de soluciones y productos innovadores para la migra-ción 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 su forma progresiva de proceder, lo 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 rendimiento total del capital.

Pero esto no es todo: Basándose en la cartera de migración de Siemens, que abarca un gran número de productos, herra-mientas y servicios innovadores y puestos a prueba en la prác-tica, se han desarrollado soluciones de migración también para sistemas de control de otros fabricantes, como p. ej. ABB o Bailey. 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.

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Siete ventajas 13

Funciones de seguridad integradas y seguridad TI completa para la protec-ción fiable de las personas y el medio ambiente, así como de los procesos y las instalaciones

En la industria de procesos, a menudo se procesan como producto inicial, intermedio o final sustancias y mezclas inflamables, explosivas o nocivas para la salud. La mani-pulación 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 neutra-lizar, mediante mecanismos técnicos, los potenciales de peli-gro 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 errores para la industria de procesos.

Basándose en el sistema de seguridad de Siemens, "Safety Integrated for Process Automation" ofrece todo el abanico de funciones y productos de seguridad, desde el sensor al actua-dor, pasando por el controlador.

Los ataques de piratas informáticos, los virus, gusanos troya-nos y similares: todos ellos son molestos compañeros de viaje de los avances de la estandarización, la apertura 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 ac-ceso de personas no autorizadas van más allá de la sobrecarga y la caída de las redes y el robo de contraseñas y datos. Tam-poco 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 segu-ridad de las instalaciones de procesos frente a esas amenazas. La peculiaridad de este sistema de seguridad radica en su en-foque 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.

Segmentación de la instalación

(Células de seguridad)

Red: Subredes,direcciones IP,Resolución de

nombres

Arquitectura de seguridad

escalonada en niveles(Defense-in-Depth)

Active DirectoryDominiosGrupos de

trabajo

Acceso de servicio y

telemanteni-miento (VPN,

IPSec)

Antivirus ycortafuegos

Sincronización horaria

Administración de usuarios

y de derechos

Windows Security

Gestión de parches

Planta de producción

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Siete ventajas14

Permanente innovación tecnológica, de la mano de uno de los líderes mundiales del sector de la automatización

El requisito previo para la innovación y, por lo tanto, para el éxito económico a largo plazo, es la inversión en inves-tigación y desarrollo. Siemens abre nuevos caminos y se enfrenta a los desafíos de nuestros tiempos desarrollando tecnologías y productos innovadores como, por ejemplo, para el consumo reducido de la energía disponible o la protección del medio ambiente.

Las innovaciones de Siemens Industry están marcadas, sobre todo, por la tendencia en el mercado a fusionar la planificación virtual de productos y producción con la automatización. Esto conlleva más flexibilidad y un considerable ahorro de tiempo y dinero en el desarrollo, la comercialización y la producción. Siemens Industry lleva a cabo sus proyectos de investigación y desarrollo mediante alianzas a nivel mundial, a menudo en co-operación con universidades. Lo que nos mueve es el empeño por satisfacer al máximo los deseos de nuestros clientes.

En el ejercicio de 2007, Siemens dedicó 300 millones de euros más a investigación y desarrollo, alcanzando un volumen total de 3.400 millones de euros. El principal destinatario de dicha inversión fue Siemens Industry, con una participación del 49%, es decir, aprox. 1.670 millones de euros.

Sólo en el ejercicio de 2007, Siemens logró registrar 8 267 in-venciones, superando en un 7% el resultado del ejercicio an-terior. En el mismo período también consiguió incrementar el número de patentes en un 11%, alcanzando un total de 5 060. Esto equivale a un promedio de 38 invenciones y 23 patentes por día laboral.

La enorme capacidad de innovación de Siemens también queda demostrada por el hecho de ocupar el primer puesto en la estadística de patentes de Alemania y el segundo en la Agencia Europea de patentes; además, en EE.UU. se halla entre las diez principales empresas.

El resultado de estos grandes esfuerzos es la gama de produc-tos más moderna del sector de la tecnología de automatiza-ción y accionamiento. Cuatro de cada cinco de nuestros pro-ductos tienen menos de 5 años de antigüedad.

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Siete ventajas 15

Asistencia local y servicio técnico a cargo de una red mundial de expertos y socios autorizados

Quien se decide por SIMATIC PCS 7, tiene en Siemens un socio potente y fiable que dispone de un inmenso know-how y muchos años de experiencia en el ámbito de la automatización de procesos.

Siemens ha creado una densa red de expertos para dar asis-tencia 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 catego-ría, que ofrecen servicio y asistencia de primera clase en más de 190 países de todo el mundo.

Gracias a su presencia local, estos expertos están familiariza-dos con las peculiaridades regionales, mantienen contacto di-recto 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 planifi-cación 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 com-pleto servicio de consultoría técnica.

La constante evolución de la tecnología de control de proce-sos 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 en la región, a pie de planta.

Siemens ve una clave esencial para el éxito de la automatiza-ción de procesos en la estrecha colaboración con partners e integradores de sistema. Para ampliar y profundizar esta cola-boración, Siemens ha creado un Solution Partner Programm cuya cobertura es única en el mercado. Gracias a él se combi-nan a la perfección los extraordinarios conocimientos sobre tecnología y aplicación con la experiencia y el profundo know-how acerca de productos y sistemas.

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Sistema de ingeniería16

Sistema de ingenieríaIngeniería a escala de plantadesde un sistema de ingeniería centralizado

Engineering Toolset del sistema de ingeniería

La aplicación de un sistema de ingeniería centralizado que dispone de una gama de herramientas uniformes y coordi-nadas 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 Administrador SIMATIC, 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)

Las potentes estaciones de trabajo industriales SIMATIC PCS 7, en versión Single Station o servidor, constituyen la base ideal junto con el sistema operativo Windows XP Professional/Ser-ver 2003. Se pueden utilizar tanto en el área de oficinas como en entornos industriales y son capaces de controlar hasta 4 monitores de proceso a través de una tarjeta gráfica multi-monitor.

La base para la definición de licencias y el precio unitario del software de ingeniería para SIMATIC PCS 7 es la cantidad de objetos de proceso (PO) configurables.

La licencia del software de ingeniería está orientada a las si-guientes aplicaciones principales del sistema de ingeniería:

• Empleo como estación de ingeniería clásica y exclusiva, PO de ingeniería ilimitados (no sirve para OS en modo de producción; se permiten 2 horas de OS en modo de prueba)

• Empleo como estación de ingeniería/estación de operador combinadas; POs de ingeniería y runtime escalables

Las licencias de software de la estación ES/OS combinada con-tienen, 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.

SIMATICPDM

S7F Systems

SIMATICBATCH

FaceplateDesigner

GraphicsDesigner

HW ConfigLibrariesCFC/SFC

Import/Export

Assistant

Parametrizaciónde aparatos de campo

Ingeniería paraaplicaciones de seguridad

Ingeniería de red/comunicación/hardware

Ingeniería deautomatización

Ingeniería OSBloques de función

tecnológicos

Administrador SIMATIC /base de datos universal

SIMATIC PCS 7 Engineering

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Sistema de ingeniería 17

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. Incluye herramientas para una ingeniería efectiva de los siguientes componentes y funciones:

• 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)• Aplicaciones de seguridad (Safety Integrated for Process

Automation)• Funciones de diagnóstico y de gestión de activos• Procesos por lotes, automatizados con SIMATIC BATCH • Transportes de material, controlados con SIMATIC Route

Control • Funciones para la colaboración con herramientas CAD/CAE

de nivel superior (importación y exportación de puntos de I&C y de modelos de soluciones)

Administrador SIMATIC

El Administrador SIMATIC es al mismo tiempo la plataforma de integración para el Engineering Toolset y la base de configura-ción 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 tec-nológicas, y bloques y esquemas preconfigurados, los tecnó-logos y técnicos de procesos y fabricación pueden realizar la ingeniería trabajando con los elementos que les son habitua-les. 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 herramienta HW Config.

Para implementar la lógica de automatización basta con inter-conectar, usando la herramienta gráfica CFC, bloques de fun-ción preprogramados con otros. Esto pueden realizarlo tam-bién de un modo fácil y rápido los tecnólogos que no posean conocimientos de programación.

En una librería de control e instrumentación están disponibles bloques de función estandarizados (por tipos de puntos de I&C) para equipos/componentes típicos. El ingeniero tan sólo tiene que elegir los bloques predefinidos, colocarlos en su área de trabajo e interconectarlos y parametrizarlos de mane-ra gráfica.

Vista de componentes: Configuración del hardware con HW Config

El asistente de importación-exportación para el intercambio de datos con sistemas de nivel superior y funciones como "Extended Rename", permiten, especialmente en grandes pro-yectos, importantes efectos de racionalización por uso repeti-do de puntos de I&C y modelos de soluciones estandarizados.

La homogeneidad de la base de datos del sistema de ingenie-ría garantiza que los datos que se hayan introducido una vez estén disponibles en todo el sistema.

Los proyectos SIMATIC PCS 7 completos y todas las modifica-ciones 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.

Las modificaciones selectivas de configuración se pueden car-gar online en los componentes del sistema correspondientes. Breves tiempos de realización minimizan las esperas para el técnico de la puesta en marcha, teniendo un efecto positivo sobre los costes correspondientes. Las modificaciones de con-figuración que afectan a los controladores se pueden probar en un sistema de test antes de cargarlas en el sistema de la planta en marcha.

El Administrador SIMATIC 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, compo-nentes de bus o periferia del proceso

• Vista de objetos de proceso Entorno central de desarrollo para todos los aspectos rela-cionados con puntos de I&C/objetos de proceso

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Software de ingeniería

Puntos de I&C en la vista de objetos de proceso

Vista de objetos de proceso

La vista de objetos de proceso del Administrador SIMATIC se amolda al modo de trabajo del ingeniero mediante una vista universal que cubre un punto de I&C. Muestra la jerarquía tec-nológica de la planta representada en forma de árbol, en com-binación con la vista en tablas de todos los aspectos del punto de I&C/objeto de proceso (general, bloques, parámetros, seña-les, alarmas, objetos gráficos, variables archivables en históri-cos, carpetas jerárquicas, características de equipamiento y declaraciones globales). Esto facilita al tecnólogo una rápida orientación.

En la tabla se muestran todos los objetos de la rama de la je-rarquía seleccionada y allí pueden procesarse con cómodas funciones de edición, filtrado, intercambio, importación y ex-portación. 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. Además, es la base para identificar los objetos de proceso en base a su ubicación en la planta.

Los indicadores agrupados son ubicados en imágenes a través de la jerarquía de imágenes, y pueden además interconectar-se automáticamente con otras imágenes de niveles inferiores. La única tarea que le queda pendiente al ingeniero es posicio-narlos debidamente. Dado que la cantidad de campos de indi-cadores agrupados y su semántica son configurables, también se pueden programar configuraciones de alarmas específicas de cada cliente.

A través de la vista de objetos de proceso también se puede configurar la función "Smart Alarm Hiding", que sirve para ocultar dinámicamente las alarmas que en determinados esta-dos 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, servi-cio técnico, etc.), las alarmas de los bloques tecnológicos agrupados en dicha unidad de proceso se muestran o se ocul-tan 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 acús-ticamente, pero igualmente se registran y se archivan.

Continuous Function Chart (CFC)

El editor CFC es la herramienta para la configuración gráfica y la puesta en marcha de las funciones de automatización con-tinuas. Una potente función de autoenrutado y una configura-ción de alarmas integrada, permiten colocar, parametrizar e interconectar fácilmente los bloques preconfigurados en los esquemas CFC. Técnicas de configuración especiales, como la "esquema en esquema" para implementar esquemas jerárqui-cos o el uso repetido (mediante instancias) de bloques tipo es-quema (esquemas compilados en calidad de bloque) o tipos de SFC (controles secuenciales estandarizados) ofrecen un po-tencial de racionalización aún mayor.

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Continuous Function Chart

Al crear un esquema CFC se genera un grupo de ejecución con el nombre del mismo. A ese grupo se le agregan automática-mente todos los bloques contenidos en el esquema. De esta forma cada bloque recibe ya desde su inserción propiedades de ejecución que el ingeniero puede optimizar efectuando cambios en el editor de secuencia de ejecución o usando un algoritmo.

El algoritmo determina primero, y por separado para cada grupo de ejecución, la secuencia óptima de bloques y a conti-nuación la secuencia óptima de los grupos de ejecución.

Aparte de las confortables funciones de edición, la gama de funciones del CFC comprende también potentes funciones de test y de puesta en marcha, así como funciones de documen-tación configurables.

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 pro-cesar de forma selectiva funciones de automatización básica, creadas con CFC, en función de cambios de modo operativo y de estado. Según su uso posterior los controles secuenciales se pueden crear en forma de esquema SFC o tipo de SFC.

Sequential Function Chart

Esquema SFCEl esquema SFC permite realizar controles secuenciales de un sólo uso 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 apli-cación o el usuario. El esquema SFC se puede ubicar e inter-conectar 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.

Una administración de estados conforme a ISA-88 permite configurar en cada esquema SFC hasta 8 cadenas secuencia-les separadas, p.ej. para estados como HOLDING o ABORTING, para SAFE STATE o los diferentes modos de operación.

Tipo de SFCLos 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. Pue-den 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, interconec-tar y parametrizarlos como instancia de un esquema CFC. Una modificación en el original provoca automáticamente la modi-ficación correspondiente de todas las instancias. Un tipo de SFC puede contener hasta 32 cadenas secuenciales. La fun-ción "Crear/ actualizar iconos de bloques" permite ubicar e in-terconectar automáticamente, para todas las instancias SFC operables y visualizables, un símbolo de bloque dentro del co-rrespondiente sinóptico de proceso.

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Ejemplos de faceplates estándar para OS tomados de SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, válvulas

Librerías de control e instrumentación

Los bloques, faceplates e iconos preconfigurados y probados, y organizados en librerías de control e instrumentación, cons-tituyen los elementos básicos para la configuración gráfica de soluciones de automatización. El uso de estos elementos de la librería contribuye esencialmente a minimizar el trabajo de ingeniería y, por consiguiente, los costes del proyecto. El soft-ware de ingeniería estándar de SIMATIC PCS 7 tiene integradas dos librerías de control:

• SIMATIC PCS 7 Standard Library• Advanced Process Library

La amplia oferta de bloques de estas dos librerías se puede clasificar del siguiente modo:

• Bloques para operaciones matemáticas, lógica analógica y digital

• Bloques de enclavamiento• Bloques de función tecnológicos con funciones de visuali-

zación, mando y señalización integradas; p. ej.:- Bloques para control (regulción) estándar y avanzado

(APC)- 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

Advanced Process Library

APL (Advanced Process Library) es un desarrollo de la librería estándar SIMATIC PCS 7, basado en los muchos años de expe-riencia de proyectistas y operadores de instalaciones y plan-tas, que cumple las últimas recomendaciones NAMUR y espe-cificaciones PNO. Funciones nuevas y mejoradas e interfaces de usuario atractivas desde el punto de vista óptico, con gran comodidad de manejo, facilitan e promueven la interacción del operador con la planta en la que trabaja. Algunos ejemplos son:

• Nuevos modos de operación:- "Local" para la integración y el uso de las posibilidades de

control in situ- "Fuera de servicio" para desactivar un punto de instru-

mentación y control (I&C) por cuestiones de manteni-miento y servicio técnico

• Nuevas vistas de bloques gráficos:- "Vista preliminar" con información sobre el estado de las

señales de E/S, el control automático y las condiciones posibles/admisibles

- "Vista de notas" para alojar información temporal para los operadores

• Cómodos bloques de enclavamiento con información sobre la primera señal; se pueden abrir directamente desde los bloques de función tecnológicos (p. ej. un bloque de mo-tor)

• Mejor protección contra un manejo incorrecto gracias al escalonamiento adicional de los derechos de usuario

• Adaptación flexible de funciones en los bloques de librería• Simplificación de la puesta en marcha mediante simulación

directa en la estación de operador

Graphics Designer y Faceplate Designer

Los datos del proyecto para la ingeniería de los sistemas de operador se organizan con el Administrador SIMATIC. 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. Para crear los sinópticos de la planta se dispone de un potente Graphics Designer.

Además de los faceplates estándar, el Faceplate Designer per-mite crear faceplates personalizados para manejar y visualizar puntos de instarumentación y control (I&C) o unidades de pro-ceso. Los símbolos de los módulos se interconectan cómodamente con los puntos de instrumentación y control por "arrastrar y colocar".

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Configuración basada en la división del trabajo

Concurrent Engineering

Concurrent Engineering permite que varios proyectistas en CFC y SFC trabajen simultáneamente en un proyecto sin ha-berlo dividido previamente en subproyectos. Durante la pues-ta en marcha se pueden utilizar, p. ej., esquemas en modo on-line (debug) al tiempo que se están realizando modificaciones en el proyecto.

El proyecto está localizado en una de las estaciones de inge-niería 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. De este modo, varios proyectistas pueden abrir y consultar simultáneamente un esquema CFC. No obstante, el sistema no permite accesos de escritura simultáneos a la base de datos.

Cada estación de ingeniería integrada en el conjunto (cliente/ servidor de proyectos) es capaz de cargar datos de configura-ción 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 tecno-lógicos, para que varios equipos humanos puedan trabajar simultáneamente en ellos. Para ello se define en el Adminis-trador SIMATIC un "multiproyecto" de nivel superior. En el multiproyecto se pueden agregar y eliminar en cualquier momento proyectos individuales.

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 inter-conexiones que se extienden por varios proyectos, p. ej. para fines de enclavamiento, se convierten en interconexiones tex-tuales. Al reunirlas, estas interconexiones textuales (así como las introducidas por el usuario) se pueden cerrar con sólo pul-sar 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 una car-peta jerárquica en el proyecto actual y, a la vez, automática-mente en todos los demás proyectos. En este caso, no se po-drá modificar, pero se podrán insertar objetos. Aparte de eso, se podrán actualizar de forma centralizada todos los tipos de bloques que se usen en un multiproyecto.

Los proyectos que forman parte de un multiproyecto se alma-cenan 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.

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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 explo-tador de la planta una ayuda extraordinaria que viene a su-marse 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 de este modo controlar el acceso a los datos. En informes de mo-dificaciones configurables es posible registrar todos los acce-sos 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. Esto supone una gran ayuda para dar cumplimiento a determinados requisitos espe-ciales del sector, p. ej. FDA 21 CFR parte 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 tecnoló-gica de la planta

• Identificación de las diferencias con colores

Comparación de versiones de proyectos mediante Version Cross Manager

Intercambio de datos con herramientas de diseño

Con ayuda de Version Cross Manager también es posible inter-cambiar datos con herramientas de diseño asistido por orde-nador (datos CAx). Admite las siguientes funciones de inter-cambio:

• Exportación de datos con relevancia CAx, p. ej. declaraciones generales, jerarquía tecnológica o puntos de I&C

• Exportación de archivos en formato SIMATIC XML (SML)• Importación de datos CAx en formato SIMATIC XML

Version Trail

SIMATIC Version Trail, que actúa asociado a SIMATIC Logon, es ideal para la gestión de versiones de librerías, proyectos y multiproyectos.

Al archivar, SIMATIC Version Trail crea un historial de versiones que contiene la información siguiente:

• Versión• Nombre de versión• Fecha y hora• Usuarios• Comentario

Este historial de versión puede visualizarse e imprimirse. Cada una de las versiones pueden desarchivarse del historial de ver-siones y volverse a utilizar. En este contexto SIMATIC Logon or-ganiza la protección de acceso.

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Procesar datos masivos con asistente de importación-exportación

Procesamiento eficiente de datos masivos

Asistente de importación-exportaciónEl Import Export Assistent (IEA) es una herramienta eficaz para gestionar racionalmente datos masivos. Utiliza el princi-pio de uso repetido de tipos de puntos de medida y modelos de soluciones y es particularmente idóneo para grandes plan-tas con muchos puntos de medida del mismo tipo o unidades de proceso similares. Los datos de la planta ya configurados, tales como las listas de puntos de medida o los esquemas del ámbito CAD/CAE, pueden importarse al sistema de ingeniería y usarse para la creación automatizada de los puntos de medi-da. Después, los datos del sistema de ingeniería superior se sincronizan con los parámetros optimizados durante la puesta en servicio.

Para una modificación rápida y fácil también se puede expor-tar los proyectos PCS 7, editar los datos con el editor IEA u otras herramientas (p. ej. Microsoft Excel o Access) y reimpor-tarlos después.

Ámbito de aplicación del asistente de importación-expor-tación• Importación de datos de planta ya configurados, p. ej. la

lista de puntos de medida, desde un sistema CAD/CAE de nivel superior:

• Generación automática y reproducible de puntos de me-dida y parientes en base a las listas de puntos de medida y modelos de soluciones importadas

• Obtención automática de la jerarquía de sinópticos para OS, interconexión de bloques y ubicación en sinópticos

• Puesta en marcha de cada punto de I&C con las cómodas herramientas gráficas CFC y SFC

• Como los parámetros optimizados durante la puesta en marcha se exportan a los sistemas CAD/CAE originales se tienen siempre datos coherentes en dichas herramientas

Extended Rename

Al cambiar el nombre de objetos, también se cambian los co-rrespondientes enlaces relacionados a la visualización (obje-tos gráficos o variables en archivos y scripts). Esta función aporta un enorme potencial de racionalización, especialmen-te para plantas con estructuras recurrentes o que requieren trámites de validación.

Si se copia, por ejemplo, una unidad de proceso parcial com-pletamente configurada y verificada con todos sus esquemas, controles secuenciales y sinópticos y, posteriormente, se cam-bia el nombre de esquemas/sinópticos, entonces se adaptan automáticamente todas las interconexiones internas. Esto permite multiplicar rápidamente unidades de proceso com-plejas o líneas enteras de planta.

Documentación del proyecto

El proyecto de ingeniería se puede documentar tal como exi-gen las normas con el sistema de informes integrado. El infor-me 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, pre-parándolos en forma de esquemarios estandarizados e impri-miéndolos 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.

Herramientas de ingenieríade rango superior

CAD/CAE

Asistente de importación/exportación

Esquemas de puntos medida

Jerarquía de imágenes OS

Jerarquía tecnológica

Imágenes OS

Librerías de typicals:Soluciones modelo y tipos de puntos de medida (regulación, motor, válvula, etc.)

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Ingeniería de aparatos de campo inteligentes y componentes de campo vía SIMATIC PDM, nuestro Process Device Manager

Posibilidades de conexión de SIMATIC PDM

SIMATIC PDM (Process Device Manager) es una herramienta universal y no propietaria para configurar, parametrizar, poner en marcha, diagnosticar y mantener aparatos de campo inte-ligentes (sensores y actuadores) y componentes de campo (E/S remotas, multiplexores, equipos de sala de control, regu-ladores autónomos), a los cuales denominaremos en adelante "dispositivos". Con ayuda de un software, SIMATIC PDM permi-te procesar más de 1 300 dispositivos de Siemens y de más de 120 fabricantes internacionales utilizando una interfaz de usuario unificada. La representación de los parámetros y fun-ciones de los dispositivos es uniforme para todos los soporta-dos e independiente de la forma de comunicación.

En lo que se refiere a la integración de dispositivos, SIMATIC PDM es el administrador abierto más potente del mercado. Los dispositivos hasta el presente no soportados pueden integrar-se ahora fácilmente en SIMATIC PDM, simplemente importan-do sus descripciones (EDD). Esto proporciona seguridad y aho-rra dinero en inversiones y formación, así como costes deriva-dos.

SIMATIC PDM está integrado en la gestión de activos. Process Device Manager proporciona informaciones suplementarias para todos los dispositivos descritos por Electronic Device Description (EDD), p. ej. información detalladas de diagnósti-co (información sobre el fabricante, instrucciones para diag-nostico y eliminación de fallos, documentación más amplia), registro de modificaciones (Audit Trail), información sobre parámetros, etc.

Modalidades de aplicación

• Integrado en el sistema de ingeniería SIMATIC PCS 7• Operación autónoma instalado como herramienta de servi-

cio en un PC portátil

Funciones esenciales

• Ajustar y modificar parámetros de dispositivos• Comparar (p. ej. datos de proyectos y de dispositivos)• Comprobación de coherencia de los datos entrados• Identificación y prueba de dispositivos• Indicación de estados de dispositivos (modos de operación,

alarmas y estados)• Simulación• Diagnóstico (estándar, detallado)• Administración (p. ej. redes y PC)• Exportación/importación (datos de parámetros, informes)• Funciones de puesta en marcha, p. ej. tests de circuitos de

medición de datos de dispositivos• Sustitución de dispositivos (Lifecycle Management)• Registro de intervenciones del usuario que suponen modi-

ficaciones, tanto globales como específicas de dispositivo (Audit Trail)

• Certificados de calibración personalizados de dispositivos• Representación gráfica de envolventes de ecos, indicado-

res de tendencias, resultados de diagnóstico de válvulas, etc.

• Visualización de manuales integrados• Gestos de documentos para integrar hasta 10 archivos mul-

timedia

SIMATIC

PDM

S7-400

PROFIBUS PA

SITRANS P SITRANST3K

SITRANS LR SITRANS F M

SIMOCODEpro

MICROMASTERET 200iSP

S7-400

SIPART PS2

SIPART PS2

HA

RT

RS 232/RS 485

SITRANS P

Bus de planta

DP/PALink

SIMATIC PCS 7 Engineering Stationcon SIMATIC PDM

Bus de campo PROFIBUS DP hasta12 Mbit/s

Posible punto de conexiónde un PC/PG con SIMATIC PDM(en modo autónomo)

MultiplexorHART

PC autónomocon SIMATIC PDM

Transmisoren banco de pruebas

Protocolo HART

Transmisor HART

ET 200M(IM 153-2 con

módulos HART)

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Funciones para facilitar la operación cotidiana

SIMATIC PDM facilita la operación cotidiana; a saber:

• Representación y manejo uniformes de los dispositivos• Indicadores para mantenimiento preventivo y correctivo• Detección de modificaciones en el proyecto y el dispositivo• Aumento de la seguridad de funcionamiento• Reducción de los costes de inversión, funcionamiento y

reparación• Derechos de usuario escalonados, incl. protección por

contraseña

Integración de dispositivos

SIMATIC PDM soporta todos los dispositivos especificados me-diante Electronic Device Description (EDD). EDD es una tecno-logía estandarizada según EN 50391 y IEC 61804 y el estándar más extendido a nivel internacional para la integración de aparatos. EDD es a la vez la directiva de las organizaciones establecidas para PROFIBUS (PNO: Organización de Usuarios PROFIBUS) y HART (HCF: HART Communication Foundation).

Los dispositivos están integrados directamente en SIMATIC PDM a través de su EDD o del catálogo actual de HCF. En la EDD se describe el dispositivo de manera funcional y constructiva mediante el Electronic Device Description Language (EDDL) especificado por PNO. En base a dicha descripción, SIMATIC PDM crea automáticamente su interfaz de usuario con la infor-mación específica del dispositivo.

El catálogo actual de dispositivos de SIMATIC PDM incluye más de 1 300 productos de más de 120 fabricantes de todo el mun-do. Además, importando simplemente su EDD se pueden inte-grar en SIMATIC PDM en todo momento equipos de cualquier fabricante. Esto permite tener siempre actualizada la gama de dispositivos y aumentar la cantidad de fabricantes y dispositi-vos soportados por SIMATIC PDM. A fin de lograr mayor trans-parencia, SIMATIC PDM también ofrece la posibilidad de crear catálogos de aparatos para proyectos específicos.

Interfaz de usuario

La interfaz de usuario cumple lo establecido en las normas VDI/VDE GMA 2187 e IEC 65/349/CD. Por ampliación de EDDL, se pueden representar también elementos gráficos de forma excelente. Incluso los dispositivos con varios cientos de pará-metros pueden tratarse con claridad y rapidez. SIMATIC PDM permite navegar con gran facilidad en estaciones muy com-plejas como unidades de periferia descentralizada, hasta lle-gar a los dispositivos de campo.

Vista de parámetros SIMATIC PDM con curva de evolución e indicación online

El operador dispone de varias vistas:

• Vista del proyecto de hardware• Vista de la red con dispositivos de proceso (preferente-

mente para aplicación autónoma)• Vista de dispositivos de proceso en la planta como vista

específica de TAG, visualizando también información de diagnóstico

• Vista de parámetros para parametrizar los dispositivos de campo

• Vista de la lista "lifelist" para la puesta en marcha y el servi-cio técnico

Comunicación

SIMATIC PDM soporta varios protocolos y componentes de comunicación para la comunicación con los dispositivos que tengan las siguientes interfaces:

• Interfaz PROFIBUS DP/PA• Interfaz HART• Interfaz Modbus• Interfaz especial de Siemens

Enrutado

Desde el sistema de ingeniería centralizado del sistema de control de procesos SIMATIC PCS7, utilizando SIMATIC PDM puede accederse, vía los diferentes sistemas de bus y unida-des de periferia descentralizada, a cualquiera dispositivo en campo parametrizable con EDD en cualquier parte de la plan-ta. Así, desde un punto central, SIMATIC PDM permite:

• Leer información de diagnóstico de los dispositivos• Modificar ajustes de dispositivos• Ajustar y calibrar dispositivos• Observar valores del proceso• Crear valores de simulación • Reparametrizar los dispositivos

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Sistema de ingeniería, a destacar

■ Configuración centralizada y homogénea para todo el sistema del hardware y software con un único sis-tema de ingeniería– Interfaz de usuario fácil de manejar– Informes de modificaciones configurables– Sencilla parametrización de la comunicación, sin

tediosas labores de configuración– Misma configuración para sistemas redundantes y

no redundantes– Configuración integrada para dispositivos de

campo y aplicaciones de seguridad

■ Administración de usuarios integrada con control de accesos

■ Diálogo centralizado para compilación y carga de todas las modificaciones en controladores (AS), OS y SIMATIC BATCH– Optimación de todas las etapas y resumen en un

diálogo con control secuencial– Compilación y carga en una misma operación de

duración mínima

■ Carga online selectiva de modificaciones de configura-ción en los componentes correspondientes del sistema

■ Configuración orientada a la tecnología, que no requiere conocimientos específicos de programación– Jerarquía funcional con hasta 8 niveles, ordena-

dos por planta, unidad de proceso y módulo de equipo

– Ingeniería independiente del hardware: Asigna-ción a controladores y módulos de E/S elegibles a posteriori

– Compilación OS según área y carga de los datos relevantes para el servidor

– Posibilidad de ampliación para sectores concretos a través de interfaces estándar de intercambio de datos

■ Vista de objetos de proceso para la visualización y el procesamiento de todos los aspectos de los puntos de medida/objetos de proceso – Cómoda edición de tablas– Librería de proyecto con tipos de puntos de

medida y funciones de importación y exportación– Modo online para test y puesta en marcha de pun-

tos de I&C y esquemas CFC

■ Configuración basada en la división del trabajo: Concurrent Engineering o ingeniería multiproyectos con Branch & Merge

■ Configuración personalizada de alarmas mediante hasta 8 campos de indicadores agrupados

■ Ocultación de avisos en función de la configuración en determinados estados operativos

■ Variables de archivo configurables (archivado, archi-vado histórico, no archivar)

■ Funciones SFC especiales– Tipo de SFC: Control secuencial estandarizado

para el uso múltiple, uso de instancias SFC como bloque en CFC

– Esquema SFC para controles secuenciales de un solo uso, también con interconexiones de esquema

– Gestión de estados conforme con ISA-88 para la configuración de cadenas secuenciales indepen-dientes para estados como HOLDING, ABORTING o SAFE STATE

■ Funciones Advanced Process Control con bloques integrados y plantillas

■ Reducción de la inversión en ingeniería y validación gracias a:– Librerías con bloques estándar preprogramados,

bloques gráficos e iconos: PCS 7 Standard Library y Advanced Process Library

– Esquemas preconfigurados procedentes de la librería– Librería de proyecto para los tipos de puntos de

I&C con funciones de importación y exportación en la vista de objetos de proceso

– Fácil duplicación de unidades de proceso usando las funciones copiar, cambiar nombre y compilar

– Filosofía tipo-instancia con posibilidad de modifi-cación centralizada para todas las instancias

– Asistente de importación-exportación para la con-figuración de datos masivos (bulk engineering)

– Actualización centralizada de todos los tipos de bloques utilizados en un multiproyecto

– Numerosos pasos de configuración automáticos (auto engineering)

– Intercambio de datos con herramientas de diseño

■ Potente gestión de versiones con funciones de com-paración y de historial

■ Identificación de las información relevante para MIS/MES para integrar en SIMATIC IT

■ Creación automática, en base a datos del proyecto, de sinópticos de diagnóstico para la Maintenance Station

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Sistema de operador 27

Sistema de operadorControl de procesos seguro y confortablemediante el sistema de operador SIMATIC PCS 7

Estación de operador SIMATIC PCS 7

El sistema de operador del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 permite al personal operador controlar el proce-so de forma cómoda y segura. El operador puede observar el proceso a través de distintas vistas e intervenir ejecutando fun-ciones de control si es necesario. La arquitectura del sistema de operador es muy variable y puede adaptarse con flexibilidad a plantas de distintos tamaños y a los diferentes requisitos de los clientes.

La base de este sistema está formada por estaciones de opera-dor (OS) perfectamente coordinadas entre sí para sistemas mo-nopuesto (OS Single Stations) y sistemas multipuesto en una arquitectura cliente-servidor.

Estaciones de operator

Todas las estaciones de operador se basan en las modernas work-stations industriales de SIMATIC PCS 7, optimizadas para la apli-cación como estación individual de OS, cliente o servidor de OS.

Las workstations industriales de SIMATIC PCS 7 cautivan por PCs de última y potente tecnología, combinados con el sistema ope-rativo Microsoft Windows XP Professional o Server 2003, y son adecuadas tanto para la aplicación en entornos industriales ru-dos como en oficinas.

Los componentes e interfaces estándar de PC proporcionan una gran libertad para futuras ampliaciones y también para opcio-nes de sistema y de cliente y opciones específicas de un sector.

La conexión de hasta 4 monitores de proceso a través de una tarjeta gráfica multimonitor opcional en la OS Single Station o en el OS Client permite controlar cómodamente varias áreas de la planta desde un mismo puesto de mando.

El software de sistema de las estaciones de operador es escala-ble en función del número de objetos de proceso (PO):

Dentro de los límites indicados, el número de POs se puede incrementar con PowerPacks cuando aumentan los requisitos o hay que ampliar la planta.

Sistema monopuesto (OS Single Station)

En un sistema monopuesto, todas las funciones de manejo y visualización para un proyecto (planta/unidad de proceso) es-tán concentradas en una estación. La OS Single Station puede funcionar conectada al bus de planta junto con otros sistemas monopuesto o paralelamente a un sistema multipuesto. También es posible un funcionamiento redundante de dos OS Single Stations (SIMATIC PCS 7 Single Station Redundancy) .

La OS Single Station se puede conectar al bus de planta Indus-trial Ethernet de dos maneras: • Mediante un módulo de comunicación CP 1613 A2/CP 1623

para la comunicación con un máximo de 64 controladores de todo tipo

• Mediante una sencilla tarjeta de red Ethernet a 10/100/1000 Mbits/s y Basic Communication Ethernet para la comunica-ción con un máximo de 8 controladores (Single Stations)

El sistema tiene integrado un puerto Ethernet RJ45 a 10/100/1000 Mbits/s que se puede utilizar libremente.

Sistema multipuesto en arquitectura cliente-servidor

Un sistema multipuesto se compone de puestos de operación (clientes OS) a los que uno o varios servidores OS suministran datos (datos de proyecto, valores de procesos, registros históri-cos, alarmas y avisos) a través de un bus de terminales. Dicho bus puede compartir el medio de transmisión con el bus de planta o ejecutarse como un bus separado (Ethernet con TCP/IP).

Si los requerimientos de disponibilidad son mayores, también se pueden configurar los servidores OS de manera redundante. La posible ocurrencia de fallos de software en aplicaciones im-portantes se vigila a través del llamado "health check" que, dado el caso, puede causar la conmutación al equipo de reser-va. Los servidores OS redundantes se sincronizan automática-mente a gran velocidad.

Cantidad de objetos de pro-ceso 2

50

1 0

00

2 0

00

3 0

00

5 0

00

8 5

00

- por cada OS Single Station 4 4 4 4 4

- por cada servidor OS de un siste-ma cliente-servidor

4 4 4 4 4 4

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Sistema de operador28

Sistema multipuesto en arquitectura cliente-servidor

Los clientes OS no sólo pueden acceder a los datos de un ser-vidor/pareja de servidores OS, sino también simultáneamente a varios (modo Multi Client). Esto permite estructurar una planta en varias secciones tecnológicas y distribuir los datos por distintos servidores/parejas de servidores OS del modo co-rrespondiente.

Además de la escalabilidad, los sistemas distribuidos ofrecen la ventaja de poder desacoplar entre sí las unidades de proce-so, lo que aumenta la disponibilidad.

SIMATIC PCS 7 soporta sistemas multipuesto con hasta 12 ser-vidores OS o 12 parejas de servidores redundantes. En el modo Multi Client, los clientes OS pueden acceder paralela-mente a algunos o a los 12 servidores/parejas de servidores (hasta 32 clientes OS simultáneamente a todos).

Los servidores OS tienen además funciones de cliente que les permiten acceder a los datos (registros históricos, avisos, tags, variables) de los otros servidores del sistema multipuesto. Esto permite interconectar sinópticos de proceso de un servidor OS con variables de otros servidores OS (sinópticos interáreas).

Los servidores OS, igual que la OS Single Station, se pueden conectar al bus de planta a través de un módulo de comuni-cación CP 1613 A2/CP 1623 o de una simple tarjeta Ethernet. La placa lleva integrado un puerto Ethernet RJ45 a 10/100/1000 Mbits/s que se puede utilizar para la conexión al bus de terminales.

Prestaciones y datos técnicos

El sistema de operador SIMATIC PCS 7 está optimizado para el tratamiento de grandes cantidades de datos. También ofrece un manejo sencillo e intuitivo y altas prestaciones incluso para proyectos grandes.

1) si cada cliente OS tiene acceso a todos los servidores/parejas de servidores OS

Numerosas medidas particulares disminuyen la carga del sistema y mejoran los tiempos para abrir y actualizar los sinópticos, p. ej.:

• Combinación de valores de estado y analógicos con informa-ciones de alarma formando indicadores avanzados de estado

• Supresión de avisos inestables y activación del reenvío por acuse de recibo

• Transmisión de datos desde el controlador sólo en caso de modificaciones, en vez de en cada ciclo

• Bloqueo/habilitación de avisos para puntos de medida par-ticulares o para todos los puntos de I&C de una área

• Ocultación de avisos en función del estado operativo de la unidad de proceso

Industrial EthernetControladores

Central Archive Server (CAS)

Cliente OS(máx. 32 en funcionamiento multicliente)

Servidor OS (máx. 12 redundantes)

Sistema de operador

Cantid. máx. servidores/parejas serv. OS 12

Cantidad máx. de controladores por servidor/pareja de servidores OS

64

Cantidad máx- de clientes OS en modo Multi Client1), por sistema multipuesto

32

Cantidad máx. de monitores por cada es-tación de operador en modo multicanal

4

Cantidad máx. de áreas OS 64

Cantidad máx. de ventanas por monitor 1 a 16 (ajustable)

Núm. curvas por cada ventana de curvas 10

Tiempo de selección de la vista de área OS (100 símbolos de proceso)

< 2 s

Cantidad máx. de objetos de proceso

■ por cada OS Single Station 5 000 PO

■ por cada servidor OS 8 500 PO

Cantidad máx. de avisos configurables por servidor

150 000

Cantidad de puntos de I&C

■ por cada OS Single Station aprox. 3 000

■ por cada servidor OS aprox. 5 000

■ por cada sistema multipuesto aprox. 60 000

Sistema registro histórico de alto rendi-miento integr. (búfer en anillo), basado en la tecnol. Microsoft SQL Server, para:

■ archivado de valores de proceso (por OS Server/Single Station)

aprox. 1 000/s

■ archivado de mensajes (por OS Server/Single Station)

carga constante aprox. 10/s torrente de avisos aprox. 3 000 / 4 s

Registro histórico

■ Archivado de valores de proceso con StoragePlus

- Valores de proceso de un servidor- Valores proceso de todos los serv.

Valores proceso de como máx. 4 estaciones individ., servidores o parejas de serv.aprox. 1 000/saprox. 1 600/s

■ Archivado de valores de proceso con Central Archive Server CAS- Valores de proceso de un servidor- Valores proceso de todos los serv.

Valores proceso de hasta 11 servidores/parejas de serv.aprox. 1 000/s aprox. 10 000/s

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Software del OS

Ejemplo de conducción del proceso OS, arriba con ventanas libremente desplazables

Interfaz gráfica de usuario

La interfaz de usuario predefinida del sistema de operador reúne todas las características propias de un sistema de instru-mentación y control. Es multilingüe, ergonómica y ordenada, y está claramente estructurada. El operador no pierde nunca de vista el conjunto del proceso y puede navegar rápidamente entre las diversas vistas de la planta. Para ello, el sistema le ayuda con estructuras gráficas jerárquicas que puede configu-rar a su antojo. Esto le permite seleccionar directamente las áreas subordinadas en la conducción del proceso. En una ven-tana del Picture Tree Managers se puede ver en todo momento la posición momentánea dentro de la jerarquía.

Los sinópticos de proceso y los puntos de I&C también se pue-den abrir directamente tecleando el nombre o con la función "Loop in alarm" desde un mensaje seleccionado. Con el cam-bio de idioma online, el operador puede conmutar de idioma durante la marcha.

Para la representación tecnológica de una planta se dispone de una vista estándar y de una vista de servidor que abarcan áreas distintas. Ambas vistas contienen, entre otras cosas:

• Línea de avisos para el último aviso recibido, configurable para indicación preferente del aviso con máxima prioridad o clase de aviso)

• Fecha, hora y nombre del operador• Vista de área; la cantidad de áreas visualizables depende de

la resolución de la imagen: hasta 36 (mínimo/XGA), hasta 144 (máximo/WQXGA)

• Área de trabajo para gráficos y ventanas libremente despla-zables para bloques gráficos, curvas, avisos, etc.

• Teclas de funciones de sistema

Basándose en esto, el operador puede crear composiciones gráficas personalizadas, guardarlas y volverlas a abrir más tarde.

El software del sistema de operador soporta la visualización funcional de la planta en un diseño moderno y de gran calidad que, según el modelo de controlador gráfico y monitor del proceso, se puede representar en

• Formatos de imagen de 4:3/5:4 con una resolución de 1024 x 768 a 1600 x 1200

• Formatos panorámicos de 16:9/16:10 con una resolución de 1680 x 1050 a 2560 x 1600

La apariencia global se puede configurar con diseños prede-terminados o personalizados por el usuario (paleta de colores, colores, estilos, efectos ópticos, etc.). Estas opciones de dise-ño centrales se pueden modificar a nivel local para cada obje-to gráfico. Además se puede influir en el diseño con un sinfín de elementos al efecto que ofrece el sistema de ingeniería para la configuración OS:

• Paletas de objetos con estilos, controles, objetos estándar y objetos inteligentes

• Librería global de iconos con objetos gráficos estandarizados• Iconos y bloques gráficos de las librerías de control: PCS 7

Standard Library y Advanced Process Library

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Ventana de curvas en la estación de operador

Trend Controls para visualización de tablas y curvas

Con estos controles, el operador puede visualizar valores de variables guardados en el archivo de valores del proceso, así como valores online de variables de proceso de la gestión de variables en relación con el tiempo (ventana de tablas/curvas) o en relación con otro valor (ventana de funciones). El tiempo se define estática o dinámicamente (en relación con la hora actual del sistema) como:

• Punto inicial y punto final• Punto inicial y espacio de tiempo• Punto inicial y cantidad de puntos de I&C

Todos los Trend Controls ofrecen funciones para desplazarse por la imagen y la posibilidad de ir directamente al principio o al final.

El operador puede personalizar durante el modo runtime los Trend Controls predeterminados cuando se configuró la plan-ta y guardar dichos ajustes de forma global o específica de usuario. Durante el tiempo de ejecución puede modificar la integración de datos y acceder a otra información. Además, también puede integrar online bases de datos de archivo externos.

Los datos visualizados se pueden editar del siguiente modo: • Exportación a archivo CSV• Emisión mediante tarea de impresión definida previamente

Ventana de tablas

• Vista de una o más columnas de valores de proceso en re-lación con una columna de tiempo

• Cada línea muestra los valores de proceso registrados en un determinado momento

• Posible combinación en una tabla de varias relaciones tiempo-valor distintas

• Posibilidades de adaptación durante el tiempo de ejecución: - Desplazar, mostrar y ocultar columnas - Modificar consignas de tiempo - Modificar valores manualmente y archivar los valores

modificados

Ventana de curvas• Uno o varios ejes de tiempo están en correlación con uno o

varios ejes de valor (escala lineal, logarítmica, porcentual o de libre configuración)

• Cantidad de curvas visualizables a libre elección• Configuración individual de estilos y colores, con posible

cambio de color en función del valor • Cuadrículas y reglas para facilitar la legibilidad• Curvas agrupables en una ventana con eje de tiempo y

valor común • Posibilidad de unir varias ventanas de curvas para fines de

comparación (eje de tiempo, zoom, barra de desplaza-miento y regla juntos)

• Posibilidades de adaptación durante el tiempo de ejecu-ción: - Ampliar recorte de la ventana- Desplazar recorte a lo largo de los ejes de tiempo y valor - Desplazar ejes de tiempo y valor de alguna curva,

ocultar/mostrar - Ocultar/mostrar curva y pasarla a primer plano- Modificar el intervalo mostrado

Ventana de funciones• Vista de valores del proceso en relación con otros valores

(p. ej. presión según temperatura)• Área de valores fija o dinámica con escala lineal o logarít-

mica en los ejes X e Y • Posibilidad de definir por separado el área de tiempo visua-

lizable para cada curva• Consideración opcional de curvas de consigna procedentes

de archivos de usuario• Propiedades, funciones y posibilidades de configuración

casi idénticas a las de la ventana de curvas

Ventana de reglaLos Trend Controls también se pueden combinar con una ven-tana de regla. En ésta se muestra información adicional en tres vistas; depende de la selección de un punto o un área de tiempo por regla en la ventana de curvas/tablas:

• Ventana que muestra las coordenadas X e Y de los puntos de intersección de la curva con la regla

• Ventana de área estadística con los valores del área seleccionada

• Ventana estadística con datos estadísticos sobre el área se-leccionada: mínimo, máximo, promedio, desviación típica, integral

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Vista de avisos en la estación de operador

AlarmControl para visualización y edición de avisos

Por cada OS Single Station/OS Server se pueden configurar hasta 150 000 avisos:

• Avisos del sistema predeterminados, emitidos por un evento del sistema

• Avisos simples o agrupados, iniciados por el cambio de estados del proceso

• Avisos de intervención del operador, provocados por el manejo manual de objetos

El sistema de avisos integrado en el sistema de operador regis-tra estos avisos del proceso y eventos locales, los guarda en archivos al efecto y los visualiza en distintas listas estandariza-doas por medio de la ventana de avisos (AlarmControl) de libre configuración:

• Lista nueva: avisos pendientes, todavía sin confirmar• Lista antigua: avisos pendientes, ya confirmados• Lista de salientes: avisos no confirmados, pero ya desapa-

recidos • Lista de intervenciones del operador: avisos de operación

actuales y archivados • Lista de I&C: avisos de I&C actuales y archivados • Lista cronológica: todos los avisos actuales pendientes y

archivados, por orden cronológico• Lista de avisos ocultados manual o automáticamente• Lista de avisos a ocultar cuando aparezcan

Las listas pueden ser seleccionadas por el operador en la barra de iconos. Tienen funciones integradas para desplazarse por la imagen y muestran:

• Cada aviso en una línea• Estado del aviso y esquema de colores de acuerdo con la

clase de avisos configurada (por ejemplo, fallo que requiere acuse de recibo) y el tipo (por ejemplo, alarma o adverten-cia)

• Bloques de avisos seleccionados, cada cual en una co-lumna:- Bloques de sistema: Datos del sistema como fecha y

hora, prioridad, CPU/estación causante, nombre de usua-rio, "loop in alarm", estado del aviso (entrante/saliente), estado del acuse de recibo (confirmado/sin confirmar, duración desde su aparición hasta su desaparición/con-firmación)

- Bloques de valores de proceso: valor actual en el momento del aviso (por ejemplo, temperatura)

- Bloques de texto de usuario: texto de 255 caracteres de largo (por ejemplo, lugar y causa de la avería)

• Estado y texto informativo representado en forma de icono

Paralelamente a la indicación se pueden documentar en un in-forme secuencial y por orden cronológico todos los avisos re-gistrados durante el tiempo de ejecución y sus cambios de estado.

Las múltiples posibilidades de ajuste de la salida acústica y las prioridades definibles por variables de señal permiten la seña-lización de avisos por medio de una tarjeta de sonido o me-diante un avisador acústico externo, vía módulo de señaliza-ción.

Filtrando, seleccionando o clasificando la indicación de acuerdo con el contenido de los distintos bloques de avisos (por ejemplo, cronológicamente según la prioridad o el lugar de la avería), el operador puede personalizar la ventana AlarmControl durante el tiempo de ejecución y guardar estos ajustes de modo global o específico de usuario. Además, tam-bién puede integrar online bases de datos de archivo exter-nos.

Los datos visualizados se pueden editar del siguiente modo:

• Exportación a archivo CSV• Emisión mediante tarea de impresión definida previamente

Después de un corte de red se pueden volver a cargar los últimos avisos (por ejemplo, 60) del archivo en la ventana de avisos. Esto permite reconstruir la imagen de avisos que había antes de que se produjera el corte de red.

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En sistemas de gran envergadura en los que hay un gran volu-men de avisos, las siguientes medidas pueden ser una ayuda para los operadores al reducirse la cantidad de avisos relevan-tes y mejorarse la transparencia:

• Ocultación visual y acústica de avisos que en determinadas situaciones no son muy relevantes para el funcionamiento fiable y seguro de la planta, como pueden ser algunos avi-sos de estado de funcionamiento (esto no influye en las ta-reas de registro y archivo):- Dinámicamente, es decir, en función de las especificacio-

nes previamente definidas para un máximo de 32 esta-dos operativos (Smart Alarm Hiding)

- Manualmente, para un período determinado• Priorización por medio de hasta 16 niveles de prioridad

como atributo adicional a las clases de aviso conocidas• Posibilidad para el operador de habilitar o inhibir conscien-

temente avisos de algunos o de todos los puntos de I&C de un sinóptico o área en caso de fallo en algún sensor/actua-dor o durante la puesta en marcha (registro de las habilita-ciones e inhibiciones en el informe de intervenciones del operador)

La rápida determinación y eliminación de la causa de la ano-malía está soportada por las funciones "Loop in alarm" y "Abrir imagen vía punto de I&C". Por medio de "Loop in alarm", el operador accede directamente desde un aviso seleccionado en la ventana de avisos a la imagen de proceso con el objeto que provocó la anomalía, y a través del punto de I&C cuyo sím-bolo esté marcado en color (cian), también puede activar el correspondiente bloque gráfico (imagen de lazo). La ventana del bloque gráfico (imagen de lazo) se puede fijar de forma que también permanezca visible al cambiar de sinóptico.

Los indicadores agrupados señalizan visualmente los avisos pendientes en la imagen del proceso. En ellos también se ve si hay avisos bloqueados o no.

El último aviso recibido se visualiza en el margen superior de la vista estándar. Pulsando el botón "línea de avisos ampliada", AlarmControl se visualiza en forma de ventana con todos los avisos recibidos. También se puede abrir con un solo botón una lista con los avisos actualmente pendientes de máxima prioridad 16.

Sistema de informes y listados

Mientras que el sistema de informes está pensado para docu-mentar el proyecto creado durante la configuración, el siste-ma de listados sirve para imprimir con claridad los datos regis-trados durante el funcionamiento. Para tal finalidad se dispo-ne de varios tipos de listados:

• Informe secuencial de avisos• Informe de avisos y archivo• Informe de valores medidos• Informe de intervención del operador• Informe de avisos del sistema• Informe de usuario

Con ayuda de un editor de diseño de página se pueden perso-nalizar las plantillas existentes o crear diseños nuevos. Los objetos a imprimir se seleccionan en la paleta de objetos del editor, se colocan y se configuran.

Los objetos del informe están catalogados del siguiente modo:

• Objetos de informe superiores; por ejemplo:- Objetos estáticos (círculo, rectángulo, etc.)- Objetos dinámicos que reciben valores actuales para la

impresión- Objetos del sistema (fecha/hora, nombre del proyecto,

etc.)- Objetos de informe runtime especiales

• Objetos de informe específicos de OS; por ejemplo:- Objetos de control (ventanas de avisos, tablas, curvas,

funciones y datos de usuario)- Valor actual de una variable del proceso- Contenido de archivos de usuario- Diseño gráfico incrustado- Copia de pantalla

• Objetos de informe para la integración de datos externos; por ejemplo:- Proveedor de CSV (datos CSV en forma de tablas o cur-

vas)- Fuente de datos ODBC (campo en forma de texto o tabla)- Proveedor de COM (datos COM de tipo texto, tabla o

imagen)

Los datos actuales del informe definido mediante el diseño de página se imprimen enviando a la impresora una tarea de im-presión predeterminada o creada por el usuario. Antes de im-primirse, los informes se pueden guardar en formato EMF y mostrar en pantalla en una vista preliminar. Las tareas de im-presión se pueden iniciar manualmente o controladas por tiempo o evento. El operador puede consultar online el estado de las tareas de impresión.

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Visualización SFC

Visualización SFC

La visualización SFC del sistema de operador permite represen-tar y manejar los controles secuenciales configurados con el editor SFC de la misma forma que en el sistema de ingeniería. Para ello no es necesario trabajo de configuración adicional.

Por ejemplo, en un sinóptico general es posible abrir representa-ciones de etapas y de transiciones y visualizar comentarios a eta-pas o condiciones de transición inicializadas dinámicamente.

Gestión centralizada de usuarios, controles de acceso y firma electrónica

Con la opción integrada SIMATIC Logon, el sistema de opera-dor dispone de una administración de usuarios centralizada que cumple los requisitos de validación de 21 CFR Part 11. El administrador puede clasificar a los usuarios por grupos y asignarles diferentes derechos de acceso (roles). Los derechos concretos se otorgan al operador cuando inicia sesión, en el marco del control de accesos.

Como equipo de inicio de sesión, aparte del teclado, se puede emplear p. ej. un lector de tarjetas chipcard. Asimismo, SIMATIC Logon ofrece la función de "firma electrónica".

Vigilancia de signos de vida

La función "Vigilancia de signos de vida" permite al sistema de operador monitorizar el correcto funcionamiento de todos los sistemas subordinados que están conectados al bus de planta. Una imagen gráfica de configuración de la planta muestra las estaciones del bus supervisadas en su estado operativo res-pectivo. En este sentido, la Maintenance Station de SIMATIC PCS 7 ofrece aún más funciones.

Sincronización horaria

En combinación con un reloj maestro SICLOCK, el sistema de operador puede aplicar a todo el sistema la sincronización ho-raria UTC (Universal Time Coordinated) dentro del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. Esto resulta particular-mente ventajoso para plantas muy extensas que están distri-buidas en lugares situados en diferentes usos horarios, p. ej. oleoductos.

Sistemas de operador, a destacar

■ Arquitectura flexible y modular con componentes de hardware y software para sistemas monopuesto y multipuesto

■ Potentes estaciones de operador basadas en tecnolo-gía PC estándar, aptas para entornos industriales y de oficinas

■ Sistemas multipuesto cliente-servidor con un máx. de 12 servidores/parejas de servidores OS para 8 500 PO y un máx. de 32 clientes OS por servidor/ pareja de servidores

■ Sistema de archivo de alto rendimiento basado en archivos circulantes y backup integrado, opcional-mente con archivado histórico vía StoragePlus/CAS

■ Comprobación de estado (Health Check) para aplica-ciones de servidor importantes

■ Modificación y reproducción sin afectar al funciona-miento y test online mediante carga selectiva de ser-vidores redundantes

■ Comunicación AS/OS optimizada: Transmisión de datos sólo tras la modificación de los mismos, independientemente del ciclo de respuesta del controlador

■ Confortable conducción del proceso y alta seguridad de funcionamiento

■ Gestión de alarmas sumamente efectiva para facilitar el trabajo de los operadores – Priorización de hasta 16 tipos de prioridad como

atributo adicional a las clases de aviso– Ocultación (dinámica o manual) visual y acústica

de avisos que no resultan relevantes según el estado operativo

– Supresión de alarmas de un sensor/actuador durante la puesta en marcha o en caso de fallo

■ Gestión centralizada de usuarios, controles de acceso, firma electrónica

■ Vigilancia de signos de vida para los sistemas subor-dinados conectados al bus de planta

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Archivado OS

El software OS de OS Single Stations y servidores OS lleva in-tegrado un sistema de alta potencia configurable en tiempo de ejecución que permite el archivado a corto plazo y está ba-sado en la tecnología Microsoft SQL Server. Este sistema sirve para la adquisición de valores de proceso (período típico: 1 a 4 semanas) y avisos/eventos (período típico: 2 meses) en ar-chivos circulantes.

Mediante control por tiempo o por eventos, es posible alma-cenar de forma duradera en un archivo histórico datos del ar-chivo a corto plazo, así como OS Reports y datos de lote de SIMATIC BATCH

Para el archivado histórico OS existen dos alternativas con características diferentes:

• StoragePlusLa variante más económica para la gama de bajas poten-cias; para archivar desde 1 600 valores/s aprox. hasta cuatro Single Stations, servidores o parejas de servidores

• Servidor central de archivos (Central Archive Server/CAS)Variante de gama alta para archivar desde 10 000 valores/s aprox. hasta 11 servidores o parejas de servidores

Si se utiliza el archivado histórico con StoragePlus, los datos archivados se pueden visualizar con el visor StoragePlus.

Los datos almacenados en los servidores de archivos centrales pueden ser visualizados por el operador directamente en los clientes OS o con el visor StoragePlus de CAS.

En ambos sistemas de archivado a largo plazo, la selección de datos es facilitada por las funciones de filtro integradas. Los mensajes y los valores de proceso pueden representarse en tablas; los valores de proceso, además, en gráficos. Los valores de proceso representados en tabla se pueden exportar en formato CSV para su tratamiento en otras aplicaciones de Windows, p. ej. Microsoft Excel.

Las variables de archivo definidas como unidad de cálculo común para archivado a corto plazo y archivado histórico CAS están disponibles como licencias Count Relevant acumulables "SIMATIC PCS 7 Archive". Si no se utiliza el CAS, dichas licencias de archivo se instalan las OS Single Stations y en los servidores OS de la planta. De lo contrario solo se instalan en el CAS, des-de el cual las OS Single Stations y los servidores OS "cargan" sus variables de archivo. El archivo a corto plazo está limitado a 10 000 variables, mientras que el archivo histórico CAS está limitado a 120 000 variables archivables.

Archivado OS

Las estaciones de trabajo industriales SIMATIC PCS 7 son la plataforma de hardware para el PC StoragePlus y el servidor de archivos central. Ambas son estaciones en el bus de termina-les y no están conectadas al bus de planta.

El servidor de archivos central también puede configurarse de forma redundante. De este modo aumenta la disponibilidad de los datos históricos, a los que se puede acceder con los clientes OS o con la estación OpenPCS 7. Actualmente SIMATIC BATCH no almacena los datos de lote en los dos CAS. Sin embargo, gracias a la comparación automática de archi-vos, los datos de lote están disponibles en ambos CAS una vez almacenados.

Con ayuda de hardware y software adicionales para el sistema operativo que corresponda, p. ej. con una grabadora de DVD y un software de grabación adecuado, los datos administrados en StoragePlus y en el servidor de archivos central se pueden guardar en medios de almacenamiento convencionales (p. ej. en DVD).

Valores de proceso

Servidor de Archivos Central:a largo plazo

Mensajes/eventos

Datos de lotes

Ciclo lento de archivado > 1 min

Ciclo rápido de archivado máx. 1 min

Archivo de alarmas

Memorización automática, p.ej. diaria

Memorización automática, p.ej. semanal

Memorización en disco duro, p.ej. para 6 meses

Memorización por orden del operador al terminar un lote

Copia de seguridad del archivado

Servidor Batch

OS Server: archivado a corto plazo (circulante)

Servidor Microsoft SQL

p.ej. 2 semanas

p.ej. 7 días

p.ej. 2 meses

30 bytes/valor

máx. 30 bytes/valor

172 bytes/evento

Archivos XML

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Manejar y visualizar vía la World Wide Web

PCS 7 Web Server para manejo y observación vía web

PCS 7 Web Server, basado en el sistema operativo Microsoft Windows Server 2003, ofrece la posibilidad de manejar y ob-servar una planta a través de intranet/Internet. PCS 7 Web Server usa los mecanismos de un Multi Client para acceder a los servidores OS subordinados y permite disponer de los da-tos del proyecto en todo el mundo vía intranet/Internet. Para ello, mediante el Web View Publisher, convierte sinópticos de proceso y scripts en la forma adecuada para su visualización con el Internet Explorer.

Al manejar y observar a través de la World Wide Web, desde el cliente Web el operador accede a los datos del proyecto pro-porcionados por el PCS 7 Web Server. Para ello, el cliente Web utiliza Internet Explorer y plugins instalables vía World Wide Web.

Desde el cliente Web se puede conducir la planta de la misma manera que a través de un cliente OS. El usuario tiene que ini-ciar sesión en el cliente Web igual que en un cliente OS, y las reglas de adjudicación de derechos también son idénticas. Las actuaciones que se realizan en el cliente Web se incluyen en el informe de intervenciones del operador del OS.

En cuanto a la concesión de licencias, se distingue entre los casos siguientes:

• StandardHasta 50 clientes Web acceden por intranet/Internet a los datos de un SIMATIC PCS 7 Web Server. La licencia de servidor necesaria para ello es escalable para 3, 10, 25 ó 50 clientes Web.

• DiagnósticoUno o unos pocos clientes Web tienen acceso a varios SIMATIC PCS 7 Web Server/sistemas monopuesto para rea-lizar funciones de control remoto, diagnóstico o supervi-sión. Cada uno de los sistemas implicados necesita para ello una licencia de diagnóstico para PCS 7 Web (servidor/ cliente).

El OS User Management integrado garantiza un alto grado de seguridad cuando el PCS 7 Web Server accede a los OS Server. El sistema de seguridad SIMATIC PCS 7 cumple los requisitos de seguridad de la planta y además permite adoptar otras me-didas de protección.

INTERNET

Módem

LAN Intranet

Web server in a SIMATIC PCS 7 client

SIMATIC PCS 7 Web Clients

Bus de terminales

Bus de planta

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Maintenance Station36

Maintenance StationGestión de activos de plantacon la Maintenance Station

Automatización y mantenimiento de plantas en la industria de procesos

La Maintenance Station amplía la oferta de SIMATIC PCS 7 con un valioso instrumento que reduce al mínimo los cos-tes globales acumulados durante todo el ciclo de vida de la planta (coste total de propiedad).

Si consideramos el mantenimiento global de una empresa, la Maintenance Station está enfocada a la gestión de activos de planta. La gestión de activos abarca la administración y ges-tión de los equipamientos de una planta tecnológica, en par-ticular los equipos de control de procesos y en general todas las actividades y medidas encaminadas a conservar o incre-mentar el valor de una planta.

Ello incluye las estrategias de mantenimiento siguientes:

• Mantenimiento correctivo: reacción ante avisos de fallo o de diagnóstico que aparecen directamente- Se asume el riesgo de averías o se minimiza su aparición

mediante arquitecturas redundantes - Mantenimiento por reparación o reemplazo

• Mantenimiento preventivo: diagnóstico y mantenimiento preventivos - Las actividades de mantenimiento adecuadas se inician

ya antes de la aparición de fallos - Mantenimiento periódico o condicional (en función del

grado de desgaste)• Mantenimiento predictivo:

Diagnóstico predictivo para detectar de forma temprana problemas incipientes y para determinar la vida útil res-tante

Mientas el operador, a través del sistema de operador, obtiene todas la información relevante que necesita para intervenir con precisión en el proceso, el personal de mantenimiento y de servicio técnico, a través de la Maintenance Station, puede

controlar los componentes de hardware de los sistemas de au-tomatización (activos) y procesar sus avisos de diagnóstico y las demandas de mantenimiento.

Para ello la Maintenance Station proporciona acceso a:

• Componentes del sistema de control de procesos: disposi-tivos de campo inteligentes y módulos de E/S, buses de campo, controladores, componentes de red y bus de planta, así como servidores y clientes de los sistemas de operador

• Activos que no pertenecen directamente al sistema de con-trol de procesos, como bombas, motores, centrifugadoras, intercambiadores de calor o lazos de regulación (activos pa-sivos o indirectos), representados por objetos representan-tes o proxies que contienen las reglas de diagnóstico

Ciclo de mantenimiento típico

Un ciclo de mantenimiento títpico se caracteriza por las si-guientes acciones:

• Vigilancia del estado de un componente o equipo: - Captación de los datos de diagnóstico a través de compo-

nentes de red y equipos básicos de PC mediante acopla-miento OPC-SNMP

- Sensores inteligentes que detectan y señalizan los posi-bles fallos mucho antes de que éstos se produzcan

• Señalización de "mantenimiento necesario" en:- Indicador agrupado- Símbolos de los componentes/equipos afectados (p. ej.

un sensor)- Informe de avisos

• Navegar hasta el componente o equipo con "manteni-miento necesario" e informar sobre determinados datos (por ejemplo, número del punto de I&C, lugar de instala-ción y tipo de equipo)

• Consultar datos de diagnóstico detallados (depende del tipo y del fabricante del equipo); por ejemplo:- Descripción del fallo- Causa del fallo- Tendencia- Instrucciones de actuación

• Evaluación, comentario y, dado el caso, modificación de la prioridad del "mantenimiento necesario"

• Inicio de una operación de mantenimiento por solicitud al efecto y seguimiento de su desarrollo; visualización simbó-lica del estado momentáneo de la medida adoptada

• Conclusión de la operación de mantenimiento; todos los indicadores de estado retornan a la normalidad

Automatización

Nivel ERP (Enterprise Resource Planning)

Sistemas de gestiónde activos

empresariales

MESOperaciones demantenimiento

Gestión deactivos

de planta

Controles(nivel deproceso y campo)

Nivel MES(Manufacturing Execution Systems)

Mantenimiento

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Maintenance Station 37

Todas las actividades se documentan sin lagunas en la Mainte-nance Station, de forma automática y sin necesidad de trabajo de configuración expreso.

Arquitectura

La Maintenance Station utiliza componentes de hardware y de software del sistema de ingeniería (ES) y del sistema de opera-dor (OS) para la gestión de activos. Debido a la estrecha imbri-cación, las funciones de ES, OS y gestión de activos pueden eje-cutarse también en un hardware compartido. Una estación multifuncional así no sólo vale la gestión de activos, sino tam-bién para la ingeniería del sistema o para funciones HMI.

Dependiendo de la arquitectura SIMATIC PCS 7 del proyecto, la Maintenance Station (MS) puede basarse en un SIMATIC PCS7 BOX RTX/416, en una SIMATIC PCS 7 Single Station o en una combinación cliente-servidor. En las combinaciones cliente-servidor también se pueden configurar servidores de Mainte-nance Station redundantes. En este caso, se configuran como servidores OS redundantes.

El sistema de alarmas, la interfaz de usuario, la jerarquía de si-nópticos y la guía del operador están orientados en la filosofía de manejo y visualización del OS. Los datos de diagnóstico de todos los activos se representan con faceplates homogéneos, cuyas funciones y datos son determinados por los componen-tes. Esto hace que el trabajo con la Maintenance Station sea fácil e intuitivo: se requiere poco tiempo para aprender a usar-la.

Los sinópticos de diagnóstico, estructurados conforme a la je-rarquía de la planta, pueden ser visualizados con los estados de los componentes SIMATIC PCS 7 tanto en la Maintenance Station como en los clientes OS. En los faceplates de estas es-taciones también se representan datos de diagnóstico amplia-dos que son proporcionados por SIMATIC PDM. Sin embargo, las funciones avanzadas de diagnóstico online, asociadas a HW Config, sólo pueden usarse desde la Maintenance Station.

SIMATIC Logon, integrado en SIMATIC PCS 7, se ocupa de la administración de usuarios y el control de accesos para la Maintenance Station.

Configuración

La Maintenance Station utiliza los datos relevantes para la ges-tión de activos procedentes del proyecto de hardware y soft-ware de la aplicación, el cual se crea con el sistema de ingenie-ría durante la configuración estándar. Basta con pulsar un bo-tón para obtener estos datos, con ayuda del sistema, a partir de los datos de proyecto de la aplicación y generar los sinópti-cos de diagnóstico. El procedimiento es sencillo y no requiere trabajo adicional para configurar la gestión de activos:

• Crear el proyecto de hardware y software de la aplicación• Generación, soportada por el sistema, de sinópticos de

diagnóstico con todos los componentes del proyecto, in-cluida la jerarquía de sinópticos acorde a la estructura de hardware del proyecto

• Compilar los datos del proyecto y cargarlos en la estación de operador y la Maintenance Station con fases subsiguien-tes de test y puesta en marcha

El nombre de los sinópticos, iconos, etc. copiados se puede modificar de forma permanente para utilizarlo en el proyecto de mantenimiento.

Conformidad con normas, especificaciones y recomendaciones internacionales

La gestión de activos con la Maintenance Station de SIMATIC PCS 7 cumple las normas, especificaciones y recomendacio-nes internacionales. Tiene en cuenta las exigencias definidas por NAMUR (Comunidad de Intereses Relacionados con el Control de Procesos de la Industria Química y Farmacéutica) acerca de los sistemas para gestión de activos a pie de planta y los avisos de estado de los equipos de campo:

• Recomendación NAMUR NE91 (requisitos de sistemas para la gestión de activos a pie de planta)

• Recomendación NAMUR NE105 (requisitos de integración de equipos de campo en herramientas de ingeniería)

• Recomendación NAMUR NE107 (avisos de estado de equi-pos de campo: "fallo de equipo", "mantenimiento necesa-rio", "control de funcionamiento")

Asimismo, cumple la norma IEC 61804-2 sobre descripción de equipos mediante el Electronic Device Description Language (EDDL) y las especificaciones de la organización PROFIBUS & PROFINET International (PI), p. ej.:

• PROFIBUS Profile Guidelines Identification & Maintenance Functions

• PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices

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Maintenance Station38

Características funcionales de la gestión de activos

Como interfaz de sistema para el encargado del mantenimien-to, la Maintenance Station proporciona al servicio técnico fun-ciones e información de mantenimiento homogéneas.

Sinóptico general de la planta con iconos de componentes

Vista general de componentes en una línea PROFIBUS con iconos

Vista de identificación del componente

Funciones estándar de diagnósticoDesde el sinóptico general, el encargado del mantenimiento puede navegar hasta los sinópticos de diagnóstico de los nive-les inferiores de hardware para informarse sobre el estado de diagnóstico de áreas o componentes concretos de la planta. Si se señaliza un fallo en el sinóptico general, vía "Loop in Alarm", el usuario llega rápidamente al bloque gráfico de diag-nóstico correspondiente al componente afectado. La informa-ción se filtra según el ámbito de responsabilidad del usuario.

Se pueden ofrecer la siguiente información:

• Representación del estado de diagnóstico determinado por el sistema

• Datos sobre el componente como nombre del punto de I&C, fabricante o número de serie

• Indicación de los mensajes de diagnóstico de un compo-nente

• Visualización del tipo y de la situación actual en que se en-cuentra la actividad de mantenimiento iniciada

Información sobre activos pasivos o indirectos Para activos pasivos o indirectos sin diagnóstico propio (bom-bas, motores, lazos de regulación, etc.), el bloque lógico pro-gramable AssetMon puede determinar estados de funciona-miento no permitidos a partir de diferentes valores medidos y sus desviaciones respecto de un estado normal definido. Di-chos estados se visualizan en la Maintenance Station como alarmas de mantenimiento. AssetMon es capaz de procesar hasta 3 valores analógicos y hasta 16 valores binarios. Con él también es posible implementar estructuras de diagnóstico individuales, reglas de diagnóstico específicas para un proyec-to y funciones de monitorización de condición.

Información ampliada para activos según IEC 61804-2Para los activos descritos según IEC 61804 -2 por Electronic Device Description (EDD) se pueden solicitar información complementaria. SIMATIC PDM lee en un segundo plano esa información en los componentes y las entrega automática-mente.

• Informaciones de diagnóstico detalladas- Informaciones del fabricante específicas de un equipo- Instrucciones para diagnóstico y eliminación de fallos- Documentación complementaria

• Resultados de funciones internas de monitorización de condición

• Información de estado (p. ej. manejo local, cambios de configuración locales)

• Visualización del registro de modificaciones (audit trail) del componente con todos los datos sobre la persona, la hora y el tipo de operaciones realizadas en el componente

• Parametrización de los activos (representación de los pará-metros guardados en el componente y en el proyecto; en caso necesario, también las divergencias entre ambos)

Indicador agrupado p. estructura subordinada

Selección nivel PC

Selección nivel Ethernet

Selección nivel AS

Símbolo

Bloque gráfico

Estado de diagnóstico Estado de la demanda

Estado de mentenimiento

Identificación del componente

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Maintenance Station 39

Extracto del repertorio de iconos de PCS 7 Asset Managements

Visualización de la información de mantenimiento

La estructura jerárquica de la información y los iconos unifor-mes dan más claridad, simplifican la orientación y posibilitan al encargado de mantenimiento el acceso rápido a la informa-ción detallada desde el sinóptico general de la planta.

El repertorio de iconos definido para la gestión de activos con la Maintenance Station de SIMATIC PCS 7 contiene símbolos que indican el estado de diagnóstico de los dispositivos/com-ponentes, la relevancia de la solicitud de mantenimiento y el estado de la operación de mantenimiento.

Las señalizaciones agrupadas en el sinóptico general de la planta visualizan el estado de diagnóstico de las estructu-ras/componentes subordinados a modo de semáforo, con los colores rojo, ámbar y verde.

Los sinópticos de diagnóstico representan el estado de los componentes y de los dispositivos/componentes subordina-dos mediante iconos estandarizados. Contienen los siguientes elementos:

• Mapa de bits del componente.• Tag del componente.• Indicador de estado de mantenimiento• Indicador agrupado para el estado de diagnóstico de los

componentes subordinados

Haciendo clic sobre un elemento en el gráfico, o bien se abre el nivel de la jerarquía subordinado o un faceplate de compo-nente. Éste ofrece distintas vistas del correspondiente compo-nente, así como información adicional relacionada con el dis-positivo, como, p. ej., una vista de identificación, de avisos o de mantenimiento.

Filtro para estados de diagnóstico

Correcto

Simulación

Configuraciónmodificada

Necesidades demantenimiento(prio. baja)

Demanda demantenimiento(prio. media)

Alarma demantenimiento(prio. alta)

Orden de mantenimiento desconocida/no solicitada

Orden de mantenimiento solicitada

Orden de mantenimiento en curso

Gestión de activos, a destacar

■ Instrumento para minimizar los costes globales que se acumulan durante todo el ciclo de vida de la planta (coste total de propiedad)

■ Diagnóstico y gestión de mantenimiento para los componentes del sistema de control de procesos y activos pasivos o indirectos que no pertenecen a él directamente, como p. ej. bombas, motores o inter-cambiadores de calor

■ Integración homogénea de la funcionalidad de man-tenimiento en SIMATIC PCS 7

■ Maintenance Station, la interfaz de sistema para el encargado de mantenimiento

■ Mismo look & feel que para la conducción del pro-ceso desde el sistema de operador

■ Representación homogénea para toda la planta del estado de diagnóstico y de mantenimiento

■ Generación automática de un resumen de datos de identificación con versiones de firmware y software para planificar actualizaciones

■ Bloque lógico programable "AssetMon" para activos pasivos o indirectos, diagnósticos individuales y fun-ciones de monitorización de condición

■ Registro de modificaciones de configuración y de parámetros en equipos basados en EDD

■ Creación de sinópticos para estados de diagnóstico

■ Cumplimiento de estándares y normas internaciona-les

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Controladores40

Controladores Rendimiento escalable para cualquier requisito

Controlador Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX

El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 ofrece una gama de controladores muy diversos, cuyo rendimiento abar-ca un amplio rango de escalonamiento.

Basándose en el diseño, la oferta se puede dividir en las si-guientes categorías:

• Controlador Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX con controla-dor por software

• Controladores modulares de la serie S7-400 con controla-dor de hardware

Controlador Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX

El compacto y robusto controlador basado en el SIMATIC Microbox PC 427B está diseñado para un funcionamiento per-manente 24 horas al día a una temperatura ambiente máxima de 55 °C. Dado que no tiene ventilador ni soportes de memo-ria giratorios, ofrece gran resistencia a las vibraciones y los choques.

El SIMATIC PCS 7 AS RTX se suministra con una licencia run-time AS para 250 PO y una tarjeta CompactFlash de 2 Gbytes que ya tiene preinstalado el sistema operativo Windows XP Embedded, el software del controlador WinAC RTX y el soft-ware de diagnóstico SIMATIC PC DiagMonitor. La configura-ción se efectúa por medio del sistema de ingeniería SIMATIC PCS 7.

A través de una interfaz PROFIBUS DP se pueden conectar al PROFIBUS DP/PA sistemas de periferia de E/S ET 200 con sen-sores/actuadores y dispositivos de campo/de proceso conecta-dos. Dos interfaces Ethernet RJ45 de 10/100/1000 Mbits/s para la comunicación con el bus de planta posibilitan la inte-gración en un complejo de plantas con SIMATIC PCS 7.

Controladores estándar de la serie S7-400

Con SIMATIC PC DiagMonitor y Maintenance Station se pue-den captar y evaluar funciones de vigilancia parametrizables para ejecución del programa/watchdog, temperatura del pro-cesador y la placa, así como diagnósticos y alarmas avanzados (p. ej. contador de horas de servicio, estado de los discos du-ros y del sistema, etc.); también se pueden señalizar por LED.

En el contexto de la automatización escalable, el controlador Microbox SIMATIC PCS 7 AS RTX se clasifica en la gama de bajas potencias del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. No obstante, esta clasificación se relativiza por la rápida ejecución del programa en el controlador de software, las ex-celentes propiedades físicas y el diseño compacto del SIMATIC PCS 7 AS RTX. Por tanto, resulta una buena alternativa a los controladores estándar de la serie S7-400, sobre todo para aplicaciones pequeñas y a pie de planta.

Controladores modulares de la serie S7-400

ComponentesTeniendo en cuenta la relación precio-rendimiento se forman paquetes combinando determinados componentes del SIMATIC S7-400, optimizados para la tarea en cuestión. Estos "paquetes AS" se pueden suministrar de dos maneras:

• a modo de componentes sueltos, agrupados en un envío por cada sistema

• a modo de sistemas completos premontados y probados (sin suplemento alguno con respecto al suministro de com-ponentes sueltos)

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Controladores 41

Su configuración se efectúa seleccionando unidades de pedi-do ya definidas. En este contexto se distingue entre estacio-nes simples (Single Stations) y estaciones redundantes (Redundancy Stations). En función de lo dicho, los paquetes AS suelen constar de los siguientes componentes:

• 1 ó 2 bastidores con 9 ó 18 slots• 1 ó 2 módulos centrales SIMATIC S7-400• 1, 2 ó 4 fuentes de alimentación de 24 V DC o de

120/230V AC, sin pilas tampón• 1 ó 2 memorias de trabajo de 0,768 Mbytes a 30 Mbytes• 1 ó 2 Memory Cards con memoria RAM de 1 a 64 Mbytes• 1, 2 ó 4 módulos de interfaz para bus de planta Industrial

Ethernet (a través de CP o integrados en la CPU)• Módulos de comunicación PROFIBUS aditivos (mediante

configurador hasta 4 por Single Station y 8 por Redundancy Station)

• 4 submódulos de sincronización para 10 m o 10 km de alcance y 2 cables de FO al efecto

Cada paquete AS se combina con una licencia runtime SIMATIC PCS 7 AS para 100 objetos de proceso (PO). La canti-dad de PO se puede ampliar con licencias runtime acumula-bles para 100, 1 000 ó 10 000 PO.

Por configurador se pueden configurar hasta 8 interfaces PROFIBUS (simples o redundantes) para un controlador. La CPU de los controladores ya tiene integrada de serie la co-nexión del bus de campo PROFIBUS DP. Dependiendo del

tipo de CPU y con ayuda de submódulos de interfaz aditivos IF 964 DP se pueden utilizar hasta 2 interfaces PROFIBUS DP más. En caso necesario se pueden enchufar módulos de co-municación PROFIBUS adicionales.

El firmware AS se puede actualizar mediante una tarjeta de memoria Flash EPROM (8 Mbytes) o desde el sistema de inge-niería centralizado, a través del bus de planta.

Las siguientes propiedades convierten a los SIMATIC S7-400 en el equipo perfecto para utilizarlo como controlador en SIMATIC PCS 7:

• Diseño modular y sin ventilación• Alta capacidad de ampliación y robustez• Configuración no redundante o redundante• Amplias posibilidades de comunicación• Funciones de sistema integradas• Funciones de seguridad integradas (Safety Integrated)• Fácil conexión de periferias de E/S centralizadas y descen-

tralizadas

Basándose en su funcionalidad, los controladores modulares de la serie S7-400 se pueden clasificar en las siguientes cate-gorías:

• Controladores estándar• Controladores de alta disponibilidad• Controladores de seguridad

Capacidades funcionales combinadas características de los controladores para SIMATIC PCS 7 de la serie S7-400

Controlador

AS 412

H/F/FH

AS 414-3IE

AS 414-3

AS 414

H/F/FH

AS 416-2

AS 416-3

AS 416-3IE

AS 417-4

AS 417-4H/F/FH

AS 417-4

AS 417-4H/F/FH

Tarj. de memoria [en Mbytes] 2 2/4 4 8/16 16 4 16

Mediciones de valores analóg. 10 35 125 200 200 150 700

Mediciones de valores digit. 15 110 350 450 450 400 1 200

Regulaciones PID 6 35 110 150 150 130 300

Motores 10 50 125 250 250 150 450

Válvulas 10 50 125 250 250 150 450

SFC 0 15 40 100 100 50 200

Etapas 0 150 400 1 000 1 000 500 2 000

Dosificaciones 0 3 15 25 25 15 45

Entradas digitales DI 50 220 800 1 200 1 200 850 2 000

Salidas digitales DO 25 110 300 500 500 315 1 000

Entradas analógicas AI 20 80 250 400 400 275 800

Salidas analógicas AO 10 40 110 180 180 130 400

Objetos de proceso (PO) 50 283 890 1 400 1 400 995 3 145

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Controladores42

Controladores

Controladores estándarLos controladores estándar AS 414-3 / 414-3IE, AS 416-2, AS 416-3 / 416-3IE y AS 417-4 son muy robustos y se caracte-rizan por una elevada capacidad de procesamiento y comuni-cación.

Los controladores AS 414-3 / 414-3IE han sido desarrollados para aplicaciones más pequeñas con capacidades funcionales reducidas y satisfacen la demanda de un sistema modular y escalable a bajo precio. Los controladores AS 416-2, AS416-3/ 416-3IE y AS 417-4 permiten implementar mayores capacida-des funcionales. Se utilizan preferentemente en plantas de tamaño medio para arriba.

En los controladores AS 414-3IE y 416-3IE, el módulo de inter-faz Industrial Ethernet está integrado en la CPU. Estos contro-ladores proporcionan el mismo rendimiento que los modelos AS 414-3 y AS 416-3 con Industrial Ethernet CP 443-1, y tan solo se diferencian en la sincronización horaria (sincroniza-ción NTP en lugar de S7).

En caso de haber dos redes de alimentación separadas para la alimentación de la planta, existe la posibilidad de incrementar la disponibilidad de los controladores estándar con dos fuen-tes de alimentación redundantes.

Controladores de alta disponibilidadEl uso de controladores de alta disponibilidad (tolerantes a fallos) tiene como objetivo reducir el riesgo de paradas en la producción. A menudo, el aumento de los costes de inversión es irrelevante en comparación con los costes que pueden ori-ginar los tiempos de inactividad de la producción causados por averías. Cuanto mayores sean los costes de una parada de la producción, más rentable es el uso de un sistema de alta dis-ponibilidad.

Los controladores SIMATIC PCS 7 de alta disponibilidad pue-den funcionar en una planta tanto solos como con otros con-troladores estándar y de seguridad. Conforme a su configura-ción básica, se puede distinguir entre:

• Single Stations: AS 412-3-1H, AS 414-4-1H y AS 417-4-1H con una sola CPU

• Redundancy Stations: AS 412-3-2H, AS 414-4-2H y AS 417-4-2H con dos CPUs redundantes

Los dos subsistemas de la estación redundante están separa-dos galvánicamente entre sí y se pueden montar en un basti-dor compacto con bus de fondo dividido o en dos bastidores distintos. El montaje en dos bastidores permite separar física-mente (p. ej. por un muro cortafuegos) los subsistemas re-dundantes y puede haber hasta 10 km de distancia entre ellos. Gracias al aislamiento galvánico, el sistema es inmune a las perturbaciones electromagnéticas.

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Controladores 43

Disponibilidad escalable de forma flexible

El uso de una Single Station en lugar de un controlador están-dar alberga la opción de ampliar posteriormente el sistema con una configuración redundante.

Una característica especial de estos controladores SIMATIC PCS 7 es la disponibilidad de escalonamiento flexible de los distintos módulos.

A la hora de proyectar una instalación, y aunque no haya más que una Single Station, existe la posibilidad de incrementar de forma puntual la disponibilidad mediante una configuración redundante de la alimentación o del modo de comunicación Industrial Ethernet y de combinar entre sí estas medidas.

Con sus dos CPUs redundantes, la estación redundante ya mar-ca un nivel de disponibilidad más alto. Dicha estación funciona basada en el principio de 1 de 2 (1oo2), es decir, en caso de que falle el subsistema activo se conmuta al subsistema de reserva. Partiendo de este hecho, y al igual que en el caso de la Single Station, también aquí se puede duplicar la alimentación o el módulo de comunicación Industrial Ethernet de cada subsiste-ma y combinar estas medidas entre sí.

Controlador de seguridad

Controladores de seguridadLos controladores de seguridad se utilizan en aplicaciones crí-ticas donde, en caso de fallo, existe peligro de muerte o de da-ños materiales o ambientales. Estos controladores de la línea F/FH, conjuntamente con los módulos F (failsafe, de seguri-dad) de los sistemas de periferia descentralizada ET 200 o di-rectamente a través de transmisores seguros conectados al bus de campo, son capaces de detectar fallos dentro del pro-ceso y fallos internos. En caso de fallo, llevan la instalación au-tomáticamente a un estado seguro.

■ Alimentación simple■ Comunicación simple por

bus de planta

■ Alimentación doble■ Comunicación doble por

bus de planta

■ Alimentación cuádruple■ Comunicación doble por

bus de planta

■ Alimentación simple■ Comunicación doble por

bus de planta

■ Alimentación doble■ Comunicación cuádruple

por bus de planta

■ Alimentación doble■ Comunicación simple por

bus de planta

■ Alimentación doble■ Comunicación doble por

bus de planta

■ Alimentación cuádruple■ Comunicación cuádruple

por bus de planta

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Controladores44

Los controladores de seguridad cuentan con los certificados TÜV y cumplen los requisitos de seguridad hasta SIL 3 según IEC 61508. Están basados en el hardware de los controladores AS 412H, AS 414H o AS 417H, ampliado con las funciones de seguridad de S7 F Systems.

Igual que en los sistemas básicos, aquí también se distinguen dos variantes de configuración:

• Single Station: AS 412F/AS 414F/AS 417F con una CPU, de seguridad

• Redundancy Station: AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH con dos CPUs redundantes, de seguridad y tolerante a fallos

La configuración redundante de la alimentación o del módulo de comunicación Industrial Ethernet permite incrementar de forma flexible la disponibilidad de las Single/Redundancy Sta-tions de seguridad como en los controladores de alta disponi-bilidad tomados como base.

Los sistemas multitarea permiten la ejecución simultánea de varios programas en una CPU, tanto aplicaciones Basic Process Control (BPC) como aplicaciones de seguridad. Los programas no están sujetos a efectos retroactivos, es decir, los errores ocurridos en las aplicaciones BPC no repercuten en las aplica-ciones de seguridad y viceversa. También se pueden ejecutar tareas especiales con tiempos de reacción muy cortos.

La influencia mutua durante el procesamiento en paralelo de funciones BPC y funciones de seguridad en una CPU se impide manteniendo estrictamente separados los programas BPC y los programas de seguridad y efectuando el intercambio de datos a través de bloques de conversión especiales. Las fun-ciones de seguridad se ejecutan dos veces en distintas partes del procesador de una misma CPU a través del procesamiento de órdenes redundante y diversitario. El sistema reconoce la presencia de posibles fallos al comparar finalmente los resul-tados.

Los programas de seguridad que se ejecutan en los distintos controladores F/FH de una planta también son capaces de es-tablecer una comunicación de seguridad entre sí a través del bus Industrial Ethernet.

La redundancia de los sistemas FH tiene como único fin au-mentar la disponibilidad. No tiene relevancia para la ejecución de las funciones de seguridad y la detección de errores y fallos asociada.

Controladores, a destacar

■ Amplia gama de productos con rendimientos perfec-tamente escalonados de dos maneras:– Controlador Microbox con controlador por soft-

ware– Controladores modulares de la serie S7-400 con

controlador de hardware

Controlador Microbox

■ Sistema compacto y robusto para uso a pie de planta

■ Diseño resistente a choques y vibraciones, sin venti-ladores ni soportes de memoria giratorios

■ Funcionamiento permanente y exento de manteni-miento durante las 24 h de todos los días de la semana a temperaturas de hasta 55 °C

Controladores modulares

■ Paquetes AS personalizables que se pueden suminis-trar en forma de:– componentes sueltos, agrupados en un envío por

estación– sistemas ya montados y probados

■ Disponibilidad escalable de forma flexible:– Sistemas estándar en forma de Single Station,

opcionalmente con alimentación redundante– Sistemas de alta disponibilidad en forma de Single

Station/Redundancy Station, opcionalmente con alimentación redundante y/o comunicación Industrial Ethernet redundante para cada sistema o subsistema

– Sistemas de seguridad en forma de Single Station/ Redundancy Station, opcionalmente con alimen-tación redundante y/o comunicación Industrial Ethernet redundante para cada sistema o subsis-tema

■ Redundancy Station con dos subsistemas aislados galvánicamente entre sí:– Uno o dos bastidores separados que pueden estar

a una distancia de hasta 10 km entre sí – Ejecución (sincrónica) simultánea de programas

de aplicación idénticos en ambas CPU– Conmutación suave

■ Modificaciones de configuración posibles en marcha

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Comunicación 45

ComunicaciónComunicación rápida y segura con Industrial Ethernet para el bus de planta y el bus de terminales

Industrial Ethernet, ejemplos de conexión

SIMATIC NET

Con los componentes de red SIMATIC NET, basados en estándares establecidos a escala mundial, SIMATIC PCS 7 dispone de una potente y resistente gama de productos para instalar redes de comunicación homogéneas con el fin de lograr un intercambio seguro de datos entre todos los componentes y niveles de una planta.

Los productos SIMATIC NET han sido desarrollados especial-mente para uso industrial y son óptimos para plantas en todas las industrias. Están coordinados entre sí y cumplen los más altos requisitos, particularmente en zonas en las que están expuestos a influencias extremas; por ejemplo:

• Campos electromagnéticos perturbadores• Líquidos y vapores agresivos• Riesgos de explosión• Grandes esfuerzos mecánicos

Con los productos SIMATIC NET se garantizan tanto las posibi-lidades de ampliación y la seguridad de inversión mediante el ulterior desarrollo compatible, como la homogeneidad desde la entrada de los materiales hasta la salida de los productos y desde el equipo de campo hasta el Management Information System.

Industrial Ethernet

El bus de planta y el bus de terminales para sistemas multi-puesto con arquitectura cliente-servidor se implementan con Industrial Ethernet, que constituye una potente red de área y célula para uso industrial conforme al estándar internacional IEEE 802.3 (Ethernet).

En los distintos subsistemas SIMATIC PCS 7 (ES, OS, AS, etc.), las interfaces de comunicación consisten en módulos integra-dos, simples tarjetas de red o módulos de comunicación espe-ciales (p. ej. CP 1613 A2/CP 1623). En plantas pequeñas, la co-municación "Basic Communication Ethernet" integrada en las estaciones de trabajo industriales SIMATIC PCS 7 ofrece la po-sibilidad de operar Single Stations y servidores en el bus de planta con simples tarjetas de red, que tienen un coste reduci-do.

En plantas medianas y grandes, caracterizadas por grandes exigencias, SIMATIC PCS 7 apuesta por los potentes módulos de comunicación CP 1613 A2/CP 1623 y por la moderna tec-nología Gigabit y FastEthernet, que combina la gran seguridad de anillos ópticos con los rendimientos escalables aportados por la tecnología de conmutación y velocidades de transferen-cia de hasta 1Gbits/s.

SIMATICPCS 7 BOX

AS 414/AS 416/AS 417

AS 412H/AS 414H/AS 417H

AS 412H/AS 414H/AS 417H

OSM/ESM

SCALANCEX-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE X-400

SCALANCE X-400

SCALANCEX-400

Bus de terminales(ópticos/eléctricos)

Clientes OS

Bus de plantaIndustrial Ethernet(ópticos/eléctricos)

Clientremoto

SCALANCEW788-1PRO

Servidores OS redund.

Estación deingeniería

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Comunicación46

Switches Industrial Ethernet SCALANCE X

Para integrar las estaciones de comunicación en el bus se utilizan switches Industrial Ethernet. Especialmente reco-mendables son los switches Industrial Ethernet de la familia SCALANCE X, que ofrecen un rendimiento escalable a un pre-cio atractivo y admiten múltiples posibilidades de configura-ción.

Debido a su inmunidad a perturbaciones y su alta disponibili-dad se usan preferentemente anillos ópticos para el bus de planta y el bus de terminales.

Si se plantean muy altos requisitos de disponibilidad la comuni-cación puede hacerse redundante y repartirse por dos anillos:

• En el bus de terminales, los dos anillos se interconectan a través de 2 pares de switches SCALANCE X. Para ello, los switches de las líneas de producto SCALANCE X-400, X-300 y X-200 IRT poseen la función "redundancia en espera". Los servidores y clientes redundantes se conectan a los dos ani-llos a través de dos adaptadores independientes (Redun-dant Terminalbus Adapter Package).

Switches Industrial Ethernet

SCALANCE X-400 (hasta 1 Gbit/s)

Para anillos eléctricos y anillos Gigabit ópticos (simple y redundante):■ SCALANCE X414-3E con 2 puertos Gigabit Ethernet (eléctricos/ópticos), 12 puertos FastEthernet eléctricos y, opcio-

nalmente, 4 puertos FastEthernet ópticos; ampliable con 8 puertos FastEthernet eléctricos u ópticos ■ SCALANCE X408-2 con 4 puertos Gigabit Ethernet (eléctricos/ópticos) y 4 puertos FastEthernet (eléctricos/ópticos)

SCALANCE X-300 (hasta 1 Gbit/s)

Para topologías ópticas en línea, en estrella o en anillo (hasta 1 Gbit/s):■ SCALANCE X307-3 (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio multimodo hasta 750 m) ■ SCALANCE X307-3LD (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 10 km)con 3 puertos Gigabit Ethernet ópticos y 7 puertos FastEthernet eléctricos respectivamente

■ SCALANCE X308-2 (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio multimodo hasta 750 m) ■ SCALANCE X308-2LD (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 10 km)■ SCALANCE X308-2LH (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 40 km)■ SCALANCE X308-2LH+ (puertos ópticos para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 70 km)con 2 puertos Gigabit Ethernet ópticos, 1 puerto Gigabit Ethernet eléctrico y 7 puertos FastEthernet eléctricos respec-tivamente

Para topologías eléctricas en línea, en estrella o en anillo (hasta 1 Gbit/s):■ SCALANCE X310 con 3 puertos Gigabit Ethernet eléctricos y 7 puertos FastEthernet eléctricos

Para topologías eléctricas en línea, en estrella o en anillo (hasta 100 Mbits/s):■ SCALANCE X310FE con 10 puertos eléctricos FastEthernet

SCALANCE X-200 IRT (hasta 100 Mbits/s)

Para topologías en línea, en estrella o en anillo (eléctricas/ópticas, según el tipo de puerto):■ SCALANCE X204 IRT con 4 puertos eléctricos■ SCALANCE X202-2 IRT con 2 puertos eléctricos y 2 puertos de fibra óptica de vidrio■ SCALANCE X202-2P IRT con 2 puertos eléctricos y 2 puertos de fibra óptica POF (fibra óptica de polímero)■ SCALANCE X201-3P IRT con 1 puerto eléctrico y 3 puertos de fibra óptica POF■ SCALANCE X200-4P IRT con 4 puertos de fibra óptica POF

SCALANCE X-200 (hasta 100 Mbits/s)

Para topologías eléctricas en línea, en estrella o en anillo:■ SCALANCE X224 con 24 puertos eléctricos■ SCALANCE X216 con 16 puertos eléctricos■ SCALANCE X208 con 8 puertos eléctricos

Para topologías ópticas en línea o en anillo:■ SCALANCE X204-2 con 2 puertos ópticos para fibra óptica de vidrio multimodo hasta 3 km y 4 puertos eléctricos ■ SCALANCE X212-2 con 2 puertos ópticos para fibra óptica de vidrio multimodo hasta 3 km y 12 puertos eléctricos ■ SCALANCE X212-2LD con 2 puertos ópticos para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 26 km y 12 puertos eléctricos

Para topologías en estrella y también para topologías en línea o en anillo con tramos eléctricos y ópticos:■ SCALANCE X206-1LD con 1 puerto óptico para fibra óptica de vidrio monomodo hasta 26 km y 6 puertos eléctricos

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Comunicación 47

• En el bus de planta los dos anillos están separados física-mente. Para cada anillo, un switch asume la función de ad-ministrador de redundancia. Como administrador de re-dundancia se pueden utilizar los switches actuales de las líneas de producto SCALANCE X-400, X-300, X-200 IRT y X-200. Las estaciones conectadas a los dos anillos me-diante dos adaptadores (CP) por cada CPU de controlador y servidor OS se combinan lógicamente, durante la configu-ración con NetPro, por intermedio de una conexión S7 (redundancia de 4 vías) de alta disponibilidad.

Industrial Wireless LAN (IWLAN)

SIMATIC PCS 7 ofrece la posibilidad de integrar clientes remo-tos, móviles o estacionarios, en el bus de terminales a través de un punto de acceso SCALANCE W788-1PRO o W788-2PRO.

Vía IWLAN, los clientes remotos (p. ej. PCs portátiles) se comu-nican con el punto de acceso a través del adaptador WLAN in-tegrado, mientras que los clientes remotos estacionarios alo-jados en caja de escritorio/torre utilizan el módulo Ethernet Client SCALANCE W744-1PRO o W746-1PRO.

Esto permite implementar las siguientes aplicaciones:

• Instalación de más clientes OS separados (hasta 2 en WLAN)

• Conexión de clientes a un SIMATIC PCS 7 Web Server (hasta 2 en WLAN)

• Acceso remoto a una estación de ingeniería utilizando un Remote Desktop o PC Anywhere, p. ej. durante las activida-des de la puesta en marcha.

Todos los componentes utilizados son muy resistentes, usan modernos procedimientos de autentificación y cifrado y ga-rantizan una alta fiabilidad del canal radioeléctrico.

Módulo Ethernet Client SCALANCE W

Datos técnicos Industrial Ethernet

Bus de planta/Bus de termi-nales

Industrial Ethernet

Número de estaciones 1 023 por cada segmento de red (estándar IEEE 802.3)

Número de switches hasta 50

Extensión de la red

Red local de cobre hasta aprox. 5 kmóptica hasta aprox. 150 km

WAN alcance mundial con TCP/IP

Topología línea, árbol, anillo, estrella

Industrial Ethernet, a destacar

■ Aplicación universal:– En todos los sectores– En despachos y en rudos entornos industriales

■ Rápida puesta en marcha gracias a: – Simple sistema de conexión– Conectorización in situ con el sistema de cableado

FastConnect y conectores RJ45

■ Alta compatibilidad electromagnética gracias a medios ópticos de transmisión

■ Vigilancia permanente de los componentes de red por esquema de señalización sencillo y eficaz

■ Reloj patrón a escala de planta para etiquetar con la hora y fecha exacta cada evento dentro de toda la ins-talación

■ Alta disponibilidad gracias a topologías de red redun-dantes

■ Seguridad contra fallos de la red gracias a rápida con-mutación a la línea redundante intacta

■ Alta flexibilidad gracias a la posibilidad de ampliar, sin efectos retroactivos, instalaciones existentes

■ Rendimiento escalable usando tecnología de conmutación

■ Componentes de red modernos y seguros de cara al futuro, p.ej. switches Industrial Ethernet SCALANCE X

■ Seguridad para las inversiones gracias a la compatibi-lidad de desarrollos ulteriores

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Comunicación48

Comunicación rápida y seguracon PROFIBUS para el nivel de campo

Componentes para arquitectura en anillo PROFIBUS PA

En el nivel de campo, los periféricos descentralizados, tales como estaciones de E/S remotas con sus módulos de E/S, trans-misores, actuadores, válvulas o terminales de operación, se comunican en tiempo real con los controladores a través de un potente sistema de bus. Esta comunicación se caracteriza por:

• Transmisión cíclica de datos del proceso • Transmisión acíclica de alarmas, parámetros y datos de

diagnóstico

PROFIBUS, que con un protocolo de comunicación permite rá-pidas comunicaciones con estaciones periféricas descentrali-zadas inteligentes (PROFIBUS DP), así como comunicación y, al mismo tiempo, alimentación para transmisores y actuadores (PROFIBUS PA), es perfecto para estas tareas.

Es sencillo, robusto y fiable. Puede ampliarse en línea con nue-vos componentes descentralizados y utilizarse tanto en entor-nos seguros como en atmósferas potencialmente explosivas. Los servicios de comunicación normalizados garantizan la intercambiabilidad de dispositivos dentro de una familia de perfiles y la coexistencia de dispositivos de diferentes fabri-cantes (interoperabilidad) en una línea PROFIBUS PA, así como la parametrización a distancia de los dispositivos durante el funcionamiento.

Gracias a estas propiedades, hoy en día PROFIBUS está afian-zado en todos los sectores de la industria manufacturera y de procesos, así como en las industrias híbridas; con más de 25 millones de dispositivos instalados (datos en 2008) se ha convertido en uno de los buses de campo abiertos con más éxito en el mundo.

Tecnologías de transmisión PROFIBUS

Además de las propiedades ya mencionadas, para la automa-tización de procesos son de gran importancia las siguientes funciones de PROFIBUS:

• Integración de instrumentos HART ya instalados• Redundancia• Comunicación de seguridad con PROFIsafe hasta SIL 3 se-

gún IEC 61508• Sincronización horaria• Etiquetado con fecha y hora

PROFIBUS DP permite que los controladores se comuniquen con estaciones descentralizadas de la familia ET 200 (E/S re-motas) y también con dispositivos de campo y de proceso, con CPU/CP y con terminales de operación que dispongan de una interfaz PROFIBUS DP. Con ayuda de un amplificador aislador de bus de campo (acoplador RS 485-iS) y la tecnología de transmisión RS 485-iS, PROFIBUS DP también puede utilizarse como bus de campo de seguridad intrínseca en zonas Ex (incluso en zona 1 ó 21).

PROFIBUS PA, la solución ideal para integrar actuadores neu-máticos, electroválvulas y sensores en entornos operativos con riesgo de explosión (hasta la zona 1/21 ó 0) directamente en el sistema de control de procesos, se conecta al controlador a través de PROFIBUS DP. La transición entre redes DP/PA se lleva a cabo mediante un acoplador DP/PA o mediante un DP/PA Link (variante preferente). Si se emplea el DP/PA Link, la velocidad de transferencia en PROFIBUS DP es independien-te de los segmentos PROFIBUS PA subordinados.

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

OLM OLM

Industrial Ethernet

Acoplador RS 485-iS

Grandes distancias con fibra óptica

DP/PA Link

Controlador

Separación ATEX y repetidor

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Comunicación 49

Tecnologías de transmisión PROFIBUS

PROFIBUS DP• RS 485:

Tecnología de transmisión por Cu sencilla y económica empleando cable bifilar apantallado.

• RS 485-iS:Tecnología de transmisión por Cu de seguridad intrínseca con una velocidad de 1,5 Mbits/s implementada por cable bifilar apantallado para atmósferas potencialmente explo-sivas (hasta zona 1).

• Fibra óptica:Tecnología de transmisión con fibras ópticas de vidrio o plástico para una transmisión rápida de grandes cantidades de datos en entornos con fuertes perturbaciones electro-magnéticas o para salvar grandes distancias.

PROFIBUS PA• MBP (Manchester Coded; Bus Powered):

Tecnología de transmisión que, por cable bifilar, permite canalizar simultáneamente la transmisión digital de datos y la alimentación de dispositivos de campo. Es apta para la conexión directa de dispositivos en zonas potencialmente explosivas (hasta zona 0, 1 ó 21).

Arquitecturas PROFIBUS PA para alta disponibilidad y seguridad

Arquitectura lineal con acoplador individualCada línea PROFIBUS PA se conecta con un acoplador DP/PA Ex [i] (línea PA hasta zona Ex 1/21) o FDC 157-0 (línea PA hasta zona Ex 2/22) de una transición entre redes DP/PA. Esta tran-sición entre redes puede operar con un PROFIBUS DP sencillo o redundante.

Arquitectura en línea con redundancia de acopladorEl distribuidor de campo activo AFS (Active Field Splitter) co-necta una línea PROFIBUS PA con dos acopladores DP/PA FDC 157-0 de una transición entre redes DP/PA, operativa en un PROFIBUS DP sencillo o redundante. El AFS conmuta la línea PROFIBUS PA al acoplador que está activo de los dos redundan-tes.

Topología en anilloLos distribuidores de campo activo AFD (Active Field Distribu-tors) integran dispositivos de campo PROFIBUS PA a través de 4 conexiones de cables derivados resistentes a cortocircuito en un anillo PROFIBUS PA con resistencia de cierre de bus au-tomática. El anillo PROFIBUS PA se conecta a dos acopladores DP/PA FDC 157-0 de una transmisión entre redes DP/PA, que se puede utilizar en un PROFIBUS DP simple o redundante.

Arquitecturas PROFIBUS PA

Ventajas de la topología en anillo:

• Disponibilidad máxima • Gestión de redundancia transparente para el sistema su-

perpuesto de los acopladores DP/PA inteligentes• Los finales de bus activos para terminación automática de

bus en los acopladores DP/DA y en los AFDs hacen posible lo siguiente:- Aislamiento automático y constante de subsegmentos

defectuosos en caso de cortocircuito o rotura de hilo- Modificación de la configuración en anillo y de los instru-

mentos durante el funcionamiento; añadir o retirar seg-mentos del anillo

• Aplicaciones de seguridad y tolerantes a fallos con gastos reducidos de dispositivos y en cableado

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP



DP/PA Link



Conexión directa al bus de campo

AS 414FH/ AS 417FH

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Comunicación50

PROFIBUS

1) según la especificación de instalación PROFIBUS 2.262

Conexión de equipos con GSD y EDD

Los controladores (maestro PROFIBUS) y el Process Device Manager, como SIMATIC PDM, se comunican con los dispositi-vos de campo y los componentes de periferia descentralizada (esclavos PROFIBUS) en base a una descripción exacta y com-pleta de los datos específicos de los equipos y funciones, p. ej.:

• tipo de función de aplicación• parámetros de configuración• unidades de medida• valores límite y valores predeterminados• rangos de valores

El fabricante proporciona esta descripción en la siguiente forma:

• Archivos de datos básicos de dispositivos (GSD) para el intercambio cíclico de datos entre el maestro PROFIBUS y los esclavos PROFIBUS

• Opcional: Electronic Device Description (EDD) con propie-dades estandarizadas y específicas del fabricante para la comunicación acíclica, p. ej. para configuración avanzada, puesta en marcha, diagnóstico, observación de valores medidos, gestión de activos o documentación.

Los archivos GSD y EDD específicos de los dispositivos o están ya integrados en los catálogos de las herramientas de configu-ración o pueden integrarse fácilmente importando los archi-vos al efecto. Los fabricantes publican los nuevos archivos GSD y EDD en Internet, tanto a través de su propio sitio como a tra-vés de PROFIBUS & PROFINET International: www.profibus.com

Datos técnicos PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Transmisión de datos RS 485 RS 485-iS Fibra óptica MBP

Velocidad de transferencia 9,6 kbits/s... 12 Mbits/s 9,6 kbits/s... 1.5 Mbits/s 9,6 kbits/s... 12 Mbits/s 31,25 kbits/s

Cable bifilar apantallado bifilar apantallado plástico y multimodo y modo senci-llo con fibra de vidrio

bifilar apantallado

Modo de protección EEx(ib) EEx(ia/ib)

Topología Línea, árbol Línea Anillo, estrella, línea Línea, árbol, anillo

Estaciones por segmento 32 32 1) – 32

Estaciones por red (con repe-tidores)

126 126 126 –

Longitud del cable por seg-mento según la velocidad de transferencia

1 200 m con máx. 93,75 kbit/s

1 000 m con 187,5 kbit/s400 m con 500 kbit/s200 m con 1,5 Mbit/s100 m con 12 Mbit/s

1 000 m con 187,5 kbit/s 1)

400 m con 500 kbit/s 1)

200 m con 1,5 Mbit/s 1)

máx. 80 m (plástico) 2-3 km (multimodo con fi-bra de vidrio) >15 km con 12 Mbits/s (modo sencillo con fibra de vidrio)

1 900 m: estándar1 900 m: EEx(ib)1 000 m: EEx(ia)

Repetidor para el refresco de señales en redes RS 485

máx. 9 máx. 9 1) irrelevante irrelevante

GSD

EDD

PROFIBUS DP/PA

Fabricante CFabricante BFabricante A

Maestro PROFIBUS

Parámetro de dispositivo de EDD

Parámetros de comunicación de GSD Sistema de ingeniería

con SIMATIC PDM

Datos de descripción de dispositivos suministrados por el fabricante

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Comunicación 51

Amplias posibilidades de diagnóstico con PROFIBUS

Diagnóstico de comunicación y del cable

Las herramientas de diagnóstico de diferentes fabricantes (p. ej. Amprolyzer) conectadas directamente a una red PROFIBUS vía interfaz de PC ofrecen amplias funciones para el diagnóstico y análisis del bus; entre otras:

• Registro e interpretación de telegramas• Detección automática de la velocidad de transferencia• Lista de vida de todas las estaciones de bus• Estados operativos de todas las estaciones del bus• Evaluación estadística de los eventos de bus

El repetidor de diagnóstico destinado para la conexión de seg-mentos PROFIBUS DP con tecnología RS 485 dispone también de funciones para la supervisión online de fallos de los seg-mentos conectados. Transmite al maestro PROFIBUS la causa del fallo (p. ej., interrupción del cable, cortocircuito, falta de resistencia terminadora, demasiadas estaciones o demasiado alejadas entre sí), así como informaciones detalladas sobre el lugar del fallo.

Configurados como esclavos de diagnóstico de PROFIBUS, los acopladores DP/PA del tipo FDC 157-0 suministran detalladas informaciones de diagnóstico y de estado vía PROFIBUS que permiten localizar y subsanar rápidamente los errores:

• Datos I&M (Identification & Maintenance) • Valor de intensidad y de tensión en el cable principal• Estado de redundancia• Rotura de hilo• Cortocircuito• Nivel de señal

Aquí cada uno de estos acopladores DP/PA FDC 157-0 requiere una dirección PROFIBUS propia.

Diagnóstico de los dispositivos de campo inteligentes

El mecanismo de diagnóstico normalizado del PROFIBUS per-mite detectar y eliminar rápidamente las averías de los dispo-sitivos conectados al bus.

Los avisos de diagnóstico de los dispositivos de campo se pue-den usar también para el mantenimiento preventivo, es decir, para lanzar operaciones de mantenimiento como consecuen-cia de irregularidades detectadas mucho tiempo antes de un posible fallo del equipo. En el caso de que en el equipo de campo se produzca un fallo o que sea necesario el manteni-miento, p. ej., a causa de una incrustación en un sensor de ni-

vel capacitivo, se transmite una información de diagnóstico que tiene como efecto el envío de un aviso correspondiente a la estación de operador y de mantenimiento.

En base a una EDD, proporcionada por el fabricante a través de SIMATIC PDM, pueden ser facilitadas informaciones de diag-nóstico avanzadas que proporcionan informaciones detalla-das sobre los equipos conectados a PROFIBUS (p. ej., fecha de fabricación, horas de funcionamiento o informaciones sobre el fabricante).

PROFIBUS, a destacar

■ Bus de campo sencillo y resistente

■ Menos tiempo y trabajo de planificación e ingeniería y bajos costes de puesta en marcha

■ Óptima estructura descentralizada de la instalación, necesitando poco hardware y poco espacio

■ Alta disponibilidad y seguridad en el nivel de campo

■ Mínimo gasto de cableado, interconexión, distribu-ción, alimentación y montaje en campo

■ Flexible Modular Redundancy compatible con arqui-tectura PROFIBUS

■ Rápida comunicación y gran precisión de las medicio-nes

■ Eficiente ingeniería, interoperabilidad e intercambia-bilidad de los dispositivos gracias a datos descriptivos independientes del fabricante

■ Poco tiempo requerido para la puesta en marcha, gracias a breves tests de circuitos de medición, una parametrización sencilla y la supresión de trabajos de calibración

■ La comunicación bidireccional y la gran cantidad de información disponible facilitan extensos diagnósti-cos para determinar y eliminar rápidamente los fallos

■ Gestión óptima del ciclo de vida gracias al procesa-miento y evaluación de la información de estado y diagnóstico mediante un sistema de gestón de acti-vos

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Periferia de proceso52

Periferia de procesoLa solución adecuada para cada aplicación

ET 200iSP con fuente de alimentación redundante

SIMATIC PCS 7 ofrece una gran diversidad de posibilidades de conectar los periféricos E/S y leer y emitir señales de proceso mediante sensores y actuadores:• Módulos de E/S analógicos y digitales de la serie SIMATIC

S7-400 instalados centralizadamente en el controlador• Estaciones de E/S remotas ET 200 conectadas vía

PROFIBUS DP al controlador (AS), con una amplia gama de económicos módulos/submódulos de señales y de función

• Conexión directa al controlador de terminales de operación y dispositivos inteligentes de campo/proceso descentraliza-dos (incl. sensores/actuadores) vía PROFIBUS, también re-dundantes o en atmósferas potencialmente explosivas de las zonas 0, 1, 2 ó 20, 21, 22.

En el contexto de SIMATIC PCS 7 tienen poco protagonismo los módulos de señales de SIMATIC S7-400 integrados en el con-trolador. Tan sólo son alternativa al uso de la periferia descen-tralizada, sobre todo en aplicaciones pequeñas o plantas con poco despliegue de estaciones descentralizadas.

En la práctica, la automatización en el nivel de campo está marcada, sobre todo, por soluciones de E/S descentralizadas: • Unidades remotas de E/S ET 200, en combinación con dis-

positivos de campo/proceso clásicos y dispositivos de campo HART

• Dispositivos de campo/proceso inteligentes directamente en PROFIBUS

A favor de las soluciones descentralizadas o distribuidas ha-blan, aparte de sus grandes posibilidades técnicas, las siguien-tes características:

• Modularidad y homogeneidad• Posibilidades de adaptación flexible a la estructura de la

planta• Poco trabajo de ingeniería y cableado• Bajos costes de puesta en marcha, mantenimiento y du-

rante todo el ciclo de vida útil

Periferia de proceso estándar para SIMATIC PCS 7

Para la automatización a nivel de campo se recomienda usar en SIMATIC PCS 7 las siguientes estaciones de periferia des-centralizada:

• Sistema de periferia descentralizada ET 200M• Sistema de periferia descentralizada ET 200iSP• Sistema de periferia descentralizada ET 200S• Sistema de periferia descentralizada ET 200pro• Dispositivos PROFIBUS PA según perfil PA 3.0

Otras periferias de proceso se pueden integrar en SIMATIC PCS 7 vía PROFIBUS usando bloques add-on. Algunos ejem-plos son dispositivos de sistemas de accionamiento y de pesaje como:

• Sistema de gestión de motores SIMOCODE pro• Variadores MICROMASTER 4• Sistemas de pesaje SIWAREX M/U/FTA/FTC

Módulos de terminales MTA

Con los módulos de terminales MTA (Marshalled Termination Assemblies) pueden conectarse de manera sencilla, rápida y segura dispositivos de campo, sensores y actuadores a los mó-dulos de E/S de las estaciones remotas de E/S ET 200M. Existen versiones MTA tanto para módulos estándar de E/S como para módulos de E/S redundantes y de seguridad. Utilizando las MTA se reducen notablemente los trabajos y costes de cablea-do y puesta en marcha y se evitan errores de cableado.

Modificaciones online

ET 200M ■ Agregar estaciones ET 200M■ Agregar módulos de E/S a la estación■ Modificar la parametrización de módulos de E/S■ Parametrizar dispositivos de campo HART

conectados vía SIMATIC PDM

ET 200iSP ■ Agregar estaciones ET 200iSP■ Agregar módulos a la estación■ Modificar parametrización de módulos■ Parametrizar dispositivos de campo HART co-

nectados vía SIMATIC PDM

ET 200S ■ Agregar estaciones ET 200S

ET 200pro –

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA

■ Agregar estaciones PROFIBUS DP■ Agregar DP/PA Links y dispositivos de campo■ Parametrizar dispositivos de campo con

SIMATIC PDM

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Periferia de proceso 53

Gama de empleo de la periferia de proceso SIMATIC PCS 7

ET 200 en atmósferas de gas y polvo potencialmente explosivas

El gráfico anterior representa las distintas posibilidades de conexión de la periferia descentralizada de SIMATIC PCS 7, considerando las distintas condiciones de los entornos.

Sensores/actuadores, analizadores, así como sistemas de pesaje y de dosificación

La unidad de negocio Sensors and Communication de Siemens Industry ofrece una amplia gama de instrumentos para operar asociados al sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7.

Incluyen, entre otros:

• Instrumentos para medir caudal, presión, temperatura o nivel

• Posicionadores• Analizadores de gas• Sistemas de pesaje SIWAREX

Estos instrumentos están disponibles en variantes con interfaz PROFIBUS DP/PA y para comunicaciones HART. La mayoría de ellos está ya integrada en el catálogo de instrumentos y dispo-sitivos de SIMATIC PDM (nuestro Process Device Manager).

Un resumen sobre la gama de instrumentos actual con infor-mación adicional, especificaciones técnicas y datos de pedido está disponible en la siguiente dirección de Internet. www.siemens.com/processinstrumentation

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

S7-400 ET 200S SIMOCODE pro

ET 200iSP

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA1)

1)

1)

ET 200M1)

1)2)

1) 3)

Ex e, Ex d Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

PROFIBUS

Zona 2 Zona 1 Zona 0

Class I zona 2 Class I zona 1 Class I zona 0

Zona 22 Zona 21 Zona 20

Class II zona 2 Class II zona 1 Class II zona 0POLVO

GAS

Sistema de control del proceso

Aislador galvánico de bus de campo

Atmósferas explosivas

Actuadores / sensores



DP/PA Link



1) Atmósfera de polvo: Instalación de los componentes siempre en una caja del grado de protección IP6x2) Con DC 10 A Standard Power Supply3) Cumple también FM/UL según Class I Division 2

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Periferia de proceso54

Unidades periféricas descentralizadasDispositivos recomendados para automatización de campo

Columna 2-4: DP: conectable a PROFIBUS DP, PDM: parametrizable con SIMATIC PDM, safety: con perfil PROFIsafe

DP PDM safety Descripción del dispositivo Funciones

Unidades periféricas descentralizadas

4 4 ET 200M Sistema de periferia modular (E/S remo-tas) con módulos multicanal; grado de protección IP20 ■ Velocidades de transferencia por

PROFIBUS de hasta 12 Mbits/s ■ Posibilidad de módulos de interfaz

PROFIBUS redundantes■ Instalable en la zona Ex 2, actuadores y

sensores conectados también en la zona Ex 1

Módulos periféricos en diseño S7-300 (hasta 12 por estación): ■ Módulos de E/S digitales y analógicos y digi-

tal/analógicos (versión sencilla, diagnosti-cable, redundable o Ex)

■ Módulos de función (reguladores, contadores) ■ Módulos HART (E/S analógica; también en

versión Ex)■ Módulos F para aplicaciones de seguridad:

E/S digitales F y entradas analógicas F HART

4 ET 200iSP Sistema de periferia modular (E/S remo-tas) de seguridad intrínseca con "cableado independiente"; grado de protección IP30 ■ Velocidades de transferencia por

PROFIBUS de hasta 1,5 Mbits/s ■ Posibilidad de módulos de interfaz

PROFIBUS redundantes■ Instalable directamente en zonas Ex 1,

2, 21 ó 22, sensores/actuadores conec-tados también en la zona Ex 0

Sustitución de módulos individuales du-rante el funcionamiento sin producción de chispas

Módulos electrónicos (hasta 32 por estación): ■ Entradas digitales NAMUR■ Salidas digitales con desconexión externa

de actuadores o salidas de relé ■ Entradas analógicas para termorresisten-

cia/termopar ■ Entradas analógicas HART (para transmiso-

res a 2 y 4 hilos)■ Salidas analógicas, entradas HART (función

HART opcional)

4 4 ET 200S Sistema de periferia (E/S remotas) con modularidad al bit, muy compacto, con "cableado independiente"; grado de pro-tección IP20 ■ Velocidades de transferencia por

PROFIBUS de hasta 12 Mbits/s ■ Instalable en la zona Ex 2 ó 22

Módulos electrónicos (hasta 63 por estación) y arrancadores de motor hasta 7,5 kW:■ Módulos de señal DI, DO, RO, AI y AO■ Módulo de contadores 1 COUNT■ Arrancadores de motor■ Módulos F de E/S digitales F y

arrancadores de motor F para aplicaciones de seguridad

4 4 ET 200pro Pequeño sistema de periferia modular (E/S remotas) con "cableado independien-te" mediante módulos de conexión; grado de protección IP65/66/67■ Velocidades de transferencia por

PROFIBUS de hasta 12 Mbits/s

Módulos electrónicos (hasta 16 por estación)■ Módulos de señal DI, DO, AI y AO ■ Módulos F para aplicaciones de seguridad:

Entradas digitals F y E/S digitales F

Accionamientos

4 4 Aparatos de gestión y mando de motores SIMOCODE pro

(integrable en SIMATIC PCS 7 mediante la libre-ría de bloques PCS 7)

Sistema de gestión de motores modular para motores de velocidad fija para baja tensión.■ Rango de potencia 0,1 a 700 kW■ Tensiones de hasta 690 V AC■ Intensidades en motor hasta 820 A

Funcionabilidad ampliable con módulos de ampliación

Aplicable en cualquier lugar donde hay que mover, transportar, bombear o comprimir sus-tancias sólidas, líquidas o gaseosas; por ejem-plo, para:■ Bombas y ventiladores■ Compresores■ Extrusoras y mezcladoras■ Molinos

4 4 Variadores MICROMASTER 4

(integrable en SIMATIC PCS 7 mediante la libre-ría de bloques PCS 7)

Convertidor de frecuencia estándar con alta respuesta dinámica para motores AC y mo-tores reductores de velocidad variable ■ Gama de potencia de 0,12 hasta 250 kW ■ Tensiones de 200 a 600 V

Se puede emplear universalmente y especial-mente para ■ Bombas y ventiladores■ Cintas transportadoras

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Automatización de lotes con SIMATIC BATCH 55

Automatización de lotes con SIMATIC BATCHModular, flexible, escalable y plenamente integrado en SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 ofrece siempre la solución adecuada para reali-zar procesos por lotes de modo rentable y efectiva:

• Los procesos por lotes con controles secuenciales parame-trizables se automatizan con las herramientas SFC y CFC, incluidas en el sistema de ingeniería.

• SIMATIC BATCH con funcionamiento guiado por recetas permite procesar de manera sencilla y flexible tareas com-plejas con secuencias de control cambiantes.

Arquitectura modular

SIMATIC BATCH se puede configurar como sistema monopues-to o como sistema cliente-servidor. Gracias a su estructura modular y a la posibilidad de escalado para 10, 20, 40, 100 e infinitas UNIT (instancias de unidades de proceso), puede em-plearse en plantas de cualquier tamaño.

En aplicaciones pequeñas (automatización de laboratorios, p. ej.), SIMATIC BATCH también se puede combinar con el sistema compacto SIMATIC PCS 7 BOX 416 o con el SIMATIC PCS 7 LAB basado en él. En tal caso, la capacidad de SIMATIC BATCH está limitada a 10 UNIT.

Pero lo más característico de la automatización de procesos por lotes con SIMATIC BATCH son las arquitecturas cliente-ser-vidor en las que un servidor Batch procesa un proyecto junto con varios clientes Batch. Para aumentar la disponibilidad, también se puede hacer que el servidor Batch sea redundante.

Integración en SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH está totalmente integrado en SIMATIC PCS 7. La comunicación directa con SIMATIC IT, la solución MES (Manufacturing Execution System) de Siemens, permite la conexión al nivel de gestión de la producción.

Sistema multipuesto SIMATIC PCS 7 con SIMATIC BATCH

Todos los datos de la planta se pueden configurar completa-mente desde el sistema de ingeniería. Éste entrega todos los datos necesarios para crear las recetas al servidor Batch, por lo que las recetas se pueden editar aparte del sistema de ingenie-ría. Las modificaciones de configuración hechas en el sistema de ingeniería se pueden transmitir al servidor Batch con la función de actualización.

Por regla general, el software del servidor Batch se ejecuta sobre un hardware propio (servidor Batch), independiente de los servi-dores OS. No obstante, y en función de la carga del sistema de operador, el software del servidor OS y el del servidor Batch tam-bién pueden utilizarse sobre un hardware común (servidor OS/Batch). Los clientes SIMATIC BATCH y los clientes OS pueden ejecutarse en un hardware básico separado o común.

Para la administración y la autentificación central de usuarios y para la "firma electrónica" con la que se autorizan recetas bási-cas, fórmulas y objetos de librería a través de usuarios o grupos de usuarios de Windows autorizados, SIMATIC BATCH utiliza SIMATIC Logon, integrado en el sistema de control de procesos. Los ajustes de configuración individuales de Batch Control Cen-ter y del editor de recetas se guardan como perfil personalizado de usuario al cerrar la sesión. De este modo es posible continuar trabajando en el entorno habitual aunque se inicie una nueva sesión en otro cliente cualquiera de la planta.

Comunicación con los controladores

SIMATIC BATCH se comunica con los controladores (AS) a tra-vés del sistema de operador (OS) PCS 7. En la comunicación también se pueden integrar instrucciones y diálogos para el operador. Si la aplicación es pequeña, es posible concentrar AS, OS y SIMATIC BATCH en un SIMATIC PCS 7 BOX 416.

Clientes SIMATIC BATCH y clientes OS

Controladores

Servidor Batch Servidor OS

Engineering Station

Bus de terminales

Bus de la instalación

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Automatización de lotes con SIMATIC BATCH56

Batch Control Center y Batch Planning

SIMATIC BATCH Batch Control Center

Para el manejo y la visualización de unidades de proceso y fun-ciones tecnológicas, SIMATIC BATCH ofrece gráficos de mando estándar (faceplates). Como interfaz con el nivel de automati-zación inferior, se utilizan por regla general instancias de un tipo de SFC.

Batch Control Center

Batch Control Center (BatchCC) es la "central de mando" para supervisar y controlar procesos por lotes con SIMATIC BATCH. BatchCC permite gestionar todos los datos relevantes para SIMATIC BATCH desde una interfaz gráfica de usuario. BatchCC ofrece potentes funciones para las siguientes tareas:

• Leer y actualizar los datos de instalaciones de automatiza-ción básica

• Definir derechos de usuarios para todas las funciones, para clientes o unidades de proceso de SIMATIC BATCH

• Definir los nombres y los códigos de los materiales utiliza-dos

• Administrar recetas básicas e iniciar el editor de recetas para introducir la estructura de las mismas

• Elaborar una receta básica a partir de la receta de control• Modificar, eliminar y agregar online objetos (RPH, ROP,

RUP) y elementos de estructura (bucles, transistores, etc.) de la receta (se necesitan derechos especiales y habilita-ción explícita)

• Gestionar librerías con elementos de recetas (operaciones de librería)

• Exportar e importar recetas básicas, fórmulas y objetos de librería

• Editar categorías de fórmulas y gestionar las fórmulas correspondientes (juegos de parámetros)

• Crear lotes con recetas básicas• Iniciar el procesamiento por lotes y controlar los lotes• Observar y diagnosticar el procesamiento por lotes• Modificar en línea la estrategia de ocupación y la asigna-

ción de unidades de proceso durante la ejecución del lote• Documentar y archivar recetas y datos de lotes

Planificación de lotes con SIMATIC BATCH

Batch Planning

BatchCC permite crear órdenes de producción y lotes indivi-duales. Mucha más funcionalidad de planificación ofrece el paquete opcional Batch Planning, con el que, de antemano, se pueden planear los lotes para una gran variedad de órdenes de producción.

Aparte de la planificación, el repertorio funcional incluye tam-bién la posibilidad de modificar, cancelar, borrar y validar lo-tes. Es posible crear y dividir manualmente los lotes para una orden de producción, y también existe la opción de hacerlo de manera automática en función de la cantidad de lotes o la can-tidad de producción especificadas.

Todos los lotes, incluyendo la correspondiente ocupación de unidades de proceso, pueden representarse en forma de com-binación de diagrama de Gantt y tabla. Se señalizan conflictos de tiempo o conflictos por ocupación múltiple de unidades de proceso. Los conflictos de tiempo se eliminan cambiando sim-plemente de lugar, por arrastre, los lotes correspondientes en el diagrama Gantt.

Hasta el momento de la validación, se pueden configurar y modificar las siguientes características de los lotes:

• Cantidad de material a procesar• Modo de inicio (inmediato, por intervención de operador o

controlado por tiempo)• Ocupación de unidades de proceso• Fórmula (juego de parámetros)• Orden de ejecución (encadenamiento con lotes anteriores

o posteriores)• Visualización del tiempo de ejecución planificado de un

lote

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Editor de recetas y Batch Report

Editor de recetas de SIMATIC BATCH

Editor de recetas

El editor de recetas es una cómoda herramienta para crear y modificar de forma sencilla e intuitiva recetas básicas y opera-ciones de librería. Dispone de interfaz gráfica de usuario, fun-ciones de edición para objetos individuales y agrupados y con-trol de la sintaxis estructural. La base para crear las recetas son los objetos Batch tomados de la configuración de la instala-ción Batch realizada con el sistema de ingeniería de SIMATIC PCS7 p. ej., unidades de proceso y funciones tecnológicas. El editor de recetas Batch se puede iniciar independientemente o también desde BatchCC.

El editor de recetas permite realizar las tareas siguientes:

• Crear nuevas recetas básicas y operaciones de librería• Modificar recetas básicas y operaciones de librería existen-

tes (modificaciones de estructura o parámetros)• Consultar estados de objetos de recetas y valores de pro-

ceso en condiciones de transición• Asignar puntos de planta Route Control como parámetros

de transferencia (origen, destino, vía) en fases de trans-porte para conducir productos de un lote a otras unidades de proceso

• Documentar recetas básicas y operaciones de librería• Realizar verificaciones de coherencia integrando también

verificaciones de coherencia específicas de los usuarios• Elegir posibles unidades de proceso basándose en las

propiedades de equipos (Equipment Properties)• Habilitar para tests o producción las recetas básicas y las

operaciones de librería• Configurar expresiones aritméticas con el fin de calcular

valores para parámetros de transición y de receta a partir de variables y constantes

Ejemplo de informe de lote

Batch Report

El Batch Report integrado en BatchCC sirve para crear infor-mes de recetas y de lotes. Estos pueden ser visualizados e im-presos a través del BatchCC o del visor de informes, ejecutable por separado.

Informes de loteLos informes de lotes contienen todos los datos necesarios para reproducir el proceso por lotes, documentar la calidad y cumplir las normas legales. Incluyen, entre otros:

• Datos identificativos• Datos de recetas de control• Datos efectivos de producción• Evolución temporal de las etapas• Avisos de estado, fallo y error• Intervenciones del operador • Valores de proceso

Informes de recetaLos informes de receta contienen los datos de producción, como p. ej.

• Datos del encabezado de las recetas• Topología de las recetas• La lista de materiales empleados, sustancias producidas y

parámetros• Normas de procedimiento

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Recetas jerárquicas e independientes de la unidad de proceso

Reflejo en el modelo de planta de la estructura jerárquica de las recetas

Recetas jerárquicas según ISA-88.01

En su calidad de unidad funcional, SIMATIC BATCH y SIMATIC PCS 7 cubren totalmente los modelos descritos en la norma ISA-88.01. La estructura jerárquica de recetas se refleja en el modelo de la instalación del modo siguiente:

• Procedimiento de receta para el control del proceso o de la producción en una instalación

• Procedimiento de receta parcial para el control de un paso del proceso en una unidad de proceso

• Operación de receta/función de receta para el cumpli-miento de la tarea/función de ingeniería de procesos en una instalación

Neutralidad respecto a unidades de proceso y asignación a las mismas

Si una una receta se crea sin ser dependiente de la unidad de proceso en la que se ejecutará, esto permite aplicarla de forma universal, lo que minimiza el trabajo de ingeniería y ofrece grandes ventajas para los trámites de validación. En el mo-mento de la creación de la receta basta entonces con asignar unidades de proceso a los procedimientos de subrecetas. La asignación definitiva de las unidades de proceso se produce durante el tiempo de ejecución. En el caso de lotes de larga ejecución y cuyas unidades de proceso no se desean definir y ocupar ya desde el inicio del lote, la asignación puede pospo-nerse incluso hasta el momento en que se usen realmente. El sistema reconoce y visualiza conflictos de ocupación de unida-des de proceso.

La siguiente estrategia de ocupación al asignar unidades de proceso permite una óptima adaptación a cada situación par-ticular de la planta:

• "Elección manual de la unidad de proceso" para la preselec-ción en el momento de creación de la receta

• "Unidad de proceso preferencial" para la preselección en el momento de creación de la receta

• Búsqueda de la "unidad que lleva más tiempo inactiva" para uniformizar la ocupación

• Entrega de la unidad de proceso a usar por parte de un mó-dulo externo (p. ej. Scheduler) vía "Parámetros del proceso"

Igual que la asignación de unidades de proceso, la estrategia de ocupación también se puede modificar durante la marcha del lote.

Componente del equip. técnico

Procedimientode receta

Operaciónde receta

Funciónde receta

Procedimientode subreceta

Planta

Planta

Unidad deproceso

Unidad deproceso

Componente del equipamiento

técnico

Elemento de control

individual

Elemento de control individual

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Racionalización, documentación, validación

Separación entre procedimiento y fórmula

Archivado y documentación de los datos de lote en formato XML

Los datos de lote a los que sólo tienen acceso personas o sistemas autorizados se almacenan en formato XML. El Batch Report crea normalmente un informe de lote basado en XML que puede ser visualizado e impreso vía BatchCC o el visor de informes. Además, los datos XML también pueden ser proce-sados con un sistema de informes externo.

Librería con operaciones de receta (ROP)

La gestión de las operaciones con recetas está soportada por una librería de usuario (librería ROP). Las operaciones de libre-ría con recetas se pueden incorporar como referencia en pro-cedimientos de recetas y modificarlas de modo centralizado, lo cual disminuye los costes de ingeniería y de validación. Al deshacer la referencia, la operación de receta se convierte en un elemento fijo del procedimiento de receta, con lo cual se independiza de otras modificaciones centralizadas.

Separación entre procedimiento y fórmula

La flexibilidad alcanzada mediante recetas independientes de la unidad de proceso puede aumentarse si se separan el pro-cedimiento y los juegos de parámetros (fórmulas). De esta for-ma, es posible elaborar distintas recetas básicas combinando varias fórmulas en un sólo procedimiento de receta. Esto per-mite efectuar modificaciones centralizadas en los procedi-mientos. La estructura de la fórmula se determina con la cate-goría de fórmula definida por el usuario.

Validación según 21 CFR Part 11

Aumenta sin cesar el número de plantas que deben superar trámites de validación, para demostrar el cumplimiento de es-tándares de calidad, por causa de requisitos de política de ven-tas o regulatorios. Durante el proceso de validación desempe-ñan un papel importante el sistema de control de procesos y el fabricante del mismo.

SIMATIC BATCH soporta la validación conforme a 21 CFR Part 11 especialmente por las siguentes funciones:

• Una estandarización consecuente, p. ej. con - Concepto tipo-instancia del SFC- Creación de recetas independientes de la unidad de pro-

ceso- Separación entre procedimiento y fórmula- Operaciones de recetas agrupadas en librerías

• Audit Trail (registro de modificaciones): - Documentación de modificaciones de recetas y operacio-

nes de recetas (se archiva con el objeto modificado) - Documentación de modificaciones durante la produc-

ción (en el informe de lote), incluidas las intervenciones del operador en el nivel de control individual para el lote correspondiente

• Libre asignación de versiones con ayuda del sistema, para recetas, operaciones de recetas, fórmulas y elementos de librería

• Administración de usuarios centralizada con control de acceso a través de SIMATIC Logon

• Firma electrónica para la autorización de recetas básicas, fórmulas u objetos de librería basados en SIMATIC Logon

Además, Siemens, como fabricante de sistemas de control de procesos, dispone de personal con formación especial y larga experiencia en la gestión de calidad y la validación de plantas.

Application Programming Interface (API)

Application Programming Interface SIMATIC BATCH API es una interfaz abierta para ampliaciones personalizadas. A la hora de programar aplicaciones especiales de un sector o un pro-yecto en particular, permite al usuario acceder a datos y fun-ciones de SIMATIC BATCH.

CantidadTemperaturaTiempoSalPimientaAzúcar

Fórmula 2

500 kg80 °C15 minSíNo150 g

Fórmula 1

1000 kg90 °C10 minSíNo100 g

Fórmula 3

900 kg95 °C12 minNoSí50 g

Receta básica #2 Receta básica #3Receta básica #1

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SIMATIC BATCH, a destacar

■ Arquitectura modular con escalabilidad flexible (tanto a nivel hardware como software)– Óptima adaptación al tamaño de la planta y los

requisitos individuales– Crece con la planta cuando ésta se amplía; se

reducen costes al eliminar la necesidad de prever capacidades de reserva

■ Alta disponibilidad gracias a servidor Batch redun-dante– Sin pérdida de datos de lote– Sincronización automática de los datos de lote

■ Integración homogénea de SIMATIC BATCH en la estrategia de HMI y la ingeniería de SIMATIC PCS 7 a través de la interfaz del sistema– Sin interfaces personalizadas– Ahorro de trabajos repetidos de configuración

para datos de ingeniería específicos de batch

■ Recetas independientes de la unidad de proceso– Simplificación importante de la administración de

recetas y la validación– Operación flexible y óptimo uso de la planta por

modificación en tiempo de ejecución de la estrate-gia de ocupación y la asignación de unidades de proceso

■ Recetas jerárquicas según ISA-88.01– Creación de recetas orientada a la ingeniería de

procesos– Creación fácil, rápida y minimizando los errores

■ Exportación e importación de recetas básicas, fórmu-las y objetos de librería

■ Almacenamiento, archivado y amplia protocolización de los datos de lotes en formato XML– Producción transparente y reconstruible– Guía segura del operador, reacciones seguras a

fallos del proceso

■ Reducción de la inversión en ingeniería y validación gracias a:– Concepto tipo-instancia del SFC– Separación entre procedimiento y fórmula– Librería ROP y configuración no ligada a una deter-

minada unidad de proceso– Múltiples usos, adaptabilidad centralizada

■ Soporte de trámites de validación según 21 CFR Part 11 gracias a:– Audit Trail (registro de modificaciones)– Gestión de versiones con asistencia del sistema – Librerías de operaciones de recetas y fórmulas – Administración de usuarios con protección de

acceso y firma electrónica

■ Conexión directa al sistema MES SIMATIC IT a través de interfaces de sistema internas

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Control de rutas con SIMATIC Route Control 61

Control de rutas con SIMATIC Route ControlSIMATIC PCS 7 racionaliza los transportes de material

SIMATIC Route Control (RC) amplía el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 con un sistema universal para confi-gurar, controlar, supervisar y diagnosticar transportes de materiales a través de redes de tuberías.

Con SIMATIC Route Control, SIMATIC PCS 7 no sólo puede au-tomatizar los procesos productivos y sus almacenes y depósi-tos correspondientes, sino también los transportes de mate-riales vinculados.

SIMATIC Route Control domina tanto rutas de transporte sim-ples como redes de transportes complejas. SIMATIC Route Control está predestinado especialmente para plantas con un gran número de tuberías ramificadas y extensos parques de depósitos, tales como los que se dan, sobre todo, en la indus-tria química, petroquímica y alimentaria.

El ámbito de aplicación de SIMATIC Route Control abarca des-de pequeñas instalaciones con itinerarios sencillos y/o estáti-cos hasta instalaciones de rendimiento medio o alto, provistas de una vasta red de rutas y/o tuberías.

SIMATIC Route Control es especialmente recomendable en las siguientes condiciones:

• Remodelaciones y ampliaciones frecuentes de la red de rutas incl. actuadores y sensores

• Rutas de transporte con gran flexibilidad, caracterizadas por:- Materiales que cambian continuamente- Preselección dinámica del origen y destino del material

(incl. la inversión de sentido en rutas bidireccionales)• Muchos transportes simultáneos de materiales• Proyectos de plantas que también usan SIMATIC BATCH

Sistema multipuesto SIMATIC PCS 7 con SIMATIC Route Control

Arquitectura modular

SIMATIC Route Control comprende los siguientes módulos de software:

• Route Control Engineering (componente del sistema de in-geniería SIMATIC PCS 7)

• Route Control Server • Route Control Center (RCC)

Debido a la modularidad y la escalabilidad a 3 niveles, para hasta 300 transportes de materiales simultánaeos, SIMATIC Route Control se puede adaptar flexiblemente a los distintos tamaños y arquitecturas de planta (sistemas monopuesto y multipuesto).

Integración en SIMATIC PCS 7

El software Route Control Engineering, compuesto de herra-mienta de ingeniería, Asistente y la librería de bloques, está concentrado, junto a las demás herramientas de ingeniería, en el sistema de ingeniería central de SIMATIC PCS 7.

En plantas pequeñas, SIMATIC Route Control puede instalarse solo o asociado al software de OS en un sistema monopuesto (Single Station), un SIMATIC PCS 7 BOX 416 o un SIMATIC PCS 7 LAB. Sin embargo, la automatización de transportes de mate-riales con SIMATIC Route Control se aplica generalmente en sis-temas multipuesto distribuidos con arquitectura cliente-servi-dor, ampliables con un máximo de 32 clientes por servidor.

Clientes SIMATIC Route Control y clientes OS

Controladores

Servidor Route Control

Servidor OS

Engineering Station

Bus de terminales

Bus de la instalación

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Control de rutas con SIMATIC Route Control62

SIMATIC Route Control Engineering

SIMATIC PCS 7 soporta sistemas multipuesto con hasta 12 ser-vidores/parejas de servidores. En sistemas multipuesto con pequeña capacidad funcional, Route Control Server, Batch Server y OS Server son ejecutables en el hardware básico común. No obstante, se alcanza una mayor disponibilidad y un mejor rendimiento instalando los subsistemas en servido-res independientes o parejas de servidores redundantes.

El equivalente al Route Control Client es el Route Control Cen-ter (RCC). Puede instalarse en un OS Client, un Batch Client o en un hardware de cliente separado.

SIMATIC Route Control puede trabajar en combinación con los siguientes controladores del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7:

En el sinóptico de proceso del sistema de operador SIMATIC PCS 7, cada bloque encaminador está representado por un icono de bloque RC y un faceplate RC. Los puntos de planta (sinónimos: nodos, ubicaciones) pueden seleccionarse me-diante listas desplegables (cuadros de lista desplegables). Los puntos de planta de las subrutas y rutas completas son parámetros para solicitar un transporte de material (origen, destino, puntos intermedios/vía), que marcan el principio y el final de cada ruta parcial y con ello el origen y el destino de cada transporte de material.

Para el control de acceso y la administración de los derechos de usuario escalonados para el personal de ingeniería, manejo y mantenimiento, SIMATIC Route Control utiliza el SIMATIC Logon, integrado en el sistema de control de procesos.

Ingeniería de Route Control

Durante la configuración del proyecto SIMATIC PCS 7, la confi-guración de Route Control complementa la configuración básica utilizando bloques de la librería estándar de SIMATIC PCS 7. Esto permite ampliar fácilmente con SIMATIC Route Control incluso sistemas SIMATIC PCS 7 ya existentes.

Los objetos tecnológicos relevantes para controlar el transpor-te de material (elementos RC) se adaptan en el editor CFC me-diante bloques de interfaz uniformes procedentes de la libre-ría de Route Control. Algunos elementos RC:

• Elementos de control (actuadores)• Elementos sensores (sensores)• Elementos de parámetros (consignas) • Elementos de unión (información de material referidas a

subrutas)

Configuración con la herramienta de ingeniería Route Control

Los puntos de planta de subrutas y rutas se configuran en el Administrador SIMATIC como "Propiedades de equipo de unida-des de proceso" y se integran en el proyecto RC junto con los datos básicos relevantes para RC del proyecto SIMATIC PCS 7.

Librería Route ControlLa librería Route Control contiene bloques para configurar RC, para configurar rutas de transporte y bloques de interfaz para los elementos RC. Esta librería se ofrece en el catálogo del edi-tor CFC.

Asistente de Route ControlEl asistente de Route Control constituye la interfaz entre la configuración básica de SIMATIC PCS 7 complementada con bloques de interfaz RC, y la configuración de RC propiamente dicha en la herramienta de ingeniería RC. Este asistente, que se puede abrir desde el menú del Administrador SIMATIC, in-tegra en la ingeniería de Route Control los datos de configura-ción del proyecto SIMATIC PCS 7 específicos de RC. Durante esta rutina realiza comprobaciones de coherencia, define las conexiones de comunicación OS-controlador y controlador-controlador (NetPro y CFC) y configura los avisos del servidor RC.

Controladores SIMATIC PCS 7

Cantidad máx. de transportes de mate-rial simultáneos

AS 416-3 hasta 30

WinAC Slot 416 de SIMATIC PCS 7 BOX 416 y SIMATIC PCS 7 LAB

hasta 30

AS 417-4 y AS 417H hasta 300

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Control de rutas con SIMATIC Route Control 63

Herramienta de ingeniería de Route Control

Una vez integrados en un proyecto de RC los datos básicos al efecto contenidos en un proyecto PCS 7, los objetos especí-ficos de RC se configuran con la herramienta de ingeniería de Route Control:

• Subrutas: Dividiendo las rutas de transporte en tramos (su-brutas) se aumenta la flexibilidad y se minimiza el trabajo de configuración (pueden reusarse en diversos puntos). Parámetros relevantes de subrutas: "bidireccional" y "priori-dad" (al buscar la ruta óptima, la menor suma de priorida-des de las subrutas define el trayecto total)

• Interconexiones: Mediante la inserción en una subruta, los elementos RC adquieren, según su tipo, propiedades adi-cionales (p. ej. en la posición básica "cerrar válvula") que se pueden editar mediante cuadros de diálogo de configura-ción.

• Catálogos de funciones: Las subrutas se pueden asignar, siguiendo aspectos tecnológicos y específicos de producto, a determinados catálogos de funciones, como p. ej. "Lim-pieza" o "Transporte de producto", lo que permite limitar la cantidad de resultados de la búsqueda de rutas según el tipo de transporte de material.

• Etapas de función/Funciones secuenciales: Los catálogos de funciones contienen hasta 32 funciones secuenciales tecnológicas configurables que determinan la secuencia del transporte de material mediante los elementos RC in-sertados en las subrutas (p. ej., la configuración básica de los elementos de control, abrir válvulas de transporte, abrir la válvula de origen o conectar la bomba).

La configuración de las subrutas y la asignación de los ele-mentos RC a las mismas se lleva a cabo en una matriz de la he-rramienta de ingeniería de Route Control. Con ayuda de ele-mentos genéricos, pueden integrarse en el proyecto RC obje-tos o bloques creados específicamente para el usuario, que se podrán manipular como cualquier elemento RC.

Algunas funciones de configuración especiales facilitan los trabajos rutinarios y recurrentes y amplían la gama de posibi-lidades para controlar los transportes de materiales, p. ej.:

• Exportar los datos de configuración, en forma de archivos CSV, a Microsoft Excel; copiarlos y editarlos allí y luego vol-ver a importarlos a Route Control

• Control de la utilización conjunta de subrutas mediante identificadores de función configurables

• Comprobación de la compatibilidad entre materiales y blo-queo de subrutas en caso de secuencias de materiales in-compatibles en base a los identificadores del material me-morizadas en el elemento de unión de la subruta

• Aplicación en el bloque encaminador de las consignas procedentes del proceso en tiempo de ejecución (p. ej., la cantidad pesada)

Route Control Center (RCC)

Route Control Center (RCC)

El RCC se puede abrir desde el faceplate del bloque encamina-dor o con el teclado de la estación de operador. Muestra todos los datos relevantes de la ruta y las informaciones de los erro-res durante un transporte de material en varias vistas coordi-nadas entre sí. Las características funcionales esenciales son:

• Vista general de todos los elementos RC y detalles de la so-licitud de transporte

• Selección del modo manual/automático• Manejo del transporte de material seleccionado en modo

manual: - Solicitar, iniciar, parar, seguir y terminar el transporte de

materiales - Ajustar/modificar los parámetros de la solicitud (puntos

de planta, origen, destino, puntos intermedios)- Ajustar/modificar las características generales (catálogo

de funciones, identificador de funciones y de material e "ignorar errores")

- Activar/desactivar acciones secuenciales• Diagnóstico de errores en la solicitud de transportes de ma-

teriales causados por elementos RC bloqueados, subrutas bloqueadas, activaciones incoherentes o material subsi-guiente no permitido

• Diagnóstico de transportes en curso:- Visualización mediante colores o texto del estado de la

ruta de transporte en la vista de rutas del RCC- Análisis detallados de los avisos de los elementos RC

• Funciones de servidor: Seleccionar el servidor RC, ver el es-tado del servidor RC, actualizar la vista

• Indicación del operador registrado• Definición de parámetros de ruta (origen, destino, mate-

rial, identificador de funciones, etc.); guardar con un nom-bre esas definiciones y cargarlas

• Alternancia entre "controlador en mantenimiento" y "con-trolador en servicio"

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Control de rutas con SIMATIC Route Control64

Route Control Server

Una vez configurada la red de rutas y comprobadas las varian-tes del transporte de materiales, los datos de configuración de Route Control se transfieren al servidor de Route Control, don-de pueden activarse mediante el Route Control Center en el momento adecuado desde un punto de vista de técnica de proceso. Tras ello se tendrán en cuenta los datos nuevos a la hora de realizar búsquedas de rutas.

El servidor de Route Control (RC Server) suministra los datos ne-cesarios a los clientes de Route Control (Route Control Center) y transmite sus operaciones a los sistemas de automatización.

Cuando se requiera un transporte de material, se solicitará una ruta por medio del controlador o al operador del Route Control Center (RCC). Para ello, además de indicar el origen, el destino y un máximo de 10 puntos de planta opcionales (pun-tos intermedios), debe crearse una señal de marcha en el blo-

que de control de ruta del controlador. A continuación, el ser-vidor RC iniciará la búsqueda de rutas y, si es posible, generará una ruta de transporte completa ensamblando las subrutas definidas estáticamente. A partir de ese momento, Route Con-trol asume el control y la vigilancia de todos los elementos RC implicados en la ruta de transporte. El control de la instalación se limitará a poner en marcha las distintas funciones tecnoló-gicas. En caso de error, se envía al operador información de diagnóstico detallada acerca de la causa del error, es decir, la razón por la que la búsqueda de rutas no ha dado resultado.

Para fines de mantenimiento un controlador se puede poner selectivamente "en mantenimiento" (out of service). En este caso, los transportes de material que se efectúan por medio de este controlador se continuarán hasta el final, pero no se au-torizarán otros nuevos.

SIMATIC Route Control, a destacar

■ Arquitectura flexible y modular con componentes de hardware y software para sistemas monopuesto y multipuesto– Óptima adaptación al tamaño de la planta y los

requisitos individuales– Crece con la planta cuando ésta se amplía; se

reducen costes al eliminar la necesidad de prever capacidades de reserva

■ Alta disponibilidad gracias a servidor Route Control redundante

■ Integración homogénea en la estrategia de HMI de SIMATIC PCS7 y la ingeniería – Sin interfaces personalizadas– No hace falta repetir labores de configuración – Integración a posteriori en proyectos ya existentes

■ Combinable con SIMATIC BATCH

■ Transparencia de la planta– Reflejo idéntico de la red de rutas de la planta

mediante subrutas– Asignación sencilla de elementos RC a subrutas

con los esquemas de la planta

■ Reacción rápida ante cambios en la planta (p. ej. vál-vulas adicionales) durante la configuración, la puesta en marcha o el tiempo de ejecución

■ Ocupación exclusiva de los elementos RC y subrutas que participan en el transporte de material

■ Reducción del trabajo de configuración y de los tiem-pos de puesta en marcha – División en subrutas reusables repetidas veces en

un proyecto – Exportación de datos de configuración a Microsoft

Excel y reimportación desde Excel de los datos edi-tados

– Facilita tareas complejas recurrentes mediante el asistente RC

– Encapsulamiento de la funcionalidad visto desde el programa de aplicación, se controla como un todo

■ Transportes de material que aprovechan subrutas comunes (varios orígenes y/o destinos con la posibi-lidad de conmutación suave)

■ Consideración de compatibilidades entre materiales para evitar mezclas o secuelas no deseadas

■ Cálculo automático de volúmenes que quedan en la tuberías

■ Registro de informes de rutas con funciones de filtro; salida por impresora y pantalla

■ Test offline durante la configuración para la verifica-ción de integridad y para detectar incoherencias y combinaciones indeseadas

■ Diagnóstico detallado de los errores de solicitudes de transporte de materiales y de transportes de materia-les en curso

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Safety Integrated for Process Automation 65

Safety Integrated for Process AutomationAmplia oferta de productos y servicios para la seguridad de los procesos

En muchas ocasiones, la industria de procesos requiere complejas operaciones de producción durante las que se producen o procesan materiales o compuestos nocivos para la salud o explosivos. Un fallo o error en estos casos podría tener consecuencias fatales.

Por ello, el objetivo de la tecnología de seguridad de Siemens es minimizar los peligros potenciales para las personas, las ins-talaciones y el medio ambiente sin comprometer con ello el proceso de producción. Esto requiere un sistema de seguridad fiable (Safety Instrumented System, SIS) capaz de dejar auto-máticamente la planta en un estado seguro cuando se produ-ce una situación crítica, de seguir trabajando de forma segura en determinadas condiciones y de limitar los efectos negati-vos que puedan derivarse de un fallo de la seguridad.

Safety Integrated for Process Automation, basado en el siste-ma de seguridad de Siemens, pone a disposición de la indus-tria de procesos una amplia oferta de productos y servicios para aplicaciones de seguridad positiva (failsafe) y tolerantes a fallos. Ofrece toda la gama de funciones de seguridad, desde la instrumentación para la captación y conversión de señales segura hasta los actuadores, como p. ej. posicionadores, vál-vulas y bombas, pasando por controladores de seguridad y tolerante a fallos.

La mejor manera de aprovechar al máximo el enorme poten-cial de Safety Integrated for Process Automation es en combi-nación con SIMATIC PCS 7. Gracias a la modularidad y flexibi-lidad de los productos de seguridad, esta combinación ofrece una gran cantidad de variantes. No sólo puede definirse indi-vidualmente el grado de integración del sistema de seguridad en el sistema de control de procesos, sino también el grado de redundancia de los controladores, el bus de campo y la perife-ria de proceso (Flexible Modular Redundancy). Gracias a la re-ducción de las necesidades de espacio, del volumen de hard-ware y cableado y de los costes de montaje, instalación e in-geniería, la integración completa (común) del sistema de se-guridad en SIMATIC PCS 7 ofrece la mejor opción desde el punto de vista de los costes, si se considera el ciclo de vida completo de una instalación.

Tanto la tecnología de seguridad como las aplicaciones de se-guridad basadas en ella se distinguen por un alto grado de efi-ciencia y son homologables a estándar nacionales e interna-cionales, como p. ej.:

• IEC 61508 (hasta SIL 3): norma básica para especificacio-nes, diseño y operación de sistemas de seguridad

• IEC 61511: norma específica de las aplicaciones para la in-dustria de procesos

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Safety Integrated for Process Automation66

Safety Integrated for Process Automation con SIMATIC PCS 7

Safety Integrated for Process Automation: gama de productos para SIMATIC PCS 7

Controladores AS 412F/FH AS 414F/FHAS 417F/FH

Controladores de seguridad, tolerantes a fallos, en configuración no redundante y redundante (hasta SIL 3) para las gamas baja, media y superior

Ingeniería Configuración de las funciones de seguridad usando Continuous Function Chart (CFC) o SIMATIC Safety Matrix (matriz de causas y efectos) y bloques de función con certificado TÜV (hasta SIL 3).

SIMATIC ET 200 ET 200MPeriferia modular para aplicaciones multicanal con módulos digitales de entrada y salida y módulos analógicos de entrada (hasta SIL 3)

ET 200SPeriferia con modularidad al bit con módulos digitales de E/S, así como arrancadores de motor de seguridad (hasta SIL 3)

PROFIBUS con PROFIsafe Para una comunicación estándar y de seguridad por un único cable de bus, certificado de acuerdo con IEC 61508 (SIL 3)

Instrumentos ydispositivos de proceso

Dispositivos/instrumentos de proceso seguros en PROFIBUS PA:Transmisores de presión SITRANS P DS III (SIL 2) para PROFIBUS PA con PROFIsafe (proven in use SIL 2)

Dispositivos/instrumentos de proceso de seguridad para la conexión a E/S remotas ET 200M: Pointek CLS 200/300 analógico (SIL 2), Pointek ULS 200 (SIL 1), SITRANS P DS III analógico/HART (SIL 2), SITRANS TW Series (SIL 1), SIPART PS2, 2/4 hilos (SIL 2)

Aplicaciones

- Partial Stroke Test (prueba de carrera parcial)

- Librerías de quemadores

Faceplates y bloques de función preprogramados para la prueba de válvula en línea para el diagnóstico preventivo de válvulas sin afectar a la producción

Librerías de bloques de función con certificado TÜV para sistemas de gestión de quemadores

S

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Variantes de configuración para sistemas de seguridad SIMATIC PCS 7

En general, en todos los niveles de arquitectura de un sistema SIMATIC PCS 7 basado en Safety Integrated for Process Auto-mation se diferencian dos variantes de configuración:

• Configuración monocanal, no redundante• Configuración redundante, de alta disponibilidad y tole-

rante a fallos

Estas dos variantes de configuración son muy variables y dis-ponen de un amplio margen de posibilidades para satisfacer las más diversas exigencias específicas de cada cliente. En los distintos niveles de arquitectura (controlador, bus de campo, E/S remotas) existen, dependiendo de la periferia de proceso que se utilice, las alternativas de configuración que se mues-tran en la imagen.

Según esto, las funciones estándar (Basic Process Control) y de seguridad no sólo pueden combinarse flexiblemente en el área de la periferia E/S. Ya a nivel del controlador es posible combinarlas en un sistema o separarlas, según las preferen-cias. A ello se suman las múltiples posibilidades derivadas de la aplicación de Flexible Modular Redundancy.

Controladores de seguridad

Los controladores de seguridad SIMATIC PCS 7 están disponi-bles en dos variantes:

• Single Station AS 412F/AS 414F/AS 417F con una sola CPU, de seguridad

• Redundancy Station AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH con dos CPUs redundantes, de seguridad y tolerante a fallos

Todos estos sistemas tienen capacidad multitarea, es decir, en una CPU se pueden ejecutar simultáneamente varios progra-mas, que pueden ser tanto aplicaciones Basic Process Control como aplicaciones de seguridad. En combinación con los mó-dulos de señales de seguridad de los sistemas de periferia des-centralizada ET 200M/S o directamente a través del bus de campo, los transmisores de seguridad conectados detectan fa-llos en el proceso y fallos propios internos y, en tal caso, trans-fieren la instalación automáticamente a un estado seguro. Los programas de seguridad que se ejecutan en los distintos con-troladores de una planta también tienen la posibilidad de es-tablecer una comunicación de seguridad entre sí a través del bus Industrial Ethernet.

ET 200MET 200M

ET 200M

ET 200M

ET 200MET 200M

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200S

ET 200S

ET 200M

AS 412F/AS 414F/AS 417F

AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH

AS 412FH/AS 414FH/AS 417FH

PROFIBUS DP

Módulos F Módulos F



Módulos estándar y F Módulos estándar y F

Redundancia modular flexible a nivel de módulos o de aparatos



Módulos estándar

Módulos estándar

Redundancia de módulos o vía varias estaciones separadas

DP/PA Link

DP/PA Linkcon acopladores DP/PA redundantes

DP/PA Linkcon acopladores DP/PA redundantesDP/PA Link

Y-Link

Periferia descentralizada y conexión directa al bus de campo

Conexión directa al bus de campoPeriferia descentralizada

Configuración redundante, de alta disponibilidad y tolerante a fallos

Configuración monocanal no redundante

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Flexible Modular Redundancy (FMR)

Flexible Modular Redundancy en un ejemplo de configuración de instala-ción de seguridad tolerante a fallos

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 arqui-tectura de controlador, bus de campo y periferia de E/S y coor-dinarlo con la instrumentación de campo. De este modo se pueden crear arquitecturas tolerantes a fallos adaptadas exac-tamente a determinadas tareas, capaces de tolerar varios fa-llos 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.

Como muestra el ejemplo de una instalación con periferia des-centralizadade E/S ET 200M, la suma de las tareas puede dar como resultado una mezcla de diversos grados de redundan-cia dentro de un mismo nivel de arquitectura (1oo1, 1oo2, 2oo3).

Arquitectura de seguridad tolerante a fallos basada en una estructura de anillo PROFIBUS PA

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 direc-ta 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, aplicacio-nes económicas de seguridad y tolerantes a fallos con bajos costes de dispositivos y cable.

1oo1 LS

2oo3 PT

Triple Simple

1oo2 Caudal

Doble

Controlador S7-400FH

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

Controlador S7-400FH


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Herramientas de ingeniería para funciones de seguridad

Ingeniería de aplicaciones de seguridad con CFC

Para la configuración y programación de los controladores de seguridad AS 412F/FH, AS 414F/FH y AS 417F/FH, se dispone de la librería de bloques F en S7 F Systems y de la SIMATIC Safety Matrix.

S7 F Systems con librería de bloques F

La herramienta de ingeniería S7 F Systems permite parametri-zar los controladores AS 412F/FH, AS 414F/FH y AS 417F/FH, así como los módulos F de seguridad de la gama ET 200M/S. Soporta la configuración mediante funciones para:

• Comparación de programas F de seguridad• Detección de modificaciones en programas F a través de

suma de verificación• Separación de las funciones de seguridad y las funciones

estándar

El acceso a las funciones F se puede proteger por contraseña. La librería de bloques F, integrada en S7 F Systems, contiene bloques de función preprogramados para crear aplicaciones de seguridad usando CFC o Safety Matrix basada en él. Los bloques F certificados son muy robustos y detectan errores tales como la división por cero o el rebose de valores. Ahorran la labor de la programación diversitaria para la detección de errores y para la reacción a los mismos.

Safety Matrix: Asignación de reacciones exactamente definidas (efectos) a cada evento surgido (causas).

SIMATIC Safety Matrix

SIMATIC Safety Matrix, que puede utilizarse como comple-mento de CFC, es una innovadora herramienta de ciclo de vida de seguridad de Siemens que se puede emplear tanto para la cómoda configuración de aplicaciones de seguridad como para su funcionamiento y servicio. Basada en el probado prin-cipio de la matriz de causas y efectos (Cause&Effect-Matrix), es la herramienta ideal para procesos con estados definidos que requieren unas determinas reacciones de seguridad.

Con la Safety Matrix, la programación de la lógica de seguri-dad no sólo es más sencilla y confortable, sino también mu-cho más rápida que con los métodos convencionales.

Durante el análisis del riesgo de la planta, el usuario podrá asignar a los eventos surgidos durante el proceso (causas) una reacción exactamente definida (efectos). En las líneas hori-zontales de la matriz, comparable con una hoja de cálculo, in-troduce primero los posibles eventos del proceso (entradas) y configura su clase y cantidad, los enlaces lógicos, los eventua-les retardos y bloqueos y los fallos que, dado el caso, sean to-lerables. A continuación, define en las columnas verticales las reacciones (salidas) ante un evento determinado.

La vinculación entre eventos y reacciones se consigue hacien-do clic en la celda, en concreto, en el punto de intersección en-tre el renglón y la columna. A partir de estas especificaciones, Safety Matrix genera automáticamente complejos programas CFC de seguridad. Al no ser necesario que el configurador dis-ponga de conocimientos de programación especiales, éste po-drá concentrarse totalmente en los requerimientos de seguri-dad de su planta.

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PROFIsafe,módulos periféricos de seguridad

PROFIBUS con PROFIsafe

Para la comunicación entre la CPU del controlador y la perife-ria de proceso de seguridad, se utiliza el PROFIBUS estándar en combinación con el perfil PROFIsafe. Esta solución soporta el funcionamiento de componentes estándares y de seguridad por el mismo bus. Así, se elimina la necesidad de un bus de se-guridad separado, que es muy caro.

El perfil PROFIsafe está implementado en los equipos/sistemas en calidad de capa de software adicional, y no modifica los mecanismos de comunicación del PROFIBUS estándar. Con PROFIsafe los telegramas se amplían con información adicio-nal a partir de la cual los nodos PROFIsafe pueden reconocer y corregir errores de transferencia como retardos, secuencias erróneas, repeticiones, pérdidas, direccionamientos erróneos o falsificaciones de datos.

Módulos F de seguridad

Las funciones de seguridad de los controladores F/FH están perfectamente ajustadas a los módulos periféricos de seguri-dad de ET 200M y ET 200S. Los módulos/submódulos de seña-les F de ET 200M/S (DI/DO/AI) configurados de forma redun-dante son capaces de diagnosticar tanto fallos internos como externos. Realizan autocomprobaciones para detectar, p. ej., un cortocircuito o una rotura de hilo y vigilan de forma autó-noma el tiempo de discrepancia preestablecido mediante pa-rámetros.

Los módulos de entrada respaldan, en función de la versión, la evaluación 1oo1 y 2oo2 en el módulo. La CPU lleva a cabo otras evaluaciones, p. ej., la evaluación 2oo3 para entradas analógicas. En caso de defecto en una salida, los módulos de salida digitales permiten la desconexión segura a través de un segundo circuito de desconexión.

Módulos de señales F para ET 200M

Módulo de E digita-les SM 326 F

Módulo de E digita-les SM 326 F NAMUR [EEx ib]

Módulo de S digita-les SM 326 F

Módulo de S digi-tales SM 326 F

Módulo de E analó-gicas SM 336 F HART

Número de entradas/sali-das hasta

24 (1 canal con sensores SIL 2)

12 (2 canales con sensores SIL 3)

8 (1 canal)4 (2 canales)

10, con aislamiento galvánico en grupos de 5

De tipo P/P

8, con aislamiento galvánico en grupos de 4

De tipo P/M

6 (1 canal)3 (2 canales)

15 bits + signo

conexión a 2 ó 4 hilos

Nivel de seguridad máx. alcanzable según IEC 61508/EN 954-1

1 canal/1oo1: SIL 22 canales/2oo2: SIL 3

1 canal/1oo1: SIL 22 canales/1oo2: SIL 3

SIL 3 SIL 3 SIL 3(1 canal/1oo1 y 2 canales/1oo2)

Tensión de entrada o salida 24 V DC NAMUR 24 V DC 24 V DC –

Intensidad de entrada o sa-lida

– – 2 A por canal con señal "1"

2 A por canal con señal "1"

4 ... 20 mA ó 0 ... 20 mA

Alimentación de sensores resistente a cortocircuitos

4 para cada 6 canales, con aislamiento gal-vánico en grupos de 2

8 para cada canal, con aislamiento gal-vánico entre sí

– – 6 para cada canal

Redundancia granular por canales granular por canales granular por canales – granular por canales

Diagnóstico por módulo y canal

4 4 4 4 4

Dimensiones 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 80 x 125 x 120 40 x 125 x 120

ET 200S: módulos de potencia PM-E para módulos electrónicos

Tensión de alimentación 24 V DC / 10 A 24 … 48 V DC; 24 … 230 V AC; con fusible

Campo de aplicaciones todos los tipos de módulos electrónicos, también de seguridad (4/8 F-DI, 4 F-DO); limitaciones debidas al rango de tensiones

Diagnóstico Tensión de carga Tensión de carga y fusible

Módulos electrónicos de seguridad ET 200S (módulos F)

Tipos de módulos Módulo de E digitales 4/8 F-DI Módulo de S digitales 4 F-DO

Número de E/S 4 (2 canales/1oo2 con sensores SIL 3)8 (1 canal/1oo1 con sensores SIL 2)

4 a 24 V DC/2 A, tipo P/M, hasta SIL 3P/M: para cargas con potencial flotante (masa y tierra sep.)

Tensión de entrada o salida 24 V DC

Diagnóstico módulos y canales 4 4

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Arrancadores de motor de seguridad F para ET 200S

• Módulo de potencia PM-D F PROFIsafe para arrancadores de motor Failsafe

• Arrancador de motor de seguridad hasta 7,5 kW, ampliable con módulo BrakeControl- Arrancador directo F-DS1e-x- Arrancador inversor F-RS1e-x

Como resultado de una señal de corte se pueden desconectar de manera selectiva arrancadores de motor de seguridad ET 200S a través del módulo de potencia conectado aguas arriba PM-D F PROFIsafe. Los arrancadores de motor de segu-ridad tienen, además de una combinación interruptor auto-mático/contactores, un circuito electrónico de evaluación se-gura para detectar defectos. Si en caso de una parada de emergencia falla el contactor de corte, la electrónica de eva-luación detecta el fallo y abre de forma positiva el interruptor automático incluido en el arrancador de motor.

Dispositivos PROFIBUS PA para desconexiones de emergencia

• SITRANS P DS III PROFIsafe

El transmisor de presión digital SITRANS P DSIII es el primer dispositivo PROFIBUS PA adecuado para desconexiones de se-guridad SIL 2 de acuerdo con IEC 61508/IEC 61511-1 presente en el mercado. Para ello, Siemens ha ampliado con un driver PROFIsafe su instrumento de medición estándar de presión relativa, absoluta y diferencial.

En una aplicación de seguridad, este transmisor de presión se puede interconectar vía PROFIBUS PA a AS 412F/FH, AS 414F/FH o AS 417F/FH. A fin de lograr una desconexión segura, se puede utilizar la entrada digital del posicionador electroneumático para PROFIBUS PA SIPART PS2 PA.

En caso de configuración diversitaria redundante, también se pueden realizar circuitos de medición hasta el nivel de seguri-dad SIL 3.

Seguridad en procesos, a destacar

■ Safety Integrated for Process Automation: la completa oferta de productos y servicios para aplicaciones de seguridad, tolerantes a fallos y de alta disponibilidad para la industria de procesos – Creación, manejo y mantenimiento sencillos de

aplicaciones de seguridad – Preparado para las innovaciones gracias a su flexi-

bilidad ante los cambios– Fiable en la eliminación de peligros y riesgos

■ Integración homogénea de las funciones de seguridad en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 – Procesamiento de funciones de Basic Process Con-

trol y funciones de seguridad en un solo controla-dor: Nivel de seguridad SIL 3, AK 6 posible con una sola CPU

– Comunicación estándar y de seguridad entre el controlador y la periferia E/S mediante un bus de campo PROFIBUS común con PROFIsafe, sin bus de seguridad independiente

– Operación mixta de módulos estándar y de seguri-dad (línea F) en estaciones ET 200M/S

– Gestión de datos homogénea para Basic Process Control y automatización de seguridad, con visua-lización de procesos y diagnóstico, sin necesidad de una compleja manipulación de datos

■ Integración de la aplicación de seguridad en la cómoda visualización de proceso en la estación de operador SIMATIC PCS7

■ La configuración de las funciones de seguridad forma parte de la configuración completa del sistema con el sistema de ingeniería PCS 7 – S7 F Systems, CFC y SIMATIC Safety Matrix forman

parte integrante del Engineering Toolset – Configuración de las funciones de Basic Process

Control y de seguridad con una única herramienta de ingeniería: CFC

– Safety Matrix permite crear funciones de seguridad sin necesidad de conocimientos específicos de pro-gramación, de manera aún más rápida, fácil y cómoda que con CFC

■ Registro automático de los avisos de fallos relaciona-dos con la seguridad en la visualización del proceso, con idéntica información de fecha/hora

■ Diagnóstico y mantenimiento homogéneo desde el sensor/actuador, pasando por el controlador, hasta el sistema de operador

■ Integración de las funciones de seguridad en el diag-nóstico y mantenimiento mediante PCS 7 Asset Mana-gement

■ Minimización de costes durante todo el ciclo de vida– Reducción de los costes de hardware, montaje,

cableado, instalación, ingeniería y puesta en mar-cha con un grado de integración creciente

– Reducido trabajo de familiarización y formación gra-cias a entorno sistema y herramientas uniformes

– Gestión de repuestos económica gracias a la reduc-ción del número de tipos y piezas

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Optimización con Advanced Process Control72

Optimización con Advanced Process Control

Los tipos de regulación basados en reguladores PID suelen llegar pronto a sus límites cuando se trata de procesos com-plejos. Para estos casos, las funciones de control avanzado de procesos (APC) integradas en el sistema SIMATIC PCS 7, capa-ces de describir matemáticamente incluso complicadas rela-ciones entre parámetros del proceso, ofrecen muchas más po-sibilidades. El uso de estas potentes funciones de regulación permite:

• reducir en gran medida las fluctuaciones indeseadas de variables críticas del proceso

• reducir considerablemente el consumo de materias primas y energía

• incrementar la productividad y la calidad de los productos• simplificar el trabajo de los operadores

Además de numerosas funciones de seguridad básicas (p. ej. regulación PID, en cascada, de rango dividido y de relación), las librerías de control e instrumentación de SIMATIC PCS 7 también incluyen bloques y plantillas gratis para funciones de regulación avanzadas:

• Adaptación controlada (Gain Scheduling: GainSched) • Regulación paralela (Override Control) • Control anticipativo dinámico

(Lead-Lag/Feed-Forward Control)• Optimización de reguladores PID (PID Tuning)• Vigilancia de la calidad de regulación (Control Performance

Monitoring: ConPerMon)• Predictor Smith (Smith Predictor)• Regulación multivariable predictiva basada en modelos

(Model-based Predictive Control: ModPreCon)

Con estos modelos estándar se pueden implementar comple-jas aplicaciones APC incluso en plantas pequeñas y medianas con toda facilidad y a bajo precio. Los tipos de punto de medi-da APC estándar se seleccionan en la librería conforme a la ta-rea de regulación a realizar y después se pueden modificar con el fin de buscar la mejor solución al problema planteado.

Otras funciones de regulación avanzadas no sólo se pueden integrar en el sistema de control de procesos por medio de in-terfaces, como sucede en la mayoría de los casos, sino a modo de add-ons; por ejemplo:

• Fuzzy Control++• Sensores suaves (Presto)• Regulador multivariable y predictivo por modelo (INCA)• Regulador adaptativo (ADCO)

Adaptación controlada (Gain Scheduling)

El bloque GainSched permite ajustar los parámetros de regu-lación en procesos regulados no lineales en función del punto de operación.

De forma similar al bloque poligonal, de una variable de entra-da medible de forma continua (magnitud medida X) que des-cribe el estado del proceso puede derivar tres variables de sa-lida en tres puntos de trabajo que sirven como parámetros de regulación para un bloque regulador interconectado. Las tran-siciones suaves y sin discontinuidades entre los puntos de tra-bajo se consiguen por interpolación lineal. De este modo, GainSched puede modificar progresivamente los parámetros del regulador PID combinado al compás de la evolución de la variable medida X.

• Apto para procesos no lineales • Tres juegos completos de parámetros para tres puntos de

trabajo • Ejemplos de aplicación:

- Regulación del pH (neutralización) con curva de titración no lineal

- Regulación de la temperatura de las calderas- Procesos batch con reacciones químicas (cinética de

reacción no lineal)

Magnitud (X)

Juegos de parámetros del regulador

Consigna

GananciaScheduler

ReguladorPID Proceso

Valor real

Magnitudmanipulada

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Optimización con Advanced Process Control 73

Regulación paralela (Override Control)

En la regulación paralela, las salidas de dos o más reguladores conducen a un elemento de contro final u actuador común. La decisión de qué regulador recibe el acceso real al actuador de-pende de la evaluación del estado momentáneo del proceso.

• Dos o más reguladores comparten un actuador • Los criterios para decidir qué regulador actúa pueden ser

los siguientes:- Magnitudes de salida medibles (p. ej. una de las variables

reguladas)- Valores manipulados de los reguladores

• Ejemplos de aplicación:- Variable regulada primaria: caudal

Variable regulada secundaria: limitación de presión (por cuestiones de seguridad)

- Variable regulada primaria: presión del vaporVariable regulada secundaria: nivel de llenado

Control anticipativo dinámico (Lead-Lag/Feed-Forward Control)

Un control anticipativo puede compensar por adelantado un fuerte influjo perturbador capaz de ser medido; de este modo, el regulador sólo interviene cuendo no da más de sí el modelo o aparecen perturbaciones no medibles. La función de trans-ferencia gz(s) del efecto que la magnitud perturbadora medi-ble tiene en el proceso puede calcularse con el regulador en modo manual. De ello se deriva después la función de transfe-rencia c(s) del actuador para compensar las perturbaciones.

• Compensación de perturbaciones fuertes capaces de ser medidas

• Eliminación de perturbaciones antes de que surtan un efecto negativo

• Ejemplos de aplicación:- Regulación de la temperatura en un horno industrial

(magnitud perturbadora: caudal)- Regulación de la concentración en un reactor de caldera

agitadora (magnitud perturbadora: concentración de entrada)

Optimización de reguladores PID (PID Tuning)

Primero se crea un modelo del proceso regulado haciendo experimentos con ayuda del PID Tuner integrado en el sistema de ingeniería. Basándose en él se pueden calcular después los parámetros de regulación más favorables aplicando un méto-do de optimización en el dominio de la frecuencia. Además, se puede distinguir entre respuesta ideal a perturbaciones y respuesta ideal a cambios de consigna del regulador.

• Optimización de lazos de regulación PID• Aplicable para reguladores PID estándar y bloques de libre-

rías personalizadas• Simulación de lazos cerrados de regulación• Ejemplo de aplicación: Optimización de parámetros de

reguladores PID en numerosas aplicaciones

+ –

+

–

Proceso

Regulador PID 1(p. ej. FIC)

Lógica de decisión

Consigna

ConsignaRegulador PID 2

(p. ej. PIC)+ – +

+++

ValorrealConsigna

Magnitud perturbadora

Magnitudmanipulada

Compensaciónc(s)

Procesog(s)Regulador PID

Función de transferencia

en perturbación gz(s)

+ –ProcesoRegulador

PID

Consigna Valor real

PID Tuner

Magnitudmanipulada

Parámetrosdel regulador

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Optimización con Advanced Process Control74

Vigilancia de la calidad de regulación (Control Performance Monitoring)

El bloque ConPerMon se interconecta con el valor de consig-na, el valor real y el valor manipulado del bloque regulador (p. ej. regulador PID) y determina su calidad de regulación. Según la desviación del valor de referencia, p. ej. la calidad de regulación en la puesta en marcha, puede emitir una adver-tencia o una alarma. Todas las vigilancias de la calidad de re-gulación en una planta o unidad de proceso se pueden resu-mir en un sinóptico general del OS que permite detectar, ana-lizar y solucionar a tiempo los problemas.

• Vigilancia online de la calidad de regulación• Identificación de lazos de regulación en una planta basán-

dose en estos criterios:- Prioridad máxima para la optimización- Primeros síntomas de errores potenciales

• Límites de alarma configurables para desviaciones están-dar y rebases transitorios para fines de mantenimiento pre-ventivo y rápida localización de perturbaciones

• Evaluación gráfica• Ejemplo de aplicación: Plantas de gran envergadura con

muchos lazos de regulación (p. ej. refinerías)

Bloques gráficos para ConPerMon (vista estándar y vista de consignas)

Predictor Smith (Smith Predictor)

Alternativamente al regulador predictivo basado en modelo, el predictor Smith puede mejorar considerablemente la cali-dad de regulación de los procesos regulados con tiempo muertos largos y relativamente constantes. Eliminando los tiempos muertos con ayuda de un modelo de proceso que se ejecuta paralelamente al proceso real, el regulador se puede configurar para un proceso sin tiempos muertos y ajustar de forma más efectiva.

• Para procesos con tiempos muertos largos, conocidos y, por lo general, constantes; principio llamado "Internal Mo-del Control":- El modelo de proceso se ejecuta paralelamente al pro-

ceso real- Realimentación de la variable regulada virtual, exenta de

tiempos muertos, del modelo de proceso al regulador- Realimentación de la divergencia entre el valor real

medido de la variable regulada y el valor virtual vincu-lado al tiempo muerto en la salida del modelo

• Diseño de regulador PI(D):- Presupone una parte del modelo de proceso sin tiempos

muertos- Proporciona un ajuste del regulador mucho más exacto

• Ejemplos de aplicación:- Polimerización- Regulación de valores de análisis (debido al tiempo

muerto de análisis)- Regulación de la temperatura a través de la entrada de

agua o vapor de caldeo y a través de intercambiadores de calor externos

+ –ProcesoRegulador

PID

Consigna Valor real

ConPerMon

Control Performance Index

Magnitudmanipulada

++ – –e-θs

+–e-θs

Procesog(s)

ReguladorPID

Valor realConsigna

Modelogm(s)

Magnitudmanipu-

lada

Tiempo muerto

Proceso

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Optimización con Advanced Process Control 75

Bloques gráficos para ModPreCon (vista estándar, símbolo de bloque, vista de parámetros)

Regulación multivariable predictiva basada en modelos (Model-based Predictive Control, MPC)

En procesos complejos y de larga duración, el regulador mul-tivariable predictivo ModPreCon, basado en modelos, analiza separadamente el comportamiento de hasta cuatro magnitu-des independientes entre sí. La matriz de parámetros calcula-da en función de los resultados es utilizada posteriormente por ModPreCon para la regulación óptima de dichas variables, evitando las interacciones perjudiciales derivadas de la regula-ción separada de variables dependientes.

• Funcionalidad APC más potente• Aplicaciones MPC escalables:

- MPCs internos ("lean"): hasta 4 x 4- MPCs "completos" externos: más de 4 x 4

• Configuración "light" y "fácil de usar"; no requiere ni vigilan-cia de la comunicación ni estrategias de copia de seguridad

• Ejemplos de aplicación:- Aplicaciones 2 x 2: Destilación de dos componentes,

fabricación de papel, sistemas de dos depósitos- Aplicaciones 3 x 2: Blanqueo de acero- Aplicaciones 3 x 3: columna de burbujas con circulación

en bucles, evaporador, columna de destilación- Aplicaciones 3 x 4: Molino de cemento- Aplicaciones 4 x 4: Destilación de tres componentes,

evaporador de gas licuado, horno con 4 quemadores

MV2

MV1

CV1

CV2

DV1

++ +

++ +

ModPreCon

G(1,d)

G(1,1)

G(2,1)

G(1,2)

G(2,2)

G(2,d)

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Telecontrol con SIMATIC PCS 7 TeleControl76

Telecontrol con SIMATIC PCS 7 TeleControl

Posibilidades de integración y comunicación con SIMATIC PCS 7 TeleControl

Sobre todo en el sector de las aguas y aguas residuales, así como en el del petróleo y el gas, muchas veces las plantas ocupan superficies enormes. En estos casos, una de las tareas más difíciles consiste en integrar en el sistema de control global del complejo las estaciones destinadas a la vigilancia y el control de unidades remotas con un nivel de automatización bajo o mediano a través de una WAN (Wide Area Network) con protocolos de telecontrol.

Las soluciones convencionales utilizan sistemas de control de procesos para las áreas centrales más complejas y unidades terminales remotas (RTU) más simples para las estaciones re-motas, reuniendo las distintas unidades de proceso, que de por sí están configuradas por separado, en una red de control superior. Integrando la automatización de las estaciones re-motas descentralizadas directamente en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 para la automatización de las áreas centrales, SIMATIC PCS 7 TeleControl permite implementar so-luciones mucho más eficientes. El nivel de integración supe-rior se vuelve innecesario y con un control compartido de los procesos, una gestión simple y confortable y una ingeniería homogénea se obtienen otras muchas ventajas.

La integración en el control de procesos SIMATIC PCS 7 se pue-de llevar a cabo en forma de estación de operador, bien como Single Station o como servidor (opcionalmente, también re-dundante). No es necesario utilizar un controlador adicional para preparar y distribuir datos específicos de telecontrol.

La estación de operador PCS 7 TeleControl se utiliza preferen-temente para telecontrol dedicado, aunque con capacidades funcionales reducidas también se puede acceder a las áreas centrales de la planta SIMATIC PCS 7 a través de un segundo canal adicional (modo de doble canal).

En lo que al manejo y las posibilidades de alarma se refiere, no existe diferencia alguna entre la automatización central y la descentralizada. En los sinópticos de proceso visualizados en los clientes OS es posible ver datos de controladores de SIMATIC PCS 7 junto con datos procedentes de estaciones re-motas de un sistema de telecontrol. Dicha información puede proceder de un servidor con funcionalidad de doble canal o de dos servidores independientes.

WAN

WAN WAN

WAN

S7-300 + CP 343

S7-400 + CP 443S7-400

+ TIM 4R-IE

S7-300 + TIM 3V-IE

S7-300 + TIM 3V-IE

S7-400 + TIM 4R-IE

S7-400 + CP 441

S7-300 + CP 341

PCS 7 TeleControl Servidor OS

Engineering StationClientes OS de PCS 7

PCS 7 OS Single Station

(dedicada o doble canal)

Estación central SINAUT TIM 4R-IE

Estaciones remotas TeleControl distribuidas

Estaciones remotas de TeleControl distribuidas

Estaciones remotas de TeleControl distribuidas

Estación central SINAUT TIM 4R-IE

TCP/IPRouter WAN

Convertidor TCP/IP ↔ serie

Comunicación SINAUT ST7 vía TCP/IP

Comunicación serie SINAUT ST7

Comunicación TCP/IP: Modbus

Comunicación serie: Modbus

RTU de tercerosRTU de terceros

ET 200S con CPU PB integrada

ET 200S con CPU integrada + interfaz serie

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Telecontrol con SIMATIC PCS 7 TeleControl 77

Los bloques de SIMATIC PCS 7 TeleControl para el procesamiento y la representación de los datos en la estación de operador PCS 7 TeleControl (Single Station/servidor) se administran en una libre-ría junto con bloques para el diagnóstico y el control de la comu-nicación. Estos bloques soportan tanto la guía del operador me-diante símbolos y faceplates conformes con SIMATIC PCS 7 como la jerarquía de los mensajes de alarma de SIMATIC PCS 7. De ser necesario, la librería básica incluida en el suministro puede am-pliarse con bloques basados en scripts.

Para la ingeniería de la estación de operador de TeleControl (Single Station/servidor), la estación de ingeniería del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 se amplía desde el punto de vista funcional con la herramienta "Data Base Automation" (DBA) y la librería de bloques SIMATIC PCS 7 TeleControl. DBA automatiza la ingeniería de forma eficiente y conforme con SIMATIC PCS 7. Facilita la adaptación personalizada del sistema y la reutilización de configuraciones ya existentes en el trans-curso de la migración y permite ampliar la planta sobre la mar-cha.

Gama actual, posibilidades y características de comunicación de las estaciones externas integrables (RTU)

Clasificación de las remotas integrables (RTU) en función de sus prestaciones

Remotas integrables (RTU)

Protocolo de comunicación SINAUT ST 7 Modbus

Modo de comunicación Serie Ethernet TCP/IP Serie Ethernet TCP/IP

Interfaz en PCS 7 TeleControl OS

TIM 4R-IE Router WAN TCP/IP y/o TIM 4R-IE

ConvertidorTCP/IP-serie

Router WAN TCP/IP

RTU

/Inte

rfaz S7-300 TIM 3V-IE TIM 3V-IE CP 341 CP 343

+ SW-Library

S7-400 TIM 4R-IE TIM 4R-IE CP 441 CP 443 + SW-Library

ET 200S con CPU integra-da (equivalente a S7-314)

Submód. maestro DP + submódulo 1SI Modbus + IM 151-7 CPU o IM 151-8PN/DP CPU

IM 151-8 PN/DP CPU + software S7-OpenModbus/ TCP PN-CPU

Remota de terceros depende del tipo de remota

depende del tipo de remota

Líneas conmutadas 4

Línea dedicada y redes inalámbri-cas

4 4 4 4

Maestro-esclavo 4 4 4 4

Peer to Peer 4 4

Redes enmalladas 4 4

Sellado de tiempo en RTU 4 4

Sincronización horaria RTU 4 4

Búfer de datos en RTU 4 4

Estándar internacional 4

(muchas variantes)4

(muchas variantes)

Categoría Número de E/S típ. Tipo de RTU

Paqueña (small) hasta aprox. 30 ET 200S con CPU integrada, Modbus; opcionalmente también para rango ampliado de temperaturas de -25 °C a +70 °C

Madiana (medium) hasta aprox. 100 S7-300 con SINAUT ST7, Modbus; opcionalmente también Safety Integrated con S7-300F

Grande (large) hasta aprox. 500 S7-400 con SINAUT ST7, Modbus; opcionalmente también Safety Integrated con S7-400F

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Automatización de laboratorios78

Automatización de laboratoriosSIMATIC PCS 7 LAB, para máxima flexibilidad, calidad, eficacia y seguridad en el laboratorio

Módulos del sistema de automatización para laboratorios SIMATIC PCS 7 LAB,aquí, módulo de E/S ET 200pro (delante), módulo de E/S ET 200M y módulo de PC (arriba)

Un aspecto esencial para la automatización de un laboratorio es, además de la calidad, la eficacia y la calidad, también la adaptación rápida y flexible de los instrumentos utilizados en él al sistema de automatización. SIMATIC PCS 7 LAB es un sis-tema sencillo y universal que ha sido diseñado para satisfacer estas necesidades concretas. Las soluciones propuestas para aplicaciones típicas de laboratorio (p. ej. para dosificar, tem-perar o inertizar) facilitan en gran medida el trabajo del perso-nal, con sistema de control integrado.

Con SIMATIC PCS 7 LAB no sólo se puede automatizar el labo-ratorio de forma autártica, sino que la integración en un com-plejo SIMATIC PCS 7 permite intercambiar información, lo cual es muy efectivo, y transmitir los resultados del laboratorio a la producción.

Componentes básicos

Los componentes básicos para configurar un SIMATIC PCS 7 LAB son cinco robustos módulos que se integran en cualquier laboratorio gracias a su diseño compacto. Esto permite imple-mentar un sistema flexible en distintos entornos, tanto a nivel central como descentralizado. Incluso es posible el uso móvil en distintas ubicaciones.

Configuraciones estándarLas siguientes combinaciones de módulos se ofrecen como configuraciones estándar:

• SIMATIC PCS 7 LAB ET 200Mcompuesto por - Módulo de PC- Módulo de E/S ET 200M

• SIMATIC PCS 7 LAB ET 200procompuesto por - Módulo de PC- Módulo de E/S ET 200pro- POWER Module

El módulo de PC consta de un SIMATIC PCS 7 BOX 416, incl. funcionalidad AS, ES y OS, así como licencias para 250 PO.

El POWER Module suministrado con la configuración estándar de SIMATIC PCS 7 LAB ET 200pro alimenta el módulo de E/S desde el exterior con 24 V DC a través de un cable de bus híbrido ECOFAST.

Las configuraciones estándar también se pueden modificar y ampliar en caso necesario. Así, por ejemplo, el módulo SER opcional puede funcionar de modo aditivo o alternativo a los módulos de E/S conectados al módulo de PC. El módulo dotado de cuatro CP 341 ofrece un total de ocho interfaces RS 232C serie para conectar dispositivos externos.

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Automatización de laboratorios 79

Componentes básicos SIMATIC PCS 7 LAB y dimensiones

Módulo de PCEl módulo de PC es equiparable, desde el punto de vista técni-co, al SIMATIC PCS 7 BOX 416 integrado. Dispone de una co-nexión PROFIBUS DP para los módulos de E/S, dos conexiones Industrial Ethernet, cuatro puertos USB (2 x high current, 2 x para teclado y ratón) y una interfaz COM1 serie. A través de una interfaz DVI se puede conectar un monitor adecuado. Las funciones integradas para automatización, ingeniería, ma-nejo y visualización se pueden ampliar con SIMATIC BATCH y SIMATIC Route Control.

Módulo de E/S ET 200MEl módulo de E/S ET 200M posee los siguientes componentes:

• Alimentación 100 ... 240 V AC/24 V DC (10 A)• Interfaz PROFIBUS DP• Módulo de interfaz serie CP341 (2 x RS 232C)• Seis módulos de E/S del sistema de periferia ET 200M:

- Módulo de E analógicas SM 331 para medición de corriente: AI I 8 x 0/4 ... 20 mA

- Módulo de E analógicas SM 331 para medición de tensión: AI U 8 x ±10 V

- Módulo de E analógica SM 331 para medición de temperatura: AI RTD 4 x Pt100

- Módulo de S analógicas SM 332: AO I 8 x 0/4 ... 20 mA- Módulo de E digitales SM 321: DI 16 x 24 V DC- Módulo de S analógicas SM 322: DO 16 x DC 24 V/0,5 A

Los módulos de E/S están cableados en placas frontales con hembrillas de laboratorio (4 mm) codificadas por 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.

Módulo de E/S ET 200pro

El módulo de E/S ET 200pro con grado de protección ampliado IP65 se puede instalar directamente en el laboratorio. En el bastidor se encuentran, además de la interfaz PROFIBUS DP, siete módulos electrónicos colocados en fila:

• Módulo de E analógicas EM 144 para medición de corriente: AI I 4 x ±20 mA

• Módulo de E analógicas EM 144 para medición de tensión: AI U 4 x ±10 V

• Módulo de E analógicas EM 144 para medición de temperatura: AI RTD 4 x Pt100

• Módulo de S analógicas EM 145: AO I 4 x ±20 mA • Módulo de E digitales EM 141: DI 8 x 24 V DC• 2 módulos de S digitales EM 142: DO 4 x DC 24 V/2 A

La conexión de los actuadores y sensores se realiza mediante conectores M12 de 5 polos en los módulos de conexión de los módulos electrónicos.

POWER Module (suministrado con la configuración estándar de SIMATIC PCS 7 LAB ET 200pro)

Componentes básicos Dimensiones

An x Al x P en mm

Módulo de PC 585 x 300 x 332

Módulo de E/S ET 200M 585 x 300 x 332

Módulo de E/S ET 200pro 500 x 180 x 85

POWER Module 370 x 300 x 316

Módulo SER 585 x 300 x 332

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IT Security80

IT SecurityAmplias medidas de protección para la seguridad de los sistemas de TI

Ejemplo de una arquitectura de seguridad escalonada en niveles

Con la creciente homologación, apertura e interconexión de los sistemas, los riesgos de seguridad de las instalaciones de control han aumentado enormemente. Los programas ma-liciosos, como los virus, gusanos o troyanos, o el acceso de personas no autorizadas, pueden provocar peligros tales como la sobrecarga o la caída de redes, el robo de contraseñas y datos y la intervención no autorizada en la automatización de procesos. Además de daños materiales, un sabotaje orga-nizado puede acarrear consecuencias funestas para las perso-nas y el medio ambiente.

Filosofía de seguridad de SIMATIC PCS 7

Con su avanzado sistema de seguridad, basado en una arqui-tectura de seguridad escalonada en niveles (defense in dep-th), SIMATIC PCS 7 ofrece amplias soluciones para la seguridad de las instalaciones de procesos. La peculiaridad de este siste-ma radica en su enfoque global. No se limita al uso de méto-dos o dispositivos de seguridad independientes entre sí (como p. ej. el cifrado o los cortafuegos). El secreto de su solidez es la combinación de varias medidas de seguridad distintas en un complejo de instalaciones.

El sistema de seguridad SIMATIC PCS 7 abarca también indica-ciones y consejos (Best Practices) sobre los siguientes temas:

• Creación de una arquitectura de red con seguridad escalo-nada en niveles (defense in depth), combinada con la seg-mentación de la instalación en células de seguridad

• Administración de red con resolución de nombres, asigna-ción de direcciones IP y división en subredes

• Funcionamiento de instalaciones en dominios Windows (Active Directory)

• Administración de autorizaciones de operación bajo Windows y autorizaciones de operación en SIMATIC PCS 7; integración de las autorizaciones de operación de SIMATIC PCS 7 en la administración de Windows

• Control absoluto de la sincronización horaria en todas las instancias de Windows

• Gestión de parches de seguridad para productos Microsoft• Uso de antivirus y cortafuegos• Acceso remoto y de asistencia (VPN, IPSec)

Todos los asuntos relacionados con la seguridad y las recomen-daciones para la protección de las instalaciones de automatiza-ción se describen detalladamente en el manual "Sistema de seguridad SIMATIC PCS 7, recomendaciones y consejos".

INTERNET

INTERNET

INTERNET

Bus de planta 1 Bus de planta 2

Bus de terminales 1 Bus de terminales 2

Celda de seguridad

Firewall

Firewall Firewall

Celda de seguridad

Manufacturing Execution System (MES)

Enterprise Resource Planning (ERP)

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IT Security 81

Industrial Security Module SCALANCE S

Funciones de seguridad plenamente integradas en el sistema

Por el lado del sistema, SIMATIC PCS 7 respalda la implanta-ción de las normas y recomendaciones del sistema de seguri-dad mediante:

• Compatibilidad con las versiones actuales de los antivirus Trend Micro OfficeScan, McAfee Virusscan y Symantec Norton AntiVirus

• Aplicación de los cortafuegos locales de Windows XP• SIMATIC Security Control (SSC) permite la configuración

automática de los parámetros relacionados con la seguri-dad de DCOM, el Registro y el cortafuegos de Windows ya desde el momento de la instalación

• Administración y autenticación de usuarios mediante SIMATIC Logon

• Integración de los módulos Industrial Security Modules SCALANCE S602, S612 y S613

Industrial Security Module SCALANCE S

Cuando se utilizan como cortafuegos, los módulos Industrial Security Modules SCALANCE S602, S612 y S613 permiten proteger sistemas y dispositivos industriales o segmentos de red de una red Ethernet contra accesos no autorizados. Además, SCALANCE S612 y S613 protegen mediante cifrado y autenticación (VPN) la transferencia de datos entre sistemas y/o dispositivos, evitando así la manipulación de datos o el es-pionaje.

En el estudio "IT Security for Process Control Using Siemens SIMATIC PCS 7" de septiembre de 2007, el ARC Advisory Group confirma que Siemens dispone de un concepto de seguridad eficiente e integral para el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7. Más información en: www.siemens.com/pcs7/safety_security

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Integración en sistemas TI82

Integración en sistemas TIEvaluación y gestión de datos de proceso con OpenPCS 7

OpenPCS 7 Server para el intercambio de datos vía OPC

Los sistemas para planificación de la producción y para evalua-ción y gestión de los datos de proceso (clientes OPC) se en-cuentran en un nivel más alto que el sistema de control de procesos y pueden acceder a los datos de proceso de SIMATIC PCS 7 a través de OpenPCS 7.

OpenPCS 7 Server recopila, para los clientes OPC, los datos dis-tribuidos en diversas estaciones SIMATIC PCS 7 (servidor OS, servidor central de archivos CAS) en función de la configura-ción del sistema. Oculta la distribución de los datos en lo que se refiere a

• período (OS1/OS2/.../CAS)• lugar (OS1/OS2/...)• redundancia (OS1 Master/OS1 Standby...)

La interfaz OpenPCS 7 se basa en las especificaciones OPC (Openness, Productivity, Collaboration) que, para la comuni-cación entre aplicaciones, utilizan principalmente la tecno-logía DCOM (Distributed Component Object Model) de Microsoft. Esta tecnología admite las siguientes posibilidades de acceso normalizadas:

OPC DA (Data Access Server)

Para acceso en lectura y escritura a valores de proceso según la especificación OPC DA V1.00, V2.05a, V3.00

En calidad de servidor DA OPC, OpenPCS 7 Server facilita a otras aplicaciones datos actuales tomados de la base de datos OS. El cliente OPC puede reaccionar ante modificaciones en curso o bien escribir valores.

OPC HDA (Historical Data Access Server)

Para acceso en lectura a valores de proceso archivados según la especificación OPC HDA V1.20

En calidad de servidor HDA OPC, OpenPCS 7 Server proporcio-na a otras aplicaciones datos históricos procedentes del siste-ma de archivo OS. El cliente OPC, p. ej. una herramienta de creación de informes, puede solicitar puntualmente los datos deseados, especificando el principio y el final de un intervalo de tiempo determinado. Diversas funciones matemáticas, p. ej. cálculo de variancia, valor medio o integración, posibili-tan preprocesar ya los datos en el servidor HDA, contribuyen-do así a reducir la carga de comunicación.

OPC A&E (Alarm & Events Server)

Para acceso de lectura a avisos, alarmas y eventos según la especificación OPC A&E V1.10

En calidad de servidor A&E OPC, OpenPCS 7 Server transmite los mensajes OS, con todos valores de proceso asociados, a los suscriptores del nivel de producción/gestión de la empresa. Allí también pueden confirmarse. Mecanismos de filtrado y suscripción hacen que sólo se transmitan datos seleccionados y modificados.

OPC "H" A&E (Historical Alarm & Events-Server)

Para acceso en lectura a alarmas y avisos archivados

A través de una ampliación Siemens de la interfaz estándar OPC, OpenPCS 7 también puede enviar alarmas y avisos histó-ricos procedentes del archivo a los suscriptores del nivel de producción y gestión de la empresa.

OLE-DB

OLE-DB permite acceder directamente, de manera sencilla y estandarizada, a los datos históricos almacenados en la base de datos de servidor SQLServer de Microsoft del sistema de operador. De este modo se puede acceder a todos los datos de registro histórico OS con los valores de proceso asociados y los correspondientes textos de avisos y de usuario.

Microsoft Visual Basic for Applications

Microsoft Excel

SAP

Clientes OPCClientes OS

Servidor OS

Servidor OpenPCS 7

(OS multicliente con OpenPCS 7)

Sistemas de automatización

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Integración en sistemas TI 83

Integración y sincronización de todos los procesos de negocio con SIMATIC IT

Los sistemas MES, como SIMATIC IT de Siemens, permiten integrar de manera eficaz los procesos de producto y los siste-mas de gestión de mercancías. En todas las fases de produc-ción, ayudan a coordinar todos los recursos y aplicaciones relevantes para la fabricación.

SIMATIC IT permite modelar todo el conocimiento de fabrica-ción, definir los procesos de operativos con precisión y captu-rar en tiempo real los datos del nivel ERP y de producción. Así, se pueden controlar los procesos internos de forma más efec-tiva, minimizar tiempos de inactividad, disminuciones de pro-ducción y trabajos de retoque, optimizar el almacenaje y reac-cionar de manera rápida y flexible ante los distintos deseos de los clientes.

El modelo de los procesos de negocio y de producción es transparente, comprensible e independiente de los sistemas de control. De este modo es fácil modelar los procesos de negocio y de producción más complejos. Las modificaciones posteriores se incorporan sin problemas y de forma eficaz.

La modelación de los procesos de negocio y de producción con SIMATIC IT garantiza una documentación exhaustiva al tiempo que permite la protección eficaz del know-how em-pleado.

Los modelos de planta y de producción se pueden guardar en librerías para luego reutilizarlos en otros proyectos. De este modo pueden utilizarse en todos los centros de la empresa para estandarizar los procesos. Así las "mejores prácticas" es-tán disponibles para todos. Esto evita errores de implementa-ción, proporciona seguridad para las inversiones, reduce los gastos de lanzamiento y mantenimiento y acorta considera-blemente la duración del proyecto.

La arquitectura a nivel de producto y la funcionalidad de SIMATIC IT es conforme con ISA-95, la norma internacional-mente reconocida para sistemas MES y para gestión de las operaciones de fabricación.

Paquetes (bundles) SIMATIC IT

SIMATIC IT está formado por diversos componentes, concebi-dos para tareas concretas y coordinados por SIMATIC IT Pro-duction Modeler. Las funciones básicas se llevan a cabo con SIMATIC IT Components en forma de los siguientes paquetes de productos:

SIMATIC IT Plant Intelligence Define índices de rendimiento claves (KPI) con arreglo al mo-delo de planta, para una evaluación realista de la misma.

SIMATIC IT Genealogy Management Para la gestión de materiales en toda la empresa teniendo en cuenta la normativa vigente.

SIMATIC IT Order Management Para la administración de pedidos desde la planificación hasta la ejecución, incluidas las tareas de definición de plazos, distri-bución, supervisión y registro.

La gama de productos se completa con otros paquetes, p. ej. SIMATIC IT Basic Tracking & Tracing, SIMATIC IT Basic Produc-tion Management y SIMATIC IT Production Suite.

Existe la posibilidad de ampliar cada uno de los paquetes, p. ej. con:

• SIMATIC IT PDS-I (Predictive Detailed Scheduler - Interactive)• SIMATIC IT Report Manager • SIMATIC IT OEE-DTM Option (Overall Equipment Efficiency/

Down Time Management) • SIMATIC IT SPC (Statistical Process Control)

La gama de productos MES de SIMATIC IT se completa con componentes para funciones ISA-95 especiales:

• SIMATIC IT Unilab • SIMATIC IT Interspec• SIMATIC IT XHQ

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Sistemas compactos84

Sistemas compactosSIMATIC PCS 7 BOX, sistema de control completo en diseño compacto

Los SIMATIC PCS 7 BOX completan la gama de productos SIMATIC PCS 7 con sistemas compactos, económicos y ver-sátiles, aptos tanto para funcionamiento autónomo como para integración en el complejo de la planta. Están dota-dos de funciones para automatización, manejo y visualiza-ción y, opcionalmente, también con funciones de ingeniería. Combinados con periferia de proceso descen-tralizada conectada a PROFIBUS constituyen un completo sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7.

Con el software de ingeniería y runtime SIMATIC PCS 7, limita-do a 2.000 objetos de proceso (PO), así como con sus excelen-tes propiedades físicas y reducidas dimensiones, el SIMATIC PCS 7 BOX está predestinado para la automatización a pie de planta de:

• Pequeñas aplicaciones/unidades de proceso de producción• Package units• Laboratorios e institutos

Además, también resultan idóneos para cursos de formación y entrenamiento para los operadores y el servicio técnico.

El uso de componentes estándar SIMATIC PCS 7 garantiza la escalabilidad y la capacidad de ampliación ilimitada, sin pro-blemas de incompatibilidad. Cuando cambian los requisitos (por ejemplo, una planta experimental que después se va a utilizar para la producción), los componentes del sistema SIMATIC PCS 7 permiten realizar con toda facilidad una amplia-ción o una integración en la planta de producción.

La oferta actual abarca dos SIMATIC PCS 7 BOX con diferentes niveles de prestaciones:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTXcon controlador por 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 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

Todos 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.

La configuración se efectúa por medio del software de inge-niería integrado en el SIMATIC PCS 7 BOX o del sistema de ingeniería SIMATIC PCS 7.

Con el software de diagnóstico integrado SIMATIC PC DiagMonitor, SIMATIC PCS 7 BOX puede integrarse en la ges-tión de activos de PCS 7. En este contexto, también pueden funcionar como Maintenance Station.

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Sistemas compactos 85

Sistema compacto SIMATIC PCS 7 BOX RTX

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 funciones de automatización, tiene su principal virtud en la rapidez de ejecución del progra-ma.

El controlador por 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 de-terminística juegan un papel importante.

Sistema compacto SIMATIC PCS 7 BOX 416

SIMATIC PCS 7 BOX 416

El SIMATIC PCS 7 BOX 416 está equipado con un controlador de hardware autónomo WinAC Slot 416 V4.0, a través de cu-yos puertos PROFIBUS DP se conecta el sistema de periferia descentralizado. En este controlador, el programa de auto-matización se ejecuta independientemente del PC base y su sistema operativo Windows.

Se recomienda sobre todo para cuando se requiere alta dispo-nibilidad o modificabilidad de configuración durante el fun-cionamiento (CiR).

Otro punto fuerte del SIMATIC PCS 7 BOX 416 es que puede utilizarse para la automatización de procesos por lotes con SIMATIC BATCH y el control vías de transporte 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.

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Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes86

Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantesLa inversión para el futuro

Estrategia de la migración

La globalización y la competencia, cada vez mayores, obligan a las empresas a incrementar continuamente su productividad y a acortar el tiempo necesario para lanzar sus productos al mercado. Para ello es necesario optimizar la ingeniería y los procesos de manera continua y, al mismo tiempo, considerar las exigencias de la industria y las normas regulatorias.

Para que las empresas puedan seguir satisfaciendo el día de mañana las exigencias de los mercados, es necesario moder-nizar y ampliar muchos sistemas y plantas el dia de hoy. No obstante, teniendo en cuenta que la base instalada de hard-ware, aplicaciones de software y conocimientos especializa-dos del personal operador y de mantenimiento acumulan un valor enorme, al planificar modernizaciones la inmensa mayo-ría de explotadores de plantas dan gran importancia a la pre-servación de sus inversiones.

La experiencia demuestra que para lograr el éxito en una mi-gración es decisivo ofrecer una solución técnica adaptada per-fectamente a cada planta y a las exigencias de cada cliente. En este contexto, minimizar los riesgos técnicos y financieros y asegurar las inversiones ya realizadas un plazo lo más largo posible son las consignas de actuación. Además, hay que con-siderar los distintos ciclos de vida de los componentes del sis-tema que en la actualidad varían desde 5 años para una esta-ción de trabajo basada en un PC, pasando por 15 años para controladores y hasta 25 años y más para los componentes de E/S y el cableado.

Por ello, Siemens considera que su tarea no consiste solamen-te en reemplazar completamente el sistema existente, sino en elaborar en estrecha cooperación con el cliente y los integra-dores de sistemas una solución personalizada y orientada al futuro, basada en el moderno sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, y siempre conforme a la consigna:

• Innovación gradual del sistema• Adaptable a las condiciones específicas de la planta• Flexible a las especificaciones de la producción

Cartera de productos para migración

Siemens ha percibido con la debida anticipación la importan-cia que tiene la migración para la automatización de los pro-cesos, ofreciendo ya desde hace años un gran número de so-luciones y productos innovadores de migración para sus siste-mas acreditados en todo el mundo. Gracias a la ampliación consecuente de esta oferta de productos de migración, Siemens está cada vez mejor situado para modernizar tam-bién sistemas antiguos de otros fabricantes con SIMATIC PCS 7. Desde el principio, una de las máximas de la estrategia migratoria de Siemens es modernizar gradualmente y sin dis-continuidades a nivel de sistema la base instalada, a ser posi-ble sin parar la planta o con mermas de producción mínimas. De este modo, Siemens ayuda a sus clientes a lograr su objeti-vo de asegurar a largo plazo las inversiones realizadas y maxi-mizar los réditos globales de su capital (retorno de activos).

Aspectos del sistema

HMI/Batch- Sustituye antiguo HMI- Sustituye sistema BatchControlador/red- Sustituye controlador- Pasarela para SIMATIC PCS 7 Conexión de campo E/S- E/S siguen usándose- Elementos de conexión de campo para SIMATIC PCS 7

Estrategia- Futuro de instalación/productos- Modernización planificada (Revamping)Reducción de costes- Presupuesto para mantenimiento- Presupuesto para inversiónTime to Market- Tiempo de producción- Tiempo de inactividad disponible

Presión innovadora- Mejor conducción del proceso- Integración IT- Advanced Process Control & Asset Management

Fases del ciclo de vida- Conservar y modernizar- Ampliar y mejorar- Renovar/sustituir con la técnica más moderna

Estrategia de Siemens para la migración

Aspectos de la instalación Aspectos de la producción

Tecnologías innovadoras

FlexibleAdaptableGradualmente

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Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes 87

Migración gradual con los productos y servicios adecuados

Data Base AutomationCon el paso del tiempo, Siemens ha ido acumulado progresi-vamente un know-how de primera en el ámbito de la migra-ción. El aprovechamiento de la experiencia proporcionada por numerosos proyectos de migración se ha plasmado en pro-ductos y tecnologías innovadores y más eficaces. Un ejemplo representativo de ello es la tecnología "Data Base Automation" (DBA). Con DBA y una interfaz plugin es posible cargar los da-tos de configuración, visualizarlos en una interfaz de usuario estandarizada y configurarlos allí mismo.

De este modo, DBA permite migrar los datos de sistema de operador de distintos sistemas de partida, con ayuda del siste-ma y de forma homogénea. Como resultado, la calidad del software se mantiene invariable y todo el proceso es seguro y reproducible.

Componentes de migración Descripción

Productos de migración OS ■ Interfaz del servidor OS de SIMATIC PCS 7 al bus del sistema anterior■ Herramienta de conversión OS (p. ej DBA)■ Librería de faceplates

Servicios para migración OS Herramientas/servicios para conversión de sinópticos de proceso

Servicios para migración de controladores Herramientas/prestaciones para la conversión funcional de los datos de ingeniería de controladores según SIMATIC PCS 7

Componentes de migración BATCH Permite que los sistemas existentes utilicen SIMATIC BATCH

Pasarela ■ Pasarela entre el bus de sistema del sistema antiguo y SIMATIC PCS 7 (principalmente para comu-nicación entre controladores)

■ Herramienta de ingeniería para pasarela

Reutilización de las E/S del sistema antiguo o de Field Termination Assembly (FTA)

■ Reutilización de las E/Ss (conexión de las E/Ss anteriores a los sistemas de automatización SIMATIC PCS 7, por lo general para sistemas de Siemens)

■ Field Termination Assemblies (FTA) para cableado de campo

ET 200M

PROFIBUS PA

OS

SIMATIC PCS 7

PROFIBUS DP

S7-400S7-400 HS7-400 FHcontroller

MotorI/OinterfaceI/O

Controller

EngineeringStation

EngineeringSystem

Wiring rack

Server Server

Gateway

Importing ofengineering dataof old OS

Importing ofcontrollerengineering

Linking of existingI/O modules toPCS 7/AS

Mig

ratio

n se

rvic

es in

eve

ry s

tep

of m

igra

tion

proj

ect

Gateway todata coupling

Field TerminationAdapter

OS replacementby server forPCS 7/OS

ClientsLegacy system

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Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes88

Supuestos típicos de migración

Los supuestos de migración imaginables son muy variados, dependiendo de los factores técnicos y económicos específi-cos aplicables a cada proyecto de migración. Los productos para migración ofrecen la modularidad y flexibilidad necesa-rias para implementar dichos supuestos.

Supuestos típicos de migración que pueden realizarse con estos productos:

Supuesto 1: Sustitución del sistema HMI existente por un Operator System SIMATIC PCS 7

El sistema HMI (Human Machine Interface) instalado puede ser reemplazado fácilmente por un Operator System SIMATIC PCS 7 si ha quedado técnicamente obsoleto, si los repuestos son muy caros, si no cumple ya las normas y directivas actua-les sobre puestos de operador, o si es preciso realizar amplia-ciones funcionales (p. ej. integración TI). Para ello se conser-van los controladores con el software de aplicación y la perife-ria del proceso.

• Costes mínimos• Riesgos calculables• Prolongación de la vida útil de la planta global• Nuevas aplicaciones• Conexión del sistema a tecnologías de la información

Supuesto 2: Ampliación de una planta existente

Primero se conserva la instalación existente, que irá moderni-zándose con SIMATIC PCS 7, ampliándola con más secciones.

• Aumento sencillo y gradual de la capacidad productiva• Riesgos calculables• Introducción de nuevas tecnologías (p. ej., bus de campo

PROFIBUS, HMI)• Conexión del sistema a tecnologías de la información• En combinación con el supuesto 1 es posible conducir el

proceso desde un sistema de operador homogéneo

Supuesto 3: Modernización a gran escala

Los problemas de provisión de repuestos, un soporte asisten-cial insuficiente o la necesidad de ampliar las funciones de un sistema (p.ej. tecnología de bus de campo, integración IT), pueden forzar la necesidad de modernizar el sistema existente con el sistema de control de procesos orientado al futuro SIMATIC PCS 7. La conversión puede realizarse en muchos casos sin parar la producción. Al realizarlo, se continúa utili-zando el nivel E/S existente y así se preservan las inversiones en cableado, hardware y aplicaciones de ingeniería.

• Incremento del rendimiento• Introducción de nuevas tecnologías (p. ej., bus de campo

PROFIBUS, HMI)• Conexión del sistema a tecnologías de la información• Prolongación de la vida útil de la planta global• Reducción del número de proveedores de sistemas• Eliminación de cuellos de botella y dependencias

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Migración de sistemas de Siemens y de otros fabricantes 89

Prestaciones de migración

Prestaciones de migración para SIMATIC PCS 7

Siemens considera la migración de sistemas de control de pro-cesos propios al moderno SIMATIC PCS 7 algo natural y que, además, es parte esencial de una relación cliente-proveedor cimentada a largo plazo. Además, Siemens está en condicio-nes de ofrecer soluciones de migración para sistemas de con-trol de otros fabricantes (por ejemplo, de ABB o Bailay).

Al realizar los proyectos de migración, Siemens trabaja en es-trecha cooperación con el integrador del sistema del cliente, quien dispone de know-how acumulado a lo largo de muchos años y conoce exactamente la planta y las necesidades del cliente. Esta estrecha cooperación supone para el explotador de la planta la garantía de que va a obtener la mejor solución de migración posible.

Otro aspecto importante es la ayuda que Siemens proporciona a los productos para migración, del mismo modo que para los productos estándar, con sus actualizaciones y su servicio de asistencia al cliente. Una de las ventajas especiales de Siemens en comparación con otros proveedores de productos para mi-gración es su ayuda a largo plazo mediante know-how, servi-cio técnico y suministro de componentes, repuestos y actualizaciones.

Los Migration Support Centers repartidos por todo el mundo proporcionan al cliente ayuda sobre los productos y también sobre las cuestiones siguientes:

• Elaboración de esquemas de migración• Elaboración de ofertas• Ingeniería/desarrollo de proyectos

El pionero sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, las innovadoras soluciones de migración y servicios, el kow-how, acumulado durante muchos años, en automatización de pro-cesos y la migración de sistemas y su servicio técnico de co-bertura mundial, Siemens demuestra su competencia y ofrece la seguridad de un partner de confianza.

SIMATIC ITManagement

Console

APTES

AS 235

CS 275

4-mation

H1 TF Ethernet

Control Builder F

BaileyInfi/Net 90

ABB Freelance

Bailey Plant Loop/

INFI-NET

PCS 7/TM OS PCS 7/505 OS PCS 7/90 OS PCS 7/F2K OSPCS 7/

APACS+ OSPCS 7/

OPMC OS

TELEPERM M SIMATIC 505 OpenPMCAPACS+/QUADLOG

SIMATIC PCS 7

OpenPMCController

S7-41x

S7-417H

AC 800F

MBUS

SIMATIC PCS 7OS clients

SIMATIC PCS 7OS clients

SIMATIC PCS 7Engineering

PCS 7OS server

PCS 7/third-party OS

Othersystems

Third-partycontrol system

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Prestación de servicios90

Prestación de serviciosAprendizaje

Quien opte por el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, puede confiar en unos servicios de primera calidad con los que le apoyamos en todo el mundo de manera rápida y se-gura. Independientemente de qué clase de prestación se tra-te: a su disposición tendrá a la persona de contacto adecuada y competente de manera rápida y sin trabas burocráticas, en todo el mundo.

La formación adecuada. ¡A su medida!

Una formación adecuada ayuda a aprovechar el sistema de control de procesos de manera especialmente eficiente, en un tiempo récord. Independientemente de si Ud. proviene del mundo del PLC, si quiere iniciarse en la automatización de pro-cesos o si ya dispone de conocimientos fundados en este ám-bito: le ofrecemos una formación profesional y orientada al grupo objetivo.

En los centros de formación ubicados en más de 60 países podrá adquirir conocimientos profundos del sistema SIMATIC PCS 7 o ampliar el know-how que ya tenga. Independiente-mente de si quiere inscribirse en un curso estándar o un curso personalizado: los cursos SIMATIC proporcionan una califica-ción rápida y amplios conocimientos directamente proceden-tes del fabricante. Con estructura modular y con contenidos eminentemente prácticos. Para mayor vinculación con la rea-lidad, los cursos prácticos, impartidos por especialistas en el sistema, puede celebrarse también in situ en su planta.

Para más información, visite nuestro sitio web:www.siemens.com/sitrain

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Prestación de servicios 91

Service & Support a nivel mundial: Nuestros servicios en cada fase del proyecto

Nuestros expertos y un eficaz servicio técnico global se encuentran a disposición de nuestros clientes en más de 100 países del mundo.

Asistencia online

En Internet se puede acceder a cualquier hora y desde cual-quier parte del mundo a los conocimientos más avanzados. Nuestro portal Service & Support proporciona en varios idio-mas toda la información necesaria relacionada con nuestra oferta: desde el soporte de productos o la prestación de servi-cios hasta las oficinas de contacto regionales. Todo esto se completa con información específica de cada país en la lengua correspondiente.

Technical Support

En los distintos países los clientes reciben asistencia en el idio-ma nacional.

Nuestra estrategia de asistencia al cliente se basa en un eficaz plan de varios niveles para tramitar las cuestiones técnicas planteadas. El soporte técnico regional se complementa con el soporte técnico central en Europa, América y Asia.

Aprovechando la diferencia horaria entre los continentes, es-tamos localizables las 24 horas del día. Este servidio lo ofrece-mos en el marco de una oferta de prestaciones especiales in-cluidas en nuestra Automation Value Card.

La tramitación de las cuestiones planteadas se efectúa en una red internacional asistida por tecnologías de la información. Así, en caso necesario, nuestros especialistas tienen acceso a toda la información disponible en cualquier parte del mundo, relacionada con el planteamiento del cliente.

Technical Consulting

También durante la planificación y concepción de su proyecto le ofrecemos el apoyo necesario: desde el detallado análisis real y la definición de objetivos, pasando por el asesoramiento sobre productos o sistema, hasta la elaboración de soluciones de automatización.

Field Service

Expertos en todos los productos y sistemas que abarca nuestra amplia oferta están cerca de usted o con usted si los necesita. Sus intervenciones directas están coordinadas por oficinas re-gionales con las que se puede contactar en todo momento.

Repuestos y reparaciones

Una red global de almacenes regionales, apoyados por una so-fisticada logística, garantiza el suministro rápido de repuestos. Además, muchos países disponen de un servicio urgente de repuestos.

Con la misma rapidez, fiabilidad y calidad nos encargamos de las reparaciones más diversas, bien en nuestros centros de re-paración bien a través de nuestro servicio de reparación móvil, disponible en muchos países.

Optimización y modernización

Nuestro Service & Support apoya a los clientes durante todas las fases de vida de sus máquinas e instalaciones. También cuando se trata de optimizarlas o modernizarlas. Nuestros ex-pertos le aconsejarán directamente con toda profesionalidad y competencia y le dirán, por ejemplo, cómo incrementar la productividad o reducir los costes a largo plazo.

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Este folleto contiene descripciones o prestaciones que en el caso de aplicación concreta pueden no coincidir exactamente con lo descrito, o bien haber sido modificadas como consecuencia de un ulterior desarrollo del producto. Por ello, la presencia de las presta-ciones deseadas sólo será vinculante si se ha estipulado expresamente al concluir el contrato. Reservada la posibilidad de suministro y modificaciones técnicas.Todos los nombres de productos pueden ser marcas registradas o nombres protegidos de Siemens AG u otras empresas proveedoras suyas cuyo uso por terceros para sus fines puede violar los derechos de sus titulares.

Información complementaria

En Internet les ofrecemos mucha información acerca del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 en: www.siemens.com/simatic-pcs7

Encontrará información detallada en los manuales SIMATIC Guide:www.siemens.com/simatic-docu

Puede solicitar otras publicaciones sobre SIMATIC en: www.siemens.com/simatic/printmaterial

Encontrará documentación técnica detallada en nuestroportal de asistencia y servicio técnico:www.siemens.com/automation/support

Si prefiere mantener una conversación personal, encontrará a los res-ponsables más próximos a su localidad en: www.siemens.com/automation/partner

En la página Industry Mall puede hacer pedidos directamente por Inter-net: www.siemens.com/automation/mall

Siemens AGIndustry SectorIndustrial Automation SystemsPostfach 484890026 NÚREMBERGALEMANIA

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