Telecontrol / Téléconduite efficace

© Siemens AG 2012
Telecontrol
Téléconduite efficace
Brochure · Avril 2012
SIMATIC NET
Answers for industry.
© Siemens AG 2012
Industrial Remote Communication
Accès à distance industriel
Automatisation de la fabrication, industrie des procédés ou infrastructures publiques : quel que soit le domaine d'activité, la
large gamme de produits, systèmes et solutions Telecontrol et
Teleservice garantit dans le monde entier un accès à distance
sécurisé et économique aux machines réparties géographiquement, installations éloignées et applications mobiles de
toutes tailles.
Telecontrol (téléconduite) :
elle consiste à coupler des stations de processus géographiquement dispersées à un ou plusieurs postes de conduite centraux à des fins de conduite et de supervision.
Teleservice (télémaintenance/télédiagnostic) :
désigne l'échange de données avec des installations techniques géographiquement éloignées (machines, installations,
ordinateurs, etc.) à des fins de détection de défauts, de diagnostic, de maintenance, de réparation et d'optimisation.
Autres applications
Les bandes passantes élevées des nouvelles technologies de
transmission et des nouveaux standards sans fil permettent de
transmettre des quantités de données toujours plus importantes et même des enregistrements vidéo à haute résolution.
Cela rend de nouveaux domaines d'application possibles tels
que le transfert vidéo de véhicules mobiles, la surveillance de
l’état des éoliennes (Condition Monitoring), la supervision de
réseaux électriques intelligents (Smart Grid) ou la surveillance
de bâtiments.
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SIMATIC NET −
La communication industrielle de Siemens
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PROFINET/
Industrial
Ethernet
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2
Industrial Remote Communication
G_IK10_XX_10332
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SIMATIC NET
La communication industrielle est d'une importance
capitale pour des applications d'automatisation
performantes. Sa diversité se reflète dans l'étendue
des solutions de communication industrielle de
SIMATIC NET qui ne se limitent pas à la Industrial
Remote Commonication et à la Industrial Wireless
Commonication : elle couvre en effet, avec
PROFINET/Industrial Ethernet, PROFIBUS,
AS-Interface et IO-Link, tous les secteurs de la communication industrielle. Elle est la garantie d'une
solution optimale pour toute application, quel que
soit le secteur d'activité.
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Telecontrol
Solutions de téléconduite efficaces
Les procédés industriels s'étendent souvent sur de grands espaces, parfois même au-delà des frontières. Pour les superviser fiablement, les exploitants ont besoin d'un accès sécurisé
et économique à leurs installations et machines éloignées.
Les logiciels TeleControl Professional et TeleControl Basic de
Siemens constituent à cet égard des solutions efficaces pour
les applications les plus diverses. Ils assurent la supervision et
la conduite de stations déportées à partir d'un poste de
conduite central via un réseau de communication.
L'offre Siemens couvre un large choix de constituants et solutions système harmonisés pour postes de conduite, stations
déportées et réseaux.
Nos solutions Telecontrol reposent sur SIMATIC, le leader
mondial des systèmes d'automatisation et font donc partie de
Totally Integrated Automation (TIA), notre architecture système dédiée à une automatisation cohérente. TIA, c'est la garantie d'une parfaite interaction des constituants mis en
œuvre et la base d'une productivité accrue à long terme.
TeleControl Basic :
pour les solutions de téléconduite à faible degré d'automatisation ; le système prend également en charge un très grand
nombre de stations déportées et est idéal pour les automates
d'entrée de gamme.
TeleControl Professional :
pour les solutions de téléconduite de grande envergure à haut
degré d'automatisation ;
le système prend en charge de multiples structures de réseau
et supports de communication.
Les deux solutions sont combinables et exploitables indépendamment l'une de l'autre.
Telecontrol
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TeleControl Basic
Réduit à l'essentiel
Supervision et conduite optimale des stations déportées à
faible volume de données
TeleControl Basic se prête parfaitement à la supervision et
conduite à faible coût de machines et installations distantes
mais aussi à l'intégration de partenaires mobiles par radiocommunication (GPRS). Ce système de téléconduite est idéal
pour les tâches de supervision et de conduite simples, pour la
transmission de données de processus et pour le télédiagnostic et la télémaintenance.
La configuration simple et conviviale des stations déportées
fixes ou mobiles s'effectue sous SIMATIC STEP7 au sein du TIA
Portal. OPC Scout donne accès en lecture et écriture aux données du processus.
Les domaines d'application typiques sont la conduite de procédés, la gestion optimale des installations communales de
traitement des eaux, de distribution d'énergie et de surveillance de la circulation, ainsi que la gestion technique des
bâtiments.
Solutions modulaires
TeleControl Basic pour le poste de conduite
Le logiciel mis en œuvre au poste de conduite est TeleControl
Server Basic ; en tant que serveur OPC, il relie le système IHM
(WinCC, PCS7 ou WinCC flexible p. ex.) aux sous-stations. Le
logiciel du poste de conduite permet de gérer économiquement et efficacement jusqu'à 5 000 sous-stations.
Installations de
distribution
d'eau, d'épuration ou environnementales
Gestion
technique
centralisée des
bâtiments
Surveillance et
gestion de la
circulation
Mesure de la
consommation
et contrôle des
coûts dans les
réseaux
d'énergie
Téléconduite de
machines et
équipements
d'automatisation
Supervision de
partenaires
mobiles
Applications
diverses
par ex.
par ex.
par ex.
par ex.
par ex.
par ex.
par ex.
• centrales
hydrauliques
• irrigation
• distribution
d'eau potable
• réseaux de
canalisations
• surveillance
fluviométrique
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
éclairage
chauffage
optimisation
de la consommation
•
•
feux tricolores
projets de
tunnel
phares
systèmes de
gestion du
trafic
Possibilités de mise en œuvre de TeleControl Basic
4
TeleControl Basic
•
•
•
•
réseaux de
chauffage
urbains
éoliennes
stations de
transformation
installations
de biogaz
solaire
climatisation
distributeurs
de boisson
•
•
transports en
commun
transport
navigation
fluviale et
côtière
serres
mesure de
niveau dans
les silos
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PC with TeleControl
Server Basic
Industrial Ethernet
DSL router
PC with STEP 7 V11
Tunnel
S7ಣ1200 with
CP1242ಣ7
Station
S7ಣ1200 with
CP1242ಣ7
S7ಣ200 with
MD720-3
Station
Station
G_IK10_XX_30270
GPRS
Communication GPRS entre SIMATIC S7-1200 avec CP 1242-7 et TeleControl Server Basic
TeleControl Basic pour les sous-stations
Les sous-stations sont constituées d'un automate local
SIMATIC S7-1200 qui se distingue par sa compacité. Cette
compacité se retrouve sur les modules de communication au
même format qui assurent un accès à distance fiable, p. ex. via
le processeur de communication GPRS CP 1242-7.
Les sous-stations SIMATIC S7-200 peuvent également être
connectées au poste de conduite via des modules de communication externes.
Le système assure aussi bien la communication à distance
avec le poste central de conduite que la communication transversale avec les stations déportées.
Les blocs nécessaires à la programmation et à la configuration
des sous-stations de type SIMATIC S7-1200 sont contenus
dans STEP 7 Basic V11.
TeleControl Basic pour solutions en réseau
Les données sont transmises par voie hertzienne via une
connexion GPRS sécurisée (General Packet Radio Service).
Simplicité et souplesse de la communication sans fil des stations SIMATIC S7-1200 sont garanties par le processeur de
communication CP 1242-7. Le CP s'embroche directement sur
l'automate SIMATIC S7-1200 et se connecte à la CPU par le bus
de fond de panier.
Le modem série éprouvé MD720-3 reste à disposition pour les
stations déportées de type S7-200. Le modem est équipé
d'une interface RS232 et relié à l'automate S7-200 via l'adaptateur Siemens PPI.
La liaison GPRS est constamment en ligne et se comporte
comme une ligne spécialisée. Les données peuvent être immédiatement transmises et la défaillance d'une station est directement détectée. Malgré une connexion permanente, le
temps passé en ligne ne se répercute aujourd'hui pratiquement plus sur la facturation. Les tarifs GPRS à volume de données mensuel garanti sont de plus en plus courants et rendent
les coûts de transmission prévisibles. Des homologations internationales autorisent l'utilisation dans le monde entier.
TeleControl Basic
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TeleControl Basic
Réduit à l'essentiel
Avantages
Fonction de réveil
Points forts
Le système est évolutif ce qui permet de le faire passer de
quelques stations seulement à 5 000 stations déportées.
• "Réveil" de stations qui passent du mode de veille au mode
en ligne à des fins de diagnostic.
• Le CP est réveillé par son partenaire de communication, par
TeleControl Server Basic, par un appel ou un SMS de réveil
p. ex., afin qu'il établisse une liaison au partenaire en question.
• Pour des raisons de sécurité, le partenaire de communication doit s'authentifier pour la fonction de réveil, par ex.
avec la fonction CLIP.
Rentable
• Economie du coût de réalisation d'une installation de radiocommunication puisque les réseaux de téléphonie mobile,
même de différents opérateurs, peuvent être utilisés dans
un système de communication
• Faibles coûts d'exploitation en cas de liaisons GPRS permanentes ou à la demande et tarifs GPRS de facturation au volume avantageux
Nombreux avantages du GPRS
GPRS est une norme mondiale de radiocommunication mobile
publique. La liaison est établie en permanence, c.-à-d. que les
données sont immédiatement transmises et que la défaillance
d'une station est donc immédiatement détectable.
Génération simple et sûre des alarmes :
Avec TeleControl Basic, le personnel de permanence peut
être averti directement par messages SMS. Pour ce faire, le
CP 1242-7 peut émettre directement ou recevoir un SMS. Le
partenaire de communication est un téléphone mobile ou un
SIMATIC S7-1200.
Communication sécurisée via Internet
Le PC du poste de conduite doit constamment être joignable
dans le réseau GPRS. A cet effet, il doit être relié directement
à l'opérateur GPRS au moyen d'une ligne spécialisée ou, solution plus économique, être relié de façon permanente à Internet, p. ex. via DSL. Pour assurer la sécurité nécessaire lors de
la transmission des données par Internet, TeleControl Basic
dispose de son propre chiffrement. Le modem GSM/GPRS se
connecte ainsi via un tunnel au gestionnaire de connexion sur
le PC du poste de conduite. Ce tunnel permet aux deux partenaires d'échanger des données en toute sécurité, dans les
deux sens. On dispose ainsi également d'un moyen de communication entre stations, ce qui ne serait pas possible directement via GPRS. Le gestionnaire de connexion dispose à cet
effet d'une fonction de routage grâce à laquelle il redirige le
trafic de données entre stations via sa propre liaison.
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TeleControl Basic
Configuration simple
• Ingénierie standard avec STEP7, c.-à-d. programmation,
configuration du réseau et mise en service simples et rapides
• Constituants système harmonisés
• Configuration facile et conviviale des stations déportées
par plusieurs utilisateurs simultanément (fonctionnalité
multi-utilisateur)
• Télémaintenance et téléprogrammation des sous-stations
en cours de fonctionnement
Fonctions de Teleservice.
La solution complète intègre aussi la fonction Teleservice directement sous STEP 7 Basic V11.0 pour le CP 1242-7. Elle
permet aux constructeurs de machines et d'installations internationaux d'accéder dans le monde entier aux machines et
installations distantes à des fins de télédiagnostic ou de télémaintenance.
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Engineering station with STEP 7
TeleControl Server Basic
Internet
DSL router
Field PG with
STEP 7
Control center
S7ಣ1200 with
CP1242ಣ7
Industrial Ethernet
Tunnel
Station
G_IK10_XX_30265
GPRS
Connexion GPRS d'une station déportée SIMATIC S7-1200 à TeleControl Server Basic
Exemple d'application : irrigation dans l'agriculture
Tâche à réaliser
Les surfaces agricoles cultivées doivent être irriguées automatiquement et efficacement, notamment durant les chaleurs
estivales.
Solution
Les stations déportées du système d'irrigation, équipé de
vannes, sont constituées chacune d'un automate local
SIMATIC S7-1200 avec processeur de communication
CP 1242-7. La liaison de communication au poste de conduite
est établie via GPRS. Le système d'irrigation est entièrement
géré et supervisé efficacement par les logiciels SIMATIC WinCC
et TeleControl Server Basic du poste de conduite.
Avantages
Contrairement à l'utilisation de simples minuteries, la solution
de téléconduite à base de TeleControl Basic permet de piloter
l'irrigation en fonction des besoins. Les données météorologiques de la région sont acquises à cet effet par une station
météo et transmises par le logiciel TeleControl Server Basic via
une liaison GPRS sécurisée au poste de conduite central.
Là, un système SIMATIC WinCC analyse les mesures et élabore
automatiquement le programme d'irrigation le mieux adapté
aux conditions régnant à ce moment. Des valeurs réelles
fiables, issues de la zone urbaine, peuvent aussi être fournies
par des débitmètres électromagnétiques et transducteurs de
pression, également issus de la gamme de produits Siemens.
Un tel système est extensible jusqu'à 5 000 stations déportées.
TeleControl Basic
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TeleControl Professional
Vastes installations de processus sous contrôle à distance
TeleControl Professional est la solution de Siemens pour la supervision et la conduite automatiques efficaces d'installations
de processus distantes. Le système relie via OPC des automates locaux SIMATIC S7-300/-400 à un ou plusieurs postes
de conduite de processus, équipés de WinCC, PCS7, WinCC OA
(Open Architecture) ou de systèmes de contrôle-commande
d'autres marques. Dans le cas des oléoducs et gazoducs, les
stations déportées et stations de mesure sont souvent implantées à plus de mille kilomètres de l'installation centrale et du
poste de conduite. Il en va de même dans les domaines de la
distribution d'eau, de l'épuration des eaux usées, de la production et distribution d'énergie ou du chauffage urbain. La téléconduite et télésupervision de telles installations de processus
à large répartition géographique exigent une communication
des données rapide et souple ainsi qu'un maximum de sécurité des données. TeleControl Professional est la solution idéale
pour la mise en place de concepts SCADA (Supervisory Control
and Data Acquisition) complexes. De conception modulaire, il
offre une grande souplesse de mise en œuvre en fonction des
exigences du client.
Multi-point
(Line)
Star
Ring
Star via
dedicated line
Star via
wireless
Star via
mobile wireless
Star via
Internet
Le poste de conduite est connecté aux stations déportées via
WAN (Wide Area Network). TeleControl Professional prend en
charge les architectures de réseau et les modes de fonctionnement les plus divers – y compris les réseaux IP :
•
•
•
•
•
•
lignes spécialisées (cuivre ou FO)
réseaux de radiocommunication privés
réseaux commutés (analogiques, GSM)
Ethernet sans fil
Industrial Wireless LAN (IWLAN)
câbles optiques, mettant par ex. en œuvre les commutateurs SCALANCE X avec ports optiques permettant de
franchir des distances de 200 km.
• réseaux publics et Internet via DSL, (E)GPRS, UMTS
Les réseaux peuvent être adaptés au mieux aux conditions
rencontrées sur site. TeleControl Professional permet de réaliser des structures de réseau flexibles (en étoile, linéaires et nodales – ou des combinaisons de ces structures). Sans oublier
les possibilités de couplages redondants.
Star +
multi-point
Nodes
Path
redundancy,
1 medium
Path
redundancy,
2 media
G_IK10_XX_30290
Point-topoint
Réseaux combinables à volonté dans un projet
Complex network structure
(Example)
G_IK10_XX_30292
G_IK10_XX_30291
Complex network structure
(Example)
8
Eau
Pétrole
Gaz
Energie
par ex.
par ex.
par ex.
par ex.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
distribution d'eau potable
aqueducs
stations d'épuration des eaux
réseaux de canalisations
bassins d'eaux pluviales
TeleControl Professional
champs de forage
offshore / onshore
oléoducs
pipelines de produits
gazoducs
traitement du gaz
réseau de distribution du gaz
chauffage urbain
distribution d'énergie
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L'ensemble du réseau est automatiquement synchronisé –
y compris le passage à l'heure d'été/d'hiver.
Les protocoles de téléconduite envisageables sont le protocole
éprouvé SINAUT ST7, le protocole ouvert DNP3 ou les protocoles normalisés CEI 60870-5.
Sécurité des données
Une multitude de mesures contre l'altération et la perte des
données font partie intégrante du système TeleControl Professional. Les protocoles de téléconduite veillent à ce que les
données parviennent intactes au destinataire. Chaque module de transmission est équipé d'une mémoire intermédiaire
d'une capacité de plusieurs milliers de télégrammes de données. Il est ainsi possible de s'affranchir des interruptions de la
ligne de transmission. Les réseaux IP notamment sont protégés par des solutions VPN/pare-feu personnalisées.
Horodatage automatique
Pour un archivage ultérieur correct des données de processus
dans le système de conduite, tous les télégrammes de données sont horodatés dès leur génération.
Communication de données rapide et flexible
Cette communication s'effectue sur événement. Le personnel
opérateur, rapidement informé par des alarmes, des signalisations d'état et des valeurs du processus, peut ainsi intervenir à
tout moment dans la commande du processus en entrant des
ordres ou des valeurs de consigne. Parallèlement, il est possible de transmettre d'importants événements par SMS à un
téléphone mobile, si nécessaire avec transmission directe de
l'acquittement à la station émettrice. L'échange direct de données entre les stations du processus est également possible.
Ingénierie simple et peu coûteuse
TeleControl Professional permet de réaliser un concept de
communication homogène (TIA), parfaitement intégré dans
l'environnement SIMATIC. Le système d'ingénierie STEP 7 basé
sur les outils SIMATIC autorise la configuration graphique de
réseaux de communication entiers, l'adressage multiple des
données de processus, les contrôles de vraisemblance et synchronisations d'adresses.
G_PCS7_XX_00294
Protocoles de transmission
OS Clients
Engineering Station
TeleControl
OS Server
OS Single Station
(dedicated or
dual channel)
,QGXVWULDO(WKHUQHW
IEC 60870-5-104
or Modbus
DNP3
SINAUT ST7
TIM 4R-IE
Modem
Converter
TCP/IP - serial
TCP/IP
WAN router
IEC 60870-5-101
or Modbus
Converter
TCP/IP - serial
TCP/IP
WAN router
Modem
Modem
TCP/IP
communication
Serial
communication
Widely distributed
TeleControl
WAN
WAN
outstations
S7-300 +
TIM 3V-IE
Advanced
S7-400 +
TIM 4R-IE
TCP/IP
communication
Widely distributed
TeleControl
WAN
outstations
S7-300 +
TIM 3V-IE
S7-400 +
TIM 4R-IE
Serial
communication
WAN
TCP/IP
communication
Serial
communication
Widely distributed
TeleControl
WAN
outstations
S7-300 +
TIM 3V-IE
DNP3
S7-400/400H +
TIM 4R-IE
DNP3
Third-party
RTU
WAN
ET 200S with
PN CPU
ET 200S
with CPU
S7-300 +
CP 343 or
PN interface
S7-300 +
CP 341
S7-400/400H +
CP 443 or
PN interface
Third-party
RTU
S7-400/400H +
CP 441/
CP 341
Third-party
RTU
Possibilités d'intégration et de communication sous TeleControl Professional avec différents protocoles
TeleControl Professional
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TeleControl Professional
Vastes installations de processus sous contrôle à distance
Programmation et diagnostic à distance
Le réseau de communication permet d'exécuter aisément des
modifications de programme ou des diagnostics à distance sur
les stations déportées aussi bien en phase de mise en service
qu'en cours de fonctionnement, sans interruption de la communication de données de processus, ce qui permet d'économiser temps de déplacement et missions de maintenance.
Solutions modulaires
SIMATIC PCS 7 TeleControl et SIMATIC WinCC TeleControl
• Basé sur WinCC et PCS 7, complété par les couplages de
téléconduite
• Idéal pour les installations dans lesquelles des tâches de
téléconduite viennent s'ajouter à des tâches d'automatisation locales complexes.
• Protocoles SINAUT ST7, DNP3 ou IEC 60870-5
• Le système d'ingénierie est basé sur la technologie DBA
(Data Base Automation) et dispose d'une bibliothèque de
blocs étendue qui permet également le couplage de stations de téléconduite d'autres constructeurs.
TeleControl Professional pour le poste de conduite
Les systèmes de conduite de processus SIMATIC PCS 7 ou
SIMATIC WinCC permettent de regrouper dans un même système l'automatisation d'installations centrales et la supervision d'unités réparties. Ces systèmes assurent la conduite et
supervision des machines et installations à partir d'un poste
de conduite commun de même que leur configuration cohérente à l'aide d'un même système d'ingénierie.
Pour le dimensionnement du poste de conduite central, différentes variantes peuvent être sélectionnées :
SINAUT ST7cc
• Progiciel basé sur WinCC.
• Idéal pour SINAUT ST7
• Configurable comme système unique ou redondant
• Alimente en données du processus les archives mises à
disposition par WinCC, en fonction de l'horodatage fourni
par les stations déportées tout en intégrant des systèmes
de journalisation sectoriels (nécessaires à l'archivage des
données)
• Utilise pour la configuration les mêmes modules de communication que le système de téléconduite subordonné, ce
qui signifie que la communication homogène entre objets,
des capteurs au niveau du processus jusqu'au contenus visualisés et bases de données du système de conduite, se
solde par un gain de temps et une économie de coûts.
Conduite de processus unique pour unités centrales et déportées
Raccordement Couplage aux systèmes de conduite d'autres
constructeurs
Avec le progiciel SINAUT ST7sc à interface OPC, les stations de
téléconduite équipées de SINAUT ST7 peuvent également être
raccordées aux postes de conduite d'autres constructeurs.
ST7sc dispose de mécanismes complexes de sauvegarde qui
évitent la perte de données, même en cas de défaillance du
client OPC. Toutes les données de processus sont fournies
avec horodatage, et la configuration de l'interface OPC, elle
aussi, est simple et conviviale.
Les stations de téléconduite avec DNP3 peuvent être raccordées à tous les systèmes de conduite disposant d'une interface maître DNP3. Les stations de téléconduite basées sur le
système de téléconduite SIPLUS RIC (Remote Interface
Control) peuvent être raccordées à tous les systèmes de
conduite disposant d'une interface conforme à la norme
CEI 60870-5.
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TeleControl Professional
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TeleControl Professional pour sous-stations
Les sous-stations du système de téléconduite TeleControl
Professional reposent sur des automates SIMATIC S7-300 et
S7-400. Des modules de communication TIM (Telecontrol
Interface Module) gèrent le trafic de données via leur réseau
de communication et permettent de transmettre fiablement
les données de commande et de processus. Quant aux protocoles de communication, l'utilisateur a le choix entre le protocole éprouvé SINAUT ST7 et le protocole normalisé DNP3. Le
module TIM est logé dans un boîtier SIMATIC S7-300.
Variante TIM
TIM 3V-IE
TIM 3V-IE
Advanced
TIM pour salle de
contrôle
Atouts des modules de communication TIM
• Mémoire de télégrammes pour l'enregistrement sans faille
des données, horodatage compris, sur TIM lorsque la voie
de communication est en dérangement ou qu'un partenaire est en panne et pour réduire les coûts de connexion
sur le réseau commuté.
• Configuration et manipulation aisées sans connaissances
particulières en informatique
• Communication IP via liaisons cryptées
• Possibilité de connexion à tout réseau WAN classique ou
basé sur IP
• Configuration de station peu coûteuse
TIM 3V-IE DNP3
4
TIM pour stations
déportées
4
TIM 4R-IE
TIM 4R-IE DNP3
4
4
4
4
4
Mémoire tampon
jusqu'à 16 000
télégrammes
jusqu'à 32 000
télégrammes
jusqu'à 50 000
télégrammes
jusqu'à 54 000
télégrammes
jusqu'à 200 000
télégrammes
Automate
S7-300
S7-300F
S7-300
S7-300F
S7-300
S7-300F
S7-300 / S7-300F
S7-400 / S7-400F
PC
S7-300
S7-400 / S7-400F
S7-400H
Interfaces
RS232 / Ind. Ethernet
(RJ45)
RS232 / Ind. Ethernet
(RJ45)
RS232 / Ind. Ethernet
(RJ45)
2x série (RS232,
RS485) / 2x Ind.
Ethernet (RJ45)
2x série (RS232,
RS485) / 2x Ind.
Ethernet (RJ45)
SIPLUS extreme
4
4
Possibilités de connexion variées de modems externes à tout réseau classique ou basé IP, grâce à diverses interfaces. La variante TIM 4R-IE propose quatre
voies de transmission. Celles-ci peuvent toutes être différentes et être utilisées indépendamment les unes des autres, mais aussi dans n'importe quelle
combinaison redondante.
Variante DNP3 pour TIM 3V-IE et TIM 4R-IE
Bundles SIPLUS RIC :
Les variantes DNP3 sont spécialement conçues pour les stations déportées de l'installation. Elles permettent de raccorder
des stations déportées S7-300 ou S7-400/-400H à un poste de
conduite à interface maître DNP3, PCS 7 ou WinCC p. ex.
• SIPLUS RIC propose des sous-stations pour le système de téléconduite TeleControl Professional. Ces sous-stations permettent de mettre en œuvre les protocoles de téléconduite
CEI 60870-5-101, -103, -104 sur une base SIMATIC. Les
SIPLUS RIC Bundles comprennent généralement :
• CPU
• Module d'interface/de communication
• Carte mémoire
• CD avec bibliothèque et licence.
TeleControl Professional
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TeleControl Professional
Vastes installations de processus sous contrôle à distance
Exemples d'application : distribution d'eau potable
Tâche à réaliser
On souhaite assurer, par un système commun, la gestion et la
surveillance de la distribution d'eau d'une commune. Les installations suivantes doivent être intégrées au réseau :
• Production de l'eau : stations de pompage et de puisage
• Distribution de l'eau : citernes, châteaux d'eau
• Installations de traitement de l'eau
SIMATIC S7-400 controller (redundant)
SINAUT ST7cc
and WinCC
Industrial Ethernet
Switch
SCALANCE
X208 (redundant)
More
remote
stations
Communications module
TIM 4R-IE
Switch
SCALANCE S
Control center
GPRS
MD2
dedicated line
modem
DSL router
Internet
VPN tunnel
GSM/ GPRS
Modem
MD741-1
SIMATIC
S7-300 with
TIM 3V-IE
advanced
and MD2
Remote station with GPRS connection and dedicated line (1 out of 17)
Configuration du système du poste de conduite et de l'une des stations
déportées. Pour garantir l'alimentation en eau potable, les équipements
du poste de conduite et les liaisons aux stations déportées doivent être
redondants.
12
TeleControl Professional
Solution
Toutes les stations de processus sont commandées localement par un API SIMATIC équipé d'un processeur de communication TIM pour établir la liaison de téléconduite aux postes
de conduite. Les stations sont raccordées par des liaisons redondantes via le réseau téléphonique public commuté (modem MD2) et GPRS (routeur GPRS MD741-1). Le routeur GPRS
est connecté au processeur de communication TIM local via
l'interface Ethernet et équipé d'une antenne GSM.
Le centre de distribution des eaux utilise le système de conduite
et de supervision WinCC qui a été complété par le progiciel
SINAUT ST7cc. Celui-ci assure, en relation avec les modules de
téléconduite centraux, l'échange des données avec les stations.
Les données reçues dans les stations sont visualisées dans des
vues de processus individuelles ou dans des barres de signalisation. Les informations de processus importantes sont archivées
en fonction de l'horodatage fourni. Le personnel opérateur peut
directement intervenir dans le processus en donnant des ordres
ou en spécifiant de nouvelles consignes, par ex. mettre
sous/hors tension des pompes ou manœuvrer des vannes.
La sécurité des données et des communications est assurée par
un Scalance S qui bloque tout accès non autorisé de l'extérieur.
Avantages
• Gestion efficace et sûre de la distribution d'eau dans son
ensemble.
• Haute sécurité et disponibilité des réseaux de communication grâce à des connexions redondantes.
• Améliore la sécurité de l'approvisionnement tout en
réduisant les frais d'exploitation
Autres exemples d'application :
Des applications de ce type ou similaires sont également envisageables dans le domaine des eaux usées, pour les stations
d'épuration et réseaux de canalisations p. ex. TeleControl
Professional se prête aussi à la supervision d'aqueducs.
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Exemples d'application : extraction du pétrole
Tâche à réaliser
Dans un champ pétrolifère disséminé, il s'agit d'extraire du pétrole de la terre par le procédé d'injection d'eau et de l'acheminer par un système d'oléoducs jusquà un terminal pétrolier.
Pour ce faire, les dispositifs d'injection comme les puits de pétrole (plus de 100) doivent être surveillés et commandés. Il est
impératif de mesurer sur site les pressions, températures, débits et d'en déduire les fonctions pour la commande du processus d'extraction et de transport, par ex. par l'ouverture et la
fermeture de vannes ou la mise en marche de pompes.
Solution
Toutes les stations de processus sont commandées localement par un API SIMATIC. Les modules de communication TIM
et appareils de radiocommunication raccordés en série assurent leur intégration dans le système de téléconduite et de télésurveillance. Le poste central de conduite interroge par voie
hertzienne toutes les stations et les invitent à lui transmettre
les données de production qui ont évoluées depuis la dernière
interrogation. Le module TIM central qui reçoit l'heure via le
récepteur GPS, assure la synchronisation de l'ensemble du système Telecontrol. Le progiciel SINAUT ST7sc permet de mettre
toutes les données à disposition du système de conduite. Le
personnel opérateur est en mesure de suivre l'évolution de
chaque station de processus ou d'intervenir dans le processus
local par des ordres de commande.
Avantages
• Surveillance et commande sûres de tout le processus
d'extraction du pétrole
• Utilisation efficace des capacités de transport
• Maintenance préventive par acquisition et transmission des
heures de fonctionnement des machines
Autres exemples d'application :
Des solutions système similaires sont également mises en
œuvre dans les domaines du gaz et de l'énergie, notamment
pour les gazoducs, le traitement et la distribution du gaz, le
chauffage urbain et la distribution d'énergie.
Water injection
Producers
Oil
Oil displaced
by water
Water injection
Water
Procédé d'injection d'eau pour l'extraction du pétrole
TeleControl Professional
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Remote Networks
Liaisons de téléconduite polyvalentes
Les modems et constituants de radiocommunication pour environnement industriel établissent les liaisons entre un ou plusieurs postes de conduite et les sous-stations.
Siemens propose une gamme complète de produits et solutions mais aussi d'accessoires conçus pour communiquer via
des lignes spécialisées privées, réseaux commutés ou réseaux
IP tels que DSL, (EGPRS et UMTS).
Modems/ constituants de radiocommunication en détail
Modem de ligne spécialisée MD2
• Pour liaisons point à point ou multipoints sur lignes
spécialisées cuivre
• Utilisable comme répéteur
• 19 200 bit/s. max.
Modem MD3 pour réseaux commutés
• Pour réseau téléphonique analogique
• Egalement utilisable comme modem de ligne spécialisée
pour liaisons point à point
• 33 600 bit/s. max.
Modem GSM/GPRS MD720-3
• Modem de radiocommunication à interface RS 232
• Supporte les services GSM CSD (Circuit switched data),
SMS et GPRS
• Utilisation : transmission de données via GPRS, envoi de
SMS ; commutable sur CSD (uniquement appel entrant)
pour la télémaintenance
Communication basée IP
L'intégration de réseaux locaux par la communication IP via
WAN permet d'accéder rapidement, même à l'aide de matériel
mobile, aux applications Telecontrol et de communication à
distance industriel.
La communication IP améliore la disponibilité des connexions
à distance et le trafic de données grâce à une plus large bande
passante. Elle permet donc de transférer des données en
masse, notamment des données vidéo. Il est par ailleurs possible d'accéder en parallèle à plusieurs équipements terminaux. L'exploitation de tels réseaux doit cependant s'accompagner de mesures de sécurité plus strictes (pare-feu, VPN).
Siemens propose à cet égard un concept de sécurité cohérent
comprenant tous les accessoires requis.
Constituants GPRS/UMTS en détail
Routeur GPRS MD741-1
• Routeur de radiocommunication avec interface RJ45
• Prend en charge le service GSM GPRS
• Trafic montant : 118 kbit/s max.
Trafic descendant : 237 kbit/s max.
• Sécurité élevée grâce au routeur VPN intégré (IPSec) et au
pare-feu
• Utilisés pour TeleControl Professional, la télémaintenance
et des applications diverses telles que la transmission de
données à des partenaires mobiles.
SCALANCE M873
• Routeur UMTS (HSDPA), EGPRS, GPRS
• Trafic montant : 384 kbit/s max.
Trafic descendant : HSDPA jusqu'à 3,6 Mbit/s
• 1 connecteur d'antenne
• 1 port RJ 45 à 10/100 Mbit/s
• Utilisés pour TeleControl Professional, la télémaintenance
et le télédiagnostic
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Remote Networks
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SCALANCE M875
• Routeur UMTS (HSDPA + HSUPA), EGPRS, GPRS
• Trafic montant : HSUPA jusqu'à 5,76 Mbit/s
Trafic descendant : HSDPA jusqu'à 14,4 Mbit/s
• Temps de transmission nettement plus courts grâce à une
plus large bande passante avec HSDPA d'où compatibilité
avec les applications multimédias à haut débit
• 2 connecteurs d'antenne (diversité d'antennes) pour une
transmission fiable à haut débit
• VPN avec IPsec
• 2 ports RJ 45 à 10/100 Mbit/s
• La plage de température étendue de -30°C à +75°C permet
d'utiliser le SCALANCE M875 en extérieur
• Grâce aux fonctions de sécurité intégrées du concept
Industrial Security (pare-feu et VPN avec IP-Sec), le
SCALANCE M875 sécurise les connexions aux cellules
d'automatisation décentralisées
• Homologation ferroviaire (EN 50155, e1/E1)
• Utilisés pour TeleControl Professional, la télémaintenance,
le télédiagnostic et les applications diverses telles que la
vidéosurveillance
SCALANCE DSL
S612 modem
SCALANCE M – Designed for Industry
• Coûts réduits d'investissement et d'exploitation pour la
conduite et supervision de sous-stations connectées sans fil
• Réduction des frais de déplacement ou de personnel par la
programmation à distance et le télédiagnostic via UMTS
• Forme et propriétés électriques adaptées à une utilisation
dans les secteurs industriels et apparentés.
• Diagnostic convivial via interface Web
• Sécurité élevée grâce à un pare-feu intégré
• Simplicité de conception et de mise en service de sous-stations sans connaissances spéciales en radiocommunication
• Utilisation dans le monde entier (tenir compte des homologations nationales !)
SIPLUS extreme
Tous les modems et constituants de radiocommunication
(sauf SCALANCE M) existent également en version SIPLUS
extreme pour applications en conditions ambiantes extrêmes.
VPN tunnel 2
S7-300 with
CPU 315-2 DP
and CP 343-1
Lean
VPN
tunnel 1
Service Center
MD741-1
PROFIBUS
Internet
Remote Station 2
S7-300
with CPU
315-2PN/DP
S7-300 with
CP 343-1
Advanced
Service PC with
Software SOFTNET
Security Client
SCALANCE
M875
Remote Station 1
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet
UMTS
cell phone
G_IK10_XX_30188
Mobile radio
Interconnexion en réseau typique via liaisons sécurisées
Remote Networks
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Remote Networks
Liaisons de téléconduite polyvalentes
Mise en œuvre des constituants de réseau Ethernet
standard SCALANCE X, SCALANCE W et SCALANCE S
Particularité de GSM/ GPRS/ UMTS en tant qu'élément
d'Industrial Wireless Communication (IWC)
Les constituants de réseau Industrial Ethernet de la large de
gamme de produits SIMATIC NET se prêtent en outre à la réalisation de réseaux IP.
Les modems et routeurs complètent l'offre de Siemens en
constituants sûrs, robustes et fiables dédiés à la communication sans fil. Industrial Wireless LAN (IWLAN) offre une plus
grande liberté lors de la réalisation de l'installation, minimise
les temps de maintenance et d'immobilisation et permet
d'agencer les processus bien plus efficacement. L'avantage de
la solution sans fil réside avant tout dans la simplicité et la
flexibilité d'accès à des partenaires mobiles, difficilement joignables ou fort éloignés.
Pour les transmissions à grande distance, le choix se portera
de préférence sur les versions FO des commutateurs Industrial
Ethernet SCALANCE X. Ces commutateurs, proposés en diverses formes de boîtier, sont en effet conçus pour des distances jusqu'à 200 km et un environnement industriel.
Les produits de la famille SCALANCE W permettent quant à
eux d'établir des connexions sans fil via les systèmes de radiocommunication standard de type Industrial Wireless LAN
(IWLAN).
Les constituants SCALANCE S assurent une sécurité optimale
sur les réseaux de communication d'où la possibilité d'établir
simultanément jusqu'à 128 liaisons VPN.
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Remote Networks
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Telecontrol
Accessoires
Antenne ANT 794-4MR (6NH9860-1AA00)
• Antenne omnidirectionnelle, stationnaire, quadribande
pour GSM 850, 900, 1800, 1900 et UMTS 1900
• Montage hors potentiel en intérieur ou extérieur
• Y compris 5 m de câble de raccordement "Low Loss" fixé à
l'antenne
• Pour la connexion aux appareils de radiocommunication
mobile :
MD720-3, MD 741-1, SCALANCE M873, SCALANCE M875
Antenne ANT 794-3M (6NH9870-1AA00)
• Antenne plate tribande pour GSM 900, 1800, 1900 MHz
• Montage hors potentiel en intérieur ou extérieur
• Y compris 1,2m de câble de raccordement "Low Loss" fixé à
l'antenne
• Pour la connexion aux appareils de radiocommunication
mobile :
MD720-3, MD 741-1
Module parasurtension LTOP
• La mise en œuvre d'un module LTOP permet de réduire les
tensions auxiliaires et surtensions sur les lignes spécialisées
à un niveau non dangereux.
• Le transformateur libre de potentiel assure de plus un
découplage galvanique ce qui empêche un transfert de
tension sur les autres parties de la ligne.
• Le module LTOP protège les personnes et les investissements et représente donc un élément de protection indispensable dans les réseaux privés de lignes spécialisées.
Transformateur de ligne
Le transformateur quadruple permet, dans un centre de
conduite, de raccorder en étoile deux à quatre liaisons point à
point ou linéaires (2 fils) ou de combiner les deux topologies
de réseau.
Câbles de liaison
Pour l'interconnexion des constituants de téléconduite ainsi
que leur connexion à un réseau WAN, il existe toute une
gamme de câbles de liaison standard. Certains de ces câbles
de liaison sont livrés en standard avec les constituants matériels, d'autres peuvent être commandés en fonction des besoins.
Telecontrol
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Telecontrol
Accès à de nouveaux domaines d'appli- Migration –
cation grâce à la communication IP
investir dans l'avenir
Mise en œuvre multimédia, p. ex. transmission vidéo via
le réseau de radiocommunication mobile à des fins de
vidéosurveillance p. ex.
De tels projets se distinguent par un besoin élevé permanent de
bande passante. La visualisation d'émissions de télévision p. ex. en
plus des informations courantes à l'attention des passagers dans
les transports publics suburbains ou la vidéosurveillance dans les
trains contribuent à la sécurité des passagers. Selon la sensibilité
des applications, la transmission des données doit être sécurisée et
leur intégrité garantie par des méthodes de cryptage appropriées.
Transmission vidéo en temps réel pour accroître la
sécurité des passagers (vidéosurveillance)
■
Connexion de données pour distributeurs de tickets,
services d'infodivertissement et Internet à bord
■
Surveillance proactive de la technique du véhicule
(télémétrie)
Afin que les entreprises soient demain encore à la hauteur des
exigences des marchés, il faut dès aujourd'hui étendre et moderniser les systèmes et installations. Cependant, compte
tenu que la base installée représente une valeur énorme en
termes de matériel, de logiciels applicatifs et de savoir-faire du
personnel opérateur et de maintenance, l'exploitant d'installations accorde toujours une grande importance à la pérennité
de son investissement.
Le succès d'une migration réside essentiellement dans une solution technique adaptée de façon optimale aux exigences du
client et à l'installation en question. La ligne directrice va dans
le sens de la minimisation du risque technique et financier et
de la pérennisation de l'investissement unique à long terme.
Avantages
■
Stratégie de migration
C'est pourquoi Siemens estime qu'il est de son devoir de
développer, en collaboration étroite avec le client et les intégrateurs système, une solution d'avenir personnalisée qui soit
conforme à l'état de l'art, c.-à-d. en mettant en œuvre les systèmes de téléconduite TeleControl Basic et TeleControl Professional, selon les principes suivants :
Nota :
Lors de la mise en réseau de l'installation, il convient de
prendre des mesures de protection appropriées (par ex.
sécurité informatique par segmentation du réseau) pour garantir la sécurité fonctionnelle. Vous trouverez de plus amples
informations sur la sécurité industrielle et le concept Industrial
Security à l'adresse Internet
www.siemens.com/industrialsecurity.
• innovation du système étape par étape
• adaptation aux conditions spécifiques de l'installation
• flexibilité en fonction des exigences de la production
Central monitoring center
Internet
SCALANCE
S612
Provider APN
DSL
router
UMTS
Control center
IP camera
Industrial Ethernet
VPN tunnel
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Telecontrol
SCALANCE
X204-2TS
IP
camera
G_IK10_XX_30294
SCALANCE
M875
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Scénarios de migration typiques
En fonction de facteurs techniques et économiques spécifiques à chaque projet de migration, de nombreux scénarios
différents sont possibles. Les produits TeleControl offrent la
modularité et la flexibilité nécessaires à la réalisation de ces
scénarios.
Scénario 1 : remplacement du système IHM existant par
un poste de conduite WinCC/PCS 7
Lorsque le système IHM (Interface Homme-Machine) est techniquement dépassé ou que la gestion des pièces de rechange
devient trop coûteuse, que ce système ne correspond plus aux
directives et normes en vigueur pour les postes opérateurs ou
que des évolutions fonctionnelles sont nécessaires, il est possible de remplacer simplement le système IHM existant par le
système SIMATIC WinCC ou PCS 7 et de l'adapter ainsi aux exigences actuelles. Les stations de téléconduite, la périphérie de
processus et le logiciel d'application sont conservés.
• Coût minimal
• Risque calculable
• Prolongation de la durée de vie de l'ensemble de
l'installation
• Nouvelles possibilités d'application
• Ouverture du système au monde des TIC
Scénario 2 : extension d'une installation existante
L'installation existante est dans un premier temps conservée
et complétée par de nouvelles sections/unités équipées d'automates SIMATIC S7.
• Extension simple et pas à pas de la capacité de l'installation
• Risque calculable
• Introduction de nouvelles technologies (par ex. IHM,
Industrial Ethernet, DSL, (E)GPRS, UMTS, liaisons radio,
communication transversale)
• En association avec le scénario 1, conduite de processus
par un système IHM homogène
Scénario 3 : modernisation étendue
Une pénurie d'approvisionnement en pièces de rechange, une assistance insuffisante et le besoin de fonctions complémentaires
peuvent imposer une modernisation complète de l'ancien système
par la mise en place des systèmes de téléconduite évolutifs TeleControl Basic et TeleControl Professional en relation avec SIMATIC
WinCC. Le cas échéant, cette modernisation peut avoir lieu en
cours de fonctionnement. Ceci permet de continuer à utiliser le niveau d'E/S existant et de garantir la pérennité de l'investissement
en câbles, composants matériels ou en ingénierie d'application
• Augmentation des performances
• Introduction de nouvelles technologies (par ex. IHM,
Industrial Ethernet, DSL, (E)GPRS, UMTS, radiocommunication, communication transversale)
• Ouverture du système au monde des TIC
• Prolongation de la durée de vie de l'ensemble de l'installation
• Réduction du nombre de fournisseurs de systèmes
• Suppression des goulets d'étranglement et des relations de
dépendance
Avec ses systèmes de téléconduite évolutifs, ses solutions de
migration et ses services innovants, son savoir-faire acquis de
longue date en matière d'automatisation des processus et de
migration et son réseau mondial de services, Siemens apporte
la preuve de sa compétence et fait bénéficier ses clients de la
sécurité d'un partenaire fiable.
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Pour de plus amples informations
Pour en savoir plus sur SIMATIC NET :
www.siemens.com/simatic-net
Pour en savoir plus sur Industrial Remote Communication/Telecontrol :
www.siemens.com/industrial-remote-communication
www.siemens.com/telecontrol
www.siemens.com/rtu
www.siemens.com/siplus-ric
www.siemens.com/pcs7
Matériel d'information à télécharger :
www.siemens.com/automation/infocenter
Manuels SIMATIC Guide :
www.siemens.com/simatic-docu
Service & Support:
www.siemens.com/automation/service&support
Interlocuteurs SIMATIC NET :
www.siemens.com/automation/partner
Industry Mall pour la commande en ligne :
www.siemens.com/industrymall
Siemens AG
Industry Sector
Industrial Automation Systems
Postfach 4848
90026 NÜRNBERG
ALLEMAGNE
www.siemens.com/automation
Sous réserve de modifications
PDF (6ZB5530-1SA03-0BA3)
MP.R1.SC.ICBR.49.2.06
BR 0412 PDF 20 Fr
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Les informations de cette brochure contiennent des descriptions ou
des caractéristiques qui, dans des cas d'utilisation concrets, ne sont pas
toujours applicables dans la forme décrite ou qui, en raison d'un développement ultérieur des produits, sont susceptibles d'être modifiées.
Les caractéristiques particulières souhaitées ne sont obligatoires que
si elles sont expressément stipulées en conclusion du contrat. Sous
réserve des possibilités de livraison et de modifications techniques.
Toutes les désignations de produits peuvent être des marques ou des
noms de produits de Siemens AG ou de sociétés tierces agissant en
qualité de fournisseurs, dont l'utilisation par des tiers à leurs propres
fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs.