Das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 · 6 Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung...

SIMATIC PCS 7

Das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7

siemens.de/simatic-pcs7

Broschüre 2016

© Siemens AG 2016

Totally Integrated Automation2

Totally Integrated Automation

Totally Integrated Automation:Effizient starten. Produktivität steigern.

Effizientes Engineering ist angesichts immer komplexerer Maschinen und Anlagen sowie steigender Engineering-Kosten ein Schlüsselfaktor für den Erfolg der produzierenden Industrie.

Totally Integrated Automation, die industrielle Automatisie-rung von Siemens, macht Engineering effizient. Die offene Systemarchitektur deckt den gesamten Produktionsprozess ab und steht für das effiziente Zusammenwirken aller Auto-matisierungskomponenten. Dafür sorgen konsistente Daten-haltung, weltweite Standards und einheitliche Schnittstellen bei Hardware und Software. Diese gemeinsamen Eigenschaf-ten minimieren den Engineering-Aufwand. Das spart Kosten, verkürzt die Time-to-Market und erhöht die Flexibilität.

Der ganzheitliche Ansatz von Totally Integrated Automation ebnet den Weg zu einer besseren Produktion: schneller, flexibler und intelligenter. Das wiederum schafft die Voraus-setzungen für echten Mehrwert in allen Automatisierungs-aufgaben – allen voran:

• Integrated Engineering• Industrial Data Management• Industrial Communication• Industrial Security• Safety Integrated

effizientem Zusammenwirkenaller Automatisierungskomponenten

— führt damit zu —

spart Zeit

erhöht die Flexibilität

reduziert Kosten

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Konsistente Datenhaltung

GlobaleStandards

EinheitlicheSchnittstellen

— nutzt —

Totally Integrated Automation

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Inhalt 3

Totally Integrated Automation schafft die idealen Rahmenbedingungen dafür, Optimierungspotenziale konsequent auszuschöpfen – entlang des gesamten Produktionsprozesses:

• Zeit- und Kosteneinsparungen durch effizientes Engineering

• Minimierte Stillstandzeiten durch integrierte Diagnose-funktionen

• Höhere Flexibilität in der Produktion durch durchgän-gige Kommunikation

• Anlagen- und Netzwerksicherheit durch integrierte Security-Funktionen

• Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt durch naht-los integrierte Safety-Technologie

• Verbesserte Qualität durch Datenkonsistenz • Vereinfachte Realisierung von Automatisierungslösun-

gen durch globale Standards • Gesteigerte Performance durch das Zusammenwirken

systemgetesteter Komponenten

Inhalt

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Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung

Skalierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Verfügbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Effizientes Top-Down-Engineering. . . . . . . . . . . . . . . . 6

Operator-Ergonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Integriertes Asset Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Safety & Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Branchenorientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Lifecycle Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Systemkomponenten

Systemadministration mit der Management Console . 10

Engineering System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Integrated Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Operator System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Prozessdatenarchivierung und Reporting . . . . . . . . . 28

Plant Device Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Automatisierungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Kompaktsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Prozessperipherie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Chargenautomatisierung mit SIMATIC BATCH. . . . . . 53

Wegesteuerung mit SIMATIC Route Control . . . . . . . 58

Safety Integrated for Process Automation . . . . . . . . . 62

Industrial Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Virtualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Technologiekomponenten

Package Units und Panel-Integration . . . . . . . . . . . . . 71

Fernwirktechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Schaltanlagenautomation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Energiemanagement mit SIMATIC PCS 7 . . . . . . . . . . 76

Optimieren mit Advanced Process Control . . . . . . . . 78

Simulations- und Trainingssysteme . . . . . . . . . . . . . . 80

Anbindung an IT-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Controller-Integration mit PCS 7/OPEN OS. . . . . . . . . 83

Migration eigener und fremder Systeme. . . . . . . . . . 84

Customer Support

Dienst- und Serviceleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

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Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung4

Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung

In verfahrenstechnischen Anlagen ist das Prozessleitsystem die Schnittstelle zum Prozess und somit der Schlüssel für die optimale Wertschöpfung.

Im Wettbewerb mit anderen Leitsystemen kann das Prozess-leitsystem SIMATIC PCS 7 von Siemens mit leistungsstarken Werkzeugen und Funktionen für die effiziente und sichere Anlagenführung überzeugen. Dabei profitiert es von der naht-losen Einbindung in Totally Integrated Automation, einem lückenlosen Angebot perfekt aufeinander abgestimmter Produkte, Systeme und Lösungen für alle Hierarchieebenen der industriellen Automatisierung – von der Unternehmens-leitebene über die Steuerungsebene bis zur Feldebene. Dieses ermöglicht eine durchgängige kundenspezifische Automati-sierung in allen Branchen der Fertigungs-, Prozess- und Hybridindustrie.

In diesem Kontext ist ein wesentlicher Vorteil von SIMATIC PCS 7, dass für die Automatisierung kontinuierlicher und dis-kontinuierlicher Prozesse, schneller und präziser Steuerungs-abläufe sowie integrierter Sicherheitsfunktionen gemein-same Hardware, Engineering- und Management-Werkzeuge genutzt werden können.

Obwohl in der Prozesskette vom Rohstoffeingang bis zum Warenausgang vorrangig für die Automatisierung der Primär-prozesse verantwortlich, kann SIMATIC PCS 7 auch sämtliche Nebengewerke, die elektrische Infrastruktur in Form von Nieder- oder Mittelspannungs-Schaltanlagen und das Gebäudemanagement integrieren.

Als zentrale Datenbasis ist SIMATIC PCS 7 zugleich Ausgangs-punkt für weitere Optimierungen. Dank standardisierter Schnittstellen sind die Prozessdaten für die Bewertung, Pla-nung, Koordinierung und Optimierung von Betriebsabläufen, Produktions- und Geschäftsprozessen verfügbar – in Echtzeit, an jedem Ort im Unternehmen!

Ein zentrales Engineering System mit einer abgestimmten Werkzeugpalette für ein durchgängiges System-Engineering und die Projektierung von Chargenautomatisierung, Sicher-heitsfunktionen, Materialtransporten oder Fernwirktechnik schafft einen Mehrwert über den gesamten Lebenszyklus. Es reduziert den Projektierungs- und Schulungsaufwand und leistet so einen wesentlichen Beitrag zur Minimierung der Total Cost of Ownership (TCO).

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Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung 5

Herausragende Leistungsmerkmale der aktuellen Systemversion

Skalierbarkeit

Der stete Wandel in der Prozessindustrie wirkt sich auch auf verfahrenstechnische Anlagen aus: Die Erweiterung von Anlagen, das Zusammenlegen von Leitwarten etc. verlangen vom Leitsystem Flexibilität.

Dank einer einzigartigen skalierbaren Systemarchitektur schafft SIMATIC PCS 7 die ideale Basis für die kosteneffektive Realisierung individueller Automatisierungslösungen und eines wirtschaftlichen Betriebs von Prozessanlagen. Wenn die Anlage wächst, dann wächst SIMATIC PCS 7 einfach mit – ohne Bereitstellung teurer Reservekapazitäten!

Die Skalierbarkeit gilt für alle Ebenen des Systems. Die Archi-tektur des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 ist so angelegt, dass die Leittechnik bei der Projektierung gemäß Kunden-anforderung optimal an die Dimensionen der Anlage ange-passt werden kann. Beim späteren Ausbau der Kapazitäten oder bei technologischen Änderungen lässt sich die Leittech-nik jederzeit nachträglich erweitern oder umprojektieren. Allein in der Steuerungsebene stehen dem Anwender meh-rere funktionskompatible Automatisierungssysteme mit abgestuftem Preis-/Leistungsverhältnis zur Verfügung. Damit lässt sich die Automatisierungsleistung optimal an die Anforderungen der Anlage/Teilanlage anpassen.

Verfügbarkeit

Anlagenverfügbarkeit über viele Jahre hinweg ist eine zen-trale Forderung der Industrie. Daher sind alle SIMATIC PCS 7 Komponenten nicht nur sorgfältig für den harten Industrie-einsatz entwickelt und gefertigt, sondern auch redundant auslegbar. Das gilt insbesondere für Sicherheitsanwendungen.

Dank der flexibel skalierbaren Fehlertoleranz von Safety Integrated (Flexible Modular Redundancy, FMR) lässt sich der Redundanzgrad für die einzelnen Architektur-ebenen Controller, Feldbus und I/O-Peripherie separat definie-ren und mit der Feldinstrumentierung abstimmen. So sind individuelle, genau auf einzelne Aufgaben zugeschnittene fehlertolerante Architekturen realisierbar.

Zudem unterstützt SIMATIC PCS 7 alle gängigen Kommunika-tionsprotokolle, von denen die meisten eigene Redundanz-konzepte haben, beispielsweise FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS oder PROFINET.

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Skalierbarkeit des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7

Effizientes Top-Down-Engineering

Kurze Engineeringzeiten, maximale Automatisierung und Parallelisierung von Prozessen bei Minimierung von Fehlern –so verstehen wir Engineering. Dazu hat Siemens einen inte-grierten Engineeringprozess entwickelt, der auf konsistentem Datenmanagement basiert. Ausgehend von COMOS Plant Design über SIMIT Simulation Framework wird die Anlage mit SIMATIC PCS 7 entsprechend der Technologischen Hierarchie modelliert.

Für das Engineering der Automatisierungsfunktionen stehen aufeinander abgestimmte Werkzeuge mit grafischen Editier-funktionen zur Verfügung. Die Sicherheitsapplikationen und die Verriegelungen zwischen technologischen Funktionen des Automatisierungsprojekts lassen sich per Cause&Effect-Matrix komfortabel und ohne Programmierkenntnisse erstel-len. Für Massendatenengineering ist SIMATIC PCS 7 ebenso ausgelegt wie für verteiltes Multi-User-Projektieren rund um den Globus.

Operator-Ergonomie

Aufgrund der Vielschichtigkeit der Automatisierungstechnik und der zunehmenden Verschmelzung mit der Informations-technologie steigt die Komplexität der Prozessführung. Gleich-zeitig wird die einfache, intuitive Bedienung immer wichtiger für das effiziente, fehlerfreie Arbeiten des Bedienpersonals und damit implizit für die Minimierung von Ausfallzeiten und Servicefällen. SIMATIC PCS 7 unterstützt das Bedienpersonal optimal bei der sicheren Führung des Prozesses, u. a. durch:

• Komfortabel bedienbare Bausteine der Advanced Process Library mit ausgereifter Funktionalität

• Advanced Process Graphics für die Fokussierung der Prozessvisualisierung auf das Wesentliche

• Advanced Process Control für die Optimierung der Regelungsfunktionen

• Alarm Management auf aktuellem Stand der Normung zur Reduzierung der Meldeflut

Integriertes Asset Management

Anlagenkomponenten und Produktionsmittel sind Vermö-genswerte, die es zu schützen gilt. Durch permanente Über-wachung aller Automatisierungskomponenten lässt sich die Anlagenverfügbarkeit auf konstant hohem Niveau halten.

Die in SIMATIC PCS 7 integrierte Maintenance Station bietet vollen Überblick über den Zustand der Anlagenkomponenten und liefert so die Basis für die effektive werterhaltende und wertsteigernde Instandhaltung. Das macht sie zugleich zu einem wertvollen Instrument zur Minimierung der über den kompletten Lebenszyklus der Anlage kumulierenden Gesamt-kosten (Total Cost of Ownership).

Die verbesserte Server-Client-Architektur des Process Device Managers SIMATIC PDM erhöht die Flexibilität und ermöglicht dem Servicepersonal, an stationären und mobilen Arbeits-plätzen mit Standard-Web-Browser anlagenweit auf die Feld-geräte zuzugreifen. Der Zeitaufwand des Servicepersonals für die Inbetriebnahme und Wartung von Feldgeräten reduziert sich deutlich.

Safety & Security

Sicherheit in der Prozessindustrie bedeutet einerseits Sicher-heit für Mensch, Umwelt und Anlage und andererseits auch Datensicherheit und Schutz vor unberechtigtem Zugriff auf Informationen. Für beides hat SIMATIC PCS 7 durchdachte Konzepte.

Mit SIMATIC Safety Integrated for Process Automation verfügt SIMATIC PCS 7 über ein durchgängiges Produkt- und Service-angebot für die gesamte sicherheitstechnische Funktionalität – vom Sensor über den Controller bis zum Aktor. Modularität und Flexibilität der Sicherheitstechnik ermöglichen den Grad der Integration in das Prozessleitsystem sowie den Grad der Redundanz für Controller, Feldbus und Prozessperipherie bei jedem Projekt individuell festzulegen. Wie eine Kostenanalyse über den gesamten Lebenszyklus der Anlage zeigt, erweist

Anlagenverbund an einem ProduktionsstandortProduktionsanlageLabor/Technikum

SIMATIC PCS 7: 100 bis 120 000 I/Os

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sich die komplette Integration des sicherheitstechnischen Systems in SIMATIC PCS 7 dabei am effektivsten.

Die durchgängige Vernetzung von der Office-Ebene bis ins Feld bietet zahlreiche Vorteile, erhöht aber zugleich das Risiko durch Bedrohungen von außen und innen. Zuverlässig schüt-zen kann hier nur ein ganzheitlicher Ansatz wie das SIMATIC PCS 7 Sicherheitskonzept, das eine Vielzahl von Sicherheits-maßnahmen im Anlagenverbund kombiniert. Zusätzliche Unterstützung bieten Sicherheitsspezialisten von Siemens mit ergänzenden Plant Security Services für den gesamten Lebenszyklus der Anlage.

Branchenorientierung

Jeder Industriezweig folgt eigenen Marktgesetzen, Herausfor-derungen und Chancen. Siemens hat das branchenspezifische Prozess- und Verfahrens-Know-how seiner Mitarbeiter in die Entwicklung des universell einsetzbaren Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 einfließen lassen. Ein umfangreiches Portfolio von SIMATIC-Produkten und -Systemen wird so durch lang-jährige Erfahrungen und Fachkenntnisse aus allen Prozess-industrien bereichert.

Mit Technologiebibliotheken und optionalen Funktionen für Chargenverarbeitung, Prozessanalytik, Energiemanagement, Fernwirk- und Schaltanlagen, Labore, Brauereien, Bergbau- und Zementanlagen etc. hat sich SIMATIC PCS 7 bereits in vielen Branchen der Prozessindustrie bewährt.

Lifecycle Management

Anlagen in der Prozessindustrie leben meist länger als die zur Automatisierung eingesetzte Leittechnik und überleben oft mehrere Industrie-PC-Systemgenerationen. Gleichzeitig macht die Verwendung von Standard-IT-Komponenten häu-figere Hochrüstungen und Security Updates erforderlich.

Mit einem vernünftigen und zukunftsorientierten Upgrade-Konzept und der vorausschauenden Planung von Hochrüstun-gen hilft Siemens seinen Leitsystemkunden, Anlagenstillstände zu vermeiden und Kosten zu sparen.

Um das Prozessleitsystem mit minimalem Aufwand stets auf dem aktuellen Stand der Technik zu halten, bietet Siemens für SIMATIC PCS 7 einen Software Update Service (SUS) an.

Die SIMATIC PCS 7 Management Console unterstützt die Inventarisierung der SIMATIC PCS 7 Hardware- und Software-komponenten sowie die zentrale Verwaltung der Software-ausgabestände aller Stationen der SIMATIC PCS 7-Anlage systemseitig. Das erlaubt schnelle Analysen und gezielte Tausch- und Update-Aktionen.

Die unterstützenden SIMATIC PCS 7 Lifecycle Services sichern den Betrieb und die Servicefähigkeit der Leittechnik über den gesamten Lebenszyklus der Anlage und schützen dabei zu-gleich die getätigten Investitionen. Sie ermöglichen planbare Instandhaltungskosten und kostenoptimierte Modernisierun-gen.

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OS/Batch/Route Control/Maintenance Clients

OS Server, Batch Server, Route Control Server, Maintenance Server, Process Historian

Standard-Automatisierungs-systeme

Mobiler Client

Alarme, Trends, KPIs

Wägesysteme

Wireless HART

Ex-Bedien-terminal

Mobile PDM Service StationIE/PB

Link

IE/PB Link + DP/PA Koppler

Zone 2 Zone 1

Integriertes Energie-management

Integrierte Antriebe

SCALANCE X Switch

Modbus, serielle Kopplung

Operator System (OS)Single Station

SIMATIC PCS 7performance you trust

Embedded Automatisierungssysteme

Kompaktsysteme

PCS 7 BOX

OS Client 427D

ET 200pro ET 200M

ET 200M

PROFINET

PROFINET

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

ET 200SP

AFD AFDiSD

ET 200M, Ex-I/O, HART

AS-Interface

Industrial Wireless LAN

Industrial Ethernet

PCS 7 AS RTX

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G_P

CS7

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53

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Web Client- OS- Maintenance- Information

Optionale Clients- Simulation mit SIMIT- MES/MIS mit SIMATIC IT- Plant Lifecycle Management COMOS

Optionale Server- Web Server- OpenPCS 7- Information Server

Hochverfügbare Automatisierungs-systeme

Sicherheitsgerichtete Automatisierungs-systeme

Engineering Stationen

Ethernet, Office LAN

Netzwerk-drucker

Front Firewall

Back Firewall

Y-Link

Gasanalyse

PA Link/Compact FF Link

PA Link/Compact FF Link

Zone 2 Zone 1

Zone 1

ET 200Msingle/redundant

ET 200MF-Baugruppen

PA Link

ET 200M

ET 200SP

SIMOCODE profor PROFINET

PRO

FIBU

S D

P

PRO

FIBU

S D

P

PROFIBUS DP-iS

PA/FF H1

ET 200iSP ET 200iSP

ET 200pro

ET 200S

MTA

AFS AFD AFDiSD

PA/FF H1

PROFIBUS PA

AFD

AFD AFD

AFDiSD

PRO

FIN

ET

ERP

Management Console

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Systemadministration mit der Management Console10

Systemadministration mit der Management Console

Übersicht über den Zustand der installierten Software

Eine leittechnische Anlage umfasst eine Vielzahl heterogener Komponenten, jede mit spezifischen Parametrierungen und Einstellungen. Durch Hochrüstungen und Upgrades sowie Modernisierungen und Erweiterungen unterliegen diese einem dynamischen Änderungsprozess. Ohne Systemunter-stützung wird es deshalb mit fortschreitender Lebensdauer der Anlage zunehmend schwieriger und aufwendiger, den Status von Hardware und Software zu ermitteln und perma-nent fortzuschreiben.

Mit der PCS 7 Management Console kann der Verwaltungs-aufwand für eine einzelne SIMATIC PCS 7-Anlage oder einen Anlagenverbund minimiert werden. Der aktuelle Status der installierten Hardware- und Softwarekomponenten ist jederzeit abrufbar.

Die PCS 7 Management Console ermöglicht:

• Zentrales, standardisiertes Administrieren der SIMATIC PCS 7-Software

• Inventarisieren aller mit SIMATIC PCS 7 konfigurierten und projektierten Hardware- und Softwarekomponenten der Anlage

Bei kleinen Anlagen lässt sich die PCS 7 Management Console auf der PCS 7 Engineering Station installieren und betreiben. Typisch für mittelgroße und große Anlagen oder einen Anla-genverbund ist jedoch eine eigenständige PCS 7 Management Console auf einer PCS 7 Industrial Workstation.

Die sichere Authentifizierung der Kommunikation zwischen der PCS 7 Management Console und den von ihr verwalteten Stationen, den Management Console Agents, wird durch das Kerberos-Protokoll garantiert.

Zentrale Software-Administration

Gegenstand der Administration sind SIMATIC PCS 7-Neu-installationen, Updates und Service Packs sowie Upgrades auf die aktuelle Softwareversion. Die Installation auf die Ziel-station(en) erfordert keine aktive Beteiligung des Benutzers. Sicherheitsmechanismen verhindern die Beeinträchtigung des Runtime-Betriebs.

• Installationsdateien auf dediziertem Dateiserver/PCS 7 Management Console bereitstellen

• PCS 7-Setups in die zentrale Setup-Verwaltung hinzufügen/ entfernen

• Anlagen- oder benutzerspezifisch vorkonfigurierte Setup-Pakete erstellen

• Vorkonfigurierte Setup-Pakete auf Zielstationen ausrollen:- Software Packages während der Installation hinzufügen- Gerade nicht installierte Setups/Setup-Pakete editieren

• Zielstationen auf Installationsbereitschaft prüfen• Station für den Start einer Update-Installation ferngesteuert

deaktivieren• Status während der gesamten Installation überwachen

und Installation nach Neustart oder Netzwerkstörung fort-setzen

• Station nach Abschluss einer Update-Installation fernge-steuert aktivieren.

Systeminventarisierung

Die zentrale Inventarisierung installierter Hardware- und Softwarekomponenten vereinfacht die Erstellung eines detaillierten Inventarberichts und ermöglicht die schnelle Ermittlung von Kandidaten für Hochrüst- und Tauschaktionen:

• Zentrale Erfassung der Inventardaten durch Auslesen aus dem Engineering System oder aus der Komponente

• Inventarbericht im Microsoft Excel-Format- Kombination von Filterergebnissen mit benutzerdefi-

nierten Kategorien- Farbliche Markierung gefilterter Daten

• Lizenznachweis aller installierten Software-Lizenzen

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/managementconsole

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Engineering System 11

Engineering SystemSystemweites Engineering

Engineering Toolset des Engineering Systems

Das Engineering System ist für die rationelle systemweite Projektierung des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 optimiert. Die Architektur dieses Engineering Systems ist abhängig vom Einsatz als:

• Klassische, exklusive Engineering Station- Projektbearbeitung auf einer zentralen Engineering

Station- Projektbearbeitung im Engineering-Verbund

(Concurrent Engineering, Multiprojekt-Engineering)• Kombinierte Engineering/Operator Station für kleine

Applikationen

Die Engineering Stationen basieren auf leistungsfähigen SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations, die im Bürobereich ebenso einsetzbar sind wie in Industrieumgebungen. Sie können im Multi-Monitor-Betrieb bis zu 4 Prozessmonitore ansteuern.

Engineering Toolset

Sowohl Technologen als auch Verfahrens- und Fertigungs-techniker sind mit dem Engineering Toolset sowie vorgefer-tigten Bausteinen und Plänen in der Lage, in ihrer gewohnten Begriffswelt zu planen und zu projektieren. Das Engineering Toolset bietet dem Projekteur eine perfekt abgestimmte Werkzeugpalette für das projektorientierte systemweite Engineering der:

• Leitsystem-Hardware inkl. I/O-Peripherie und Feldgeräte • Kommunikationsnetze • Automatisierungsfunktionalität für kontinuierliche und

sequenzielle Prozessabläufe (AS-Engineering) • Bedien- und Beobachtungsfunktionalität (OS-Engineering)• Massendaten-Engineering und Kooperation mit CAD/CAE-

Planungswerkzeugen (Advanced Engineering System)• Diagnose- und Asset-Management-Funktionalität • Chargenprozesse, automatisiert mit SIMATIC BATCH • Materialtransporte, gesteuert mit SIMATIC Route Control • Sicherheitsapplikationen (Safety Integrated for

Process Automation)

Feldgeräte-Parametrierung

Engineering fürSicherheitsapplikationen

Engineering fürNetz/Kommunikation/Hardware

Engineering derAutomatisierung

OS Engineering

Technologische Funktionsbausteine

SIMATIC Manager /Durchgängige Datenbasis

SIMATIC PCS 7 Engineering

SIMATICPDMF Systems

S7SIMATICBATCH

SIMATIC RouteControl

GraphicsDesigner

HW ConfigLibraries

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7_X

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CFC/SFCAdvanced

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Engineering System12

Projektmanagement mit dem SIMATIC Manager

Der SIMATIC Manager ist zugleich Integrationsplattform für das Engineering Toolset und Projektmanager für das Enginee-ring des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7. Er dient dazu, das SIMATIC PCS 7-Projekt zu verwalten, zu archivieren und zu do-kumentieren. Die Engineeringwerkzeuge für die Applikations-software, die Hardwarekomponenten und die Kommunika-tion lassen sich direkt aus dem SIMATIC Manager aufrufen.

Technologische HierarchieDurch das Anlegen von Hierarchieordnern wird eine Projekt-struktur implementiert, die sog. Technologische Hierarchie. Indem der Projekteur CFC- und SFC-Pläne für Automatisie-rungssysteme, Bilder und Reports für Operator Stationen und Zusatzunterlagen in einem der Hierarchieordner ablegt, bestimmt er implizit deren hierarchische Zuordnung.

Hardware-KonfigurationDie für die Verwendung in einem SIMATIC-Projekt benötigte Hardware wie Automatisierungssysteme, Kommunikations-komponenten und Prozessperipherie ist in einem elektroni-schen Katalog hinterlegt und wird mit der Applikation "HW Konfig" konfiguriert und parametriert.

Verschlüsselungsfunktion für BausteineZum Schutz des Know-hows können Funktionsbausteine und Funktionen mit der Applikation "S7-Block Privacy" ver- und entschlüsselt werden. Nach dem Verschlüsseln sind die Bausteine und ihre Attribute nicht mehr änderbar. Es bleiben nur noch die Schnittstellen der Bausteine sichtbar.

Grafische ProjektierungswerkzeugeZur Realisierung der Automatisierungslogik werden vor-gefertigte Funktionsbausteine im grafischen Projektierungs-werkzeug CFC mit anderen Bausteinen verschaltet. Für die grafische Projektierung und Inbetriebsetzung von Ablauf-steuerungen steht ein SFC-Editor zur Verfügung.

Engineering der Operator SystemeMit dem SIMATIC Manager werden auch die Projektdaten für das Engineering der Operator Systeme organisiert. Alle für das Bedienen und Beobachten relevanten Messstellendaten entstehen bereits bei der Definition der Automatisierungs-funktion.

Graphics DesignerDie grafische Erstellung der Anlagenbilder unterstützt ein leis-tungsfähiger Graphics Designer. Die Grundlage für die Erstel-lung der Prozessbilder bilden in Bibliotheken verwaltete stati-sche Symbole sowie dynamische Bausteinsymbole und Bild-bausteine (Faceplates), die mit Parametern der Funktions-bausteine verknüpft sind.

Komponentensicht: Hardware-Konfiguration mit HW Konfig

Selektives Übersetzen und LadenKomplette SIMATIC PCS 7-Projekte oder alle Änderungen eines Projekts können in einem Arbeitsschritt übersetzt und in die Zielsysteme geladen werden. Dabei beachtet das Enginee-ring System automatisch die richtige Reihenfolge. Der Vor-gang wird in einem zentralen Dialog angezeigt und gesteuert.

Eine effektivere Methode für weniger umfangreiche Ände-rungen an der Standardautomatisierung, z. B. einzelne Mess-stellen hinzufügen oder ändern, ist das selektive Übersetzen und Laden auf Planebene. Dies lässt sich aus der Technolo-gischen Hierarchie, aus dem CFC oder aus dem Planordner heraus starten.

Der Projekteur erkennt alle Änderungen seit dem letzten Laden an ihrer Farbe und die aktuellen Plan-Zustände anhand der entsprechenden Plansymbole. Er kann im Dialog eine ge-zielte Auswahl für das selektive Laden treffen. In Verbindung mit dem Version Trail folgt auf jedes Laden automatisch eine Archivierung.

Bei Bausteinen, die auf dem Automatisierungssystem AS 410 ablaufen, sind durch stoßfreies Umkopieren sogar während des laufenden Betriebs Typänderungen möglich (TCiR).

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Messstellen in der Prozessobjektsicht

Folgende Projektsichten unterstützen die verschiedenen Aufgaben bei der Erstellung eines Anlagenprojekts:

• Komponentensicht (HW Konfig)Konfigurierung von Hardware, wie Automatisierungs-systeme, Buskomponenten oder Prozessperipherie

• ProzessobjektsichtZentrale Entwicklungsumgebung für alle Aspekte von Messstellen/Prozessobjekten

Prozessobjektsicht

Die Prozessobjektsicht des SIMATIC Managers unterstützt die Arbeitsweise des Verfahrenstechnikers durch eine universelle Sicht auf die Messstelle. Sie zeigt die als Baum dargestellte technologische Hierarchie der Anlage in Kombination mit der tabellarischen Sicht auf alle Aspekte der Messstelle oder des Prozessobjekts (Allgemein, Pläne, Bausteine, Parameter, Signale, Meldungen, Bildobjekte, Archivvariablen, Hierarchie-ordner, Ausrüstungseigenschaften und Globale Deklaratio-nen). Dies ermöglicht dem Technologen eine schnelle Orientierung.

Alle Objekte im markierten Hierarchiezweig werden in der Tabelle angezeigt und können dort mit komfortablen Editier-, Filter-, Austausch-, Import- und Exportfunktionen bearbeitet werden. Ein spezieller Testmodus bietet die Möglichkeit, Messstellen und CFC-Pläne online zu testen und in Betrieb zu setzen.

Aus der technologischen Hierarchie sind die OS-Bereiche und die Bildhierarchie für die Prozessführung sowie das SIMATIC PCS 7 Asset Management ableitbar. Sie ist auch die Basis für die anlagenorientierte Kennzeichnung von Prozessobjekten.

Sammelanzeigen können über die Bildhierarchie in Bildern platziert und automatisch mit unterlagerten Bildern verschal-tet werden. Dem Projekteur obliegt nur noch die korrekte Positionierung. Da die Anzahl der Sammelanzeigefelder und deren Semantik projektierbar sind, lassen sich auch kun-denspezifische Alarmkonfigurationen realisieren.

Leittechnik- und Prozessmeldungen sind in den Funktions-bausteinen, Bedienmeldungen in den Bildbausteinen bereits vorkonfiguriert und werden automatisch erzeugt, wenn das auslösende Ereignis eintritt. Bei Bedarf lassen sich Meldetexte ändern oder Meldeprioritäten definieren.

Smart Alarm HidingZur Entlastung des Operators können Meldungen der techno-logischen Bausteine bei Betriebszuständen, bei denen sie für den sicheren und störungsfreien Anlagenbetrieb sekundär sind, dynamisch ausgeblendet werden.

Das Ein- oder Ausblenden dieser Meldungen lässt sich über Optionskästchen in der Meldematrix der Prozessobjektsicht für jeden der bis zu 32 Betriebszustände separat definieren. Ausgeblendete Meldungen werden zwar visuell und akustisch nicht signalisiert, aber nach wie vor protokolliert und archi-viert.

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Continuous Function Chart im modernisierten Design

Continuous Function Chart (CFC)

Der CFC-Editor ist für die Projektierung der kontinuierlichen Automatisierungsfunktionen bestimmt. Zu seinem Funktions-spektrum gehören neben komfortablen Editierfunktionen auch leistungsfähige Test- und Inbetriebsetzungsfunktionen sowie individuell konfigurierbare Dokumentationsfunktionen.

Instanzen von Funktionsbausteintypen können auf CFC-Plänen platziert, parametriert und untereinander verschaltet werden. Per Bausteinattribut lassen sich bereits auf Baustein-ebene Bedienberechtigungsstufen vorgeben und so fein-granulare Bedienberechtigungen realisieren.

Beim Neuanlegen eines CFC-Plans entsteht eine gleichnamige Ablaufgruppe, der automatisch alle Bausteine dieses Plans hinzugefügt werden. Somit erhält jeder Baustein sofort Ablaufeigenschaften, die der Projekteur im Ablaufeditor ändern oder per Algorithmus optimieren kann.

Zusätzliches Rationalisierungspotenzial bieten spezielle Projektierungstechniken wie die Plan-in-Plan-Technik zur Rea-lisierung hierarchischer Pläne oder die Mehrfachverwendung von Plan-Bausteintypen (Einzelsteuereinheits-/Messstellen-typen) und SFC-Typen in Form von Instanzen.

Der CFC-Editor unterstützt folgende Typen standardisierter Softwaremodule:

• FunktionsbausteintypKleinste standardisierte Softwaremodule mit Anschlüssen für Stell- und Steuersignale, die verfahrenstechnische Ein-richtungen wie Ventile oder Motoren repräsentieren.

• MessstellentypMit Funktionsbausteinen realisierter, standardisierter CFC-Plan für die Basisautomatisierung spezifischer Leit-technikfunktionen, z. B. für eine Füllstandregelung.

• Einzelsteuereinheitstyp/Control Module Type (CMT)Standardisierte Softwaremodule, die Bausteine, Pläne, Steuervariablen (Bausteinanschlüsse wie Signale und Parameter) und Meldungen enthalten können.

Sequential Function Chart im Engineering

Sequential Function Chart (SFC)

Der SFC-Editor dient zur grafischen Projektierung und Inbe-triebsetzung von Ablaufsteuerungen für diskontinuierliche Produktionsabläufe. Er verfügt über komfortable Editier-funktionen sowie leistungsfähige Test- und Inbetriebsetzungs-funktionen. Ein integrierter grafischer Formeleditor für arith-metische Operationen, Boolesche Algebra und mathematische Funktionen ermöglicht Berechnungen innerhalb des SFC.

Mit einer Ablaufsteuerung werden typischerweise per CFC erstellte Funktionen der Basisautomatisierung über Betriebs-art- und Zustandswechsel gesteuert und selektiv bearbeitet. Die Ablaufsteuerungen lassen sich entweder als SFC-Plan oder als SFC-Typ erstellen.

SFC-PlanMit dem SFC-Plan sind einmalig verwendbare Ablaufsteuerun-gen realisierbar, die in mehrere Teilbereiche einer Produk-tionsanlage steuernd eingreifen. Jeder SFC-Plan hat standar-disierte Ein- und Ausgänge für Statusinformationen und für die Ansteuerung durch das Anwenderprogramm oder den Anwender. Der SFC-Plan lässt sich im CFC platzieren und verschalten. Die gewünschten CFC-Bausteinanschlüsse wer-den anhand einfacher Aktionen ausgewählt und mit den Schritten und Transitionen der Schrittketten verbunden.

Eine ISA-88-konforme Zustandsverwaltung ermöglicht je SFC-Plan die Projektierung von bis zu 8 separaten Ablauf-ketten, z. B. für Zustände wie RUNNING, HOLDING oder ABORTING bzw. für unterschiedliche Betriebsarten.

SFC-TypSFC-Typen sind standardisierte Ablaufsteuerungen zur Mehr-fachverwendung, die in einen Teilbereich der Produktions-anlage steuernd eingreifen. Sie können in Bibliotheken orga-nisiert und wie normale Funktionsbausteine behandelt wer-den. Eine Änderung des Originals bewirkt automatisch eine entsprechende Änderung aller Instanzen. Ein SFC-Typ kann bis zu 32 Ablaufketten enthalten. Über die Funktion "Bau-steinsymbole erzeugen/aktualisieren" wird für alle bedien- und beobachtbaren SFC-Instanzen automatisch ein Baustein-symbol im zugehörigen Prozessbild platziert und verschaltet.

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Beispiele für OS-Standardbedienbilder (Faceplates) aus der SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library, Ventile

Leittechnische Bibliotheken

Die Verwendung von Bibliothekselementen trägt wesentlich dazu bei, den Engineeringaufwand und somit auch die Projektkosten zu minimieren. Die in Bibliotheken organisier-ten, vorgefertigten und getesteten Bausteine, Bildbausteine und Symbole bilden die Basiselemente für die grafische Pro-jektierung von Automatisierungslösungen.

Vorkonfigurierte Messstellentypen für verfahrenstechnische Einrichtungen wie Pumpen, Ventile, Dosierer und Regler (Kaskade, Split-Range) etc. erweitern das Spektrum. Die mit der Advanced Process Library gelieferte Standardfunktionali-tät kann mit der Industry Library und der Condition Monito-ring Library optional erweitert werden. Die Bibliotheks-elemente aller Bibliotheken sind im Design einheitlich.

Advanced Process Library

Die Advanced Process Library (APL) basiert auf langjährigen Erfahrungen von Projekteuren und Anlagenbetreibern und berücksichtigt aktuelle NAMUR-Empfehlungen und PNO-Spezifikationen.

Das umfassende Bausteinangebot ist wie folgt kategorisierbar:

• Bausteine für mathematische Operationen, analoge und digitale Logik

• Verriegelungsbausteine• Technologische Funktionsbausteine mit integrierten

Anzeige-, Bedien- und Meldefunktionen, z. B.:- Standard Control-Bausteine- Advanced Process Control-Bausteine- Motor- und Ventilbausteine- Zählerbausteine- Dosierbausteine

• Bausteine für die Integration von Feldgeräten• Bedien- und Beobachtungsbausteine• Melde- und Diagnosebausteine

Ausgereifte Funktionalität sowie visuell ansprechende Benutzeroberflächen mit hohem Bedienkomfort erleichtern und forcieren die Interaktion des Operators mit seiner Anlage. Hervorzuheben sind u. a. Merkmale wie:

• Reduzierte "Small"-Varianten von Funktionsbausteinen mit kompakteren Bildbausteinen und Bausteinsymbolen

• Spezielle Betriebsarten- "Vor Ort" für Integration örtlicher Steuermöglichkeiten- "Außer Betrieb" zum Deaktivieren einer Messstelle für die

Wartung• Mehrere Bildbausteinsichten

- "Preview-Sicht" mit Informationen über I/O-Signal-Status, Automatikansteuerung und mögliche/erlaubte Bedienungen; Anzeige des Realwertes bei Simulation

- "Notizsicht" für temporäre Operator-Informationen• Komfortable Verriegelungsbausteine mit Erstsignal-

information, aufrufbar aus technologischen Bausteinen• Unterstützung der Inbetriebsetzung durch Simulation

direkt auf der Operator Station• Schutz gegen Fehlbedienungen durch feingranulare

Abstufung der Benutzerrechte• Explizite Freigabe/Sperre der Bedienung einer Messstelle

für einzelne Bedienplätze der Anlage • Integration von beliebigen Kompaktantrieben und

Schalter-/Starterobjekten über Standard-PROFIBUS-Profile • Koordination von Mehrfachzugriffen, z. B. von SFC/

SIMATIC BATCH, auf Aggregate wie Ventile, Pumpen etc.• Browser für die Messstellenselektion über den Status• Online Trends für die Anzeige individuell konfigurierbar• Online zusammenstellbare Messstellengruppen für Stan-

dardsituationen entlasten den Operator und ermöglichen schnellere Reaktionen

Industry Library

Die Industry Library liefert Bausteine für:

• Gebäudeautomatisierung (Heizung, Klima, Lüftung)• Bedienen und Beobachten über Comfort Panels• Integration von SIMATIC S7 Package Units und RTUs auf

Basis SIMATIC S7-300• Anbindung externer Advanced Process Control-Systeme• Hierarchische Mehrwartenbedienung• Weitere technologische Funktionen, z. B. für die Auswei-

tung der Messwertüberwachung oder Vorgabe einer Soll-wertkurve

Condition Monitoring Library

Die Condition Monitoring Library bietet Bausteine für:

• Überwachung von Kreiselpumpen (PumpMon)• Überwachung von Stellventilen (VlvMon)• Erkennung stationärer Zustände eines dynamischen

Prozesses (SteadyState)• Online-Ventiltest während des Betriebs (PST)• Überwachung auf Druckverlust und Früherkennung von

Verstopfungen (PressDropMon)

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Faceplates der Logic Matrix und der verknüpften Control Module im Logic Matrix Viewer der SIMATIC PCS 7 Operator Station

SIMATIC PCS 7 Logic Matrix

Die SIMATIC PCS 7 Logic Matrix ermöglicht die komfortable Erstellung der Verriegelungslogik zwischen den technologi-schen Funktionen (z. B. Control Modulen oder Equipment Modulen) des Automatisierungsprojekts mithilfe einer Cause&Effect-Matrix. Die Matrix-Daten lassen sich danach auf Planebene in das CFC-Projekt integrieren. Eine aufwendige Projektierung der Verriegelungslogik im CFC entfällt.

Im Logic Matrix Editor verknüpft der Projekteur in den hori-zontalen Zeilen der mit einem Tabellenkalkulationsprogramm vergleichbaren Matrix-Tabelle die notwendigen Eingangs-signale, z. B. der APL-basierenden Messstellentypen. Für den jeweiligen Cause können logische Verknüpfungen, Timing-verhalten, Alarme etc. konfiguriert werden. Die Ausgangs-signale sind mit den Effects in den vertikalen Spalten der Logic Matrix auf ähnliche Weise verknüpfbar.

Anschließend erfolgt die logische Verknüpfung der Causes und Effects über die Schnittpunkte der Zeilen und Spalten, wobei unterschiedliche Verhaltensweisen projektierbar sind.

Der Operator kann die Logic Matrix über den Logic Matrix Viewer auf der SIMATIC PCS 7 Operator Station bedienen und beobachten. Das Logic Matrix Faceplate ist über den zugehö-rigen Bildbaustein oder über die in Causes und Effects verket-teten technologischen Bausteine aufrufbar. Der Kausalkette folgend sind Sprünge vom Effect-Faceplate über das Face-plate der Safety Matrix zum Cause-Faceplate möglich.

Zugangskontrolle und Änderungsnachweis

Mit der Benutzerverwaltung SIMATIC Logon kann ein Admini-strator Nutzergruppen mit unterschiedlichen Zugriffsrechten erstellen. Es lassen sich sowohl Zugriffsrechte für Stationen des Prozessleitsystems als auch Bedienberechtigungen für Bausteine einrichten. Konfigurierbare Änderungsprotokolle können alle Zugriffe auf das Engineering System sowie Online-Änderungen aufzeichnen. Verknüpft man die Änderungs-protokolle mit den Daten von SIMATIC Logon, ist eindeutig nachweisbar, wer eine bestimmte Änderung ausgeführt hat und wann dies erfolgt ist. Derartige Nachweise sind oft Gegen-stand besonderer branchenspezifischer Anforderungen, die z. B. in FDA 21 CFR Part 11 oder GAMP formuliert sind.

Version Cross Manager

Der Version Cross Manager ermittelt Differenzen zwischen unterschiedlichen Ständen (Versionen) eines Einzel- oder Multiprojekts durch Aufspüren fehlender, zusätzlicher oder unterschiedlicher Objekte per Vergleich von Hardware-konfiguration, Kommunikation, technologischer Hierarchie, CFC-/SFC-Plänen, SFC-Details, Bausteintypen, Meldungen, globalen Variablen, Signalen und Ablaufreihenfolgen.

Die Vergleichsergebnisse werden in einer Kombination aus Baum und Tabelle grafisch dargestellt, alle Differenzen wer-den dabei farblich gekennzeichnet.

Version Trail

Im Zusammenspiel mit SIMATIC Logon ist der SIMATIC Version Trail für das versionsspezifische Archivieren von Bibliotheken, Projekten und Multiprojekten sowie das Zurücklesen eines Versionsstandes aus dem Archiv zuständig. SIMATIC Logon organisiert dabei den Zugriffsschutz. Archivier- und Rücklese-vorgänge sind zeitgesteuert automatisierbar.

Die von Version Trail verwaltete Versionshistorie lässt sich anzeigen und ausdrucken. In Verbindung mit dem Version Cross Manager ist eine archivierte Version mit einem beste-henden Projekt oder einer zweiten archivierten Version ver-gleichbar.

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Arbeitsteilige Projektierung

Concurrent EngineeringBeim Concurrent Engineering können in CFC und SFC mehrere Projekteure gleichzeitig an einem Projekt arbeiten, ohne dieses zuvor in Teilprojekte aufzuteilen. Bei der Inbetriebsetzung sind so z. B. Pläne im Online- (Debug-) Modus verwendbar, wäh-rend parallel dazu Änderungen am Projekt vorgenommen wer-den. CFC- und SFC-Pläne lassen sich mehrfach öffnen und ein-sehen, gleichzeitige Schreibzugriffe auf die Datenbasis werden jedoch abgewiesen. Ist ein Plan bereits in Verwendung, erhält der Projekteur einen entsprechenden Hinweis.

Das Projekt ist auf einer der beteiligten Engineering Stationen lokalisiert, dem Projekt-Server. Die als "Projekt-Clients" arbei-tenden Engineering Stationen können via LAN/WAN auf die Projektdaten zugreifen. Mit einer projektübergreifenden Suchfunktion ist ein bestimmter Plan sehr schnell auffindbar.

Durch den Graphics Designer wird paralleles Arbeiten an einem Projekt auch beim Erstellen der Anlagenbilder unterstützt.

Multiprojekt-EngineeringHierbei lässt sich ein umfassendes Projekt nach technologi-schen Gesichtspunkten in mehrere Teilprojekte aufteilen, um diese parallel mit mehreren Teams zu bearbeiten. Dazu wird im SIMATIC Manager ein übergeordnetes "Multiprojekt" defi-niert. Einzelne Projekte können jederzeit in dieses Multi-projekt eingefügt oder daraus entfernt werden.

Die zu einem Multiprojekt gehörenden Projekte werden auf einem zentralen Server abgelegt und zur Bearbeitung auf lokale Engineering Stationen verschoben. Somit wird die Engineering-Performance nicht durch Netzzugriffe beein-trächtigt. Alle in einem Multiprojekt verwendeten Baustein-typen sind zentral aktualisierbar.

Projektdokumentation

Das Engineering-Projekt ist mit dem im Engineering System integrierten Berichtssystem normgerecht dokumentierbar. Der Projektbericht erfasst:

• Prozessbilder und Bildobjekte mit Eigenschaften, Ereignissen, Aktionen und Direktverbindungen

• Variablen, Eigenschaften und Kommunikations-verbindungen

• Meldeklassen, Meldeblöcke, Meldungen• Archivvariablen und Konfigurationsdaten von Archiven• Benutzergruppen und Benutzer• Quelltexte von Aktionen/Funktionen• Texte der Textbibliothek• Basic Process Control-Projektierungsdaten

Die Projektdaten können frei strukturiert, in Form standardi-sierter Schaltbücher aufbereitet und in einheitlichem Layout ausgedruckt werden. Dabei lassen sich eigene Deckblätter, Layouts, Grafiken, Logos oder Schriftfelddaten einbinden. Eine komfortable Ausgabesteuerung ermöglicht sowohl das gesamte Projekt als auch einzelne Projektteile für den Druck zu selektieren.

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Datenfluss bei Einsatz des Advanced Engineering Systems

Advanced Engineering System (AdvES)

Mit AdvES können Ingenieur- und Planungsbüros sowie End-kunden ihre Projektierungs- und Inbetriebsetzungskosten deutlich verringern und dabei zugleich die Engineering-qualität verbessern.

Das aus einem SIMATIC PCS 7-Projekt im SIMATIC Manager aufrufbare AdvES erweitert die Funktionalität für die Anlagen-projektierung in Kooperation mit übergeordneten CAD/CAE-Planungswerkzeugen. Es agiert als Bindeglied zwischen Standard-Engineeringwerkzeugen aus dem SIMATIC PCS 7-Engineering-Toolset (CFC, HW Konfig, Technologische Hier-archie) und Werkzeugen der Basis- und Detailplanung, z. B. EPlan, ELCAD oder SmartPlant.

AdvES nutzt verschiedene Möglichkeiten des Datenimports, um vorhandene Engineeringdaten aus dem Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 sowie aus Messstellen- und Signallisten im Microsoft Excel-Format zusammenzuführen und für die Ver-wendung im SIMATIC PCS 7 Engineering System aufzuberei-ten.

Die Daten aus den Messstellen- und Signallisten können auto-matisiert in AdvES importiert werden. Ein integriertes Ände-rungsmanagement unterstützt den mehrfachen Import geän-derter Daten aus Microsoft Excel.

AdvES erkennt Messstellen aus Excel-Listen nach einmaliger Zuordnung, ordnet diese automatisch Messstellentypen einer beliebigen PCS 7-Projektbibliothek zu und generiert daraus:

• PCS 7-Messstelleninstanzen mit Signal- und Parameter-einstellungen

• Technologische Hierarchie (TH)• Hardware-Konfiguration

Integriertes Workflow-Management mit Fortschrittsbalken in der Kopfleiste

Durch Plausibilitäts- und Datenkonsistenzprüfungen lassen sich Inkonsistenzen schnell ausfiltern, in Protokollform über-sichtlich darstellen und anschließend zielgerichtet beheben.

Manuelle Bearbeitungsfunktionen zum Editieren von Techno-logischen Hierarchien und Messstellen sowie zum Verschalten von Signalen zwischen Messstellen ermöglichen die Vervoll-ständigung der Importdaten. Spezielle Editoren für die Massendatenbearbeitung entlasten den Projekteur bei zeit-aufwendigen Routinearbeiten.

Ein integriertes Workflow-Management unterstützt den Anwender bei der Abarbeitung der Aufgaben. Bearbeitungs-reihenfolge und Bearbeitungsfortschritt werden in einer Kopfleiste angezeigt.

Massendaten-EngineeringDas AdvES rationalisiert das Massendaten-Engineering durch Vervielfältigung standardisierter Softwaremodule. Dabei wer-den neben den Einzelsteuereinheitstypen (Control Module Types, CMT) auch die klassischen Messstellentypen unter-stützt. AdvES ist für das Arbeiten mit Control Module Types optimiert. In AdvES ist bereits eine CMT-Bibliothek integriert. Systemunterstützt sind beliebige Anwenderbibliotheken mit Messstellentypen in Control Module Types konvertierbar.

Bausteine, Verschaltungen, Anschlüsse oder Meldungen können nachträglich zu einem CMT hinzugefügt oder daraus entfernt werden, auch wenn bereits Instanzen, sogenannte Einzelsteuereinheiten (Control Modules, CM), existieren. Auf diese Weise sind sehr leicht Varianten von Messstellentypen für die Mehrfachverwendung typisierbar. Die Instanzen lassen sich auf Abweichungen zum CMT prüfen und ggf. angleichen.

Externe Daten

Messstellen-Listen

Messstellen-Typen

Hardware-Konfiguration

Technologische Hierarchie

Signallisten

Manuelle Eingabe

Messstellen

Symbolik

Import

Import

Export

Export

Export

Export

Import

Import

HW-Konfig

SIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0312

Advanced ES

© Siemens AG 2016


Engineering System auf einen Blick

■ Zentrale, systemweit durchgängige Hardware- und Software-Projektierung mit einem Engineering System– Aufwandsarme Kommunikationsparametrierung– Gleiche Projektierung redundanter Anlagen– Integrierte Projektierung für Feldgeräte und

sicherheitsgerichtete Applikationen

■ Technologieorientierte Projektierung – Funktionale Hierarchie geordnet nach Anlagen,

Teilanlagen und technischen Einrichtungen – Hardwareneutrales Engineering: AS-Zuordnung und

Peripheriebaugruppen nachträglich wählbar – Branchenspezifisch erweiterbar über Standard-

Datenaustausch-Schnittstellen

■ Integrierte Benutzerverwaltung mit Zugangskontrolle

■ Bibliotheken mit ausgereiften Leittechnikfunktionen: – Advanced Process Library (APL)– Industry Library– Condition Monitoring Library

■ Zentraler Dialog für das Übersetzen und Laden von AS-, OS- und SIMATIC BATCH-Änderungen– Ablaufoptimierung und Steuerung per Dialog mit

Ablaufkontrolle– Übersetzen und Laden in einem Lauf:

minimale Turnaround-Zeiten

■ Selektives Übersetzen und Laden auf Planebene

■ Prozessobjektsicht für Anzeige und Bearbeitung aller Aspekte von Messstellen/Prozessobjekten – Komfortable Tabellenbearbeitung– Projektbibliothek mit Import-/Exportfunktion– Online-Modus für Test und Inbetriebsetzung

■ Bausteintyp-Änderungen im laufenden Betrieb mit AS 410 (TCiR)

■ Arbeitsteilige Projektierung: Concurrent Engineering oder Multiprojekt-Engineering mit Branch & Merge

■ Projektierungsabhängiges Ausblenden von Meldungen bei bestimmten Betriebszuständen

■ Spezielle SFC-Funktionalitäten:– SFC-Typ: Ablaufsteuerung zur Mehrfach-

verwendung, Instanzen als Baustein im CFC– SFC-Plan: Ablaufsteuerung zur einmaligen

Verwendung, auch mit Plananschlüssen – ISA-88-konforme, separate Ablaufketten für

Zustände wie HOLD, ABORT oder SAFE STATE– Grafischer Formeleditor für Berechnungen innerhalb

des SFC

■ Weniger Engineering-/Validierungsaufwand:– Bibliotheken mit Funktions- und Bildbausteinen,

Symbolen, Messstellentypen)– Typ-Instanz-Konzept mit zentraler Änderungs-

möglichkeit für alle Instanzen– Zentrale Aktualisierung aller Bausteintypen eines

Multiprojekts– Viele automatische Projektierungsschritte

(Auto-Engineering)– Einfaches Duplizieren von Teilanlagen durch

Kopieren, Umbenennen und Übersetzen

■ Leistungsfähiges Versionsmanagement mit Versions-vergleich und Versionshistorie

■ Automatische Erzeugung der Diagnosebilder für die Maintenance Station auf Basis der Projektdaten

© Siemens AG 2016

Integrated Engineering20

Integrated Engineering

Konsistenter Austausch von Konfigurationen und Strukturen zwischen COMOS und SIMATIC PCS 7

COMOS – Eine Datenbasis für alle

Basis für das Integrated Engineering ist ein Datenmodell, in dem alle Planungsdaten eines Projekts genau einmal existieren. Zudem stehen alle Daten zu den Planungs-gegenständen der Gewerke jederzeit unmittelbar und inhalt-lich konsistent zur Verfügung, wie z. B. für die Anlagen-, Rohr-leitungs-, EMSR- und Automatisierungsplanung. Dabei ist es gleichgültig, ob die Bearbeiter der Fachgewerke räumlich eng beieinandersitzen oder ein länderübergreifendes globales Projektteam bilden: Die Datenbasis ist immer die gleiche – ohne Ausnahme.

Mit COMOS bietet Siemens der Prozessindustrie als einziger Anbieter eine Softwarelösung für das ganzheitliche Manage-ment eines Anlagenprojekts und die Verwaltung der gesam-ten Anlagendokumentation – von der Planung über den Betrieb und die Modernisierung bis hin zum Rückbau. COMOS stellt sicher, dass Planer und Betreiber jederzeit auf sämtliche projektrelevanten Daten zugreifen können, über alle Unternehmensebenen und Projektphasen hinweg. Mög-lich wird dies durch die konsequente Objektorientierung.

Die Brücke zwischen zwei Welten: Integrated Engineering mit COMOS und SIMATIC PCS 7

Integrated Engineering mit COMOS und SIMATIC PCS 7 schlägt die Brücke zwischen Anlagenplanung und Leittechnik und damit zur Betriebsphase: Es ermöglicht ein ganzheitliches Engineering über alle Planungsphasen einer Industrieanlage mit reduzierten Schnittstellen. Auf Knopfdruck wird die komplette Anlagenstruktur aus den Engineeringdaten im Leitsystem generiert. Damit wird das Engineering der Auto-matisierung vereinfacht und der Zeitaufwand enorm redu-ziert. Umgekehrt werden Änderungen in der Automatisierung während des Betriebs (z. B. der Austausch von Feldgeräten) von SIMATIC PCS 7 zurückgespielt in COMOS. So wird die Datenbasis im Engineeringtool sofort wieder aktualisiert und damit auch die gesamte Dokumentation der Anlage.

Integrated Engineering schafft anlagenweit die Vorausset-zungen für mehr Entscheidungssicherheit und effizientere Prozesse – und trägt so zu einer nachhaltigen Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit bei.

Objekt, z. B. Motor

Software-Konfiguration

Hardware-KonfigurationEinpolige DarstellungStromlaufplanR&I

Schrankaufbau

Funktionsplan

3-D-Modell

COMOS SIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0375

© Siemens AG 2016

Operator System 21

Operator SystemSichere und komfortable Prozessführungmit dem SIMATIC PCS 7 Operator System

SIMATIC PCS 7 Operator Station

Das Operator System des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 ermöglicht die komfortable und sichere Führung des Prozes-ses durch das Bedienpersonal. Der Operator kann den Prozess-ablauf über verschiedene Sichten beobachten und bei Bedarf steuernd eingreifen.

Die Architektur des Operator Systems ist sehr variabel und lässt sich je nach Ausbaugrenze flexibel an unterschiedliche Kundenanforderungen anpassen:

• Einplatzsysteme (OS Single Stations) mit bis zu 8 500 Prozessobjekten

• Flache Systemkonfigurationen auf Basis eines redundan-ten OS Single Station-Paars, mit Referenzstationen auf bis zu 8 OS Single Stations erweiterbar

• Client/Server-Mehrplatzsysteme mit bis zu 18 OS Servern/ Serverpaaren für je 12 000 Prozessobjekte und bis zu 40 OS Clients

Operator Stationen

Alle Operator Stationen basieren auf leistungsfähigen, modernen SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations, die für den Einsatz als OS Single Station, OS Server oder OS Client opti-miert sind. Sie können in rauen Industrieumgebungen betrie-ben werden und bieten zahlreiche standardisierte Schnittstel-len für system-, kunden- oder branchenspezifische Optionen und Erweiterungen.

Im Multi-Monitor-Betrieb mit bis zu 4 Prozessmonitoren hat der Operator die Möglichkeit, mehrere Anlagenbereiche von einem einzigen Bedienplatz aus zu führen.

Einplatzsystem (OS Single Station)

Bei einem Einplatzsystem ist die gesamte Bedien- und Beobachtungsfunktionalität für ein Projekt (Anlage/Teil-anlage) in einer Station konzentriert. Darauf aufbauend ist eine flache Systemkonfiguration mit bis zu 8 OS Single Stationen realisierbar. Dabei bilden zwei Stationen ein redun-dantes OS Single Station-Paar, das mit Referenz-Stationen erweitert werden kann. Bei einer solchen Konfiguration lässt sich die Projektierung durch Vervielfältigen eines Basis-projekts rationalisieren. Zur Langzeitarchivierung wird der Process Historian eingesetzt.

Beispiel für eine flache Systemarchitektur

An den Anlagenbus Industrial Ethernet lässt sich die OS Single Station auf zwei Arten anschließen:

• Kommunikationsbaugruppe CP 1613 A2/CP 1623/CP 1628 für die Kommunikation mit max. 64 Automatisierungs-systemen aller Art

• Einfache Ethernet-Netzwerkkarte 10/100/1000 Mbit/s und Basic Communication Ethernet für die Kommunikation mit max. 8 Automatisierungssystemen (Single Stationen)

OS Single Station 1

OS Single Station 2

OS Single Station 8

Anlagenbus

G_P

CS

7_X

X_0

0343

S7-400H

.....

Process Historian

© Siemens AG 2016

Operator System22

Systemarchitektur mit redundantem Terminal- und Anlagenbus

Mehrplatzsystem in Client-Server-Architektur

Bei einem Mehrplatzsystem versorgen ein oder mehrere OS Server bis zu 40 Bedienplätze (OS Clients) über einen Terminalbus mit Daten (Projektdaten, Prozesswerte, Archive, Alarme und Meldungen). Der Terminalbus kann das Übertra-gungsmedium mit dem Anlagenbus teilen oder als separater Bus (Ethernet mit TCP/IP) ausgeführt werden.

Bei erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen lassen sich die OS Server auch redundant betreiben. Die OS Clients können nicht nur auf die Daten eines OS Servers/Serverpaares zu-greifen, sondern auch zeitgleich auf mehrere (Multi-Client-Betrieb). Dadurch ist es möglich, eine Anlage technologisch zu gliedern und die Teilanlagen auf verschiedene OS Server/ Serverpaare zu verteilen.

Der Vorteil verteilter Systeme ist neben der Skalierbarkeit die Entkopplung von Anlagenteilen und die daraus resultierende höhere Verfügbarkeit.

SIMATIC PCS 7 unterstützt Mehrplatzsysteme mit bis zu 18 Servern oder 18 redundanten Serverpaaren. Im Multi-Client-Betrieb können OS Clients parallel auf einige oder alle 18 Server/Serverpaare zugreifen (bis zu 40 OS Clients gleich-zeitig auf alle).

Die OS Server verfügen zusätzlich über Client-Funktionen, die den Zugriff auf die Daten (Archive, Meldungen, Tags, Variablen) der anderen OS Server des Mehrplatzsystems er-möglichen. Für bereichsübergreifende Bilder sind Prozess-bilder auf einem OS Server dadurch auch mit Variablen auf anderen OS Servern verschaltbar.

1) wenn jeder OS Client Zugriff auf alle OS Server/Serverpaare hat

Performance

Das SIMATIC PCS 7 Operator System ist für die Bearbeitung großer Datenmengen optimiert. Es besticht durch einfache, intuitive Bedienung und hohe Performance – auch bei großen Mengengerüsten. Viele Einzelmaßnahmen verringern die Systemlast und verbessern die Bildanwahl- und Bildaktualisie-rungszeiten, z. B.:

• Kombination von Status- und Analogwerten mit Alarm-informationen zu erweiterten Zustandsanzeigen

• Unterdrückung flatternder Meldungen und Triggerung der erneuten Sendung per Quittierung

• Änderungsabhängige statt zyklische Datenübertragung vom Automatisierungssystem

• Sperren/Freigeben von Meldungen für einzelne Mess-stellen oder alle Messstellen eines Bereichs

• Ausblenden von Meldungen abhängig vom Betriebs-zustand der Teilanlage

Terminalbus

Parallel Redundancy Protocol (PRP)

Anlagenbus

G_P

CS

7_X

X_0

0342

S7-400H

OS 1 OS 2 OS 3 OS 4 OS ... Operator System, Mengengerüst

Max. Anzahl OS Single Stations 8

Max. Anzahl OS Server/Serverpaare 18

Max. Anzahl Automatisierungs-systeme je OS Server/Serverpaar

64

Max. Anzahl OS Clients im Multi-Client-Betrieb1), je Mehrplatzsystem

40

Max. Anzahl Monitore pro Operator Station bei Mehrkanalbetrieb

4

Max. Anzahl OS-Bereiche 64

Max. Anzahl Fenster pro Monitor 1 bis 16 (einstellbar)

Anzahl Kurven pro Kurvenfenster 10

Anwahlzeit OS Bereichsbild (100 Prozesssymbole)

< 2 s

Max. Anzahl Prozessobjekte

■ je OS Single Station 8 500 PO

■ je OS Server 12 000 PO

Max. Anzahl projektierbarer Meldungen je Server

200 000

Anzahl Messstellen

■ je OS Single Station ca. 5 100

■ je OS Server ca. 7 000

■ je Mehrplatzsystem ca. 126 000

Integriertes Hochleistungs-Archiv-system (Umlaufpuffer), basierend auf Microsoft SQL-Server, für:

■ Prozesswertarchivierung (je OS Server/Single Station)

ca. 1 500/s

■ Meldungsarchivierung (je OS Server/Single Station)

Dauerlast ca. 10/sMeldeschwall ca. 3 000/4 s

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Operator System 23

OS-Software

Beispiel für OS-Prozessführung, mit frei verschiebbaren Fenstern

Innovative Prozessvisualisierung mit PCS 7 Advanced Process Graphics

Graphical User Interface (GUI)

Die vordefinierte Bedienoberfläche des Operator Systems erfüllt alle für ein Leitsystem typischen Merkmale. Sie ist klar strukturiert, ergonomisch, übersichtlich und multilingual. Der Operator kann den Prozess sehr gut überblicken und schnell zwischen verschiedenen Anlagensichten navigieren. Dabei unterstützt ihn das System mit hierarchischen Bildstruk-turen, die er nach seinen Wünschen konfigurieren kann. Diese ermöglichen das direkte Anwählen unterlagerter Bereiche bei der Prozessführung. Über ein Fenster des Picture Tree Managers ist dabei stets die aktuelle Position innerhalb der Hierarchie erkennbar.

Prozessbilder und Messstellen lassen sich aber auch direkt mit Namen oder ausgehend von einer selektierten Meldung per "Loop in Alarm" aufrufen. Mit einer Online-Sprach-umschaltung kann der Operator im laufenden Betrieb zwischen verschiedenen Sprachen wechseln.

Je nach Auslegung von Grafikcontroller und Prozessmonitor und dementsprechender Projektierung sind die Prozessbilder in Standard- und Breitbildformaten mit Auflösungen bis 2560 × 1600 darstellbar. Für die technologische Darstellung der Anlage stehen eine Standardsicht und eine Serversicht mit unterschiedlich gestalteten Bereichsübersichten zur Verfü-gung. Beide sind u. a. ausgestattet mit:

• Meldezeile für die zuletzt eingegangene Meldung, konfigurierbar für vorrangige Anzeige der Meldung mit höchster Meldeklasse oder Priorität

• Datum, Uhrzeit und Name des Operators• Bereichsübersicht; je nach Bildauflösung mit 36 bis

144 darstellbaren Bereichen• Arbeitsbereich für Anlagenbilder und frei verschiebbare

Fenster für Bildbausteine, Kurven, Meldungen etc.• Tastenbereich, kundenspezifisch konfigurierbar

Auf dieser Basis kann der Operator individuelle Bildkomposi-tionen zusammenstellen, sichern und später erneut aufrufen.

Das globale Erscheinungsbild lässt sich über vordefinierte oder anwenderspezifische Designs einstellen (Farbpalette, Farben, Stile, optische Effekte etc.). Diese zentralen Design-einstellungen sind für jedes Bildobjekt lokal änderbar. Darüber hinaus kann das Design maßgeblich durch eine Vielzahl attraktiver Designelemente beeinflusst werden, die im Engineering System für die OS-Projektierung angeboten werden:

• Objektpaletten mit Stilen, Controls, Standard- und Smart-Objekten

• Globale Symbolbibliothek mit standardisierten Bildobjekten• Symbole und Bildbausteine der PCS 7 Advanced Process

Library (APL)

Auf die APL abgestimmte Grafikobjekte der PCS 7 Advanced Process Graphics (APG) ermöglichen die aufgabenspezifische Optimierung der Prozessvisualisierung von Übersichtsbildern (Level 1/2). Kompakte, vereinfachte Darstellungen lenken die Aufmerksamkeit auf das Wesentliche. Der Operator kann die aktuelle Anlagensituation dadurch sehr schnell erfassen, Trends frühzeitig erkennen und gegebenenfalls sofort rea-gieren.

Messstellenbrowser

Mit dem SIMATIC PCS 7 Messstellenbrowser lassen sich Statusinformationen von APL-basierten Messstellen anzeigen, filtern und sortieren. Messstellen mit einem bestimmten Sta-tus kann der Operator damit schnell ermitteln und auswählen. Die Bildbausteine der anhand des Status selektierten Mess-stellen sind per Loop in-Funktion direkt anwählbar.

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Operator System24

Kurvenfenster auf der Operator Station

TrendControls für Tabellen- und Kurvenanzeige

Mit TrendControls kann der Operator archivierte Werte von Archivvariablen aus dem Prozesswertarchiv sowie Online-Werte von Prozessvariablen aus dem Variablenhaushalt in Relation zur Zeit (Tabellen-/Kurvenfenster) oder in Relation zu einem anderen Wert (Funktionsfenster) darstellen.

Der Operator kann die bei der Anlagenprojektierung vordefi-nierten TrendControls während des Runtime-Betriebs indivi-duell anpassen und diese Einstellungen global oder benutzer-spezifisch speichern. Er ist während der Laufzeit in der Lage, die Datenanbindung zu ändern, auf andere Daten zuzugreifen und ausgelagerte Archiv-Datenbanken einzubinden.

In einem Linealfenster lassen sich Zusatzinformationen für den im Kurven-/Tabellenfenster per Lineal selektierten Zeit-punkt bzw. Zeitbereich anzeigen, z. B. Statistikinformationen wie Minimum, Maximum, Durchschnitt, Standardabweichung, Integral.

APL Operator Trend Control

Für die flexible Online-Zusammenstellung von Kurven-anzeigen mit Werten APL-basierter Messstellen ist auch das APL Operator Trend Control nutzbar. Der Operator kann die Werte für die Kurvenanzeige einfach per Mausklick auswäh-len. Wertebereich und Einheit werden automatisch von der Messstelle übernommen. Die Auswahl lässt sich durch Hinzu-fügen und Entfernen von Werten nachträglich anpassen. Meldungen sind der Kurvenauswahl entsprechend abrufbar.

Meldesicht der Operator Station

AlarmControl zur Meldungsanzeige und -verarbeitung

Pro OS Single Station/OS Server können bis zu 200 000 Mel-dungen projektiert werden:

• Vordefinierte Systemmeldungen, ausgelöst durch ein Systemereignis

• Einfach- oder Gruppenmeldungen, initiiert durch die Änderung von Prozesszuständen

• Bedienmeldungen, veranlasst durch die manuelle Bedie-nung von Objekten

Das im Operator System integrierte Meldesystem erfasst diese Prozessmeldungen und lokalen Ereignisse, speichert sie in Meldearchiven und zeigt die Meldungen über das frei konfigu-rierbare AlarmControl (Meldefenster) wie folgt in Listen kate-gorisiert an: unquittierte Meldungen; quittierte Meldungen; unquittierte, aber bereits wieder gegangene Meldungen; Bedienmeldungen; Leittechnikmeldungen, Meldungschronik; auszublendende Meldungen; ausgeblendete Meldungen.

Parallel zur Anzeige sind alle zur Laufzeit erfassten Meldungen und deren Zustandsänderungen in Form eines Meldefolge-protokolls chronologisch dokumentierbar.

Flexible Einstellmöglichkeiten für die akustische Ausgabe und per Signalvariablen definierbare Prioritäten unterstützen die Signalisierung von Meldungen über eine Soundkarte oder durch Ansteuerung externer Signalgeber via Signal-baugruppe.

Durch Filtern, Selektieren oder Sortieren der Anzeige nach Inhalten einzelner Meldeblöcke, z. B. chronologisch nach Meldepriorität oder Störort, kann der Operator das AlarmControl während der Laufzeit individuell anpassen. Dabei lassen sich auch Archiv-Datenbanken online einbinden. Die Einstellungen sind global oder benutzerspezifisch speicherbar.

Für die Rekonstruktion des Meldungsabbildes nach einem Netzausfall lassen sich die letzten Meldungen aus dem Melde-archiv wieder in das Meldefenster laden.

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Operator System 25

Bei großen Mengengerüsten mit hohem Meldeaufkommen können folgende Maßnahmen die Transparenz verbessern und das Bedienpersonal spürbar entlasten:

• Situatives Ausblenden visueller und akustischer Meldun-gen, z. B. für den sicheren und störungsfreien Anlagen-betrieb unbedeutende Betriebsmeldungen (vollständige Protokollierung und Archivierung):- Dynamisch, nach vorprojektierten Vorgaben für bis zu

32 Betriebszustände (Smart Alarm Hiding)- Manuell, für eine befristete Zeitdauer

• Priorisierung über bis zu 16 Meldeprioritäten als Zusatz-attribut zu Melde-/Alarmklassen

• Bewusstes Sperren/Freigeben von Meldungen einzelner Messstellen oder aller Messstellen eines Bildes/Bereichs, z. B. bei Störungen an einem Sensor/Aktor oder während der Inbetriebsetzung (Aufzeichnung im Bedienprotokoll)

Zur schnellen Ermittlung und Beseitigung der Störungs-ursache gelangt der Operator von der selektierten Meldung direkt in das Prozessbild mit dem gestörten Objekt (Loop in Alarm). Dort kann er über die farblich markierte Messstelle auch den zugehörigen Bildbaustein (Kreisbild) aufrufen. Das Fenster dieses Bildbausteins lässt sich verankern, so dass es auch bei einem Bildwechsel sichtbar bleibt.

Sammelanzeigen signalisieren die anstehenden Meldungen im Prozessbild visuell. Sie informieren auch darüber, ob Meldungen gesperrt sind oder nicht.

Die zuletzt eingegangene Meldung wird am oberen Rand der Standardsicht angezeigt. Über den Button "Erweiterte Melde-zeile" lässt sich das AlarmControl mit allen eingegangenen Meldungen als Fenster einblenden. Eine Liste aktuell anste-hender Meldungen mit höchster Priorität 16 ist ebenfalls direkt per Button aufrufbar.

Berichts- und Protokollsystem

Während das Berichtssystem dafür bestimmt ist, das bei der Projektierung erstellte Projekt zu dokumentieren, dient das Protokollsystem dazu, die während des Betriebs erfassten Daten übersichtlich auszudrucken. Dafür stehen verschiedene vordefinierte Protokolltypen zur Verfügung:

• Meldefolgeprotokoll• Melde- und Archivprotokoll• Messwertprotokoll• Bedienprotokoll• Systemmeldeprotokoll• Anwenderprotokoll

Mithilfe eines Seitenlayout-Editors lassen sich Seitenlayouts aber auch ganz neu erstellen oder vorgefertigte individuell anpassen. Zu druckende Protokollobjekte werden dabei ein-fach aus der Objektpalette des Editors ausgewählt, positio-niert und konfiguriert.

Archivierung

In den OS Single Stations und OS Servern ist ein zur Laufzeit konfigurierbares Hochleistungsarchivsystem integriert, über das Prozesswerte und Meldungen/Ereignisse temporär in Umlaufarchiven erfasst werden. Zeit- oder ereignisgesteuert lassen sich Daten aus diesem Kurzzeitarchiv zur dauerhaften Archivierung in den Process Historian auslagern.

Zentrale Benutzerverwaltung und Zugangskontrolle

Mit SIMATIC Logon kann der Administrator die Nutzer in Gruppen einteilen und diesen unterschiedlich definierte Zugriffsrechte (Rollen) zuordnen. Diese spezifischen Rechte erhält der Operator dann bei der Anmeldung. Als Anmelde-gerät ist neben der Tastatur z. B. ein optionaler Chipkarten-leser einsetzbar.

SFC Visualization

SFC Visualization

Die SFC Visualization des Operator Systems ermöglicht es, die mit dem SFC-Editor projektierten Ablaufsteuerungen in gleicher Form wie auf dem Engineering System darzustellen und zu bedienen. Zusätzlicher Projektierungsaufwand ist dafür nicht erforderlich. In einer Übersichtsdarstellung lassen sich z. B. Schritt- und Transitionsdarstellungen öffnen und Schrittkommentare oder dynamisch versorgte Weiterschalt-bedingungen anzeigen.

Uhrzeitsynchronisation

In Kombination mit einem SICLOCK-Zeitgeber kann das Ope-rator System innerhalb SIMATIC PCS 7 die systemweite Uhr-zeitsynchronisation übernehmen. Dies bringt vor allem Vor-teile bei Anlagen mit großer Ausdehnung, die über verschie-dene Zeitzonen hinweg verteilt sind, z. B. Pipelines.

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Operator System26

Operator System auf einen Blick

■ Flexible, modulare Architektur mit skalierbaren Hardware- und Softwarekomponenten für Ein- und Mehrplatzsysteme

■ Client-Server-Mehrplatzsysteme, geeignet für große Anlagen mit bis zu18 OS Servern/Serverpaaren und bis zu 40 OS Clients

■ Leistungsfähige, stressfeste Operator Stationen auf Basis robuster, industrietauglicher Standard-PC-Technik

■ OS Single Stationen und OS Server paarweise redun-dant konfigurierbar

■ Optimierte AS/OS-Kommunikation

■ Einspielen von Änderungen ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebs

■ Online-Test von Änderungen durch selektives Laden redundanter Server

■ Ergonomisches Graphical User Interface für komforta-ble Prozessführung und hohe Betriebssicherheit

■ Browser zum statusabhängigen Anzeigen, Filtern und Sortieren APL-basierter Messstellen

■ Vielseitige, praktische Controls für Alarme und Trends

■ Flexible Online-Konfiguration von Kurvenanzeigen mit Werten APL-basierter Messstellen

■ Variables, kundenorientiertes Protokollsystem

■ Hocheffektives Alarmmanagement zur Entlastung des Bedienpersonals – Priorisierung mit bis zu 16 Meldeprioritäten als

Zusatzattribut zu Meldeklassen– Visuelles und akustisches Ausblenden von Meldun-

gen, die abhängig vom Betriebszustand nicht rele-vant sind (dynamisch oder manuell)

– Unterdrückung der Alarme eines Sensors/Aktors während der Inbetriebsetzung oder bei Fehl-funktion

■ Hochleistungs-Archivsystem mit Umlaufarchiven und integriertem Archiv-Backup, kombinierbar mit dem Process Historian zur Langzeitarchivierung

■ Zentrale Benutzerverwaltung mit Zugangskontrolle

■ Systemweite Uhrzeitsynchronisation

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Operator System 27

Bedienen und Beobachten via Internet/Intranet

PCS 7 Web Server zum Bedienen und Beobachten via Internet/Intranet

Prozessführung via PCS 7 Web Server

SIMATIC PCS 7-Anlagen können auch via Internet/Intranet bedient und beobachtet werden. Dazu greift der Operator per PCS 7 Web Client auf die vom PCS 7 Web Server bereitgestell-ten Projektdaten zu. Der PCS 7 Web Server nutzt die Mechanis-men eines Multi-Clients für die Interaktion mit den unterlager-ten OS Servern. Hierbei garantiert das integrierte OS-User-Management für eine hohe Sicherheit.

Per PCS 7 Web Client lässt sich eine Anlage in gleicher Weise bedienen und beobachten wie per PCS 7 OS Client. Neben den OS-Standardfunktionen wird auch die SFC Visualization unter-stützt. Der Operator verfügt über dieselben Rechte und die Zugangskontrolle ist identisch. Die am PCS 7 Web Client vor-genommenen Bedienungen werden im OS-Bedienprotokoll mitgeführt.

Alle Web-Publishing-Inhalte eines SIMATIC PCS 7 Projekts kön-nen in einem zentralen Konfigurationsdialog definiert und verwaltet werden. Dieser bietet individuelle, projektspezifi-sche Einstellmöglichkeiten für jeden PCS 7 Web Server. Die erstellten Konfigurationen lassen sich sofort publizieren oder zur späteren Verwendung abspeichern. Kurvendarstellungen sind auch online konfigurierbar.

Load Balancing

Wenn es das Projekt erfordert, sehr viele Web-Bedienplätze gleichzeitig zu betreiben, können auch mehrere PCS 7 Web Server konfiguriert und miteinander vernetzt werden. Mit der Funktion "Load Balancing" lässt sich die durch die PCS 7 Web Clients verursachte Last gleichmäßig auf die projektierten PCS 7 Web Server verteilen. Dies erhöht zugleich die Verfüg-barkeit der PCS 7 Web Clients.

Bei Ausfall eines PCS 7 Web Servers werden die ihm zugeord-neten PCS 7 Web Clients automatisch auf einen anderen PCS 7 Web Server umgeleitet. Load Balancing ist auf bis zu 32 miteinander vernetzte PCS 7 Web Server anwendbar.

Integration mobiler Endgeräte mit WinCC/WebUX

Basierend auf WinCC/WebUX können autorisierte Personen mit beliebigen mobilen Endgeräten, z. B. Smartphones oder Tablets, über Internet/Intranet online auf Informationen des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 zugreifen und ggf. Aktionen ausführen. Das Betriebssystem des mobilen Endgeräts ist dabei unerheblich. Voraussetzung ist lediglich, dass der frei wählbare Browser die aktuellen Web-Standards SSL, HTML5 und SVG unterstützt.

Mögliche Anwendungen sind:

• Visualisierung relevanter Leistungskennzahlen (KPIs)• Darstellung und Auswertung von Prozessinformationen

(Werte und Trends)• Anzeige von Serviceinformationen und Meldungen sowie

deren Quittierung

INTERNET

LANLAN

PCS 7 Web Server

PCS 7 Web Clients

Terminalbus

Anlagenbus

Front Firewall

Back Firewall

G_P

CS

7_X

X_0

0116

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Prozessdatenarchivierung und Reporting28

Prozessdatenarchivierung und ReportingProcess Historian und Information Server

Process Historian

Der Process Historian ist ein leistungsstarkes System zur Lang-zeitarchivierung, das sich perfekt in SIMATIC PCS 7 integriert. Ohne zusätzlichen Engineeringaufwand lassen sich damit in Echtzeit Prozessdaten, Tags, Alarme sowie Chargendaten des Leitsystems zentral archivieren. Die Anzahl der archivierbaren Single Stationen, Server oder Serverpaare unterliegt keiner Beschränkung. Der Process Historian ist für alle Anlagen-größen geeignet

Die in der Datenbank des Process Historian verwalteten Prozesswerte und Meldungen sind auf den OS Clients und OS Single Stations anschaulich und übersichtlich visuali-sierbar. Die Datenselektion wird durch integrierte Filter-funktionen unterstützt. Meldungen und Prozesswerte können in Tabellenform angezeigt werden, Prozesswerte darüber hinaus auch grafisch. Tabellarische Prozesswerte lassen sich im CSV-Format zur Weiterbearbeitung in andere Windows-Applikationen exportieren, z. B. Microsoft Excel.

Die vom Process Historian verwalteten Daten können auf externen Speichermedien gesichert werden, z. B. auf einem NAS (Network Attached Storage). Auch das Sichern und Wiederherstellen der kompletten Datenbank wird unter-stützt, sowohl manuell als auch automatisch.

Zugriffsmöglichkeiten auf den Datenbestand des Process Historian

Ansicht im Web-Browser

IS Client

Process Historian und Information Server (IS)

Add-ins für Microsoft Word und Excel

G_P

CS

7_X

X_0

0298

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Prozessdatenarchivierung und Reporting 29

Information Server

Die Visualisierung von Daten aus der Datenbank des Process Historian wird durch ein additives Berichtssystem unterstützt, den Information Server. Er stellt die archivierten Daten im Web-Browser als Schicht-, Tages-, Wochen- oder Monats-protokolle bereit. Auf Basis der Microsoft Reporting Services ermöglicht der Information Server webbasierten Thin Clients Zugang zu den historischen Daten. Weitere Zugriffsmöglich-keiten auf den Datenbestand des Process Historian bieten Add-ins für Microsoft Word und Excel. Die Anzahl der Clients, die Zugriff auf den Information Server haben, lässt sich mit kumulierbaren Client-Access-Lizenzen regulieren.

Der Information Server ist in der Lage, auf eine oder parallel auf mehrere Datenquellen (Sources) zuzugreifen. Dies können außer Archivdaten des Process Historian auch Archivdaten aus Operator Stationen sein. Somit ist er auch unabhängig vom Process Historian für das Anlagen-Reporting einsetzbar.

Ist auf dem Process Historian der Process Historian OPC UA Server installiert, können auch andere Applikationen als OPC UA Client die im Process Historian archivierten Prozess-werte und Meldungen lesen.

Hardware und Konfiguration

Abhängig davon, welche Relevanz die Verfügbarkeit der Archi-vdaten für den Anlagenbetreiber hat, kann der Process Histori-an entweder als Single Server oder als redundantes Serverpaar konfiguriert werden. Dem Zweck entsprechend ist für den Process Historian die Server-Ausführung der leistungsfähigsten SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation oder der Premium Server (Add-on-Produkt für SIMATIC PCS 7) zu empfehlen.

Der Information Server ist auf der Hardware des Process Historian oder auf separater Hardware betreibbar. Für den separaten Betrieb eignet sich eine beliebige SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation der Ausführung OS Client.

Process Historian und Information Server benötigen keinen Anschluss an den Anlagenbus. Sie lassen sich via Terminalbus mit den OS- und Batch-Stationen der SIMATIC PCS 7-Anlage verbinden.

Der Produktwechsel von einem vorhandenen Central Archive Server (CAS) zum Process Historian wird durch Conversion Packs und einen Assistenten zur CAS-Datenbank-Migration unterstützt.

Archivierungs- und Visualisierungsfunktionen

• Echtzeit-Archivierung der Prozesswerte und Meldungen von OS Single Stations und OS Servern

• Archivierung der Chargendaten von SIMATIC BATCH• Konvertierung von Runtime-Segmenten in Archiv-

segmente- Unterstützung von Active Directory und Arbeitsgruppen- Projektspezifische Vergabe von Zugriffsberechtigungen

• Unterstützung mehrerer SIMATIC PCS 7-Projekte• Skalierung von Performance und Mengengerüst in Relation

zur eingesetzten Basishardware • Datenauslagerung auf externe Speichermedien, z. B. NAS• Daten von externen Speichermedien einlesen• Datenvisualisierung auf OS Clients/OS Single Stations:

- Parametrierung von Sichten (Views, Bildfenster und Masken) inkl. Selektionskriterien für die Datenanzeige

- Tabellarische Visualisierung der Meldungen in Abhän-gigkeit von Filterfunktionen

- Tabellarische oder grafische Anzeige von Prozesswerten abhängig von Filterfunktionen

- Chargenübersicht (mit Detailprotokoll einer Charge)

Berichtsfunktionen

• Satz gebräuchlicher Berichtsvorlagen für Prozesswerte, Meldungen und Chargen

• Freie Erstellung beliebig vieler neuer Berichtsvorlagen• Speicherung konfigurierter Berichtsvorlagen für schnellen

Zugriff• Berichtsexport in gängige Dokumentenformate• Abonnements für zyklische Berichtsgenerierung inkl.

E-Mail-Versand• Erstellung und Speicherung rollenbasierter Dashboards• Rollenverwaltung für Windows-Benutzer

- Unterstützung von Active Directory und Arbeitsgruppen - Projektspezifische Vergabe von Zugriffsberechtigungen

• Einbinden von Berichten als Bilder in Word-Dokumente• Erstellung und Speicherung von Excel-Berichtsvorlagen für

historische Prozesswerte und Meldungen • Abonnements für Excel-Berichtsvorlagen

OS Clients

Automatisierungs-systeme

- OS Server- Batch Server

Process Historian

Information Server

OS Single Station

Terminalbus

Anlagenbus

Projekt A Projekt B

G_P

CS

7_X

X_0

0297

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/processhistorian

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Plant Device Management30

Plant Device ManagementEngineering intelligenter Feldgeräte mit SIMATIC PDM

Anschlussmöglichkeiten von SIMATIC PDM

SIMATIC PDM (Process Device Manager) ist ein universelles, herstellerneutrales Werkzeug für Projektierung, Parametrie-rung, Inbetriebsetzung, Diagnose und Service von intelligen-ten Feldgeräten (Sensoren und Aktoren) und Feldkomponen-ten (Remote I/Os, Multiplexer, Wartengeräte, Kompaktregler). Es ermöglicht die Bearbeitung von mehr als 3 500 Geräten von Siemens sowie über 200 Herstellern weltweit unter einer homogenen Bedienoberfläche.

Unter dem Aspekt der Geräteintegration ist SIMATIC PDM der leistungsfähigste offene Gerätemanager am Weltmarkt. Bisher noch nicht unterstützte Geräte sind durch den Import ihrer Gerätebeschreibungen (Electronic Device Description, EDD) in SIMATIC PDM integrierbar.

Vorteile im operativen Betrieb

• Einheitliche Darstellung und Bedienung der Geräte• Einheitliche Darstellung von Diagnoseinformationen• Indikatoren für vorbeugende Wartung und Instandhaltung• Erkennung von Änderungen in Projekt und Gerät• Erhöhung der Betriebssicherheit• Reduzierung von Invest-, Betriebs- und Instandhaltungs-

kosten• Weiterleitung von Geräteinformationen an übergeordnete

Maintenance Stationen

Durch anlagenweiten Zugriff auf die Feldgeräte mit sicherer Server-Client-Kommunikation verkürzen sich die Warte- und Wegezeiten des Servicepersonals deutlich:

• Feldgeräteparametrierung an stationären und mobilen Arbeitsplätzen mit Standardbrowser

• Anschluss von bis zu 30 Clients an einen SIMATIC PDM Server ohne Installation zusätzlicher Software

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

• Single Point Station zur Bearbeitung eines einzelnen Feld-geräts

• Lokale Service- und Parametrierstation zur Bearbeitung mehrerer Feldgeräte am Feldbussegment oder an der Remote I/O-Station

• HART Service- und Parametrierstation zur Bearbeitung von HART-Feldgeräten

• Zentrale Service- und Parametrierstation zur Bearbeitung der Feldgeräte einer Produktionsanlage

• Parametriertool in der Engineering Station zur Bearbeitung von Feldgeräten im Hardware-Konfigurator der Enginee-ring Station oder über einen mobilen SIMATIC PDM Client lokal am Feldgerät

• Parametrier- und Servicetool in der Maintenance Station zur Feldgerätebearbeitung über die Bedienplätze der Main-tenance Station oder über einen mobilen SIMATIC PDM Client lokal am Feldgerät

SIMATIC PCS 7 Engineering Stationmit SIMATIC PDM

ZentraleServicestation

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Client

Anschlusspunkt für lokale Servicestation

HART-Multiplexer

Gerät aufder Werkbank

HART-Protokoll

Feldgeräte

PROFIBUS PA FF H1

SIMOCODE

SIMOCODE

ET 200iSP

S7-400S7-400

HA

RT

HA

RT

G_P

CS

7_X

X_0

0386

RS 232/RS 485

PROFIBUS DP

Industrial Ethernet

PROFINET

PROFIBUS PA

ET 200M

ET 200M

IE/PB Link PN IO

PA Link CompactFF Link

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Plant Device Management 31

Geräteintegration

SIMATIC PDM unterstützt alle per Electronic Device Descripti-on (EDD) beschriebenen Geräte. Die nach EN 50391 und IEC 61804 genormte EDD ist die international am meisten ver-breitete standardisierte Technologie zur Geräteintegration.

Sie ist zugleich Richtlinie etablierter Organisationen wie:

• PROFIBUS & PROFINET International (PI)• HART Communication Foundation (HCF)• Fieldbus Foundation (FF)

In SIMATIC PDM sind die Geräte direkt über eine firmenspezi-fische EDD bzw. über die aktuellen Bibliotheken der HCF oder der Fieldbus Foundation integriert. Zur besseren Transparenz können sie in projektspezifischen Gerätebibliotheken verwal-tet werden.

Das Gerätespektrum kann durch den Import der Gerätebe-schreibung des Herstellers aktualisiert und erweitert werden.

Kernfunktionen

• Erstellung projektspezifischer Gerätebibliotheken• Einstellen und Ändern von Geräteparametern• Vergleichen, z. B. Projekt- und Gerätedaten• Plausibilitätsprüfung bei Eingaben• Geräteidentifikation und -prüfung• Gerätezustandsanzeige (Betriebsarten, Alarme, Zustände)• Simulation• Diagnose (Standard, Detail)• Verwalten, z. B. Netze und Computer• Export/Import (Parameterdaten, Protokolle, Dokumente)• Inbetriebsetzungsfunktionen, z. B. Messkreistests von

Gerätedaten• Lifecycle Management-Funktionen, z. B. für Gerätetausch• Globales und gerätespezifisches Änderungslogbuch für

Anwenderbedienungen (Audit Trail)• Gerätespezifische Kalibrierprotokolle• Grafische Darstellungen von Echohüllkurven, Trend-

anzeigen, Ventildiagnoseergebnissen etc.• Darstellung eingebundener Handbücher• Dokumenten-Manager zur Einbindung von Multimedia-

Dateien

SIMATIC PDM, Parametersicht und Verlaufskurvenfenster

Kommunikation und Routing

SIMATIC PDM unterstützt mehrere Kommunikationsproto-kolle und -komponenten zur Kommunikation mit Geräten, die folgende Schnittstellen haben (weitere auf Anfrage):

• PROFIBUS DP/PA-Interface • FOUNDATION Fieldbus (FF)-Interface • PROFINET-Interface• HART-Interface (Modem, Wireless)• Modbus-Interface • HART over PROFIBUS/PROFINET

Weitere Informationen über SIMATIC PDM: www.siemens.de/simatic-pcs7/pdm

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Plant Asset Management mit der SIMATIC PCS 7 Maintenance Station

Anlagenautomatisierung und Instandhaltung in der Prozesstechnik

Die SIMATIC PCS 7 Maintenance Station dient zur Verwaltung der Vermögenswerte eines Unternehmens, die als Anlage-güter für die Produktion eingesetzt werden. Sie ist speziali-siert auf das "Plant Asset Management", d. h. das effiziente Verwalten und Managen der Ausrüstungen technologischer Anlagen, insbesondere der leittechnischen Einrichtungen, mit dem Ziel der Werterhaltung und Wertsteigerung. Damit leistet sie einen wertvollen Beitrag zur Minimierung der über den kompletten Lebenszyklus einer Anlage kumulierenden Gesamtkosten (Total Cost of Ownership).

Während der Anlagenführer über das Operator System alle relevanten Informationen erhält, die er für den gezielten Eingriff in den Prozess benötigt, kann das Instandhaltungs- und Servicepersonal per Maintenance Station die Hardware-komponenten der Automatisierungsanlage (Assets) kontrol-lieren sowie deren Diagnosemeldungen und Wartungsanfor-derungen bearbeiten. Dazu bietet die Maintenance Station Zugriff auf:

• Komponenten des Prozessleitsystems: intelligente Feld-geräte und I/O-Baugruppen, Feldbus, Controller, Netzwerk- komponenten und Anlagenbus sowie Server und Clients der Operator Systeme

• Mechanische Assets (Pumpen, Motoren, Zentrifugen, Wärmetauscher etc.) oder Regelkreise, repräsentiert durch Stellvertreterobjekte, in denen die Diagnoseregeln hinter-legt sind

Anlagenfahrer und Servicepersonal haben die Möglichkeit permanent miteinander zu interagieren, z. B.:

• Anforderung einer Servicemaßnahme• Freigabe für eine Servicemaßnahme• Asset in den Zustand "in Service" setzen• Information über abgeschlossene Servicemaßnahme

Alle Aktivitäten werden auf der Maintenance Station lücken-los dokumentiert, automatisch und ohne zusätzlichen Projek-tierungsaufwand

Typischer Instandhaltungskreislauf

• Zustand von Komponenten/Geräten überwachen:- Erfassen von Diagnoseinformationen der Netzkompo-

nenten und PC-Basisgeräte per OPC-Kopplung- Intelligente Sensoren erkennen und melden drohende

Ausfälle weit vor dem eigentlichen Ausfall• "Wartungsbedarf" in einer Sammelanzeige, in Symbol-

bildern der betroffenen Komponenten/Geräte und im Meldeprotokoll signalisieren

• Komponente/Gerät mit Wartungsbedarf anwählen und spezifische Daten abrufen, z. B. Messstellennummer, Einbauort, Gerätetyp

• Geräte- und herstellerspezifische Detaildiagnose-informationen abrufen, z. B.- Fehlerbeschreibung- Fehlerursache- Trendaussage- Handlungsanweisung

• Priorität des Wartungsbedarfs bewerten, kommentieren und ggf. ändern

• Instandhaltungsmaßnahme per Instandhaltungsanforde-rung einleiten und Ablauf verfolgen; aktueller Status der Instandhaltung wird symbolisch visualisiert

• Instandhaltungsmaßnahme abschließen; alle Status-anzeigen werden in Normalzustand versetzt

Automatisierung

Enterprise ResourcePlanning (ERP-Ebene)

Enterprise AssetManagement

System

MESMaintenance

Operations

Plant AssetManage-

ment

Controls(Prozess- und Feldebene)

ManufacturingExecution Systems(MES-Ebene)

Instandhaltung

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Architektur

Die SIMATIC PCS 7 Maintenance Station (MS) ist konform zu internationalen Standards, Spezifikationen und Empfehlun-gen. Sie orientiert sich an den von der NAMUR (Interessen-gemeinschaft Prozessleittechnik der chemischen und phar-mazeutischen Industrie) definierten Anforderungen an Systeme für anlagennahes Asset Management und Feld-geräte-Statusmeldungen. Sie nutzt für das Asset Manage-ment Hardware- und Softwarekomponenten von Engineering System (ES) und Operator System (OS). Aufgrund der engen Verflechtung sind ES-, OS- und Asset Management-Funktio-nen auch auf gemeinsamer Hardware ablauffähig. Eine solche multifunktionale Station lässt sich nicht nur für das Asset Management, sondern auch für das System-Engineering oder zum Bedienen und Beobachten einsetzen.

Abhängig von der projektspezifischen SIMATIC PCS 7-Archi-tektur ist die SIMATIC PCS 7 Maintenance Station auf Basis einer SIMATIC PCS 7 BOX, einer SIMATIC PCS 7 Single Station oder einer SIMATIC PCS 7 Client-Server-Kombination realisier-bar. In Client-Server-Kombinationen können die MS Server auch redundant ausgelegt werden.

Das eingebundene SIMATIC PDM liefert der SIMATIC PCS 7 Maintenance Station die Parameterdaten und die Diagnose-informationen der per Electronic Device Description (EDD) beschriebenen Geräte zur Darstellung und Weiterverarbei-tung.

Der Zugriff auf die Geräte/Komponenten wird über Funktions-rechte gesteuert, die der Rolle des Anwenders entsprechen. Die Benutzerverwaltung und die Zugangskontrolle für die SIMATIC PCS 7 Maintenance Station übernimmt das in SIMATIC PCS 7 integrierte SIMATIC Logon.

Die gemäß der Anlagenhierarchie strukturierten Diagnose-bilder mit den Betriebszuständen der SIMATIC PCS 7-Kompo-nenten sowie durch SIMATIC PDM ermittelte Diagnose-informationen können auf reinen MS Clients und kombinier-ten MS/OS Clients angezeigt werden. Erweiterte Online-Diagnosefunktionen stehen auf Stationen mit kombinierter Funktionalität "MS Client" und "SIMATIC PCS 7 Engineering" zur Verfügung.

Projektierung

Mit Systemunterstützung werden die für das Asset Manage-ment relevanten Daten aus dem bei der Standardprojektie-rung erstellten Hardware- und Softwareprojekt der Applika-tion abgeleitet und daraus die Diagnosebilder generiert. Die Vorgehensweise ist einfach und erfordert keinen Zusatz-aufwand für die Asset Management-Projektierung:

• Erstellen des Hardware- und Softwareprojekts der Applikation

• Projektieren/Parametrieren spezifischer Maintenance Station-Funktionen und -Verbindungen (optional)

• Systemunterstütztes Generieren der Diagnosebilder mit allen im Projekt enthaltenen Komponenten, inkl. der Bild-hierarchie gemäß Hardware-Struktur des Projekts

• Übersetzen der Projektierungsdaten und Laden in Operator Station und Maintenance Station mit anschließender Test- und Inbetriebsetzungsphase

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Anlagenübersicht mit Symbolbildern für Komponenten

Übersicht für Komponenten an einem PROFIBUS-Strang mit Symbolbildern

Identsicht der Komponente

Als Systemschnittstelle des Instandhalters liefert die SIMATIC PCS 7 Maintenance Station dem Service durchgängige Instandhaltungsfunktionen und -informationen.

Standard-DiagnosefunktionenAusgehend vom Übersichtsbild kann der Instandhalter in die Diagnosebilder der unterlagerten Hardwareebenen navigie-ren, um sich dort über den Diagnosestatus einzelner Anlagen-bereiche oder Komponenten zu informieren.

Wird im Übersichtsbild eine Störung signalisiert, gelangt er per "Loop in Alarm" schnell zum Diagnose-Bildbaustein der betroffenen Komponente. Die verfügbaren Informationen sind entsprechend dem Verantwortungsbereich des Nutzers gefiltert, z. B.:

• Vom System ermittelter Diagnosestatus• Angaben zur Komponente wie Messstellenname,

Hersteller oder Seriennummer• Diagnosemeldungen einer Komponente• Detaillierte Diagnoseinformationen einer Komponente• Freigabe für eine Instandhaltungsmaßnahme durch den

Operator des Prozesses• Art und aktueller Stand der eingeleiteten Instandhaltungs-

maßnahme

Informationen über mechanische Assets Aus verschiedenen Messwerten und deren Abweichungen von einem festgelegten Normalstatus kann ein als Stell-vertreter für mechanische Assets ohne Eigendiagnose (Pumpen, Motoren etc.) agierender Funktionsbaustein unzulässige Betriebszustände ermitteln, die einen Maintenance Alarm auslösen. Dieser Funktionsbaustein ist auch für die Realisierung individueller Diagnosestrukturen, projektspezifischer Diagnoseregeln und Condition Monito-ring-Funktionen geeignet.

Ergänzend werden einzelne Asset Management-Bausteine angeboten, mit denen der Instandhalter Anlagenkomponenten wie Pumpen, Wärmetauscher oder Regelventile überwachen kann.

Erweiterte Informationen für Assets nach IEC 61804-2Für Assets, die nach IEC 61804-2 per Electronic Device Description (EDD) beschrieben werden, sind zusätzlich wei-tere Informationen abrufbar. Diese Informationen werden von SIMATIC PDM im Hintergrund automatisch aus den Komponenten ausgelesen und bereitgestellt, z. B.:

• Gerätetyp-Informationen (elektronisches Typenschild)• Detaildiagnose-Informationen

- Gerätespezifische Informationen des Herstellers- Hinweise zur Fehlerdiagnose und -beseitigung- Weiterführende Dokumentation

• Ergebnisse interner Condition Monitoring-Funktionen• Statusinformationen (lokale Bedienung, lokale

Konfigurationsänderungen etc.)• Änderungsinformationen (Audit Trail)• Parameterinformationen

Sammel-anzeige für unterlagerteStruktur

Anwahl:

PC-Ebene

AS-Ebene

Allgemeine System-funktionen

Ethernet-Ebene

Symbolbild

Komponenten-Bildbaustein

Interne ApplikationAufruf:

Externe Applikation

Identifikation der Komponente

Instandhaltungs-Status

Anforderungs-Status

Diagnose-Status

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Visualisierung der Instandhaltungsinformationen

Meldesystem, Bedienoberfläche, Bildhierarchie und Bediener-führung orientieren sich an der Bedien- und Beobachtungs-philosophie des Operator Systems. Die Diagnosedaten aller Assets werden mit einheitlichen Bildbausteinen dargestellt, deren Funktionen und Informationen durch die Komponen-ten bestimmt werden. Das Arbeiten mit der SIMATIC PCS 7 Maintenance Station ist somit einfach und intuitiv, eine aufwendige Einarbeitung entfällt.

Die hierarchische Strukturierung der Informationen und die einheitliche Symbolik fördern die Übersicht, erleichtern die Orientierung und ermöglichen dem Instandhalter ausgehend von der Anlagenübersicht einen schnellen Zugriff auf Detail-informationen. Sammelanzeigen im Anlagenübersichtsbild visualisieren den Diagnosestatus der unterlagerten Struktu-ren/Komponenten nach Art einer Ampel mit rot, gelb oder grün.

Diagnosebilder stellen den Zustand der Komponenten und der unterlagerten Geräte/Komponenten in standardisierten Symbolbildern dar. Diese enthalten folgende Elemente:

• Bitmap der Komponente• TAG-Bezeichnung der Komponente• Instandhaltungs-Statusanzeige• Sammelanzeige für Diagnosestatus der Komponenten

Durch Anklicken eines Elements im Symbolbild wird entweder die unterlagerte Hierarchieebene oder ein Komponenten-Bildbaustein geöffnet. Der Komponenten-Bildbaustein bietet verschiedene Sichten der betreffenden Komponente mit wei-teren gerätespezifischen Informationen, z. B. eine Identifika-tions-, Meldungs- oder Instandhaltungssicht.

Informationsmanagement

Unterstützt durch folgende Funktionen kann der Instandhal-ter klassifizierte Informationen schnell und einfach weiter-leiten, auf projektspezifische Informationsdatenbanken zugreifen oder Instandhaltungsmaßnahmen anfordern:

• Export der Identitätsdaten (elektronisches Typenschild) und zugehörigen Diagnosestatus für ausgefilterte Geräte/Komponenten (Gesamtexport)

• Export aller relevanten Informationen einer Komponente zu definierten Zielen, z. B. Mailsystem, Drucker oder Pager (Einzelexport)

• Aufruf von bis zu drei im Projekt definierten Applikationen (Webseiten, Programme oder Datenbanken), z. B. Schicht-bücher

Auszug aus dem Symbolsatz des PCS 7 Asset Managements

Filter für Diagnosezustände

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/plant-asset-management

Maintenance Station auf einen Blick

■ Systemschnittstelle für den Instandhalter

■ Instrument zur Minimierung der Total Cost of Ownership

■ Diagnose und Instandhaltungsmanagement für die Komponenten des Prozessleitsystems und mechanische Assets wie Pumpen, Motoren oder Wärmetauscher

■ Anlagenweit einheitliche Darstellung des Diagnose- und Instandhaltungszustandes

■ Erweiterte Diagnoseinformationen durch Integration von SIMATIC PDM

■ Unterstützung der Upgrade-Planung durch Identifikationsdaten-Übersicht mit Ausgabeständen

■ Funktionsbaustein für mechanische Assets, individuelle Diagnosen und Condition Monitoring-Funktionen

■ Additive Bausteine für Anlagenkomponenten (Pumpen, Wärmetauscher, Regelventile etc.)

■ Aufzeichnung von Konfigurations- und Parameter-änderungen EDD-basierter Geräte im Änderungslogbuch

■ Generierung von Übersichten zu Diagnosezuständen

■ Einbindung von internen und externen Applikationen für Spezialdiagnosen und weiterführende Informationen

■ Berücksichtigung internationaler Standards und Normen

Gut

Simulation

Konfigura-tionsände-rung erkannt

Wartungs-bedarf(gering)

Wartungs-anforderung(mittel)

Wartungs-alarm(hoch)

Instandhaltungs-Auftrag unbek./nicht angefordert

Instandhal-tungs-Auftrag in Arbeit

Instandhal-tungs-Auftrag angefordert

G_P

CS

7_X

X_0

0072

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Automatisierungssysteme36

Automatisierungssysteme Skalierbare Leistung für jede Anforderung

SIMATIC PCS 7 Automatisierungssysteme, Bauform S7-400

Für das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 stehen Automatisie-rungssysteme in den oben gezeigten Bauformen zur Verfü-gung. Damit ist die Automatisierungsleistung über einen weiten Bereich feinstufig skalierbar.

Modulare Automatisierungssysteme SIMATIC S7-400 mit Hardware-Controller

Je nach Aufgabenstellung werden ausgewählte Komponen-ten der SIMATIC S7-400 unter Berücksichtigung des Preis-/ Leistungsverhältnisses zu Bundles kombiniert. Diese Auto-matisierungssysteme sind sehr robust und zeichnen sich durch eine hohe Verarbeitungs- und Kommunikationsleistung aus. Weitere herausragende Merkmale sind:

• Modulare, lüfterfreie Aufbautechnik• Extrem robust und ausbaufähig• Einfache und redundante Ausführungen• Umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten• Integrierte Systemfunktionen• Integrierbare Sicherheitsfunktionen (Safety Integrated)• Leichte Anbindung zentraler oder dezentraler

I/O-Peripherie• PROFINET IO-Unterstützung

Entsprechend ihrer Funktionalität sind sie klassifizierbar in:

• Standard-Automatisierungssysteme • Hochverfügbare Automatisierungssysteme • Sicherheitsgerichtete Automatisierungssysteme

SIMATIC PCS 7 Automatisierungssysteme, Bauform Microbox

Abhängig von der Skalierung der Leistung und der perspek-tivischen Ausrichtung lassen sie sich klassenübergreifend differenzieren in:

• Automatisierungssystem AS 410Skalierung eines universell einsetzbaren CPU-Typs über die Anzahl der Prozessobjekte

• Komplementäre SIMATIC S7-400-SystemeHardware-Skalierung mit leistungsmäßig gestaffelten CPU-Typen

Das robuste AS 410 ist das moderne, zukunftsorientierte Allroundsystem für die Prozessindustrie. Aufgrund seiner Vielseitigkeit kann es in allen Domänen eingesetzt werden – als Standardsystem AS 410S, als hochverfügbares AS 410H oder als sicherheitsgerichtetes AS 410F/FH. Innovative Funk-tionen werden zunehmend exklusiv mit diesem Automati-sierungssystem kombiniert, z. B. die Möglichkeit der Bausteintypänderung im laufenden Betrieb (TCiR).

Bei allen Automatisierungssystemen der Baureihe S7-400 ist der PROFIBUS DP-Feldbusanschluss bereits standardmäßig in der CPU integriert.

Je nach CPU-Typ sind mithilfe additiver Schnittstellenmodule IF 964-DP bis zu zwei weitere PROFIBUS DP-Schnittstellen nutzbar. Bei Bedarf können an einer CPU zusätzlich bis zu 10 PROFIBUS- Kommunikationsbaugruppen betrieben wer-den.

Der PROFINET IO-Anschluss ist typabhängig via CPU-Schnitt- stelle oder über Kommunikationsbaugruppe CP 443-1 mög-lich.

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Automatisierungssysteme 37

Standard-Automatisierungssysteme

Die modularen Standard-Automatisierungssysteme der Baureihe S7-400 sind universell einsetzbar. Sie sind immer dann erste Wahl, wenn hohe Verfügbarkeit oder sicherheit-stechnische Funktionen zweitrangig sind.

Hochverfügbare Automatisierungssysteme

Das Ziel für den Einsatz hochverfügbarer Automatisierungs-systeme ist die Verminderung des Risikos von Produktions-ausfällen. Die höheren Investitionskosten sind im Vergleich zu den Kosten, die Produktionsausfälle verursachen können, oftmals vernachlässigbar. Je höher die Kosten eines Produk-tionsstillstandes sind, desto eher lohnt sich der Einsatz eines hochverfügbaren Systems.

Die zwei redundanten, galvanisch voneinander getrennten Teilsysteme der Redundancy Station können auf einem kom-pakten Baugruppenträger mit geteiltem Rückwandbus oder zwei separaten Baugruppenträgern montiert werden. Der Aufbau auf zwei Baugruppenträgern ermöglicht die räumliche Trennung der redundanten Teilsysteme über Entfernungen bis 10 km, z. B. abgeschottet durch eine feuerfeste Wand. Durch die galvanische Trennung bleibt das System dabei unempfindlich gegen EMV-Störungen.

Hochverfügbare SIMATIC PCS 7-Automatisierungssysteme sind in einer Anlagenkonfiguration allein oder zusammen mit Standard- und sicherheitsgerichteten Automatisierungs-systemen betreibbar.

Sicherheitsgerichtete Automatisierungssysteme

Für kritische Anwendungen, bei denen ein Störfall zur Gefähr-dung von Menschenleben, zu Schäden an der Anlage oder zu Umweltschäden führen kann, werden sicherheitsgerichtete Automatisierungssysteme eingesetzt. Diese F/FH-Systeme erkennen im Zusammenwirken mit den sicherheitsgerichte-ten F-Baugruppen der dezentralen Peripheriesysteme ET 200 oder direkt via Feldbus angebundenen sicheren Transmittern sowohl Fehler im Prozess als auch eigene, interne Fehler. Sie überführen die Anlage im Fehlerfall automatisch in einen sicheren Zustand.

Die sicherheitsgerichteten Automatisierungssysteme sind vom TÜV zertifiziert und erfüllen Sicherheitsanforderungen bis SIL 3 gemäß IEC 61508. Sie basieren auf der Hardware der hochverfügbaren Automatisierungssysteme, die mit S7 F Systems um Sicherheitsfunktionen erweitert wird.

Analog zu den Basissystemen sind sie in zwei Aufbauvarianten verfügbar:

• Single Stationen mit einer CPU, sicherheitsgerichtet • Redundancy Stationen mit zwei redundanten CPUs, sicher-

heitsgerichtet und fehlertolerant

Die Redundanz der FH-Systeme dient allein der Erhöhung der Verfügbarkeit. Sie ist für die Bearbeitung der Sicherheitsfunk-tionen und die damit verbundene Fehlererkennung nicht rele-vant.

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Sicherheitsgerichtetes AS 410FH am PROFINET IO

In den multitasking-fähigen Systemen können mehrere Programme zeitgleich in einer CPU ablaufen, Basic Process Control System (BPCS)-Applikationen ebenso wie sicherheits-gerichtete. Die Programme sind dabei rückwirkungsfrei, d. h. Fehler in BPCS-Applikationen haben keine Auswirkung auf sicherheitsgerichtete Applikationen und umgekehrt. Auch spezielle Tasks mit sehr kurzen Reaktionszeiten lassen sich realisieren.

Bei der parallelen Bearbeitung von BPCS- und Sicherheits-funktionen in einer CPU wird eine gegenseitige Beeinflussung dadurch verhindert, dass BPCS-Programme und sicherheitsgerichtete Programme strikt voneinander getrennt bleiben und der Datenaustausch über spezielle Konvertierungs-bausteine erfolgt.

Die Sicherheitsfunktionen werden durch redundante, diversitäre Befehlsverarbeitung zweimal in verschiedenen Prozessorteilen einer CPU abgearbeitet. Mögliche Fehler erkennt das System beim anschließenden Vergleich der Ergebnisse.

Auf verschiedenen F/FH-Systemen einer Anlage ablaufende Sicherheitsprogramme sind auch in der Lage, über den Anlagenbus Industrial Ethernet sicherheitsgerichtet mitein-ander zu kommunizieren.

Flexibel skalierbare Verfügbarkeit

Ein besonderes Merkmal der modularen S7-400-Systeme ist die flexibel skalierbare Verfügbarkeit verschiedener Module.

Im Kontext der Anlagenplanung ist es schon bei einer Single Station möglich, die Verfügbarkeit durch redundante Konfiguration der Stromversorgung oder der Industrial Ethernet-Kommunikationsbaugruppe punktuell zu erhöhen und diese Maßnahmen miteinander zu kombinieren.

Die Redundancy Station markiert mit ihren zwei redundanten CPUs bereits einen höheren Verfügbarkeitslevel. Sie arbeitet nach dem 1-von-2-Prinzip, wobei im Fehlerfall vom aktiven Teilsystem auf das Reservesystem umgeschaltet wird. Davon ausgehend lassen sich wie bei der Single Station die Strom-versorgung oder die Industrial Ethernet-Kommunikations-baugruppe für jedes Teilsystem verdoppeln und diese Maß-nahmen miteinander kombinieren.

Übersicht der Automatisierungssystem-Typen

Schnittstellen

AS-Typ CPU PN/IE(2 Ports)

MPI/DP DP DP-Modul optional steckbar

Standardsysteme

AS 410S CPU 410-5H Process Automation 2 – 1 –

AS 414-3 CPU 414-3 – 1 1 1

AS 414-3IE CPU 414-3 PN/DP 1 1 – 1

AS 416-2 CPU 416-2 – 1 1 –

AS 416-3 CPU 416-3 – 1 1 1

AS 416-3IE CPU 416-3 PN/DP 1 1 – 1

AS 417-4 CPU 417-4 – 1 1 2

Hochverfügbare und sicherheitsgerichtete Systeme

AS 410H/F/FH CPU 410-5H Process Automation (1 × oder 2 ×) 2 – 1 –

AS 412H/F/FH CPU 412-5H (1 × oder 2 ×) 1 1 1 –

AS 414H/F/FH CPU 414-5H (1 × oder 2 ×) 1 1 1 –

AS 416H/F/FH CPU 416-5H (1 × oder 2 ×) 1 1 1 –

AS 417H/F/FH CPU 417-5H (1 × oder 2 ×) 1 1 1 –

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Automatisierungssysteme 39

Automatisierungssystem AS 410

Das AS 410 ist ein Automatisierungssystem der Baureihe SIMATIC S7-400, das ausschließlich für den Einsatz im Pro-zessleitsystem SIMATIC PCS 7 bestimmt ist. Mit seiner innova-tiven "CPU 410-5H Process Automation" und dafür optimierter Firmware ist das AS 410 in der Lage, den gesamten Leistungs-bereich der komplementären S7-400-Systeme abzudecken (vom AS 412H über AS 414-3 und AS 416 bis zum AS 417H). Die dadurch erreichte Typenreduzierung vereinfacht nicht nur die Ersatzteilversorgung, sondern wirkt sich über den gesam-ten Lebenszyklus des Prozessleitsystems vorteilhaft aus.

Die Leistungsabstufung erfolgt über die Prozessobjekte (PO) unterschiedlich dimensionierter System Expansion Cards. Wird das beim Kauf durch die System Expansion Card definier-te Leistungslimit während Projektierung, Inbetriebsetzung oder Betrieb erreicht, ist mit passender Anzahl CPU 410 Expansion Packs PO 100/PO 500 eine nachträgliche Leistungs-erhöhung möglich. Ein Austausch der Hardware ist dabei nicht notwendig.

In SIMATIC PCS 7 AS 410-Bundles sind neben der CPU auch Aluminium-Baugruppenträger, Kommunikationsbaugruppen und ausgewählte Stromversorgungsbaugruppen mit einer zusätzlichen Lackbeschichtung versehen (Conformal Coating). Für höhere Betriebstemperaturen bis 70 °C ausge-legte Bundles AS 410 XTR (Extended Temperature Range) erweitern den Anwendungsbereich.

Die CPU 410-5H Process Automation unterscheidet sich be-reits optisch von allen anderen aktuellen CPUs der Baureihe S7-400. Sie ist mit einer PROFIBUS DP- und zwei PROFINET IO-Schnittstellen mit 2-Port-Switch ausgestattet. Zwei integrierte Steckplätze ermöglichen die Synchronisation zweier redun-danter Teilsysteme über Sync-Module und Sync-Leitungen.

Da 48 MByte Ladespeicher und je 16 MByte Arbeitsspeicher für Programm und Daten integriert sind, werden keine Memory Cards benötigt. Ein versenkter Reset-Taster ersetzt den sonst üblichen RUN/STOP-Schalter.

Die CPU 410-5H Process Automation unterstützt sowohl NTP- als auch S7-Uhrzeitsynchronisation. Ihre Zeitstempelung arbeitet hochpräzise.

Typische Mischmengengerüste für SIMATIC PCS 7-Automatisierungssysteme, basierend auf der SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL)

Automatisierungssystemmit APL

AS 412H

AS 414-3

AS 414-3IE

AS 414H

AS 416-2

AS 416-3

AS 416-3IE

AS 416H

AS 417-4

AS 417H

AS RTX

|<------------------------------------------------------------- AS 410 ------------------------------------------------------------->|

Analogwert-Messungen 10 150 150 100 300 500 500 400 800 600 300

Digitalwert-Messungen 20 300 300 250 600 1 000 1 000 800 1 400 1 000 600

PID-Regelungen 5 50 50 50 100 200 200 150 250 200 200

Motoren 7 75 75 75 150 250 250 200 450 400 150

Ventile 7 75 75 75 150 250 250 200 450 400 250

SFC 0 15 15 15 60 100 100 100 200 200 100

Schritte 0 150 150 150 700 1 000 1 000 1 000 2 000 2 000 800

Dosierungen 0 5 5 3 20 25 25 25 50 50 50

Digitaleingänge DI 30 450 450 300 900 1 500 1 500 1 200 2 200 1 800 1 200

Digitalausgänge DO 10 150 150 110 300 500 500 400 750 650 400

Analogeingänge AI 15 225 225 150 450 750 750 600 1 100 900 600

Analogausgänge AO 5 75 75 50 150 250 250 200 350 350 200

Prozessobjekte (PO) 30 450 450 350 900 1 500 1 500 1 200 2 200 2 000 1 200

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Embedded Automatisierungssystem SIMATIC PCS 7 AS RTX mit Software-Controller

Das auf dem SIMATIC IPC 427D (Microbox) basierende SIMATIC PCS 7 AS RTX ist ein kompaktes und robustes Auto-matisierungssystem, ausgelegt für den unteren und mittleren Leistungsbereich. Es ist für einen wartungsfreien 24-Stunden-Dauerbetrieb bei Umgebungstemperaturen zwischen 0 und 50 °C geeignet. Da es ohne Lüfter und rotierende Speicher-medien arbeitet, ist es auch relativ unempfindlich gegen Vibrations- und Schockbelastungen.

Aufgrund seiner ausgezeichneten physikalischen Eigenschaf-ten, seiner geringen Abmessungen und der vielfältigen Mon-tagemöglichkeiten (Hutschienen-, Wand- oder Buchmontage in horizontaler oder vertikaler Ausrichtung) ist es besonders prädestiniert für den Einsatz im anlagennahen Bereich, z. B. in Package Units oder in der Laborautomatisierung.

Abhängig von der bevorzugten Feldkommunikation kann der Kunde zwischen den Produktvarianten SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFIBUS oder SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFINET wählen.

Über die im SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFIBUS integrierte, CP 5622-kompatible PROFIBUS DP-Schnittstelle lassen sich Remote I/O-Stationen ET 200M, ET 200iSP, ET 200S und ET 200pro mit einem umfangreichen Spektrum kosten-günstiger Signal- und Funktionsbaugruppen sowie intelligen-te Feld-/Prozessgeräte am PROFIBUS PA anbinden.

Sensoren/Aktoren an dezentralen Remote I/O-Stationen ET 200SP oder ET 200M können via PROFINET IO an das SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFINET angeschlossen werden. Die-ses verfügt dazu über eine PROFINET-Schnittstelle mit 3 Ports.

Für den Anschluss an den SIMATIC PCS 7-Anlagenbus stellt das SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFINET eine, das SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFIBUS zwei Ethernet-Schnittstellen 10/100/1000 Mbit/s (RJ45) zur Verfügung.

Das Windows-Betriebssystem, die Controller-Software WinAC RTX und die Diagnosesoftware SIMATIC IPC DiagMonitor sind auf der integrierten Solid State Disk vor-installiert. Die Projektierung erfolgt über das SIMATIC PCS 7 Engineering System. Die mitgelieferte AS-Runtime-Lizenz für 100 PO kann auf bis zu 2 000 PO erweitert werden.

Automatisierungssysteme auf einen Blick

Modulare Systeme der Baureihe SIMATIC S7-400

■ Individuell konfigurierbare AS-Bundles, lieferbar als:– Einzelkomponenten, stationsweise gebündelt– Vormontierte und getestete Stationen

■ Flexibel skalierbare Verfügbarkeit:– Standardsysteme als Single Station,

optional mit redundanter Stromversorgung– Hochverfügbare sowie sicherheitsgerichtete

Systeme als Single/Redundancy Station; optional redundante Stromversorgung oder/und Industrial Ethernet-Anschaltung

■ Redundancy Station mit zwei galvanisch getrennten Teilsystemen – 1 oder 2 Baugruppenträger (Distanzen bis 10 km)– Synchrone Bearbeitung identischer Anwender-

programme– Stoßfreie Umschaltung

■ Konfigurationsänderungen im laufenden Betrieb

Embedded System SIMATIC PCS 7 AS RTX

■ Kompaktes und robustes Microbox-System für den anlagennahen Einsatz, ideal für Package Units

■ Vibrations- und schockfeste Konstruktion ohne Lüfter und rotierende Speichermedien

■ Wartungsfreier Dauerbetrieb 24/7 rund um die Uhr bei Umgebungstemperaturen bis 50 °C

■ Produktvarianten zum Anschluss der Prozessperipherie via PROFIBUS DP/PA oder PROFINET IO

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Kompaktsysteme 41

KompaktsystemeSIMATIC PCS 7 BOX – Komplettes Leitsystem im kompakten Design

Kompaktsystem SIMATIC PCS 7 BOX RTX

SIMATIC PCS 7 BOX bereichern das SIMATIC PCS 7-Produkt-spektrum durch preisgünstige, robuste und Platz sparende Industrie PC-Systeme mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, z. B. als:

• Client in einem Operator System oder in SIMATIC BATCH• Kompaktes Prozessleitsystem mit Systemfunktionalität für

Engineering (ES), Automatisierung (AS), Bedienung und Beobachtung (OS)

• Runtime System mit Systemfunktionalität wie zuvor, jedoch ohne Engineering

Die als Kompaktsysteme kategorisierten SIMATIC PCS 7 BOX sind auf die beiden zuletzt genannten Einsatzfälle fokussiert.

Mit der auf 2 000 Prozessobjekte (PO) limitierten OS Runtime Software SIMATIC PCS 7, ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften und geringen Abmessungen sind sie prädes-tiniert für die anlagennahe Automatisierung von:

• Kleinen Applikationen/Teilanlagen in der Produktion• Package Units (in sich abgeschlossene Teilprozesse)• Labors oder Instituten

Auch als Schulungs- und Trainingssysteme für das Betriebs- und Servicepersonal sind sie hervorragend geeignet.

Die Verwendung von SIMATIC PCS 7-Standardkomponenten garantiert Skalierbarkeit und uneingeschränkte Erweiterbar-keit – ohne Kompatibilitätsbruch. Bei steigenden Anforderun-gen, z. B. wenn eine Testanlage später im größeren Maßstab produktiv betrieben werden soll, ist eine Erweiterung mit SIMATIC PCS 7-Systemkomponenten ebenso problemlos möglich wie die Integration in die Produktionsanlage.

Die Differenzierung des Produktspektrums erfolgt primär über die Automatisierungsfunktionalität, d. h. über den Controller-Typ und die Art der Kommunikation im Feldbereich:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTXmit integriertem Software-Controller WinAC RTX, wahl-weise mit PROFIBUS- oder PROFINET-Schnittstelle

• SIMATIC PCS 7 BOX in Kombination mit einem separaten, externen Controller:- Microbox-Automatisierungssystem als SIMATIC PCS 7 AS

RTX PROFIBUS oder SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFINET- Modulares Automatisierungssystem der Baureihe

S7-400, inkl. PROFIBUS- und PROFINET-Schnittstelle, als Single oder Redundancy Station

Die Auswahl ist abhängig vom Preis-/Leistungsverhältnis sowie von der unterstützten Hardware- und Software-funktionalität.

Je nachdem, ob das Engineering in einem zentralen Engineering System konzentriert ist oder in das Kompakt-system integriert wird, sind die beiden Grundtypen weiter differenzierbar:

• SIMATIC PCS 7 BOX RTX- ES/OS System mit Funktionalität ES + OS + AS- OS Runtime System mit Funktionalität OS + AS

• SIMATIC PCS 7 BOX- ES/OS System mit Funktionalität ES + OS- OS Runtime System mit Funktionalität OS

Durch Ausbau mit Prozessperipherie lässt sich ein vollstän-diges Prozessleitsystem für kleine Applikationen realisieren. Je nach Typ des Automatisierungssystems ist die dezentrale Prozessperipherie via PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus H1 oder PROFINET IO anschließbar. Abhängig von der Art der Feldkommunikation werden Remote I/O-Stationen ET 200M, ET 200SP, ET 200iSP, ET 200S oder ET 200pro mit einem umfangreichen Spektrum kostengünstiger Signal- und Funk-tionsbaugruppen, aber auch direkt via Feldbus angebundene Feld-/Prozessgeräte unterstützt.

Mit der integrierten Diagnosesoftware SIMATIC IPC DiagMonitor lassen sich die Kompaktsysteme in das PCS 7 Asset Management einbeziehen. Als ES/OS System, ausgestat-tet mit zusätzlichen Softwarelizenzen für SIMATIC PDM und SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, ist ein Kompaktsystem auch als Maintenance Station betreibbar.

SIMATIC PCS 7 BOX mit externem Controller sind zudem für SIMATIC BATCH (bis 10 Units) oder als Web-Server für bis zu zwei Web-Clients geeignet.

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Kompaktsysteme42

1) Die PROFIBUS Routing-Funktionalität des WinAC RTX 2010 ist nur mit dem Onboard-CP des SIMATIC PCS 7 BOX RTX und des PCS 7 AS RTX nutzbar.2) Die PROFINET Routing-Funktionalität des WinAC RTX 2010 ist nur mit dem Onboard-CP des PCS 7 AS RTX nutzbar3) Typische Mischmengengerüste, basierend auf der SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL)

Designvarianten

Standardmäßig werden die Kompaktsysteme über separate Bediengeräte (Maus, Tastatur, Prozessmonitor) bedient und beobachtet.

Alternativ dazu ermöglicht eine Designvariante mit Panel Front (Bild rechts) auch das Bedienen und Beobachten über ein 22" TFT Panel mit Touchscreen, Auflösung 1920 × 1080 Bildpunkte.

SIMATIC PCS 7 BOX mit Panel Front, Seiten- und Frontansicht

Systemkonfiguration PCS 7 BOX RTX SIMATIC PCS 7 BOX

WinAC RTX Controller integriert

PCS 7 AS RTX PROFIBUS/ PROFINET

als separater Controller

Modulares AS 41x (AS Single Station)

als separater Controller

Modulares AS 41xH oder AS 41xF (AS Single Station

oder AS Redundancy Station) als separater Controller

Un

ters

tütz

te F

un

ktio

nen

un

d L

imit

s Software

AS/OS Engineering n n n n

OS Runtime Single Station bis 2 000 OS Runtime PO

n n n n

PCS 7 APL n n n n

SIMATIC PDM PCS 7 n n n n

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station n n n n

SIMATIC BATCH bis 10 Units n n n

Web-Server, für bis zu 2 Web-Clients n n n

OS Single Station Redundancy n n n

S7 F Systems n

SIMATIC Safety Matrix n

Hardware

Controller (AS) unabhängig vom BOX PC-System

n n n

AS-AS-Kommunikation n n n n

Routing n1)

n1)2)

n n

PROFIBUS DP/PA n n (PCS 7 AS RTX PROFIBUS) n n

FOUNDATION Fieldbus (FF) n n

PROFINET IO n n (PCS 7 AS RTX PROFINET) n n

Configuration in Run (CiR) n n

Hochgenaue Zeitstempelung n n

S7 Block Privacy n n

Bausteintypänderung in Run (TCiR) n (AS 410) n (AS 410)

Remanente AS-Daten nur mit USV nur mit USV

Max. AS-Mengengerüst3) WinAC RTX 2010 bis 1 200 AS Runtime PO

WinAC RTX 2010 bis 1 200 AS Runtime PO

Abhängig vom Typ des AS 41x, bis

2 000 AS Runtime PO

Abhängig vom Typ des AS 41xH oder AS 41xF,

bis 2 000 AS Runtime PO

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Kommunikation 43

KommunikationSchnelle und sichere Kommunikation mit Industrial Ethernet für Anlagen- und Terminalbus

Industrial Ethernet, Anschlussbeispiele

SIMATIC NET

Mit den auf weltweit etablierten Standards basierenden Netz-komponenten von SIMATIC NET verfügt SIMATIC PCS 7 über ein leistungsfähiges und robustes Produktspektrum zur Reali-sierung durchgängiger Kommunikationsnetze für den zuver-lässigen Datenaustausch zwischen den Systemkomponenten in verschiedenen Ebenen einer Anlage.

Die speziell für den industriellen Einsatz entwickelten SIMATIC NET-Produkte sind für Anlagen in allen Branchen optimal geeignet. Sie sind aufeinander abgestimmt und genü-gen höchsten Anforderungen, insbesondere in Bereichen, in denen sie extremen Einflüssen unterliegen, wie z. B.

• Elektromagnetische Störfelder• Aggressive Flüssigkeiten und Atmosphären• Explosionsgefahren• Hohe mechanische Belastung

Mit den SIMATIC NET-Produkten sind Erweiterbarkeit und Investitionssicherheit durch kompatible Weiterentwicklungen ebenso garantiert wie die Durchgängigkeit vom Waren-eingang bis zum Warenausgang und vom Feldgerät bis zum Management Information System.

Industrial Ethernet

Der Anlagen- und der Terminalbus für Mehrplatzsysteme in Client-Server-Architektur werden mit Industrial Ethernet reali-siert, einem leistungsfähigen Bereichs- und Zellennetz für den industriellen Bereich nach dem internationalen Standard IEEE 802.3 (Ethernet).

In den verschiedenen SIMATIC PCS 7-Subsystemen (ES, OS, AS etc.) werden als Kommunikationsschnittstellen entweder onboard integrierte Anschaltungen, einfache Netzwerkkarten oder spezielle Kommunikationsbaugruppen eingesetzt. Bei kleinen Anlagen bietet die in den PCS 7 Industrial Work-stations integrierte Kommunikation "Basic Communication Ethernet" die Möglichkeit, Single Stationen und Server mit einfachen Netzwerkkarten kostengünstig am Anlagenbus zu betreiben.

Bei den durch hohe Anforderungen geprägten mittleren und großen Anlagen setzt SIMATIC PCS 7 auf leistungsfähige Kommunikationsbaugruppen sowie moderne Gigabit- und FastEthernet-Technologie, welche die hohe Sicherheit opti-scher Ringe mit der skalierbaren Leistung durch Switching-Technologie und Übertragungsraten bis 1 Gbit/s kombiniert.

Technische Daten Industrial Ethernet

Anlagenbus/Terminalbus Industrial Ethernet

Anzahl Teilnehmer 1 023 je Netzsegment (IEEE 802.3 Standard)

Anzahl Switches bis zu 50

Netzausdehnung

- Lokales Netz elektrisch bis etwa 5 kmoptisch bis etwa 150 km

- WAN weltweit mit TCP/IP

Topologie Linie, Baum, Ring, Stern

Terminalbus(optisch/elektrisch)

OS Clients

AnlagenbusIndustrial Ethernet(optisch/elektrisch)

RemoteClient

redundante OS Server

EngineeringStation

SIMATICPCS 7 BOX

AS Single Station

AS RedundancyStation

AS Redundancy Station

SCALANCE X-300

SCALANCEX-300

SCALANCEX-200/X-200 IRT

SCALANCE XM-400

SCALANCE XM-400

G_P

CS

7_X

X_0

0124

SCALANCEXM-400

IWLANAccess Point

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Kommunikation44

Industrial Ethernet Switches / Industrial Wireless LAN

Industrial Ethernet Switches

Zur Einbindung der Kommunikationsteilnehmer in den Anlagenbus werden Industrial Ethernet Switches verwendet. Die Switches aus der Produktfamilie SCALANCE X sind hierfür besonders zweckmäßig, da sie skalierbare Leistung zu einem attraktiven Preis bieten und vielfältige Konfigurations-möglichkeiten unterstützen.

Die für SIMATIC PCS 7 autorisierten Produkte aus dem SCALANCE X-Produktspektrum sind facettenreich. Mit auf-steigender Typnummer wachsen Port-Anzahl, Modularität, Flexibilität und Funktionalität. Während die Switches der Produktlinien SCALANCE X-000, X-100, X-200, XB-200 und X-200 IRT ausschließlich mit FastEthernet-Ports für Daten-raten bis 100 Mbit/s ausgestattet sind, haben die Switches der Produktlinien SCALANCE X-300, XM-400 und X-500 zumeist auch Gigabit-Ethernet-Ports. Die SCALANCE X-500 verfügen zusätzlich über optische 10 Gigabit-Ethernet-Ports. Das Design der Switches variiert zwischen Kompakt-, Flach- und Rackbauform.

Aufgrund ihrer hohen Verfügbarkeit sind Ringtopologien für Anlagenbus und Terminalbus prädestiniert. Als zusätzlicher Vorteil erweist sich die EMV-Störfestigkeit optischer Ringe.

Redundante RingtopologieBei besonders hohen Verfügbarkeitsanforderungen lässt sich die Kommunikation redundant auf zwei physikalisch getrennte Ringe verteilen. Für jeden Ring übernimmt jeweils ein Switch die Funktion des Redundanzmanagers.

• TerminalbusDie PCS 7-Stationen werden über je eine Industrial Ether-net-Anschaltung an jeden der zwei Ringe angeschlossen. Auf den PCS 7-Stationen organisiert die Kommunikations-software SIMATIC NET SOFTNET IE RNA die Kommunika-tionsprozesse mittels Parallel Redundancy Protocol (PRP) gemäß IEC 62439-3. Via SCALANCE X204RNA sind End-geräte mit nur einem Industrial Ethernet-Anschluss inte-grierbar, z. B. die Anlagenzentraluhr SICLOCK TC 400.

• AnlagenbusDie über zwei Industrial Ethernet-Anschaltungen je AS-CPU und OS Server an beide Ringe angeschlossenen Koppel-partner werden bei der Projektierung mit NetPro über eine hochverfügbare S7-Verbindung (4-Wege-Redundanz) logisch miteinander verknüpft.

Ethernet Client Modules SCALANCE W700 gemäß IEEE 802.11n

Industrial Wireless LAN (IWLAN)

SIMATIC PCS 7 bietet die Möglichkeit, mobile oder stationäre Remote Clients über einen IWLAN Access Point der Produkt-reihe SCALANCE W760, W770 oder W780 in den Terminalbus einzubinden.

Mobile Remote Clients (z. B. Notebooks) können über eine integrierte WLAN-Schnittstelle mit dem IWLAN Access Point kommunizieren, stationäre Remote Clients in einem Desktop/ Tower-Gehäuse (PCS 7 Industrial Workstations) über ein IWLAN Client Module der Produktreihe SCALANCE W720, W730 oder W740.

Damit sind folgende Anwendungen realisierbar:

• Einrichtung zusätzlicher abgesetzter OS-Clients (bis zu 2 Clients an IWLAN)

• Anbindung von Web-Clients an einen SIMATIC PCS 7 Web Server (bis zu 2 Web Clients an IWLAN)

• Remote-Zugriff auf eine Engineering Station, z. B. bei der Inbetriebsetzung.

Alle verwendeten Komponenten sind sehr robust, nutzen moderne Authentifikations- und Verschlüsselungsverfahren und garantieren eine hohe Zuverlässigkeit des Funkkanals. Durch Kanalbündelung und parallele Nutzung mehrerer Antennen (MIMO-Technologie) nach dem internationalen Standard IEEE 802.11n erreichen sie Brutto-Datenraten von bis zu 450 Mbit/s.

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Kommunikation 45

PROFINET – Der Industrial Ethernet Standard für die Automatisierung

Das auf den internationalen Standards IEC 61158/IEC 61784 basierende PROFINET vereint die Vorzüge des offenen Netz-werk-Standards Ethernet und des Feldbussystems PROFIBUS. PROFINET steht für höchste Transparenz, offene IT-Kommuni-kation, Netzwerksicherheit und Echtzeitkommunikation bis in die Feldebene. Damit ist es die ideale Basis für ein einheitliches Automatisierungsnetz, in das bestehende, mit PROFIBUS rea-lisierte Feldbusse einfach integriert werden können.

Bei SIMATIC PCS 7 zielt die Anwendung von PROFINET primär auf PROFINET IO, die Feldkommunikation zwischen den Auto-matisierungssystemen und der Prozessperipherie. Mit dem PROFIsafe-Profil unterstützt es auch die sicherheitsgerichtete Kommunikation zwischen Automatisierungssystem und Pro-zessperipherie. Die integrierte HART-Kommunikation ermög-licht das Parametrieren von HART-Feldgeräten mit SIMATIC PDM von einer zentralen Engineering Station aus.

Alle verschiedenen Typen der SIMATIC PCS 7 Automatisie-rungssysteme sind in Konfigurationen lieferbar, die einen Anschluss an PROFINET IO ermöglichen.

Als Netzkomponenten sind sowohl spezielle PROFINET-Pro-dukte als auch Industrial Ethernet-Produkte einsetzbar, z. B. SCALANCE X-Switches, FastConnect-Verbindungselemente, elektrische und optische Übertragungsmedien.

Add-on-Produkte für SIMATIC PCS 7 unterstützen die Einbin-dung weiterer PROFINET IO-Teilnehmer, z. B.:• Motormanagement-System SIMOCODE pro V PN• Drehzahlveränderbare SINAMICS-Antriebe• Leistungsschalter 3WL/3VA/3VL und

Messgeräte 7KM PAC3200/4200• AS-i Slaves (Sensoren/Aktoren) am IE/AS i LINK PN IO

Die Feldbusse PROFIBUS DP/PA oder FOUNDATION Fieldbus H1 lassen sich über eine Kommunikationsbaugruppe CP 443-5 oder eine PROFIBUS DP-Schnittstelle in der CPU des Automati-sierungssystems in PROFINET IO einbinden, die Feldbusse PROFIBUS DP/PA überdies auch via IE/PB Link PN IO.

Aufbauend auf den Topologien Linie, Stern, Baum und Ring sind im Feld vielfältige Netzkonfigurationen realisierbar. Konfigurationen mit Ringtopologie garantieren dabei eine höhere Verfügbarkeit der I/O-Geräte als andere Topologien.

Bei PROFINET IO-Ringkonfigurationen mit AS Single Stationen erhöht die Medienredundanz des Ringes die Verfügbarkeit des Segments. Im Fall einer Unterbrechung der Ringleitung oder bei Ausfall eines Teilnehmers aktiviert der Redundanz-manager umgehend den alternativen Kommunikationsweg. Es ist dabei unerheblich, ob die Vernetzung über SCALANCE X-Switches oder direkt über die PROFINET-Schnittstellen von Automatisierungssystem und Remote I/O-Station erfolgt.

Die höchste Verfügbarkeit bei minimalen Fehlerreaktions-zeiten erreichen AS Redundancy Stationen in Verbindung mit der Systemredundanz der I/O-Geräte. Die Systemredundanz kennzeichnet eine Form der PROFINET IO-Kommunikation, bei der jedes I/O-Gerät über das topologische Netz eine Kommunikationsverbindung mit beiden CPUs einer AS Redundancy Station aufbaut. Im Gegensatz zur einseitigen I/O-Geräte-Anbindung an nur einer CPU führt ein CPU-Ausfall dann nicht automatisch zum Ausfall der I/O-Geräte.

Beispiel für PROFINET-Kommunikation im Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7

AS Redundancy Station mit PROFINET-CPU

AS Single Station mit PROFINET-CPU

WägesystemeIE/PB Link

Zone 2 Zone 1

DP/PA Koppler

PROFINET

ET 200M

SIMOCODE pro

ET 200SP

G_P

CS

7_X

X_0

0387

PROFIBUS DP

SENTRON PAC3200/PAC4200

SINAMICS

PROFIBUS PA

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Kommunikation46

Schnelle und robuste Feldbuskommunikation

Systemintegration von PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1 via PROFIBUS DP

In der Feldebene kommunizieren dezentrale Peripheriegeräte wie Remote I/O-Stationen mit ihren I/O-Baugruppen, Trans-mitter, Antriebe, Ventile oder Bedienterminals über ein leis-tungsfähiges Echtzeit-Bussystem mit den Automatisierungs-systemen. Diese Feldkommunikation ist geprägt durch:

• Zyklische Übertragung von Prozessdaten • Azyklische Übermittlung von Alarmen, Parametern und

Diagnosedaten

Der universelle PROFIBUS hat sich bereits in vielen Projekten als robustes und zuverlässiges Kommunikationsmedium für den Feldbereich bewährt. Basierend auf den Standards IEC 61158 und IEC 61784 kann er alle Anforderungen der Fertigungs- und Prozessindustrie abdecken, mit:

• Einander ergänzenden Übertragungstechniken• Einheitlichem Kommunikationsprofil • Additiven Applikationsprofilen für typische Geräte-

funktionen, z. B. PA Devices, PROFIdrive, PROFIsafe oder PROFIenergy.

PROFIBUS DP

Der für hohe Datenübertragungsraten und geringe Reaktions-zeiten (bis 1 ms) ausgelegte PROFIBUS DP ist zugleich:

• Kommunikationsmedium für die Datenübertragung zwischen Automatisierungssystemen und dezentralen Peripheriegeräten der ET 200-Familie sowie Feld-/Prozess-geräten, Antrieben, Analysegeräten, CPUs/CPs, Bedien-terminals etc., die eine PROFIBUS DP-Schnittstelle haben

• Integrator für die in der Prozessindustrie typischen Feld-busse PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1

Durch die Unterstützung des HART-Protokolls können auch HART-Feldgeräte über den PROFIBUS DP angeschlossen wer-den.

Der PROFIBUS DP ist in elektrischer oder optischer Übertra-gungstechnik ausführbar:

• RS 485: Einfache und kostengünstige elektrische Über-tragungstechnik mit einer geschirmten Zweidrahtleitung

• Fiber Optic: Optische Übertragungstechnik mit Lichtwellen-leitern aus Glas oder Kunststoff, zur schnellen Übertragung großer Datenmengen in stark störbehafteten Umgebungen oder zur Überbrückung großer Entfernungen

Mit einem Feldbustrennübertrager und der elektrischen Über-tragungstechnik RS 485-iS lässt sich der PROFIBUS DP auch als eigensicherer Feldbus bis in die Ex-Zone 1 oder 21 führen.

G_P

CS

7_X

X_0

0247

SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystem

Maintenance/OS Server

OS Multi-ClientsEngineering Station

Antriebe PROFIBUS PA

Industrial Ethernet

FOUNDATION Fieldbus

PROFIBUS DP

Compact FF Links (redundant)

PA Link

Remote I/O

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Kommunikation 47

PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1

Von besonderer Relevanz für die Automatisierung der oft in aggressiven, gesundheits- und explosionsgefährdeten Umge-bungen ablaufenden verfahrenstechnischen Prozesse ist die direkte Anbindung der Messumformer und Aktuatoren inklu-sive der Energieversorgung über das Kommunikations-medium sowie die detaillierte Diagnose.

Diesem Anforderungsprofil werden PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1 (FF H1) gerecht. Beide Feldbusse sind optimal geeignet, um Feldgeräte in Betriebsumgebun-gen bis Ex-Zone 1/21 oder 0/20 direkt in das Prozessleitsystem zu integrieren. Per 2-Draht-Leitung ermöglicht die eigen-sichere Übertragungstechnik MBP (Manchester Coded;

Bus Powered) dabei zugleich die Energieversorgung der Feld-geräte sowie die digitale Datenübertragung mit einer kon-stanten Übertragungsgeschwindigkeit von 31,25 kbit/s.

Die Busphysik von PROFIBUS PA und FF H1 ist gemäß IEC 61158 weitgehend identisch. Beide können über den PROFIBUS DP als Bindeglied nahtlos in das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 integriert werden. PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1 profitieren so gleichermaßen von der übergeordneten PROFIBUS DP-Architektur. Der SIMATIC PCS 7-Kunde ist nicht auf einen bestimmten Feldbus fixiert, sondern kann diesen passend zur optimalen Feldinstrumen-tierung frei wählen.

Technische Daten PROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus H1

Datenübertragung MBP MBP

Übertragungsrate 31,25 kbit/s 31,25 kbit/s

Kabel 2-Draht geschirmt 2-Draht geschirmt

Zündschutzart Ex ia/ib/ic Ex ia/ib/ic

Topologie Linie, Baum, Ring Linie, Baum, Ring

Safety Integrated 4 –

Control in the Field – 4

Interoperabilität 4 4

Feldgeräte pro Segment/Koppler 31 (typisch 16 … 20) 31 (typisch 8 … 10)

Feldgeräte pro Link 64 31

Aktive Feldverteiler pro Segment/Koppler- AFD- AFDiSD oder Kombinationen von AFDiSD mit AFD

85

85

Max. Stromaufnahme aller Feldgeräte in Summe 1 A 0,5 A

Kabellänge pro Segment 1 900 m 1 900 m

© Siemens AG 2016

Kommunikation48

Feldbusarchitekturen

PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1 (FF H1) werden über den PROFIBUS DP in SIMATIC PCS 7 integriert. Mögliche Feldbusarchitekturen sind davon abhängig, ob der PROFIBUS DP Master und der Feldbus PROFIBUS DP einfach oder redundant projektiert werden.

Linienarchitektur mit Einzelkoppler Ist der Netzübergang ein eigenständiger DP/PA Koppler oder ein Compact FF Link, lässt sich daran ein einzelnes Linien-segment anschließen. Am Netzübergang PA Link sind max. 5 Liniensegmente über Einzelkoppler betreibbar (max. 3 bei Mischkonfigurationen mit Ring oder Kopplerredundanz).

Bei Verwendung des Kopplers FDC 157-0 oder des Compact FF Link lassen sich Feldgeräte über aktive Feldverteiler AFD sowie AFDiSD (siehe rechts unten) in das Liniensegment ein-binden. In einem Liniensegment können alternativ bis zu 8 Feldverteiler AFD, bis zu 5 Feldverteiler AFDiSD oder bis zu 5 Feldverteiler AFDiSD und AFD gemischt betrieben werden. Der Anschluss der Feldgeräte an die Feldverteiler erfolgt über kurzschlussfeste Stichleitungen.

Für PA-Geräte in Ex-Zone 1/21 ist der Anschluss über ein Liniensegment am DP/PA Koppler Ex [i] (im PA Link oder eigenständig) eine mögliche Alternative.

Linienarchitektur mit KopplerredundanzMit einem Netzübergang, bestehend aus einem PA Link mit einem redundanten DP/PA Kopplerpaar oder einem redundan-ten Compact FF Link-Paar, ist entweder eine Linienarchitektur mit Active Field Splitter (AFS) oder eine Ringarchitektur reali-sierbar.

Bei der Linienarchitektur verschaltet der mit beiden Koppel-partnern des Netzübergangs verbundene AFS das an ihn an-geschlossene Liniensegment jeweils mit dem aktiven Koppel-partner. Ein Koppelpartner ist ohne Unterbrechung des lau-fenden Betriebs austauschbar.

RingarchitekturMit einem Ringsegment ist die höchste Verfügbarkeit erreichbar. Aktive Feldverteiler integrieren die Feldgeräte über kurzschlussfeste Stichleitungen in dieses Ringsegment. Eine Erweiterung am Feldbus oder der Austausch eines Kopplers ist im laufenden Betrieb möglich. Die Ringarchitek-tur bietet folgende Vorteile:

• Höchste Verfügbarkeit vermeidet ungeplante Anlagen-stillstände

• Einfache und sichere Installation• Automatische Terminierung• Automatische, stoßfreie Isolation defekter Teilsegmente• Topologie im laufenden Betrieb reparier- oder erweiterbar

Beispiel für Feldbusarchitekturen, hier mit PROFIBUS PA

Erweiterte Feldbusdiagnose für PROFIBUS PA mit AFDiSD

Die Standarddiagnose des AFDiSD ist auf Kurzschlüsse, Redundanzverlust, Flattererkennung und Ausfall von Feld-geräten beschränkt. Für den PROFIBUS PA ist diese Funktiona-lität erweiterbar mit Inbetriebnahme-Wizard, kontinuierlicher Betriebsüberwachung sowie Unterstützung für die Störungs-beseitigung. Dadurch ist eine umfassende Diagnose des ge-samten PROFIBUS PA-Segments möglich. Fehler bei der Pro-jektierung oder Defekte können schnell erkannt und beseitigt werden.

Die erweiterte PROFIBUS PA-Diagnose ermöglicht Erkennung, Erfassung und Überwachung von:

• Topologie (DP/PA Koppler, AFDiSD)• Spannung und Strom an Haupt- und Stichleitungen• Signal- und Störpegel• Kapazitiver Unsymmetrie zum Schirm der Hauptleitung

G_P

CS

7_X

X_0

0527

SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystem(AS Single Station)

DP/PA Koppler im PA Link oder separat

DP/PA Koppler im PA Link oder separat

DP/PA Kopplerpaar im PA Link

DP/PA Kopplerpaar im PA Link

Aktive Feldverteiler



AFS

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PR

OFI

BU

S D

P

© Siemens AG 2016

Prozessperipherie 49

ProzessperipherieFür jede Anforderung die richtige Lösung

Remote IO-Stationen SIMATIC ET 200 für SIMATIC PCS 7

SIMATIC PCS 7 bietet vielfältige Möglichkeiten für die Erfassung und Ausgabe von Prozesssignalen über Sensoren und Aktoren sowie für die Anbindung der Prozessperipherie an die Automatisierungssysteme:

• Signal- und Funktionsbaugruppen in Remote I/O-Stationen am Feldbus PROFIBUS DP oder PROFINET IO

• Intelligente, dezentrale Feld-/Prozessgeräte und Bedien-terminals direkt am Feldbus PROFIBUS DP, PROFIBUS PA oder FOUNDATION Fieldbus H1

• Zentral im Automatisierungssystem betriebene analoge und digitale I/O-Baugruppen der SIMATIC S7-400

In der Praxis wird die Feldautomatisierung überwiegend durch dezentrale Prozessperipherie geprägt, die je nach Typ auch redundante Konfigurationen oder den Betrieb in explo-sionsfähigen Gas- und Staub-Atmosphären unterstützt:

• Remote I/Os SIMATIC ET 200 in Verbindung mit klassischen Feld-/Prozessgeräten und HART-Feldgeräten

• Intelligente Feld-/Prozessgeräte für den direkten Feldbus-anschluss

Für die dezentrale Prozessperipherie sprechen neben der großen technischen Bandbreite vor allem Eigenschaften wie:

• Modularität und Durchgängigkeit• Flexible Anpassungsmöglichkeiten an die Anlagenstruktur• Geringer Verkabelungs- und Engineeringaufwand• Niedrige Inbetriebsetzungs-, Service- und Lifecycle-Kosten

Zentral im Automatisierungssystem betreibbare S7-400-Signalbaugruppen sind bei kleinen Applikationen oder Anla-gen mit geringer dezentraler Ausdehnung eine Alternative zur dezentralen Prozessperipherie.

Standard-Prozessperipherie für SIMATIC PCS 7

Folgende dezentrale Standard-Prozessperipherie ist für die Feldautomatisierung mit SIMATIC PCS 7 einsetzbar:

• Via PROFINET- I/O-Peripheriesystem SIMATIC ET 200M- I/O-Peripheriesystem SIMATIC ET 200SP

• Via PROFIBUS- I/O-Peripheriesystem SIMATIC ET 200iSP- I/O-Peripheriesystem SIMATIC ET 200S- I/O-Peripheriesystem SIMATIC ET 200pro- PROFIBUS PA-Geräte ab PA-Profil 3.0- Antriebe basierend auf Normtelegrammtypen 1/20 der

PI-Spezifikation "Profile Drive Technology PROFIdrive"- Schaltgeräte gemäß Profiltyp 1 der Spezifikation

"Profiles for Low Voltages Switchgear Devices"

Diese Prozessperipherie lässt sich mit Standardfunktions-bausteinen der Advanced Process Library in SIMATIC PCS 7 integrieren.

Mehr Funktionsumfang bieten speziell auf die Prozess-peripherie zugeschnittene Bausteine, die als Add-on-Produkte für SIMATIC PCS 7 angeboten werden, z. B. für:

• Motormanagementsystem SIMOCODE pro• Antriebssysteme SINAMICS• Wägesysteme SIWAREX U/FTA/FTC• Leistungsschalter 3WL/3VA/3VL• Messgeräte 7KM PAC3200/4200

Online-Änderungsmöglichkeiten

ET 200M/ET 200iSP

■ Hinzufügen von ET 200M/ET 200iSP-Stationen■ Hinzufügen von I/O-Baugruppen zur Station■ Umparametrieren von I/O-Baugruppen■ Parametrieren angeschlossener HART-Feld-

geräte über SIMATIC PDM

ET 200S ■ Hinzufügen von ET 200S-Stationen

ET 200pro ■ Hinzufügen von ET 200pro-Stationen

PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, FOUNDATION Fieldbus H1

■ Hinzufügen von PROFIBUS DP-Teilnehmern■ Hinzufügen von PA Links und PA-Feldgeräten■ Parametrieren von PA- oder FF-Feldgeräten mit

SIMATIC PDM

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Prozessperipherie50

Prozessperipherie in explosionsfähigen Gas- und Staub-Atmosphären

Prozessperipherie in explosionsfähigen Atmosphären

Die Grafik oben zeigt die Einsatzmöglichkeiten der dezentra-len Prozessperipherie von SIMATIC PCS 7 unter Berücksichti-gung verschiedener Umgebungsbedingungen.

Terminalmodule MTA

Mit Terminalmodulen MTA (Marshalled Termination Assemblies) können Feldgeräte, Sensoren und Aktoren ein-fach, schnell und sicher an I/O-Baugruppen der Remote I/O-Stationen ET 200M angeschlossen werden. MTA-Ausführun-gen sind für Standard-I/O-Baugruppen ebenso verfügbar wie für redundante und sicherheitsgerichtete I/O-Baugruppen. Durch Verwendung der MTA lassen sich Aufwand und Kosten für Verkabelung und Inbetriebsetzung signifikant senken und Verdrahtungsfehler vermeiden.

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

Zone 2 Zone 1 Zone 0

Class I Zone 2 Class I Zone 1 Class I Zone 0

Zone 22 Zone 21 Zone 20

Class II Zone 2 Class II Zone 1 Class II Zone 0Staub

Gas

Prozessleitsystem

Feldbus-Trennübertrager1)

Explosionsgefährdeter Bereich

Aktoren/Sensoren

Aktoren/Sensoren

Aktoren/Sensoren

Aktoren/Sensoren

1) Staub-Atmosphäre: Installation der Komponenten immer in einem Gehäuse in Schutzart IP6x2) Mit DC 10 A Standard Power Supply3) Erfüllt auch FM/UL nach Class I Division 2

Compact FF Link/PA Link1)

S7-4002)

S7-4002)

ET 200S1) SIMOCODE pro1)

ET 200iSP1) 3)

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

ET 200M1)

Ex e, Ex d

ET 200SP1)

Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex iEx i, Ex e

PROFIBUS

PROFINET

HART

HART

G_P

CS

7_X

X_0

0373PROFIBUS PA/FF H1

AFDiSD

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Prozessperipherie 51

Dezentrale PeripheriegeräteEmpfohlene Geräte zur Feldautomatisierung

1) Auch als SIPLUS-Komponente für erweiterten Temperaturbereich -25/-40 … +60/+70 °C und aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar (Details unter www.siemens.de/siplus)

Peripheriesystem ET 200M ET 200iSP ET 200SP ET 200S ET 200pro

Aufbau

Schutzart IP20 IP30 IP20 IP20 IP65/IP66/IP67

Bauform modular modular feinskalierbar feinmodular, erweiterbarer Block

modular

Montage Profilschiene Profilschiene Hutschiene Hutschiene Profilschiene

Anschlusstechnik für Sensoren/Aktoren

EinleiteranschlussFederklemm-/ Schraubtechnik, FastConnect, TopConnect

MehrleiteranschlussFederklemm-/ Schraubtechnik

Ein-/Mehrleiter-anschlussPush-in-Klemmen

MehrleiteranschlussFederklemm-/ Schraubtechnik, FastConnect

M8, M12, M23

Besondere Anwendungen

Sicherheitstechnik 4 4 – 4 4

Einsatz im Ex-Bereich Zone 2, 22 Zone 1, 21 Zone 2,22 Zone 2, 22 –

Erhöhte Verfügbarkeit geschaltet, redundant geschaltet, redundant – – –

Temperaturbereich 0 … +60 °C1) -20 … +70 °C 0 … +60 °C1) (waagerecht)

0 … +60 °C1) -25 … +55 °C

Schwingungsfestigkeit (dauernd)

1 g 1 g bis 5 g 2 g 5 g (modulabhängig)

Kommunikation

PROFIBUS (Cu/FO) 4 / – (12 Mbit/s) 4 / – (1,5 Mbit/s) – / – 4 / 4 (12 Mbit/s) 4 / 4 (12 Mbit/s)

PROFINET (Cu/FO) 4 / – – / – 4 / 4 – / – – / –

Systemfunktionen

Stehende Verdrahtung 4 (Ziehen und Stecken)

4 4 4 –

Hot Swapping 4 (mit aktivem Rückwandbus)

4 4 4 4

Erweiterung/Konfigura-tion im laufenden Betrieb

4 / 4 4 / 4 – / – 4 / – – / –

Diagnose (modulabhängig) kanalgranular kanalgranular kanalgranular kanalgranular kanalgranular

Funktionen

Digitale Kanäle 4 4 4 4 4

Analoge Kanäle 4 4 4 4 4

inkl. HART 4 4 4 – –

Motorstarter – – – 4 –

Pneumatik-Anbindung – 4 – – –

Technologische Funktionen

Zählen/Messen, Regeln, Wiegen

Zählen, Frequenz messen

– Zählen/Messen –

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Prozessperipherie52

AntriebeEmpfohlene Geräte

Sensoren/Aktoren, Analysengeräte, Wäge- und Dosiersysteme

Für den Betrieb mit dem Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 bietet Siemens ein umfangreiches Gerätespektrum an, z. B.

• Messgeräte zur Messung von Durchfluss, Druck, Temperatur oder Füllstand

• Stellungsregler• Geräte zur Gasanalyse• Wägesysteme SIWAREX

Dazu gehören Varianten mit PROFIBUS DP/PA-Schnittstelle sowie für HART-Kommunikation. Die Mehrzahl der Geräte ist bereits in der Gerätebibliothek des Process Device Managers SIMATIC PDM integriert.

Gerätespektrum der Siemens Sensoriksysteme (Auswahl)

Antriebe SIMOCODE pro

Motormanagementsystem für Motoren mit konstanten Drehzahlen im Niederspannungsbereich

SINAMICS G120

Frequenzumrichter für Drehstrom-Asynchronmotoren und Drehstrom-Synchronmotoren

Schutzart IP20 (modulabhängig) IP20

Bauform modular modular (Regelungseinheit, Leistungsteil)

Leistungsbereich 0,1 … 700 kW 0,37 … 250 kW

Spannungen bis AC 690 V AC 380 … 480 V oder 660 … 690 V ± 10 %

Motornennströme bis 820 A –

Kommunikation PROFIBUS 4 4

Bausteinbibliothek zur SIMATIC PCS 7-Integration

4 4

Anwendungsbereich Schutz und Steuerung von Motoren- in explosionsgefährdeten Bereichen für

Zündschutzarten EEx e/d entsprechend ATEX-Richtlinie 94/9/EG

- mit Schweranlauf (Papier-, Zement-, Metall-industrie, Wasserwirtschaft)

- in hochverfügbaren Anlagen (Chemie-, Öl-, rohstoffverarbeitende Industrie, Kraftwerke)

Universell einsetzbar in allen Bereichen der Industrie und des Gewerbes

Ein Überblick über das aktuelle Gerätespektrum mit weiteren Informationen, Technischen Daten und Bestelldaten: www.siemens.de/sensor-systems

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Chargenautomatisierung mit SIMATIC BATCH 53

Chargenautomatisierung mit SIMATIC BATCHModular, flexibel, skalierbar und voll integriert in SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH kann mit seiner rezeptgeführten Fahrweise einfache und komplexe Chargenprozesse mit wechselnden Steuerungsabläufen effizient und flexibel bearbeiten. Die damit verknüpften hohen Anforderungen meistert SIMATIC BATCH ausnahmslos:

• Optimale Auslastung der Produktionsanlagen• Gleichbleibende Produktqualität• Nachvollziehbarkeit• Erfüllung gesetzlicher Normen und Vorschriften• Schnelle Reaktion auf veränderte Marktbedingungen

Modulare Architektur

SIMATIC BATCH ist als Einplatzsystem oder als Client-Server-System projektierbar. Dank modularer Architektur und skalier-barer Teilanlagen-Instanzen (UNITs) lässt sich die Anlagen-größe flexibel an projektspezifische Anforderungen anpassen.

Bei kleinen Batch-Applikationen kann ein SIMATIC PCS 7 BOX mit einem separaten Controller kombiniert werden, z. B. mit einem SIMATIC PCS 7 AS RTX.

Charakteristisch für die Chargenprozessautomatisierung mit SIMATIC BATCH sind aber Client-Server-Architekturen, bei denen ein Batch-Server und mehrere Batch-Clients zusammen ein Anlagenprojekt bearbeiten. Zur Erhöhung der Verfügbar-keit kann der Batch-Server auch redundant ausgelegt werden.

Zur Verwendung als Batch-Client eignen sich neben den SIMATIC PCS 7 Industrial Workstations auch die kompakteren SIMATIC PCS 7 OS Clients 627 und 427/477.

SIMATIC BATCH, skalierbar vom Einplatz- bis zum Client-Server-System

Integration in SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH ist voll in SIMATIC PCS 7 integriert. Die Anla-gendaten können komplett mit dem Engineering System pro-jektiert werden, das alle für die Rezepterstellung benötigten Daten an SIMATIC BATCH übergibt. Die Rezeptbearbeitung ist so getrennt vom Engineering System möglich. Projektierungs-änderungen am Engineering System sind per Update-Funk-tion an SIMATIC BATCH übertragbar.

SIMATIC BATCH läuft in der Regel auf eigener Hardware ab, getrennt vom Operator System. Je nach Auslastung können sich Operator System und SIMATIC BATCH aber auch die Hard-ware teilen.

Zum Bedienen und Beobachten von Teilanlagen und Techni-schen Funktionen stellt SIMATIC BATCH spezielle Standard-bedienbilder (Faceplates und OS Controls) zur Verfügung. Als Schnittstelle zur unterlagerten Automatisierungsebene werden gewöhnlich Instanzen eines SFC-Typs verwendet.

SIMATIC BATCH nutzt das im Prozessleitsystem integrierte SIMATIC Logon für:

• Zentrale Benutzerverwaltung und -authentifizierung • Freigabe von Grundrezepten, Formulas und Bibliotheks-

objekten mit "elektronischer Unterschrift"

Individuelle Konfigurationseinstellungen von Batch Control Center und Rezepteditor werden beim Abmelden als benut-zerspezifisches Profil gespeichert. Nach einer Neuanmeldung steht die gewohnte Umgebung somit wieder zur Verfügung.

SIMATIC BATCH Clients und OS Clients

SIMATIC PCS 7Operator Station

mitSIMATIC BATCH


Batch Server OS Server

EngineeringStation

Terminalbus

Anlagenbus

nur bei AS-Betriebsart

G_P

CS

7_X

X_0

0053

© Siemens AG 2016

Chargenautomatisierung mit SIMATIC BATCH54

Betriebsarten der Rezeptbearbeitung

• PC-Betriebsart: Abarbeitung der kompletten Rezeptlogik im Batch Server

• AS-Betriebsart: Ausführung der Teilrezeptlogik im Auto-matisierungssystem: - Sehr schnelle Schrittwechselzeiten- Verbesserte Deterministik bei der Abarbeitung einer

Charge- Höhere Verfügbarkeit

• Mischbetrieb: parallele Nutzung von PC- und AS-Betriebs-art in einer Charge

Application Programming Interface (API)

Das Application Programming Interface SIMATIC BATCH API ist eine offene Schnittstelle für kundenspezifische Erweite-rungen. Für die Programmierung spezieller branchen- oder projektspezifischer Applikationen bietet es dem Anwender Zugriff auf Daten und Funktionen von SIMATIC BATCH.

SIMATIC BATCH auf einen Blick

■ Modulare Architektur mit flexibler Skalierbarkeit (Hardware und Software)– Optimale Anpassung an Anlagengröße und

individuelle Anforderungen– Wächst bei Ausbau der Anlage mit; keine teuren

Reservekapazitäten

■ Hohe Verfügbarkeit durch redundante Batch-Server– Kein Verlust von Produktion und Chargendaten– Automatischer Abgleich der Chargendaten

■ Hohe Verfügbarkeit, verbesserte Deterministik und schnelle Schrittwechselzeiten bei Ausführung der Teilrezeptlogik im Automatisierungssystem

■ Homogene Integration von SIMATIC BATCH in die Bedien- und Beobachtungsstrategie und das Enginee-ring von SIMATIC PCS 7 über Systemschnittstelle– Keine kundenspezifischen Schnittstellen– Keine Doppelprojektierung für Batch-spezifische

Engineeringdaten– Sichere Bedienerführung, sichere Reaktion auf

Prozessstörungen– OS Controls zur Integration in Prozessbilder

■ Teilanlagenneutrale Rezepte– Deutliche Vereinfachung von Rezeptverwaltung

und Validierung– Flexible Fahrweise und optimale Anlagennutzung

durch Belegungsstrategien und Teilanlagen-zuordnung zur Chargenlaufzeit

■ Hierarchische Rezepte nach ISA-88.01– Verfahrenstechnisch orientierte Rezepterstellung– Einfache, schnelle und fehlerminimierte Erstellung

■ Protokollierung von Rezepten und Chargendaten

■ Export und Import von Grundrezepten, Formulas und Bibliotheksobjekten

■ Speicherung der Chargendaten und Archivierung, z. B. im Process Historian– Produktion wird transparent und nachvollziehbar– Viewer für archivierte Chargen

■ Verringerung des Engineering- und Validierungs-aufwandes durch:– Typ/Instanz-Konzept des SFC– Trennung von Prozedur und Formula– ROP-Bibliothek und teilanlagenneutrale Projek-

tierung– Mehrfache Verwendbarkeit, zentrale Änderbarkeit

■ Validierungsunterstützung gemäß 21 CFR Part 11 durch:– Audit Trail (Änderungslogbuch)– Freie und systemunterstützte Versionierung – Bibliotheken von Rezeptoperationen und Formulas – Benutzerverwaltung mit Zugriffsschutz und elektro-

nischer Unterschrift

© Siemens AG 2016


Planung und Betrieb von Chargenprozessen

Batch Control Center

Batch Control Center

Das Batch Control Center (BatchCC) bietet leistungsfähige Funktionen für den Betrieb von Chargenprozessen sowie zum Verwalten von Rezepten und Chargendaten. Der Operator kann damit u. a.:

• Anlagendaten der Basisautomatisierung einlesen und aktualisieren

• Benutzerrechte festlegen• Namen und Codes der verwendeten Materialien definieren• Grundrezepte und Bibliotheken mit Rezeptelementen

(Bibliotheksoperationen) verwalten• Formula-Kategorien editieren und zugehörige Formulas

(Parametersätze) verwalten• Grundrezept aus Steuerrezept erstellen• Grundrezepte, Formulas und Bibliotheksobjekte exportie-

ren und importieren• Produktionsaufträge und Chargen mit Grundrezepten anle-

gen• Chargenbearbeitung starten, beobachten und diagnosti-

zieren sowie Chargen steuern• Belegungsstrategie definieren und Teilanlagen zur

Chargenlaufzeit zuordnen• Objekte und Strukturelemente des Rezepts online ändern,

löschen und neu einfügen• Rezepte und Chargendaten protokollieren und archivieren

- Rezeptprotokolle mit Produktionsdaten- Chargenprotokolle mit Daten zum Reproduzieren des

Chargenprozesses sowie für Nachweise (Qualität, gesetzliche Auflagen)

• Archivierte Chargen als Steuerrezept anzeigen• SFC Visualization aus Steuerrezept aufrufen

Beispiel eines Chargenprotokolls

Batch OS Control

In das Prozessbild einblendbare Batch OS Controls sind für den Operator ggf. eine praktische Alternative zum BatchCC, z. B.:

• Teilanlagenübersicht• Übersicht der Rezeptoperationen (ROP)• Chargenerzeugung• Auftrags- und Chargenübersicht• Chargenbedien- und beobachtung

Prozessbild mit eingeblendetem Batch OS Control

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Chargenautomatisierung mit SIMATIC BATCH56

Chargenplanung

Batch Planning

Mit BatchCC lassen sich Produktionsaufträge und Chargen einzeln anlegen. Weitaus mehr Planungsfunktionalität bietet jedoch das Batch Planning. Damit sind Chargen für eine Viel-zahl von Produktionsaufträgen bereits im Voraus planbar.

In einer Kombination aus Gantt-Diagramm und Tabelle lassen sich alle Chargen inkl. ihrer Teilanlagenbelegung übersicht-lich darstellen. Zeitkonflikte oder Konflikte durch mehrfache Belegung von Teilanlagen werden symbolisiert. Zeitkonflikte lassen sich durch Verschieben der betroffenen Chargen im Gantt-Diagramm beseitigen. Zum Funktionsumfang gehören neben dem Einplanen auch das Ändern, Stornieren, Löschen und Freigeben von Chargen. Folgende Eigenschaften der Charge sind einstell- und änderbar:

• Ansatzmenge• Startmodus (sofort, per Bedienung oder zeitgesteuert)• Teilanlagenbelegung• Formula-Parameter• Ablaufreihenfolge (Verkettung mit vorheriger bzw. nach-

folgender Charge)• Anzeige der geplanten Laufzeit einer Charge• Vorgabe des minimalen Zeitabstandes bei der Chargen-

verkettung

Rezepterstellung und -bearbeitung

SIMATIC BATCH Rezepteditor

Grundrezepte und Bibliotheksoperationen lassen sich mit dem Rezepteditor einfach und intuitiv erstellen und modifizie-ren. Dazu verfügt er über eine grafische Bedienoberfläche, Bearbeitungsfunktionen für einzelne und gruppierte Objekte sowie eine strukturelle Syntaxprüfung.

Weitere Funktionen in diesem Kontext:

• Zustände der Rezeptobjekte und Prozesswerte in Transitionsbedingungen abfragen

• Produkte einer Charge mit Route Control-Anlagenpunkten als Transferparameter (Quelle, Ziel, Via) in andere Teil-anlagen (lokale oder externe Anlagen) leiten

• Arithmetische Ausdrücke zur Berechnung von Sollwerten für Transitions- und Rezeptparameter projektieren

• Grundrezepte und Bibliotheksoperationen dokumentieren• Plausibilität prüfen • Teilanlagenkandidaten über statische Ausrüstungs-

eigenschaften und dynamische Attribute auswählen• Grundrezepte und Bibliotheksoperationen für Test oder

Produktion freigeben

Prozesszustände frei auswählbarer Rezeptabschnitte lassen sich während der Laufzeit überwachen. Auf evaluierte Ereig-nisse oder Störungen kann in einem speziellen Container mit-hilfe eines Kommandobausteins oder einer Sprungfunktion reagiert werden.

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Rationalisierung der Rezepterstellung

Hierarchische Rezepte mit Rezeptoperationen aus einer Bibliothek

Die Struktur hierarchischer Rezepte wird gemäß Norm ISA-88.01 auf das Anlagenmodell abgebildet: Rezeptprozedur auf eine Anlage, Teilrezeptprozedur auf eine Teilanlage und Rezeptoperation/Rezeptfunktion auf eine technische Einrich-tung.

In den Rezeptprozeduren hierarchischer Rezepte lassen sich Referenzen verwenden, die auf Rezeptoperationen in einer Anwenderbibliothek (ROP-Bibliothek) verweisen. Zentrale Änderungen an den Rezeptoperationen der Bibliothek wirken sich auf alle zugehörigen Referenzen aus. Dies reduziert den Aufwand für Engineering und Validierung.

Durch Auflösen der Referenz wird die Rezeptoperation fester Bestandteil der Rezeptprozedur und somit unabhängig von weiteren zentralen Änderungen.

Teilanlagenneutralität und Teilanlagenzuordnung

Die Erstellung eines teilanlagenneutralen Rezepts für mehrere gleichartige Teilanlagen minimiert den Engineeringaufwand und bringt erhebliche Vorteile bei der Validierung. Den Teil-rezeptprozeduren werden dabei zum Zeitpunkt der Rezept-erstellung einfach nur Auswahlkriterien zugewiesen. Die end-gültige Zuweisung der Teilanlagen durch die Auswertung der statischen und dynamischen Eigenschaften (z. B. Behälter-größe und Reinigungsstatus) geschieht erst zur Laufzeit. Bei lang laufenden Chargen, bei denen die Teilanlagen nicht schon beim Chargenstart ermittelt und belegt werden sollen, erfolgt die Zuweisung sogar erst zum Zeitpunkt der Benut-zung. Konflikte bei der Teilanlagenbelegung werden vom System erkannt und angezeigt.

Trennung von Prozedur und Formula

Die durch teilanlagenneutrale Rezepte erreichte Flexibilität kann weiter erhöht werden, wenn man Prozedur und Formula voneinander trennt. Verschiedene Grundrezepte lassen sich dann durch Verknüpfen mehrerer Formulas mit einer Rezept-prozedur erstellen. Dies ermöglicht zentrale Prozedurände-rungen.

Trennung von Prozedur und Formula

Weitere Informationen zu SIMATIC BATCH unter: www.siemens.de/simatic-batch

MengeTemperaturZeitSalzPfefferZucker

Formula 2

500 kg80 °C15 minJaNein150 g

Formula 1

1 000 kg90 °C10 minJaNein100 g

Formula 3

900 kg95 °C12 minNeinJa50 g

Grundrezept #2 Grundrezept #3Grundrezept #1

G_P

CS

7_X

X_0

0064

© Siemens AG 2016

Wegesteuerung mit SIMATIC Route Control58

Wegesteuerung mit SIMATIC Route ControlSIMATIC PCS 7 rationalisiert Materialtransporte

SIMATIC Route Control (RC) erweitert das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 um ein branchenneutrales System zur Projektierung, Steuerung, Überwachung und Diagnose von Materialtransporten in Rohrleitungsnetzen oder auf Förder-bändern. Damit kann SIMATIC PCS 7 nicht nur die Produk-tionsprozesse und die zugehörigen Lager, sondern auch die verbindenden Materialtransporte automatisieren.

SIMATIC Route Control eignet sich für kleine Anlagen mit ein-fachen, statischen Transportwegen ebenso wie für Anlagen im mittleren und oberen Leistungsbereich, die über ein um-fangreiches, komplexes Wege- und Rohrleitungsnetz verfü-gen.

Besonders prädestiniert ist SIMATIC Route Control bei folgen-den Anforderungen:

• Häufige Umbauten und Erweiterungen des Wegenetzes inkl. Aktoren und Sensoren

• Transportwege mit hoher Flexibilität, gekennzeichnet durch: - Ständig wechselnde Materialien - Dynamische Vorgabe von Quelle und Ziel des Material-

transports • Viele gleichzeitig ablaufende Materialtransporte • Dynamische Belegung von Teilanlagen durch

SIMATIC BATCH

Dieses Anforderungsprofil trifft besonders auf Anlagen mit zahlreichen verzweigten Leitungswegen oder umfangreichen Tanklagern zu, die typisch für die Chemie, die Petrochemie oder die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie sind.

SIMATIC PCS 7-Mehrplatzsystem mit SIMATIC Route Control

Modulare Architektur

Dank der Modularität und der feinstufigen Skalierbarkeit mit kumulierbaren SIMATIC Route Control Routes (Mengen-optionen für gleichzeitig aktive Materialtransporte) kann SIMATIC Route Control bis zur Projektobergrenze von 300 Routes flexibel an unterschiedliche Anlagengrößen und -architekturen (Einplatz-/Mehrplatzsysteme) angepasst wer-den.

Integration in SIMATIC PCS 7

Bei kleinen Anlagen lässt sich SIMATIC Route Control entwe-der allein oder zusammen mit der OS-Software auf einem Einplatzsystem (Single Station) installieren. Typisch für die Automatisierung von Materialtransporten mit SIMATIC Route Control sind jedoch verteilte Mehrplatzsysteme mit Client-Server-Architektur.

In einem aus mehreren Subsystemen bestehenden SIMATIC PCS 7 Mehrplatzsystem ist ein Route Control Server oder Serverpaar projektierbar. Bei Mehrplatzsystemen mit kleinen Mengengerüsten ist es auch möglich, Route Control Server, Batch Server und OS Server auf gemeinsamer Basishardware zu betreiben. Eine höhere Verfügbarkeit und eine bessere Performance erreicht man jedoch durch die Installation der Subsysteme auf separaten Servern oder redundanten Server-paaren.

SIMATIC Route Control Clients und OS Clients


Route Control Server

OS Server

EngineeringStation

Terminalbus

Anlagenbus

G_P

CS

7_X

X_0

0052

© Siemens AG 2016

Wegesteuerung mit SIMATIC Route Control 59

Im Prozessbild des SIMATIC PCS 7 Operator Systems wird jeder Wegebaustein durch ein RC-Bausteinsymbol und ein RC-Faceplate repräsentiert. Als Parameter für die Anforderung eines Materialtransports dienen Anlagenpunkte. Sie markie-ren Beginn und Ende jedes Teilwegs und damit auch Quelle und Ziel eines Materialtransports.

Die aus Engineeringtool, Assistent und Bausteinbibliothek bestehende Route Control-Engineeringsoftware ist im SIMATIC PCS 7 Engineering System integriert.

Als Zugangskontrolle und zur Verwaltung der abgestuften Benutzerrechte für Engineering-, Bedien- und Wartungs-personal dient das im Prozessleitsystem integrierte SIMATIC Logon.

Route Control Center (RCC)

Das Route Control Center (RCC) ist Synonym für den Route Control Client. Es ist auf einem OS Client, einem Batch Client oder auf separater Client-Hardware installierbar. Es zeigt alle relevanten Wegdaten und Fehlerinformationen eines Materialtransports in mehreren aufeinander abgestimmten Sichten an.


Nach der Projektierung des Wegenetzes und dem Test der Materialtransport-Varianten werden die Route Control-Projek-tierungsdaten in den Route Control Server (RC Server) transfe-riert. Dort sind sie dann zu einem aus prozesstechnischer Sicht geeigneten Zeitpunkt aktivierbar. Die aktivierten Daten wer-den bei der Wegesuche berücksichtigt.

Der RC Server versorgt die Route Control Clients mit den benö-tigten Daten und leitet deren Bedienungen an die Automati-sierungssysteme weiter.

Steht ein Materialtransport an, wird entweder per Steuerung oder vom Operator am RCC ein Weg angefordert. Dazu gehört neben der Vorgabe von Quelle, Ziel und bis zu 10 optionalen Anlagenpunkten (Zwischenpunkten) auch das Anlegen eines Startsignals am Wegesteuerbaustein des Automatisierungs-systems.

Route Control Center (RCC)

Liegt kein gespeicherter Weg vor, startet der RC Server die Wegesuche und fügt die statisch definierten Teilwege – wenn möglich – zu einem kompletten Transportweg zusammen. Von da an übernimmt Route Control die Ansteuerung und Überwachung aller am Transportweg beteiligten RC-Elemente. Die Anlagensteuerung schaltet nur noch die einzelnen tech-nologischen Funktionen. Bei auftretenden Fehlern erhält der Operator detaillierte Diagnoseinformationen über die Ursache, z. B. warum die Transportweg-Suche erfolglos ver-lief.

Zu Wartungszwecken lässt sich ein Automatisierungssystem gezielt auf "in Wartung" setzen (out of service). Die über dieses Automatisierungssystem laufenden Materialtransporte werden dann noch bis zum Ende ausgeführt, neue jedoch nicht mehr zugelassen.

WAIT-Elemente ermöglichen das zeitversetzte (kaskadierte) Steuern der Ein-/Ausschaltreihenfolge von Aktoren, z. B. beim Transport von Feststoffen über Förderbänder. Werden Flüssigkeiten in Rohrleitungen transportiert, sind die Reihen-folge und die Zeitabstände beim Reinigen der Ventile durch Pulsen ebenfalls mit WAIT-Elementen einstellbar.

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Wegesteuerung mit SIMATIC Route Control60

Route Control Engineering

Die Route Control-Projektierung ergänzt die Basisprojektierung mit Bausteinen aus der SIMATIC PCS 7-Bibliothek. Im Katalog des CFC-Editors steht dafür eine Route Control Bibliothek mit Bausteinen zur RC-Konfiguration sowie zum Konfigurieren von Transportwegen und Schnittstellenbausteinen für RC-Elemente zur Verfügung.

Die Adaption der für die Steuerung des Materialtransports relevanten technologischen Objekte (RC-Elemente) erfolgt im CFC-Editor über einheitliche Schnittstellenbausteine aus der Route Control-Bibliothek. Zu den RC-Elementen gehören:

• Steuerelemente (Aktoren)• Sensorelemente (Sensoren)• Parameterelemente (Sollwerte) • Verbindungselemente (Teilweg-bezogene Material-

informationen)• WAIT-Elemente

Die im SIMATIC Manager als "Ausrüstungseigenschaften von Teilanlagen" projektierten Anlagenpunkte von Teilwegen und Wegen werden zusammen mit den anderen RC-relevanten Basisdaten des SIMATIC PCS 7-Projekts in das RC-Projekt über-nommen.

Projektierung mit dem Route Control-Engineeringtool

Anschließend sind die RC-spezifischen Objekte zu projektieren:

• Aufteilen der Transportwege in flexible Teilwege (Parameter "Priorität" und "bidirektional")

• Verschalten der RC-Elemente durch Einbauen in einen Teilweg

• Zuweisen technologischer Ablauffunktionen • Zuordnen der Teilwege zu Funktionskatalogen, z. B.

"Reinigung"

Anwenderspezifisch erstellte Objekte oder Bausteine lassen sich mithilfe von generischen Elementen in das RC-Projekt integrieren und wie RC-Elemente handhaben.

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Wegesteuerung mit SIMATIC Route Control 61

Grafische Offline-Wegesuche zur Ermittlung aller möglichen Wege-kombinationen

Ähnlich wie bei einem Navigationssystem ermittelt die grafisch visualisierte Offline-Wegesuche alle möglichen Wegekombinationen. So sind bereits vorab Fehler im Wege-netz oder ungewollte Wege erkennbar.

Entsprechend den Präferenzen kann aus den Ergebnissen der Offline-Wegesuche ein bevorzugter Weg ausgewählt und als statischer Weg abgespeichert werden. Über das Route Control Center ist auch ein aktiver Weg zur Wiederver-wendung speicherbar. Ein gespeicherter Weg wird bei der Weganforderung vorrangig berücksichtigt.

Spezielle Projektierungsfunktionen erleichtern wiederkeh-rende Routinearbeiten und erweitern die Palette der Möglich-keiten zur Steuerung von Materialtransporten, z. B.:

• Projektierungsdaten in Form von CSV-Dateien nach Microsoft Excel exportieren, dort kopieren, editieren und anschließend in Route Control reimportieren

• Steuerung der gemeinsamen Nutzung von Teilwegen durch projektierbare Funktionskennungen

• Prüfung von Materialkompatibilitäten durch Auswertung der Teilweg-Materialkennungen und Verriegeln von Teil-wegen bei inkompatiblen Materialfolgen

• Aufschaltung zur Laufzeit aus dem Prozess kommender Sollwerte auf den Wegebaustein (z. B. Verwiegemenge)

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/routecontrol

SIMATIC Route Control auf einen Blick

■ Flexible, modulare und skalierbare Architektur für Ein- und Mehrplatzsysteme– Optimal anpassbar an Anlagengröße und indivi-

duelle Anforderungen– Keine teuren Reservekapazitäten– Hohe Verfügbarkeit durch redundante


■ Homogene Integration in die SIMATIC PCS 7-Bedien- und Beobachtungsstrategie und das Engineering

■ Kombinierbar mit SIMATIC BATCH – Materialtransporte aus Batch-Steuerrezept

■ Abbildung des Wegenetzes der Anlage durch Teilwege

■ Schnelle Reaktion auf Anlagenänderungen bei Projektierung, Inbetriebsetzung oder zur Laufzeit

■ Exklusive Belegung der am Materialtransport beteilig-ten RC-Elemente und Teilwege

■ Reduzierung des Projektierungsaufwandes und der Inbetriebsetzungszeiten – Teilweg-Projektierung durch Vervielfachung – Datenexport nach Microsoft Excel und Re-Import– Entlastung von komplexen, wiederkehrenden Auf-

gaben durch RC-Assistent– Grafische Offline-Wegesuche ermittelt vorab alle

Wegekombinationen sowie ungewollte Wege

■ Berücksichtigung von Materialkompatibilitäten zur Vermeidung unerwünschter Vermischungen

■ Offline-Test zur Prüfung auf Vollständigkeit, Inkonsis-tenzen und unerwünschte Kombinationen

■ Detaillierte Diagnose von Materialtransport-Anforde-rungsfehlern und laufenden Materialtransporten

■ Bevorzugung gespeicherter statischer Wege bei der Wegeanforderung

■ Definition von Ein-/Ausschaltfolgen durch zeitversetzte Ansteuerung von Aktoren, z. B. bei Förderbändern

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Safety Integrated for Process Automation62

Safety Integrated for Process AutomationUmfassendes Produkt- und Serviceangebot für die Prozesssicherheit

Die Prozessindustrie ist oft geprägt durch komplexe Produk-tionsabläufe, bei denen gesundheitsgefährdende oder explo-sive Materialien und Gemische entstehen oder verarbeitet werden. Ein Ausfall oder ein Fehler könnte hier fatale Folgen haben.

Ziel der Sicherheitstechnik von Siemens ist es deshalb, Gefahrenpotenziale für Mensch, Anlage und Umwelt durch technische Einrichtungen zu minimieren, ohne den Produk-tionsprozess zu beeinträchtigen. Dazu bedarf es eines zuver-lässigen sicherheitstechnischen Systems (Safety Instrumented System, SIS), das bei kritischen Ereignissen in der Lage ist, die Anlage automatisch in einen sicheren Zustand zu fahren, unter definierten Bedingungen sicher weiter zu betreiben sowie mögliche negative Auswirkungen eines Sicherheitsfalls zu begrenzen.

Aufbauend auf dem sicherheitstechnischen System von Siemens steht mit Safety Integrated for Process Automation ein umfassendes Produkt- und Serviceangebot für sichere, fehlertolerante Applikationen in der Prozessindustrie zur Ver-fügung. Es bietet die gesamte sicherheitstechnische Funktio-nalität – von der sicheren Instrumentierung für die Signal-erfassung und -wandlung über die sichere und fehlertolerante Steuerung bis hin zum Aktor, z. B. Stellungsregler, Ventil oder Pumpe.

Das enorme Potenzial von Safety Integrated for Process Automation lässt sich am besten in Kombination mit SIMATIC PCS 7 ausschöpfen. Infolge der Modularität und der Flexibilität der sicherheitstechnischen Produkte ist diese Kombination äußerst variabel. Nicht nur der Grad der Integra-tion des sicherheitstechnischen Systems in das Prozessleit-system kann individuell definiert werden, sondern auch der Grad der Redundanz für Controller, Feldbus und Prozess-peripherie (Flexible Modular Redundancy). Dank der Reduzie-rung des Platzbedarfs, des Hardware- und Verdrahtungs-umfangs sowie des Montage-, Installations- und Enginee-ringaufwandes bietet die komplette (common) Integration des sicherheitstechnischen Systems in SIMATIC PCS 7 über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage hinweg den größ-ten Kostenvorteil.

Sowohl die Sicherheitstechnik als auch die damit realisierten Sicherheitsapplikationen zeichnen sich durch hohe Effizienz aus und entsprechen nationalen wie internationalen Stan-dards, z. B.:

• IEC 61508 – Basisnorm für Spezifikationen sowie für Entwurf und Betrieb sicherheitstechnischer Systeme

• IEC 61511 – Anwendungsspezifische Norm für die Prozess-industrie

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Safety Integrated for Process Automation 63

Produktspektrum

Safety Integrated for Process Automation – Produktspektrum für SIMATIC PCS 7

Engineering Projektierung der Sicherheitsfunktionen (bis SIL 3) mit TÜV-zertifizierten Funktionsbausteinen und Continuous Function Chart (CFC) oder SIMATIC Safety Matrix (Cause&Effect-Matrix)

Automatisierungssysteme AS 410F/FH, AS 412F/FH, AS 414F/FH, AS 416F/FH, AS 417F/FHam PROFIBUS oder PROFINET

Sichere, fehlertolerante Controller im einfachen und redundanten Aufbau (SIL 3) für den unteren, mittleren und oberen Leistungs-bereich

PROFIsafe mit PROFIBUSPROFIsafe mit PROFINET

Für Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf nur einer Busleitung, zertifiziert nach IEC 61508 (SIL 3)

SIMATIC ET 200 ET 200M: Modulare Peripherie für hochkanalige Anwendungen mit sicherheitsgerichteten Signalbaugruppen F-DI 12/24 × DC 24 V, F-DI 4/8 × NAMUR [EEx ib], F-DO 10 × DC 24 V/2 A, F-DO 8 × DC 24 V/2 A, F-AI 3/6 × 0 … 20 mA oder 4 … 20 mA (HART), SIL 2/SIL 3; Schutzart IP20

ET 200iSP: Modulare, eigensichere Peripherie mit sicherheits-gerichteten Elektronikmodulen F-DI Ex 4/8 × NAMUR, F-DO Ex 4 × DC 17,4 V/40 mA, F-AI Ex HART 4 × 0 … 20 mA oder 4 … 20 mA, SIL 3, Schutzart IP30

ET 200S: Feinmodulare Peripherie mit sicherheitsgerichteten Elektronikmodulen F-DI 4/8 × DC 24 V, F-DO 4 × DC 24 V/2 A und sicherheitsgerichteten Motorstartern; SIL 2/SIL 3, Schutzart IP20

ET 200pro: Modulare, sehr kompakte Peripherie mit sicherheits-gerichteten Elektronikmodulen F-DI 8/16 × DC 24 V, F-DI/DO 4/8 × DC 24 V (DI) und 4 × DC 24 V/2 A (DO); SIL 2/SIL 3; F-Switch zum Abschalten von Standardperipherie und Ansteuern von Motorschaltern; Schutzart IP65/66/67

Prozessinstrumente/Prozessgeräte

Sichere Prozessinstrumente/-geräte am PROFIBUS:Drucktransmitter SITRANS P DS III PA (SIL 2) mit PROFIsafe, SIMOCODE pro mit DM-F local/PROFIsafe (SIL 3), SIPART PS2 PA (SIL 2)

Sichere Prozessinstrumente/-geräte zum Anschluss an Remote I/Os ET 200M: SITRANS P DS III analog/HART (SIL 2), SITRANS TW Series (SIL 1), SITRANS TH200/300 (SIL 2), SITRANS TR200/300 (SIL 2), SITRANS LVL200 (SIL 2), SITRANS LR250 HART (SIL 2), SITRANS FC430 (SIL 2), SIPART PS2 2/4-Leiter (SIL 2)

Applikationen Partial Stroke TestVorgefertigte Funktions- und Bildbausteine für den Online-Ventiltest zur vorbeugenden Ventildiagnose ohne Beeinträchtigung der Pro-duktion

S

SIS Controller

DP/PA Koppler

Pneumatisches Abschaltventil

SafetyApplikation

F-DO

SafetyInstrumentedFunction

Magnetventil

LuftzufuhrSollwertVentilstellung

RückmeldungVentilstellung

VentilstellungsreglerSIPART PS2

ET 200M

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Sicherheitsgerichtete Aufbauvarianten

Sicherheitsgerichtete Aufbauvarianten mit PROFIBUS-Kommunikation

Das PROFIsafe-Profil ermöglicht die sicherheitsgerichtete Kommunikation zwischen dem Controller und der Prozess-peripherie über die offenen Standardbusse PROFIBUS und PROFINET. Mit PROFIsafe werden die Telegramme um zusätz-liche Informationen erweitert, anhand denen die PROFIsafe-Kommunikationspartner Übertragungsfehler erkennen und kompensieren können, z. B. Verzögerung, falsche Abfolge, Wiederholung, Verlust, Fehladressierung oder Daten-verfälschung.

Da PROFIsafe als zusätzliche Softwareschicht in den Geräten/ Systemen implementiert ist, ohne die Standard-Kommunika-tionsmechanismen zu verändern, sind Standardkomponen-ten und Sicherheitskomponenten am selben Bus betreibbar. Ein kostenintensiver separater Sicherheitsbus ist somit über-flüssig.

Allerdings hat die Entscheidung zwischen PROFIBUS oder PROFINET einen gravierenden Einfluss auf die Architektur des sicherheitstechnischen Systems.

Sicherheitsgerichtete Aufbauvarianten mit PROFIBUS

Bei einem in SIMATIC PCS 7 integrierten sicherheitstechni-schen System mit PROFIBUS-Kommunikation wird über alle Architekturebenen hinweg zwischen zwei Aufbauvarianten differenziert:

• Einkanaliger, nicht redundanter Aufbau• Redundanter, hochverfügbarer und fehlertoleranter

Aufbau

Beide Alternativen sind sehr variabel und bieten einen großen Gestaltungsspielraum. In den einzelnen Architekturebenen (Controller, Feldbus, I/O-Peripherie) ergeben sich abhängig von der eingesetzten Prozessperipherie die im Bild dargestell-ten Projektierungsmöglichkeiten.

Standard (Basic Process Control)- und Sicherheitsfunktionen sind nicht nur im Bereich der I/O-Peripherie flexibel kombinier-bar. Bereits auf Controller-Ebene können sie wahlweise in einem System zusammengeführt oder separiert werden. Dazu kommen noch die vielfältigen Möglichkeiten durch Flexible Modular Redundancy (FMR).

F-BaugruppenF-Baugruppen

Active FieldSplitter

Active Field Distributors

F- und Standardbaugruppen


Flexible Modular Redundancyauf Baugruppen- oder Geräteebene


F- und Standard-baugruppen

F- und Standardmodule


Baugruppen- oderKanal-Redundanzüber mehrereseparate Stationen

PA Link

PA Linkmit redundantenPA Kopplern

PA Linkmit redundantenPA Kopplern

PA Link

Y-Link

Dezentrale Peripherie unddirekte Feldbus-Anbindung

Direkte Feldbus-Anbindung Dezentrale Peripherie

Redundanter, hochverfügbarer und fehlertoleranter Aufbau

Einkanaliger, nicht-redundanter Aufbau


ET 200MET 200M

ET 200M

G_P

CS

7_X

X_0

0130

ET 200M

ET 200iSP

ET 200iSP

PROFIBUS PA

ET 200S

ET 200S

ET 200M

AS Single Station AS Redundancy Station AS Redundancy Station

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

ET 200pro

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Flexible Modular Redundancy (FMR)

Flexible Modular Redundancy am Beispiel einer sicherheitsgerichteten fehlertoleranten Anlagenkonfiguration

Abhängig von der Automatisierungsaufgabe und den davon abgeleiteten Sicherheitsanforderungen kann der Redundanz-grad für die Controller-, die Feldbus- und die I/O-Peripherie-ebene separat definiert und mit der Feldinstrumentierung ab-gestimmt werden. Auf diese Weise sind individuelle, genau auf einzelne Aufgaben zugeschnittene fehlertolerante Archi-tekturen realisierbar, die mehrere gleichzeitig auftretende Fehler tolerieren. Da FMR die Redundanz nur dort vorsieht, wo sie auch benötigt wird, sind vergleichsweise attraktivere und kosteneffektivere Applikationen möglich als mit her-kömmlichen Redundanzarchitekturen.

Wie am Beispiel einer Anlage mit dezentraler I/O-Peripherie ET 200M gezeigt, kann die Summe der Aufgaben einen Mix verschiedener Redundanzgrade innerhalb einer Architektur-ebene ergeben (1oo1, 1oo2, 2oo3).

Sicherheitsgerichtete und fehlertolerante Architektur basierend auf einer PROFIBUS PA-Ringarchitektur

FMR lässt sich nicht nur auf Anlagenkonfigurationen mit dezentralen I/O-Peripheriesystemen anwenden, sondern ist auch auf Konfigurationen mit direkter Geräteanbindung via Feldbus PROFIBUS PA übertragbar. Wie im Beispiel dargestellt, ermöglicht die PROFIBUS PA-Ringarchitektur ebenfalls kosten-günstige sicherheitsgerichtete und fehlertolerante Applika-tionen mit geringem Geräte- und Kabeleinsatz.

Aktive Feldverteiler AFD sind dabei in Betriebsumgebungen bis Ex-Zone 2/22 einsetzbar, aktive Feldverteiler AFDiSD in Betriebsumgebungen bis Ex-Zone 1/21. Über Stichleitungen integrieren die aktiven Feldverteiler AFD die in derselben Ex-Zone angeordneten Feldgeräte. Die Stichleitungen von AFDiSD können für den Anschluss entsprechend geeigneter Geräte bis in Zone 0/20 verlegt werden.

Sicherheitsgerichtete Aufbauvarianten mit PROFINET

Sicherheitsgerichtete Aufbauvariante mit AS Redundancy Station und PROFINET IO-Kommunikation

PROFINET unterstützt sicherheitstechnische Systeme auf Basis sicherheitsgerichteter SIMATIC PCS 7-Automatisierungs-systeme (F/FH) und Remote I/Os ET 200M. Bei einem sicher-heitstechnischen System mit PROFINET-Kommunikation ist der Ring unter dem Aspekt der Verfügbarkeit die bevorzugte Topologie. Durch die Medienredundanz des Rings führt eine Unterbrechung des Busses oder der Ausfall eines Teilnehmers nicht zu einem Ausfall des gesamten Segments.

Der höchste Verfügbarkeitslevel wird mit einem PROFINET-Ring an einem redundanten Controller (AS Redundancy Station) erreicht. In einer solchen Konfiguration ermöglicht die als Systemredundanz bezeichnete Form der PROFINET IO-Kommunikation, dass die I/O-Geräte über das topologische Netz zu jeder CPU der AS Redundancy Station eine Kommuni-kationsverbindung aufbauen.

G_P

CS

7_X

X_0

0212

Triple Simplex

1oo2 Flow

Dual

Controller S7-400FH

1oo1 LS

2oo3 PTPROFIBUS DP

PA Linkmit redundanten PA Kopplern

Controller S7-400FH

PROFIBUS DP

2oo3

1oo2

AFD AFD AFD

G_P

CS

7_X

X_0

0227

AS Redundancy Station mit PROFINET-CPU

SCALANCE X

G_P

CS

7_X

X_0

0314

ET 200M

PROFINET

ET 200MET 200M

ET 200M

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Engineeringwerkzeuge für Sicherheitsfunktionen

Engineering sicherheitsgerichteter Applikationen mit CFC

Für die Konfiguration und die Programmierung der sicher-heitsgerichteten Controller stehen die F-Bausteinbibliothek in S7 F Systems und die SIMATIC Safety Matrix zur Verfügung.

S7 F Systems mit F-Bausteinbibliothek

Das Engineeringwerkzeug S7 F Systems ermöglicht die Para-metrierung der sicherheitsgerichteten Controller sowie der sicherheitsgerichteten F-Baugruppen aus dem ET 200-Spek-trum. Es unterstützt die Projektierung durch Funktionen für das:

• Vergleichen von sicherheitsgerichteten F-Programmen• Erkennen von F-Programmänderungen per Prüfsumme• Trennen von sicherheitsgerichteten Funktionen und

Standardfunktionen

Per Passwort kann der Zugriff auf die F-Funktionen geschützt werden. Die in S7 F Systems integrierte F-Bausteinbibliothek enthält vorgefertigte Funktionsbausteine zur Erstellung sicherheitsgerichteter Applikationen mit dem CFC oder der darauf aufsetzenden Safety Matrix. Die zertifizierten F-Baustei-ne sind sehr robust und fangen Programmfehler wie Division durch Null oder Werteüberlauf ab. Sie ersparen die diversitäre Programmierung zur Fehlererkennung und Fehlerreaktion.

Safety Matrix: Zuordnung von exakt definierten Reaktionen (Effects) zu auftretenden Ereignissen (Causes)

SIMATIC Safety Matrix

Die additiv zu S7 F Systems einsetzbare SIMATIC Safety Matrix ist ein innovatives Safety Lifecycle Tool von Siemens, das zur komfortablen Projektierung von Sicherheitsapplikationen ebenso einsetzbar ist wie für deren Betrieb und Service. Basie-rend auf dem bewährten Prinzip einer Cause&Effect-Matrix ist sie hervorragend geeignet für Prozesse, bei denen definierte Zustände bestimmte Sicherheitsreaktionen erfordern.

Mit der Safety Matrix geht das Programmieren der Sicherheits-logik nicht nur deutlich einfacher und komfortabler, sondern auch wesentlich schneller als auf herkömmliche Art und Weise.

Bei der Risikoanalyse seiner Anlage kann der Projekteur den im Verlauf eines Prozesses auftretenden Ereignissen (Causes) exakt definierte Reaktionen (Effects) zuordnen. In den hori-zontalen Zeilen der mit einem Tabellenkalkulationsprogramm vergleichbaren Matrix-Tabelle gibt er zuerst mögliche Prozess-ereignisse (Eingänge) ein, konfiguriert deren Art und Anzahl, logische Verknüpfungen, eventuelle Verzögerungen und Ver-riegelungen sowie ggf. tolerierbare Fehler. Anschließend de-finiert er in den vertikalen Spalten die Reaktionen (Ausgänge) auf ein bestimmtes Ereignis.

Die Verknüpfung von Ereignissen und Reaktionen erfolgt durch einfaches Anklicken der Zelle im Schnittpunkt von Zeile und Spalte. Anhand dieser Vorgaben generiert die Safety Matrix automatisch komplexe sicherheitsgerichtete CFC-Programme. Der Projekteur benötigt keine speziellen Pro-grammierkenntnisse und kann sich voll auf die Sicherheits-anforderungen seiner Anlage konzentrieren.

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/process-safety

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Safety Integrated for Process Automation auf einen Blick

■ Umfassendes Produkt- und Serviceangebot für sichere, fehlertolerante und hochverfügbare Applikationen in der Prozessindustrie – Einfache Realisierung, Bedienung und Wartung von

Sicherheitsapplikationen – Zuverlässige Eliminierung von Gefahren und Risiken– Anpassungsfähig und innovationssicher

■ Homogene Integration der Sicherheitstechnik in das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 – Bearbeitung von Basic Process Control-Funktionen

und Sicherheitsfunktionen in einem Controller– Sicherheitsstufe SIL 3 mit nur einer CPU möglich– Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunika-

tion via PROFIBUS/PROFINET mit PROFIsafe; kein separater Sicherheitsbus

– Mischbetrieb von Standard- und sicherheitsgerich-teten F-Baugruppen in ET 200-Stationen

– Durchgängige Datenhaltung für Basic Process Control und sicherheitsgerichtete Automatisierung; kein aufwendiges Datenhandling

■ Einbindung der sicherheitsgerichteten Applikation in die Prozessvisualisierung der PCS 7 Operator Station

■ Automatische Berücksichtigung sicherheitsrelevanter Störungsmeldungen mit ihrem Zeitstempel

■ Projektierung der Sicherheitsfunktionen ist Teil der durchgängigen SIMATIC PCS 7-Systemprojektierung – Verankerung von S7 F Systems, CFC und

SIMATIC Safety Matrix im Engineering Toolset – Einheitliche Projektierung von Basic Process Control-

Funktionen und Sicherheitsfunktionen mit dem CFC– Safety Matrix zur noch schnelleren, einfacheren

und komfortableren Erstellung von Sicherheits-funktionen ohne Programmierkenntnisse

■ Durchgängige Diagnose und Wartung vom Sensor/Aktor über das Automatisierungssystem bis zum Operator System

■ Einbeziehung der Sicherheitstechnik in Diagnose und Wartung mit der PCS 7 Maintenance Station

■ Minimierung der gesamten Lifecycle-Kosten– Kosten für Hardware, Montage, Verdrahtung,

Installation, Engineering und Inbetriebsetzung sinken mit steigendem Integrationsgrad

– Geringer Einarbeitungs- und Schulungsaufwand durch einheitliche System-/Werkzeuglandschaft

– Kostengünstige Ersatzteilhaltung durch Reduzie-rung der Typen und Teile

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Industrial Security68

Industrial SecurityUmfassende Schutzmaßnahmen für die leittechnische Anlage

Beispiel für gestaffelte Sicherheitsarchitektur

Mit der fortschreitenden Standardisierung, Öffnung und Vernetzung sind die Sicherheitsrisiken einer leittechnischen Anlage enorm gestiegen. Das Gefahrenpotenzial, das von Schadprogrammen sowie von unbefugten Personen ausgeht, reicht von Netzwerk-Überlastungen oder -Ausfällen über das Ausspionieren von Passwörtern und Daten bis zu unerlaubten Eingriffen in die Prozessautomatisierung. Neben materiellen Schäden könnte gezielte Sabotage auch gefährliche Folgen für Menschen und Umwelt haben.

SIMATIC PCS 7-Sicherheitskonzept

Das im Handbuch "Sicherheitskonzept PCS 7 & WinCC Basis-dokument" und in weiterführenden Detaildokumenten aus-führlich beschriebene SIMATIC PCS 7-Sicherheitskonzept liefert weitreichende Empfehlungen (Best Practices) zur Absicherung einer prozesstechnischen Anlage, basierend auf einer gestaffel-ten Sicherheitsarchitektur. Es ist nicht nur auf die Verwendung

einzelner Sicherheitsmethoden (z. B. Verschlüsselung) oder Geräte (z. B. Firewalls) beschränkt. Die Stärken dieses ganzheit-lichen Konzepts liegen vielmehr im Zusammenwirken einer Vielzahl von Sicherheitsmaßnahmen im Anlagenverbund:

• Aufbau einer Netzwerkarchitektur mit gestaffelten Sicherheitsebenen (defense in depth), kombiniert mit der Aufteilung der Anlage in Sicherheitszellen

• Netzwerkverwaltung, Netzwerksegmentierung• Betrieb von Anlagen in Windows-Domänen• Verwaltung der Bedienberechtigungen von Microsoft

Windows und SIMATIC PCS 7; Integration der SIMATIC PCS 7-Bedienberechtigungen in die Windows-Verwaltung

• Zuverlässige Beherrschung der Uhrzeitsynchronisation • Management von Security-Patches für Microsoft-Produkte• Einsatz von Virenscannern und Firewalls• Support- und Remote-Zugänge (VPN, IPSec)

Web Client- OS- Maintenance- Information

OpenPCS 7WebServer

Ethernet, Office LAN

Terminalbus

Anlagenbus

MES/MISSIMATIC IT

Plant Lifecycle Management COMOS

Virenscan Server

WSUS Server

FrontFirewall

OS Clients

Engineering Station

BackFirewall

ERP Domain Controller

Domain Controller

Domain Controller

Central Archive Server

G_P

CS

7_X

X_0

0145

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Industrial Security 69

Systemunterstützung für das Sicherheitskonzept

Systemseitig unterstützt SIMATIC PCS 7 die Realisierung von Richtlinien und Empfehlungen des Sicherheitskonzepts:

• Kompatibilität mit aktuellen Versionen der Virenscanner Trend Micro OfficeScan, McAfee VirusScan Enterprise und Symantec Endpoint Protection

• Anwendung der lokalen Windows Firewall• Automatische Einstellung sicherheitsrelevanter Parameter

wie z. B. DCOM und Windows Firewall bereits beim Setup• Benutzerverwaltung und -authentifizierung mit

SIMATIC Logon• Industrial Ethernet Anschaltung CP 1628 mit integrierten

Security-Funktionen (Firewall, VPN)• Integration von Industrial Security Modulen SCALANCE S• Automation Firewall • Application Whitelisting mit McAfee Application Control

Industrial Security Module SCALANCE S

Die robusten Industrial Security Module SCALANCE S602, S612, S623 und S627-2M können z. B. zur Absicherung des zellenübergreifenden Datenaustausches zwischen Automati-sierungs- und Prozessleitsystemkomponenten eingesetzt werden. Sie verfügen über Sicherheitsfunktionen wie Stateful Inspection Firewall, Portfilter, NAT und NAPT-Adressumset-zung und DHCP Server. S612, S623 und S627-2M bieten über-dies Authentifizierung und Datenverschlüsselung mit Virtual Private Network (VPN) über IPsec-Tunnel.

Automation Firewall

Die Automation Firewall ist mit Stateful Inspection Paketfilter, Application Layer Firewall, VPN Gateway-Funktionalität, URL-Filtering, Web Proxy und Intrusion Prevention ausgestat-tet. Sie sichert den Zugangspunkt zur Produktionsumgebung, z. B. aus den Büro- oder Intranet/Internet-Netzwerken. Je nach Anlagengröße kann sie eingesetzt werden als:

• Three-Homed Firewall für kleine bis mittlere Anlagen mit "Minimal-Perimeternetzwerk"

• Front und Back Firewall für maximalen Schutz bei größeren Anlagen mit umfangreichem Perimeternetzwerk

Integrierte Services wie Hotline-Unterstützung, Austausch-service und Software Update Service werten die Automation Firewall zusätzlich auf.

Application Whitelisting

Application Whitelisting-Schutzmechanismen gewährleisten, dass auf einer Station des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 ausschließlich vertrauenswürdige Anwendungen und Pro-gramme ausgeführt werden. Sie unterbinden die Ausführung unerlaubter Software sowie die Veränderung installierter Applikationen und bieten damit einen additiven Schutz zu den bereits vorhandenen Schutzmechanismen gegen Malware (Schadsoftware).

Phasen der Plant Security Services

Plant Security Services

Siemens liefert seinen Leittechnikkunden nicht nur die Tech-nik, sondern unterstützt mit durchgängigen Plant Security Services auch den Schutz ihrer Anlagen über den gesamten Lebenszyklus:

• Security Assessment - Untersuchung und Bewertung des Sicherheitsniveaus

der Anlage- Identifizierung von Schwachstellen und Abweichungen

zu Standards oder Normen- Empfehlung von Maßnahmen zur Verbesserung der

Sicherheit• Security Implementierung

- Schulung der Mitarbeiter- Verbesserung der Prozesse durch anlagenspezifische

Umsetzung von Sicherheitsrichtlinien- Implementierung von Schutzmaßnahmen und Langzeit-

Monitoring• Security Management

- Proaktiver Schutz der Anlage durch kontinuierliche Über-wachung im Betrieb

- Warnung vor neuen Bedrohungen und Schwachstellen in Echtzeit

- Permanente Updates für die schnelle Absicherung gegen neue Sicherheitslücken

Security-Zertifizierung

Da die Sicherheit leittechnischer Anlagen bei Siemens einen hohen Stellenwert hat, wird das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 regelmäßig durch neutrale Gutachter überprüft. Zerti-fikate wie die Achilles Level II Certification bescheinigen SIMATIC PCS 7 und dessen Komponenten ein konstant hohes Sicherheitsniveau.

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/industrial-securitywww.siemens.de/plant-security-services

Phase 1:

SecurityAssessment

Phase 2:

SecurityImplementierung

Phase 3:

SecurityManagement

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Virtualisierung70

Virtualisierung

Die Virtualisierung ist eine innovative Software-Technologie zur Emulation von Hardware, Betriebssystem, Datenspeicher und Netzwerken, die zunehmend auch in der industriellen Automatisierung Einzug hält. Die zunächst höheren Investi-tionen für Hardware, Virtualisierungssoftware, Service-verträge und Infrastruktur rechnen sich durch langfristige Betriebskosteneinsparungen zumeist über den Lebenszyklus der Anlage. Wichtige Garanten für den Erfolg der Virtualisie-rung sind starke IT-Abteilungen mit gut ausgebildeten Spezialisten sowie spezifisches Know-how über die Prozess-automatisierung.

Die Wirtschaftlichkeit wird maßgeblich von den speziellen Projektanforderungen bestimmt, die geprägt sind durch Aspekte wie Platzbedarf, Remote-Zugang, Energieeinspa-rung, Validierung, Anlagenverteilung, Infrastruktur oder virtuellen Betrieb anderer Anwendungen, z. B. Auswertetools, Informations- und Report-Systeme.

Wie in der realen Umgebung ist die IT-Security auch in der virtuellen Welt von großer Bedeutung. Hier wie da werden vergleichbare Sicherheitsmechanismen und Methoden einge-setzt, z. B. Security Patches, Virenscanner, User Management oder Zugangsschutz.

Auf SIMATIC PCS 7 basierende Virtualisierungslösungen sind derzeit für Clients (OS, Batch, Route Control) und Process Historian/Information Server sowie für Optionen wie SFC Visualization, OpenPCS 7/OS Client, PCS 7 Web Server, PCS 7 Terminalserver oder WinCC Data Monitor freigegeben. Projektspezifisch lassen sich auch Server (OS, Batch, Route Control), Engineering System, OS Single Station oder Maintenance Station in virtueller Umgebung betreiben.

Als Hardware für virtuelle Clients und Optionen dienen kostengünstige Thin Clients oder Zero Clients. Die damit eingerichteten Bedienplätze werden über Remote-Protokolle (VNC, VMware View) angebunden. An diesen Bedienplätzen steht dem Bedienpersonal die von der realen Anlage gewohn-te Bedien- und Beobachtungsfunktionalität zur Verfügung.

SIMATIC Virtualization as a Service

Virtuelle Systeme benötigen nicht nur weniger Hardware, Platz und Energie, sondern lassen sich auch zentral warten und pflegen. Die Erstellung virtueller Systeme für kunden-spezifische Leittechnikprojekte basierend auf SIMATIC PCS 7 erfordert umfangreiche Kenntnisse und Erfahrungen – sowohl SIMATIC PCS 7 als auch die verwendeten IT-Tech-nologien betreffend.

Mit "SIMATIC Virtualization as a Service" liefert Siemens Hardware (Host und Thin Client), Software und Lifecycle Service für das virtuelle System – direkt aus einer Hand und perfekt aufeinander abgestimmt. Dieses Angebot umfasst:

• Setup eines kompletten Virtualisierung-Hosts• Konfiguration der virtuellen Maschinen• Installation und Konfiguration der Betriebssysteme• Installation der SIMATIC/SIMATIC PCS 7-Software• Umfangreiches Servicepaket

Es ist optional erweiterbar mit zusätzlichen Hardware- und Softwarekomponenten sowie ergänzenden Lifecycle Services, z. B. Managed Support Services und SIMATIC Remote Services.

OS Client

OS Server

OS Client 1

OS Client 2

Eng. System

Remote-Protokoll

Host-Hardware (Industrie PC)

Virtuelles PCS 7-System

Anlagenbus

PCS 7 Controller

OS Client Thin Clients

Zero Clients

Eng. System

G_P

CS

7_X

X_0

0336

Hypervisor VMware ESXi

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/sivaas

SIMATIC Virtualization as a Service

Service Package

Virtual Machines

Configured Host

Pre-installed Hypervisor

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Package Units und Panel-Integration 71

Package Units und Panel-IntegrationSIMATIC PCS 7 Industry Library

Die in der SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library (APL) vor-definierte Standardfunktionalität für die grafische Projektie-rung von Automatisierungslösungen kann mit der SIMATIC PCS 7 Industry Library (IL) um spezifische technologische Funktionen erweitert werden. Die IL liefert neben einzelnen Bausteinen, Faceplates und Symbolen, die auf spezielle leit-technische Aufgabenstellungen in verschiedenen Industrie-branchen abzielen, auch branchenspezifische Bausteinsätze, z. B. für die Bereiche Wasser/Abwasser oder die Gebäude-automatisierung. Mit den einheitlich gestylten Bausteinen von IL und APL lassen sich harmonische Bedienoberflächen erstellen, die ein durchgängiges Look&Feel vermitteln.

Bedienen und Beobachten per Comfort Panel

Das Bedienen und Beobachten von Automatisierungs-funktionen (APL/IL) auf einem Touch Panel ist mit IL-Interface-bausteinen realisierbar. Die Projektierung erfolgt im CFC durch Verknüpfung mit dem technologischen Baustein, z. B. einem Motor. Unter Berücksichtigung von Bedienrechten und hierarchischen Bedienkonzepten (Mehrwartenbedienung) kann die in einem SIMATIC PCS 7-Automatisierungssystem oder einem SIMATIC S7-300-Controller ablaufende technolo-gische Funktion danach sowohl von einer Operator Station als auch von einem Comfort Panel aus bedient werden.

Bildbausteine einer Motorsteuerung für Operator Station (oben) und Panel (unten)

Package Units S7-300

Die IL unterstützt nicht nur das Engineering von Automati-sierungssystemen und Operator Stationen des Prozessleit-systems SIMATIC PCS 7, sondern auch die Projektierung von Package Units, basierend auf Controllern SIMATIC S7-300. Die Package Units S7-300 lassen sich mit IL-Bausteinen nahtlos in das Prozessleitsystem integrieren und homogen in die Bedienoberfläche der SIMATIC PCS 7 Operator Station einbetten. Die Projektierung der Funktionsbausteine erfolgt im CFC. Zur Verfügung stehen dafür:

• Panel-Interfacebausteine für IL-Funktionen• Analogmonitoring auf 8 frei wählbare Grenzwerte• Analogmonitoring mit zusätzlicher binärer Grenzwert-

überwachung• Aggregate-Überwachung für bis zu 8 Aggregate• Analoge Messwertüberwachung• Digitale Messwertüberwachung • 3-Punkt-Stellglied (Klappen, Motoren, Ventile, etc.)• PID-Regler• Bedienbausteine für Operator• Ventilsteuerung• Motorsteuerung (Standard-Motor, mit 2 Drehrichtungen,

mit variabler Geschwindigkeit)• Funktionen für die Gebäudeautomatisierung• AS-AS-Kommunikation zum Lesen/Schreiben von Daten

AS 41x mit- PCS 7 APL- IL for PCS 7

Anlagenbus

S7-300 mitIL for S7

Package UnitSIMATIC PCS 7

G_P

CS

7_X

X_0

0328

Operator Station

Comfort Panel

Comfort Panel

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Fernwirktechnik72

FernwirktechnikFernwirken mit SIMATIC PCS 7 TeleControl

Integrations- und Kommunikationsmöglichkeiten mit SIMATIC PCS 7 TeleControl

Insbesondere in den Branchen Wasser & Abwasser sowie Öl & Gas erstrecken sich Anlagen oft über riesige Areale. Hier gilt es, Außenstationen zur Überwachung und Steuerung weit entfernter Teilanlagen mit meist geringem oder mittlerem Automatisierungsgrad über ein WAN (Wide Area Network) mit Fernwirkprotokollen in das Leitsystem der Gesamtanlage ein-zubinden.

SIMATIC PCS 7 TeleControl ermöglicht es, die Fernwirkleit-stelle für die meist aus einfacheren Remote Terminal Units (RTU) bestehenden Außenstationen direkt in das Prozessleit-system zu integrieren.

Daraus resultieren wesentliche Vorteile gegenüber herkömm-lichen Lösungen, bei denen zentrale und weit entfernte Anlagenbereiche als separate Teilanlagen projektiert und in einem überlagerten Netzleitsystem zusammengeführt werden, z. B.:

• Einheitliche Prozessführung • Einfaches und komfortables Datenmanagement • Durchgängiges Engineering für zentrale und weit ent-

fernte Teilanlagen• Geringere Service- und Schulungskosten

Die Integration der Fernwirkleitstelle in die SIMATIC PCS 7-Prozessführung erfolgt in Form einer Operator Station der Ausführung Single Station oder Server (wahlweise auch redundant). Diese PCS 7 TeleControl Operator Station ist vor-zugsweise nur für den Fernwirkbetrieb zuständig (dedicated), kann aber bei kleinen Mengengerüsten parallel zu Fernwirk-systemen auch SIMATIC PCS 7-Automatisierungssysteme in zentralen Anlagenbereichen führen (Dual-Channel-Betrieb).

TIM 4R-IE (ST7)oder Konverter TCP/IP – seriell (DNP3)

weit verteilte TeleControl Außenstationen



TIM 4R-IE (ST7)oder TCP/IP WAN Router (DNP3)

TCP/IPWAN Router

Konverter TCP/IP – seriell

TCP/IP-Kommunikation:SINAUT ST7 oder DNP3

Serielle Kommunikation:SINAUT ST7 oder DNP3

TCP/IP-Kommunikation: Modbus oder IEC 60870-5-104

Serielle Kommunikation: Modbus oder IEC 60870-5-101

Third-Party RTU

Third-Party RTU(nur DNP3)

Third-Party RTU(nur DNP3)

Third-Party RTU

ET 200S mit integrierter PN-CPU

ET 200S mit integrierter CPU + serieller Schnittstelle

S7-300 + CP 343 oder PN-Schnittstelle

S7-400 + CP 443 oder PN-Schnittstelle

S7-400 + TIM 4R-IE oderTIM 4R-IE DNP3

S7-400 + TIM 4R-IE oderTIM 4R-IE DNP3

S7-300 + TIM 3V-IE oderTIM 3V-IE DNP3 S7-300

+ TIM 3V-IE oderTIM 3V-IE DNP3

LeitstelleSIMATIC PCS 7 TeleControl

S7-1200 + CM 1241(nur Modbus)

RTU 3030C(nur IEC 60870-5-104)

RTU 3030C(nur DNP3)

WAN

WAN WAN

G_P

CS

7_X

X_0

0175

WAN

S7-400 + CP 441

S7-300 + CP 341

Ethernet

S7-1200 + CP 1243-1 IEC

S7-1200 + CP 1243-1/-8

© Siemens AG 2016

Fernwirktechnik 73

Bezüglich Bedienphilosophie und Alarmierungsverhalten besteht kein Unterschied zwischen zentraler und entfernter Automatisierung. Daten aus den RTUs des Fernwirksystems lassen sich in einem Prozessbild zusammen mit Daten aus SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystemen darstellen.

Für das Engineering der TeleControl Operator Station (Single Station/Server) wird die zentrale Engineering Station des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 funktionell erweitert. Die mitgelieferte Objektbibliothek enthält neben technologi-schen Objekten für die Verarbeitung und Darstellung von

Prozessdaten auch Diagnoseobjekte für die Diagnose und die Steuerung der Kommunikation. Diese unterstützen die SIMATIC PCS 7-konforme Bedienerführung über Symbole und Bildbausteine sowie die Hierarchie der SIMATIC PCS 7-Störungsmeldungen. Bei Bedarf ist die Bibliothek projektspe-zifisch mit neuen Script-basierten Objekttypen erweiterbar.

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/telecontrol

RTU-Typ RTU-Kategorie Mögliche Fernwirkprotokolle

Kompakte Fernwirkstation SIMATIC RTU3030C mit autarker Energieversorgung

Very small mit bis zu 16 I/Osfür sehr kleine Anwendungen

• DNP3• IEC 60870-5-104

Controller integriert in SIMATIC ET 200S

Small mit ca. 30 … 200 I/Osfür kleine Anwendungen

• Modbus RTU• IEC 60870-5-101/-104

Controller SIMATIC S7-1200/S7-1200F

Small mit ca. 30 … 150 I/Osfür kleine Anwendungen

• SINAUT ST7• DNP3• Modbus RTU• IEC 60870-5-104


Medium mit ca. 100 … 2 000 I/Osfür mittelgroße Anwendungen

• SINAUT ST7• DNP3• Modbus RTU• IEC 60870-5-101/-104


Large mit ca. 500 … 5 000 I/Osfür größere Anwendungen, die mehr Performance erfordern

• SINAUT ST7• DNP3• Modbus RTU• IEC 60870-5-101/-104

Controller SIMATIC S7-400H/S7-400FH

• DNP3• IEC 60870-5-101/-104

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Schaltanlagenautomation74

Schaltanlagenautomation Integration der Schaltanlagenautomation in der Prozessindustrie mit SIMATIC PCS 7 PowerControl

Automatisierungsebenen der Energieversorgung- und -verteilung

Eine elektrische Schaltanlage bezeichnet eine Anlage, in der elektrische Energie verteilt oder umgespannt wird, wobei Lasten/Verbraucher in Lastgruppen gebündelt werden. Als Sammelschienen ausgeführte Netzknoten verbinden mithilfe von Schaltgeräten ankommende und abgehende Leitungen, sogenannte Abzweige. Bei der Auslegung der Schaltanlage sind die Änderung der Netztopologie bei Störungen sowie das Freischalten und Erden von Betriebsmitteln für Wartungs-arbeiten zu berücksichtigen.

Mit SIMATIC PCS 7 PowerControl wird die strikte Trennung der Prozessautomatisierung von Anlagen zur Automatisie-rung der Energieversorgung des Prozesses aufgehoben. Die Prozessautomatisierung und die Automatisierung elektrischer Schaltanlagen für Mittelspannungen lassen sich in einem Leit-system zusammenführen. Daraus resultieren zahlreiche Vor-teile mit erheblichen Kosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg, die mit der zunehmenden Dezentralisierung durch vermehrte Nutzung erneuerbarer Energien immer mehr an Bedeutung gewinnen, z. B.:

• Einfachere Anlagenstrukturen mit mehr Transparenz in den technologischen Abhängigkeiten

• Weitere Steigerung des Integrationsgrades der Anlage • Einheitliche Prozessführung unterstützt die Zusammen-

führung von Operator-Aufgabenbereichen

• Langfristige Investitionssicherheit durch weltweit gültige Norm IEC 61850

• Rationelles, durchgängiges Engineering und schnelle Inbetriebsetzung

• Geringerer Administrations-, Service- und Schulungs-aufwand durch einheitliche Gesamtsicht

• Kostengünstige Modernisierung von Anlagen mit beste-hender PROFIBUS DP-Infrastruktur

Einbindung von Geräten zur SchaltanlagenautomationIntelligent Electronic Devices (IEDs) für Schutz-, Steuerungs-, Mess- und Überwachungsaufgaben in der elektrischen Energie-übertragung und -verteilung sind wie folgt in das Prozessleit-system SIMATIC PCS 7 integrierbar:

• Via Ethernet TCP/IP-Kommunikation mit Übertragungs-protokoll IEC 61850- direkt am Anlagenbus- über Station Controller am Anlagenbus- über Station Gateway (single oder redundant) am

Anlagenbus• Mit Treiberbausteinen der PCS 7 PowerControl PROFIBUS

Driver Library- am PROFIBUS DP (SIPROTEC-Schutzgeräte)

Hochspannungs-Ebene

Freileitung Freileitung

Abschnitt 1 Abschnitt 2

zu Verbrauchern

Typische Verbraucher● Groß-Antriebe● Schwere Gebläse● Verdichter, Pumpen● Große Zentrifugen● Extruder, Mischer● Brecher, Mühlen● Elektrolyse, Galvanik● Gebäude-Einspeisung

Schaltanlagenautomation mit IEC 61850● Steuern, Schalten● Messen und Automatisieren

wichtiger Verbraucher- Generatoren- Transformatoren- Motoren

LV- MV- Inverter

LVD/MCCKompensation

LV-Motoren/MV-Motoren

Mittelspannung Hauptstationen

Mittelspannung Unterstationen

Prozess

SIMATIC PCS 7 PowerControl

HV: 60 ... 145 kVMV: 4 ... 42 kVLV: 0.4 ... 1 kV

G_P

CS

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© Siemens AG 2016

Schaltanlagenautomation 75

Integrationsmöglichkeiten für die Automation von Mittelspannungsschaltanlagen

Beispiel eines Anlagenbildes einer Mittelspannungs-Schaltanlage mit Kurvenfenster und Faceplate eines Mittelspannungs-Motors

Die Integration von IEDs am PROFIBUS DP ist vornehmlich bestimmt für:

• Weiterverwendung vorhandener PROFIBUS DP-Infrastrukturen

• Teilmodernisierung bestehender Anlagen• IEC 61850- und PROFIBUS DP-Mischkonfigurationen bei

Anlagenerweiterungen

Engineering undMaintenance Station

Operator Station Clients

PowerControl Server, redundant

Operator Station Server, redundant

Anlagenbus

Terminalbus

Automatisierungs-system S7-4xxFH, redundant

Feldbus PA/FF

StationGatewaysingle/redundant

Station Controller

Automatisierungs-system S7-4xx

SchaltanlagenSchaltanlagenSchaltanlagenSchaltanlagen

Ethernet LWL Ethernet LWL Ethernet LWL

Standard +Safety I/O

Standard +Safety I/O

SIMATIC PCS 7

Process Control - SIMATIC PCS 7 Power Control - SIMATIC PCS 7 PowerControl

PRO

FIBU

S D

P

SIP

RO

TEC

IED

s

PAC 4200

SENTRON WL

TCP/IPIEC 61850

TCP/IPIEC 61850

TCP/IPIEC 61850

G_P

CS

7_X

X_0

0356

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/powercontrol

Funktions- und Leistungsmerkmale von SIMATIC PCS 7 PowerControl

SIMATIC PCS 7 Engineering• Objektbibliothek mit Funktionsbausteinen, Symbolen

und Faceplates• Objektorientiertes Typ-Instanz-Konzept• Automatische Generierung der Objekte für die

Operator Station• Integration neuer IEDs durch Import ihrer IEC 61850

Device Description (ICD)• Additive Bibliothek mit technologischen Bausteinen für

elektrische Betriebsmittel wie Abzweig, Maschine, Transformator, Leitung, Sammelschiene

• Verwendung des IED-Zeitstempels auch für Begleit-werte aus anderen Quellen

SIMATIC PCS 7 Prozessführung• Faceplates für SIPROTEC-Schutzgeräte im

SIMATIC PCS 7 APL Style (Look&Feel)• Einheitliches Verhalten bei Alarmen, Meldungen,

Bedienen und Beobachten• Diagnose-Funktionalität für jedes IED• Auslesen und Speichern von IED-Störschrieben;

Auswertung mit externen Werkzeugen

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Energiemanagement mit SIMATIC PCS 776


Knapper werdende Ressourcen, steigende Energiepreise, erhöhte Sensibilität für Umweltfragen und verschärfte gesetzliche Auflagen machen die Bedeutung eines effizienten Energiemanagements deutlich. Dabei sind alle Aspekte rund um Erzeugung, Beschaffung, Verteilung und Verbrauch von Energie zu berücksichtigen.

Die Unternehmen der Prozessindustrie müssen in der Lage sein, ihre Energieverbräuche zu planen, zu überwachen und aufzuzeichnen, mögliche Energieeinsparmaßnahmen zu definieren und umzusetzen sowie deren Effizienz durch regelmäßige Bewertung der Indikatoren nachzuweisen.


Energiedaten identifizieren und evaluieren

Grundvoraussetzung für die Verbesserung der Energiebilanz ist Transparenz, d. h. das Erfassen und Aufzeichnen von Ver-brauchsdaten, sowie das Aufzeigen von Energieströmen und Medienflüssen im Unternehmen. Erst wenn bekannt ist, wie viel von jeder verwendeten Energieform eingesetzt wird, las-sen sich auch Einsparpotenziale definieren und die dazu erfor-derlichen Aufwände abschätzen.

Im Kontext des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 wird dies unterstützt durch:

• Basis Power Monitoring mit SIMATIC PCS 7-Standard-funktionalität:- Mit Prozessinstrumenten erfasste Daten prozess-

bezogener Energien wie Dampf, Kühlmedien oder Gas - Von elektrischen Komponenten wie Leistungsschaltern

(SENTRON), Frequenzumrichtern (SINAMICS), Motor-startern (ET 200S) etc. direkt übermittelte Daten

- Über Multifunktionsmessgeräte der SENTRON PAC-Reihe erfasste Daten anderer Energieverbraucher

• Last Management-Funktionen in der Industry Library- Überwachung von Produktion und Energieverbrauch mit

Prognose- Proaktives Schalten der Verbraucher gemäß vordefinier-

ter Strategie- Definition variabler, tageszeitabhängiger Lastprofile- Berücksichtigung kundeneigener Stromerzeugungs-

kapazitäten

• SIMATIC B.Data-Software zur Optimierung der Energie-betriebsführung mit verursachergerechter Aufteilung und Überleitung ins Abrechnungssystem- Unternehmensweite Transparenz durch lückenlose

Energie- und Stoffbilanzierung der Energieerzeugungs- anlagen und der Verbraucher

- Bildung von Kennwerten (KPIs, Key Performance Indicators) für fundierte Aussagen zur Steigerung der Effizienz von Energieerzeugungsanlagen und Ver-brauchern

- Verursachergerechte Aufteilung von Energiekosten und -erlösen und deren Überleitung ins Abrechnungs-system (z. B. SAP R/3 CO)

- Produktionsbezogene Last- und Bedarfsprognosen zur Verbesserung der Planungssicherheit

- Unterstützung des kostengünstigen Energieeinkaufs- Überwachung und Reporting von Treibhausgasemissio-

nen (CO2) gemäß gesetzlicher Auflagen- Integriertes Projektmanagement zur kontinuierlichen

Verbesserung der Energieeffizienz

Bericht-erstattung/Monitoring

ArchivierungVisualisierung

Datenaufbereitung

Energiewert-Erfassung

Elektrische Energien

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Nicht-elektrische Energien

Last-management

Energie-Controlling

Energieplanung/ -beschaffung

SIMATIC B.Data

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Energiemanagement mit SIMATIC PCS 7 77

Reduzierung der Energiekosten

Energieauslastung optimieren

Mit SIMATIC PCS 7 ist die Energieauslastung so optimierbar, dass bisher ungenutzte Ressourcen erschlossen und Ver-brauchsspitzen vermieden werden. SIMATIC PCS 7-Bausteine errechnen aus dem aktuellen Verbrauch eine Prognose für den laufenden 15-Minuten-Mittelwert und vergleichen diesen mit vorgegebenen Grenzwerten. Um größere Spitzen zu glät-ten oder mit dem Energielieferanten vertraglich festgelegte Limits einzuhalten, lassen sich z. B. Verbraucher gezielt ab- oder zuschalten. Bei instabilen Versorgungsnetzen können Lasten auch schnell abgeworfen werden, um mit der verblei-benden Einspeiseleistung den Betrieb kritischer Anlagenteile zu sichern.

Aber auch die Optimierung von Prozessen mit Advanced Process Control (APC) und das anlagennahe Asset Manage-ment mit der PCS 7 Maintenance Station leisten einen wesentlichen Beitrag für den energieeffizienten Anlagen-betrieb.

B.Data-Software zur Optimierung der Energiebetriebsführung

Energiesparpotenzial durch Frequenzumrichter

Energiesparen mit innovativer Technik

Insbesondere bei energieintensiven Produktionsprozessen, z. B. in der Chemie oder der Pharmazie, resultiert aus der Verwendung energiesparender Motoren oder Frequenz-umrichter ein weiteres großes Einsparpotenzial.

Energiesparmotoren Energieeffiziente Motoren zeichnen sich durch eine bis zu 42 % geringere Verlustleistung aus. Da der Anteil der Energie-kosten an den Gesamtkosten eines Motors über den gesam-ten Lebenszyklus betrachtet rund 98 % beträgt, lassen sich sowohl bei Neuanlagen als auch durch Modernisierung beste-hender Anlagen enorme Kosteneinsparungen erzielen.

Frequenzumrichter mit Bremsenergie-RückgewinnungFrequenzumrichter machen es möglich, Aggregate verfah-renstechnischer Anlagen wie Pumpen, Lüfter oder Kompres-soren immer im optimalen Arbeitsbereich zu fahren. Im Ver-gleich mit herkömmlichen Regelverfahren sind so Energie-einsparungen bis zu 50 % realisierbar.

Energiebeschaffung optimieren

Energieverbrauch reduzieren● Verluste aufdecken● Ruhende Reserven erkennen● Anreizsysteme schaffen,

z. B. Energie sparen● Auslastungs-Optimierung

● Kurzzeitverträge (Jahresverträge)● Änderung der Tarifsysteme, z. B. zeitvariable Tarifsysteme,

Time-of-use-Tarif (TOU)● Steigenden Energiebeschaffungskosten entgegenwirken

Energiepreise

Energie-Gesamtkosten

€

Energieverbrauch

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/energy-management

100 %90 %80 %70 %60 %50 %40 %30 %20 %10 %0 %

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Energieverbrauch

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Energieeinsparung

Energieverbrauchmit Frequenzumrichter

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Optimieren mit Advanced Process Control78

Optimieren mitAdvanced Process Control

Auf PID-Reglern basierende Regelungskonzepte stoßen bei komplexen Prozessen oft schnell an ihre Grenzen. Hier bieten im Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 integrierte Advanced Process Control (APC)-Funktionen bedeutend mehr Möglich-keiten. Durch den Einsatz dieser höherwertigen Regelungs-funktionen lassen sich:

• Unerwünschte Schwankungen kritischer Prozessgrößen drastisch reduzieren

• Rohstoffeinsatz und Energieverbrauch spürbar senken• Durchsatz und Produktqualität steigern• Belastungen des Bedienpersonals reduzieren

Integrierte Advanced Process Control-Funktionen

Neben zahlreichen grundlegenden Regelungsfunktionen, z. B. PID-Regelung, Kaskadenregelung, Split-Range-Regelung und Verhältnisregelung, stehen in den leittechnischen Biblio-theken von SIMATIC PCS 7 Funktionsbausteine und Templates für die nachfolgend beschriebenen höherwertigen Rege-lungsfunktionen ohne Aufpreis zur Verfügung.

Mit diesen im Standard bereits enthaltenen Musterlösungen sind anspruchsvolle APC-Anwendungen bei kleinen und mittelgroßen Anlagen einfach und kosteneffektiv realisierbar.

Ablösende RegelungBei einer ablösenden Regelung führen die Ausgänge von zwei oder mehr Reglern auf ein gemeinsames Stellglied. Die Ent-scheidung, welcher Regler tatsächlich den Zugriff auf das Stellglied bekommt, fällt abhängig von der Auswertung des aktuellen Prozesszustandes.

• Zwei oder mehr Regler teilen sich ein Stellglied • Entscheidung für den aktiven Regler auf Basis von:

- Messbaren Ausgangsgrößen, z. B. eine der Regelgrößen- Stellwerten der Regler

Gesteuerte AdaptionDie gesteuerte Adaption ermöglicht die gleitende Einstellung der Reglerparameter in nicht-linearen Regelstrecken abhän-gig von drei Arbeitspunkten.

Lineare Interpolation bewirkt sanfte, stoßfreie Übergänge zwischen den Arbeitspunkten, so dass die Parameter abhän-gig vom Verlauf der Messgröße X gleitend geändert werden.

• Geeignet für nicht-lineare Prozesse • Drei komplette Parametersätze für drei Arbeitspunkte

Dynamische StörgrößenaufschaltungEine Störgrößenaufschaltung kann eine starke, messtech-nisch erfassbare Störeinwirkung vorab kompensieren, so dass die Regelung auf Modellunsicherheiten und nicht messbare Störungen beschränkt bleibt.

• Kompensation starker messtechnisch erfassbarer Störungen

• Störungseliminierung vor dem Auftreten negativer Auswir-kungen

Überwachung der RegelgüteDer Baustein ConPerMon ermittelt die Regelgüte des PID-Reglerbausteins. Je nach Abweichung vom Vergleichswert, z. B. der Regelgüte bei Inbetriebsetzung, löst er Warn- oder Alarmmeldungen aus, die in OS-Bildern für eine Anlage oder Teilanlage übersichtlich zusammengefasst werden. So lassen sich Probleme frühzeitig erkennen, analysieren und gezielt beheben.

• Online-Überwachung der Regelgüte• Identifikation von Regelkreisen nach den Kriterien:

- Höchste Dringlichkeit für Optimierung- Fehleranbahnung

• Konfigurierbare Alarmgrenzen für Standardabweichung• Grafische Auswertung

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Optimieren mit Advanced Process Control 79

PID-Regler-Optimierung Mit dem im Engineering System integrierten PID Tuner wird zunächst ein Modell der Regelstrecke gebildet. Auf dieser Basis lassen sich günstige Reglerparameter ermitteln, wobei zwischen optimalem Stör- oder Führungsverhalten des Reglers differenziert wird.

• Optimierung von PID-Regelkreisen• Anwendbar für Standard-PID-Regler und Bausteine aus

anwenderspezifischen Bibliotheken• Simulation geschlossener Regelkreise

Smith-Prädiktor Der Smith-Prädiktor kann die Regelgüte bei Regelstrecken mit langen, relativ konstanten Totzeiten deutlich verbessern. Der Totzeitanteil wird mithilfe eines parallel zum realen Prozess laufenden Prozessmodells eliminiert. Dadurch lässt sich der Regler für einen totzeitfreien Prozess auslegen und effektiver einstellen.

• Anwendbar auf Prozesse mit langen, bekannten und zumeist konstanten Totzeiten:- Prozessmodell läuft parallel zum realen Prozess- Rückführung der totzeitfreien, virtuellen Regelgröße- Rückführung der Abweichung zwischen real gemesse-

nem Istwert und totzeitbehaftetem virtuellen Wert• PI(D)-Reglerentwurf:

- Geht vom totzeitfreien Teil des Prozessmodells aus- Liefert deutlich präzisere Reglereinstellung

Modellbasierte prädiktive Mehrgrößenregelung Bei komplexen Prozessen analysieren modellbasierte prädik-tive Mehrgrößenregler (MPC) über einen längeren Zeitraum das Verhalten mehrerer voneinander abhängiger Größen getrennt voneinander.

Die Ergebnisse nutzen sie für die optimierte Regelung dieser Größen. Dabei eliminieren sie nachteilige Wechselwirkungen, die bei der separaten Regelung der abhängigen Größen auf-treten. Die integrierte statische Arbeitspunktoptimierung kann in einem als Sollwert vorgegebenen Toleranzbereich den ökonomisch optimalen Arbeitspunkt ermitteln.

Anhand eines mathematischen Modells der Prozessdynamik sind MPC in der Lage, das zukünftige Prozessverhalten über eine definierte Zeitspanne (Prädiktionshorizont) vorherzu-sagen und auf dieser Basis ein Gütekriterium zu optimieren.

Skalierbare MPC-Applikationen:

• Interner ("lean") MPC4x4 (ModPreCon): bis zu 4 verkop-pelte Stell- und Regelgrößen

• Interner MPC10x10: bis zu 10 verkoppelte Stell- und Regel-größen, bis zu 4 messbare Störgrößen

• Externer "full-blown" MPC (Add-on-Produkt INCA MPC)

Bildbaustein für prädiktiven Mehrgrößenregler MPC10x10

Der leistungsfähige interne MPC10x10 kommt nahe an den Funktionsumfang PC-basierter "full-blown" Mehrgrößenregler heran, bietet aber bezüglich Verfügbarkeit, Benutzerfreund-lichkeit und Kosten die immanenten Vorteile systemintegrier-ter Regelungsfunktionen. Ausgelegt für langsame und kom-plexe Regelungsaufgaben mit Regler-Abtastzeiten > 4 s, wird er typischerweise als anlagenübergreifender Führungsregler in Kaskadenstrukturen eingesetzt. Beim Tennessee Eastman Benchmark mit 5 Regelgrößen, 6 Stellgrößen und 3 messba-ren Störgrößen gelingen ihm als Führungsregler zusammen mit fast 20 PID-Reglern die folgenden Ergebnisse:

• Einhaltung der Randbedingungen für Reaktor-Druck, Temperatur und alle Füllstände

• Minimierung der Variabilität von Produktqualität und Produktionsrate

• Minimierung von Ventilbewegungen• Kompensation von Störeinflüssen• Umstellung der Produktionsrate oder des Produkt-Mix bei

laufender Reaktion• Umstellung der Reaktionsbedingungen oder der Abgas-

konzentration bei laufender Reaktion

Advanced Process Control mit SIMATIC PCS 7 Add-ons

Nahtlos in das Prozessleitsystem integrierbare Add-ons erweitern das Spektrum der höherwertigen Regelungs-funktionen für SIMATIC PCS 7, z. B. INCA Sensor, INCA MPC oder ADCO.

Weitere Informationen über Advanced Process Control: www.siemens.de/simatic-pcs7/apc

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Simulations- und Trainingssysteme80

Simulations- und TrainingssystemeSimulation und virtuelle Inbetriebnahme mit SIMIT Simulation und Emulation

Anwendungsbereich und Integrationsmöglichkeiten von SIMIT Simulation Framework und SIMIT Virtual Controller

Produkte schneller und in gleichbleibend hoher Qualität auf den Markt zu bringen, erfordert einen optimierten Enginee-ringworkflow in der Automatisierung sowie möglichst kurze Aufbau- und Inbetriebnahmezeiten für neue Produktions-linien. Automatisierungslösungen können durch Echtzeit-simulation und Emulation mit der Simulationssoftware SIMIT umfassend überprüft werden.

SIMIT Simulation Framework ermöglicht den Test und die Inbetriebnahme der projektspezifischen Anwendersoftware an einer in Teilen virtuellen Anlage. Hierzu lässt sich das Verhalten der Feldtechnik sowie der technologischen Anlage/ Teilanlage abbilden und in Echtzeit oder in einer virtuellen Zeit simulieren. Zur Ansteuerung dient entweder ein reales oder ein virtuelles Automatisierungssystem, z. B. der SIMIT Virtual Controller.

Viele effiziente Tests zur Erkennung und Beseitigung poten-zieller Fehler sind bereits durchführbar, bevor die reale Anlage überhaupt zur Verfügung steht, z. B. Verwendung korrekter Bezeichnungen, Test der Verschaltungs- oder Verriegelungs-logik. Hierdurch lässt sich die Qualität der automatisierungs-technischen Projektierung ohne Risiko für die reale Anlage optimieren.

SIMIT Simulation Framework kann auch genutzt werden, um den Umgang mit dem realen Automatisierungssystem SIMATIC PCS 7 zu trainieren. Hierbei wird das Anlagen-verhalten wie für den Test und die Inbetriebnahme simuliert.

Erfahrene Spezialisten auf dem Gebiet der Anlagensimulation bieten mit den SIMIT Simulation Services umfassende Bera-tungsleistungen, Trainings und Unterstützung bei der kundenspezifischen Anlagenmodellierung an.

SIMIT Simulation Framework ist auf aktuellen Rechnern sowie auf virtuellen Systemen (VMware) ablauffähig. Es ist flexibel einsetzbar und über offene Schnittstellen in die Prozess-automatisierung mit SIMATIC PCS 7 integrierbar.

Reaktor

Technologische Anlage/Teilanlage

Fertigung Prozess

T2659LT

LT

WT

Operator Station

Feldgeräte

AutomatisierungssystemSIMATIC PCS 7

Simulierte, virtuelle Anlage

AlternativeSchnittstellen

Engineering Station

Reale Anlage

I/O-Signale Feldgeräte Prozesse Visualisierung

ET 200M

SIMIT Virtual Controller

Simulation Unit

PR

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Con

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PROFIBUS DP

Industrial Ethernet

SIMITSimulation Framework

G_P

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SIMATIC PCS 7

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Simulations- und Trainingssysteme 81

Abstraktionsebenen der Simulation

Die effiziente Simulation beruht auf der Abstraktion der drei Ebenen Signale, Geräte (z. B. Antriebe und Sensoren) und technologisches Verhalten.

An die realen SIMATIC PCS 7-Automatisierungssysteme kann SIMIT Simulation Framework via PROFIBUS DP oder PROFINET IO angebunden werden. Simulation Units simulie-ren dabei die Geräte am PROFIBUS DP/PROFINET IO. Alternativ ist auch die Kopplung mit dem SIMIT Virtual Controller, der Emulationssoftware S7-PLCSIM (AS-Simulation) oder PRODAVE (MPI/IE) möglich. Daraus resultieren zwei Modi der virtuellen Inbetriebnahme:

• Vorabtest ohne reale Anlage (Software in the loop)- Anwenderprogramm läuft im virtuellen AS

(SIMIT Virtual Controller oder S7-PLCSIM)- SIMIT Simulation Framework liefert simulierte

I/O-Signale über die Kopplung mit dem virtuellen AS• Factory Acceptance Test (Hardware in the loop)

- Anwenderprogramm läuft im realen AS- SIMIT Simulation Framework simuliert I/O-Signale,

Instrumentierung und Feldgeräte- Übertragung der Simulationswerte an das reale AS per

Telegramm über die Simulation Unit - Erweiterung zum Anlagentest durch zusätzliche Simula-

tion des technologischen Verhaltens

Die Zusammenarbeit mit anderen Simulationsmodellen unterstützt SIMIT Simulation Framework durch:

• Datenaustausch über standardisierte Schnittstellen wie OPC und Shared Memory

• Synchronisation über die Remote Control-Schnittstelle (mit SIMIT in der Rolle als Master oder Client)

SIMIT Simulation Framework - Simulation

Die komponentenbasierte, signalflussorientierte Modellierung der Anlage mit erweiterbaren Basisbibliotheken erfolgt über die grafische Bedienoberfläche von SIMIT Simulation Frame-work. Der Projektablauf wird durch ein integriertes Workflow-Management gesteuert. Spezielle Simulationskenntnisse sind nicht erforderlich.

Die Signalkopplungen können einfach über den Import der SIMATIC PCS 7-Projektdaten, der Symboltabelle oder einer Liste der Signalnamen angelegt werden. Zur Nachbildung der Geräte sind Dateien des Import-Export-Assistenten oder Control Module (CM)-Dateien zusammen mit Simulations-vorlagen aus der Basisbibliothek nutzbar.

Additive Bibliotheken unterstützen die Simulation des techno-logischen Verhaltens:

• FLOWNET zur Simulation dynamischer Verläufe von Drücken, Durchflüssen und Temperaturverteilungen von Wasser in Rohrleitungsnetzen

• CONTEC zur Simulation von Stückgut-Fördertechnikanlagen

Reale AnlageSimulation mit SIMIT Simulation Framework

Feldtechnik

Signale Import (z. B. Symboltabelle)

Geräte Basisbibliothek für:■ DRIVES■ SENSORS

Technologische Anlage/Teilanlage

Technologisches Verhalten

Additive Bibliotheken■ FLOWNET

Fertigungstechnik

■ CONTEC

ET 200M

PROFIBUS DP

T2659LT

LT

WT

Argumente für SIMIT Simulation Framework

■ Test des originalen Automatisierungsprojekts

■ Hohe Qualität durch frühzeitiges Erkennen und Beseitigen von Projektierungsfehlern

■ Virtuelle Inbetriebnahme verkürzt die Projekt-laufzeiten und verringert die Projektkosten

■ Keine simulationsspezifische Programmierung im Automatisierungsprojekt notwendig

Weitere Informationen im Internet: www.siemens.de/simit

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Anbindung an IT-Systeme82

Anbindung an IT-Systeme

OpenPCS 7 Server für den Datenaustausch via OPC

Prozessdaten auswerten und managen mit OpenPCS 7

Dem Prozessleitsystem übergeordnete Systeme für Produk-tionsplanung, Prozessdatenauswertung und -management (OPC Clients) können über einen OpenPCS 7 Server auf Prozessdaten von SIMATIC PCS 7 zugreifen. Dieser Server sammelt die abhängig von der Systemkonfiguration auf ver-schiedenen SIMATIC PCS 7 Stationen (OS Server, Process His-torian) verteilten Daten. OpenPCS 7 nutzt neben der DCOM-Technologie auch die weiterentwickelte OPC-Spezifikation OPC UA (Unified Architecture).

Per OLE-DB ist ein einfach realisierbarer, standardisierter Direktzugriff auf die Archivdaten in der Microsoft SQL Server-Datenbank des Operator Systems möglich. Darüber sind alle OS-Archivdaten mit den dazugehörigen Prozessbegleit-werten, Melde- und Anwendertexten zugänglich.

Integration und Synchronisation aller Geschäftsprozesse mit SIMATIC IT

Für die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens ist es entscheidend, schnell auf die Anforderungen des Markts zu reagieren und Lieferketten zu optimieren. An der Schnittstelle zwischen Produktion und Management sorgen Manufacturing Execution Systeme (MES) für die durchgängige Optimierung von Unternehmensprozessen und damit für mehr Effizienz, integrierte Transparenz und konstante Qualität.

Mit SIMATIC IT verfügt Siemens über eines der leistungs-fähigsten und flexibelsten MES-Systeme auf dem Markt. SIMATIC IT arbeitet homogen mit allen gängigen ERP- und Prozessleitsystemen zusammen. Die Modellierung des gesam-ten Wissens über die Produktherstellung, die präzise Defini-tion der Betriebsprozesse und die Echtzeit-Datenerfassung aus der ERP- und der Produktionsebene befähigen SIMATIC IT, betriebliche Prozesse effektiver zu steuern, Ausfallzeiten, Produktionsabfall und Nacharbeiten zu minimieren und die Lagerhaltung zu optimieren.

Zugriff auf Station

OPC-Schnittstelle

Datentyp/Zugriffsart

OS Server DA oder UA DA(Data Access)

Lesender/schreibender Zugriff auf Prozesswerte

A&E (Alarm & Events)

Lesender und quittierender Zugriff auf Alarme und Meldungen

OS Server/ Process Historian

HDA (Historical Data Access)

Lesender Zugriff auf archivierte Prozesswerte

H A&E (Historical Alarms & Events)

Lesender Zugriff auf archivierte Alarme und Meldungen

Office LAN

OpenPCS 7Server

OS Server

OPC Clients

Terminalbus

Anlagenbus

Front Firewall

Back Firewall

G_P

CS

7_X

X_0

0144

ProcessHistorian

Detaillierte Informationen zu den SIMATIC IT Suiten, Komponenten und Libraries finden Sie im Internet: www.siemens.com/mes

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Controller-Integration mit PCS 7/OPEN OS 83

Controller-Integration mit PCS 7/OPEN OS

Beispiel für Anbindung von Third-Party-Controllern und Package Units mit PCS 7/OPEN OS

Leittechnische Anlagen haben oft über Jahre gewachsene heterogene Strukturen, in denen Systemkomponenten unter-schiedlicher Hersteller kombiniert sind. Bei Modernisierungen sind Anlagenbetreiber bestrebt, die Effektivität der Prozess-führung durch Vereinheitlichung der Betriebsführungsebene zu steigern. Auch bei Anlagenerweiterungen, bei der Zusam-menlegung von Leitwarten oder der schrittweisen Migration bestehender Anlagen besteht die Herausforderung darin, ver-schiedene Controllertypen in ein Bedien- und Beobachtungs-system zu integrieren.

Für diese Zwecke ist das SIMATIC PCS 7 Operator System mit PCS 7/OPEN OS erweiterbar. Damit lassen sich folgende Controller in die Prozessführung einbinden:

• Third-Party-Controller von Leitsystemen • Speicherprogrammierbare Steuerungen von Siemens und

anderen Herstellern• Package Units

Abhängig von den technischen Gegebenheiten des zu integrierenden Controllers ist die Anbindung an die PCS 7/OPEN OS Operator Station (Single Station/Server/ redundantes Serverpaar) über OPC (OPC DA und OPC A&E) oder die vorhandenen WinCC-Kanäle (z. B. S7-Kanal oder Mo-dbus TCP-Kanal) möglich. Bei der OPC-Kommunikation kann der OPC-Server auf separater Hardware laufen oder zusam-men mit dem OPC-Client auf der PCS 7/OPEN OS Operator Sta-tion.

Für die Projektierung der Automatisierungsfunktionen ist das vorhandene Engineering System des Controllers weiter nutz-bar.

Basis für das OS Engineering mit dem PCS 7 Engineering System ist das Toolset Database Automation (DBA) von PCS 7/OPEN OS. Für den zu integrierenden Controller lassen sich damit schnell und einfach OS-Objekte im SIMATIC PCS 7-Design erstellen. Die manuelle Nacharbeit beschränkt sich auf die Einrichtung des Projekts, die Erstellung statischer Bild-elemente, die Archivdefinition, die Benutzerverwaltung und kundenspezifische Anpassungen.

DBA-Funktionen

• Erzeugen der Bildhierarchie• Automatisches Anlegen der Bilder mit Symbolen und

Faceplates im Hierarchiebaum• Automatisches Erstellen des Variablenhaushalts in der

Operator Station• Automatisches Erstellen der Meldungen• Zuordnen der Meldeprioritäten • Definition der zu archivierenden Prozessvariablen• Erstellen von Trends• Export/Import für Massendatenbearbeitung• Type Editor zur Erstellung von Abbildern der Funktions-

blöcke des bestehenden Controllers- Erstellung von Datenstrukturen (Strukturtypen) - Import/Export und Dokumentation von Typen- Typ-Erstellung aus Instanz- Typ-Integration in einen anderen Typ

Weitere relevante PCS 7/OPEN OS-Funktionen

• TH-Synchronisierung: Abgleich der technologischen Hierarchie mit vorhandenem PCS 7-Projekt

• Multi-Projekt-Engineering: Aufteilung in mehrere DBA-Projekte, z. B. systemgranular

• Online-Scripting: Erstellung von Scripts für Zusatz-funktionen, ausführbar zur Laufzeit

Umgang mit Package Units

Der Ersteller kann die Package Unit einmalig in PCS 7/OPEN OS anlegen und als OS-Typical auf CD oder per Download auslie-fern. Vor Ort importiert der Projekteur lediglich dieses Typical und erzeugt daraus Instanzen gemäß der Anzahl der Units. Anschließend lassen sich die Package Units in den SIMATIC PCS 7-Prozessbildern visualisieren.

PCS 7 Engineering System

Third-Party Engineering

System

Third-Party-Controller

Package Units

Terminalbus

Anlagenbus

PCS 7 Automatisie-rungssystem

Kommunikation via WinCC-Kanal

PCS 7 OPEN/OS Server (einfach/redundant)

PCS 7OS Clients

ET 200M

S7-300

S7-1200

G_P

CS

7_X

X_0

0339

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Migration eigener und fremder Systeme84

Migration eigener und fremder SystemeDie Investition in die Zukunft

Die Globalisierung und die damit einhergehende Verschär-fung des Wettbewerbs zwingen die Unternehmen zur Verkür-zung der Produkteinführungszeiten sowie zur kontinuier-lichen Steigerung der Produktivität. Um konkurrenzfähig zu bleiben, müssen vorhandene Systeme und Anlagen immer wieder erweitert und modernisiert werden. Bei allen Moderni-sierungsplänen gilt es aber, den Wert der installierten Basis in Bezug auf Hardware, Applikationssoftware und Know-how des Bedien- und Wartungspersonals zu berücksichtigen.

Angesichts der Komplexität vieler Migrationsprojekte sind Analyse und Ausarbeitung der richtigen Vorgehensweise ein-schließlich der realistischen Abschätzung von Chancen und Risiken eine entscheidende Voraussetzung für den Migra-tionserfolg. Die Migrationsexperten von Siemens haben be-reits viele einschlägige Erfahrungen bei der Migration ver-schiedenster Systeme gesammelt. In enger Partnerschaft mit dem Kunden und seinen Systemintegratoren erarbeiten sie eine individuell abgestimmte, zukunftsorientierte Lösung auf Basis des State-of-the-Art-Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7.

Bei sehr alten Systemen ist ein kompletter Austausch durch das neue Prozessleitsystem meist das bevorzugte Mittel. Durch die Integration erhaltenswerter Komponenten wie Controller oder I/O-Baugruppen lassen sich jedoch ggf. be-trächtliche Investitionseinsparungen und kürzere Umbau-zeiten erzielen.

Siemens bietet sowohl für seine eigenen Altsysteme als auch für Systeme anderer Hersteller (z. B. ABB, Honeywell, Emerson oder Invensys) dedizierte SIMATIC PCS 7-Migrationsprodukte und -lösungen an. Zunehmend kommt dabei das universelle, OPC-gekoppelte SIMATIC PCS 7/Open OS zum Einsatz. Produk-te für die Kommunikation von Alt- und Neusystem oder den schnellen Umschluss in Migrationsprojekten ergänzen das Portfolio, z. B. spezifische Gateways, Stecker, Kabel und Field Termination Assemblies (FTA).

Ist die Hardware weitgehend obsolet, kann das vorhandene Engineering der Controller noch immer einen erheblichen Wert darstellen. Hier ist das komplette, oft über viele Jahre optimierte Know-how über die Automatisierung des Prozes-ses konzentriert. Intelligente Tools helfen bei der Auswertung dieser Daten und können durch funktionelle Umsetzung (Typicals) den Aufwand für das Re-Engineering im neuen System unter Umständen erheblich verringern.

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/simatic-pcs7/migration

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Dienst- und Serviceleistungen 85

Dienst- und ServiceleistungenIndustry Services

Leittechnikkunden sehen sich mit der Herausforderung kon-frontiert, Betriebsabläufe, Produktivität und Gesamtkosten ihrer Anlagen zu optimieren und flexibel auf wechselnde Marktbedingungen zu reagieren. In diesem Kontext gilt es für sie, u. a. Stillstandzeiten zu minimieren, den Einsatz von Ressourcen und Energie zu optimieren, durch Datenanalyse neues Optimierungspotenzial zu erschließen und Cyber-Bedrohungen abzuwehren.

Die Service-Experten von Siemens unterstützen sie dabei über den gesamten Lebenszyklus der Anlage mit einem umfang-reichen Dienstleistungsangebot, den Industry Services. Das engagierte Team aus Ingenieuren, Technikern und Spezialis-ten besitzt profundes Know-how über Produkte, Systeme und Technologien und kennt die spezifischen Anforderungen der Branchen.

Plant Data Services

Um die Prozesse transparent zu machen und fundiertere Entscheidungen treffen zu können, werden Produktionsdaten aufgezeichnet, gefiltert und mit intelligenter Analytik ausge-wertet. Die Datensicherheit und der kontinuierliche Schutz vor Cyber-Angriffen haben dabei eine hohe Priorität.

Training Services

SITRAIN Kurse direkt vom Hersteller sind weltweit an über 170 Standorten in mehr als 60 Ländern verfügbar. Sie vermit-teln sowohl Grundlagenkenntnisse als auch erweiterte fach-liche Fähigkeiten und Fertigkeiten. Das Kursangebot bedient das gesamte Spektrum der Siemens-Produkte und -Systeme für die Industrie. Die praxisnahen SIMATIC PCS 7-Kurse befähi-gen die Teilnehmer, das Prozessleitsystem nach kurzer Zeit effizient zu nutzen.

TrainingServices

ServicePrograms andAgreements

Retrofit andModernizationServices

G_DA65_XX_00272RepairServices

Field andMaintenanceServices

Spare PartsServices

Plant DataServices

Support andConsultingServices

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Dienst- und Serviceleistungen86

Support and Consulting Services

Der Industry Online Support als Rund-um-die-Uhr-Service im Internet bietet umfassende Produktinformationen und Soft-ware-Downloads. Die Kunden können auch Supportanfragen stellen oder Informationen mit anderen Nutzern austauschen.

Die Spezialisten des Technical and Engineering Support bieten rund um die Uhr Beratung und beantworten Fragen zu Funk-tionalität, Anwendung und Störungsbeseitigung.

Die Information & Consulting Services dienen dazu, den Zu-stand und die Servicefähigkeit der Anlagen zu analysieren und Erkenntnisse über die Lebensdauer der eingesetzten Produkte zu gewinnen.

Spare Parts Services

Weltweit organisiert der Ersatzteil-Service von Siemens die reibungslose und schnelle Lieferung der bis zu 10 Jahre ver-fügbaren Original-Ersatzteile. Logistikexperten managen Be-schaffung, Transport, Zollabfertigung, Lagerung und Auf-tragsverwaltung und sorgen dafür, dass die Esatzteilkompo-nenten ihren Bestimmungsort so schnell wie nötig erreichen. Anlagen-Optimierungsdienste unterstützen die Kunden bei der Ausarbeitung einer Ersatzteilversorgungsstrategie, die es ermöglicht, Investitions- und Transportkosten zu senken und Risiken durch Obszoleszenz zu vermeiden.

Repair Services

Vor Ort und in regionalen Reparaturzentren werden Repair Services für die schnelle Wiederherstellung der Funktionalität fehlerhafter Produkte angeboten. Zusätzlich Diagnose- und Reparaturmaßnahmen sowie Notdienste erweitern dieses Angebot.

Field and Maintenance Services

Spezialisten von Siemens bieten weltweit fachgerechte Instandhaltungsdienste an, darunter Inbetriebnahme, Funk-tionstests, präventive Instandhaltung und Störungsbeseiti-gung. Alle Leistungen können auch Bestandteil individuell vereinbarter Serviceverträge sein.

Retrofit and Modernization Services

Dieses Angebot umfasst kosteneffektive Lösungen für die Erweiterung ganzer Anlagen, die Optimierung von Systemen oder die Modernisierung bestehender Produkte auf die neues-te Technologie und Software, z. B. Migrationsdienste für Automatisierungssysteme. Service-Experten unterstützen Projekte von der Planung bis zur Inbetriebnahme und auf Wunsch auch über die gesamte Lebensdauer.

Entdecken Sie alle Vorteile unseres Serviceportfolios: www.siemens.de/industry-services

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Dienst- und Serviceleistungen 87

Serviceprogramme und Verträge

Zum Dienstleistungsangebot gehören neben globalen Service- und Supportdienstleistungen auch spezielle Service-programme für die Prozessindustrie, die unabhängig vonein-ander einsetzbar sind und flexibel angepasst werden können.

SIMATIC PCS 7 Lifecycle Services

Nur Leittechnik, die über den gesamten Lebenszyklus update-/upgradefähig bleibt, kann zu vertretbaren Kosten mit der Weiterentwicklung der Systemtechnik Schritt halten.

Reaktiv, proaktiv und präventiv eingesetzte Lifecycle Services sichern mit optimiertem Kostenaufwand die Servicefähigkeit der Leittechnik über den gesamten Lebenszyklus. Sie sind eine solide Basis für den Schutz der Investition, die Sicherung der Anlagenverfügbarkeit, die Planbarkeit der Instandhal-tungskosten und kostenoptimierte Modernisierungen.

Ausgesuchte Elemente aus dem Portfolio werden in SIMATIC PCS 7-Serviceprogrammen kombiniert, z. B. Installed Base Capture & Analytics Services, Services for Virtualized Operator & Engineering Systems oder Professional System Support. Sie sind auch die Basis für individuell gestal-tete SIMATIC PCS 7 Lifecycle Serviceverträge.

Functional Safety Services

Der in Analyse, Realisierung und Betrieb unterteilte Safety Lifecycle folgt dem Lebenszyklus der leittechnischen Anlagen. Betreiber sicherheitsrelevanter leittechnischer Anlagen, z. B. Chemieanlagen, Raffinerien, Destillations- und Verbren-nungsanlagen, sind gemäß IEC 61511 verpflichtet, die Wirk-samkeit ihrer Schutzmaßnahmen im Safety Lifecycle nachzu-weisen.

Entscheidend dafür, dass die bestimmungsgemäße Funktion der Sicherheitstechnik über den gesamten Lebenszyklus der Anlage aufrechterhalten bleibt, sind neben der richtigen Hardware und Software auch die angewandten Planungs-, Betriebs- und Änderungsprozesse. Mit den Safety Lifecycle Services bringt Siemens nicht nur das notwendige Experten-wissen für den Sicherheitsnachweis ein, sondern auch fort-schrittliche Arbeitsmittel und -methoden, die systematische Fehler in allen Projektphasen ausschließen. Der Anlagen-betreiber muss das Expertenwissen nicht selbst aufbauen und aktuell halten.

Weitere Informationen unter: www.siemens.de/pcs7lcs

SIMATIC Remote Services

SIMATIC Virtualiza-tion as a Service

Asset Optimiza-tion Services

Extended Exchange Option

SIMATIC Inventory Baseline Services

Lifecycle Information Services

SIMATIC System Audit

Technical Support Extended

Managed Support Services

Maintenance and Modernization

Spare Parts and Repairs

Support and Consulting

Weitere Informationen unter: www.siemens.com/processsafety

Typische empfohlene Vertragsprofile für SIMATIC PCS 7 Lifecycle Service Verträge

Modernisierung, Updates/Upgrades

Standard

Maintenance

BasicLifecycle

Extended Lifecycle

Asset Optimization ServicesLifecycle Information Services

InspectionMaintenance

Support ServicesOn-Call and Repair Services

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Weitere Informationen

Aktuelle Informationen rund um das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7:www.siemens.de/simatic-pcs7

Totally Integrated Automation:www.siemens.de/tia

SIMATIC Technische Dokumentation:www.siemens.de/simatic-doku

Informationsmaterial zum Download:www.siemens.de/industry/infocenter

Service& Support:www.siemens.de/industry-services

SIMATIC Ansprechpartner:www.siemens.de/automation/partner

Industry Mall zum elektronischen Bestellen:www.siemens.de/industrymall

Die Informationen in dieser Broschüre ent halten Beschreib ungen bzw.

Leistungs merk male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht

immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch

Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten

Leistungs merkmale sind nur dann ver bindlich, wenn sie bei Vertrags-

schluss ausdrück lich ver einbart werden. Liefermöglichkeiten und

technische Änderungen vorbehalten.

Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnis namen

der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren

Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber

verletzen kann.

Siemens AGProcess Industries and DrivesAutomation and Engineering76181 KARLSRUHEDEUTSCHLAND

Änderungen vorbehaltenBestell-Nr. E86060-A4678-A131-B5xxxxxxx/Dispo 09508BR 0516 2. XXX 88 DePrinted in Germany © Siemens AG 2016

www.siemens.com/automation

Security-Hinweise

Siemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Lösungen, Maschinen, Geräten und/oder Netzwerken unterstützen. Sie sind wichtige Komponenten in einem ganzheit-lichen Industrial Security-Konzept. Die Produkte und Lösungen von Siemens werden unter diesem Gesichtspunkt ständig weiterentwickelt. Siemens empfiehlt, sich unbedingt regelmäßig über Produkt-Updates zu informieren.

Für den sicheren Betrieb von Produkten und Lösungen von Siemens ist es erforderlich, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutz-konzept) zu ergreifen und jede Komponente in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Dabei sind auch eingesetzte Produkte von anderen Herstellern zu berück-sichtigen. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter www.siemens.com/industrialsecurity

Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, melden Sie sich für unseren produktspezifischen Newsletter an. Weitere Informationen hierzu finden Sie unterhttp://support.automation.siemens.com

SIMATIC PCS 7 V8.2 –auf einen Blick!

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Das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 · 6 Prozessleitsystem mit überzeugender Leistung...

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