TIA Portal : wow, génial

Transcription

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simatic
magazine
Le magazine des produits d’automatisme et d’entraînement
s
Photo : Florent Doncourt.
N° 57 - NOVEMBRE 2010
TIA Portal : wow, génial !
Solution
Solution
Solution
Chez APX
SIMATIC CPU 317 TF-2DP
CCI de Quimper
MAPI, associé à Siemens, assure
le revamping d’une machine
de production d’épingles,
flexible et à 13 axes.
Interpolation 3D et fonction
de sécurité dans une même CPU.
Un élévateur à bateaux piloté par
un pupitre mobile en liaison Wifi.
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Sommaire
AS-i Power 24V :
Extension de la norme AS-Interface
Nouveaux produits
SIMATIC HMI :
Les SIMATIC PC entrent en zone
4
SIMATIC S7 :
iCore inside ! Des architectures
d’automatisme SIMATIC S7
plus simples, moins chères :
les nouvelles fonctions
Ethernet/Profinet sont arrivées
10
Ingénierie de process :
Pour une conception efficace
du contrôle-commande
13
TIA Portal :
Une révolution sur des bases
éprouvées
18
SIMATIC HMI sans fil et de sécurité
Mobile Panel 277F IWLAN :
continuité de service
24
entre antennes
Drive Technology
34
SIMATIC CPU TF-2 DP :
L’interpolation 3D, associée aux
fonctions de sécurité dans une
même CPU technologique
36
SITOP Power :
La gamme SITOP innove
et s’agrandit
38
Accouplements et
réducteurs Flender :
Partenariats et synergies
au profit des Mechanical Drives D
22
Solutions
APX tire ses épingles
du jeu des 13 axes
Concarneau rénove son
élévateur à bateaux :
IHM de la Basic Line et sécurité
machine sur pupitre mobile WiFi
Scalance X-Poe :
Une gamme élargie de switches
intégrant la télé-alimentation
des apareils via Ethernet
6
Siemens S.A.S. - Division IA DT (*)
Tél. : 0821 801 111 (0,78 € TTC/mm)
(*) Industry Automation & Drive Technologies
26
Siemens S.A.S.
Division IA DT
9, Boulevard Finot
93527 St Denis Cedex 2
Tél : 0 821 801 111
Fax : 01/49/22/29/42
29
Rédactrice en chef : Fabienne Fremaux
Réseaux :
Nouveaux composants
PROFIBUS pour plus de
flexibilité des topologies
30
Pupitres opérateurs :
La Comfort Line complète l’offre
31
SIMATIC RF300/RF600 :
La RFID pour toutes les applications
industrielles et logistiques
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32
Rédacteurs : Reynald Amelineau, Patrick
Brassier, Pierre Etcheberry, Yves Etcheberry,
Alexis Fremin du Sartel, Frédéric Lentz,
Frédéric Jeanparis, Michel Müller, Franck
Noyaret,Frédéric Splittgerber, Isabelle Stoltz,
Dominique Thibot
Education Nationale
Au CRAN, la plate-forme CISPI
simule la conduite en sécurité
de grands systèmes industriels
à risque
Directeur de la publication : Vincent Jauneau
14
Réalisation : Public’s
Photos : Siemens SAS, Siemens AG
Tirage : 24 000 exemplaires
Marques de fabrique : SIMATIC
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Edito
simatic
magazine
Edito
TIA Portal : la porte ouverte
à toutes vos envies logicielles…
Bonjour,
Lundi 22 novembre 09:00, le salon de l’Emballage ouvre ses portes à Villepinte.
Nous vous attendons de pied ferme sur notre stand, situé Hall 5, 5ab129 pour y
découvrir l’ensemble de nos solutions innovantes et énergétiquement efficaces en
matière de packaging.
Mardi 23 novembre 11:30, toujours au 5ab129 du salon de l’Emballage, c’est un
rideau qui s’ouvrira cette fois sur notre Innovation 2010, le TIA Portal. Embarquement immédiat pour l’intuitivité, l’ergonomie et le temps gagné. Avec
TIA Portal, l’ensemble de nos logiciels sera intégré dans un seul et même portail,
avec une base de données unique. Notre nouvelle plate-forme logicielle vous
passionne déjà et vous bouillez d’impatience d’en savoir plus ? Rendez-vous sans
plus attendre en page 18 de notre magazine.
A la lecture de ce dossier consacré à notre grande nouveauté, vous découvrirez
qu’à très court terme, tous nos nouveaux composants matériels intégreront le TIA
Portal. C’est par exemple le cas de notre nouvelle gamme de pupitres Comfort
Line. Ces petits pupitres riches en fonctionnalités attendent le lecteur assoiffé
d’avancées technologiques que vous êtes en page 31.
Toujours dans la famille des IHM, demandons les pupitres de la
Basic Line que nous retrouvons cette fois en page 26 et entre de
bonnes mains : celles de Monsieur l’Adjoint au Directeur de la société
Semcar, dans le cadre d’un projet de rénovation des automatismes
d’un élévateur hydraulique du port de Concarneau.
Bonne lecture !
Jacques Ravoire,
Directeur Marketing Automatisation
et Branches Industrielles
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Nouveaux produits
Les SIMATIC PC entrent en zone ATEX
Siemens commercialise une nouvelle
gamme de terminaux de conduite
IHM pour une utilisation en
atmosphère explosive. L’installation
en zone des solutions Panel PC ou
simple moniteur est facilitée grâce
aux nombreuses configurations
produits disponibles ainsi qu'au large
choix des options mécaniques
concernant le montage.
Les solutions ATEX sont régies par deux
directives européennes réglementant les
ATmosphères EXplosives : la directive
94/9/CE dont l’application est obligatoire
depuis le 1er juillet 2003, et la directive
99/92/CE entrée en application le 1er juillet
2003 pour les nouvelles installations, et
devenue obligatoire le 1er juillet 2006
pour les autres installations. La première
directive concerne les fabricants d’instruments et d’équipements pour atmosphères
explosives et vise à rapprocher les différentes législations des états membres
pour les appareils et les systèmes de protection destinés à ces zones dangereuses.
La seconde directive fournit les prescriptions minimales de protection en matière
de sécurité et de santé des travailleurs
susceptibles d’être exposés aux risques
d’atmosphères explosives… c’est-à-dire
des atmosphères qui pourraient devenir
explosives en raison des conditions locales
ou opérationnelles.
Les zones concernées sont celles contenant des gaz ou des poussières, et elles
sont définies selon des classes de danger :
• Pour les gaz
Zone 0 : danger permanent
Zone 1 : danger potentiel
Zone 2 : danger minime
• Pour les poussières
Zone 20 : danger permanent
Zone 21 : danger potentiel
Zone 22 : danger minime.
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Flexibilité de choix des configurations
SIMATIC HMI
Trois configurations sont disponibles.
La solution intégrée (unité centrale + écran)
de type Panel PC, le déport d'écran simple
ou de type Client Léger, ces solutions sont
toutes conçues pour répondre aux besoins
des applications de mise en zone d’un écran
de conduite : elles sont adaptées pour les
zones 1, 2, 21, 22 et disponibles avec un
indice de protection IP66 (étanchéité à la
poussière et au jet d’eau). Elles possèdent
Les avantages
décisifs du Panel
PC Ex
• Conçu pour un montage direct
en zones 1 et 2,
• Pas de coût additionnel pour la
certification,
• Fonctionnement sans maintenance
(pas de disque dur, ni de pile, ni de
ventilateur).
les certificats GOST-R, UL, et DNV pour les
applications marines. Les appareils peuvent
être montés directement en zone (sans
avoir à recertifier un coffret, donc sans coût
additionnel).
La conception pour le raccordement des
interfaces (ethernet, USB..) respecte les
contraintes des installations en zone Ex.
Tous les signaux electriques sont ramenés
sur bornes. Enfin le processeur ainsi que
l'alimentation sont intégrés dans un "putting" evitant ainsi toutes dissipations thermiques excessives.
En ce qui concerne l'affichage et la face
avant, tous les modèles disposent d'une
dalle tactile 15" ou 19" associée à 8 touches
de fonctions pour une plus grande souplesse d'utilisation. Il est possible en option
de selectionner un clavier étanche avec ou
sans trackball, l'ensemble étant monté sur
un support inox. Pour un confort optimal
en utilisation extérieure, les versions 15"
disposent de l'option d'affichage haute
luminosité.
Le modèle client léger s'appuie sur le
protocole RDP (Remote Desktop Protocol)
permettant à l’utilisateur de se connecter
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Nouveaux produits
sur un ordinateur exploitant Microsoft
Terminal Services. L’affichage est déployé
en zone via Ethernet sur média cuivre ou
optique. Le déport de la solution Moniteur
seul s'effectue au travers d’un switch KVM
(Keyboard, Video, Mouse, soit "clavier,
écran, souris") : c’est le moyen le le plus
simple pour déployer un écran en zone Ex.
Les Panel PC Ex (sans pile) sont équipés
d’un processeur Intel Atom N270 à basse
consommation électrique (2,5 W), d’une
mémoire compacte flash ou d’un disque
dur. Ils fonctionnent sous Windows XP
embedded ou XP Professionnel.
Pour l’intégration en zone…
… on peut commander le modèle livré
monté dans un coffret inox avec son pied
(hauteur 1,30 m) , ou associé à un bras pour
un montage sur potence. Ces ensembles
autorisent une rotation sur 300 degrés.
L’affichage est déployé en zone via
Ethernet sur média cuivre ou optique.
i
Zone 2
Zone ne présentant normalement
pas ou uniquement de manière
ponctuelle en service normal une
atmosphère explosive.
Zone 1
Zone dans laquelle il peut se
former occasionnellement
en service normal une atmosphère
explosive.
Zone 0
Zone présentant fréquemment
ou de manière prolongée une
atmosphère explosive.
Zone 0 / 1 / 2
Sous la forme d’un mélange d’air
et de gaz, vapeur, brouillard
inflammable.
Zone 20 / 21 / 22
Sous la forme d’un nuage de
poussière inflammable en
suspension dans l’air.
Lien :
www.siemens.fr/automation
zone 2/22
zone 1/21
zone 0/20
zone 0/20
IP 5 4
1er chiffre
Protection contre
la pénétration de
corps étrangers
et poussière
2ème chiffre
Protection contre
la pénétration d’eau
Remarquable : le faible poids des matériels
qui n’excède pas 19 kg pour le Panel de
15“ et 23 kg pour celui de 19“, rendant
aisée toute manipulation humaine.
Nouveau pour la gamme des PC industriels : les Panel PC Ex sont proposés dans
une plage étendue de températures de
stockage comprise entre -20 °C et +50 °C,
avec une possibilité de démarrage garanti
à -10 °C.
Frédéric Lentz
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Solutions
APX tire ses épingles du jeu
des 13 axes
Une machine spéciale produit à la
demande des “épingles” en cuivre
émaillé. Des épingles destinées à
être enfilées dans les encoches des
rotors et stators de moteurs et alternateurs notamment aéronautiques…
Le négoce du cuivre… Telle est la vocation
d’APX, société familiale fondée en 1992
par Yves Guyotot, qui en est aujourd’hui
le président. Une société qui distribue,
découpe à la demande et reconditionne
au détail des demi-produits non ferreux,
principalement les fils, barres, tubes et
tôles de cuivre et de ses alliages, soit un
total de plus de 2000 références…
Elle met en forme des méplats en cuivre
émaillé pour la production d’épingles
destinées au bobinage de rotors de
moteurs électriques, de démarreurs et
d’alternateurs d’avions et d’hélicoptères,
autant dire des appareils qui exigent une
fiabilité extrême. À cet effet, APX exploite
une machine polyvalente de production
automatisée d’épingles. Construite en
1980, cette machine spéciale a été reconditionnée à la fin des années quatre-vingt,
avant d’être cédée à APX en 2007 pour
être installée à Sarrians (Vaucluse).
Héritant d’une machine existante, complexe,
mais non entretenue, APX se devait d’y
apporter un véritable coup de jeune.
Il s’avérait que cette machine avait des
taux de rejet très importants (plus de 40 %)
du fait d’une répétabilité nullement au
rendez-vous.
Enfin, force était de constater une dérive
de la qualité des produits fabriqués avec
la même recette tout au long d’une même
campagne de production. À l’évidence,
le revamping tant des constituants
mécaniques qu’électriques, s’imposait !
Voilà comment cette machine vient de
faire l’objet d’une refonte totale confiée
à une entreprise locale, intervenant dans
MATI, maître d’œuvre du revamping
de la machine flexible d’APX
Société fondée en l’an 2000, MATI est une TPE de 4 à 6 salariés qui s’est installée depuis
avril 2010 à Saint Andiol, au cœur de la Provence. Sa vocation ? Concevoir et réaliser des
équipements automatisés. « Ne faisant jamais appel à la sous-traitance, nous avons la
totale maîtrise des coûts, des délais et de la qualité, de sorte que nous sommes en
mesure d’apporter une garantie de résultats à nos clients », insiste son dirigeant Félix
Julien, pour qui, MATI est en mesure d’intervenir dans tous types de prestations, depuis
l’établissement du cahier des charges avec le client ayant formulé un besoin, jusqu’à la
mise en service de l’équipement automatisé dont MATI a fait les études électrotechniques
et automatismes, pour lequelles ont été réalisées et installées les armoires électriques.
« Notre méthodologie de travail et nos moyens nous permettent d’obtenir des temps
d’installation courts », ajoute Félix Julien précisant qu’il intervient également sur la
mise en conformité des machines existantes, comme sur le revamping de systèmes
automatisés, sur des architectures informatiques spécifiques, des prototypes, etc.
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différents secteurs d’automatismes industriels : la société MATI. « Comme cette
machine est appelée théoriquement à
fonctionner durant encore 10 à 15 ans,
nous désirions en faire un équipement
robuste, dont la précision et la répétabilité
devaient être parfaites », confie Yves
Guyotot.
Fin 2008, un test préliminaire était réalisé
par la société MATI qui changeait uniquement un axe de cette machine en y installant un servomoteur Siemens, et une
unité de commande CU320 du SINAMICS
S120… Test concluant ! Le revamping
électrique de la machine démarrait au
début 2009 pour une livraison par MATI
à APX au mois d’août suivant.
Félix Julien, dirigeant de MATI.
“Nous soignons le travail qui nous est
confié du début à la fin”.
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Solutions
i
De gauche à droite : Anne, Marc et Yves
Guyotot (APX), Patrick Brignoni (Siemens),
Félix Julien (MATI) et l’opérateur Nicolas
Chaigneau.
C’est aujourd’hui une machine flexible,
multirecettes et multiformats de fils et
méplats de cuivre de différentes longueurs,
différents diamètres et différentes sections :
dotée de 13 axes, elle peut produire tout
type d’épingles à une cadence moyennant
un taux de rejet acceptable Quant à la précision de positionnement, en prenant en
compte la mécanique, elle est aujourd’hui
de ±0,02 mm à l’amenage pour des brins
de 350 mm de longueur : elle reste voisine de 0,05 à 0,06 mm dans les autres
éléments en aval de la machine.
Une machine de production d’épingles,
flexible et à 13 axes
Cette machine est alimentée par une bobine
de fil de cuivre disposée sur un dévidoir.
Le fil est tiré par l’aval, puis il est coupé par
une presse pilotée par un codeur, à la longueur fixée par la recette, entre 250 mm et
1000 mm, avant d’être transféré sur un
convoyeur, puis de recevoir sa forme définitive, celle d’une épingle.
Le convoyeur transporte le brin de cuivre
de poste en poste pour subir différentes
opérations successives : centrage du brin,
brossages (opérations indispensables pour
garantir la soudabilité des épingles au collecteur), transfert et mise en forme.
Finalement, cette pièce qui a pris la forme
d’un S est transportée vers le poste de mise
en épingle à l’aide d’une “pince XY” chargée
de maintenir la pièce et de lui faire faire
une rotation pour que le brin de cuivre
puisse prendre sa forme finale en épingle.
Liens :
www.mati-automatismes.com
www.apxfr.com
Contacts :
[email protected]
[email protected]
APX, spécialistes
des épingles :
Une famille en or…
non, en cuivre !
Cette TPE familiale est présidée par Yves
Guyotot et dirigée avec ses deux enfants :
Anne, directrice générale, et Marc, directeur logistique. Elle réalise un chiffre
d’affaires annuel compris entre 0,8 et
1 M€. Sa spécialité : le cuivre !
Ses épingles sont destinées à être
insérées dans les encoches de rotors
de moteurs aéronautiques.
« En somme, nous sommes en présence
d’une machine à 13 axes, explique Félix
Julien, le dirigeant de MATI, répartis aux
différents postes de travail et nous avons
en projet l’ajout de deux axes supplémentaires pour piloter le générateur de forme
Le rotor d’une machine électrique est
constitué d’épingles enfilées dans leur
encoche respective.
en S et la mise en épingle, deux fonctions
prises actuellement en charge par des
vérins pneumatiques et des butées
mécaniques. »
Transport de poste en poste du brin de
cuivre sur le convoyeur.
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Solutions
Relais de sécurité SIRIUS
WinCC flexible
OP177
OP177
OP177
PROFIBUS DP
Ethernet TCP/IP
CPU 315-2
PN/DP
3TK28
PROFIBUS DP
S120 (13 axes)
ET 200S
ET 200 ECOFAST
L’automate est raccordé via le réseau
PROFIBUS DP à la station d’entrées/sorties
déportées SIMATIC ET 200S, ainsi qu’à sept
stations ET 200 ECO avec connectique
ECOFAST (Energy and Communication Field
Installation System) autorisant leur montage zéro armoire décentralisé.
Quant à la sécurité, elle est assurée par une
liaison entre sept arrêts d’urgence répartis
au sein même de la machine, une quinzaine de capteurs de sécurité sur le carter
(ouverture de portes…), et un bloc logique
de sécurité SIRIUS 3TK28 lui-même raccordé
à l’automate.
L’entraînement des différents éléments
mobiles, en l’occurrence des 13 axes de
Différentes épingles produites par la machine la machine, est piloté par un ensemble
polyvalente d’APX
SINAMICS S120 (18 kW), constitué de
quatre unités de contrôle CU320 et d’une
L’automatisme associé simplifie
le pilotage
unité d’alimentation et de récupération par
le réseau de l’énergie de freinage ou de
décélération des moteurs : le module Smart
Line. Cette alimentation à 4 quadrants
engendre un bus à courant continu sous
540 V qui alimente les 7 Double Motor
Modules fonctionnant en onduleurs :
chacun d’eux est relié à deux moteurs
brushless 1FK7 (puissance unitaire moteur :
0,55 kW).
La supervision de la machine est assurée
par le logiciel SIMATIC WinCC flexible
installé sur un PC raccordé à l’automate
programmable via le réseau Ethernet
TCP/IP. Cette installation est complétée par
trois pupitres opérateurs SIMATIC PANEL
OP 177 raccordés au réseau PROFIBUS DP :
ils autorisent le pilotage en mode manuel
ou en mode semi-automatique.
« Nous avons étudié l’automatisme associé
à cette machine afin de rendre son exploitation extrêmement simple, de façon à ce
qu’elle puisse être aussi conduite même par
un opérateur non technique », admet Félix
Julien, la supervision disposant d’une importante aide au diagnostic.
Il ajoute : « L’automatisme a été conçu de
façon à pouvoir réaliser en mode manuel, à
n’importe quel instant, le pilotage séquentiel d’une campagne, pour un contrôle ou un
réglage par exemple. Par la suite, l’opérateur peut revenir au mode automatique : la
machine reprend alors son cycle à la volée ».
Cette machine spéciale est pilotée par un
automate SIMATIC S7 315-2 PN/DP muni de
cartes d’entrées/sorties TOR et analogiques
qui donnent leurs consignes de vitesses à
huit moteurs à courant continu de faibles
puissances (250 W sous 48 V) dédiés au
brossage des extrémités des épingles, ainsi
qu’au moteur CC (250 W également)
d’entraînement des chaînes de convoyage.
L’automate et son alimentation.
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Solutions
Variateur SINAMICS S120
i
Liens :
www.mati-automatismes.com
www.apxfr.com
Contacts :
[email protected]
[email protected]
Avis de l’expert :
Laurent Chanut,
Support & Service
Client SIEMENS
Industry Automation
& Drive Technologies :
« Une prise en main
rapide et aisée »
Aux dires de Félix Julien, « il est essentiel
qu’au lancement d’une nouvelle campagne
de production d’épingles, lors de la phase
d’appel d’une nouvelle recette, l’opérateur
puisse valider les premières pièces ».
En effet, en cas de dérive dimensionnelle
ou de matière première, il ne serait plus
possible de monter les dernières épingles
dans les encoches du rotor ou du stator :
cette validation conditionne par conséquent
le lancement d’une nouvelle campagne.
Et de préciser qu’il y a « probablement là un
axe de développement futur mettant en
œuvre un système de vision en 3 dimensions pour la reconnaissance de chaque
épingle, afin de s’assurer de sa conformité
géométrique et de transférer les paramètres à modifier à l’automate ».
« Nous avons tout particulièrement
apprécié l’ergonomie du logiciel Starter,
permettant la programmation, le paramétrage et la mise au point des axes »,
confie Félix Julien. « MATI est une société
pluridisciplinaire, à fortes compétences,
et la maîtrise de MATI sur ce projet,
conjuguée aux rapports de qualité développés avec Siemens ainsi qu’avec notre
distributeur local, nous ont permis
d’additionner les compétences et services
pour, in fine, fournir à notre client une
installation performante, très rapidement
opérationnelle et d’un faible coût
d’entretien. »
Félix Julien conclut : « Concernant APX,
j’ai fortement apprécié notre relation, tant
sur le plan professionnel que sur le plan
humain. Monsieur Guyotot, assisté de son
équipe, est un client comme on aimerait
en avoir tous les jours ! Concret, rationnel,
humain et rigoureux. Je tiens à le remercier de nous avoir accordé sa confiance
pour ce projet.»
Bien que notre client fût
novice en matière de
commande d'axes
Siemens, il a su réaliser et mettre en
œuvre aisément l'automatisme de cet
ensemble complexe de production
d’épingles, y compris les fonctions liées
à la sécurité machine. Pour ce faire,
il a bénéficié d’une formation rapide à
l’utilisation de l’interfaçage standard
entre l'automate SIMATIC S7 et le
variateur SINAMICS.
Sa tâche a été facilitée par le logiciel
de paramétrage STARTER : doté d’une
interface graphique intuitive et
conviviale, il guide l'utilisateur pendant
la mise en service des variateurs
SINAMICS. En outre, l’interface de
communication DRIVE-CLiQ qui
reconnaît et préconfigure
automatiquement les entraînements,
a permis d’éviter toute saisie manuelle
des caractéristiques électriques des
moteurs et des codeurs.
Enfin, APX a tiré avantage des
optimisations assistées des boucles
de régulation.
Quant à la configuration matérielle des
entraînements, elle est optimisée en
coût et en encombrement : la partie
puissance du variateur SINAMICS S120
est en effet capable d’alimenter deux
moteurs brushless 1FK7. Les cartes de
contrôle CU320 permettent pour leur
part de gérer simultanément jusqu’à
4 axes en positionnement.
Stations d’entrées/sorties ET 200 ECOFAST
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Nouveaux produits
Des architectures d’automatisme SIMATIC S7
plus simples, moins chères : de nouvelles fonctions
Ethernet/PROFINET sont arrivées !
Simplification des architectures d’automatisme… Réduction
des coûts… Aux nouvelles CPU s’ajoutent les évolutions de
CPU existantes qui enrichissent les gammes d’automates
SIMATIC ET 200CPU, S7-300 et S7-400 sur Ethernet/
PROFINET. Dotées d’un nouveau firmware, ces CPU disposent
de fonctionnalités innovantes, sans surcoût ! Simultanément, l’atelier logiciel STEP 7 évolue vers la version 5.5.
Axées sur une dynamique de performance, avec encore plus de
mémoire - donc plus d’espaces pour le programme utilisateur et les
données -, et des vitesses accrues de traitement des programmes,
les nouvelles CPU SIMATIC bénéficient de fonctionnalités innovantes
sur Ethernet/PROFINET : Shared Device, F-shutdown, I-Device, MRP,
IRT et Web Serveur avec page utilisateur. Elles tirent parti de leur
nouveau firmware en version 3.2 pour les automates SIMATIC
S7-300 et ET 200 CPU, et en version 6 pour les S7-400.
Nouvelles CPU
Evolution ET200
Évolution des CPU
existantes
CPU 412-2 PN/DP
CPU 414F PN/DP
ET 200PRO F CPU PN/DP
ET200S IM151-3 ST
ET200S IM151-3 HF
ET200S IM151-3 HS
ET200M IM153-4 ST
ET200M IM153-4 HF
ET200eco PN
CPU 315-2 PN/DP
CPU 315F-2 PN/DP
CPU 317-2 PN/DP
CPU 317F-2 PN/DP
CPU 319-3 PN/DP
CPU 319F-3 PN/DP
ET 200S CPU
ET 200S CPU F
CPU 414 F PN/DP
ET 200PRO F CPU
CPU F
IO controller 1
IO Device 1
CPU
IO controller 2
IO Device 2
De nouvelles fonctions sur Ethernet/PROFINET
Dans les configurations d’automatismes S7 sur Ethernet/PROFINET,
la CPU est appellée “ IO-Controller” ; elle communique avec la
périphérie décentralisée, les “IO-Devices“. La CPU “IO Controller”
PN gère sa propre station d’entrées/sorties et peut elle-même
se comporter en “IO-Device”.
La plupart de ces nouvelles fonctions se paramètrent simplement
dans la configuration matérielle du projet d’automatisme, avec le
STEP 7 version 5.5.
Hier…
CPU F
IO controller 1
• La fonction “Shared Device” permet à plusieurs IO-Controllers
de partager la même station IO-Device : dans le même châssis
de cette station, certains modules d’entrées/sorties sont affectés
à l’un des IO-Controllers, tandis que les autres seront affectés à
un autre IO-Controller. Dès lors, le nombre de têtes de stations
IO-Devices est moindre, le câblage peut être réduit, le coût des
installations est optimisé : les nomenclatures des systèmes
d’automatisme s’en trouvent simplifiées.
• Avec la fonction “F-shutdown”, le module PME-F permet
d’éxécuter la coupure en sécurité (dans une boucle SIL2/PLd) de
modules de sorties standards de deux automates SIMATIC S7.
10 Simatic - 11/2010
CPU
IO controller 2
IO Device
Shared-Device
I/O 1
I/O 2
Aujourd’hui
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Nouveaux produits
i
F-IO controller 1
IO Device 1
IO controller 2
Lien :
F-IO controller 1
IO controller 2
IO Device 1
IO Device 2
IO Device
Shared-Device
I/O 1
I/O 2
K
AU
Hier…
Considérons une installation où deux IO-Controllers, une CPU S7
et une CPU S7-F pilotent des entrées/sorties installées dans un
même ET200S avec “Shared Device” pour bénéficier des avantages cités précédement. Dans ce cas, le module PME-F installé
dans la station ET200S peut couper en sécurité des modules de
sorties standards affectés à la CPU S7-F mais aussi des modules
de sorties standards pilotés dans le process par une CPU S7.
Cette configuration évite l’utilisation de la deuxième CPU S7-F.
Il en résulte aussi une réduction sensible des coûts de câblage
et d’ingénierie. Le gain matériel sur une configuration typique
s’établit autour de 10 à 15 %.
AU
!
!
Aujourd’hui
• La fonction I-Device permet de définir la CPU tout à la fois
comme une périphérie standard IO-Device (à l’instar d’une station
ET 200) et comme une unité IO-Controller qui pilote sa périphérie,
capable en outre de remonter de l’information à la CPU IO-Controller
supérieur. Les échanges d’entrées/sorties entre deux automates S7,
de façon déterministe, se font par le biais d’une passerelle ou à
travers le programme automate avec des blocs fonction.
Dans ce cas, la fonction I-device dans le STEP7 permet simplement
de définir des échanges d’entrées/sorties entre plusieurs
IO-Controller CPU S7. Cette fonction permet elle-aussi de réduire
le coût du matériel, ainsi que le coût de l’ingénierie.
CPU 412-2 PN/DP
IO controller 2
IO controller 1
E
S
E
S
IO Device 2
IO Device 1
IO Device 2
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Nouveaux produits
MRP
> 50 nœuds maxi dans l’anneau
• Les CPU PN avec les nouveaux
firmwares sont équipées d’une
interface Ethernet/PROFINET
dotée d’au moins deux ports
RJ45, voire trois pour les ET200
CPU. Ces CPU disposent du
protocole de redondance des
médias ou MRP (Media Redondancy Protocol) : cette fonctionnalité est basée sur un
procédé spécifié dans la norme
CEI 61158 type 10 pour l’augmentation de la disponibilité
d’un réseau Ethernet/ PROFINET
dans une topologie en anneau.
Elle permet en effet de cicatriser
l’anneau Ethernet/PROFINET
lors d’une rupture de la boucle,
ce qui favorise la disponibilité
des partenaires (IO-Devices,
IO-Controllers) présents sur
le réseau.
Les CPU avec interface PN et
les stations ET 200S, ET 200Eco,
ET 200M permettent d’établir
une configuration d’automatisme de terrain avec un réseau
en anneau sans switch
Ethernet, la fonction administrateur de l’anneau étant intégrée
dans chaque produit et librement configurable dans STEP7.
Cette fonction permet à l’utilisateur d’améliorer grandement
la disponibilité de son installation pendant les phases de maintenance et d’exploitation, elle réduit le coût de la configuration
d’automatisme ainsi que le coût de l’ingénierie.
• Le Web Serveur présent dans les CPU récentes permet de voir
la topologie du réseau, d’établir le diagnostic des entrées/sorties…
et ce, avec un simple navigateur. Aujourd’hui, il est possible de
disposer d’un login sous https pour garantir un accès sécurisé,
tandis que la fonction Web Serveur avec page utilisateur donne
à chaque utilisateur la faculté de définir ses propres pages Web
avec un éditeur HTML standard et de les charger dans l’automate,
d’avoir immédiatement une remontée d’information utile pour
établir un meilleur diagnostic, d’un statut sur des paramètres
précis de l’installation pour lesquels les personnes de maintenance souhaitent être informées simplemement à distance ou
pour réaliser une maintenance facile et un contrôle direct avec
l’automate, sans connaissance STEP 7.
• Le mode isochrone autorisé par PROFINET IRT (Isochronous
Real Time) garantit le cycle des échanges des informations, c’està-dire tant la lecture des informations que le temps de réponse
à celles-ci. À cet effet, le bloc d’organisation OB61 (alarme de
synchronisme d’horloge) donne à la périphérie le top départ de
l’envoi des informations. Il autorise la synchronisation des entrées
dans le programme de la CPU, ainsi que des sorties d’informations de la CPU.
Web serveur
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Isabelle Stoltz et Frédéric Jeanparis
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Nouveaux produits
Ingénierie de process :
pour une conception efficace
du contrôle-commande
Siemens s’apprête à lancer
un module sur Simatic PCS 7
dans le but de faciliter la
transmission des informations entre les différentes
étapes d’un déploiement
industriel. Objectif ultime :
sortir du contrôle-commande sur-mesure et bénéficier des informations issues
de l’amont du projet.
Ingénierie avancée
sur PCS 7
C’est un fait : la conception, la réalisation
et la mise au point d’un process industriel
nécessitent aujourd’hui une redéfinition
systématique des systèmes de contrôle
avant d’aboutir à un site totalement opérationnel. De ce point de vue, l’industrie
du process se place dans le domaine du
“sur-mesure“.
Pourtant, entre les différentes phases de
conception, entre les différents métiers
qui œuvre au montage du projet, il serait
judicieux de réutiliser des éléments établis
en amont. Il importe de fédérer un lien
entre les acteurs. Mais, on constate
aujourd’hui le peu d’intégration des
échanges entre le génie des procédés,
le bureau d’études “tuyauterie, capacité,
instrumentation, électricité“ et le bureau
d’études “automatisme et électricité“. Cela
se traduit par d’importantes pertes d’info-
mations ou de temps, faute d’une transmission efficace. Il s’agit là d’un véritable
enjeu pour l’industrie, auquel se trouve
directement liée la compétitivité des ingénieries, bureaux d’études et concepteurs.
Réduire les coûts d’ingénierie
Focaliser son attention sur la maîtrise du
coût du produit fini ne suffit pas. Car en
matière d’ingénierie, les sommes engagées dans la conception d’un site industriel
(pétrochimie, pharmacie…) sont relativement élevées. Relativement, car à l’échelle
globale du site, elles ne représentent que
quelques pourcents. Pourtant, il existe là,
un gisement potentiel d’économie en vue
de réduire les coûts et aussi les délais de
mise en service.
Accélérer la mise en service
Description
du process
Ingénierie
de base
Ingénierie
de détails
Itérations
Spécifications Configuration
du DCS
du DCS
Module
Advanced
Control
Conception
produit
Conception
process
Ingénierie
de base
Ingénierie
de détails
Config. du
système
i
Lien :
Installation
et mise
en service
Production
Traditionnellement, l’analyse fonctionnelle du système de commande
d’un process industriel entre en jeu
après la mise en œuvre du génie
civil et des équipements mécaniques d’un site. Il faut cependant
prendre conscience que cette spécification arrive tardivement. Trop tardivement, car le système de
contrôle-commande se trouve pour
ainsi dire systématiquement sur le
chemin critique du projet ! La
logique voudrait pourtant que cette
étape soit menée le plus en amont
possible, afin de tester les stratégies
de contrôle, sans conditionner le
démarrage effectif du site.
Afin de faciliter la transition entre les
étapes d’ingénierie de détails et de
configuration du système, Siemens
s’apprête à lancer un module
d’interface baptisé “ PCS 7 Advanced
Engineering System “. Cette interface
de programmation sur Simatic PCS 7
permettra de travailler avec une
bibliothèque de stratégies de contrôle
maîtrisées. Il s’agit d’aborder le
contrôle-commande sous l’angle des
fonctions procédés, en y associant des
modèles, selon les métiers.
Advanced Engineering assurera
notamment le lien avec la gamme de
solutions proposées par Comos, dédiée
à l’optimisation des processus
d’ingénierie et de maintenance des
installations industrielles.
Le nouveau module constitue une
première pierre de l’approche homogène des étapes d’un même projet.
Décloisonner les étapes du projet
Le démarrage tardif du projet de contrôlecommande influence le déroulement des
phases de tests, les délais de mise en
service et la livraison finale du projet. Il en
résulte alors des dépassements de coûts.
Comment remédier à cette situation ?
Induire une plus grande cohérence en
amont du projet et fluidifier la transmission des informations en amont et en aval
de chaque étape de conception, dans le
cadre de dossiers à jour. Cette organisation
“décloisonnée“ doit aussi permettre d’intégrer très tôt les opérateurs dans le cycle de
conception afin de tenir compte de leur
remarques, bien avant la phase de mise en
service. Une approche idéale permettrait
ainsi la formation des opérateurs au
moyens d’un simulateurs de procédé directement dérivé de la modélisation des procédés couplés à un émulateur du système
de contrôle commande.
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Education
Au CRAN, la plate-forme CISPI simule la conduite
en sécurité de grands systèmes industriels à risque
La plate-forme CISPI
Pour améliorer l’interopérabilité
entre un système technique et les
agents d’exploitation, les chercheurs
du Centre de Recherche en
Automatique de Nancy s’appuient sur
la plate-forme de simulation CISPI
(Conduite Interactive et Sûre des
Procédés Industriels). Elle est pilotée
via le canal hertzien par un système
d’automatisme de sécurité de
Siemens.
La conduite de systèmes industriels à
risque s’avère souvent problématique dès
lors que les agents d’exploitation ont à
faire face à des situations mal connues ou
mal perçues. Elle implique de nombreuses
opérations manuelles complexes, notamment lors des phases de démarrage,
d’arrêt ou de maintenance des installations.
Comment garantir le même niveau de
sûreté de fonctionnement en phase d’arrêt
ou de démarrage, qu’en régime normal,
en conservant une bonne visibilité sur
l’installation… si ce n’est en développant
un bus d’information reliant les agents
d’exploitation sur le terrain aux opérateurs
de conduite et au système de contrôlecommande.
La plate-forme CISPI du CRAN s’inscrit dans
cette réflexion. Son objectif ? Reproduire à
petite échelle un système industriel avec
ses multiples modes opératoires.
« Sachant, précise Fabien Clanché,
Le CRAN
Créé en 1980, le Centre de Recherche en
Automatique de Nancy (CRAN) est une
unité mixte de recherche (UMR 7039).
Le laboratoire compte actuellement 80
enseignants-chercheurs, 1 chercheur
CNRS, 6 autres chercheurs du CAV et du
CHU, 12 post-docs, 75 doctorants et 22
ingénieurs, techniciens ou administratifs
(16 équivalents temps plein). Il fait partie
de la Fédération de Recherche Charles
Hermite Automatique, Informatique,
Mathématiques de Lorraine.
14 Simatic - 11/2010
responsable de l’ingénierie en charge des
plates-formes expérimentales du CRAN,
que c’est une opération intégratrice, susceptible de recevoir d ‘autres équipes de
recherches ». CISPI s’intègre dans un
ensemble de plates-formes industrielles
pilotes dédiées à la sûreté de fonctionnement : SAFETECH, véritable centre d’innovation et de démonstration des
technologies sûres de fonctionnement.
Zoom sur la plate-forme CISPI
CISPI a pour vocation de tester et valider
des approches d’aide à la conduite intégrant des mécanismes de sécurité active.
Les recherches développées au CRAN
concernent non seulement l’Automatique
définie comme la science de la
modélisation, de l’analyse, de la
commande et de la supervision des
systèmes dynamiques mais également
le traitement du signal et le génie
informatique. Le laboratoire développe
des activités transverses à ces disciplines
dans les domaines de l’ingénierie pour la
santé et de la sûreté de fonctionnement
des systèmes. Ces domaines de recherche,
fondés sur les concepts de signaux,
systèmes dynamiques, information et
Le procédé pilote qui y est mis en œuvre
doit satisfaire différentes contraintes liées
à la sûreté de fonctionnement :
• proposer un ensemble de processus
complexes couvrant de nombreux modes
opératoires différents (en production, à
l’arrêt, au démarrage) adaptés à la complexité et à la criticité des modes d’exploitation rencontrés (conduite normale,
conduite incidentelle et accidentelle)
selon des constantes de temps différentes
(conduites en temps réel, maintenance
hors ligne…). Il est constitué d’équipements (vannes, robinets, cuves…) et de
lignages permettant la circulation des
fluides.
décision, concernent à la fois les systèmes
techniques (processus industriels,
systèmes de transport, production
d'énergie, réseaux de communication,
etc) et les systèmes naturels (systèmes
environnementaux, santé). Les retombées
de ces recherches ont un impact tant
« sociétal » (amélioration de la sûreté des
installations, de la santé ou de
l’environnement), qu’économique
(amélioration du rendement des
installations, de la qualité des produits
ou des services).
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Education
i
VM
I
Lien :
• implémenter un panel de technologies
nieurs et d’IUT de Nancy. « Le procédé qui
www.siemens.fr/enseignement
“ambiantes” de différents fournisseurs :
y a été développé consiste en la préparaPDA, tags RFID, réseau de capteurs sans-fil
tion d’un mélange constitué d’eau et d’adafin d’assister les opérateurs de conduite
juvant qui doit ensuite suivre différents
locale dans leur mission.
lignages afin de simuler un circuit de
• mettre en œuvre des technologies
refroidissement », détaille Fabien Clanché :
dédiées à la sûreté de fonctionnement
« le mélange obtenu dans la cuve d’élabo(automates de sécurité, etc.) et
proposer des mécanismes
Remplissage
adjuvant
redondants afin d’optimiser son
VMR
fonctionnement.
Cuve
adjuvant
• être conforme aux directives
européennes et aux règles,
Trop
plein
EW de remplissage
LH
normes et conseils de l’Institut
Cuve de
National de Recherche et SécuVMR
régulation
Vanne réglante
VANNE TOR
VMI
de niveau
(CH)
VR
VR
rité afin de garantir l’intégrité
Pompe de VMI
VMI
brassage
physique des personnes.
FIT
FIT
EV de
• pouvoir être installé dans une
PIT
vidange
dPT
dPT
VMI
salle de manipulation de taille
Vanne
3 voies
2
réduite (35 m maximum) ; son
Remplissage
coût ne doit pas être trop élevé.
cuves
Trop
PIT
plein
EV de remplissage
• s’apparenter à un système
Cuve de
VMI
stockage
réel, avec un système d’automaClapet non
(CB)
retour
PIT
tisme dans lequel un automate
EV de vidange
Vidange cuves
maître communique en sécurité
Clapet non
Pmax
retour
VMV
avec la périphérie décentralisée
VMR
VMI
VMI
via un réseau WiFi. Le système
FIT
informatique permet au rondier
d’interagir avec les opérateurs
VMI
Pompe
DI
Vidange circuit
en salle de commande : le PDA,
pompe principale
Bac de retenue
dont il est équipé, constitue un
système d’aide à la conduite
ration est acheminé vers la cuve de stocsans-papier, capable de communiquer
Un bus d’information pour
kage à un débit régulé par des vannes
sans fil avec la salle de commande dotée
le contrôle-commande de CISPI
instrumentées, en traversant deux circuits
du système de supervision SIMATIC WinCC
« Dans le cadre de sa thèse, Dragof Dobre
de refroidissement ». Finalement, le
flexible.
mélange de la cuve de stockage est réinpropose un concept d’architecture de SysLa plate-forme CISPI a vu le jour en 2008
jecté dans la cuve d’élaboration par une
tème Interactif d’Aide à la Conduite ou SIAC
dans le cadre d’un projet piloté par Jeanmotopompe à vitesse variable pilotée par
qui encapsule le bus physique dans un bus
François Pétin, enseignant-chercheur au
le variateur SINAMIC G110. Périodiqued’information », explique de son côté David
CRAN et à l’ENSEM (École Nationale SupéGouyon, enseignant-chercheur au CRAN et
ment, la cuve de stockage est vidée, de
rieure d’Électricité et de Mécanique).
à l’UHP (Univeristé Henri Poincaré) : « il se
façon à pouvoir remplacer les produits en
Aujourd’hui, elle est exploitée par des docpositionne dans un environnement à intelcirculation (eau, adjuvant) après rinçage
torants pour valider tout ou partie de leur
ligence ambiante, et propose une méthode
des canalisations par de l’eau.
thèse, et des étudiants d’écoles d’ingépour l’ingénierie de système se basant sur
le langage de modélisation SysML (System
Modeling Language) ».
Le SIAC est interactif car il autorise l’observation des événements, l’injection de consignes aux différents éléments, la mise en
œuvre d’actions manuelles sur les éléments
qui ne sont pas actionnables à distance.
Le bus d’information est quant à lui bâti
sur un bus physique, en l’occurrence l’installation constituée de vannes, de pompes,
de cuves, de canalisations et de son
instrumentation. Il est constitué de capteurs installés sur les vannes manuelles,
de modules fonctionnels d’automatisme
(traiter des consignes, remonter des observations, ajouter des jugements de
Eric Bolusset, ingénieur
de vente chez Siemens IA&DT
De gauche à droite : Fabien Clanche, Responsable du
service plates-formes expérimentales au CRAN et
David Gouyon, Enseignant-Chercheur au CRAN
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Education
Station de régulation du débit traversant
l'une des deux boucles de refroidissement
valeur de l’humain, élaborer des comptes
rendus…) sur chacun des éléments et du
système de contrôle-commande.
Sur ce bus d’information, s’interconnectent
les agents de commande et de conduite :
il permet de rendre des services aux agents
d’exploitation sur le terrain, comme aux
opérateurs en salle de conduite, et de
remonter les informations du terrain vers
la salle de conduite où coopèrent le système de conduite, le système de gestion
technique et le système de gestion de la
maintenance constitutifs du CMMS
(Control, Maintenance, technical Management System) développé dans le cadre de
programmes européens de R&D auquel
a participé le CRAN.
Ce bus est bâti sur deux réseaux de communication, via un serveur OPC servant
de passerelle entre ces deux réseaux :
décentralisée transite via
le réseau WiFi : le switch
muni d’un point d’accès
SCALANCE W784-1 communique avec chacune des trois
stations périphériques,
celles-ci étant elles-mêmes
équipées d’un module client
SCALANCE W744-1. Quant
au switch SCALANCE X208,
il permet de raccorder le
pupitre opérateur SIMATIC
MP 377 à écran tactile positionné au plus près du process, à l’automate central de
sécurité : c’est la “station de
commande”.
SYMPA et
les systèmes
ambiants
Un système ambiant communique avec
son environnement de façon à apporter
des services aux utilisateurs.
L’intelligence ambiante dont il est
pourvu est la convergence de trois
domaines : l’Ubiquitous Computing
(calcul omniprésent) qui consiste à
intégrer des microprocesseurs dans les
objets de la vie quotidienne,
l’Ubiquitous Communication (réseau
ambiant) qui permet à ces objets de
communiquer entre eux et avec
l’utilisateur, et l’Intelligent User
Interface (interface entre agents
humains et agents ambiants) qui
permet aux usagers de contrôler et
interagir avec ces objets de manière
intuitive. Ces technologies permettent
de mettre en œuvre un continuum
informationnel en tout temps et en
tout lieu.
Le groupe thématique SYMPA
(Systèmes de Production Ambiants) du
CRAN a pour ambition d’étudier l’intérêt
des technologies ambiantes à tous les
niveaux des systèmes de production,
depuis la planification jusqu’au contrôle
le plus fin (capteurs, actionneurs), en
passant par le pilotage d’atelier.
L’instrumentation à l’aide d’étiquettes
RFID et de capteurs en réseau confère
au produit des capacités de stockage,
de traitement et de communication de
l’information.
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• le réseau industriel (essentiellement
PROFINET) sur lequel se trouvent raccordés
tous les éléments de la plate-forme.
S’y rattache le réseau sans fil obéissant à
un protocole développé en interne pour
raccorder les capteurs positionnés sur les
vannées manuelles et faciliter la conduite
de l’installation par le rondier.
• Le réseau d’entreprise Ethernet TCP/IP
sur lequel viennent se raccorder les équipements d’ingénierie, de conduite et de
supervision de la salle de commande.
Au cœur de cette plate-forme, l’automate
de sécurité SIMATIC S7 315F-2 PN/DP
communique sur le réseau PROFINET,
via le switch Ethernet SCALANCE X208,
tant avec le serveur OPC chargé de distribuer les informations aux bons destinataires, qu’avec la périphérie décentralisée.
Celle-ci est constituée de deux stations
d’entrées/sorties SIMATIC ET 200S CPU
pour le pilotage des deux stations de régulation identiques (incorporant la vanne de
régulation, un capteur de débit…), et une
station ET 200S CPU F de sécurité pour le
pilotage du cœur du process : la station
d’élaboration (cuve d’adjuvant, cuve d’élaboration, cuve de stockage) installée sur
le réseau de sécurité sans fil PROFIsafe.
La communication avec cette périphérie
L’agent d’exploitation sur
le terrain est quant à lui
équipé d’un terminal radiofréquence : un PDA muni
d’un lecteur de tags RFID
qui transmet, via le réseau
industriel WiFi et le switch
SCALANCE X208, les données recueillies sur le terrain, vers les opérateurs en
salle de conduite. Le lecteur
RFID permet d’identifier
chaque vanne manuelle sur laquelle se
trouve un capteur raccordé à un réseau
sans fil de capteurs : de la sorte, le rondier
sait que son action porte sur le bon composant mécanique.
En salle de commande :
3 écrans de contrôle et un grand écran.
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Education
Coffret de commande avec son automate de sécurité et le switch
SCALANCE X208 et l'antenne WiFi (sur le toit du coffret)
Quant au serveur OPC, il joue le rôle
d’interface entre le réseau industriel bâti
autour du switch SCALANCE X208 et le
réseau d’entreprise Ethernet TCP/IP. Un
troisième réseau s’y raccorde : le réseau
sans fil de capteurs qui lui transmet chacune des données provenant du terrain.
En salle de commande, le PC servant de
poste de développement est muni du logiciel WinCC flexible, de l’atelier logiciel
STEP 7 et de l’outil d’ingénierie SIMATIC
iMap. La supervision est quant à elle
assurée avec le logiciel WinCC flexible.
On découvre également ici un système
d’information regroupant tous les modes
opératoires de l’installation, ainsi que la
suite logicielle CASIP (Computer Aided
Safety and Industrial Productivity) de prédiction de la maintenance du système.
Un autre PC est dédié à la simulation : s’y
trouve exploité le langage de modélisation
Modelica orienté objet servant à la modélisation de systèmes complexes.
« En projet, le déploiement d’autres fonctions
de WinCC flexible : le système de supervision permettra en effet de contrôler et
d’interagir à distance avec l’installation,
via Internet », dévoile Fabien Clanché.
« L’informationla plus basse du système
d’automatisme a été encapsulée dans des
Objets d’Automatisme intégrant des vues
commande, surveillance, diagnostic, ou
encore gestion des modes (Component
Based Automation) qui s’imbriquent les
uns dans les autres de façon à hiérarchiser
le programme et rendre indépendantes
programmation et technologie » ajoute
Fabien Clanché.
i
Lien :
www.siemens.fr/enseignement
Ce concept de programmation fait appel
à des composants logiques : des blocs
fonctions qui intègrent une requête (par
exemple, ouvrir ou fermer une vanne),
l’observation du système (par les capteurs
de la vanne), l’action sur le système
(la demande de l’utilisateur, en provenance d’un autre objet d’automatisme) et
finalement le rapport établi après l’action
(compte rendu à l’utilisateur).
Un centre de formation certifié KNX
au Lycée Louis Armand de Mulhouse
Nous vivons dans ce 21ème siècle de
communication, au cœur duquel nous
recevons de l’information en
permanence et en instantané.
Impossible d’échapper
à cette révolution numérique qui entre
désormais dans la gestion des
bâtiments, dans le secteur tertiaire, et
même jusque dans nos douillets foyers.
KNX est actuellement le standard
mondial pour la gestion technique des
bâtiments résidentiels et tertiaires. Dans
une démarche d’innovation et avec la
certitude d’un manque de personnel
formé dans ce domaine, le lycée Louis
Armand est aujourd’hui centre de
formation certifié KNX. Les objectifs de
ce centre seront les suivants :
• Formation des étudiants et plus-value
au BTS Electrotechnique.
• Réponse aux demandes croissantes
des entreprises, via le Greta et la
formation continue.
• Mise à disposition des entreprises
partenaires d’espaces de formation
pour que celles-ci puissent dispenser
leurs propres formations.
Pour mener à bien les formations
préconisées, chaque poste de travail
d’étudiant sera équipé d’appareils et
composants KNX adaptés aux travaux
pratiques et comprenant les fonctions
suivantes : alimentations – commutateur
– variateur de lumière – commande de
stores.
Le lycée Louis Armand a retenu Siemens
en tant que partenaire et pour équiper
les postes de travail. Parmi les produits
Siemens déjà installés sur les maquettes
didactiques, on retrouvera des modules
logiques, des interfaces poussoirs, des
écrans tactiles, etc. qui permettront la
réalisation de projets tels que la gestion
d’éclairage des couloirs du lycée, la
gestion du chauffage et des stores en
salle d’enseignement KNX.
L’établissement Louis Armand de
Mulhouse : un lycée éclairé, à la pointe
du progrès, certifié KNX.
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Nouveaux produits
TIA Portal :
l’avenir a déjà commencé
En s’appuyant sur les fondamentaux
des logiciels SIMATIC STEP7, WinCC
flexible et WinCC, Siemens IA&DT
lance TIA Portal, une plate-forme de
développement inédite. Dévoilé à
l’occasion d’une présentation mondiale
le 16 novembre dernier à Berlin,
Shanghai et Chicago, TIA Portal
représente le nouveau concept
d’environnement de développement
pour l’ensemble des projets d’automatisme. A terme, il intégrera
l’ensemble des logiciels de la division
IA&DT. Cet événement d’ampleur
marque un tournant stratégique pour
Siemens. Visite guidée et premiers
pas vers TIA Portal …
Depuis près de 15 ans, l’architecture
Totally Integrated Automation (TIA) de
Siemens est pour 100.000 produits la clef
de voûte d’une automatisation cohérente
et intégrée.
Cette plate-forme, qui réunit dans un environnement homogène, STEP7 Pro V11 et
WinCC 11, pousse encore plus loin le degré
d’intégration. Elle est bien sûr totalement
compatible avec les versions précédentes
de STEP7 V5.5 et WinCC flexible 2008, et
ne nécessite aucun changement matériel.
Lors de son développement, l’accent a été
mis sur la convivialité; les nombreux tests
clients (réalisés en France notamment)
pendant la phase pilote ont montré que
le but a été atteint.
La nouvelle plate-forme logicielle TIA Portal
a été conçue pour innover, en intégrant
l’ensemble des logiciels dans un même
portail, avec un point d’entrée et une base
de données uniques (1). Ce nouvel environnement tourne sous Microsoft Windows XP
ou Windows 7.
L’innovation passe par la mise en commun,
au sein de TIA Portal, des meilleures fonctionnalités de chaque logiciel “historique”
à l’échelle de la plate-forme
Les atouts de TIA Portal
Ergonomie
Efficacité
● Orientation “utilisateur final”
● Standardisation des interfaces
● Intelligence intégrée
● Transparence des données
● Ergonomie attrayante
● Intuitif
● Interopérabilité maximale
● Solutions pérennes
● Haute performance
● Données directement accessibles
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Ainsi, les disparités d’approche et de fonctionnement disparaissent. Le développement des différentes familles d’IHM (pied
de machine ou SCADA) s’effectue à présent
sous un nom unique WinCC. En résumé,
pour l’utilisateur, TIA Portal représente une
seule et même interface à prendre en main.
Apparaît une ergonomie intuitive et innovante, répondant à la volonté d’ouvrir les
outils de développement au plus grand
nombre d’automaticiens.
A terme, d’ici quelques années, l’ensemble
des logiciels de Siemens IA&DT, tels que
les outils dédiés aux entraînements, seront
intégrés dans cet environnement.
TIA Portal est donc au début d’une longue
carrière…
Ce qui change
Globalement, TIA Portal constitue un seul
point d’entrée, et donc des gains de temps
en phase de développement et en maintenance; la gestion du projet est globale.
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Nouveaux produits
Parmi les avantages majeurs de TIA Portal,
il n’est plus nécessaire de synchroniser un
projet WinCC intégré au projet STEP7; ils
accèdent dorénavant à une base de données unique. De même, TIA Portal ne
génère plus qu’une seule archive.
L’évolutivité devient un point fort, avec
plus de possibilités de réutilisation des
composants: au-delà des blocs logiciels
(FC, FB, …) existant, apparaît la notion de
bibliothèque intégrée. Il s’agit par exemple
d’isoler, en tant qu‘objet prêt à l’emploi, un
pupitre opérateur 10“ avec toute sa configuration et son imagerie.L’utilisateur, tel
que le constructeur de machines, peut
alors créer sa propre bibliothèque d’objets
standard, tant en termes de programme,
de variables, …, que d’imagerie.
Autre témoin de l’ergonomie de TIA Portal,
la saisie “intellisense”: lors de l’utilisation
d’un symbolique, l’utilisateur débute la
saisie du nom du symbolique et se voit
directement présenter l’ensemble des
variables possibles débutant par la chaîne
de caractères entrée.
L’automatisation de certaines tâches
apporte à TIA Portal une évolution significative en matière d’efficacité de programmation. Par exemple, lors de la création
d’un pupitre opérateur, TIA Portal fait
apparaître tout d’abord une vue vide,
prête à recevoir différents éléments.
On peut alors y glisser une variable auto-
i
Lien :
mate à partir du catalogue de variables.
Cette opération va alors automatiquement
créer des liens entre le pupitre et l’automate, créer la variable au niveau du
pupitre, ainsi qu’un champ d’entrée/sortie
avec la variable affectée. Ce sont ainsi
de 5 à 10 opérations, jusqu’à présent à
réaliser manuellement via plusieurs boîtes
de dialogue, qui s’effectuent automatiquement dans TIA Portal en une seule
action.
La plate-forme a été pensée dans le but
de donner une plus grande efficacité aux
ingénieries. Les éditeurs sont à présent
Gain de temps et automatisation
des tâches
Véritablement orienté utilisateurs, le duo
STEP7 / WinCC V11 est devenu très intuitif.
Par exemple, il n’est plus question d’ouvrir
plusieurs éditeurs par multifenêtrages :
l’écran se trouve naturellement partagé
en plusieurs espaces. De cette façon,
l’ensemble des informations apparaît à
l’écran :
• arborescence du projet ;
• espace de travail (éditeur) ;
• propriétés de l’objet actuellement
sélectionné ;
• variables, objets disponibles ;
• espace de diagnostic.
L’utilisateur dispose alors d’un outil
ergonomique, surtout s’il utilise un écran
“large”.
Transition par auto-apprentissage
Le passage des logiciels classiques à TIA Portal nécessitera-t-il une formation ? En ce qui
concerne le STEP7, l’approche de la programmation reste identique; entre WinCC
flexible et WinCC V11 (Basic/Comfort/Advanced), l’utilisateur devrait pouvoir retrouver
ses repères par auto-apprentissage. Rapidement, l’utilisateur pourra donc se
familiariser avec les évolutions de TIA Portal, notamment grâce à son côté très intuitif.
Siemens proposera bien évidemment des formations pour les utilisateurs qui le
souhaitent, pour le passage vers la nouvelle plateforme, et connaître toutes les astuces
permettant de vous faire gagner beaucoup de temps.
accessibles beaucoup plus rapidement.
La nouvelle plate-forme offre également
un gain de temps en matière d’installation
et de fiabilité au niveau compatibilité
logicielle.
Atouts pour l’exploitation
et la maintenance
En phase d’utilisation des installations, le
système de diagnostic intégré met à disposition des fonctions en ligne beaucoup plus
puissantes sur l’ensemble des composants.
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19
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Nouveaux produits
A la différence d’un diagnostic local, il
devient possible de “forcer” une variable sur
un automate et d’observer simultanément
les conséquences au niveau d’un autre
automate. Cela, grâce à l’ouverture de
plusieurs fenêtres au sein d’une même
application.
Au chapitre de la maintenance, le fait de
déceler un défaut sur l’ensemble de l’application réduit le temps d’arrêt.
oublier les possibilités de réutilisation des
objets entre projets pied de machine et
SCADA. Notons également que le STEP7
intègre gratuitement WinCC Basic afin de
programmer les pupitres de la Basic Line.
WinCC flexible 2008 et STEP7 V5.5 sont
les dernières versions classiques et resteront plusieurs années encore au catalogue en parallèle de TIA Portal. WinCC V7
(SCADA) continuera d’évoluer en parallèle
de WinCC Professional.
Des fondamentaux conservés
L’ensemble des gammes d’automates
S7-1200, 300 ou 400 et de pupitres opérateurs (Basic ou des séries x77) est couvert
par TIA Portal. Début 2011, les automates
de sécurité, avec PROFIsafe, ainsi que les
librairies relatives, feront partie intégrante
de la plate-forme. Seront concernées
toutes les CPU de la série F (300F et 400F).
STEP7 Professional V11 conserve la structure et le moteur de codage du STEP7
classique, garantissant une totale compatibilité sans augmentation de la taille du
code généré.
Au fur et à mesure, les nouveaux composants matériels seront intégrés dans TIA
Portal; la nouvelle gamme de pupitres
Comfort par exemple (voir notre article en
page 31) sera configurable à partir de
WinCC V11 en édition Comfort.
Harmonisation des logiciels
Les outils WinCC V11 (TIA Portal) amènent
une homogénéisation au niveau IHM, tant
du point de vue du nom, que des interfaces utilisateur et des licences, sans
20 Simatic - 11/2010
ateliers logiciels. L’utilisateur pourra donc
choisir le moment opportun de basculer
dans le nouvel environnement.
Pour les projets futurs, avec du matériel
non disponible à ce jour, TIA Portal
deviendra peu à peu incontournable
(cf. le S7-1200 et les pupitres de la
gamme Comfort).
Un tableau récapitulatif des logiciels se
trouve en page suivante.
Pierre et Yves Etcheberry
L’utilisateur peut installer sur une même
machine les deux environnements (classique et TIA Portal). Les bénéficiaires de
contrats de mise à jour de STEP7 Pro
Edition 2010 et de WinCC flexible 2008
(Standard et Advanced) recevront automatiquement les nouvelles versions des deux
(1)
Jusqu’à présent, l’offre logicielle Simatic
pouvait intégrer différents outils (avec
chacun sa propre base de données)
comme STEP7, Protool, WinCC flexible et
WinCC dans le Simatic Manager.
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Nouveaux produits
Quelle pérennité
des projets ?
Les utilisateurs de l’environnement
logiciel Simatic classique pourront,
sur le même ordinateur, ajouter TIA
Portal à leurs outils en place, mettre
à jour leurs licences et utiliser l’une
ou l’autre des solutions de développement, la cohabitation des deux
systèmes étant assurée sous
Windows XP+SP3 ou Windows 7
(32 bits).
Concernant la migration entre
systèmes, un projet développé sous
STEP7 V5.5 ou WinCC flexible 2008
pourra naturellement migrer vers
TIA Portal. Concrètement, toute
l’offre matérielle Simatic sur le
marché depuis octobre 2007 a
la possibilité d’intégrer TIA Portal.
A ce titre, Siemens tient à garantir
la pérennité et le savoir-faire de ses
clients. En témoigne WinCC flexible,
qui aujourd’hui encore permet d’ouvrir des projets développés sous
Protool, son prédécesseur.
Les constructeurs de machines,
ayant jusqu’alors créé et constitué
une bibliothèque d’objets, pourront
sans difficultés l’importer et continuer à la développer dans TIA Portal
avec son nouveau concept de
bibliothèques.
Environnement
matériel
Environnement logiciel
Classique
API
Pupitres
SCADA
S7-1200
Remarques
sur le TIA Portal
Nouveau (TIA Portal)
STEP7 Basic V10.5 (et plus)
L’édition Basic est incluse
dans l’édition Professional
Les versions V10.5 et plus
du STEP7 incluent gratuitement
WinCC Basic correspondant
S7-300 et
S7-400
STEP7 Basis V5.5 ou
STEP7 Pro Ed. 2010
STEP7 Professional V11
Compact
WinCC flexible 2008
Compact (édition Micro
+ gammes 077-177-Basic)
WinCC V11 Basic
Permet de configurer
les seuls pupitres de la Basic Line
Standard
WinCC flexible 2008
Standard (édition Compact
+ gammes 277 et 377)
WinCC V11 Comfort
Permet de configurer
les séries 077, 177, 277, 377,
les gammes Basic et Comfort
Pupitre
machine / PC
WinCC flexible 2008
Advanced
(édition Standard + PC)
WinCC V11 Advanced
Permet de configurer ce que peut
l’édition Comfort et tous les PC
PC
WinCC V7
WinCC V11 Professional
Vérifier avec votre interlocuteur
commercial la possibilité de
migrer un projet V7 en V11
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Drives
Accouplements et réducteurs Flender
Partenariats et synergies
au profit des Mechanical Drives
Trois domaines d’activités réunis chez
le même constructeur : les produits
standards, les produits “customisés”
dans le cadre de projets, et les services qui bénéficient d’un investissement récent, celui du banc d’essais
de réducteurs à vide. Ces activités
autour des Mechanical Drives s’ouvrent
sur des synergies, des partenariats
extérieurs, voire sur la sous-traitance
de contrats de service.
La Business Unit Mechanical Drives
de Siemens IA&DT reprend intégralement
l’ancien périmètre d’activités de la société
Flender Antriebstechnik acquise par
Siemens en 2006. Son marché s’étend
aujourd’hui sur trois grands domaines
bénéficiant de stratégies différenciées.
Une stratégie de synergies
pour les produits standards
Ce domaine d’activité regroupe les motoréducteurs, les accouplements et les
réducteurs industriels livrés sur catalogue.
La crise financière mondiale qui sévit
depuis trois ans a mis en lumière la nécesReynald Amelineau, responsable de l'activité
Large Drive & Mechanical Drive.
Le banc d'essai est voué au test de tous les réducteurs sortants de l'atelier de réparation,
après changement d'un rapport de réduction ou tout autre modification. Il permet aussi
de déceler l'origine des pannes mécaniques. Il est constitué d'un moteur entraînant un
système de transmission à cardan. Différents mors permettent d'adapter la transmission
au diamètre d'entrée de l'arbre du réducteur. L'ensemble est piloté à vitesse variable par
un MicroMaster MM420.
sité d’accélérer leur développement au
travers du réseau de distribution de proximité des accouplements, et, pour les
motoréducteurs, de la synergie avec le
Centre de Compétences OEM de Siemens,
ainsi qu’avec les organisations de ventes
manufacturières en région.
L’application de cette stratégie a eu des
conséquences heureuses, puisqu’elle s’est
traduite par des réalisations exemplaires.
Motoréducteurs S
pour systèmes
de convoyage
Le motoréducteur mono-étage à vis
sans fin de la gamme S est proposé en
trois tailles de châssis : S08, S18 et S28.
La plage de couples disponibles s’étend
de 18 à 80 Nm pour une puissance
allant de 0,12 à 0,75 kW.
Les motoréducteurs Flender MOTOX de
la série S sont complétés par des engrenages à vis sans fin de grande efficacité,
offrant une large plage de rapports de
transmission. La modularité et la polyvalence de leur structure leur confèrent
la grande flexibilité requise par les applications de convoyage.
22 Simatic - 11/2010
Les dimensions de cette nouvelle série sont
conformes aux exigences du marché. La
mise en service est simplifiée du fait d’un
usage multipositions. Diverses possibilités
de montage sont proposées : flottant,
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Drives
De nouvelles perspectives intéressantes
s’ouvrent également pour les motoréducteurs avec le concours des constructeurs
de machines spéciales d’emballage et de
conditionnement.
Cette stratégie de synergies est également
déclinée dans le domaine des réducteurs
industriels avec des solutions complètes
de Motion Control développées par un
concepteur, fabricant et distributeur de
presses à injecter les matières plastiques
et qui possède une expertise historique
dans le domaine de la multi-injection
(surmoulage, procédé Sandwich).
Les Services (“Service International”)
L’objectif fixé à l’entité “Drive Technologies” de la division Siemens Industry
Automation & Drive Technologies (IA&DT)
est de réaliser à terme plus de 20 % de son
chiffre d’affaires en services… Ce qui se
traduit aujourd’hui par le doublement des
ventes de services autour des produits de
la marque Flender.
• Le service :
Par service, on entend des activités
contractuelles de field services (maintenance préventive, maintenance prédictive)
en synergie avec les prestations contractuelles de l’équipe Support & Service
Client de Siemens IA&DT, notamment
dans les industries de process (papeterie,
sidérurgie, cimenterie…) qui ne supportent pas les arrêts de production.
Le service, c’est également la réparation,
aujourd’hui encore limitée aux petits
réducteurs de moins de 2 tonnes pour
lesquels la réactivité des interventions
s’impose : l’atelier Flender d’Élancourt
(Yvelines) est à cet effet homologué en
interne au niveau 1, sachant que Siemens
distingue quatre niveaux d’homologation
des ateliers de réparation : le niveau 2
pour les installations jusqu’à 15 tonnes,
le niveau 3 jusqu’à 25 tonnes et le niveau
4 jusqu’à 65 tonnes. Si les deux derniers
niveaux sont à l’évidence réservés aux ateliers de réparation en Allemagne, il n’en va
i
Lien :
produits électriques ou électromécaniques,
y compris les transmissions. Pour l’heure,
cette dernière activité est encore toute
jeune et se limite au retrofit de variateurs
de vitesse associés le cas échéant à leur
moteur. Siemens a la volonté de mettre en
place un concept beaucoup plus ambitieux
avec le concours de l’entité opérationnelle
SSC (Support & Service Client) de Siemens
IA&DT… Un concept qui associera, à la
demande de certains grands clients,
l’équipement électrique et la transmission
mécanique, en y intégrant les exigences
liées à l’économie d’énergie.
Il s’agit en effet d’assurer pleinement la
Hugues Pruvot, monteur au SAV et Patrick
Desvaux, responsable du magasin.
Barbara Rozoy, responsable gestion,
Entraînements et Transmission.
pas de même pour le niveau 2 qui devrait
donner lieu, à terme, à un partenariat
industriel en France.
Dans ce contexte, la présence d’un banc
d’essais de réducteurs à vide était
indispensable pour la réalisation de ce
schéma de l’activité de réparation. Le banc
mis en place récemment à Élancourt
permet de réaliser des tests de bruit
(à l’oreille) et des tests d’étanchéité pour
s’assurer de la bonne marche à vide des
trains d’engrenages de chaque réducteur
testé. Ce banc d’essais s’inscrit dans le
plan général de développement des
services au sein de Siemens IA&DT.
conformité au règlement européen
n° 640/209 du 22 juillet 2009 : s’appuyant
sur la norme IEC 60034-30, elle impose
que les moteurs commercialisés à partir de
2011 soient à haut rendement (moteurs
de classe IE2 ou de classe supérieure).
À partir de 2015, les applications de forte
puissance devront se tourner vers les
moteurs de classe IE3, voire vers les
moteurs IE2 s’ils sont équipés d’un variateur
de vitesse.
Dans cette activité de retrofit, il s’avère que
Siemens est le seul constructeur maîtrisant
l’ensemble des compétences, depuis le
moteur électrique, la variation électronique de vitesses, jusqu’à la transmission
mécanique.
Trois grandes voies sont offertes pour y
parvenir :
• La distribution de pièces de rechange :
La marge de manœuvre reste limitée dans
la mesure où les ventes sont corrélées au
parc installé. En outre, ce marché subit la
concurrence des producteurs de copies
qui s’avèrent pour la plupart moins performantes que les pièces d’origine conçues
pour une installation en environnement
industriel et pour une haute disponibilité.
à pattes ou par bride. L’arbre de sortie est
disponible en versions arbre creux ou
plein. L’utilisation de matériaux de haute
qualité (forte teneur en nickel des roues
hélicoïdales en bronze, par exemple)
permet d’atteindre de forts couples
nominaux, jusqu’à 80 Nm, ainsi que des
rapports de réduction élevés jusqu’à 100
sur un seul étage. En outre, les arbres
sont trempés et rectifiés, ce qui rend leur
fonctionnement silencieux. Du fait du
graissage à vie, de l’excellence des
paliers et de l’étanchéité, les réducteurs
ne requièrent aucune maintenance.
Enfin, le rendement élevé et la dissipation
de chaleur par le carter se traduisent par
un bon bilan thermique et une faible
température de surface.
• Le retrofit :
Le retrofit concerne aussi bien les installations de conduite de procédé, que les
Reynald Amelineau
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Nouveaux produits
SIMATIC HMI sans fil et de securité
Mobile Panel 277F IWLAN :
continuité de service entre antennes
Capables de dialoguer, via une liaison
sans fil, avec la CPU d’un automate de
sécurité, la version 2 du Mobile Panel
277F IWLAN introduit, fin 2010, de
nouvelles fonctionnalités. Objectif :
offrir plus d’autonomie d’action et de
souplesse d’utilisation à l’opérateur.
Le lancement de la famille des SIMATIC
Mobile Panel 277(F) IWLAN, utilisant
PROFInet sans fil, a marqué une forte
évolution de la gamme des pupitres.
Aujourd’hui, allier le concept d’IHM sans fil
avec des fonctions de sécurité reste une
innovation propre à Siemens. Les pupitres
mobiles IWLAN V2 arrivent cependant sur
le marché (disponibilité 4ème trimestre
2010) sur une nouvelle base matérielle,
en introduisant des fonctionnalités complémentaires. Ils remplacent la première
génération de consoles, lancée il y a un
peu plus de un an.
Principale nouveauté : le passage d’une
antenne à une autre, sans incidence sur les
fonctions de sécurité gérées par le pupitre.
S7-400
SCALANCE W788-2RR
Mobile Panel 277F IWLAN
Illustrations : source Yves Etcheberry
24 Simatic - 11/2010
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Nouveaux produits
i
Passage “transparent“ d’une antenne
à l’autre
Jusqu’à présent, un pupitre mobile 277(F)
IWLAN devait rester sur une même zone
Wifi couverte par un point d’accès SCALANCE W, sans pouvoir passer sur une
zone Wifi certes contigüe et couverte par
une autre antenne, sous peine de provoquer un repli en sécurité (pour un modèle
F), ou de perdre la communication avec
la CPU (pour un modèle standard).
Le pupitre mobile IWLAN V2 permet dorénavant à l’opérateur de se déplacer en
toute transparence sur une zone globale
étendue par plusieurs antennes. Cela est
rendu possible sur les versions 2, grâce au
nouveau composant réseau du pupitre,
capable de gérer simultanément un
deuxième canal de communication.
Le premier canal reste dédié à la communication (à l’instar des pupitres mobiles V1)
(1)
Industrial Pointed Coordinated Function –
Management Channel.
(2)
RR comme Rapid Roaming.
utilisant le service IPCF et
permettant notamment de
rendre déterministe la communication sans fil.
Il fait place désormais au
service IPCF-MC (1) dans la
version 2. Ce service introduit le rôle d’un deuxième
canal scrutant la qualité de
réception des différents
points d’accès du site.
En d’autres termes, le
second canal anticipe en
permanence le choix du
meilleur point d’accès Wifi,
de façon à éviter toute
interruption de communication et à garantir ainsi
la continuité de service,
principalement autour des
fonctions de sécurité.
Cette mobilité étendue de
l’opérateur nécessite l’emploi d’antennes SCALANCE
W-2RR (2) (déjà disponibles),
capables de gérer 2 canaux de communication en parallèle.
Lien :
Plus besoin d’une batterie optionnelle de
transition pour effectuer la manipulation
sans coupure.
Plus d’ouverture
Les pupitres mobiles V2, fonctionnant
toujours à 2,4 ou 5 GHz, offrent également une meilleure cohabitation avec
les systèmes radio à 2,4 GHz, comme
la solution RFID Moby-U.
Par ailleurs, les pupitres mobiles V2 (non
dotés de fonctions de sécurité) peuvent
communiquer avec l’offre SIMOTION de
Siemens.
Le pupitre mobile pour la rénovation des
automatismes d’un élévateur hydraulique à
Concarneau (voir notre article en page 26).
Transpondeur ou Tag RFID
En complément des 4 références de pupitres (dont 2 avec fonctions de sécurité),
la nouvelle gamme V2 offre un nouveau
modèle de sécurité, le Mobile Panel 277F
IWLAN T-V2, fonctionnant sans transpondeur. Les points d’identification, pour les
fonctions de sécurité hors arrêt d’urgence,
sont alors constitués de Tags RFID de type
Moby-D, peu coûteux et passifs (donc sans
maintenance). La portée de détection
pour l’opérateur n’est alors que de
quelques centimètres. Il pourra toutefois
s’en éloigner en actionnant la poignée
homme-mort intégrée au pupitre.
Changement de batterie à chaud
Le changement à chaud de la batterie du
Mobile Panel 277(F) IWLAN V2 (environ
4 heures d’autonomie), est rendu possible
grâce à un condensateur intégré assurant
une autonomie de 50 secondes.
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Solutions
Concarneau rénove son élévateur à bateaux :
IHM de la Basic Line et sécurité machine
sur pupitre mobile WiFi
La rénovation des automatismes de
l’élévateur hydraulique du port de
Concarneau (Finistère) constitue un
projet de référence. Cette réalisation
sur-mesure, aussi bien du point de
vue technique qu’économique, met
en scène des pupitres pied de machine
KTP400 Basic couplés aux nouveaux
automates S7-1200. Par ailleurs, un
pupitre mobile 277 WiFi, intégrant la
gestion de la sécurité, répond aux
besoins de mobilité de l’exploitant.
En 2009, la CCI de Quimper, concessionnaire de l’élévateur, a lancé un appel d’offres
notamment dans le but de rénover les
automatismes de pilotage. Parmi les postulants, l’intégrateur Barillec (groupe Vinci
Energies) a proposé une solution innovante qui, au-delà du cahier des charges
initial, apportait un confort d’exploitation
sans égal. Attribué à Barillec fin octobre
2009, le projet a donné lieu a une
livraison / mise en service le 15 janvier
2010. Outre la période d’études, la phase
de travaux aura duré à peine plus d’un
mois ! L’élévateur ne pouvait rester inopérant plus longtemps sans perturber
l’activité du chantier naval.
Malgré un hiver exceptionnellement
rigoureux et le ralentissement lié aux fêtes
de fin d’année, le planning imposé a pu
être respecté. La réactivité et l’implication
de chaque partenaire ont largement
contribué au respect des engagements.
En lien avec l’exploitant Semcar, le distributeur et l’intégrateur ont su tout particulièrement produire la valeur ajoutée
attendue, sur un projet réputé innovant…
a tous points de vue.
Des choix innovants
« Notre offre a été retenue notamment
du fait de choix technologiques innovants
et permettant d’apporter un niveau de
service élevé à l’exploitant », lance Eric
Bihoues, responsable de service automatismes et process chez Barillec.
L’intégrateur a en effet opté pour un pilotage de l’élévateur à l’aide d’un pupitre
26 Simatic - 11/2010
Entre la mer et le chantier naval, l’élévateur
constitue un passage obligé pour les navires
de fort tonnage.
mobile en liaison WiFi avec un automate
maître S7-300F. Du fait de cette liaison
radio, le contrôle intervient dans un mode
“sécurité machine“, totalement intrinsèque
à la CPU de l’automate et au pupitre mobile.
L’ensemble des échanges s’effectue sous
Ethernet / PROFINET / PROFIsafe.
Pourquoi un pupitre mobile ?
« Pour effectuer certaines manœuvres de
l’élévateur à l’approche de la quille, l’exploitant a besoin de mobilité afin de piloter
différents vérins à vue depuis le bord du
quai », explique Eric Bihoues, tout en
avouant volontiers que les technologies
WiFi et PROFIsafe sur automates de sécurité étaient une première pour Barillec.
Sébastien Le Poder, automaticien chez
Barillec : « L’automate maître S7-300F,
sur un réseau unique Ethernet / PROFINET /
PROFIsafe, gère à la fois les aspects
fonctionnels et de sécurité. »
2 000 tonnes à bout
de pupitre sans fil…
En lien avec une importante activité de
chantier naval, le port de Concarneau
compte plusieurs installations d’échouage
et de mise à l’eau des navires. Les infrastructures servent à la construction des
bateaux et à leur maintenance.
Conçu pour les navires jusqu’à une longueur de 90 mètres par 17 mètres de
large, l’élévateur hydraulique est capable
de soulever une charge de 2 000 tonnes.
Cette installation procède à l’élévation
d’un plateau porteur de 76 x 17 m, sur une
course de 10 mètres au maximum (vitesse
de déplacement de 5 m/heure). De quoi
sortir de l’eau la coque du navire jusqu’à
hauteur du quai. Le navire, lui-même
stabilisé à l’aide de cales et de vérins sur
un plateau mobile, est ensuite treuillé
horizontalement jusqu’au chantier naval.
Mise en service en 1976, cette infrastructure, essentielle à l’activité économique du
port, était initialement pilotée depuis la
salle de contrôle à l’aide d’un automate
spécialisé (composé de cartes électroniques devenues obsolètes) et d’un
pupitre regroupant toutes les commandes.
« L’élévateur était devenu difficile à gérer
et nous redoutions les problèmes de
pérennité pour des questions de maintenance », explique Romain Daniel, adjoint
au directeur de l’installation chez Semcar.
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Solutions
hydraulique, avec les pupitres pied de
machine KTP400 de la Basic Line », ajoute
Sébastien Le Poder, automaticien en
charge du projet chez Barillec.
Ainsi, l’élévateur rassemble aujourd’hui un
concentré des solutions les plus récentes,
et produits phares de l’offre en automatisme de Siemens.
i
Lien :
12 IHM de la Basic Line
pour les commandes locales
Romain Daniel, adjoint
au directeur de Semcar :
« Le pupitre mobile
mobile nous offre toute
latitude pour manœuvrer
l’élévateur au plus près du
navire. »
Une prise de risque ? « Non, pas vraiment,
car nous étions assurés d’un fort appui
technique et de formations adaptées de
la part de nos partenaires. »
« Pour mener à bien le projet dans sa
phase technico-économique, nous avons
aussi opté pour les nouveaux automates
S7-1200 en binôme, sur chaque groupe
L’élévateur se compose d’un unique plateau
de 76 x 17 mètres porté par 6 poutrelles
parallèles, chacune animée de part et
d’autre par 2 groupes hydrauliques (voir
schéma). Chaque groupe hydraulique comprend une armoire d’automatisme dotée du
nouvel automate S7-1200 et d’une IHM
KTP400 Basic. Véritable intelligence locale,
ce pupitre permet de commander le groupe
hydraulique en mode manuel et de façon
autonome. « Cette interface locale facilite
la réalisation des essais dans chaque station.
Il permet aussi de débloquer le mécanisme
des cliquets en mode manuel ou encore de
synchroniser les vérins lors de la préparation d’une manœuvre, explique Romain
Daniel. Aussi, il nous arrive via le pupitre,
de procéder à des réglages locaux, par
exemple lors du remplacement d’un capteur. »
Le couplage “pupitre KTP400 Basic et S71200“ répond au juste besoin de l’application et par conséquent à un coût adapté.
Chaque groupe hydraulique est piloté
par un automate S7-1200 couplé à une
interface KTP400 Basic.
Vincent Dujardin,
ingénieur d’assistance technique du
Support et Services
Client de la région
Midi-Atlantique chez
Siemens : « L’exploitant a besoin de
piloter son installation au plus près.
C’est aujourd’hui possible avec le pupitre
mobile lors des manœuvres, mais aussi
avec les IHM KTP400 Basic pour les opérations de réglage et de maintenance. »
Réseau Ethernet/
PROFINET / PROFISAFE
Transpondeur
RFID
Antenne WiFi
Scalance W
Système de vérins hydrauliques
S7-300F
Station hydraulique
1 Nord
Transpondeur
RFID
Switch
Poutre support du plateau mu par
2 systèmes de vérins
Switch
Station hydraulique
1 Sud
S7-1200
S7-1200
IHM
KTP400
Basic
IHM
KTP400
Basic
Codeur
à câble
Plateau élévateur
(vue de dessus)
Transpondeur
RFID
le
Codeur
à câble
Pupitre mobile
277 F IWLAN
Station hydraulique
6 Nord
Transpondeur
RFID
Switch
Switch
Station hydraulique
6 Sud
S7-1200
S7-1200
IHM
KTP400
Basic
IHM
KTP400
Basic
Codeur
à câble
Transpondeur
RFID
Codeur
à câble
Le bassin sur lequel évolue le plateau est entouré par les 12 installations hydrauliques
automatisées par les automates S7-1200 / IHM KTP400 Basic (seules 4 sont représentées ici).
L’ensemble est relié en PROFINET à l’automate maître S7-300F.
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27
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Solutions
Yves Etcheberry, responsable des produits
IHM chez Siemens en
France: « Ce projet de
rénovation met en
évidence les atouts
technico-économiques
des Interfaces Homme
Machine pied de
machine de la Basic
Line couplées au nouvel automate S7-1200,
ainsi que la capacité d’innovation technologique de Siemens avec le pupitre mobile
sans fil et de sécurité. »
Eric Bihoues, responsable du service automatisme et process
chez Barillec :
« Dans son champ
RFID, le transpondeur
autorise l’opérateur à
ouvrir une session de
pilotage sécurisé sur
le pupitre mobile. »
En fin de manœuvre, le superviseur WinCC
flexible édite un rapport des opérations en
indiquant notamment la répartition du poids
du navire, obtenue par calculs à partir des
puissances hydrauliques mises en œuvre
dans les 12 stations. Le poste de contrôle
est lui aussi doté d’un arrêt d’urgence.
La mobilité introduit
la sécurité
Malgré tous les préparatifs
réalisés en amont de
l’opération d’échouage, le
pilotage de l’approche du
plateau au contact de la
quille reste une opération
délicate pour laquelle l’opérateur préfère conserver
toute sa mobilité. Avec le
pupitre IWLAN, il dispose
d’une console mobile reliée
à l’automate maître S7-300F
via une liaison WiFi. La zone
de travail est couverte par le Ensemble, Eric Bihoues et Sébastien Le Poder chez Barillec
réseau grâce à une antenne et Alain Pellicant pour Elec Armor, ont su concevoir et
mettre en œuvre une solution innovante tout en respectant
Scalance W disposée sur un
les délais imposés par l’exploitant.
mât à 15 m de hauteur.
« Pour étendre
signal RFID dans un cône d’une portée de
la zone de cou8 m. Pour ouvrir une session de pilotage
verture du signal
avec sa console mobile, l’opérateur doit
WiFi, cette pasobligatoirement s’identifier dans l’une des
serelle a été
13 zones couvertes par un signal RFID,
volontairement
afin de garantir la sûreté de conduite via la
bridée à 24
communication WiFi. Le pupitre indique
Mbits/s au lieu
alors à l’automate qu’un opérateur qualifié
de 54 Mbits/s,
s’est connecté au moyen d’un des
du fait des débits
transpondeurs.
limités de cette
Et si l’opérateur sort de la zone WiFi avec
application »,
son pupitre mobile ? « La manœuvre sera
explique Sébasalors instantanément stoppée », souligne
Vincent Dujardin, assistant technique du
tien Le Poder,
automaticien en
Support et Services Client de la région
charge du projet
Midi-Atlantique chez Siemens.
« Pour maintenir la liaison opérationnelle
chez Barillec.
lorsqu’il est dans le champ d’un transponChacun des 12 groupes hydrauliques
deur, l’opérateur doit
disposés autour de l’élévateur (ainsi que le
par ailleurs agir sur
poste de commande centrale) comprend
la poignée “hommeun transpondeur autonome non relié au
mort“ intégrée. »
réseau d’automatisme. Ce dernier émet un
Grosses mécaniques
sous contrôle
Au niveau de chaque groupe hydraulique, l’automate S7-1200
reçoit les signaux par liaison filaire de plusieurs capteurs :
- Capteurs laser analogiques de position des 2 vérins ;
- Capteurs de position des cliquets (système permettant l’élévation
par déploiement alternatif de 2 vérins en appui sur une
crémaillère) ;
- Mesure de la pression hydraulique de chaque vérin.
La hauteur de chaque poutrelle de soutien du plateau est constamment mesurée au niveau des 2 groupes hydrauliques par un
codeur à câble directement connecté au réseau PROFINET. Entre
2 poutrelles, l’écart ne doit pas varier de +/- 2,5 cm. A moins que
l’opérateur n’ait opté pour un déplacement du plateau selon un
mode incliné.
28 Simatic - 11/2010
Hormis le codeur à câble en lien direct sur PROFINET, l’automate
S7-1200 regroupe les capteurs locaux sur liaison filaire.
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Nouveaux produits
SCALANCE X-PoE :
une gamme élargie de switches
intégrant la télé-alimentation
Pour faciliter le déploiement des équipements de plus en
plus nombreux sur Ethernet industriel, Siemens étoffe son
offre de switches Power over Ethernet.
i
Lien :
Siemens complète son offre de switches PoE avec les nouveaux
modèles X308-2M PoE et XR324-4M PoE.
Intégrée à un switch, la fonctionnalité Power-over-Ethernet ou
PoE (IEEE 802.3at Type 1 IEEE 802.3af ) permet d’alimenter sous
48 V et jusqu’à 12,95W un équipement terminal, uniquement par
les paires torsadées de sa liaison câblée Ethernet industriel 100
ou 1 000 Mbits/s. Cela sans réduire la longueur totale du lien
(100 m). Regrouper la transmission d’énergie et de données sur
un même média induit des réductions de câblage importantes
pour relier des appareils tels que caméras, téléphones IP et
bornes WiFi. Rappelons à ce titre que tous les modules sans-fil
IWLAN de la famille SCALANCE W sont aptes à être alimentés via PoE.
Au-delà de la réduction des coûts de câblage, PoE permet d’éviter
la mise en place de dispositifs d’alimentation individuels pour
chaque appareil du réseau compatible avec ce standard.
Jusqu’à 8 ports PoE
Le switch administrable modulaire et rackable XR324-4M PoE
offre 8 ports PoE sur les 16 ports cuivre de base pour un fonctionnement sans ventilateur. Les modèles X108-PoE (non-administrable) et X308-2M PoE (administrable) offrent respectivement
2 et 4 ports RJ45 supportant PoE.
Bureau
Téléphone
IP
Point
d'accès
HiPath
PoE
PoE
SCALANCE
X308-2M PoE
PoE : Comment ça marche ?
Un câble Ethernet CAT 5 ou CAT 6 est composé de 4 paires de
conducteurs. Le concept PoE fait appel à deux principes de transmission de l’énergie sur sur ces câbles:
• Alimentation via les paires non-utilisées (4, 5, 7 et 8). Méthode
utilisée dans le cas du Fast Ethernet (10 Base-T / 100 Base-TX)
pour lequel seules les paires 1-2 et 3-6 servent à la transmission
des données.
• Phantom Power : superposition alimentation et données sur
les paires 1-2 et 3-6.
Usine
Lecteur
de code
SCALANCE
XR324-4M PoE
Usine
PoE
Extérieur
SCALANCE
W788
SCALANCE
W786
Scanner
PoE
SCALANCE
X108PoE
PoE
PoE
PoE
Scanner
PoE
Caméra IP
(CCMS1315)
PoE
Caméra
dôme fixe
(CFMC1315)
PROFINET/Industrial Ethernet (paire torsadée)
Switches PoE : récapitulatif de l’offre
Administrable
Transfert
(Mbits/s)
Nombre
de ports
(dont PoE)
Connexion
F.O.
Modulaire
X108-PoE
Non
10/100
8 RJ45
(dont 2 PoE)
Non
Non
X308-2M PoE
Oui
10/100/1000
4 RJ45
(tous PoE)
+ 2 Media
Modules
Oui
Oui
16 RJ45
(dont 8 PoE)
+ 4 Media
Modules
Oui
XR324-4M PoE
Rackable
Oui
10/100/1000
Dans tous les cas, il est possible de connecter un équipement Ethernet non PoE sur
les ports PoE des switches
SCALANCE qui testent leur
compatibilité avant diffusion
injection de l’alimentation.
Patrick Brassier
Oui
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Nouveaux produits
Réseaux : nouveaux composants
PROFIBUS pour plus de flexibilité
des topologies
Avec les nouveaux modèles OLM G22
et OLM P22, la gamme de modules
optiques OLM permet d’étendre
les capacités d’un réseau Profibus.
Cette extension des capacités d’un réseau
PROFIBUS passe par la création non plus
d’un seul mais de 2 segments cuivre à
partir du même composant OLM. Ainsi, les
2 segments électriquement indépendants
peuvent héberger un total de 64 stations
PROFIBUS (2 x 32). Chaque port cuivre de
l’OLM donne véritablement naissance à un
nouveau segment autonome.
Les modules Profibus OLM (Optical Link
Module) ont pour mission de gérer le traffic
Profibus entre les segments sur câble cuivre
et un segment fibre optique. Au-delà de sa
fonction de convertisseur de media, l’OLM
permet de réaliser des topologies PROFIBUS
en anneau fibre optique plastique ou verre,
tolérant à une panne.
Ils assurent ainsi des capacités de redondances à la topologie.
L’OLM a l’avantage d’isoler un segment
cuivre ou fibre optique défectueux. Une
sortie analogique (0-10 V) renseignant le
niveau du signal optique permet de veiller
sur la qualité de la transmission optique.
Une seconde sortie ToR permet d’envoyer
une alarme en cas de défaut réseau.
Ancien
Nouveau
Mise en œuvre de la liaison optique OLM G12
OLM/G12
OLM/G12
OLM/G12
OLM/G12
OLM/G12
Câble
standard FC
PROFIBUS
FO Standard Cable
50/125
Variateur
Patrick Brassier
S7-300
avec CP 342-5
PC avec CP 5613 A2
ET 200pro
S7-400 avec CP 443-5
ET 200pro
PC avec CP 5613 A2
PROFIBUS
S7-400 avec CP 443-5
Fibre optique
Caractéristiques des modules OLM
Optical Link Modul
Nombre de ports
(OLM)
Cuivre
Optique
G11
1
1
G12
1
2 (verre)
G22
2
2
(verre monomode)
P22
2
2
(plastique ou pcf)
Nouvelles
références
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Nouveaux produits
Pupitres opérateurs :
la Comfort Line complète l’offre
Lancée en parallèle des gammes traditionnelle et Basic
Line, la famille des pupitres de la Comfort Line arrivera
sur le marché au premier semestre 2011. Son rôle ?
Développer l’offre des petits pupitres haute en fonctionnalités, avant de l’étendre aux écrans de plus grande taille.
La nouvelle gamme de pupitres de la Comfort Line relève des fonctions avancées des MP (plate-forme multifonctionnelle) et de la
philosophie de la gamme Basic quant à l’homogénéisation fonctionnelle. Ainsi, les écrans Comfort de petite taille, tout en disposant à
la fois des interfaces PROFIBUS et PROFINET, offriront les fonctions
actuelles des MP. Tous les écrans seront au format large, permettant
d’augmenter significativement les tailles d’écran (jusqu’à + 40 %)
sans forcément changer les cotes d’encastrement. L’organisation de
cette offre traduit un mouvement de simplification. Notons que les
pupitres traditionnels resteront dans l’immédiat au catalogue,
malgré l’arrivée de la Comfort Line. D’une façon générale, les Basic
et Comfort Line continueront à s’étoffer jusqu’à recouvrir, à terme,
l’intégralité de l’offre de pupitres actuels SIMATIC HMI.
A présent, 3 séries de pupitres
Début 2011, l’offre des IHMs Siemens se composera alors des
pupitres :
• des séries 07x à 377 ;
• Basic (lancés en 2008). Cette série se veut homogène en
matière de fonctionnalités, avec actuellement 7 références
PROFIBUS ou PROFINET de 4 à 15“ ;
• Comfort tactile ou clavier : 8 références sont annoncées dans
un premier temps, de 4, 7, 9 ou 12“, au format 16/9 ou 16/10
suivant la taille de l’écran.
Ecrans : petits, mais évolués !
Dès leur introduction, les pupitres Comfort seront dotés d’écrans
de 4 à 12“, toujours au format large (“wide screen”) ; des écrans
de plus grande taille compléteront l’offre à terme.
La Comfort Line reçoit des dalles à leds de 16 millions de couleurs
(à comparer aux écrans rétro-éclairés de 256 ou 65 000 couleurs
pour les autres séries). La technologie à leds, économe en
énergie, procure un meilleur contraste et donne la possibilité
à l’utilisateur de moduler la luminosité de 0 à 100 %.
• 3 ports USB (archivage, périphériques divers, backup/
restore, et plus encore …) ;
• 1 entrée et 1 sortie audio ;
• 2 emplacements pour carte mémoire SD.
Logiciel et performances évolués
Coté outils logiciels, des viewers permettent de visualiser
des fichiers Excel, PDF, Word, et même multimédia (MPx,
WMx, WAV, AVI). Inclus également, un Pocket Internet
Explorer donnant accès aux pages HTML. La Comfort Line
donne aussi la possibilité de démarrer un projet à partir
d’une carte mémoire externe. Les mises à jour logicielles
(projet ou OS), peuvent s’effectuer directement par
Ethernet. Ces pupitres sont compatibles PROFIenergy
(conçus avec différents niveaux de mise en veille pilotables
à distance). Les options actuellement disponibles pour
les pupitres (hors WinAC MP) seront également proposées
sur cette nouvelle gamme. S7-PDiag ne sera disponible
qu’ultérieurement.
Lancée en même temps que le TIA Portal (voir en page 18
du magazine), la gamme d’IHM de la Comfort Line ne sera
supportée qu’à partir de WinCC V11 Comfort. Coté performances, la Comfort Line intégrant un microprocesseur plus
puissant, elle offrira une réactivité significativement accrue.
Yves Etcheberry
Types de pupitres par série
Gammes
Modèles
Traditionnelle
Très communicant
Systématiquement pour toutes les références de la Comfort
Line jusqu’au 12“, l’intégrateur aura la possibilité de disposer
l’écran verticalement, par simple paramétrage. A partir des
écrans 7“, les pupitres Comfort adoptent un cadre en aluminium,
garant de robustesse et de rigidité. A partir de cette version
également, le pupitre reçoit une connectique enrichie :
• 1 interface PROFIBUS ;
• 2 interfaces PROFINET (de quoi faire localement l’économie
d’un switch) ;
OP (Operator Panel)
TP (Touch Panel)
■
■
KP (Key Panel)
KTP (Key TP)
MP (Multi Panel
Mobile Panel
Basic Line
■*
■ **
■
Comfort Line
■
■
■ ***
■
■
* uniquement en 15“ / ** uniquement en 3“ / *** uniquement en 4“
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Nouveaux produits
SIMATIC RF300/RF600
La RFID pour toutes les applications industrielles
et logistiques
Siemens, spécialiste de longue date
de la RFID, fait évoluer ses systèmes
d’identification automatique pour
gagner en productivité et apporter de
nouvelles économies aux utilisateurs…
Des systèmes totalement compatibles
avec ceux préexistants.
Les lignes d'assemblage bénéficient
aujourd’hui des performances du SIMATIC
RF300 conçu pour les applications de
commande et d’optimisation des flux de
matières en production. Il rend possible
la lecture et l’écriture de gros volumes de
données en un laps de temps réduit, ce
qui permet de raccourcir les cadences de
production et d’accroître la productivité.
Il est en outre utilisable en environnement
difficile grâce à des composants robustes
dont l’indice de protection est élevé. Il se
caractérise également par :
• Son intégration simple et rapide dans
SIMATIC S7 et PROFIBUS (Totally Integrated Automation oblige !),
• Des temps de mise en service réduits,
la réduction des dysfonctionnements
des installations et des temps d’arrêt
grâce au diagnostic intégré,
• Des économies grâce à des composants
sans entretien.
Avec sa distance maximale de lecture/
écriture de 0,2 m, le RF300 est destiné
aux constructeurs de machines, OEM, et
intégrateurs.
Le SIMATIC RF300 passe à l’ISO
Ce système d’identification automatique
fonctionnant à la fréquence de 13,56
MHz, est constitué de :
• Une étiquette électronique ou MDS
(le tag, transpondeur, mémoire de
données mobile, support de données)
SIMATIC RF320T, RF340T, RF350T,
RF360T, RF370T, RF380T,
• Un plot de lecture/écriture ou SLG
(l’antenne) qui assure le transfert rapide
et sûr des données entre les tags et le
système de niveau supérieur (automate,
PC…) : RF310R, RF340R, RF350R,
RF380R, RF310M,
• Un module de communication ASM (ou
Les nouveaux transpondeurs ISO
Prix abordable et absence d’entretien pour les nouveaux transpondeurs ISO 15693
qui complètent les systèmes SIMATIC RF300 et MOBY D. Les domaines d’application
typiques incluent tout le secteur de la fabrication, les chaînes de montage, l’industrie
automobile et ses sous-traitants, la construction de machines-outils :
• MDS D421 : conçu pour le codage d’outils conformément à la norme DIN 69873,
ce tag est utilisable dans toutes les situations nécessitant de petits supports de
données et un positionnement précis.
• MDS D424 : enregistreur de données robustes utilisé en logistique de production,
comme sur les chaînes de montage et de fabrication.
• MDS D428 : transpondeur compact et robuste pour le montage à vis. Il est conçu pour
une utilisation sur les chaînes de montage et de production du groupe motopropulseur.
• MDS D460 : enregistreur de données robustes pour une utilisation sur les chaînes de
montage et dans l’industrie textile.
MDS D428
32 Simatic - 11/2010
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Nouveaux produits
SIMATIC RF670R, vaisseau amiral
de la famille UHF
coupleur) avec le système d’automatisme, en l’occurrence un module de
communication ASM 473/475 pour
SIMATIC S7-300 et ET 200M, SIMATIC
RF170C pour ET 200pro, ASM 452/456
pour PROFIBUS DP, SIMATIC RF180C ou
RF182C pour PROFINET. Une interface
RS232 permet en outre de connecter le
système à un PC sans avoir recours à un
adaptateur.
Son mode de fonctionnement peut facilement être modifié dans l’atelier logiciel
STEP 7 en définissant un paramètre dans
le module de fonction FB45 ou FC45.
Les tags de cette famille évoluent vers la
normalisation ISO/IEC 15693 relative aux
produits sans contact, tout en restant
compatibles avec le “protocole RF300” préexistant. Cette fonctionnalité ISO 15693
permet d’utiliser le lecteur/enregistreur
RF300 dans des applications qui requièrent des transpondeurs à prix abordable
tels que les MDS D100, MDS D124…
jusqu’aux MDS D424, MDS D428 ou MDS
D460 de la gamme d’étiquettes ISO de
MOBY D à faible capacité de mémoire (de
20 octets à 2 Ko), dans des applications du
secteur de la fabrication avec stockage de
données centralisé, dans l’industrie automobile, ou sur les systèmes de transport
de bagages dans les aéroports.
Destiné aux marchés de la logistique et
de suivi de production, le système UHF
d’identification à longue portée RF670R
normalisé ISO/IEC 18000-6C est totalement
intégré dans la famille RF600. Alimenté
sous 24 Vcc, il est opérationnel dans une
plage de température comprise entre -25
°C et +55 °C et se caractérise par un indice
de protection élevé (IP65). Raccordé directement au réseau Ethernet TCP/IP, ce système s’intègre parfaitement au concept
du Totally Integrated Automation et son
paramétrage est réalisé avec le logiciel
SIMATIC RF-Manager (ou une application
sous XML). Sont proposées jusqu’à 4
antennes externes (contre 2 pour les
modèles préexistants) de deux types :
SIMATIC RF620A pour systèmes de
convoyage (lecture possible jusqu’à
500 mm), et SIMATIC RF660A universelle
(applications logistiques, manutention,
jusqu’à une distance de 10 m). En outre,
au travers de tests de performances, il a
été démontré que ce système pouvait lire
des tags fixés sur des objets se déplaçant
à des vitesses atteignant 225 km/h.
Chaque tag est pourvu d’une LED de statut
à 3 couleurs pour le diagnostic, ainsi que
de 4 entrées et de 4 sorties directement
connectables à l’appareil (contre 3 E/3 S
précédemment). S’y raccorde également
un connecteur Ethernet au format AIDA
pour une communication en XML.
Il intègre des fonctions “middleware”
apportant une certaine autonomie et permettant de paramétrer des actions reflex.
Les tags RFID RF600 peuvent satisfaire
toutes les applications industrielles et
logistiques. En particulier, les tags RF630T
et RF640T sont conçus pour être appliqués
sur des pièces métalliques. Le tag RF680T
est quant à lui durci : fonctionnant à haute
température, jusqu’à 220 °C, résistant aux
agressions chimiques, susceptible en
outre d’être appliqué sur une surface
métallique, il est mis en œuvre dans les
ateliers de peinture.
i
Lien :
Licence OCR
“Text-Genius”
pour SIMATIC
MV440
Outre la lecture et la vérification de
codes à barres et de codes matriciels,
le système SIMATIC MV440 peut aussi
lire du texte en clair. Son point fort : sa
configuration simplifiée.
Habituellement, pour la reconnaissance
de texte, un apprentissage était
nécessaire pour que le système se
familiarise avec les caractères et de
nombreux paramètres spécifiques.
Ce n’est plus le cas avec la licence OCR
“Text-Genius” pour SIMATIC MV440 qui
permet au programme de reconnaître
et de lire automatiquement le texte en
clair. Elle permet par ailleurs de
comparer le contenu d’un code 1D
ou 2D avec le texte en clair dans la
même image.
Les domaines d’applications incluent,
entre autres, l’industrie pharmaceutique
(lot de fabrication, date de péremption
sur les emballages), l’industrie
électronique (numéros de série sur
les cartes), l’industrie agroalimentaire
(date de péremption sur les
emballages).
Franck Noyaret
Simatic - 11/2010
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Nouveaux produits
AS-i Power24V,
extension de la norme AS-Interface
Grâce à l’adjonction de l’AS-i Power24V
à la gamme AS-Interface et la possibilité d’utiliser des blocs d’alimentation
SITOP standard 24 Vcc ou 30 Vcc
préexistants, le réseau AS-Interface
devient rentable même pour les
applications calculées au plus juste.
Objectifs visés : les petits OEM,
les petits tableautiers, les petits
constructeurs de machines…
Depuis 1994, date de son lancement,
le bus de terrain ouvert AS-Interface
(Actuator Sensor Interface, AS-i) a été
normalisé CEI 62026-2/EN 50295 et a
connu un fort développement : il s’est
vendu ainsi plus de 20 millions de nœuds
AS-i dans le monde entier. Parmi ses principaux avantages : les données et l’énergie
nécessaire aux esclaves et aux capteurs
sont transmises par un seul et même
câble bifilaire trapézoïdal non blindé
(de couleur jaune).
Bien que les blocs d’alimentation AS-i
soient aujourd’hui proposés à des prix
attractifs, l’utilisateur de petites applications peut encore préférer opter pour un
câblage en parallèle classique, plutôt que
d’investir dans un appareil supplémentaire :
en effet, même si l’AS-Interface convient
très bien pour les petites applications,
l’utilisateur ne souhaite pas nécessairement
investir dans un bloc d’alimentation AS-i
supplémentaire standard. C’est en fait à
lui que s’adresse l’AS-i Power24V qui lui
offre la possibilité de mettre en œuvre
Les avantages décisifs
du réseau AS-i Power24V
• Réseau de terrain essentiellement manufacturier
de faible coût pour des applications de convoyage,
d’embouteillage, dans l’industrie automobile,
l'aéroportuaire, l’agroalimentaire…
• Transparence des communications avec la supervision,
via PROFIBUS DP ou PROFINET.
• Facilité de mise en service et de maintenance.
• Richesse des diagnostics du réseau AS-i : existence de
diagnostics en temps réel sur le moniteur de sécurité,
vues de diagnostics sur les postes opérateurs sous
WinCC flex…
• Adapté aux petits OEM, tableautiers, constructeurs
de machines.
34 Simatic - 11/2010
facilement un système de communication
moderne et ouvert, adapté à ses besoins.
Notons que les blocs d’alimentation AS-i
standards délivrent dans le câble AS-i une
tension nominale de 30 V (+15 V/-15 V)
garantissant en tout point du réseau la
fourniture d’une tension minimale de 24 V
aux esclaves et aux capteurs raccordés.
Pour permettre aussi bien l’alimentation
en énergie que la transmission des
données sur le bus AS-i, les blocs d’alimentation sont dotés d’un module de découplage des données intégré, destiné à
générer les signaux de communication
entre les esclaves et le maître, tout en
assurant une immunité élevée aux perturbations du système de bus.
Avec l’adjonction de l’AS-i Power24V à la
gamme AS-Interface, il est désormais possible de séparer l’alimentation du module
de découplage des données et d’utiliser
des blocs d’alimentation standard SITOP
dans les réseaux AS-i. Bien entendu, le
module de découplage des données est
indispensable pour assurer la communication entre maître et esclaves.
0112 SIMATIC 57
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Page 35
Nouveaux produits
i
Pour les petits bus de terrain
La technologie de communication du
réseau AS-i fonctionne avec la même
qualité, tant sous 30 V que sous 24 V.
Une alimentation AS-i standard (30 V)
permet d’atteindre une distance de 100 m,
voire 600 m en combinant des répéteurs
et des connecteurs d’extension. En cas
d’exploitation du réseau sous 24 V,
il convient de veiller à ce que les esclaves
(jusqu’à 62 esclaves TOR et analogiques,
ou 31 esclaves de sécurité) soient alimentés avec une tension suffisante.
Cette exigence conduit à limiter l’extension maximale d’un réseau AS-i Power24V
à 50 m par module de découplage des
données.
En l’occurrence, un module simple raccordé à un bus AS-i de 50 m au plus, ou
un module double pour alimenter deux
bus AS-i de 50 m chacun, et ce, sans la
Lien :
moindre possibilité d’extension au-delà
de cette distance.
D’autres contraintes existent, toutefois
peu nombreuses :
• Pour garantir le fonctionnement fiable
d’un réseau AS-i avec une tension de
24 V, il faut simplement s’assurer que
le maître, les esclaves et les autres
composants sont compatibles avec
l’AS-i Power24V.
• Avec des blocs d’alimentation standard,
chaque réseau AS-i doit posséder son
module de découplage de données,
lequel assure la détection de défauts
à la terre.
Frédéric Splittgerber
Structure d’un réseau AS-i avec bloc d’alimentation AS-I 30V : réseau AS-i simple
PROFINET
S7-300
avec
S7
CP343-2
CP
Bloc
d’alimentation
AS-i 30V
Jusqu’à 100 m
AS-interface
Module double
de découplage
des données
Esclave
K45
Caractéristiques
d’un réseau
AS-i Power24V
• Extensible à 600 m avec connecteur d’extension et répéteur
• Jusqu’à 62 esclaves standard ou 31 esclaves de sécurité
• Bloc d’alimentation AS-i avec découplage de données intégrées
Structure d’un réseau AS-i Power 24V :
Réseau AS-i simple
Réseau AS-i multiple
• Nombre d’esclaves :
jusqu’à 62 esclaves TOR et analogiques,
ou jusqu’à 31 esclaves de sécurité.
PROFINET
PROFINET
S7-300 avec CP 343-2 et bloc
d’alimentation standard 24 V
Module
simple
de découplage
de données
Jusqu’à 50 m
S7-300 avec CP 343-2 et bloc
d’alimentation standard 24 V
• Topologie quelconque.
• Extension jusqu’à 50 m.
Jusqu’à 50 m
AS-interface
Esclave
e
K45
5
AS-interface
Esclave
K45
AS-interface
• Maître, esclaves et composants compatibles AS-i Power 24V
• Extension maximale 50 m par réseau
• Pas de connecteur d’extension ou de répéteur
• Jusqu’à 62 esclaves standard ou 31 esclaves de sécurité
• bloc d’alimentation 24V standard
Esclave
K45
• Composants :
- Bloc d’alimentation 24 V à faible
ondulation résiduelle,
- Découplage de données compatible
AS-i Power24V avec détection de
défauts à la terre,
- Maître, esclaves et composants compatibles AS-i Power24V.
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Nouveaux produits
SIMATIC CPU TF-2 DP
L’interpolation 3D associée aux fonctions de
sécurité dans une même CPU technologique
Architecture simplifiée grâce aux blocs
de sécurité machine intégrés… Instructions PLCopen… Atelier logiciel STEP 7
pour les automaticiens…
La nouvelle technologie véhiculée par
les CPU S7 315TF-2DP et 317TF-2DP
conduit à une voie innovante pour le
déploiement de solutions nouvelles
de Motion Control.
Jusqu’à présent, l’intégration des fonctions
de sécurité (arrêts d’urgence, capteurs de
porte) et celles de positionnement passe
par le relais de sécurité SIRIUS 3TK28
associé au variateur de vitesse SINAMICS
(fig1). Cette solution simple via le relais
autorise en effet la remontée au variateur
d’informations de sécurité de base STO, SS1
et SBC, tandis qu’une CPU T (comme technologique) donne ses consignes de positionnement au variateur. La mise en œuvre
de fonctions de sécurité plus évoluées SS2,
SLS, SOS, SSM exige alors le recours à une
CPU F (comme failsafe) auquel se raccordent des entrées/sorties de sécurité (arrêt
d’urgence, barrière immatérielle, capteur
de porte), et un terminal d’extension
TM54F pour transférer les informations de
sécurité vers le variateur conformément à
Signification des abréviations
• STO : Save Torque Off (suppression
sûre du couple),
• SS1 : Safe Stop 1 (arrêt sûr)
SS2 : Safe Stop 2 (arrêt sûr)
• SBC : Safe Brake Control
(commande de frein sûre),
• SOS : Safe Operating Stop
(surveillance sûre de la position
d’immobilisation d’un entraînement),
• SLS : Safety Limited Speed
(surveillance sûre de la vitesse de
l’entraînement).
• SSM : Safe Speed Monitoring
(signalisation en retour sûre de
la surveillance de vitesse).
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la norme IEC 61800-5-2. Il manquait à ce
jour l’intégration des deux fonctions, le traitement des boucles de sécurité couplées à
l’asservissement des axes en position.
La nouvelle CPU 317 TF répond donc à cette
demande. Elle dispose en effet d’objets
métiers du pack S7 Technology et des blocs
S7 Distributed Safety certifiés TÜV. Autrement dit, toutes les fonctions SAFETY du
variateur (STO, SS1, SBC, SS2, SLS, SOS,
SSM) sont programmées dans la CPU T F et
transférées via le réseau PROFISafe et ce,
en conformité avec la nouvelle directive
machine (fig2).
De nouveaux blocs PLCopen
Jusqu’àlors, la synchronisation d’axes était
possible avec les CPU T. Avec les nouvelles
CPU T F, arrive le firmware S7 Technologie
V4.2, disponible sur toutes les versions
CPU T standard et Safety. Il autorise des
nouvelles lois cinématiques 3D avec interpolation, rencontrées dans les applications
de manutention parmi lesquelles on
retrouve les robots SCARA, les bras pivotants ou articulés, les portiques cartésiens
2D/3D, les transfert rotatif ainsi que
les robot Delta 2D/3D.
Ces cinématiques sont disponibles dans
l’outil de configuration du logiciel S7 Technology V4.2. La mise en œuvre graphique
facilite les étapes de paramétrage (fig3.).
Une opération de manutention se composera de plusieurs fonctions. La planification de trajectoire (commande de
mouvement) est déterminée par la définition de différents paramètres, comme
le point de départ et le point d’arrivée,
ou encore les obstacles, les zones etc.
L’interpolation est coordonnée avec le
calcul de la vitesse générant les valeurs
de consigne cartésiennes cycliques.
Ces valeurs sont converties en consignes
d’axe par transformation inverse et sont
transférées aux dispositifs d’asservissement de position. Le nouveau bloc ‘’MovePath’’ est particulièrement adapté aux
applications de manutention 3D standards
(pick and Place, paletissation ) permettant
des changements de vitesse par segment
ou des arrêts intermédiaires. On obtient
ainsi une plus grande flexibilité dans la
definition des trajectoires.
On notera également, les nouveaux blocs
technologiques au ‘’MC_ForceLimiting’
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Nouveaux produits
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Fig. 1 : traitement des fonctions de sécurité cablées.
Lien :
Fig. 2 : traitement des boucles de sécurité dans l’automate
S7 CPU T
CPU 317TF-2DP
Fonctions de sécurité programmées
STO, SS1, SVC, SLS, SOS, SBC
PROFIBUS DP
PROFIBUS : PROFIsafe
Sécurité pilotée par le variateur
E/S de sécurité
Pilotage et commande
STO
F-I/0
SS1
SBC
ARU
AR
RU
P
i intrusion
Protection
Capteur portes
ET200 S
AR
ARU
RU
Sinamics S120 et servo moteurs
Barrière
Sinamics S120 et servo moteurs
Fig. 3
Les avantages
décisifs des
nouvelles CPU T
• Réduction des coûts grâce aux fonctions
intégrées de sécurité :
pas d’équipement additionnel nécessaire.
• Réduction du câblage.
• Encombrement moindre.
• Mise en service plus rapide
(test et diagnostic).
• Simplicité de mise en œuvre.
• Paramétrage graphique des
cinématiques.
et ’MC_ForceControl’’ standard PLCopen
permettant la commande et la régulation
d’axes Hydrauliques.
Deux solutions de Motion Control
Dans le domaine du Motion Control,
il est désormais possible de choisir entre
les solutions SIMOTION et la nouvelle
SIMATIC CPU T F. Mais comment choisir
entre ces deux offres ?
Le premier critère de choix tient dans la
culture de l’utilisateur. L’automaticien aura
tendance à intégrer des blocs de sécurité
dans son contrôleur de positionnement
SIMATIC. La mise en œuvre sera plus
simple, car il est fait usage essentiellement
de fonctions preconfigurées PLCopen dans
un environnement de programmation S7.
Le système de positionnement plus ouvert
tel que SIMOTION s’appuie sur une programmation en langage évolué intégrant
l’appel de fonctions systèmes ainsi que
des bibliothèques d’applications (plutôt
qu’à des blocs fonctions préconfigurés).
Les utilisateurs de SIMOTION bénéficieront
ainsi d’une évolutivité importante,
jusqu’à 80 axes, contre 32 axes pour
la CPU T F, plutôt dédiée aux machines
simples.
Frédéric Lentz
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Nouveaux produits
La gamme SITOP innove
et s’agrandit
Des innovations qui se définissent
en quelques mots : compacité, performance, intelligence et disponibilité
Dotées de ces innovations, viennent
compléter la gamme de nos alimentations
stabilisées SITOP :
• PSU100C Power Supply Unit - l’alimentation
ultra « Compacte ».
• PSU100M - Power Supply Unit - l’alimentation
monophasée « Modular » technologique.
• PSU300S - Power Supply Unit - l’alimentation
triphasée « Smart » standard de puissance.
Zoom sur la SITOP PSU 100C
Les nouveaux blocs d’alimentation de la
gamme Sitop compact sont spécialement
dédiés à la plage de petite puissance et se
déclinent en 2 variantes : 24V en 0,6A
ou 1,3A et 12V en 2A.
De par leur extrême compacité, la nouvelle série d’alimentations d’entrée de
gamme monophasée se prête tout particulièrement aux applications décentralisées en coffrets de distribution ou petites
armoires (jusqu’à 3 fois moins de place
que les blocs standard).
Elles sont destinées aux petits constructeurs de machines, aux infrastructures et
bâtiments, au convoyage, au transport,
à la climatisation, aux énergies renouvelables, à l’environnement, au machinisme
agricole, etc.
Caractéristiques
• Surface de montage de 22 et 30 mn
de large
• Plage d’entrée ultra-étendue de 85 à
264 V CA ou de 110 à 300 V CC
• Rendement élevé sur toute la plage de
charge, économies d’énergie jusqu’à 28 %
• Faible consommation d’énergie à vide
ou en stand-by, économies d’énergie
jusqu’à 53% : GREEN POWER
• Tension de sortie réglable, LED verte
pour «Tension de sortie o. k.».
Zoom sur la SITOP PSU 300S
Un nouveau bloc d’alimentation triphasé
24 V/20A Sitop Smart, le PSU300S répond
à tous les besoins standard en matière
d’alimentation régulée 24 V CC pour les
machines ou installations automatisées.
Ultra puissante, l’alimentation peut délivrer
150 % du courant nominal pendant
5 secondes. En régime permanent, il délivre
un courant de 20 A à des températures
allant de 0 à 60 °C et offre même jusqu’à
120 % de courant en dessous de 45 °C.
Le contact de signalisation intégré, qui
est libre de potentiel, permet de contrôler
l’état de service « DC 24 V o.k. » à partir
d’un automate. Des modules Sitop additionnels sont disponibles pour protéger
l’unité contre les pannes du réseau ou du
circuit 24 V, p. ex. en instaurant une alimentation CC ininterruptible ou une coupure sélective des départs 24 V.
SITOP PSU 100C
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Caractéristiques
• Encombrement minimal de 9 mn de large
• Plage de tension d’entrée triphasée
étendue de 340 à 550 V CA
• Rendement élevé, de 91 % minimise la
consommation d’énergie et l’échauffement dans l’armoire électrique
• Extra Power : 1,5 fois le courant nominal
pendant 5 secondes, pour enclencher
les charges à courant d’appel élevé.
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Lien :
Caractéristiques
• Encombrement minimal de 9 mn de large
• Plage de tension d’entrée ultra-étendue,
de 85 à 275 V AC et de 88 à 350 V CC
• Rendement élevé de 93 %
• Extra Power : 1,5 fois le courant nominal
pendant 5 secondes, pour enclencher
les charges à courant d’appel élevé
• Power Boost : 3 fois le courant nominal
pendant 25ms pour le déclenchement
de dispositifs de protection
• Caractéristiques de sortie commutables
pour parallélisation et comportement
sur court-circuit
Isabelle Stoltz
SITOP PSU 300S
Zoom sur la SITOP PSU 100M
Cette alimentation monophasée 24 V/20A
Sitop Modular bénéficie d’une plage
d’entrée en tension alternative et
continue. La PSU100M dispose en outre
d’une fonction « Power-Boost » capable de
tripler le courant nominal sur de courtes
durées. Le comportement sur court-circuit
est configurable, l’utilisateur peut choisir
entre une coupure mémorisée et un courant constant avec remontée automatique
de la tension de sortie. Des modules Sitop
sont également disponibles pour protéger
l’alimentation contre les perturbations au
primaire et au secondaire. Avec son boîtier
métallique robuste et sa plage de température de fonctionnement de –10 à +60 °C,
ce bloc est idéal pour les environnements
difficiles.
SITOP PSU 100M
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Kit de démarrage SIRIUS IO-Link
Lancez-vous dans la communication continue jusqu’au dernier mètre
Plus de possibilités, moins de contraintes et moins
de coûts
Découvrez les possibilités offertes par la passerelle IO-Link
au sein d’une armoire de commande et transformez très
simplement votre prochain départ-moteur en module
communicant. Pour ce faire, misez sur le pack promotion nel unique, référence 3RK1005-0LB00-0XA0 que nous
vous proposons du 1.6.2010 au 31.5.2011 (disponible
uniquement au sein de l’UE).
Durant cette période, vous recevrez gratuitement deux
modules communicants IO-Link 3RA27 pour tout achat
d’un module maître 4SI SIRIUS vous permettant de relier
des appareils SIRIUS avec IO-Link à la station périphérique
décentralisée multifonctionnelle SIMATIC ET 200S.
En ajoutant deux contacteurs SIRIUS avec interface de
communication, vous aurez tout ce qu’il faut pour vous
lancer sans tarder : un clic et c’est parti !
Augmenter les possibilités de diagnostic tout en réduisant
le câblage et la place occupée dans l’armoire n’a jamais
été aussi simple et économique.
+
Gratuit !
Deux modules
communicants
IO-Link
www.siemens.com/sirius

TIA Portal : wow, génial

Transcription

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