90171 WS Profinet Technik frz€¦ · accès direct du niveau de gestion de l’entreprise jusqu’au niveau terrain, garantissant ainsi une intégration tant ... de l’entreprise

PROFINETAnswers for industry.*

L’Ethernet industriel comme standard ouvert pour une rentabilité immédiate de l’automatisation.

* Réponses pour l‘industrie

Le succès de votre installation est conditionné dans une large mesure par

des critères tels que la fiabilité des processus, la flexibilité et une grande

réactivité. L’augmentation de la productivité revêt une priorité absolue.

Un standard établi …

La globalisation toujours plus forte s’accompagne d’un durcissement de la concurrence. Pour rester compétitif, vous devez pouvoir compter sur une dis-ponibilité constante des installations. Les changements de produits plus rapides et les cycles de vie plus courts imposent une fiabilité extrême des processus. Autant de conditions qui doivent être remplies pour pouvoir réagir rapidement aux sou-haits des clients. La pérennité des in-vestissements prend en outre une impor-tance croissante. La réponse à toutes ces exigences passe par l’adoption d’un standard ouvert, garant d’une automa-tisation flexible, fiable et performante :PROFINET.

Tous les objectifs sont atteints, aujourd’hui comme demain ...

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… du bureau jusqu’à la production.

La communication industrielle joue un rôle important dans l’ensemble des techniques d’automatisation. PROFINET, le standard ouvert basé sur Industrial Ethernet, offre des avantages décisifs qui augmentent la réactivité et la fiabilité de vos processus. Des concepts de machines modulaires et des structures d’automati-sation toujours plus flexibles garantissent des temps de réaction plus rapides. Des vitesses de transmission élevées et l’utilisation possible en liaison avec des réseaux industriels LAN sans fil permet-tent d’augmenter les performances de vo-tre installation. Grâce à un concept de diagnostic intégré et à une solution de communication de sécurité, votre instal-lation reste disponible en permanence. PROFINET s’appuie sur des standards in-formatiques établis, supporte le protocole

TCP/IP sans restrictions et permet un accès direct du niveau de gestion de l’entreprise jusqu’au niveau terrain, garantissant ainsi une intégration tant verticale qu’horizontale.

Pérennisation des investissements : intégration de systèmes existantsL’intégration de systèmes et de réseaux préexistants ne pose aucun problème avec PROFINET. Il supporte par exemple l’intégration de réseaux PROFIBUS exis-tants et d’autres systèmes de bus de ter-rain tels qu’AS-Interface. Il garantit ainsi la pérennité des systèmes existants tout en permettant un passage progressif à PROFINET.

La base optimale pour PROFINET : Industrial EthernetEthernet s’est imposé comme réseau standard dans le monde de la bureauti-que. Du fait de sa bonne acceptation sur le marché, il a fait l’objet de développe-ments permanents, par exemple au plan des vitesses de transmission. Pour per-mettre l’utilisation d’Ethernet et répondre aux exigences très strictes de l’industrie, nous offrons, depuis plus de 20 ans déjà, le réseau Industrial Ethernet basé sur ce standard.

PROFINET s’appuie sur cette base pour l’interconnexion d’appareils depuis le ni-veau terrain jusqu’au niveau gestion, en alliant les performances industrielles à la cohérence et la transparence de la com-munication à l’échelle de l’entreprise.

… avec PROFINET, le standard ouvert basé sur Industrial Ethernet.

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Simplicité de câblage

Sécurité intégrée Sous l’angle de la sécurité totale pour l’homme, la machine et l’environnement, PROFINET présente également toutes les qualités requises. L’utilisation de PROFIsafe permet de réaliser un réseau pour la com-munication standard et de sécurité – sur un seul et même câble ou sans fil avec Industrial Wireless LAN (IWLAN)..

Standards TIC & accès sécurisé PROFINET offre toutes les fonctionnalités pour une configuration et un diagnostic optimal. L’accès à l’ensemble des données concernées est possible depuis n’importe où dans le monde entier via Internet. PROFINET satisfait également aux exigen-ces accrues en matière de sécurité des données et des réseaux.

Simplicité de câblagePROFINET mise sur la technologie commutée 100 Mbit/s et supporte non seulement la topologie en étoile d’Ethernet, mais aussi les topologies en bus et en anneau. Ceci réduit les coûts de câblage et garantit un maximum de flexibilité. La communication sans fil avec IWLAN ouvre la porte à de nouvelles applications dans l’industrie – et permet même de réaliser des applications de conduite et de supervision sans fil.

Câblage adapté aux besoins de l’indus-

trie, aptitude au temps réel, intégration

d’appareils de terrain décentralisés, appli-

cations Motion Control isochrones, admi-

nistration et diagnostic aisés du réseau,

protection contre les accès non autorisés,

ingénierie non-propriétaire efficace et

disponibilité élevée des machines et

des installations : PROFINET, le standard

Ethernet industriel ouvert et non-proprié-

taire, permet de répondre à l’ensemble de

ces exigences.

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Communication en temps réel PROFINET satisfait à toutes les exigences de temps réel de l’automatisation, même aux exigences d’isochronisme. PROFINET convient donc aussi pour les applications particulièrement exigeantes – par exemple dans le domaine du contrôle de mouvement (Motion Control).

Appareils de terrain décentralisés PROFINET permet de raccorder directement à Industrial Ethernet des appareils de terrain décentralisés, instaurant ainsi un échange de données rapide entre la périphérie et le contrôleur, avec en corollaire une amélioration notable des possibilités de diagnostic.

Motion Control Avec PROFINET, vous réalisez de façon extrêmement simple des régulations d’entraînement isochrones très rapides pour des applications Motion Control hautes performances – sans restreindre pour autant la communication standard TCP/IP.

ProcessusPROFINET est conçu comme un standard complet pour toutes les tâches d’automatisation. Les réponses à des exigences spéciales pour une utilisation dans des installations du génie des procédés et pour l’interconnexion d’appareils d’instrumentation de process et d’analyse sont actuellement en cours d’élaboration dans le cadre de la stan-dardisation. Et dans le secteur des processus secondaires, PROFINET compte déjà de nombreuses réalisations pratiques à son actif.

PROFINET

Processus

Intelligence répartie

Appareils de terrain

décentralisés

Sécurité despersonnes &

machines

Communication en temps réel

Motion ControlCâblage

Intelligence répartie PROFINET ouvre de nouvelles possibilités pour la réalisation de structures d‘automatisation réparties : une modularisation étendue et une communication machine-machine simple avec une ingénierie à l’échelle de l’installation – grâce au concept Component Based Automation.

Standards TIC & accès sécurisé

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PROFINET couvre l’ensemble de la gamme des applications d’automatisation – et distingue à cet effet trois caractéris-tiques de communication :

• le non-temps réel, par exemple communication TCP/IP et UDP/IP• le temps réel (RT) et• le temps réel isochrone (IRT)

La communication TCP/IP et UDP/IPLa transmission de données à temps non critique avec TCP/IP et UDP/IP est la base technique de la communication – par exemple pour le paramétrage et la confi-guration. TCP/IP est le standard de fait dans le paysage informatique.

Répondant à la norme CEI 61158, PROFINET se base sur le standard interna-tional Ethernet (IEEE 802.3) et mise de manière systématique sur Fast Ethernet à 100 Mbits/s et sur la technologie de commutation. PROFINET se distingue en particulier par les propriétés suivantes : communication simultanée en temps réel et sur base TCP sur un même câble ainsi que communication en temps réel gra-duable pour les automates, la périphérie décentralisée et le Motion Control. PROFINET procure de ce fait des temps de réaction courts et garantit la fluidité des informations depuis le niveau de terrain jusqu’aux sphères décisionnelles de l’entreprise – et ce même en mode sans fil avec Industrial WLAN.

PROFINET : de nouvelles possibilités avec Industrial Ethernet

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PROFINET est soutenu par PROFIBUS & PROFINET International, la plus grande organisation mondiale en matière de bus de terrain. Cette organisation regroupe plus de 1400 membres, parmi lesquels figurent les principaux fournisseurs et uti-lisateurs de solutions d’automatisation – de l’industrie manufacturière comme de l‘industrie de process. L’architecture de PROFINET est élaborée par 30 cercles de travail, dont les membres appartiennent à 70 sociétés différentes. Il existe déjà plus de 200 produits PROFINET commercialisés par environ 50 sociétés. Des laboratoires de test spécifiques ont été créés pour la certification des pro-duits. Le réseau mondial de 32 centres de compétences PROFIBUS est également à votre disposition pour répondre à toutes vos questions sur PROFINET, et notamment les centres de compétences Siemens :ComDec, Allemagne, contact :[email protected], USA, contact : [email protected]

Succès en Chine ... Depuis que PROFIBUS est le seul bus de terrain à atteindre le degré maximal possi-ble de conformité avec l‘une des normes

nationales chinoises (GB / T 0540.1-2006 – GB / T 20540.6-2006), les autorités de normalisation chinoises ont également conféré à PROFINET le statut de norme provisoire de type GB / Z. Ainsi, par rap-port à d’autres normes, PROFINET béné-ficie du degré de normalisation le plus élevé en Chine. Ce succès à mettre à l’actif du travail de normalisation per-mettra la poursuite du déploiement rapide de ces deux technologies.

... et dans l’industrie automobile allemandeL’initiative AIDA (initiative d’automati-sation des constructeurs automobiles allemands) a adopté une démarche commune pour Industrial Ethernet et pré-conise l’utilisation du protocole standard PROFINET avec sécurité intégrée des per-sonnes. L’objectif est de permettre une interconnexion simple et harmonisée des constituants d’automatisme.

Sur la base de PROFINET avec sécurité intégrée et communication sans fil, les constructeurs automobiles atteignent un niveau de continuité jusqu’alors inédit dans le domaine de la communication et bénéficient ainsi d’avantages significatifs en termes de coûts de mise en service, de

PROFINET : un standard s’impose

maintenance, de diagnostic, d‘exploita-tion et de gestion des pièces de rechange.

Les sous-traitants automobiles misent de plus en plus sur PROFINET et sur le concept CBA (Component Based Automation), car ils permettent d‘accélérer considérablement la mise en service d‘une installation. Autre tendance : les solutions d‘automatisation sans fil sur la base de PROFINET. Elles peu-vent être réalisées en un temps record, pa-rallèlement aux automatismes en place – sans perturber le fonctionnement en cours.

Les lignes de fabrication sur la base de PROFINET avec sécurité intégrée satisfont à toutes les attentes en termes de qualité produit et de sécurité du processus tout en introduisant une réduction sensible des coûts. Dans le domaine de la gestion des pièces, PROFINET permet d‘augmen-ter considérablement la productivité.

Par rapport aux solutions classiques, les économies réalisables avec PROFINET au plan de l’installation et de l’intégration des composants système peuvent atteindre 30 à 35 %. PROFIsafe permet en outre d’inté-grer de manière simple et rapide des com-posants de sécurité supplémentaires dans la ligne de production, et ce même sans fil.

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PG / PC

100 ms

Automatisation manufacturière Motion Control

250 µs

Services TIC TCP/IP

Temps réel isochrone

IndustrialEthernet

PROFINET

Temps réel


Les commutateurs (switches) de SIMATIC NET permettent en outre une transmis-sion de données optimisée. A cet effet, les paquets de données selon IEEE 802.1Q se voient affecter une priorité. Les constituants du réseau gèrent le flux de données entre les appareils sur la base de cette priorité. La priorité 6 – le deuxiè-me degré de priorité – est accordée d’of-fice aux données temps réel. Cela garan-tit un traitement prioritaire par rapport aux autres applications présentant un niveau de priorité plus faible. RT est la communication en temps réel pour les applications standard destinées à la connexion d’appareils de terrain tels que des périphériques décentralisés et des entraînements, ou à la réalisation de structures d’automatisation avec PROFINET CBA.

Temps réel (RT)Le temps réel s’utilise pour les données de processus critiques – c’est-à-dire les données utiles cycliques ou les alarmes sur événements. Pour répondre aux exigences de temps réel dans le secteur de l’automatisation, PROFINET utilise un canal de communication temps réel opti-misé. Cette solution minimise les temps d’exécution et se traduit par une augmen-tation des performances lors de l’actuali-sation de données de process. La perfor-mance dépasse celle des bus de terrain classiques et autorise des temps de réac-tion de l’ordre de la microseconde. Dans le même temps, la puissance de calcul du processeur mobilisée par la communica-tion est nettement allégée, et l’utilisation de constituants de réseau standard est parfaitement possible.


Communication en temps réel granulaire avec PROFINET

Câblage




Appareils de terrain décentralisés

ProcessusSécurité despersonnes &

machines

Motion Control

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Temps réel isochrone (IRT)Les applications particulièrement exi-geantes – par exemple le Motion Control et les applications haute performance dans la Factory Automation – peuvent recourir à la communication temps réel isochrone (IRT) sur base matérielle. La communication IRT permet d’atteindre un temps de cycle jusqu’à 250 µs avec une gigue (jitter) inférieure à 1 µs. Pour ce faire, par le biais d’une réservation de bande passante, le cycle de communica-tion est subdivisé en une partie détermi-niste et une partie ouverte et imposé aux autres stations sur le réseau par le biais d’un maître de synchronisation. Les deux transmissions coexistent sans se gêner. Moyennant un ordinateur portable, on peut ainsi accéder depuis tout point de l’installation à des données d’appareil sans perturber pour autant la régulation isochrone ou la communication pro-ductive.

L’IRT est incontournable pour les applica-tions de Motion Control où la communi-cation isochrone sur le bus est traitée de manière isochrone dans les contrôleurs et les appareils. Avec des contrôleurs SIMATIC, le temps réel isochrone permet de maîtriser des processus rapides :

• pour l’utilisation d’un réseau pour don-nées process et données Ethernet stan-dard avec de gros débits de données (p. ex. VoIP) sans influer sur les don-nées process.

• pour des structures de machines/d’in s-tallations avec interconnexion de nom-breuses stations et temps d’actualisa-tion réduit.

Ce traitement fiable des processus rapi-des est dû au fait que les appareils sup-portant la communication IRT garantis-sent des temps d’exécution réduits – parfois même jusqu’à 30 % – et que les contrôleurs SIMATIC avec IRT supportent la communication de bus isochrone. Le traitement isochrone au sein de l’appli-cation est en préparation.

ERTEC (Enhanced Real-Time Ethernet Controller)La famille des ASIC ERTEC (Enhanced Real-Time Ethernet Controller) sup -porte la communication en temps réel PROFINET (RT et IRT) et constitue la tech-nologie de base pour des solutions sys-tème cohérentes avec PROFINET. L’ERTEC 400 est intégré dans des automates et des constituants de réseaux, l’ERTEC 200 dans des appareils de terrain simples (IO, entraînements). L’assistance lors du déve-loppement d’appareils spécifiques est fournie sous forme de kit de développe-ment et de centres de compétence.

Motion Control avec temps réel isochrone : des plages de temps distinctes garantissent que la communication isochrone ne pourra pas être perturbée par la communication standard.


CanalIRT

CanalIRT

CanalIRTCanal standard Canal standard

p. ex. cycle de régulation de position 1 ms

Communicationisochrone

Communication RT

Communication standard

Données RT Données TCP/IPDonnées IRT

Cycle1 Cycle 2 Cycle 3

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par les bus de terrain établis. Grâce à l’in-tégration de la fonctionnalité de «switch» dans les appareils, par exemple sur les appareils de terrain décentralisés SIMATIC ET 200S, ET 200M ou ET 200pro, l’utilisa-teur peut créer de la manière habituelle des structures linéaires calquées directe-ment sur la structure des machines ou installations, ce qui induit des économies de câblage et réduit le nombre de compo-sants, par exemple commutateurs externes.

Pour le raccordement d’appareils de ter-rain décentralisés, il existe une vaste gamme de contrôleurs SIMATIC tels que les contrôleurs modulaires classiques de la gamme SIMATIC S7-300 ou SIMATIC S7-400 ou bien la nouvelle CPU PROFINET pour SIMATIC ET 200S. Et si vous privilé-giez des structures d’automatisation em-barquées ou sur base PC, vous pouvez également profiter des possibilités éten-dues et des performances élevées de PROFINET. Les produits d’automatisation SIMATIC Embedded tels que le nouveau contrôleur modulaire SIMATIC S7 intégré utilisent le caractère ouvert des systèmes basés sur PC tout en offrant une robus-tesse supérieure. Le contrôleur SIMATIC WinAC 2008 RTX sur base PC peut tourner sur des systèmes de PC standard.

Pour l’interconnexion directe d’appareils de terrain décentralisés sur Industrial Ethernet, PROFIBUS International a défini le standard PROFINET IO qui permet aux appareils de terrain de transmettre leurs données de manière cyclique à la mémoi-re image de l’automate correspondant. PROFINET supporte 1440 octets/cycle par appareil de terrain – dépassant ainsi le volume de données pouvant être trans-mis par un bus de terrain. PROFINET per-met en outre aux appareils de terrain de profiter des services TIC tels que la mise en service par des mécanismes Web ou le diagnostic de réseaux via SNMP (Simple Network Management Protocol).

Pour assurer l’interaction entre les con-trôleurs et la périphérie décentralisée, PROFINET utilise un modèle fournisseur/consommateur. Sans attendre une de-mande du partenaire de communication, le fournisseur envoie ses données au consommateur. Ce dernier traite les données. La configuration permet de définir l’affectation des fournisseurs aux différents consommateurs.

Outre les structures en étoile, arbores-cente et en anneau, PROFINET supporte également la topologie linéaire utilisée

Dans le cadre du standard de PROFIBUS & PROFINET International, les types d’appareils suivants ont été définis pour PROFINET IO :

• Contrôleur IO : appareil sur lequel s’exécute le programme d’auto-matisation

• Périphérique IO : appareil de terrain dé-centralisé rattaché à un Contrôleur IO Superviseur IO : outil de programmation ou PC doté de fonctions de mise en ser-vice et de diagnostic ou IHM

Le Périphérique IO acquiert les signaux de la périphérie et les transmet au Contrôleur IO. Ce dernier les traite et renvoie les si-gnaux de sortie au Périphérique IO.

Interaction entre périphériques IO et contrôleurs IO



S7-300Embedded Controller

PROFINET

SINAMICS

Microbox

IndustrialEthernet

Vision sensorVS 130-2 ET 200M

Appareils de terrain Périphériques IO

ET 200pro

S7-300 avec CP 343-1 LEAN

Contrôleur IO

PG/PC Superviseur IO

Câblage






machines

Motion Control

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une routine de programme permettant de réagir au défaut. Une autre solution consiste à lire les informations de dia-gnostic directement sur l’appareil de terrain (périphérique IO) et à les afficher sur un Superviseur IO (PG ou PC). Le périphérique IO génère aussi une alarme de diagnostic lorsqu’un défaut survient sur un canal. Un mécanisme d’acquitte-ment garantit la possibilité de traitement séquentiel du défaut dans le IO Controller.

Dans le cadre de Totally Integrated Automation, Siemens offre le pack de diagnostic «PNIODiag» téléchargeable gratuitement sur Internet, qui simplifie le diagnostic des modules périphériques dé-centralisés en liaison avec SIMATIC S7 : www.siemens.com/automation/service&support. Le diagnostic et la com-mande s’effectuent entièrement à l’écran.

La technologie de réseau SCALANCE est intégrée dans cette solution système. Largement éprouvés, les commutateurs (switches) Industrial Ethernet peuvent être configurés avec STEP 7 – et être dia-gnostiqués en cours de fonctionnement comme des appareils de terrain. Les in-formations de diagnostic sont traitées dans le programme utilisateur de l’API.

Description des appareils et configurationLa configuration et la programmation des périphériques IO correspondent à celles d’appareils de périphérie décentra-lisée sur PROFIBUS DP. Elles s’effectuent comme d’habitude en STEP 7. Les appa-reils sont décrits de manière univoque par le biais de fichiers de description GSD (General Station Description). Ces fichiers GSD sont importés dans l’outil de configuration.

Fast start-up (FSU)Cette fonction permet le démarrage rapi-de (en moins d’une seconde) des périphé-riques PROFINET IO connectés aux contrô-leurs SIMATIC. Elle optimise le couplage temporel d’applications robotiques, ce qui permet par exemple d’accélérer le rempla-cement d’outil sur des robots dans l’atelier de ferrage d’une usine automobile.

DiagnosticPROFINET IO offre un concept de dia-gnostic cohérent autorisant une localisa-tion et une suppression efficaces des erreurs. A l’occurrence d’un défaut, le périphérique IO incriminé transmet au con trôleur une alarme de diagnostic, qui appelle dans le programme utilisateur

Cette fonctionna lité intégrée offre des avantages lors de l’ingénierie, de la mise en service et en phase d’exploitation de l’installation.


Diagnostic sur IHM avec le pack de diagnostic «PNIODiag»

IndustrialEthernet

PROFINET

SCALANCE W786

SIMATICET 200S

SIMATIC VS 726A

PC avecWinAC RTX

SIMATICET 200S

SCALANCEW747

PC Serveur

Exemple de configuration avec SIMATIC WinAC RTX sur PROFINET

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Remplacement d’un appareil sans PG ou support interchangeablePour le remplacement d’un appareil en cas de défaut, il est possible d’utiliser l’in-formation topologique décrite ci-dessus pour spécifier une topologie de consigne ou la saisir en ligne. En cas de défaillance d’un appareil, l’appareil de remplacement doit être monté au même endroit avec le même câblage des ports. Grâce aux in-formations disponibles, le contrôleur IO peut intégrer de manière autonome l’ap-pareil dans la communication productive.

Vue topologique de l’installation pour une plus grande transparencePour les réseaux PROFINET, l’éditeur de topologie dans SIMATIC STEP 7 ou SIMOTION SCOUT permet de réaliser de manière simple et rapide une repré-sentation graphique de l’interconnexion des ports des appareils. Pour démarrer l’éditeur, il suffit de double-cliquer sur le segment PROFINET correspondant dans HW Config. Une comparaison hors ligne / en ligne permet d’identifier les ports im-pliqués dans la communication et de les représenter sous forme de tableau ou de graphique. La détermination, la repré-sentation et la surveillance des conne-xions physiques entre les appareils sur PROFINET IO facilitent à l’administrateur le travail de surveillance et d’entretien des réseaux, même complexes. De plus, avec l’éditeur de topologie, vous bénéfi-ciez d’un diagnostic complet de tous les constituants en cours de fonction-nement et d’une assistance lors de la documentation de l’installation.


Vue topologique de l’installation

Câblage






machines

Motion Control

12

IndustrialEthernet

PROFINET

Panel

ET 200S

SIMOTION D SCALANCEW788-1RR

Field PG

S7-300

IE/AS-iLINK PN IO

AS-Interface

PROFIBUS

ET 200proET 200S

IWLAN/PB LinkPN IO

SIMATIC PX IO link

SINAMICS S120

En tant que maître PROFIBUS, le proxy coordonne l’échange de données entre les nœuds PROFIBUS. Dans le même temps, c’est un abonné Ethernet partici-pant à la communication PROFINET. Les proxies peuvent être des contrôleurs ou de simples passerelles réseau. Le principe est le même pour l’intégration de réseaux AS-Interface. Outre les proxies câblés sur Industrial Ethernet, SIMATIC NET propose également des proxies avec liaison sans fil type Industrial Wireless LAN.

PROFINET facilite également l’intégration de IO-Link. Le nouveau standard de com-munication est l’interface innovante et standardisée pour capteurs et action-neurs. Le raccordement s’effectue par le biais d’un maître avec ports IO-Link intégrés.

Intégration de bus de terrainPPROFINET supporte l’intégration de ré-seaux PROFIBUS et autres bus de terrain existants, par exemple AS-Interface, ce qui permet de réaliser des systèmes mixtes en tous genres où coexistent des sous-systèmes sur base bus de terrain ou Ethernet et rend ainsi possible une migration progressive vers PROFINET. Le concept de proxy simplifie l’intégration parfaitement transparente de bus de terrain existants. Sur Ethernet, le proxy représente un ou plusieurs appareils de bus de terrain (par exemple sur PROFIBUS). Il contribue à la transparence de la communication entre les réseaux (sans encapsulation des protocoles) et assure, par exemple, l’envoi de données cycliques aux appareils de terrain.

Intégration de PROFIBUS et AS-Interface par le biais de proxies.


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Motion Control

Pour les applications à temps critique dans le secteur des entraînements, en particulier, l’avantage est unique en son genre, car les fonctionnalités temps réel de PROFINET permettent de réaliser un échange de données isochrone ultrarapi-de en cas d’exigences de temps réel stric-tes (Isochronous Real Time). Par ailleurs, il reste toujours des réserves suffisantes pour une communication TIC ouverte. Ces réserves peuvent être utilisées, par exemple, pour des fonctions de diagnostic et de maintenance.

L’utilisation de PROFINET permet de pous-ser la puissance des machines qui se dé-clinent par des performances maximales, un nombre accru d’entraînements et des temps de réaction ultracourts.

PROFINET est la seule technologie Ether-net ouverte pour l’automatisation indus-trielle capable de garantir dans un même réseau à la fois une communication en temps réel performante et une communi-cation informatique sans restrictions. Ainsi, PROFINET permet à lui seul de synchroniser en temps réel des systèmes d’automatisation décentralisés et répartis sans qu’il soit nécessaire d’installer un deuxième réseau.

Motion Control

Câblage






machines

Motion Control

14

Déterminisme nécessaire pour le Motion ControlAfin de garantir le déterminisme de la communication nécessaire pour les appli-cations de Motion Control, les valeurs de consigne et les valeurs réelles doivent être échangées à intervalles définis (iso-chronisme) pour boucler ainsi des circuits de régulation dynamique par le biais du bus. Pour une communication isochrone de haute qualité, tous les abonnés d’un réseau, y compris les nœuds, doivent être synchronisés avec précision, surtout en cas de configurations avec un grand nombre de composants en cascade. Le mécanisme IRT de PROFINET utilise à cet effet un procédé qui assure la saisie précise de tous les paramètres de temps du segment et permet ainsi une synchro-nisation parfaitement précise de tous les commutateurs sur le cycle de démar-rage – avec une gigue inférieure à une microseconde.

Concepts de machines modulaires et mécatroniques pour une plus grande flexibilitéL’idée de départ des concepts de machines modulaires est aussi simple qu’efficace : il suffit d’un petit nombre de modules standardisés facilement adaptables aux besoins spécifiques pour réaliser une multitude de variantes de machines personnalisées. L’avantage : la mise en service des machines est nettement plus rapide, et l’installation atteint un niveau de flexibilité plus élevé. L’utilisation de concepts mécatroniques permet – à la différence des composants mécaniques immuables – de modifier les machines par simple paramétrage du logiciel, et donc de manière rapide et sans avoir à modifier ou à remplacer les composants mécaniques. La mise en réseau ultraper-formante de contrôleurs Motion Control répartis joue un rôle toujours plus impor-tant.

Cycle de communication isochrone – PROFINET avec IRTLa réalisation d’un arbre électronique, par exemple, nécessite de synchroniser entre eux de nombreux entraînements asservis. Dans le cas de PROFINET avec IRT, le cycle de communication est fractionné en dif-férents intervalles chronologiques. Une partie est réservée à la communication en temps réel isochrone (IRT). Les télé-grammes IRT sont définis de manière im-plicite et les données de configuration correspondantes sont générées lors de la configuration de l’application. L’agence-ment optimal des différents télégrammes pour chaque section du réseau est déter-miné à l’aide d’un algorithme spécial. Pour chaque commutateur, on définit à quel moment quel télégramme doit être reçu par quel abonné – et à quel autre abonné il doit être retransmis. Un télégramme donné est ainsi transféré sans retard par le biais du procédé «Cut-Through» optimisé.

Structure d’automatisation centralisée à topologie linéaire et commutateurs intégrés dans les appareils

Motion Control

SIMOTION P

SCALANCE X310IndustrialEthernet

PROFINET

SINAMICS S120 SINAMICS S120 SINAMICS S120

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Optimisé jusque dans les moindres détails et armé pour faire face à toutes les exigences.

Une flexibilité maximale, indépendam-ment de la topologieLa technologie commutée autorise des topologies flexibles et donc une adapta-tion optimale à l’installation ou à la ma-chine. De plus, cette technologie laisse le choix des supports.

Une solution universelle pour tous les concepts d’automatisationDans les installations modulaires, PROFINET permet à la communication entre les contrôleurs Motion Control de se dérouler également de manière iso-chrone dans le canal correspondant, ce qui facilite la réalisation d’applications à synchronisme réparti. PROFINET est utili-sable dans toutes les structures d’auto-matisation, car il supporte aussi bien des solutions à composants d’automatisation modulaires que des concepts de Motion Control basés sur variateur ou des archi-tectures centralisées avec un automate central.

Des performances maximales – indé-pendamment de l’architecture de l’automatismeLes capacités fonctionnelles conséquen-tes de PROFIBUS sont encore nettement surpassées par celles de PROFINET. Le nombre d’abonnés n’est absolument pas limité. Un télégramme PROFINET peut transporter jusqu’à 1440 octets de don-nées de process. Les enregistrements peuvent même atteindre 4 gigaoctets – par exemple pour transférer des images d’un produit à traiter vers un système de vision industrielle qui calcule le profil de came pour le déplacement à partir du contour du produit. Les réserves de puis-sance de PROFINET avec IRT sont plus que suffisantes dans un avenir prévisible, comme le souligne l’exemple suivant :

• Pour la régulation d’axes hydrauliques, il est possible d’atteindre des temps de cycle de 250 µs – sans restreindre pour autant l‘ouverture de la communication TIC.

Structure d’automatisation modulaire répartie avec Motion Control basé sur variateur. SIMOTION® D se distingue par le regroupement de la logique de commande, des fonctions de Motion Control et de régulation de l’entraînement.

Motion Control

* Nombre de périphériques avec respectivement 40 octets de données d’entrée et 40 octets de données de sortie sur un contrôleur à 4 ports. Il faut tenir compte des limites de la commande associée en ce qui concerne la plage d’E/S, le temps de cycle et le nombre d’abonnés.

En configuration d’automatisation décentralisée ou centralisée : PROFINET permet un gain sensible des performances.

SINAMICS G 120

SINAMICS S 120

SIMATIC S7 HMI

SCALANCE X310

SINAMICS S 120

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMOTION D SIMOTION D SIMOTION D

Temps de cycle

Gigue

1ms

50% 50%

272 56128

50%

Nombre d’abonnés*

Réserve pour commu-nication ouverte avec protocoles IT standard

Câblage






machines

Motion Control

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Un profil d’entraînement – différentes classes d’applicationL’intégration d’entraînements dans des solutions d’automatisation dépend largement de la tâche d’entraînement considérée. Afin de pouvoir couvrir dans un même profil tout l’éventail des appli-cations, du simple variateur de fréquence aux systèmes multiaxes synchronisés à dynamique élevée, PROFIdrive définit six classes d’application correspondant à la plupart des applications d’entraînement et allant, par exemple, de l’intégration d’entraînements standard pour pompes, ventilateurs et compresseurs jusqu’à des entraînements de Motion Control avec intelligence répartie, intégrée dans les entraînements.

PROFIdrive : l’interface d’entraînement éprouvéeL’interface fonctionnelle entre l’automate et les entraînements pour PROFINET et PROFIBUS est définie par le profil d’entraînement PROFIdrive de PROFIBUS et PROFINET International (PI). PROFIdrive a été spécifié par l’organisation d’utilisa-teurs PI et défini en tant que standard évolutif par la norme CEI 61800-7. Les utilisateurs PROFINET qui utilisent déjà des entraînements sur PROFIBUS en sont les premiers profiteurs : en effet, la migration de PROFIBUS à PROFINET ne requiert aucune modification du programme utilisateur.

PROFIdrive définit le comportement des appareils et le procédé d’accès aux données d’appareil internes pour des entraînements électriques avec PROFIBUS et PROFINET, du simple variateur de fré-quence aux régulateurs asservis ultraper-formants.

Motion Control

PROFINET utilise aussi PROFIdrive en tant que profil d’application éprouvé entre le contrôleur et les périphériques.

PROFIdrive

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMATIC ET 200S

SINAMICS G120

SIMOTION D

Contrôleur

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Intelligence répartie avec Component Based Automation

Composants logiciels flexiblesLes composants logiciels sont des fonc-tions logicielles encapsulées et réutilisa-bles. Il peut s’agir de fonctions technolo-giques individuelles, par exemple de régulateurs, ou du programme utilisateur d’une machine. A l’instar des modules, ils peuvent être combinés de manière flexible et sont facilement réutilisables – indépendamment de leur programmation interne. La communication entre les com-posants logiciels emprunte exclusivement les interfaces des composants. Vers l’extérieur, ces interfaces ne donnent accès qu’aux variables nécessaires pour l’interconnexion avec d’autres compo-sants.

Pour la réalisation de structures d’installa-tions modulaires, PROFIBUS International a défini le standard PROFINET CBA (Com-ponent Based Automation). Dans le sec-teur de la construction de machines et d‘équipements, on dispose déjà d’une bonne expérience de la modularisation. Les pièces fréquemment utilisées sont préfabriquées et peuvent, après passation de la commande, s’assembler rapidement pour former une unité personnalisée. Avec PROFINET CBA, la modularisation peut aussi s’étendre à l’automatisme de l’installation grâce à des composants logi-ciels. Le modèle d’ingénierie standardisé fait la distinction entre la programmation de la logique de commande des diffé-rents modules intelligents, la création des composants et la configuration technolo-gique de l’installation dans son ensemble par interconnexion des composants.


Configuration de la communication entre des machines de différents fabricants par simple interconnexion graphique.

ON

START

STOP

STARTING

READY

NETTOYAGE

HELD

Lifestate

Nettoyage

ON

START

STOP

STARTING

READY

REMPLISSAGE

HELD

Lifestate

Remplissage

ON

START

STOP

STARTING

READY

ETIQUETTAGE

HELD

Lifestate

Etiquettage

ON

START

STOP

STARTING

READY

CLEANING

HELD

LIFESTATE

Maschine 1 ON

START

STOP

STARTING

READY

FILLING

HELD

STATUS

Maschine 2

LIFESTATE

ON

START

STOP

STARTING

READY

LABELING

LIFESTATE

Maschine 3

RECIPE

S7-400

ET 200S

S7-300C

IE/PB Link

IndustrialEthernet

PROFINET

Ingénierie IHM

Câblage






machines

Motion Control

18

Interconnexion des composants avec SIMATIC iMapLes composants PROFINET créés sont in-terconnectés avec SIMATIC iMap – par simple configuration graphique – pour former une application. Cette intercon-nexion rapide des composants met fin à la laborieuse programmation des connexions de communication. SIMATIC iMap regroupe les applicatifs répartis dans toute l’installation et réalise l’inter-connexion de composants PROFINET de tous les constructeurs. Les liaisons de communication entre les composants sont ainsi établies. Cette opération ne nécessite aucune connaissance de l’inté-gration et du déroulement des fonctions de communications dans l’appareil.

Programmation de la logique de com-mande et création des composantsLes concepteurs de machines ou d’instal-lations créent les composants et utilisent les outils des différents constructeurs pour programmer et configurer ces com-posants. Chez SIMATIC, il s’agit de STEP 7. L’applicatif est ensuite encapsulé sous forme d’un composant PROFINET. Condi-tion requise à cet effet : le logiciel doit disposer de la fonction correspondante, ce qui est le cas de STEP 7. La fonction d’encapsulation crée une description du composant PCD (PROFINET Component Description) qu’elle importe ensuite dans la bibliothèque de l’éditeur de con-nexions. Avec SIMATIC iMap, Siemens a commercialisé le premier éditeur de connexions non-propriétaire utilisable pour PROFINET CBA.

Des arguments clairement en faveur de Component Based Automation :

• Phase de mise en service écourtée – la mise en service initiale des différentes unités technologiques peut s’effectuer parallèlement• Sûreté de planification – une mise en service brève et prévisible est une sécurité pour la phase d’exploitation qui fait suite• Flexibilité augmentée – adaptation et extension simples des installations• Configuration simplifiée de la communication machine-machine

Intégration d’applications de bus de terrainPROFINET CBA permet de représenter une application de bus de terrain complète sous forme d’un composant PROFINET. Cet aspect est particulièrement important lorsqu’une installation existante doit faire l’objet d’une extension avec PROFINET. Peu importe alors le bus de terrain avec lequel l’installation a été automatisée. Pour que l’installation existante puisse communiquer par PROFINET, il faut que le maître de l’application de bus de terrain à intégrer soit compatible PROFINET. Les contrôleurs existants des SIMATIC S7-300, S7-400 ou SINUMERIK 840D solution line peuvent s‘adjoindre la fonctionnalité PROFINET par le biais de processeurs de communication. Ainsi, les mécanismes utilisés au sein du com-posant sont ceux du bus de terrain en place (p. ex. PROFIBUS DP), et les méca-nismes utilisés à l’extérieur sont ceux de PROFINET. Cette possibilité de migration garantit un niveau élevé de pérennité de l’investissement.

Configuration graphique simple de la communication avec SIMATIC iMap.


19

Installation du réseau

Commutateurs (switches)PROFINET utilise la technologie de com-mutation 100 Mbits/s. L‘avantage par rapport à d’autres procédés réside dans le fait que chaque abonné peut émettre à tout moment, étant donné qu’il dispose en permanence d’une liaison point-à-point avec le commutateur le plus proche. Cette liaison peut même être utilisée si-multanément dans les deux sens (émis-sion et réception) – et présente ainsi une bande passante de 200 Mbits/s. L’avan-tage : les abonnés ou secteurs de réseau non concernés par le télégramme ne sont pas sollicités.

Topologies des réseauxLes topologies visent à satisfaire les exi-gences des unités à fédérer sur le réseau. Les plus utilisées sont l’étoile, le bus, l’ar-borescence et l’anneau. En pratique, un réseau tend à panacher ces structures qui empruntent des supports physiques com-me le câble en cuivre ou la fibre optique.

La fibre optique en verre est utilisée pour la transmission sur de longues distances. Pour les courtes distances, la FO plastique, par exemple POF (Polymer Optic Fiber) ou la FO verre enrobée de plastique, par exemple PCF (Polymer Cladded Fiber) constituent une alternative simple et aisément réalisable par l’utilisateur. Pour PROFINET, on dispose de constituants de

La normalisation internationale ISO/CEI 11801 et son équivalente européenne EN 50173 définissent un réseau informa-tique standard indépendant de l’applica-tion pour le secteur de la bureautique. Mais comme les exigences imposées à un réseau en environnement industriel sont plus élevées que dans le secteur de la bu-reautique, le guide PROFINET « Cabling and Interconnection Technology », décrit l’infrastructure passive dans et entre les cellules d‘automatisme pour Fast Ethernet avec PROFINET :

• Connecteurs et câbles pour réseaux cuivre et optiques• Connecteurs pour alimentation 24 V• Connecteurs pour alimentation 400 V

Il décrit en outre les conditions de test et de contrôle correspondantes pour les dif-férents composants.

La description de tous les composants passifs nécessaires pour un réseau PROFINET permet de garantir une inter-action parfaite entre les différents com-posants passifs.


Différentes possibilités d’application pour la communication sans fil

S7-300SCALANCE W786-2RR

Points d’accès SCALANCE W788-1RR/W784-1RR/W786-2RR

Module client SCALANCE W747-1RR

ET 200pro

ET 200S

SIMATICMobile Panel277 IWLAN PROFIBUS

Câble IWLAN Rcoax

IWLANPB LinkPN IO

Point d'accès SCALANCEW788-1RR

SINAMICS ET 200S

IndustrialEthernet

PROFINET

Câblage






machines

Motion Control

20

Anneau (redondant) Il suffit de refermer les extrémités d’une ligne par une liaison supplémentaire pour obtenir une structure en anneau. Cette topologie s’utilise pour les systèmes exigeant une haute disponibilité et une protection contre les coupures de ligne ou les défaillances des constituants de réseau.

Communication sans fil Outre les topologies de réseau précitées, PROFINET convient aussi à la communica-tion sans fil – avec Industrial Wireless LAN. Ceci permet de remplacer des tech-niques qui sont par nature soumises à usure, p. ex. contacts glissants. La com-munication sans fil permet en outre l’uti-lisation de systèmes de transport sans conducteur ou d’appareils de commande ou de maintenance mobiles. Autres avan-tages de cette technologie innovante : net accroissement de la mobilité et de la flexibilité en production.

Les produits SCALANCE W Industrial Wireless LAN sont basés sur les standards WLAN actuels (IEEE 802.11). Ils se distin-guent par leur robustesse (IP30 ou IP65), par leur réservation de bande passante et leur fonction de Rapid Roaming ainsi que par des fonctions de sécurité intégrées. Ils offrent en outre des fonctionnalités permettant une interconnexion perfor-mante d’appareils de terrain avec des automates.

réseau actifs tels que les appareils de ter-rain décentralisés avec interfaces POF/PCF intégrées. Afin de garantir une dispo-nibilité élevée, les câbles sont surveillés lors de la mise en service et en cours d’exploitation afin de détecter d’éven-tuelles atténuations du signal consécu-tives au vieillissement du matériau.

Étoile La structure en étoile se caractérise par un commutateur central avec des liaisons individuelles vers tous les terminaux du réseau. Le réseau en étoile convient aux applications à forte densité d’équipements et faible rayon d’action, par exemple de petites cellules de fabrication ou des machines de production.

Arbre Cette topologie consiste à réunir plusieurs étoiles pour former un réseau combinant au besoin fibre optique et paire torsadée. Elle permet de subdiviser des installations complexes en sous-réseaux.

Ligne La structure linéaire fait appel à un com-mutateur situé à proximité du terminal de connexion ou intégré au terminal. Elle est surtout adaptée aux installations de grande envergure – par exemple la manutention et la liaison de cellules de fabrication.

Réservation de bande passante La bande passante entre un point d’accès et un client est réservée, ce qui garantit au client des performances élevées et fiables – indépendamment du nombre de clients utilisant le point d’accès.

Rapid RoamingLa fonction d‘itinérance rapide des SCALANCE W700-RR (Rapid Roaming) crée un champ radioélectrique qui per-met aux abonnés mobiles de transiter très rapidement d’une cellule radio à l’autre. La rapidité de la transition autorise même la communication PROFINET IO sans in-terruption pendant le roaming (temps d’actualisation jusqu’à 20 ms).

Câble RCoaxLe câble RCoax est un câble guide d’ondes à fentes utilisé en tant qu’antenne spéciale pour les points d’accès SCALANCE W. Il est conçu de manière à produire un champ radio de forme conique le long du câble. Les câbles RCoax conviennent ainsi à merveille pour l’emploi dans les endroits contraignants du point de vue radioélec-trique et pour toutes sortes de véhicules guidés par rails.


21


Gestion des réseaux Par rapport aux bus de terrain, Ethernet en liaison avec TCP/IP et UDP/IP offre des possibilités supplémentaires pour la ges-tion des réseaux. Les aspects d’infrastruc-ture des réseaux, de gestion IP, de dia-gnostic des réseaux et de synchronisation de l’heure font partie de la gestion in -tégrée des réseaux. Tout ceci simplifie l’administration et la gestion d’Ethernet, grâce à l’utilisation de protocoles stan-dard du monde informatique.

Avec sa base Industrial Ethernet, PROFINET offre non seulement une communication en temps réel granulaire, mais aussi une communication TCP/IP standard selon IEEE 802.3 – sans restrictions – ce qui garantit une possibilité de mise en réseau horizontale et verticale parfaitement cohé-rente, en mode filaire ou sans fil. PROFINET supporte ainsi sans restriction des fonc-tions innovantes et des standards informa-tiques établis pour la gestion et le diagnos-tic des réseaux, des services web, des fonctions de sécurité ainsi que la liaison à des réseaux Gigabit de rang supérieur.

Utilisation cohérente de standards informatiques et de sécurité avec PROFINET


SIMATIC S7-400avec CP 443 1 Adv

SCALANCEW747-1RR

PC PC PC

Serveur web

SCALANCE X 408-2

SIMATIC HMI

SCALANCEW784-1RR

SINAMICSG120

Ethernet 1000 MBit/s

100 Mbit/s

SCALANCE X208

SIMATICET 200SCPU

SCALANCES612

SIMATICET 200M

SIMOTIOND410

SIMATIC HMI

ET 200pro

1000 Mbit/s

IndustrialEthernet

PROFINET

Niveau de gestion

Niveau de conduite

Niveau de terrain

Câblage






machines

Motion Control

22

Les avantages et les possibilités qui en découlent sont multiples. Toutefois, cela signifie aussi que les réseaux de produc-tion sont exposés aux mêmes dangers que les réseaux bureautiques, à savoir des erreurs d’accès interne ou des at-taques externes. La moindre défaillance, même de courte durée, ou le moindre dérangement peuvent entraîner un arrêt de la production et provoquer des dégâts importants.

L’automatisation a donc besoin d’un concept de sécurité protégeant efficace-ment les réseaux de production et les constituants d’automatisme et parfaite-ment adapté aux besoins spécifiques. Le guide « PROFINET Security Guideline » de l‘organisation PROFIBUS & PROFINET (www.profinet.com) décrit les exigences et les approches de solutions pour la pro-tection des données et des accès dans l’environnement industriel. Cela porte sur :

• la protection de l’accès aux cellules d’automatisation (concept de protection des cellules)

• la protection contre l’espionnage et les manipulations

• les accès distants en toute sécurité par le biais de réseaux non sécurisés

Ces objectifs de sécurité sont réalisables avec des composants de sécurité PROFINET tels que SCALANCE S. Industrial Security satisfait aussi à toutes

Gestion du diagnostic La sûreté de fonctionnement du réseau est la priorité numéro un de la gestion des réseaux. Pour la maintenance et la surveillance des constituants de réseau et de leurs fonctionnalités, le protocole Simple Network Management Protocol (SNMP) s’est imposé comme un standard de fait dans les réseaux existants. Le pro-tocole SNMP prévoit à la fois des accès en lecture (surveillance et diagnostic) et en écriture (administration) sur les appareils.

Services WebL’accès aux appareils PROFINET est égale-ment possible par le biais de clients Web, en toute indépendance de la plate-forme utilisée et avec des outils standard tels que les navigateurs Netscape, MS Inter-net Explorer, Opera ou Firefox. L’accès s’effectue sur la base de protocoles et de langages Internet standard tels que HTTP, XML, HTML. L’intégration de serveurs Web garantit un accès simple et géogra-phiquement indépendant aux données de diagnostic des modules et s’avère très pratique, notamment lors des tests, de la mise en service, du diagnostic et de la maintenance.

Sécurité des données industriellesL’arrivée de réseaux Ethernet jusqu’au niveau de terrain permet une mise en ré-seau cohérente de tous les niveaux d’auto-matisation – ainsi que la liaison directe à des réseaux bureautiques et à Internet.

les exigences de la norme IEEE 802.11i relative à la communication sans fil. Ces composants conviennent donc pour toutes les applications avec des exigences de sécurité élevées – tant pour la communication standard que pour la communication de sécurité utilisant le profil PROFIsafe.

Réseaux GigabitAlors que les contraintes du niveau de terrain portent essentiellement sur des temps de réaction courts et des télégram-mes de données compacts, le niveau de conduite requiert quant à lui des débits de données sans cesse plus élevés du fait de l’augmentation du nombre d’abonnés et de l’utilisation de systèmes avec des volumes de données de plus en plus im-portants tels que HMI, SCADA ou VISION. Tout ceci lié à l’interconnexion toujours plus poussée entre le niveau de gestion de l’entreprise et le monde de l’automati-sation impose une liaison directe et trans-parente entre des réseaux Gigabit du ni-veau de gestion et le niveau de terrain. En plus de l’infrastructure de réseau Giga-bit, des connexions systèmes compatibles gigabit pour PC ou SIMATIC S7-300 / 400 sont également disponibles pour le rac-cordement à PROFINET de réseaux Giga-bit de rang supérieur.


23

Safety

Standard ouvertPROFIsafe est le premier profil certifié TÜV pour la communication de sécurité basée sur Ethernet. Il permet également la communication sans fil dans les ap-plications de sécurité avec Industrial Wireless LAN.

PROFIsafe fait partie des solutions ouver-tes pour la communication de sécurité sur les bus de terrain standard. Dans le cadre de PROFIBUS & PROFINET Interna-tional, de nombreux constructeurs et uti-lisateurs finaux du secteur de la sécurité ont collaboré à l’élaboration de ce stan-dard ouvert et non-propriétaire.

En tant que partie intégrante de Safety Integrated, PROFINET avec PROFIsafe est certifié CEI 61508 (jusque SIL 3), CEI 62061 (jusque SIL 3), EN 954 (jusqu’à la catégorie 4), NFPA 79-2002, NFPA 85 ainsi que pour une utilisation jusque SIL 3 selon EN 62061. Les exigences les plus sévères de l’industrie manufacturière et de l’industrie des procédés sont ainsi satisfaites.

Pour la communication de sécurité, PROFINET utilise le profil PROFIsafe. PROFIsafe est le premier standard de communication à la norme de sécurité CEI 61508 qui autorise la communication standard et la communication de sécurité sur le même câble de bus. Les avantages : réduction considérable du coût de câblage et de la diversité des pièces. Le fait que PROFINET reprenne le profil PROFIsafe qui a déjà fait ses preuves pour PROFIBUS simplifie en outre l’extension des installations.

Communication de sécurité via PROFINET

Sécurité des personnes et des machines

Communication de sécurité S7

Communication IO Controller/IO Device

Communication IO Controller/IO Controller

1

2

1

2

1

Périphérique IO

Contrôleur IO

Coupleur PN/PN

Périphérique IO

Contrôleur IO

Mobile Panel277F IWLAN

IndustrialEthernet

PROFINET

SCALANCE W786-2RRVariateur

SINAMICS

Câblage






machines

Motion Control

24

Communication IO Controller/esclave I-DP1 Communication IO Controller/esclave DP2

1 2

Contrôleur IO

PROFIBUS

Contrôleur IO

IE/PB Link PN IO

Esclave I-DP Esclave DP Maître DP

Variateur SINAMICS

IndustrialEthernet

PROFINET

PROFINET offre les possibilités suivan-tes pour la communication de sécurité : • Communication entre contrôleurs IO

au-delà des limites du sous-réseau – par exemple entre CPU de sécurité par le biais de coupleurs PN/PN.

• Communication entre contrôleurs IO et périphériques IO dans le même sous-réseau (même sans fil) – par exemple entre CPU de sécurité et périphérie décentralisée SIMATIC ET 200 avec des modules de sécurité.

Protection contre de possibles erreursPour la communication de sécurité, PROFIsafe utilise la communication temps réel (RT) de PROFINET. Une CPU de sécuri-té et un appareil de terrain ou un entraî-nement de sécurité échangent ainsi non seulement les données utiles, mais aussi des informations d’état et de commande – sans recourir à un quelconque matériel supplémentaire.

La transmission de messages est exposée à différentes sources d’erreurs potentiel-les, telles que des erreurs d’adressage, des pertes de données, des retards, etc. PROFIsafe prévient ces erreurs par quatre mesures :

• numérotation continue des données PROFIsafe

• surveillance du temps• surveillance de l’authenticité par mots de

passe• sécurité CRC (Cyclic Redundancy Check)

optimisée

Les solutions existantes peuvent être complétées sans modification du câblage.

Les passerelles permettent la communication de sécurité entre PROFIBUS et PROFINET :• Communication entre contrôleurs IO

et esclave DP au-delà des limites du réseau – par exemple entre CPU de sécurité et périphérie décentralisée SIMATIC ET 200 avec modules de sécurité via IE / PB Link PN IO ou IWLAN / PB Link PN IO.

• Communication maître/esclave entre contrôleurs IO et esclave DP intelligent au-delà des limites du réseau – par exemple entre des CPU de sécurité via IE / PB Link PN IO ou IWLAN / PB Link PN IO.

Communication de sécurité entre PROFIBUS et PROFINET

Sécurité des personnes et des machines

25

Des produits qui facilitent vos applications avec PROFINET

Siemens offre une vaste palette de produits

destinés à PROFINET, qui regroupe les systèmes

d‘automatisation SIMATIC, SIMOTION et

SINUMERIK ainsi que des PC et des stations de

travail. Les appareils de terrain décentralisés

de la famille SIMATIC ET 200 se connectent

directement à PROFINET. Les appareils PROFIBUS

existants s’intègrent également dans une solution

PROFINET. Un vaste éventail de constituants de

réseau actifs et passifs, des produits de sécurité

pour la construction de réseaux Ethernet sûrs

dans l’industrie ainsi qu’une possibilité de

communication sans fil avec Industrial WLAN

viennent compléter la gamme.

26

PROFIBUS

AS-Interface

Contrôleur

Commutation

IHM

Sécurité des données

Contrôleur IOCommande numérique

Mobile Panel

Périphérie décentraliséePériphérie

décentralisée

Passerelle

RFID

Passerelle

IHM

Périphérie décentralisée

Motion Control & entraînements

Robot

Contrôleur embedded

IndustrialEthernet

PROFINET


PROFIsafe PROFIsafe

PROFIsafe


Interrupteurs de proximité

IO LinkMotion Control & entraînements

Sans fil

Sans fil

31

3 CPU standard : • CPU 315-2 PN / DP• CPU 317-2 PN / DP• CPU 319-3 PN / DP3 CPU de sécurité : • CPU 315F-2 PN / DP• CPU 317F-2 PN / DP• CPU 319F-3 PN / DP

2 CPU standard : • CPU 414-3 PN / DP• CPU 416-3 PN / DP1 CPU de sécurité :• CPU 416F-3 PN / DP

• SIMATIC S7-mEC RTX (HMI en option)

pour SIMATIC S7-300 :• CP 343-1 Lean• CP 343-1• CP 343-1 Advancedpour SIMATIC S7-400 :• CP 443-1• CP 443-1 Advancedpour SINUMERIK 840D solution line :• CP 343-1• CP 343-1 Advanced

Commutateurs (managés) :• SCALANCE X-200• SCALANCE X-200 IRT• SCALANCE X-300• SCALANCE X-400• Convertisseur de média

(non managé) :• SCALANCE X-100

SCALANCE X est la gamme de commutateurs Industrial Ethernet et de convertisseurs de média pour supports cuivre et fibre optique en degré de protection IP20, IP30 et IP65. Les commutateurs sont des constituants de réseau actifs qui supportent aussi bien la communication temps réel (RT) que la communication isochrone (IRT) pour des exigences élevées.

Les convertisseurs de média conviennentparfaitement pour le passage entre différents supports de transmission dans des structures de réseau.

SCALANCE X

Gamme

Description succincte Automate modulaire pour solutions système dans les applications d’entrée et de milieu de gamme dans le domaine de l‘automatisation manufacturière.

Famille de produits SIMATIC S7-300

Contrôleur modulaire pour solutions système dans les applications de milieu et de haut de gamme dans le domaine de l‘automatisation manufacturière et de l‘automatisation de processus.

SIMATIC S7-400

Gamme

Description succincte

Gamme de puissance :0,37 kW – 132 kW [G120]0,75 kW – 7,5 kW [G120D]

Variateurs en configuration centralisée (IP20 – G120) ou décentralisée (IP65 – G120D) équipés de plusieurs interfaces de communication (RS485, PROFIBUS, PROFINET), modulaires et dotés de fonctionnalités Safety Integrated. Point fort : la réinjection d’énergie dans le réseau (Efficient Infeed Technologie) – idéale pour économiser l’énergie et des composants supplémentaires.

Famille de produits SINAMICS G120 / G120D

Gamme de puissance :0,12 kW – 250 kW [entraînements CA]1,6 kW – 1200 kW [entraînements CC / CA]1,6 kW – 4500 kW [modules en armoire]

Système de variateurs modulaire et flexible pour applications monoaxe et multiaxes exigeantes avec contrôle vectoriel ou servo-contrôle, commande U / f, commande de positionnement et fonctionnalités Safety Integrated.

Liaison à PROFINET via la carte de communication CBE20 avec commutateur 4 ports intégré (entraînement CC/CA)

SINAMICS S120

Gamme de puissance :75 kW – 1500 kW [G130 / G150]75 kW – 1200 kW [S150]0.8 MW – 27 MW [GM150]5 MW – 30 MW [SM150]6 MW – 120 MW [GL150]

Variateurs de grande puissance, fiables, compacts, simples à utili-ser pour tous les niveaux de ten-sion, puissance et performances. SINAMICS G130/G150/GM150 et GL150 sont dédiés à des applica-tions sans récupération d’énergie (pompes, ventilatateurs, compres-seurs, extrudeuses, malaxeurs, broyeurs). SINAMICS S150 et SM150 pour applications exigean-tes avec récupération d’énergie (bancs d’essai, centrifugeuses, engins de levage, laminoirs, ma-chines d’extraction).

SINAMICS G130 / G150 / S150 / GM150 / GL150 /SM150

Contrôleur SIMATIC embedded avec E/S standard, interfaces PC standard et extensions PC. Le contrôleur intègre différentes fonctionnalités telles que la commande, la visualisation ainsi que des tâches PC dans un seul et même appareil.

SIMATIC S7-mEC

Processeurs de communication multiprotocoles pour la connexion directe de SIMATIC S7-400, S7-300 et/ou SINUMERIK 840D solution line à PROFINET / Industrial Ethernet. Ils déchargent la CPU de l’automate des tâches de communication, sont multiprotocoles et permettent l’intégration verticale.

Connexion système pour SIMATIC S7 et SINUMERIK

Systèmes d’automatisation

Contrôleurs

Variateurs

Entraînements

Constituants de réseaux actifs

Communication industrielle

• SIMOTION D410 PN• SIMOTION D425• SIMOTION D435• SIMOTION D445

• Microbox 427B-RTX• Microbox 427B-HMI / RTX• Panel PC 447B-HMI• Panel PC 447B-HMI / RTX

• SIMATIC WinAC RTX 2008 SIMATIC ET 200S :• IM 151-8 PN / DP CPU est basé

sur la CPU 314 et sur le standard PROFINET (PROFIBUS en option)

• IM 151-8F PN / DP CPU (variante de sécurité)

SIMATIC ET 200pro :• IM 154-8 CPU est basé sur la

CPU 315-2 PN / DP

• CP 1616• CP 1604• Kit de dév. DK CP 16xx PN IO• CP 1613 ou CP 1623 avec SOFTNET PN IO• PN CBA OPC server

t

FastConnect :• Connecteur IE FC RJ45• Connecteur IE FC M12 Plug PRO• Prise modulaire IE FC RJ45• Câble IE FC TPStructures de réseau optiques :• IE SC RJ POF et connecteur PCF Plug PRO• Fibre optique verre• Fibres optiques POF et PCF• Kits de terminaison FO POF / PCF

En plus du système FastConnect pour support cuivre – avec une offre étendue de câbles d’installation industriels, de boîtiers de raccordement, de connecteurs (RJ45, M12 et Push Pull), de câbles Patch – il existe aussi une vaste gamme de supports de transmission optiques.

FastConnect (FC) et technique de réseaux optique

Constituants de réseaux passifs

• IE / AS-i LINK PN IO

Passerelle entre Industrial Ethernet ou PROFINET et AS-Interface via link, automate ou PC. La configuration s’effectue au moyen de STEP 7.

vers AS-Interface

• Coupleur PN/PN

Le « coupleur PN/PN » est un module sur PROFINET permettant un couplage de données IO déterministe entre deux réseaux PROFINET, avec des moyens simples axés sur les fonctionnalités du coupleur DP/DP.

PROFINET vers PROFINET

SIMOTION D

Systèmes de Motion Control

Passerelles

Module de sécurité de base : • SCALANCE S602Modules de sécurité VPN :• SCALANCE S612• SCALANCE S613Software Security :• SOFTNET Security client

Modules de sécurité SCALANCE S dédiés à l’automatisation industrielle : pare-feu pour protéger contre l‘accès non autorisé, VPN (Virtual Private Network) pour l’authentification sûre et la transmission cryptée de données, possibilité d‘accès distant sécurisé (p. ex. par DSL via Internet). SOFTNET Security Client sécurise l‘accès des PC / ordinateurs portables à des auto-mates protégés par SCALANCE S.

SCALANCE S et Software Security

PROFINET IO :• Link IE/PB PN IO• Link IWLAN/PB PN IO pour la connexion sans fil via Industrial Wireless LAN PROFINET CBA :• IE/PB Link pour PROFINET CBA

Passerelles entre Industrial Ethernet ou PROFINET ou Industrial WLAN et PROFIBUS via link, automate ou PC pour la connexion filaire ou sans fil. La configuration s’effectue au moyen de STEP 7.

vers PROFIBUS

PC intégré pour montage sur rail DIN ou Panel PC intégré (tous deux sans ventilateur ni disque dur) avec Windows XP embedded préinstallé, API logiciel et/ou HMI.

Contrôleur SIMATIC S7 sous forme d’automate logiciel pour PC avec système d’exploitation Windows et extension temps réel.

SIMATIC WinACsoftware PLC

SIMATIC Microbox 427B / Panel PC 477B

IM 151-8(F) PN / DP CPU pour SIMATIC ET 200S : station de périphérie multifonctionnelle modulaire et finement granulaire, dotée d’une intelligence locale, avec degré de protection IP 20.

IM 154-8 CPU pour SIMATIC ET 200pro : petite station de périphérie multifonctionnelle dotée d’une intelligence locale, avec degré de protection IP65 / 67.

SIMATIC ET 200Coupleur avec CPU

Cartes de communication et logiciel pour la connexion de PG/PC à PROFINET et pour l’intégration verticale.

Connexion système pour PG / PC / logiciel

Sécurité des données

Système de Motion Control flexible et granulaire basé sur variateur. La fonctionnalité de Motion Control est directement intégrée dans le module de régulation du variateur SINAMICS S120. Connexion de SIMOTION D4x5 à PROFINET via carte de communication optionnelle CBE30 avec commutateur intégré 4 ports.

Modules client SCALANCE W-740 pour : • armoire (IP30)• montage zéro armoire (IP65)

Les modules client SCALANCE W-740 conviennent parfaitement pour le couplage d‘abonnés avec connexion PROFINET / Industrial Ethernet (p. ex. ET 200pro ou ET 200S) qui doivent être intégrés dans des réseaux sans fil IWLAN et dans l’environnement PROFINET.

SCALANCE W-740 Client Modules

1 coupleur pour PROFINET :• IM 154-4 PN HF

Système de périphérie très compact, robuste et performant, avec degré de protection IP 65/67 pour le montage zéro armoire. Coupleur avec connexion cuivre et switch 2 ports intégré. Technique d’entraînement intégrée (départ-moteur et variateur de fréquence).

SIMATIC ET 200pro

4 coupleurs pour PROFINET :• IM 151-3 PN• IM 151-3 PN HF• IM 151-3 PN FO • IM 151-3 PN HS

1 niveau de performances pour PROFINET :• SIMOTION P350

Système de Motion Control basé sur PC. Le système d’exploitation utilisé est Windows XP Professional avec une extension temps réel pour SIMOTION.Connexion à PROFINET via carte de communication optionnelle MCI-PN avec switch intégré 4 ports avec IRT.

SIMOTION P

SINUMERIK 840D sl : • NCU 720.2 PN • NCU 730.2 PN

Commande numérique CNC basée sur variateur pour la gamme moyenne à supérieure avec interface PROFINET intégrée. En liaison avec le SINAMICS S120, la commande impose une nouvelle référence en termes de granularité, de flexibilité et d’ouverture.

SINUMERIK solution line

CNC Systems

Système de périphérie multifonc-tionnel et granulaire, avec degré de protection IP20. Coupleur avec connexion cuivre ou FO et switch 2 ports intégré.Possibilité de communication standard et/ou de sécurité.

Technique d’entraînement inté -grée (départ-moteur et variateur de fréquence).

SIMATIC ET 200S


1 coupleur pour PROFINET :• IM 153-4 PN

3 Système de périphérie modulaire, avec degré de protection IP20 – la périphérie S7-300 à haute densité de voies. Coupleur avec connexion cuivre et switch 2 ports intégré.

SIMATIC ET 200M

Armoire (IP30) :• SCALANCE W-788Armoire, IP30 :• SCALANCE W-784Exigences climatiques élevées, IP65 :• SCALANCE W-786

Points d’accès IWLAN basés sur les standards actuels, avec un design robuste et des fonctions de sécurité intégrées. Fonctionnalités étendues (p. ex. réservation de bande passante et Rapid Roaming) pour la connexion performante d‘appareils de terrain à des automates.

Points d’accès SCALANCE W-780

• Câble IWLAN RCoax

Câble guide d’ondes à fente comme antenne spéciale pour points d‘accès SCALANCE W dans des endroits contraignants du point de vue radioélectrique.

Câble guide d’ondes à fentes

Capteurs pour la détection d’objets :• SIMATIC VS120Capteurs pour la lecture du code Data-Matrix :• SIMATIC VS130-2Caméra intelligente :• SIMATIC VS720A

Capteurs de vision intelligents pour la détection d’objets et le contrôle de forme (SIMATIC VS120) et la lecture de codes Data Matrix (SIMATIC VS130-2) ainsi que caméras intelligentes de la série VS720A / S pour l’inspection automatique, le contrôle qualité, la surveillance de la production ou l’identification de pièces. Ils peuvent s’utiliser comme périphéries IO sur PROFINET.

Machine Vision SIMATIC MV

• SIMATIC RF170C• SIMATIC RF180C

SIMATIC RF 170C est un module de communication pour connecter des systèmes RFID à PROFINET via la périphérie décentralisée SIMATIC ET 200pro. Le module de communication RF 180C permet la connexion directe à PROFINET. Les modules de communication conviennent pour les stations de lecture/écriture de tous les systèmes RFID. Tous intègrent la fonctionnalité PROFINET et comportent un commutateur 3 ports intégré pour la réalisation de structures en ligne et arborescentes.

Modules de communication SIMATIC RFID

Communication industrielle mobile

Sensorique

Sensorique

Kit de développement DK :• ERTEC 200• ERTEC 400Kit de développement DK :• ERTEC 200 PN IO• ERTEC 400 PN IOKit de développement pour périphériques IO PROFINET

Contrôleurs Ethernet ultraperformants avec commutateur temps réel intégré pour l’intégration de la communication en temps réel PROFINET (RT et IRT) : ERTEC 400 avec commutateur 4 ports intégré, ARM 946 RISC et interface PCI, et ERTEC 200 avec commutateur 2 ports intégré, ARM 946 RISC et kits de développement phys. intégrés à titre d’aide lors du développement de vos propres périphériques IO PROFINET – y compris matériel et logiciel (ERTEC).

ERTEC / Development Kits for ERTEC and PROFINET IO

• SIMATIC STEP 7 V5.4 SP4

Le logiciel de programmation le plus connu et le plus utilisé au niveau mondial en automatisation industrielle. Passage simple de PROFIBUS à PROFINET grâce à une ingénierie et à un diagnostic harmonisés.

SIMATIC STEP 7

• SIMATIC Panel PC 477B• SIMATIC Panel PC 677B

Conduite et supervision efficace de la machine en différentes classes de performances, en version tactile (TP) avec dalle tactile ou en version clavier (OP) avec clavier à membrane.

Panels SIMATIC

• SIMATIC Microbox PC 427B• SIMATIC Box PC 627B• SIMATIC Box PC 827B

Les Box PC SIMATIC sont des PC industriels particulièrement robustes et fiables, de forme compacte, pour un montage universel dans des machines, des boîtiers et des armoires de commande. Ils se distinguent par des performances élevées et un encombrement réduit ainsi que par leur modularité et leur facilité d’entretien. Tous intègrent la fonctionnalité PROFINET et comportent un commutateur 3 ports intégré pour la réalisation de structures en ligne et arborescentes.

Box PC

• SIMATIC Rack PC 847B

Le rack PC 847B SIMATIC est un PC industriel robuste et largement extensible au format 19“ (4 U). Il assure la pérennité des investissements grâce à une disponibilité à long terme ainsi qu’à un fonctionnement sûr en environnement industriel dans des conditions particulièrement sévères avec des contraintes élevées de poussière, de température et de chocs. Il intègre la fonctionnalité PROFINET et comporte un commutateur 3 ports intégré pour la réalisation de structures en ligne et arborescentes.

Rack PC

Industrial PCs Terminaux de dialogue d‘exploitation

• TP 177B• OP 177B• TP 277• OP 277• MP 277• MP 377

Conduite et supervision dans différentes classes de puissance sous forme de Touch Panels (TP) à écran tactile ou sous forme de pupitres opérateur (OP) avec clavier à membrane.

Les Multi Panels se distinguent notamment par leurs performances, leur ouverture et leur extensibilité. Ils permettent l‘intégration de plusieurs tâches d‘automatisation sur une même plate-forme.

SIMATIC Panels / Multi Panels

• Mobile Panel 177• Mobile Panel 277• Mobile Panel 277 IWLAN

(également avec fonction de sécurité)

Les pupitres portables permettent la conduite et supervision directement sur site, au contact visuel direct du processus. Safety Wireless offre des fonctions de sécurité (arrêt d’urgence et touche d‘assentiment) en tous points d’une machine ou d’une instal-lation – et ce sans fil grâce à Industrial WLAN.

Mobile Panels SIMATIC

• SIMOTION SCOUT V4.1

SIMOTION SCOUT est l’outil d’ingénierie pour le système de Motion Control SIMOTION. La configuration des appareils de terrain PROFINET s’effectue selon la méthode habituelle pour PROFIBUS.

SIMOTION SCOUT

• SIMATIC iMap V3.0 SP1

SIMATIC iMap est l’outil d’ingé-nierie pour Component Based Automation. Il facilite en outre la communication entre les machines. La communication ne s’effectue plus par programmation, mais par simple configuration.

SIMATIC iMap

• SINEMA E Lean• SINEMA E Standard

SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) est un outil logiciel permettant de concevoir, configurer, simuler et mesurer efficacement (Site Survey) des applications industrielles WLAN selon le standard 802.11 a / b / g / h en intérieur et en extérieur. Le réseau prévu et mesuré peut être intégralement documenté.

SINEMA E

Logiciels/Ingénierie

Outils d’ingénierie

Technologie

Constituants technologiques

De par sa modularité et sa granularité, le MSL est nettement plus flexible et productif – et donc plus évolutif – que des machines à enchaînement rigide et fonctionnant à la limite de leurs possibilités. Ce résultat est obtenu par une commande centrale via PROFINET – pour le transfert ultraperformant, sécurisé et en temps réel des données de commande, d’automatisation et de logistique.

Les avantagesL’usinage complet des pièces réduit les temps de préparation et les temps annexes au profit d’une productivité accrue. Le concept de commande centrale avec PROFINET permet de se passer du PC dans la machine. Autres avantages : une gestion centralisée des programmes et des pièces ainsi qu‘un système de séquençage optimal avec une disponibilité élevée de chaque machine-outil. De plus, cette architecture facilite les futures évolutions du système MLS. PROFIsafe procure une sécurité accrue de catégorie 3 permettant de se passer des relais de sécurité et de loger le montage dans une armoire compacte et bien ordonnée. Les variateurs SINAMICS S120 se distinguent par une plus faible dissipation de chaleur et par des caractéristiques d‘alimentation/récupération améliorées pour un encombrement plus réduit. La surface nécessaire est ainsi réduite de 20 % par rapport à des installations comparables. En d‘autres termes : une modularité et une graduabilité accrues au service d‘un concept de machines flexible.

Le cahier des chargesLa société Gebrüder Heller Maschinenfabrik GmbH est spécialisée dans les machines d‘usinage de métaux par enlèvement de copeaux. Pour ses clients du secteur automobile, l‘entreprise qui est présente dans le monde entier propose des solutions ultraflexibles, fiables et évolutives : des systèmes permettant de réaliser de manière économique toute la gamme encore indéfinie des pièces du futur et permettant de réagir avec une productivité élevée à des tailles de lots variables, le tout pour des coûts de cycle de vie réduits. Pour ce faire, Heller mise sur une mise en réseau cohérente avec PROFINET.

La solutionLe système Heller ModuleLineSystem (MLS) est un système de fabrication innovant, flexible et connecté en réseau. Il garantit le libre transport des pièces et des outils entre les modules d’usinage flexibles par des unités de type Mobile Handlings Units. Le MLS est doté d’un système d’automatisation innovant, un SIMATIC S7 de sécurité, un système de communication SIMATIC NET Wireless pour la commande centrale et SINUMERIK 840D sl sur les machines-outils. Cette solution permet de réaliser un usinage 5 faces complet des pièces et de réagir de manière flexible et économique aux modifications de la production.

Gebrüder Heller Maschinenfabrik GmbH –Machines-outils et systèmes de fabrication, Allemagne

Success stories

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Le cahier des chargesAvec 320 000 employés dans plus de 60 pays, Arcelor Mittal est le numéro un mondial de la sidérurgie. L‘entreprise – dont la création est prévue pour 2007 au terme de l’offre de reprise – regroupe les deux géants mondiaux de l‘acier : Arcelor et Mittal Steel. Arcelor Mittal est leader sur les prin-cipaux marchés mondiaux parmi lesquels l’automobile, le bâtiment, les appareils électroménagers et l‘industrie de l‘emballage. Arcelor Mittal est également en pointe dans le domaine de la recherche & développement et des technologies et dispose de stocks internes considérables de matières premières ainsi que d‘excellents réseaux commerciaux. Pour l‘une de ses usines en France, Arcelor Mittal a prévu la mise en œuvre d‘un système de transport économique qui se distingue par une sécurité et une fiabilité maximales, contribuant ainsi à réduire les coûts généraux de maintenance. Parmi les autres impératifs figuraient une installation et une mise en service rapides ainsi que la liaison avec le niveau MES.

La solutionL’intégrateur système 4IT chargé de la réalisation du projet a opté pour une solution sans fil de Siemens basée sur PROFINET. Deux ponts roulants automatisés et deux véhicules à guidage automatique (AGV) sont reliés sans fil à des constituants SCALANCE W. Les mobiles sont équipés de SIMATIC CPU 317-2 PN/DP comme contrôleurs IO et de SIMATIC ET 200S comme périphérie décentralisée – sans oublier des pupitres tactiles TP 170A pour la conduite et supervision sur place. Des commutateurs SCALANCE X-208 constituent l’infrastructure de réseau.

Les avantagesLa nouvelle solution s’avère satisfaisante à tout point de vue et contribue à une flexibilité et à une disponibilité maximales. L’extraordinaire fiabilité des composants IWLAN SCALANCE W a permis une installation et une mise en service rapides de la solution, dont la liaison au niveau de conduite et de gestion MES a pu être réalisée aisément grâce à l‘utilisation intégrée et cohérente d‘Ethernet. Les excellentes performances du système de transport ont motivé l’intégrateur système à travailler sur d’autres projets sur la base de la même technologie : PROFINET et IWLAN.

Arcelor –Sidérurgie, France

Xuzhou – Industrie du tabac, Chine

Le cahier des chargesFondée en 1939, la manufacture de tabac de Xuzhou située dans la pro-vince orientale de Jiangsu est l’une des plus grandes de Chine, avec une chiffre d’affaires de 1,7 milliards de RMB (125.120.428 $) et une produc-tion annuelle de 0,5 millions de cartouches de cigarettes. Le cigarettier souhaitait réaliser une solution d‘automatisation innovante offrant une plus grande flexibilité pour la fabrication d‘un nombre accru de variantes de produits. Parmi les autres exigences du client figuraient une traçabilité aisée des processus de production et une réduction globale des coûts de production.

La solutionLe client a opté pour la solution système modulaire avec PROFINET CBA (Component Based Automation) qui lui procure la souplesse de fabrication nécessaire. La solution de Siemens comprend plus de 10 CPU SIMATIC S7-400 avec les processeurs de communication SIMATIC NET CP 443-1 Advanced et plus de 60 stations périphériques SIMATIC ET 200S avec interface PROFINET intégrée. L’équipement comprend en outre des terminaux d‘exploitation avec WinCC sur la base de Panel PC SIMATIC et de CP 1616. Des commutateurs industriels SCALANCE X-400 forment l’épine dorsale du réseau.

Les avantagesGrâce à la réduction de la durée de fabrication, la nouvelle solution s‘est traduite par une réduction considérable des coûts. L’accroissement de la flexibilité système apportée par la conception modulaire de PROFINET CBA a permis une adaptation plus rapide de la production aux besoins du marché. Le système autorise en outre un enregistrement en temps réel des processus de production en cours.

Success stories

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Hennessy – Production et mise en bouteille de cognac, France

Le cahier des chargesLa ligne la plus importante dans l’usine d’embouteillage La Vignerie chez Hennessy est la « ligne 11 », la ligne automatisée pour la mise en bouteille du cognac VS et VSOP. La production automatisée de ces produits précieux impose une fiabilité absolue et une rapidité maximale lors du réglage des installations de production et lors du transfert des données au sein de l’installation. De plus, la fiabilité et la disponibilité des installations et des composants d’automatisation doivent être garanties à tout moment.

La solutionPour satisfaire à ces exigences élevées, le producteur de cognac a misé sur un réseau PROFINET redondant de Siemens avec des contrôleurs de la gamme SIMATIC S7-300. La qualité déterministe de PROFINET CBA (Component Based Automation) sur la base de la communication en temps réel PROFINET RT qui assure la liaison entre les automates de l’installation de production et ceux du convoyeur garantit ici la fiabilité et les performances optimales de l’installation. Et en ce qui concerne la rapidité : le dialogue entre chaque composant de la ligne 11 repose sur un échange de maximum 200 mots de données sur le réseau avec un temps de cycle garanti de 50 ms. Cette architecture autorise une liaison au réseau Ethernet de l’entreprise et donc l’intégration de différents modules du système de gestion SAP ERP de Hennessy. Tous les automates (SIMATIC S7-300 avec CPU 315-2 PN / DP) de la ligne composée de 3 tronçons et de 8 installations de production sont raccordés au réseau annulaire redondant PROFINET par le biais de commutateurs SCALANCE X204-2. Seul le premier entraînement de transport est équipé en plus du commutateur X202-2IRT qui gère la redondance de l’anneau et la guérison autonome de l’anneau en cas de besoin.

Les avantagesL’échange d’informations via PROFINET CBA est facile à réaliser. Les développeurs peuvent positionner, remplacer et interconnecter les composants logiciels par le biais de la fonction Glisser-déposer, d’où un gain de temps considérable lors de la phase de configuration ainsi qu’après coup, lors de l’établissement de la communication entre les automates. De plus, la solution adoptée par Hennessy garantit à la fois la fiabilité élevée requise et une efficacité accrue de l’installation.

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BMW – Industrie automobile, Munich

Le cahier des chargesChez BMW à Munich, il était temps de moderniser une ligne de presses, car la disponibilité des pièces de rechange n’était en partie plus garantie. Cette modernisation comprenait une transformation du système d’automatisation des stations d’amenage et le passage au système de Motion Control SIMOTION D avec des variateurs SINAMICS S120. Vu la complexité des processus de fabrication dans l’industrie automobile, une communication cohérente et standardisée est absolument indispensable dans les instal-lations pour garantir l’efficacité de la conduite, de la supervision, de l’optimisation, du diagnostic et de la maintenance de la production.

La solutionLa modernisation de la ligne de presses à Munich fait intervenir pour la première fois PROFINET aussi bien au niveau de terrain que dans le cadre de l’intégration horizontale. L’automatisation de la ligne de presse est désormais pilotée de manière décentralisée – et chaque groupe fonctionnel installé dis-pose de son propre automate. La communication cyclique au niveau de ter-rain est assurée par PROFINET avec RT (Real Time), et l’ancien bus de terrain a été remplacé. L’enchaînement des différentes CPU SIMOTION D445 de la ligne de presse est assuré par un faisceau PROFINET compatible IRT (Isochronous Real Time). Ceci garantit, d’une part, la synchronisation du cadencement des régulateurs de position de toutes les CPU, et d’autre part la coordination avec les systèmes d’amenage par le biais de la fonctionnalité SIMOTION «Synchro-nisme réparti». L’intégration horizontale sans hiatus est garantie. Le caractère ouvert du standard PROFINET permet une intégration simple des composants de la presse dépourvus de fonctionnalité PROFINET par le biais de coupleurs.

Les avantagesL’utilisation de PROFINET dans des solutions d’automatisation complexes comme chez BMW à Munich augmente la sécurité du processus global, ce qui se traduit par une plus grande efficacité, une productivité accrue et une capacité en hausse. L’utilisation du standard PROFINET permet à BMW – l’un des constructeurs automobiles les plus innovants au monde – de bénéficier dès aujourd’hui des avantages de demain en termes de productivité et de compétitivité.

CAMotion Inc. – Construction de machines, Etats-Unis

Le cahier des chargesL’intégrateur système américain dont le siège se trouve à Atlanta en Géorgie a réalisé pour l‘un de ses clients un réseau de commande de sécurité innovant pour de gros systèmes de grues suspendues robotisées – une solution inno-vante permettant une communication sans fil standard et de sécurité. De plus, le client attendait de la nouvelle solution une réduction des coûts par rapport aux approches classiques, un degré élevé de robustesse et de fia-bilité ainsi qu’une réduction maximale des risques. Autre aspect impor -tant : l’évolutivité. La solution doit pouvoir être complétée et adaptée aux exigences du moment avec un maximum de souplesse.

La solution CAMotion a opté – selon ses propres termes – pour la seule solution existante capable de satisfaire à ces exigences élevées : une combinaison d‘automates de sécurité Siemens qui sont reliés aux composants de sécurité utilisés par PROFINET avec le profil PROFIsafe. La solution utilise les CPU SIMATIC 315F-2 PN/DP (au sol) ainsi que la périphérie de sécurité SIMATIC ET 200S avec des modules de sécurité (sur la grue mobile). La base de la communication sans fil est assurée par des points d‘accès Industrial Wireless LAN SCALANCE W-788 ainsi que par des commutateurs Industrial Ethernet SCALANCE X-208. Les avantagesLa solution de CAMotion est un véritable jalon dans le secteur de l’automatisation : pour la première fois, la sécurité des personnes et des machines et la technologie sans fil sont réunies dans une même application. Le client est ravi à tous égards. Le fait qu’il suffise d’un seul réseau pour toutes les tâches a permis d’atteindre une réduction considérable des coûts. A la fois flexible, extensible et modulaire, cette solution fonctionne en outre avec une fiabilité sans failles depuis sa mise en service et se distingue par sa simplicité d‘entretien – notamment grâce aux possibilités de diagnostic et de maintenance conviviales et efficaces.

Success Stories

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Pour de plus amples informations

Informations complémentaires sur PROFINET :www.siemens.com/profinet

Informations sur PROFINET chez PROFIBUS & PROFINET International :www.profinet.com

Informations sur la technologie PROFINET :www.siemens.com/ertec

www.siemens.com/profinet

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90171 WS Profinet Technik frz€¦ · accès direct du niveau de gestion de l’entreprise jusqu’au niveau terrain, garantissant ainsi une intégration tant ... de l’entreprise