SIMATIC PCS 7. úvod do systému V8.0. Jan Kváč Siemens, s.r.o. tel:

Transkript

1 SIMATIC PCS 7 úvod do systému V8.0 Jan Kváč Siemens, s.r.o. jan.kvac@siemens.com tel:

2 Co je SIMATIC PCS 7? Definice systému SIMATIC PCS 7 je integrované a homogenní automatizační řešení pro všechny odvětví průmyslu, s jednotnou databází objektů a jednotnou centrální správou projektu. Průmyslově specifické rozšíření SIMATIC BATCH Jasné snížení nákladů: hardware, logistika, školení Kontinuální sektory SIMATIC PCS 7 sektory Zvýšení produktivity: flexibilita po celou dobu životního cyklu provozu

3 SIMATIC PCS 7 Komponenty SIMATIC PCS 7 se skládá osvědčených průmyslových komponent vybraných z rodiny SIMATIC integrovaných systémových služeb (diagnostika, alarm management, asset management...) doplňkových balíčků (Route Control, SIMATIC BATCH, Water library, Safety matrix,...) SIMATIC PCS 7 SIMATIC HMI SIMATIC Software Industrial SIMATIC Workstation SIMATIC Controller SIMATIC NET PROFIBUS Totally Integrated Automation Komponenty

4 SIMATIC PCS 7 - vývoj SIMATIC PCS 7 V5.x Safety Integrated H systems Multi Client / Server Fast Ethernet SIMATIC PCS 7 V7.0 Multi-User inženýring Advanced Process Control Version Cross Manager Open PCS 7 FMR PROFIBUS PA redundance Integrace FF PCS 7 Security SIMATIC PCS 7 V5.x Aktuální: SIMATIC PCS 7 V8.0 Process Historian PROFINET v PCS 7 Integr. inž. (Comos / PCS 7) Rozšířený AdvES Process Device Manager V8 Kontrolér: nové AS 416H, AS mec RTX Zdokonalená, vč. MCC a pohonů Nová Industry Library PCS 7 PowerControl (IEC 61850) Optimalizace koncepce licencí SIMATIC PCS 7 V SIMATIC PCS 7 V6.x SIMATIC PCS 7 V SIMATIC PCS 7 V6.x Online změny Plant Asset Management Safety Matrix SIMATIC BATCH Web OS 21 CFR Part 11 Compliance SIMATIC PCS 7 Box SIMATIC Route Control SIMATIC PCS 7 V7.1 Nový OS Look & Feel Nová knihovna () Upravený inženýring (kompendium) Advanced Engineering Sys. (AdvES) Rozšíření vzdálených I/O PCS 7 TeleControl Větší škála PCS 7 Box Vzdálené operace Redundantní FF, AFDis

5 Otevřenost SIMATIC PCS 7 Co je to otevřenost? zveřejnění interface HW i SW podpora mezinárodních standardů (i de facto standardů) začlenění nejen vlastních komponent zaměnitelnost komponent Důležité funkce AS (kontrolér): standardní rozhraní, vlastní funkční bloky OS: výměna dat, web-os ES: výměna dat s plánovacími nástroji (AdvES) otevřenost v poli: HART, PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus, MODBUS komunikace: standardy IEC 61850, IEC IEC Příklady začlenění libovolných přístrojů přes PROFIBUS PA / FF / HART začlenění I/O, pohonů, analyzátorů přes PROFIBUS DP, PROFINET začlenění balených jednotek přes Industrial Ethernet, TCP/IP import plánovacích dat (MS Excel-Format) generování specifických uživatelských bloků v SCL, vč. Know-How-Protect ERP MES level Control level Field level Výhody otevřenost na všech úrovních: pole, kontrolér, velín, MES... ERP Vyšší flexibilita díky širokému výběru komponent bezpečnost investic díky souladu s mezinárodními standardy

6 Odtupňovatelnost SIMATC PCS 7 Co je to? SIMATIC PCS 7 pro všechny velikosti: - od malých systémů (cca 100 I/O) - po distribuovaný multi-user-systém s architekturou klient/server (přes I/O) neomezuje volnost a flexibilitu umožňuje rozšiřování Důležité funkce jeden systém od laboratoře k propojeným podnikům stejný Look & Feel inženýrských nástrojů a vizualizace stejná SW struktura stupňovatelná koncepce serverů pro každý rozsah: optimální AS, vhodná OS Příklady aplikací vývoj procesu v laboratoři a pak rozšíření na pilotní projekt od pilotního projektu k procesu výroby spojování více samostatných provozů do propojených zařízení jednoho celku (spojení velínů) Laboratory Test center Production plant M Connected facilities at one production site PID Výhody snadné a ekonomické přizpůsobení velikosti standardizace aplikace ochrana know-how bezpečnost investic

7 Systémové komponenty SIMATIC PCS 7 Inženýring (ES) ucelená řada inž. nástrojů centrální inženýrský systém multi-user inženýring inženýring procesních objektů hromadný inženýring AdvES knihovna funkčních bloků/šablon autom. generování funkcí OS Jeden (!) systém pro inženýring všech komponent DCS Automatizační Systém (AS) široký rozsah CPU stupňovatelný výkon & funčnost flexibilní configurování HW standard, redundance a safety rychlé provádění (10ms) milionkrát ověřeno (SIMATIC) online rozšiřování/změny Engineering System redundant OS server AS 414 AS 416 AS 417 ET 200pro PAC3200 ET 200S SENTRON 3WL OS Clients Terminal bus redundant System bus AS 412H / 414H AS 416H / 417H AS 412FH AS 414FH AS 416FH ET 200M AS 417FH MTA ~ ET 200M Y-Link Gas Analysis ET 200iSP PA/FF link AFD Y-Link AFDiS Operatorská Stanice (OS) ergonomicky navržené HMI bezpečné vedení operátora výkonný archivační systém efektivní zobrazování trendů inteligentní správa alarmů optimální vizualizace otevřennost: Web-OS, Data-Monitor Bezpečný chod procesu i v kritických situacích Procesní Periferie standardní I/O (ET 200M) jemně modulární I/O (ET 200S) jiskrově bezpečné I/O (ET 200iSP) krytí IP65 (ET 200pro) redundace I/O MTA pohony: řízení motorů, FU jednotné řešení sbernic: PA, FF Vysoký výkon automatizace procesního průmyslu Periferie pro různorodé požadavky

8 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém Centrální, celo systémový inženýring Moderní, paralelní inženýring celého systému Jeden systém, kterým konfigurujete a spravujete všechny části vašeho DCS

9 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém Integrovaná sada inženýrských nástrojů Grafická konfigurace automatizačních funkcí Spojité funkce () Nespojité procesní sekvence () Víceuživatelský inženýring Souběžná činnost včetně kompilace a nahrání do AS Process Object View Kompletní náhled na všechny měřené proměnné Podrobná diagnostika systému A další jako hromadný inženýring, AdvES integrovaný PID Tuner integrované SIMATIC PCS 7 umožňuje rychlý a spolehlivý inženýring DCS

10 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém Continuous Function Chart () Přenesení bloků (Drag and Drop) Automatické propojení na další graf Knihovny bloků (standard,, průmyslová knihovna) Snadný inženýring měřicích bodů použitím předkonfigurovaných bloků

11 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém Grafická konfigurace sekvencí - Rychlá konfigurace nespojitých sekvencí pomocí. Standardizované elementy (krok, přechod, skok...) Automatické generování pro operátorskou vizualizaci Snadná obsluha výjimečných stavů, režimů... Koncepce typ - instance pro centralizované modifikace Online modifikace

12 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém OS funkce jsou generovány automaticky Kompletní přehled pro operátora přehled (n úrovní), grafická část, tlačítka Hierarchie obrazovek organizace obrázků je hierarchicky strukturována Hlášení a archivace Skupinová indikace poruch, symboly, ovládací bloky (faceplaty) Intuitivní navigace operátora Skok ze skupinového indikátoru poruchy do příslušné obrazovky Loop-in alarm Potvrzení alarmů přímo v obrazovce

13 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém Advanced Process Library Knihovna s flexibilními bloky s širokými možnostmi využití Operátorský komfort Ergonomické symboly a faceplaty Jednotná reprezentace stavových informací Jednotné provozní módy (auto, ručně, z místa, mimo provoz) Rozšiřitelné a upravitelné funkce Parametr Feature Modulární koncept Integrované funkce pro údržbu a simulaci Tok signálu se strukturovanými proměnnými (procesní hodnota, kvalita, jednotky, rozsah)

14 SIMATIC PCS 7 inženýrský systém zkrácení doby inženýringu - možnosti Import/Export Assistant (IEA) Proprietární rozhranní po datovou výměnu Nutná příprava (úprava dat) Zákaznicky specifické řešení makra do Excel, aplikace MS Access Individuální údržba a podpora AdvancedES (adves) Most mezi základními a detailními plánovacími nástroji a inženýrskými nástroji PCS 7 Nástroj, který do PCS 7 přenese data z jakéhokoliv plánovacího Generuje seznam signálů, HW konfiguraci, tagy, objekty, alarmy a komentáře Comos obousměrná výměna dat mezi platformou COMOS a PCS 7, Kontroluje správnost imortovaných dat

15 SIMATIC PCS 7 operátorský systém Účelné vedení operátora Přímočará hierarchie snímků Segmentované rozložení snímku Přehledová oblast Závod Oblast grafiky Provoz Zařízení Detail Pole tlačítek Zajišťuje snadné ovládání Konzistentní přístup k informacím

16 SIMATIC PCS 7 operátorský systém integrované fce Práce s alarmy Analýza alarmů čísla alarmů podle typu četnost alarmů zdroj hlášení možnost exportu Rychlá reakce na alarm priorizace alarmů uživatelské nastavení třídění/filtrová (jako Excel) export do csv Nástroje na správu alarmů umožňují efektivní činnost operátora!

17 SIMATIC PCS 7 operátorský systém Názorné zobrazení trendů Rychlé a snadné zpracování procesních dat Spojitý x-y zoom Jedna osa y pro více křivek Každá proměnná může být i ve více oknech s trendy Grafy definuje operátor Integrované statistické funkce Automatické i nastavitelné škálování Mřížka na pozadí Historická i on-line data Export dat do CSV Přesné, rychlé sledování změn v procesu.

18 SIMATIC PCS 7 operátorský systém integrované fce Zobrazení pro řízení sevencí Varianty zobrazení na OS Přehledové navigační okno Detailní okno Tabulky přechodů a sekvencí inženýring (ES) online (OS) Sekvence a přechody Detailní okno Přehledové okno Maximální operátorský komfort s minimálním inženýrským úsilím!

19 SIMATIC PCS 7 operátorský systém Datové spojení s Excelem - DataMonitor Přímý přístup k procesním datům z Excelu Data přímo v kanceláři Real-time i historická data Využití Excelu pro analýzu a zobrazení Možnost provádět zjednodušenou optimalizaci PCS 7 Live Data Excel

20 SIMATIC PCS 7 operátorský systém Web klient Vzdálené sledování a řízení Řízení a monitoring přes Internet / Intranet Web klient jako tenký klient Přehled o celém podniku Vyšší datová bezpečnost Uživatelské heslo Specifická oprávnění Automatické odhlášení neaktivního uživatele Firewall Možnost využití pro ovládání z tenkého klienta namísto panelu PCS7 web klient Internet Explorer adresa: user: webos pass: siemens PSC7 klient s web serverem

21 Stanice údržby SIMATIC PCS 7 Plant Asset Management Co je to Plant Asset Management (PAM)? SIMATIC PCS 7 PAM je SW balík pro inteligentni správu HW PAM umožňuje rozšířit OS stanici na stanici údržby SIMATIC PCS 7 Plant Asset Management umožňuje monitoring stavu i preventivní (plánovanou) údržbu Důležité funkce Údržba elektronických, elekrických i mechanických komponent Vizualizace diagnostických informací Zprávy při změnách stavu Tvorba požadavků na údržbu Sledování servisních aktivit Homogenní integrace v PCS 7 Příklady aplikací Údržba systémových komponent: LAN, polní přístroje, IPC,... Údržba mechanických komponent : čerpadla, výměníky, ventily, motory, odstředivky,... Výhody Jednotná, názorná vizualizace (symboly, faceplaty) Automatické generování diagnostických snímků Zkrácené časy pro rozhodnutí a reakci Omezení výpadků, efektivní údržba Zvýšení výkonnosti procesu

22 SIMATIC PCS 7: Stanice údržby Hierarchická struktura SIMATIC S7-400 a PROFIBUS Diagnostický symbol komponenty Jasná hierarchická struktura Přehled provozu Přehled ŘS ŘS (s podřízenou hierarchií) PROFIBUS, Profinet prvky DP stanice (e.g. ET 200M) Inteligentní polní přístroje status a volba podřízeně hierarchie Faceplate pro přístroje ET 200M PROFIBUS Zkrácení doby pro rozhodnuti a reakci

23 SIMATIC PCS 7: Stanice údržby Sledování stavu mechanických komponent Sledování stavu mechanických komponent: ventilů, motorů, čerpadel, tepelných výměníků atd. Diagnostika pomocí chytré & inteligentní kombinace a vzájemném vztahu mezi měřenými hodnotami. Příklady klíčových diagnostických informací Počet zdvihů Počet provozních hodin Servisní intervaly Sledování gradientu PAMS efektivní správa mechanických zařízení Kvalitativní hodnoty Sledování stavu Sledování logiky Účinnost

24 SIMATIC PCS 7 Technologické funkce Životnost & vzdálená údržba Integrovaný Inženýring Správa HW prostředků optimalizace Správa informací Řízení spořeby energie Balené jednotky Stupňování výkonu Otevřenost Automatizace dávek Rozvodny Doprava materiálu Řízení pohybu & pohony Polní přístroje Safety Telecontrol

25 Optimalizace Advanced Process Control () Co je to a proč? obecný termín pro vyšší úroveň regulace typické funkce: - prediktivní řízení se SW modelem - soft sensory - neuronové sítě - fuzzy řízení umožňuje optimalizovat strategii řízení Příklady Model based predictive control (MPC): - destilace dvou složek (2x2) - cementová mlýnice (3x4) Smithův prediktor: Gain-Scheduling: - regulace ph (nelineár titrační křivka) - chemické reakce Integrated Interfaced Důležité funkce integrace do SIMATIC PCS 7 (stejný Look&Feel v ES & OS) součástí PCS 7 redundance (AS 41xH) rozhraní umožňuje využít: - existující zákaznické řešení nebo - jiných dodavatelů Výhody méně odchylek v procesu (... 75%) a jejich rychlejší kompenzace výnos (typ %) propustnost (1...5%) (při stejné kvalitě spotřeba energie ( %) manuální zásahy a zatížení operátorů

26 Dávkové (šaržové) procesy SIMATIC Co je to SIMATIC? SIMATIC je SW balík pro plánování, řízení a protokolování dávkových procesů Důležité funkce integrace v PCS 7 - AS/OS/ES snadná grafická tvorba receptur a plánování šarží hierarchické receptury podle ISA-88 podpora validace návaznost na Route Control Příklady aplikací chemie, farmacie, biochemie, potravinářství apod. Výhody odstupňovatelná modulární architektura inženýrská data se vkládají jen jednou zjednodušený inženýrig & validace jistota bezeztrátové výroby díky uložení dat na redundatním serveru

27 Transport materiálu SIMATIC Route Control Co je to SIMATIC Route Control? software PCS 7 pro konfiguraci, řízení, monitoring a diagnostiku transportu materiálu výhodné především: - při častých změnách/rozšiřování - při flexibilních dopravních cestách (změny materiálu, dynamické volby zdrojů a cílů dopravy) Příklady aplikací farmacie chemie (biodiesel, hnojivo ) potravinářství (palmový olej, jogurt ) cementárny (transport vápence ) ropa, plyn Důležité funkce zobrazení transportní sítě (1:1) zohlednění kompatibility materiálů (nevhodně nemísit) exkluzivní vyhrazení částí trasy automatický výpočet přeneseného množství podrobná diagnostika (offline i online) kombinovatelné se SIMATIC BATCH Výhody flexibilní architektura bezvýpadkovost (redundance) rychlé provádění změn (online) odlehčení operátorům trvale vysoká kvalita produkce vyšší propustnost (bez úzkých hrdel ) úspora při inženýringu

28 Řízení spořeby energie (Enery Management) Co je to Energy Management? systematické určování, analýza a optimalizace spotřeby energie zohledňování ekonomických, technických a legislativních hledisek elektrické i neelektrické zdroje normy: DIN 4602, VDI , EN B.Data Identify Evaluate Realize Důležité funkce integrace el. spotřebičů do PCS 7 (motory, multifunkční měřiče...) Vizualizace průběhu zatížení konfigurovatelné výstupní reporty (pro nákladová střediska, šarže ) řízení zatížení - powerrate řízení energetického cyklu: identifikace - vyhodnocení - realizace Příklady aplikací monitorování poměrů při spotřebě (nejen el. energie) grafická vizualizace spotřeby a trendů Zjišťování poteciálních úspor - řízení zatížení - úsporné pohony - rekuperace energie Výhody transparentnost nákladů na energie zamezení nákladů za překročení nastavených limitů zajištění plnění dohod s dodavateli energií omezením energetických špiček získat lepší podmínky od dodavatelů celkové snížení nákladů na enerie

29 Bezpečnost Safety Integrated pro procesní automatizaci Co je to Safety Integrated for PA? HW a SW pro bezpečnostní aplikace v procesním průmyslu zabránění nehodám a škodám při chybě maximální bezpečnost lidí, procesu a okolního prostředí omezení rizik Příklady aplikací Emergency und Process Shutdown Systems (ESD / PSD) Burner Management Systems Fire & Gas Systems Main industries: - Chemical / Petrochemical - Oil & Gas - Pharma - Energie Důležité funkce integrované řízení a bezpečnost - jedna (!) platforma pro standardní a safety aplikace - jednotný inženýring () - Safety Matrix (diagram příčin a následků) safety fieldbus flexibilní modulární redundance FMR rychlý úsporný inženýring snížení nákladů na vyškolení méně náhradních dílů bezvýpadkovost díky vícenásobné redundanci redundance jen je-li nutná Integrovaný safety lifecycle tool (Safety Matrix) Výhody

30 Otázky Děkuji za pozornost Děkuji za pozornost Otázky a odpovědi?