Téléconduite performante avec SINAUT modulaire

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Brochure • Novembre 2007
Téléconduite performante avec SINAUT
modulaire, flexible, sûre.
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Sommaire
Introduction
Introduction
SINAUT Telecontrol
2
SINAUT Micro
4
SINAUT ST7
6
Solutions réseau
Le poste de conduite
8
11
Exemples de solutions
Eau/eaux usées
12
Extraction de pétrole
13
Distribution de gaz
14
Migration –
l'investissement dans l'avenir
15
Produits aptes à l'industrie
pour la téléconduite
Processeurs de communication TIM
16
Modems et constituants de radiocommunication mobiles
17
Logiciels
18
Accessoires
19
SINAUT Telecontrol (Siemens Network Automation) est basé
sur SIMATIC. Il complète ce système au niveau matériel et logiciel et permet ainsi le raccordement des différents constituants via WAN (Wide Area Network).
Sous le terme générique WAN, le système de téléconduite
SINAUT offre des solutions permettant la transmission de données non seulement par le réseau WAN classique (ligne spécialisée cuivre, réseau téléphonique, radiocommunication,
etc.), mais aussi par le réseau WAN moderne sur base IP, tel
que les systèmes à large bande ou l'Internet.
Pour satisfaire aux exigences les plus variées, SINAUT Telecontrol comprend deux systèmes indépendants l'un de l'autre :
■ SINAUT MICRO
système de téléconduite simple pour la surveillance et la
commande d'installations décentralisées via la radiocommunication mobile (GPRS) sur la base de SIMATIC S7-200 et
WinCC flexible ou WinCC.
■ SINAUT ST7
Système de téléconduite polyvalent basé sur SIMATIC
S7-300, S7-400 et WinCC/PCS 7 pour la surveillance et la
commande automatiques de stations process décentralisées appelées à échanger des données entre elles et avec
un ou plusieurs centres de conduite par les supports WAN
les plus variés.
Bien que SINAUT ST7 et SINAUT MICRO soient des systèmes indépendants l'un de l'autre, ils peuvent être combinés dans une
installation. La combinaison de ces deux systèmes s'effectue
au niveau du PC du poste de conduite.
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Téléconduite SINAUT
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Domaines d'application
Le système SINAUT se prête aussi bien aux petites installations
avec un nombre réduit de stations qu'aux réseaux complexes
comprenant jusqu'à plusieurs centaines de stations.
■ Approvisionnement sûr de consommateurs privés et industriels en eau potable, gaz ou chaleur via des réseaux complexes
■ Transport économique de gaz, pétrole ou produits pétroliers par des pipelines
■ Acquisition et transmission fiables des données d'un réseau
de surveillance de l'environnement
■ Télésurveillance d'équipements de traitement des eaux
■ Commande et contrôle de feux de balisage, de centrales
cogénératrices, de convoyeurs ou d'équipements de gestion du trafic routier
■ Mise en réseau d'abonnés mobiles tels que véhicules sur
rails, transports publics de proximité ou navires, lorsque
ceux-ci nécessitent une surveillance et/ou une commande
centralisées.
Téléconduite SINAUT
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SINAUT MICRO
SINAUT MICRO basé sur SIMATIC S7-200 offre à cet effet le
modem GSM/GPRS MD720-3 ainsi que le pack logiciel SINAUT
MICRO SC. Ce dernier contient des blocs pour l'automate
S7-200 permettant de configurer de façon plus conviviale l'envoi et la réception des données. Ce pack logiciel contient pour
le PC du poste de conduite d'une part un gestionnaire de connexion qui gère la liaison entre le poste de conduite et jusqu'à
256 stations S7-200, et d'autre part un serveur OPC. Ce dernier permet l'échange de données avec un client OPC tel que
WinCC ou WinCC flexible, ou avec tout autre logiciel moderne
de conduite supportant le standard international OPC.
Si l'installation compte plus de 256 stations, il est possible de
regrouper plusieurs serveurs OPC sous un même client OPC.
Génération rapide et sûre d'alarmes
Le pack additionnel "Alarm Control Center Micro Edition" est
recommandé pour la transmission de messages d'alarme au
personnel d'astreinte.
Les messages reçus par le serveur OPC du pack SINAUT MICRO
SC peuvent alors être transmis à un nombre maximum de
quatre destinataires (téléphone mobile, fax ou imprimante).
Grâce au plan de service, c'est toujours le responsable concerné qui est directement informé. Si ce dernier ne procède
pas à un acquittement en temps voulu, un système de
transfert en escalade veille à ce qu'un autre destinataire puisse
être joint.
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Téléconduite SINAUT
Avec VPN intégré, communication sûre via Internet
Le PC du poste de conduite doit constamment être joignable
dans le réseau GPRS. A cet effet, il doit être connecté directement avec l'opérateur GPRS par une ligne spécialisée ou, solution à moindre coût, être connecté en permanence sur Internet, par ex. par DSL. Pour assurer la sécurité nécessaire lors de
la transmission des données par Internet, SINAUT MICRO dispose de son propre réseau privé virtuel VPN (Virtual Private
Network). Le modem GSM/GPRS se connecte ainsi au gestionnaire de connexion dans le PC du poste de conduite via un tunnel VPN. Il est possible d'échanger des données de façon sûre
à travers ce tunnel et ce, dans les deux sens. On dispose ainsi
d'un moyen de communication entre stations, ce qui n'est pas
possible directement via GPRS. Le gestionnaire de connexion
contient de plus une fonction de routage : il gère le transit des
données entre stations par son propre réseau VPN.
Fax
Imprimante
mobile
Station S7-200
avec modem
SINAUT MD720-3
Station S7-200
avec modem
SINAUT MD720-3
Poste de conduite central
Alarm Control
Center
Micro Edition
option pour
alarm
OPC Client
p.ex. WinCC
flexible,
WinCC
SINAUT MICRO SC
serveur OPC et gestionnaire
de liaisons
Internet
Opérateur
GSM/GPRS
Station S7-200
avec modem
SINAUT MD720-3
G_IK10_XX_30159
SINAUT MICRO s'avère idéal pour toutes les applications nécessitant la transmission de faibles volumes de données par
une liaison sans fil via le service GPRS du réseau cellulaire GSM
afin de surveiller et de commander des stations à distance. Les
stations stationnaires ainsi que les stations mobiles peuvent
facilement être reliées à un poste de conduite central sans
savoir-faire particulier en radioélectricité. La liaison GPRS est
constamment en ligne et se comporte comme une ligne spécialisée. Les données peuvent être immédiatement transmises et la défaillance d'une station est directement détectée.
Malgré une connexion permanente, le temps passé en ligne
ne se répercute aujourd'hui pratiquement plus sur la facturation. Les tarifs basés sur le volume des données s'imposent
toujours plus au niveau de la liaison GPRS et permettent de
limiter les coûts aux volumes de données réellement transmis.
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Communication de données
Le pack logiciel SINAUT MICRO SC contient une bibliothèque
de blocs pour les automates SIMATIC S7-200. A l'aide de ces
blocs et du logiciel MICRO SC pour le PC du poste central,
l'utilisateur peut réaliser les échanges de données suivants :
Station 1
Station 1
Données
Station 2
Centrale
Centrale
simatic hmi
Données
Données
simatic hmi
La station 1 envoie des données à la station 2
La station 1 envoie des données à la centrale
Station 1
Centrale
Station 1
Données
Centrale
simatic hmi
Données
Station 2
La centrale envoie des données à la station 1
Données
Centrale
La station 1 demande des données à la station 2
simatic hmi
La centrale demande des données à la station 1
Echange de données entre la station et le poste central
G_IK10_XX_30045
Données
G_IK10_XX_30046
Station 1
simatic hmi
Echange de données entre deux stations via le poste central
Accès à l'automate S7-200 par télémaintenance
Le modem SINAUT MD720-3 permet de mémoriser 3 numéros
de téléphone qui sont autorisés pour l'établissement d'une
liaison de Teleservice. Si un appel est passé à partir d'un des
numéros autorisés, le modem MD720-3 interrompt la liaison
GPRS et établit la liaison de télémaintenance avec l'automate.
A la fin de la session de télémaintenance, la liaison GPRS est
rétablie.
Téléconduite SINAUT
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SINAUT ST7
Le système de téléconduite SINAUT ST7 est recommandé pour
toutes les applications nécessitant la communication de stations disséminées avec un ou plusieurs centres de conduite.
SINAUT ST7 est basé sur les systèmes SIMATIC S7-300 et
S7-400 ainsi que sur WinCC/PCS 7. Pour la communication via
WAN, il complète ces systèmes en les faisant bénéficier des
constitiuants matériels et logiciels nécessaires. Les avantages
décisifs de ce système de téléconduite sont sa polyvalence et
sa modularité, tant pour l'installation des stations de process
que pour la sélection et la combinaison des réseaux et des
voies de transmission disponibles.
Réseaux de transmission
Communication de données
Excepté pour les réseaux radio, SINAUT ST7 offre des modems
adaptés pour tous les réseaux WAN classiques.
La communication dans SINAUT est à déclenchement événementiel. Même avec des réseaux à bandes étroite ou un grand
nombre de stations connectées, le personnel opérateur est
ainsi rapidement informé par des alarmes, des signalisations
d'état des valeurs du process et peut à tout moment intervenir
dans la commande du process en entrant des ordres ou des
valeurs de consigne. Parallèlement, il est possible de transmettre d'importants événements par SMS à un téléphone mobile, si nécessaire aussi avec acquittement à la station émetteur. L'échange direct de données entre les stations du process
est également possible.
SINAUT ST7 fait montre de sa grande polyvalence lors de la sélection du réseau de transmission. Dans le domaine des réseaux classiques WAN, ce sont :
■ les lignes spécialisées (privées ou louées)
■ les réseaux radio privés (en option avec procédé par tranches de temps)
■ le réseau téléphonique analogique
■ le réseau numérique RNIS
■ le réseau cellulaire (GSM)
En plus de ces classiques, la communication SINAUT peut emprunter un WAN sur base IP, à savoir :
■ via liaison radio, en utilisant des émetteurs-récepteurs spécialement optimisés pour Ethernet, par ex. les constituants
réseau du système IWLAN SCALANCE W
■ via câble à fibre optique, par ex. en utilisant les commutateurs SCALANCE X avec ports optiques permettant de couvrir des distances jusqu'à 70 km, également en liaison avec
des systèmes de transmission tels que PCM30 ou OTN
■ par le biais de réseaux publics et Internet via DSL et/ou GPRS
Tous les réseaux sont combinables à volonté dans un projet SINAUT. Des architecture en étoile, linéaire et arborescente sont
réalisables ainsi que des configurations combinant ces structures de base. Une station peut être couplée à deux voies de
transmission afin de permettre une transmission redondante
des données. Ces deux voies peuvent être du même type ou
de type différent, par ex. des lignes spécialisées peuvent être
combinées à un réseau téléphonique ou un réseau RNIS à la
technologie DSL.
Sécurité des données
Une multitude de mesures contre l'altération et la perte des
données font partie intégrante du système SINAUT ST7. Le
protocole de téléconduite SINAUT ST7 veille à ce que les données parviennent intactes au partenaire. Chaque processeur
de communication SINAUT ST7 TIM dispose d'une importante
mémoire pouvant sauvegarder plusieurs milliers de télégrammes de données afin d'éviter la perte de données. Il est ainsi
possible de s'affranchir des interruptions de la ligne de transmission ou des défaillances des partenaires de communication. Avantage pour les réseaux commutés : les liaisons de
données normalement nécessaires peuvent être réduites
au minimum.
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Téléconduite SINAUT
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Synchronisation horaire
Programmation et diagnostic à distance
Afin de permettre un archivage ultérieur correct des données
process dans le système de conduite, tous les télégrammes de
données sont horodatés dès leur génération. L'ensemble du
réseau est automatiquement (commandé par DCF77 ou GPS)
synchronisé, passage à l'heure d'été/d'hiver y compris.
Le réseau de téléconduite SINAUT permet d'exécuter confortablement des modifications de programme ou des diagnostics
à distance sur les stations décentralisées aussi bien en phase
de mise en service qu'en cours de fonctionnement, et sans interruption de la communication de données de process, ce qui
permet d'économiser temps de déplacement et missions de
maintenance.
Système de poste de conduite SINAUT ST7cc
Le système de poste de conduite SINAUT standard est basé sur
WinCC/PCS 7, complété du logiciel SINAUT ST7cc. C'est par ce
biais qu'est assurée la communication avec les stations
SINAUT. Il fournit aux archives les données process correspondant à l'horodatage fourni ; il est également en mesure d'intégrer des systèmes de consignation d'état spécifiques à un secteur tels que ACRON. Pour la transmission de messages
d'alarme par SMS, fax ou e-mail au personnel d'astreinte, on
dispose du pack additionnel "Alarm Control Center". Le poste
de conduite (en liaison avec le pack de redondance WinCC/
PCS 7) peut aussi être conçu comme un système redondant
afin d'accroître la disponibilité.
Pérenne et économique
Avec SINAUT ST7, on a conçu un système de téléconduite basé
sur les systèmes d'automatisation SIMATIC S7, qui reconduit
en toute compatibilité et améliore en permanence les propriétés éprouvées du système précédent SINAUT ST, basé sur
SIMATIC S5. Le développement constant de SIMATIC assure la
longévité et la rentabilité des investissements et garantit la
compatibilité avec les systèmes précédents et futurs.
Intégration de système de conduite tiers
Les stations SINAUT ST7 peuvent être connectées à des systèmes de conduite d'autres constructeurs par le biais du pack logiciel SINAUT ST7sc avec l'interface OPC Data Access. ST7sc
dispose de mécanismes complexes de sauvegarde qui évitent
la perte de données, même en cas de défaillance du client
OPC. Toutes les données process sont fournies avec horodatage, et la configuration de l'interface OPC, elle aussi, est simple et conviviale. Selon la disponibilité requise, il est possible
de connecter SINAUT ST7sc à des clients simples ou redondants.
Ingénierie
Le système d'ingénierie basé sur les outils SIMATIC permet la
configuration graphique de tous les réseaux de communication. Le système présente automatiquement au concepteur
toutes les liaisons de données possibles des différents automates. Autre possibilité : l'adressage multiple de données process, par ex. à plusieurs centres de conduite ou stations. Les
contrôles de vraisemblance et l'adaptation des adresses facilitent la configuration de réseaux complexes.
Téléconduite SINAUT
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Solutions réseau
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Solutions réseau avec SINAUT ST7
8
Téléconduite SINAUT
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Réseaux de téléconduite
Les réseaux de téléconduite sont pour la plupart des réseaux
hétérogènes. En règle générale, les stations process sont connectées à un centre de téléconduite ou à un système de conduite non pas via un support de communication homogène,
mais via différents types de réseaux. Le système SINAUT est
conçu pour combiner dans un même projet les réseaux de
transmissions les plus variés afin d'assurer la communication
dans l'ensemble du système indépendamment des types de
connexion et des passerelles.
Lignes spécialisées
La ligne spécialisée cuivre classique (câble de communication
avec des conducteurs de cuivre torsadés par paires) est toujours la forme la plus fréquemment utilisée pour les lignes
spécialisées privées.
Le modem de ligne spécialisée SINAUT permet la réalisation
de liaisons point à point ainsi que de topologies de réseaux en
étoile et linéaires. La portée maximale sans amplification est
de 34 km. Il est possible d'atteindre de plus grandes distances
en utilisant le modem comme répéteur.
Avec un câble optique à la place de la ligne spécialisée cuivre,
on privilégiera la technologie Industrial Ethernet comme support de communication, par ex. les commutateurs SCALANCE X
pour FO. On peut alors atteindre des distances de 70 km et réaliser les mêmes structures de réseau qu'avec des lignes spécialisées cuivre. De plus, les réseaux en anneau offrant une plus
grande sécurité en cas de ruptures de câbles sont également
réalisables.
Signaux de temps
DCF77 / GPS
L'avantage des lignes spécialisées réside dans la joignabilité
constante des stations raccordées. Les données, événements
et alarmes actuels sont immédiatement transmis, la défaillance de stations ou de liaisons est rapidement détectée et
signalée au personnel opérateur. De plus, les lignes spécialisées offrent un maximum de sécurité, puisqu'elles ne sont pas
accessibles par un tiers.
Réseaux commutés
Si aucune ligne spécialisée n'est à disposition, on peut opter
pour l'utilisation de réseaux commutés. Cela peut être une
ligne téléphonique analogique ou RNIS ; le réseau cellulaire
GSM peut également permettre la transmission de données
au moyen d'une liaison commutée. Comme il s'agit là de
liaisons payantes, il faut optimiser la transmission de données
quant à la fréquence et à la durée des liaisons. Les informations importantes telles que les alarmes doivent être immédiatement transmises, les autres informations doivent être collectées et transmisses de façon groupée une ou plusieurs fois
par jours. L'adjonction de l'horodatage dans la station process
revêt donc une importance décisive afin de permettre un archivage correct des données dans le centre de conduite.
SINAUT ST7 offre des modems adaptés pour chaque réseau
commuté. Les processeurs de communication TIM assurent la
sauvegarde et une transmission des données à coûts optimisés.
SINAUT
ST7cc/sc
Centrale
TIM
4RD
Réseau radio
TIM
4R-IE
MPI
Industrial
Ethernet
MD2
MD3
Commutateur
SCALANCE X
TIM 3V-IE
MD2
MD2
...
Commutateur
SCALANCE X
Fiber
Optic
Station
RS485
MD720-3
Réseau en étoile
des lignes spécialisées
TIM 3V-IE
Réseau GSM
MD2
Convertisseur
de média
SCALANCE MD720-3
X-100
...
TIM 3V-IE MD3
Adv.
Station
Station
TIM
4R-IE
Station
TIM
3V-IE
Station
TIM MD2
3V-IE
Station
TIM 4R
G_IK10_XX_30207
Station
Réseau téléphonique
SINAUT ST7 - Communication via différents réseaux de transmission
Téléconduite SINAUT
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Solutions réseau
DSL et GPRS
SINAUT
ST7cc/sc
TIM
4R-IE
Ligne spécialisée
vers Internet,
p.ex. liaison DSL
avec forfait et
adresse IP fixe
(de préférence)
Centrale
Firewall
Internet
Tunnel VPN
10
Téléconduite SINAUT
Tunnel VPN
Firewall
Réseaux radio
Dans le domaine rapproché, l'utilisation de la technologie de
réseau industriel local sans fil WLAN, par ex. les composants
IWLAN du système SCALANCE W, s'avère appropriée.
SCALANCE W permet de réaliser des liaisons radio simples et
redondantes sur une distance de plusieurs kilomètres (vision
directe nécessaire). De plus, d'autres appareils radio Ethernet
sont proposés sur le marché pour des vitesses de transmission
plus faibles et des portées plus importantes.
Routeur
DSL
Industrial
Ethernet
Comme les liaisons DSL et GPRS s'effectuent via Internet, il
faut prendre des mesures de sécurités appropriées. Soit ces
mesures sont mises à disposition par le fournisseur concerné
sous forme de prestations, soit l'utilisateur lui-même doit assurer les dispositifs de protection appropriés, par ex. par le
biais du module de sécurité SCALANCE S ou du routeur GPRS
MD740-1 doté de la fonction VPN.
Si aucun des supports cités n'est à disposition, il faut alors réaliser la transmission des donnés par un réseau radio privé.
Des émetteurs-récepteurs sont la plupart du temps utilisés
pour la communication série normale. En fonction du pays et
de la région, il existe des bandes de fréquences pour la transmission des données, certaines libres de droits et d'autres soumises à licence. De tels systèmes radio peuvent avoir une portée de 50 km et plus selon la fréquence et la puissance
d'émission admise ; toutefois, des liaisons à vision directe vers
les différentes stations sont en général nécessaires, dans le
cas contraire, il faut mettre en oeuvre des stations relais.
Module
de sécurité
SCALANCE S
Firewall
Réseau
GPRS
Adresse IP
dynamique
MD740-1
TIM 3V-IE
Station
Adresse IP
dynamique
MD740-1
TIM 3V-IE
Station
G_IK10_XX_30208
La connexion à un réseau commuté n'est possible que si le
process autorise une liaison discontinue. Si, même en présence d'une telle connexion, la liaison doit être constante, une
connexion DSL peut être l'alternative économique. Si l'on ne
dispose pas de DSL sur la ligne téléphonique, mais en revanche d'une bonne couverture GSM avec une puissance de
champ suffisante, une liaison GPRS peut être l'alternative.
SINAUT ST7 avec SINAUT MD740-1 : Mise en réseau GPRS sécurisée
avec Internet
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Le poste de conduite
Le poste de conduite SINAUT standard est basé sur le système
de conduite et de supervision WinCC ainsi que sur le système
de contrôle de procédés PCS 7. Ces deux systèmes peuvent
communiquer avec les différentes parties d'installation par le
biais de systèmes de bus locaux à large bande (Industrial
Ethernet, PROFIBUS) ou, en cas de distances plus importantes,
via des réseaux de téléconduite. Le système de téléconduite
SINAUT ST7 est adapté aux caractéristiques des réseaux et
prend en charge une multitude de supports de transmission.
Il est en mesure d'utiliser de façon économique des liaisons
payantes ou d'assurer la sauvegarde des données sur site avec
horodatage, lorsque des liaisons sont temporairement défaillantes ou si celles-ci ne sont pas en permanence actives
pour des raisons de coûts, par ex. en cas de connexion via un
réseau commuté.
Le logiciel SINAUT ST7cc constitue l'interface entre SINAUT et
WinCC ou PCS 7. Il est installé directement sur le serveur
WinCC/PCS 7 et, dans le cas de systèmes redondants, sur les deux
serveurs d'une paire de serveurs. SINAUT ST7cc met à la disposition du système de conduite une mémoire image avec les données les plus actuelles provenant des stations raccordées. Les instructions de conduite sont transférées à l'instance compétente
qui assure une transmission sûre vers la station cible.
En cas de panne ou de coupure de l'un des deux serveurs redondants, ST7cc assure une mise à jour complète des données
après le redémarrage. Ceci concerne l'ensemble des informations reçues pendant la période de panne, donc également les
données dont l'horodatage est antérieur à l'heure de défaillance, mais qui n'ont été reçues que pendant cette panne.
A la place de WinCC/PCS7, il est également possible d'utiliser
tout autre logiciel de conduite, à condition que ce dernier soit
configuré comme client OPC. Le pack logiciel ST7sc est alors
utilisé en tant que serveur OPC en guise d'interface logicielle
entre SINAUT et ce poste de conduite. L'échange de données
s'effectue via le standard OPC "Data Access". Etant donné que
cette interface représente une mémoire image qui écrase les
données, il peut en résulter une perte de données pour le
client OPC. C'est pourquoi SINAUT ST7sc dispose de mécanismes de bufférisation complexes permettant d'éviter toute
perte de données en cas de défaillance du client OPC par
exemple. Les entrées directes dans les archives conformément
à l'horodatage fourni, les compressions chronologiquement
correctes d'archives et la mise à jour sans faille des données
suite à la défaillance d'un partenaire redondant ne sont cependant pas possibles dans cette constellation et doivent, de ce
fait, être assurées par le client OPC.
Les données horodatées destinées aux archives peuvent être
transmises par ST7cc à WinCC/PCS 7 via la base de variables.
Le système de conduite assure ensuite leur enregistrement
dans les archives conformément à l'horodatage fourni. Des
compressions sont fréquemment réalisées pour les archives
de valeurs analogiques et de comptage. Dans le cas des valeurs analogiques, des moyennes par ex. sont établies sur des
périodes données. Pour les archives de valeurs de comptage,
on a besoin de valeurs horaires, journalières, etc. Les compressions d'archives ne peuvent être réalisées qu'après réception
complète de l'ensemble des valeurs correspondant à la période de compression. SINAUT ST7cc assure cette tâche et entre les valeurs directement dans l'archive WinCC/PCS 7 via la
base de variables.
Dans le cas de stations pour lesquelles il faut prévoir un important volume de données bufférisées (par ex. dans les réseaux
commutés), ST7cc permet une interrogation générale priorisée. L'opérateur peut ainsi déclencher une transmission immédiate de la mémoire image actuelle de la station, même si
le tampon de données de la station contient encore des données process plus anciennes. Le transfert des données bufférisées n'intervient qu'une fois que les données actuelles ont
été transmises. Comme il s'agit ici d'informations plus anciennes, ST7cc assure (en contournant la mémoire image) l'inscription directe des valeurs analogiques et des valeurs de
comptage dans l'archive du système de conduite ainsi que
dans le journal Alarm Logging.
Téléconduite SINAUT
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Exemples de solutions –
Traitement/assainissement des eaux
Tâche à réaliser
L'ensemble de l'approvisionnement d'une commune en eau
ainsi que toutes les installations de traitement des eaux usées
doivent être surveillés et commandé dans un même système.
Pour le captage d'eau, il faut ainsi mettre en réseau des puits
et stations de pompage, et pour la distribution d'eau, intégrer
des installations de traitement des eaux, des stations de pompage et des réservoirs aériens.
Le réseau d'eaux usées se compose de différentes stations de
mesure au sein du réseau d'assainissement public, de plusieurs collecteurs-déverseurs d'eau de pluie, ainsi que d'une
station d'épuration centrale. De plus, les eaux usées provenant de certaines parties de la commune à une altitude inférieure doivent être pompées vers la station d'épuration centrale. L'ensemble du système doit être surveillé et commandé
à partir de deux postes de conduite, un situé dans l'usine d'eau
potable et un dans la station d'épuration.
Solution
Toutes les stations process sont commandées locament par un
automate SIMATIC qui comprend aussi un processeur de communication TIM pour établir la liaison de téléconduite vers les
postes de conduite. Les stations sont pour la plupart reliées
par des lignes spécialisées privées (câble de télécommunication) grâce à la mise en oeuvre du modem SINAUT MD2.
Plusieur stations de captage plus éloignées ainsi que certains
réservoirs aériens sont joignables par GPRS. Le routeur GPRS
MD740-1 est couplé au processeur de communication TIM
local via l'interface Ethernet et équipé d'une antenne GSM.
12
Téléconduite SINAUT
L'usine d'eau centrale utilise le système de conduite et de
supervision WinCC, et la station d'épuration centrale est équipée du système de contrôle de procédés PCS 7 qui, outre les
tâches de conduite et de supervision, assure également la
commande process de la station d'épuration. Les deux systèmes de conduite sont conçus de manière redondante et sont
dotés du pack logiciel SINAUT ST7cc. Celui-ci assure, en commun avec les modules de téléconduite centraux, l'échange
des données avec les stations. Les données reçues dans les
stations sont visualisées dans des vues process individuelles
ou dans des barres de signalisation. Les informations process
importantes sont archivées en fonction de l'horodatage
fourni. Le personnel opérateur peut directement intervenir
dans le process en donnant des ordres ou en spécifiant de
nouvelles consignes, par ex. mettre sous/hors tension des
pompes ou manoeuvrer des vannes.
Avantages
■ Commande efficace et sûre de l'ensemble de l'approvisionnement en eau potable et du réseau de collecte des eaux
usées depuis des centres de conduite redondants
■ Utilisation économique des collecteurs-déverseurs d'eau de
pluie et protection de la station d'épuration en cas de fortes
précipitations
■ Grande sécurité et disponibilité du réseau de communication grâce à la mise en oeuvre de lignes spécialisées privées
et de la technologie GPRS
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Extraction de pétrole
Tâche à réaliser
Dans un champ pétrolifère disséminé, il s'agit d'extraire du pétrole de la terre par le procédé d'injection d'eau et de l'acheminer par un système de pipelines jusquà un terminal pétrolier.
Pour ce faire, les dispositifs d'injection comme les puits de pétrole (plus de 100) doivent être surveillés et commandés. Il est
impératif de mesurer sur site les pressions, températures, débits et d'en déduire les fonctions pour la commande du processus d'extraction et de transport, par ex. par l'ouverture et la
fermeture de vannes ou la mise en marche de pompes.
Solution
Toutes les stations process sont commandées localement par
un automate SIMATIC. Les processeurs de communication
SINAUT TIM et les appareils radio raccordés en série assurent
l'intégration dans la télésurveillance et la télécommande. Le
centre de conduite consulte par la voie hertzienne toutes les
stations et les invite à lui transmettre les données de production modifiées depuis la dernière consultation. Le processeur
TIM central reçoit l'heure via le récepteur GPS et assure la synchronisation de l'ensemble du système SINAUT.
Le pack logiciel SINAUT ST7sc permet de mettre toutes les
données à disposition du système de conduite. Le personnel
opérateur est en mesure de suivre l'évolution de chaque station process ou d'intervenir dans le process local par des ordres de commande.
Avantages
■ Surveillance et commande sûres de tout le processus d'extraction du pétrole
■ Utilisation efficace des capacités de transport
■ Maintenance préventive par acquisition et transmission des
heures de fonctionnement des machines
Téléconduite SINAUT
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Exemples de solutions –
Distribution de gaz
Tâche à réaliser
La distribution interrégionale de gaz dans un grand secteur de
plusieurs centaines de communes doit être surveillé et commandé. Il faut donc surveiller les stations d'arrivée, procéder à
une acquisition des données de transport, et commander les
stations d'augmentation et de réduction de pression ainsi que
les postes de livraison du gaz aux consommateurs communaux et industriels.
Solution
Les stations process sont commandées via un système radio
privé. Les stations ne pouvant être joignables par radio sont
intégrées par DSL dans le réseau de communication avec le
centre de conduite. Les stations importantes telles que les
postes de livraison sont également commandées de façon redondante par le réseau téléphonique. Les processeurs TIM du
centre de téléconduite transmettent toutes les données, que
le système central de conduite fournit par l'interface OPC, au
logiciel SINAUT ST7. C'est alors que l'opérateur peut intervenir
ou que les débits et les pressions peuvent être réglés dans tout
le réseau d'alimentation.
Avantages
■ Surveillance et commande sûres de tout le processus de distribution de gaz
■ Possibilité d'éviter toute pénalité contractuelle grâce à
l'acquisition et l'adaptation des quantités consommées et
livrées
■ Distribution de gaz sûre grâce à l'archivage des données
passées et à l'estimation de la consommation future
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Téléconduite SINAUT
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Migration –
l'investissement dans l'avenir
Stratégie de migration
Scénario 2 : extension d'une installation existante
Afin que les entreprises soient demain encore à la hauteur des
exigences des marchés, il faut dès aujourd'hui étendre et moderniser les systèmes et installations. Cependant, compte
tenu que la base installée représente une valeur énorme en
termes de matériel, de logiciels d'application et de savoir-faire
du personnel opérateur et de maintenance, l'exploitant d'installations accorde toujours une grande importance à la pérennité de son investissement.
L'installation existante est conservée, mais modernisée grâce
une extension par d'autres sections/unités avec SIMATIC S7 et
SINAUT ST7.
Le succès d'une migration réside essentiellement dans une solution technique adaptée de façon optimale aux exigences du
client et à l'installation en question. La ligne directrice va dans
le sens de la minimisation du risque technique et financier et
de la pérennisation de l'investissement unique à long terme.
■ En association avec le scénario 1, conduite de process par
un système IHM homogène
■ Extension simple et pas à pas de la capacité de l'installation
■ Risque calculable
■ Introduction de nouvelles technologies (par ex. IHM, Industrial Ethernet, DSL, liaisons radio, communication directe
de données)
Scénario 3 : modernisation étendue
■ flexibilité en fonction des exigences de la production
Une pénurie d'approvisionnement en pièces de rechange, un
support insuffisant et le besoin d'une extension fonctionnelle
peuvent obliger à une modernisation complète de l'ancien
système avec le système de téléconduite SINAUT ST7 orienté
vers l'avenir, en association avec SIMATIC WinCC. Le cas
échéant, cette modernisation peut avoir lieu en cours de fonctionnement. Ceci permet de continuer à utiliser le niveau d'E/S
existant et de garantir la pérennité de l'investissement en câbles, en constituants matériels ou en ingénierie d'application.
Scénarios de migration typiques
■ Augmentation des performances
En fonction de facteurs techniques et économiques spécifiques à chaque projet de migration, de nombreux scénarios
différents sont possibles. Les produits SINAUT ST7 offrent la
modularité et la flexibilité nécessaires à la mise en application
de ces scénarios.
■ Introduction de nouvelles technologies (par ex. IHM,
Industrial Ethernet, DSL, liaisons radio, communication directe de données)
C'est pourquoi Siemens est d'avis qu'il faut développer une solution individuelle d'avenir, basée sur le système de téléconduite SINAUT moderne, en collaboration étroite avec le client
et les intégrateurs système. Les mots d'ordre sont les suivants :
■ innovation du système étape par étape
■ adaptation aux conditions spécifiques de l'installation
Scénario 1 : remplacement du système IHM existant par
un poste de conduite WinCC/PCS 7
Lorsque le système IHM (Interface Homme-Machine) est techniquement dépassé ou que la gestion des pièces de rechange
devient trop coûteuse, que ce système ne correspond plus aux
directives et normes en vigueur pour les postes opérateurs ou
que des évolutions fonctionnelles sont nécessaires, il est possible de remplacer simplement le système IHM existant par le
système SIMATIC WinCC ou PCS 7 complété de SINAUT ST7cc
et de l'adapter ainsi aux exigences actuelles. Les stations
SINAUT ST1 et ST7, la périphérie de process et les logiciels
d'application sont conservés.
■ Ouverture du système au monde informatique
■ Cycle de vie prolongé de l'ensemble de l'installation
■ Réduction du nombre de fournisseurs de systèmes
■ Suppression des goulets d'étranglement et des relations de
dépendance
Avec son système de téléconduite d'avenir SINAUT ST7, ses solutions de migration et ses services innovants, son savoir-faire
étendu en matière d'automatisation des processus et de migration et son réseau mondial de services, Siemens fait preuve
d'une parfaite compétence dans le domaine de la téléconduite
et vous fait profiter de la sécurité que peut offrir un partenaire
de confiance.
TIM 3V-IE Advanced
TIM 4R-IE
■ Frais moindres
■ Risque calculable
■ Cycle de vie prolongé de l'ensemble de l'installation
■ Nouvelles possibilités d'application
■ Ouverture du système au monde informatique
Téléconduite SINAUT
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Produits aptes à l'industrie pour la téléconduite
processeurs de communication TIM
SINAUT ST7 est basé sur les systèmes SIMATIC S7-300 et
S7-400 ainsi que sur WinCC/PCS 7, SINAUT MICRO sur S7-200
ainsi que sur WinCC flexible ou WinCC. Pour la communication
via WAN, SINAUT complète ces systèmes en les faisant bénéficier des constituants matériels et logiciels nécessaires. Les
produits suivants sont mis en oeuvre pour la communication
via WAN avec SINAUT Telecontrol :
TIM 4R / TIM 4RD
Le processeur TIM 4R se prête à une utilisation en tant que module de communication dans un SIMATIC S7-300 ou un système intégré compact C7 ainsi qu'en appareil autonome pouvant être relié via MPI à un ou plusieurs SIMATIC S7-300/-400
et aux postes de conduite PC ST7cc ou ST7sc.
■ accessoires
Il possède deux interfaces RS232/RS485 permettant de connecter un modem externe approprié à chacune d'elles.
Les deux réseaux WAN peuvent être de type différent, par ex.
ligne spécialisée plus réseau téléphonique, et être exploités
indépendamment l'un de l'autre ou en combinaison redondante.
Les constituants matériels SINAUT permettent d'établir une
communication particulièrement fiable via le réseau WAN correspondant et sont conçus pour répondre aux exigences industrielles.
Le processeur TIM 4R peut être optionnellement équipé d'un
récepteur d'horloge radiopilotée DCF77 (TIM 4RD). Ce processeur peut alors transmettre l'heure et la date à toutes les stations de l'installation SINAUT.
Le constituant central des équipements matériels SINAUT ST7
est le processeur de communication TIM (Telecontrol Interface Module). Il assure la transmission de données pour la CPU
S7 ou le PC poste de conduite via le réseau WAN, en utilisant
soit le protocole SINAUT ST7 soit SINAUT ST1.
TIM 4R-IE
■ processeurs de communication TIM
■ modems
■ constituants radio mobiles (GSM/GPRS)
■ logiciels
Le processeur TIM est livré dans un boîtier S7-300 et existe en
trois variantes de base :
TIM 3V-IE / TIM 3V-IE Advanced
Le TIM 4R-IE dispose de deux interfaces RS232/RS485 pour la
transmission de données SINAUT via des réseaux WAN classiques et de deux interfaces RJ45 pour la connexion à des réseaux sur base IP (WAN ou LAN).
Ce TIM peut être utilisé comme processeur de communication
dans un SIMATIC S7-300 ou un système intégré compact C7,
mais il convient aussi particulièrement comme processeur de
communication SINAUT pour un SIMATIC S7-400 ou pour le PC
de poste de conduite (SINAUT ST7cc ou ST7sc). Il est alors connecté par l'une des ses deux interfaces Ethernet au S7-400 ou
au PC en tant qu'appareil autonome sans CPU S7-300.
Les quatre voies de transmission peuvent être différentes et
être exploitées indépendamment l'une de l'autre ou en combinaison redondante.
TIM 4R / TIM 4RD
Le TIM 3V-IE est un processeur de communication SINAUT
pour SIMATIC S7-300 ou système intégré compact C7. Il possède une interface RS232 permettant de connecter un modem externe approprié. De plus, il dispose d'un port RJ45 pour
la transmission SINAUT via des réseaux sur base IP. Le processeur TIM 3V-IE est disponible dans les variantes standard et
Advanced.
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Téléconduite SINAUT
TIM 4R-IE
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Modems et constituants de radiocommunication mobiles
Modems
Constituants de radiocommunication mobile
Le système SINAUT ST7 propose trois variantes de modem qui,
comme le module TIM, sont logées dans un boîtier
S7-300 :
SINAUT offre deux modems pour la transmission des données
par réseau cellulaire GSM :
■ MD2
modem de ligne spécialisée pour une liaison multipoint,
possibilité de connexion en dérivation,
également utilisable en répéteur,
max. 19.200 bits/s ;
■ MD3
modem pour réseau téléphonique analogique,
max. 33.600 bits/s;
également utilisable comme modem de ligne spécialisée
pour une liaison point à point,
max. 33.600 bits/s dans la bande vocale
■ MD4
modem pour le réseau numérique RNIS,
max. 64.000 bits/s ;
Ces modems peuvent être connectés à l'interface modem série d'un module TIIM.
Les modems sont fournis avec le câble de liaison WAN nécessaire. Les câbles de liaison destinés au raccordement du modem à un TIM doivent être commandés séparément.
Modem MD2
■ Modem GSM/GPRS MD720-3
Utilisation avec SINAUT MICRO :
transmission des données via GPRS. La liaison GPRS peut
être interrompue pour la transmission de SMS. Il est possible de commuter temporairement de GPRS à CSD pour un
accès de télémaintenance.
Utilisation avec SINAUT ST7 :
transmission des données via CSD. Envoi de SMS, la réception des SMS peut être acquittée depuis le téléphone mobile. L'envoi des SMS par fax, e-mail ou messagerie vocale
est également supporté par SINAUT ST7.
■ Routeur GPRS MD740-1
Utilisation uniquement avec SINAUT ST7 :
transmission des données via GPRS La transmission des
données de l'opérateur GPRS jusqu'au poste de conduite
s'effectuant souvent par Internet, le modem MD740-1 dispose d'un routeur VPN et d'un pare-feu. Il est ainsi possible
de réaliser des liaisons GPRS parfaitement sécurisées entre
station et poste de conduite.
■ ANT794-4MR
Antenne omnidirectionnelle convenant à l'utilisation dans
les réseaux GSM/GPRS (technologie quadribande). Elle peut
être directement connectée sur les deux modems GSM
MD720-3 et MD740-1 et est conçue pour une utilisation en
intérieur et en extérieur.
Modem GSM/GPRS MD720-3
Routeur GPRS MD740-1
Téléconduite SINAUT
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Logiciel
Logiciels pour SINAUT MICRO
SINAUT MICRO SC est un pack logiciel complet pour le PC et le
SIMATIC S7-200. Avec le serveur OPC, 256 stations SIMATIC
S7-200 peuvent être raccordées via le GPRS à un poste de conduite central. Le GPRS permet d'établir une "liaison en ligne"
bidirectionnelle permanente sans fil avec les stations S7-200.
Toutes les liaisons avec les stations GPRS sont surveillées par
MICRO SC.
Le pack logiciel SINAUT MICRO SC se compose des éléments
suivants :
Le logiciel de configuration autorise une ingénierie cohérente
de l'ensemble du réseau de communication :
■ Le gestionnaire de modulesprend en charge la représentation et le paramétrage des processeurs TIM dans
HW Config.
■ Le gestionnaire du réseau WAN iIl est utilisé pour la représentation et le paramétrage des réseaux WAN et des
noeuds correspondants dans NetPro.
■ bibliothèque de blocs pour CPU SIMATIC S7-200
■ logiciel serveur OPC pour le poste de conduite PC ; pour
l'échange de données avec un client OPC, par ex. WinCC ou
WinCC flexible
■ gestionnaire de connexion pour le poste de conduite PC
pour l'établissement d'une liaison GPRS sécurisée avec
SINAUT MD720-3, pour la surveillance de ces liaisons et
pour le routage des données entre S7-200 et S7-200 en cas
d'échange interstation.
Une connexion OPC vers le poste de conduite est disponible
pour les deux systèmes (SINAUT ST7 et SINAUT Micro) Ces derniers peuvent ainsi être combinés dans un système de conduite
tiers ou dans WinCC/ PCS 7 et être mis en oeuvre ensemble.
Logiciels pour SINAUT ST7
Les différents packs logiciels suivants sont disponibles pour
SINAUT ST7 :
■ L'outil de configuration SINAUT ST7 est utilisé pour les
fonctions du projet telles que la configuration des liaisons
SINAUT et la gestion des stations SINAUT.
■ Pack logiciel d'ingénierie pour la configuration et le diagnostic des installations SINAUT
■ Packs logiciels pour l'intégration des stations SINAUT dans
les différents systèmes de poste de conduite :
Les deux packs logiciels SINAUT ST7cc et SINAUT ST7sc offrent la possibilité de représenter et d'archiver sur un système de postes de conduite des données process provenant
des stations SINAUT ST7 ou ST1 et d'intervenir activement
dans le processus. De plus, ils prennent en charge la fonction d'un centre de téléconduite. SINAUT permet de générer
un gain de temps et une réduction des coûts grâce à une
conception simple ne nécessitant pas de connaissances
détaillées.
Pack logiciel d'ingénierie SINAUT ST7
Pour la configuration, le diagnostic et l'exploitation du système SINAUT ST7, il faut le pack logiciel d'ingénierie SINAUT
ST7 avec les constituants suivants :
■ logiciel de configuration et de diagnostic SINAUT ST7 pour
l'installation sur la PG
■ bibliothèque de blocs SINAUT TD7 pour la CPU S7
Ce pack logiciel est un outil de travail utilisable pour un nombre illimité de projets SINAUT sans nécessiter de licence.
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Téléconduite SINAUT
■ L'outil de diagnostic et de maintenance SINAUT ST7
met à disposition des informations de diagnostic spécifiques à SINAUT ou permet par ex. le chargement de nouveaux logiciels sur le processeur TIM.
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Accessoires
SINAUT ST7cc
Module parasurtension LTOP
Avec le logiciel SINAUT ST7cc, SIMATIC WinCC ou PCS 7 constitue le système de poste de conduite idéal aussi bien pour
SINAUT ST7 que pour SINAUT ST1. Ce poste de conduite a été
parfaitement adapté à la transmission déclenchée par événement et horodatée du système SINAUT ST1/ST7. Il permet
d'éviter la perte de données, qui est en principe possible lors
de la scrutation cyclique de WinCC/PCS 7, et assure en outre
une communication économique et sans pertes avec les stations raccordées par le biais de liaisons commutées. ST7cc utilise notamment, pour tous les messages et pour l'archivage,
l'horodatage des événements fourni par les stations SINAUT.
La mise en oeuvre du pack de redondance WinCC/PCS 7 permet
de réaliser un poste de conduite ST7cc à haute disponibilité.
SINAUT ST7cc assure en outre la fonction de centre de téléconduite, ce qui rend superflue une CPU SIMATIC S7 spécifique à
cette fonction.
SINAUT ST7cc
La mise en oeuvre d'un module LTOP permet de réduire les
tensions auxiliaires et surtensions sur les lignes spécialisées à
un niveau non dangereux. Le transformateur libre de potentiel
établit de plus un découplage galvanique, ce qui empêche un
transfert de tension sur les autres parties de la ligne.
Le logiciel SCADA Connect SINAUT ST7sc permet de raccorder
à SINAUT ST7 ou ST1 les systèmes de poste de conduite pouvant fonctionner en tant que client OPC, par ex.
■ iFIX de Intellution,
■ Module de réception GPS
■ InTouch de Wonderware,
■ OpenEnterprise de Bristol-Babcock
■ Micro SCADA de ABB
■ RESY-PMC de repas AEG
Le module LTOP protège les personnes et les investissements
et représente donc un élément de protection indispensable
dans les réseaux privés de lignes spécialisées.
Transformateur de ligne
Le transformateur quadruple permet, dans un centre de conduite, le raccordement en étoile de 2 à 4 liaisons point à point
ou linéaires (2 fils) ou d'une combinaison des deux topologies
réseau.
Constituants d'horloge radiopilotée
■ Antenne intérieure et extérieure DCF77
Câbles de liaison
Pour l'interconnexion des constituants SINAUT ainsi que leur
connexion à un réseau WAN, il existe toute une gamme de câbles de liaison standard. Certains de ces câbles de liaison sont
livrés en standard avec les constituants matériels, d'autres
peuvent être commandés en fonction des besoins.
La fonction de bufférisation évite la perte de données en cas
de défaillance du client OPC ou lorsque la vitesse de transmission des stations SINAUT dépasse la capacité de l'interface
OPC.
La disponibilité est augmentée grâce au couplage à un système client redondant de deux systèmes ST7sc fonctionnant
en parallèle.
SINAUT ST7sc assure en outre la fonction de centre de téléconduite, ce qui rend superflue l'installation d'une CPU SIMATIC
S7 spécifique à cette fonction.
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Téléconduite SINAUT
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Vous y trouverez des informations sur nos produits,
nos solutions, ainsi que des informations actuelles sur
SIMATIC NET, sur les manifestations et publications
techniques.
Pour nous rencontrer personnellement, vous
trouverez l'interlocuteur le plus proche de chez
vous sous :
www.siemens.com/automation/partner
Avec A&D Mall, vous pouvez commander directement par Internet :
www.siemens.com/automation/mall
Divers constituants SIMATIC NET (par ex. SCALANCE, OSM/ESM, CP avec fonctionnalité IT) offrent des interfaces et protocoles ouverts pour l'accès à des fonctions étendues de paramétrage et de diagnostic (par exemple serveur Web,
gestion de réseau).
Les interfaces ouvertes fournissent un accès aux constituants pouvant aussi être
utilisé abusivement pour des activités déloyales.
Dans le cas de l'utilisation des fonctions mentionnées ci-dessus et de ces interfaces et protocoles ouverts (comme par exemple SNMP, HTTP, Telnet), il faut
prévoir des mesures de sécurité appropriées afin d'interdire l'accès illicite aux
constituants ou au réseau, particulièrement à partir du réseau WAN / Internet.
A cet effet, il est recommandé de séparer les réseaux d’automatisation du
réseau de l’entreprise par des systèmes de pare-feu tels que SCALANCE S.
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Automation and Drives
Sensors and Communication
Postfach 48 48
90327 NÜRNBERG
ALLEMAGNE
w w w. s i e m e n s . c o m / s i m a t i c - n et
Les informations dans cette brochure contiennent des descriptions générales et
des caractéristiques qui ne s'appliquent pas forcément sous la forme décrite au
cas concret d'application ou qui sont susceptibles d'être modifiées du fait du développement constant de nos produits. Les caractéristiques souhaitées de
performance ne nous engagent que si elles sont expressément convenues à la
conclusion de contrat. Sous réserve des possibilités de livraison et de modifications techniques.
Toutes les désignations de produits peuvent être des marques ou des noms de
produits de la société Siemens AG ou d’autres entreprises sous-traitantes, dont
l’utilisation par des tiers à leurs propres fins peut violer les droits des propriétaires respectifs.