PROFIBUSLe multitalent de la communication dans l'industrie des procédés

Brochure · Avril 2008

PROFIBUS

www.siemens.com/profibus

© Siemens AG 2008

PROFIBUS2

Totally Integrated Automation

Avec Totally Integrated Automation (TIA), Siemens est le seul fabricant à proposer une base homogène permettant de réali-ser des solutions d'automatisation spécifiques à ses clients dans tous les secteurs des industries - de l'entrée jusqu'à la sor-tie des marchandises.

TIA se caractérise par une homogénéité unique en son genre.

La réduction des interfaces garantit une transparence maxi-male à tous les niveaux - du niveau de terrain à celui de la di-rection de l'entreprise, en passant par le niveau de commande de la production. Naturellement vous en profitez aussi tout au long du cycle de vie de votre installation - depuis la première étape de la planification. en passant par l'exploitation, jusqu'à la modernisation pour laquelle nous proposons, en évitant des interfaces inutiles, un haut niveau en termes de sécurité des investissements grâce à la cohérence dans le développement de nos produits et systèmes.

TotallyIntegratedAutomation

Control Level

Operations Level

Field Level

Management Level

SIMATIC HMIHuman Machine Interface

SINAMICS Drive Systems

SIMATIC ControllersModular/Embedded/PC-based

ERP – Enterprise Resource Planning

MES – Manufacturing Execution Systems

SIMOTIONMotion Control System

SIMATIC PCS 7Process Control (DCS)

SINUMERIKComputer Numeric Control

• Maintenance• Modernization and Upgrade

Industrial Software for

• Design and Engineering• Installation and Commissioning• Operation

SIMATIC NETIndustrialCommunication

SIMATIC Distributed I/OProcess Instrumentation

SIMATIC IT

AS-InterfacePROFIBUS PA

HART

Industrial Ethernet

Ethernet

Ethernet

IO-Link

SIMATIC Sensors

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PROFIBUS 3

L'homogénéité unique est une caractéristique définie dès le développement de nos produits et systèmes.

Le résultat : une interaction optimale de tous les composants - du contrôleur au système de conduite des processus, en pas-sant par la commande et le contrôle, ainsi que les entraîne-ments. Vous réduisez de cette manière la complexité de la so-lution d'automatisation de votre installation. Vous pouvez par exemple le constater dès l'ingénierie de la solution d'automa-tisation sous forme d'une réduction en matière de temps et de coûts, et en cours d'exploitation grâce aux fonctions de diag-nostic cohérentes de Totally Integrated Automation, qui vous permettent d'accroître la disponibilité de votre installation.

Table des matières

texte

PROFIBUS

PROFIBUS - Un bus de terrain cohérent pour l'ensemble des processus d'automatisation . . . . 4

Vos avantages avec PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

PROFIBUS - Solution efficace et pérenne . . . . . . . . . . . 8

Principes de fonctionnement

Caractéristiques générales et normes . . . . . . . . . . . . . 9

Versions PROFIBUS DP et PROFIBUS PA . . . . . . . . . . . 10

PROFIBUS dans les zones à atmosphère explosible . . 12

Communication sécurisée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Gestion des appareils avec GSD et EDD . . . . . . . . . . . 14

Interopérabilité et interchangeabilité. . . . . . . . . . . . . 15

Architecture de bus

Architecture PROFIBUS DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Architecture PROFIBUS PA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Caractéristiques techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Configuration et diagnostic

Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Temps de cycle PROFIBUS et méthode de calcul . . . . 24

Exemples d'applications

Norsk Hydro Energy – Plate-forme d'extraction pétrolière et de gaz, Norvège . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Bitburger – Brasserie, Allemagne . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS

Périphériques décentralisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Entraînements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Appareils de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Régulateurs industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Positionneurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Supervision des processus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Systèmes de pesage et de dosage . . . . . . . . . . . . . . . 34

Analyseurs de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Safety Integrated

TotallyIntegratedPower

SIRIUS Industrial ControlsSENTRON Switching DevicesSIMOCODE pro MotorManagement System

SIMATIC WinCCSCADA-System

KNX/EIB GAMMA instabus

PROFIBUS

AS-Interface

Industrial Ethernet

PROFINET

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PROFIBUS4

PROFIBUSUn bus de terrain cohérent pour l'ensemble des processus d'automatisation

Identification Contrôle

Transport

LOGISTIQUE AMONT

Commande · Système de conduite des procédés

Les principaux appareils PROFIBUS :• Systèmes de traitement des

images (SIMATIC Machine Vision)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC ET 200)• Actionneurs de vannes (SIPART PS)

Les principaux appareils PROFIBUS :• Départs-moteurs (SIMOCODE,

SIRIUS)• Entraînements (SINAMICS)• Systèmes dynamiques de pesage/

Bascules intégratrices

Les principaux appareils PROFIBUS :• Terminaux (SIMATIC HMI)• Lecteurs de code-barres + ID

(MOBY)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC ET 200)

Exigences spécifiques réseau bus de terrain : haute vitesse, temps réel, communication déterministe : PROFIBUS DP

Mélange

PROCESSUS PRIMAIRE

Réaction

Les principaux appareils PROFIBUS :• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC ET 200)• Indicateurs de niveau, pression,

température (SITRANS L, P, T)• Analyseurs (ULTRAMAT, LDS6)• Chromatographes en phase gaz. (Maxum)

Les principaux appareils PROFIBUS :• Indicateurs de débit, niveau, pression,

température (SITRANS F, L, P, T)• Système de pesage (SIWAREX)• Départs-moteurs (SIMOCODE, SIRIUS)

Exigences spécifiques réseau bus de terrain : haute vitesse, grandes quantités de données, redondance : PROFIBUS DP et appareils 2 fils, exploitation en zone Ex : PROFIBUS PA

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PROFIBUS 5

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

Conditionnement/Remplissage

PROCESSUS SECONDAIRE

Triage

Les principaux appareils PROFIBUS :• Entraînements (SINAMICS,

technologie SIMATIC, SIMOTION)• Systèmes de sécurité

(Systèmes F SIMATIC)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC ET 200)

Les principaux appareils PROFIBUS :• Débitmètres (SITRANS L)• Appareils de mesure de niveau

(SITRANS L)• Départs-moteurs (SIMOCODE, SIRIUS)

Exigences spécifiques réseau bus de terrain :haute vitesse, temps réel, communication déterministe : PROFIBUS DP

Commande des processus• DCS : SIMATIC PCS 7• PLC : SIMATIC S7-300, S7-400• Paramétrage, gestion des installations (SIMATIC PDM)

LOGISTIQUE AVAL

IdentificationTransport

Stockage

Exigences spécifiques réseau bus de terrain : Haute vitesse, temps réel, communication déterministe : PROFIBUS DP

Les principaux appareils PROFIBUS :• Lecteurs de code-barres + ID

(MOBY)• Terminaux (SIMATIC HMI)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC�ET�200)

Les principaux appareils PROFIBUS :• Entraînements (SINAMICS)• Départs-moteurs (SIMOCODE,

SIRIUS)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC�ET�200)

Les principaux appareils PROFIBUS :• Indicateurs de pression

température (SITRANS�P,�T)• Appareils de mesure de niveau

(SITRANS�L)• Stations périphériques

décentralisées (SIMATIC�ET�200)

Réalisé avec :

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PROFIBUS6

Réduisez vos Total Cost of Ownership –par intégration du bus de terrain haute souplesse d'utilisation satisfaisant à toutes les exigences de l'industrie des procédés

En productique industrielle les processus sont très fréquem-ment "hybrides". Les activités telles que réagir, mélanger et trier caractérisent les processus technologiques primaires (Primary Processes) qui sont combinés avec les applications discrètes des processus secondaires (Secondary Processes), la logistique amont (Inbound) ou la logistique aval (Outbound). Typiques pour ces applications productiques sont les activités concernant, entre autres, l'identification, le transport, le con-trôle, le remplissage, le conditionnement ou le stockage.

Les exigences relatives au bus de terrain sont dans ce contexte extrêmement variables. Pour l'automatisation des très nom-breux processus de production effectués dans des environne-ments agressifs, dangereux pour la santé ou en zones explosi-bles, l'intégration directe d'appareillages sécurité intrinsèque s'avère prioritaire, notamment en ce qui concerne leur alimen-tation via le vecteur de communication et l'importance du vo-lume d'informations communiquées. Les tâches prioritaires des applications productiques sont la vitesse d'exécution et le déterminisme.

Le PROFIBUS est actuellement le seul bus de terrain existant sur le marché mondial capable de satisfaire toutes ces exigen-ces. Grâce à ses techniques de transmission combinées, au profil de communication standardisé et aux profils d'applica-tions additionnels adaptés aux fonctionnalités typiques des appareillages (par ex. PA Devices, PROFIdrive ou PROFIsafe), il est seul à même d'associer de manière cohérente les proces-sus de l'industrie de production et manufacturière. D'autres profils d'applications offrent la possibilité d'intégrer sans diffi-culté les installations préexistantes pourvues d'appareils à sor-tie 4 à 20 mA et appareils de terrain HART qui garantissent la sécurisation corrélative des investissements à long terme.

Une telle homogénéité de l'architecture de bus de terrain présente de très importants avantages économiques. Soit, notamment, les faibles coûts de configuration, montage et câblage, mais aussi de planification, d'ingénierie, de mise en service et de test ainsi que de documentation et de formation du personnel.

Cependant, plus importantes encore sont les économies de coûts durables qui peuvent résulter d'une efficace gestion des équipements (Asset Management) dans le cadre de la mainte-nance et de l'exploitation à long terme.

"Les utilisateurs intervenant dans les secteurs hybrides tels que la chimie, la pharmacie ou l'agro-alimentaire, profitent des capacités exceptionnelles d'un système PROFIBUS, garantissant une intégration exempte de problèmes associant les appareillages de gestion des procédés (par ex. transmetteurs de pression et débit-mètres) et les composants discrets (par ex. entraîne-ments et capteurs)."

Rapport ARC"The Value Proposition of PROFIBUS in the Hybrid Industries"

ARC Advisory Group, Dedham/MA, USA

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PROFIBUS 7

PROFIBUS – Vos avantages

Réduction des coûts

■ Minimisation du Total Cost of Ownership grâce à la communication cohérente sur bus de terrain : – Pour tous les secteurs des industries manufactu-

rières, des procédés et des hybrides– Dans tous les domaines du processus de produc-

tion– Sur l'ensemble du cycle de vie d'une installation

■ Allégement des travaux d'étude et d'ingénierie et réduction des frais de mise en service par comparai-son avec la transmission des signaux conventionnelle via les liaisons point-à-point parallèles

■ La connexion directe des appareils de procédés, notamment en zone Ex, permet de réduire le câblage ainsi que le matériel nécessaire pour l'assignation, la distribution, l'alimentation et le montage

■ Safety Integrated System avec communication PROFI-BUS sécurisée comme alternative faibles coûts en remplacement des systèmes de sécurité séparés

■ Configuration des installations optimisée au niveau des coûts garantissant une disponibilité élevée et une sécurité grâce à la redondance modulaire flexible

■ Gestion des équipements (Asset Management) avec prévision du temps résiduel et planification de la maintenance préventive

Disponibilité et performances accrues

■ Redondance et diagnostic en ligne poussé

■ Paramétrage centralisé et entretien proactif avec sys-tèmes/outils de gestion haute efficacité

■ Sans nécessité de calibrage des appareils de terrain à intervalles réguliers

■ Communication rapide et fiable avec haute précision de mesure

Evolutivité et sécurité des investissements

■ La plus grande base installée dans le monde dispo-sant de plus de 23 millions de nœuds PROFIBUS, dont 3,3 millions dans l'industrie des procédés

■ Interopérabilité et interchangeabilité avec une gamme dépassant 2 500 appareils de plus de 1 400 de fournisseurs/fabricants intervenant dans le monde entier

■ Coexistence d'appareillages simples et complexes par exploitation de protocoles standardisés et de profils d'applications additionnels pour fonctionnalités spé-cifiques (par ex. PROFIdrive pour entraînements, Ident pour lecteurs de code-barres ou PA Devices pour appareillages de gestion des procédés)

■ Evolutivité et compatibilité garantie des perfection-nements ultérieurs

■ Les appareils conventionnels à sorties 4 ... 20 mA et appareils de terrain HART sont intégrables sans diffi-culté

■ Acceptance internationale par exploitation de tech-nologies conformes CEI et ISO

■ Support tous pays par PROFIBUS International avec – 25 organisations régionales– 36 centres de compétences– 10 laboratoires de test– 12 centres de formation

Sécurité des personnes et des machines

■ Intégration exempte de problèmes de la communica-tion de sécurité avec PROFIsafe en remplacement d'un bus de sécurité séparé

■ Grand contenu informatif et communication bidirec-tionnelle permettant un diagnostic élargi plus précis pour accélérer la localisation et l'élimination des défauts

Simplicité d'installation

■ Les appareils certifiés FISCO permettent les raccorde-ments "Plug and Play" en zone Ex. Les complexes cal-culs d'établissement de la sécurité intrinsèque ne sont pas indispensables.

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PROFIBUS8

PROFIBUS - Solution efficace et pérenne

Grâce à sa technologie avancée, régie par la normalisation in-ternationale, PROFIBUS s'est établi comme le leader mondial des bus de terrain. Cette technologie se distingue par

• L'utilisation de standards ouverts• Sa compatibilité• Son universalité• La flexibilité de son évolutivité et• Son extrême fiabilité

PROFIBUS est ainsi la base la plus répandue dans le monde avec plus de 23 millions de nœuds installés, dont 3,3 millions dans l'industrie des procédés avec une part d'environ 630 000 nœuds PROFIBUS PA (situation fin 2007).

PROFIsafe qui permet de transmettre des données de sécurité et de commande sur un même câble bus, s'est également im-posé sur le marché où il confirme sa position de leader des do-maines de l'automatisation des processus et de la fabrication. Depuis l'introduction de la technologie PROFIsafe en 1999, plus de 230 000 nœuds PROFIsafe ont déjà été livrés jusqu'à fin 2006.

Tous les grands constructeurs supportent le standard PROFIBUS avec plus de 2 500 prestations et produits.

Nœuds PROFIBUS installés

Plus de 1 400 constructeurs et utilisateurs parmi lesquels figu-rent des leaders mondiaux de la fourniture de produits et de systèmes se sont regroupés au sein de la plus grande organi-sation internationale d'utilisateurs de bus de terrain du monde : PROFIBUS International (PI). Cette puissante organisation mondiale œuvre à la propagation et au développement per-manent du PROFIBUS et soutient ses membres sur tous les continents par un réseau de :

• 25 organisations PROFIBUS régionales dans 24 pays• 36 centres de compétences PROFIBUS dans 21 pays• 10 laboratoires de tests • 12 centres de formation dans 8 pays

Une multitude d'informations est mise à disposition par PROFIBUS International sur le site Internet www.profibus.com.

Totally Integrated Automation avec PROFIBUS

Moyen de communication pour le niveau terrain, PROFIBUS est un élément essentiel de Totally Integrated Automation (TIA). Cette base unique en son genre de Siemens convient à l'automatisation cohérente dans tous les secteurs des indus-tries de la fabrication, des procédés ou hybrides ; ceci de l'entrée jusqu'à la sortie des marchandises et sur l'ensemble du cycle de vie d'une installation.

Dans la TIA, l'évolutivité et la sécurité des investissements sont garanties par la compatibilité des perfectionnements.

Communication de terrain via PROFIBUS

1990

1994

2000

2004

2007

5 M

20 M

15 M

10 M

temps

Source: PROFIBUS International

Cycle de vie du système de production

Étude etconcep-

tion

Installa-tion et mise enservice

Mainte-nance

Moderni-sation

Produc-tion

Processus de production

Processus primaireLogistique

amontProcessus secondaire

Logistique aval

Éner

gie

Raf

finer

ies

Eau

Chi

mie

Pétro

le &

Gaz

Cel

lulo

se &

Pap

ier

Mét

aux

& M

ines

Phar

mac

eutiq

ue

Agro

-alim

enta

ire

Auto

mob

ile

Élec

troni

que

Cim

ent &

Ver

re

Industries

Secteurs

ManufacturièreProcédés Hybride

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Principes de fonctionnement 9

Principes de fonctionnementCaractéristiques générales et normes

Intégration système et spécifications

Dans l'industrie des procédés, la transmission conventionnelle des signaux entre les capteurs/actionneurs et les modules d'entrées/sorties du système de contrôle-commande est réali-sée par des liaisons point-à-point parallèles à fil en cuivre. Les signaux analogiques sont généralement transmis avec un ni-veau de 4 à 20 mA.

Contrairement à cette technique, les systèmes de bus de ter-rain tels que le PROFIBUS permettent une communication nu-mérique entre le système d'automatisation (contrôleur) et les appareils de terrain via un seul câble de bus série. En principe, cette communication se caractérise par la transmission cycli-que des données process et par la transmission acyclique des alarmes, des paramètres et des données de diagnostic.

La réduction des frais de câblage et du matériel d'entrée et de sortie qui en découle implique de notables économies poten-tielles. L'importance accrue du volume d'informations résul-tant de la transmission numérique des données génère un significatif avantage de coûts s'appliquant à l'exploitation et l'entretien des installations grâce :

• à la communication bidirectionnelle (transmission de la consigne et relecture de la position actuelle de la vanne)

• aux informations de diagnostic détaillées destinées au module de gestion des équipements (Asset Management)

• à la très haute précision (résolution 32 bits)

Le PROFIBUS est simple, robuste et fiable, se prête à une extension en ligne et au déploiement aussi bien dans des environnements standard que dans des zones à atmosphère explosible.

Outre ces particularités, l'automatisation des processus est ré-gie par l'ensemble des fonctions PROFIBUS suivantes :

• Intégration des appareils HART déjà installés• Redondance• Communication sécurisée avec PROFIsafe• Synchronisation horaire• Horodatage

PROFIBUS est un bus de terrain universel et ouvert assurant

• la communication rapide avec les périphériques décentrali-sés et intelligents (PROFIBUS à physique DP)

• la communication et l'alimentation simultanée des trans-metteurs et actionneurs (PROFIBUS à physique PA)

Grâce à sa modularité, à ses techniques de transmission complémentaires, au protocole standardisé et à une multitude de profils d'applications spécifiques basés sur ce protocole (par ex. PA Devices, PROFIsafe, PROFIdrive, Remote I/O pour PA, systèmes d'identification et de pesage/dosage), le PROFIBUS est le seul bus de terrain utilisable aussi bien dans l'industrie des procédés que dans l'industrie manufacturière.

Normalisation internationale

La standardisation de PROFIBUS a commencé en 1991 par la norme allemande DIN 19245 et a été poursuivie dès 1996 par la norme européenne EN 50170. Depuis 1999, le PROFIBUS est labellisé par les normes internationales CEI 61158 et 61784.

Comparaison entre la transmission conventionnelle des signaux et la configuration PROFIBUS

PROFIBUS

PROFIBUS

Sous-répartiteur

Entraînements Instrumentation Système de gestion moteur Ex-Remote I/O

Répartiteur de connexions

Séparateur Ex

Armoire d'automatismeSystème conventionnel

Armoire d'automatisme

PROFIBUS PA(Non Ex)

PROFIBUS PA(Ex)

Armoire de périphérie décentralisée

Link DP/PA

Remote I/O

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Principes de fonctionnement10

Versions PROFIBUS DP et PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Le PROFIBUS DP, conçu pour de hautes vitesses de transmis-sion des données (jusqu'à 12 Mbits/s) et des temps de réaction ultrarapides (jusqu'à 1 ms), est parfaitement adapté pour la commande directe :

• des appareils de terrain intelligents, tels que départs-mo-teurs, entraînements, analyseurs, régulateurs industriels ou consoles

• des périphériques décentralisés : Remote I/O telles que ET 200M, ET 200iSP ou ET 200S

La combinaison des mécanismes de communication standard de PROFIBUS et d'un profil HART spécial, représentant le mo-dèle client-maître-serveur de HART sur PROFIBUS, permet d'in-tégrer un grand nombre d'appareils de terrain HART dans les réseaux de communication PROFIBUS DP existants ou nou-veaux.

Techniques de transmission PROFIBUS

Communication déterministe par PROFIBUS

L'avantage réside dans l'utilisation d'un seul câble de bus assu-rant la communication PROFIBUS proprement dite et la com-munication HART avec les périphériques décentralisés.

Techniques de transmissionConformément à CEI 61158 et CEI 61784, PROFIBUS DP est réalisable avec les techniques de transmission suivantes :

• RS 485Technique de transmission électrique simple et pratique à base d'un câble bifilaire blindé.La configuration du réseau cuivre PROFIBUS peut être li-néaire ou arborescente.

• RS 485-iSTechnique de transmission électrique sécurité intrinsèque réalisée par un câble bifilaire blindé pour une vitesse de transmission de 1,5 Mbit/s en zone Ex 1.Découplage de RS 485 et RS 485-iS par transmetteur-sépa-rateur (coupleur RS 485-iS).

• Fiber OpticTechnique de transmission optique par fibres optiques en verre ou en matière plastique pour une transmission rapide de grandes quantités de données dans des environne-ments fortement perturbés ou sur des grandes distances.Les modules OLM (Optical Link Modules) permettent la réa-lisation d'un réseau optique de structure linéaire, en an-neau ou en étoile. La structure en anneau garantit automa-tiquement la tolérance aux perturbations par rupture de câble. La distance entre deux OLM peut atteindre 15 km. L'étendue globale du réseau n'est quasiment limitée que par les temps de propagation, la transmission optique étant réalisée quasiment sans pertes.

Communication déterministe via réseau busLa communication déterministe suivant le principe maître-esclave, l'une des caractéristiques du PROFIBUS, garantit en permanence la réponse temporelle configurée pour le bus et les temps de réaction définis pour les participants sur le bus. Elle se distingue par :

• une transmission cyclique des données spécifiques proces-sus

• une transmission acyclique des données de configuration, d'alarme et de diagnostic

La fenêtre de temps de la communication acyclique est auto-matiquement prise en considération pour la configuration. Si la quantité de données dépasse cette fenêtre de temps, la communication avec un participant se répartit sur plusieurs cycles.

PROFIBUS DP (RS 485-iS)

PROFIBUS PA (MBP)

PROFIBUS DP (RS 485)

OLM OLM

Industrial Ethernet

Coupleur RS 485-iS

Grande distance avec de la fibre optique

Link DP/PA

Contrôleur

Sépar. ATEX + répéteur

t

1 2 3 4 1 2

lecture variables process,

écriture variables modifiées

paramétrage,diagnostic

étendu

acyclique cyclique cyclique

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Principes de fonctionnement 11

Version redondante du PROFIBUS DP

RedondanceEn option, PROFIBUS DP est réalisable sous forme redondante. Les périphériques décentralisés sont dans ce cas connectés par deux coupleurs à deux lignes PROFIBUS DP redondantes d'un système d'automatisation à haute disponibilité, tandis que les appareils de terrain intelligents sont connectés au PROFIBUS PA par un DP/PA Link redondant à deux coupleurs. Grâce à un Y-Link, il est possible de faire fonctionner des appa-reils PROFIBUS DP non redondants sur un PROFIBUS DP redon-dant.

PROFIBUS PA

Dans l'industrie des procédés, l'utilisation du PROFIBUS PA qui permet simultanément la transmission numérique des don-nées et l'alimentation en énergie des appareils de terrain par un câble bifilaire et la technique de transmission MBP (Man-chester Coded ; Bus Powered) selon CEI 61158 est optimale pour intégrer directement des appareils tels que les action-neurs pneumatiques, les électrovannes ou les capteurs de me-sure et d'analyse jusqu'en zone Ex 0 ou 1.

Malgré la vitesse de transmission relativement faible de 31,25 kbits/s, le temps de communication type d'un transmet-teur n'est que d'environ 10 ms. Il est donc possible de réaliser presque toutes les applications types de l'industrie des procé-dés, même lorsque les installations sont très étendues.

Le PROFIBUS PA est réalisable en topologie linéaire, arbores-cente ou en anneau avec des câbles en antenne de grande longueur (jusqu'à 120 m). L'alimentation et l'adaptation de la vitesse de transmission du PROFIBUS DP vers le PROFIBUS PA est assurée par des coupleurs DP/PA ou des liens DP/PA.

Points forts PROFIBUS DP

■ Protocole de communication PROFIBUS DP

■ Version PROFIBUS pour des grandes vitesses de trans-mission de données (jusqu'à 12 Mbits/s) et des temps de réaction brefs

■ Pour la commande directe : – Des appareils de terrain intelligents, tels que

départs-moteurs, entraînements, analyseurs, régulateurs industriels ou consoles

– Stations périphériques décentralisées (Remote I/O), telles que ET 200M, ET 200iSP, ET 200S

■ Utilisation redondante en option

■ Ligne bifilaire en cuivre pour réseaux jusqu'à 10 km maximum (RS 485 jusqu'en zone Ex 2, RS 485-iS jusqu'en Zone Ex 1)

■ Fiber Optic pour réseaux optiques à grande distance insensibles aux perturbations (> 15 km), jusqu'en zone Ex 1

ET 200M

ET 200M

ET 200iSP

ET 200MPROFIsafe

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Système d’automatisation à haute disponibilité

Link DP/PA redondant

Link Y

Appareillages PROFIBUS DP à connexion non redondante sur PROFIBUS DP redondant

Capteur/actionneur

Points forts PROFIBUS PA

■ Protocole de communication PROFIBUS DP

■ Possibilité de transmission numérique des données et d'alimentation en énergie des appareils de terrain par un câble bifilaire et la technique de transmission MBP

■ Solution optimale pour l'intégration directe des actionneurs pneumatiques, des électrovannes et des capteurs de mesure et d'analyse dans les environne-ments jusqu'en zone Ex 0 ou 1

■ Réalisable dans une topologie linéaire, arborescente ou en anneau avec des segments de câbles d'une lon-gueur jusqu'à 1 900 m

■ Des structures en anneau permettent d'effectuer des modifications en cours d'exploitation et d'isoler auto-matiquement les parties de segments défectueuses

■ Réalisation de temps de communication brefs (temps type d'env. 10 ms pour les transmetteurs)

■ L'utilisation de composants certifiés d'après le modèle FISCO autorise :– Une simplification considérable de la configura-

tion– La renonciation aux calculs du circuit en zone à

atmosphère explosible– La maximisation du nombre d'appareils exploita-

bles

■ Interchangeabilité des appareils de terrain des diffé-rents constructeurs

■ Barrières de sécurité Ex permettant n'augmenter net-tement la longueur des câbles et le nombre d'appa-reils connectés par segment de bus dans les zones à atmosphère explosible

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Principes de fonctionnement12

PROFIBUS dans les zones à atmosphère explosible

Vue d'ensemble de l'exploitation du PROFIBUS dans les zones à atmosphère explosible résultant des concentrations de gaz ou de poussières

1) Atmosphère chargée en poussières : installation obligatoire des composants dans un boîtier degré de protection IP6x2) Avec bloc d'alimentation standard 10 A CC3) Conforme FM/UL Classe I Division 2

PROFIBUS dans les zones Ex

L'utilisation du PROFIBUS dans les zones Ex requiert des adap-tations physiques. Par contre, le protocole PROFIBUS est iden-tique dans tous les environnements. Grâce à la technique de transmission cuivre RS 485 ou optique, le PROFIBUS DP stan-dard est installable jusqu'en zone Ex 2. L'emploi d'un trans-metteur-séparateur (coupleur RS 485-iS) et de la technique de transmission RS 485-iS permet de prolonger le PROFIBUS DP jusqu'en zone Ex 1 comme bus de terrain sécurité intrinsèque. La spécification du PROFIBUS DP sécurité intrinsèque corres-pond au mode de protection EEx(ib).

Le PROFIBUS PA est découplé du PROFIBUS DP par un DP/PA Link pour atmosphère explosible. Le PROFIBUS PA sécurité in-trinsèque qui est connecté à la sortie du coupleur DP/PA est ainsi disponible pour les capteurs et les actionneurs dans les zones explosibles 0 ou 1. Il répond aux exigences des modes de protection pour atmosphère explosible EEx(ia) et EEx(ib).

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

S7-400 ET 200S SIMOCODE pro

ET 200iSP

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA1)

1)

1)

ET 200M1)

1)2)

1) 3)

Ex e, Ex d Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

Zone 2 Zone 1 Zone 0

Classe I Zone 2 Classe I Zone 1 Classe I Zone 0

Zone 22 Zone 21 Zone 20

Classe II Zone 2 Classe II Zone 1 Classe II Zone 0POUSSIERES

GAZ

Système de conduite des procédés

Transmetteur-séparateur de bus de terrain

Zones à atmosphère explosible

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

Link DP/PA

Actionneurs/Capteurs

Actionneurs/Capteurs

Comparaison des zones et des classes/divisions

Normes NEC 505 NEC 500

Atmosphère

Gaz, vapeurs Zone 0

Zone 1

Classe I, Division 1

Zone 2 Classe I, Division 2

Poussières Zone 20Zone 21

Classe II, Division 1

Zone 22 Classe II, Division 2

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Principes de fonctionnement 13

Communication sécurisée

Modèle FISCO

La conception ou la modification du PROFIBUS PA en zone à at-mosphère explosible n'exige pas de calculs détaillés des cir-cuits Ex si les composants impliqués (coupleur Ex, ligne, appa-reils de terrain, terminaison de bus) sont certifiés par un servi-ce d'homologation, par exemple PTB ou UL, conformément au modèle FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept). Il en résulte une réduction considérable des frais d'étude et de mise en service. Même l'ajout ou le retrait d'appareils n'exige aucun calcul.

Un réseau satisfait aux exigences de sécurité intrinsèque du modèle FISCO si les composants indiqués respectent les va-leurs limites imposées pour la tension, le courant, la puissan-ce, l'inductance et la capacité. L'utilisation de composants ho-mologués suivant le modèle FISCO, par ex. des coupleurs DP/PA pour zone Ex et les appareils de terrain PA de Siemens, permet de maximiser le nombre d'appareils connectés à une li-gne et d'augmenter la variabilité inter-constructeurs pour le remplacement d'appareils ou l'extension de l'installation.

Communication sécurisée avec PROFIsafe

PROFIsafe est un profil qui réalise la communication PROFIBUS sécurisée entre

• les appareils de sécurité sur le terrain et • les applications de sécurité qui se déroulent dans les systè-

mes d'automatisation jusqu'à - KAT4 selon EN954- AK6 ou SIL3 selon CEI 61508.

Le profil PROFIsafe est implémenté comme couche logicielle supplémentaire dans les appareils/systèmes sans modifier les mécanismes de communication standard de PROFIBUS. Les composants standard assurant la communication des deux participants PROFIsafe sont donc utilisables sans modification (par ex. modules de communication, connecteurs, câbles, etc.).

Les données standard et sécurisées sont transmises sur le même câble de bus avec PROFIsafe. Une communication exempte de collisions est possi-ble via un système de bus grâce à des composants réseau indépendants des substances.

De plus, les appareils PROFIsafe s'utilisent sans restriction sur le PROFIBUS avec des appareils standard, sous forme redon-dante en option. L'utilisation de PROFIsafe est également pos-sible en sécurité intrinsèque.

PROFIsafe détecte une multitude d'erreurs possibles lors de la communication série via réseau bus, telles que les

• retards• pertes• répétitions ou falsifications des données• ordres d'exécution erronés• erreurs d'adressage

PROFIsafe corrige ces erreurs par :

• la numération continue des télégrammes de sécurité• un temps d'enveloppe pour les télégrammes entrants et

leur acquittement• l'identification entre l'émetteur et le récepteur• une sécurisation supplémentaire des données (Cyclic

Redundancy Check)

Le protocole PROFIsafe V2 assiste la communication fiable pour les bus standard ouverts - qu'il s'agisse du le PROFIBUS DP éprouvé ou du PROFINET IO.

Données de sécurité

Protocole de bus standard

Protocole de bus standard

Couche PROFIsafe

Couche PROFIsafe

Données de sécurité

Données standard

Données standard

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Principes de fonctionnement14

Gestion des appareils avec GSD et EDD

Ingénierie avec GSD et EDD

Ingénierie efficace avec GSD et EDD

L'intelligence des appareils de terrain et des périphériques dé-centralisés a énormément augmenté. Aujourd'hui, les fonc-tions et les informations de ces appareils atteignent une am-pleur qui n'était égalée autrefois que par les contrôleurs.

Pour communiquer entre eux, les outils (par ex. SIMATIC PDM) utilisés pour l'ingénierie, le paramétrage, la mise en service, le diagnostic, la gestion des équipements (Asset Management) ainsi que la maintenance et les contrôleurs de niveau supé-rieur nécessitent une description exacte et complète des don-nées et des fonctions spécifiques de chaque appareil, qui com-prend par exemple :

• le type de fonction d'application• les paramètres de configuration• les unités de mesure• les valeurs limites et les valeurs par défaut• les plage de valeurs

Cette description est fournie par le constructeur de l'appareil sous forme :

• de fichier GSD destiné à l'échange cyclique des données entre le maître et les esclaves du PROFIBUS ou

• de description EDD (Electronic Device Description) conte-nant les caractéristiques normalisées et spécifiques du constructeur pour l'échange acyclique des données de paramétrage, de diagnostic et de contrôle des mesures.

Exemple de ficher GSD

Fichier GSDGSD est un fichier texte ASCII dans lequel les caractéristiques de communication générales et spécifiques de l'appareil PROFIBUS sont décrites par des mots clés obligatoires et optionnels. Les numéros d'identification du constructeur et du profil accroissent la sécurité de configuration et facilitent l'in-terchangeabilité des appareils.

Le fichier GSD décrit tous les paramètres importants pour la communication cyclique.

Description EDD (Electronic Device Description)Pour la réalisation des tâches à base de communication acycli-que, la description EDD établie par le constructeur de l'appa-reil au moyen du puissant langage de description EDDL (Elec-tronic Device Description Language) fournit toutes les infor-mations nécessaires concernant l'appareil. La description EDD est utilisable pour les appareils simples et complexes. Ces tâ-ches s'appliquent aux fonctions

• d'ingénierie• de mise en service• de diagnostic• de contrôle des valeurs de mesure• de gestion des équipements (Asset Management)• de documentation

Avec le puissant Process Device Manager SIMATIC PDM, la des-cription EDD uniformise l'interface utilisateur et le guide-opé-rateur. Sa réalisation est extrêmement et ne requiert aucune connaissance spéciale. Pour établir la description EDD, il est également possible d'intégrer des documents existants (des-criptions EDD, descriptions de profil et bibliothèques de texte).

PROFIBUS

GSD

p.ex. stations périphériques décentralisées

p.ex. transmetteurs intelligents, vannes

EDDet GSD

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Principes de fonctionnement 15

Interopérabilité et interchangeabilité

Interopérabilité

L'interopérabilité du PROFIBUS permet à l'utilisateur de faire cohabiter des appareils de terrain de différents constructeurs sur un même contrôleur. L'interopérabilité repose sur les des-criptions d'appareils GSD et EDD. Lors de la configuration du bus, le système d'ingénierie génère les paramètres de com-munication du maître PROFIBUS sur la base du fichier GSD. Ces paramètres déterminent les caractéristiques et les fonctions de la communication cyclique maître-esclave.

La description EDD fournie par le constructeur de l'appareil permet de définir les paramètres spécifiques de l'appareil pour la communication acyclique (paramétrage, dia-gnostic ou contrôle des valeurs de mesure) au moyen d'un outil d'ingénierie approprié (par ex. SIMATIC PDM).

Interchangeabilité

Le PROFIBUS maître reconnaît le constructeur et le profil PA des appareils qui sont connectés au PROFIBUS à l'appui de leur numéro d'identification GSD. Grâce à un profil PA indépen-dant du constructeur, il est facile d'échanger des appareils PROFIBUS faisant partie d'une famille de profils par des appa-reils comparables d'un autre constructeur.

De tels profils PA universels sont disponibles, entre autres, pour :

• les appareils de comptage,• les appareils de mesure de la pression, du débit ou du

niveau de remplissage,• les positionneurs,• les analyseurs,• les appareils d'entrées/sorties TOR,• les appareils multi-variables.

Interopérabilité des appareils de différents constructeurs

Interchangeabilité des appareils fournis par tous les constructeurs

GSD

EDD

PROFIBUS DP/PA

Constructeur CConstructeur BConstructeur A

Maître PROFIBUS

Paramètres d'appareil de EDD

Paramètres de communication de GSD Système d'ingénierie

avec SIMATIC PDM

Données de description d’appareil fournies par le constructeur

GSD

PROFIBUS PA

Mâitre PROFIBUS

Transmetteur de pression,Constructeur A

Transmetteur de pression,Constructeur B

GSD indépendant des équipements de fabrication avec profil PA-Profil, par ex. pression

Remplacement

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Architecture de bus16

Architecture de busArchitecture PROFIBUS DP

Réseau cuivre RS 485 de topologie linéaire/arborescente

Réseau cuivre RS 485

La technique de transmission RS 485 bifilaire, qui est simple et avantageuse, convient parfaitement aux réseaux ayant une topologie linéaire/arborescente et des vitesses de trans-mission élevées. Bien que l'étendue totale du réseau soit moindre que celle d'un réseau optique, il est possible d'attein-dre des distances de 1 km (avec 12 Mbits/s) à 10 km (avec 187,5 kbits/s) en utilisant jusqu'à 9 répéteurs pour la segmen-tation et le rafraîchissement des signaux.

Les répéteurs standard peuvent aussi être remplacés par des répéteurs de diagnostic qui prennent en charge, outre la régé-nération des signaux, la surveillance en ligne du segment de bus qui est connecté.

Un segment peut compter jusqu'à 32 participants (maître/ esclaves), l'ensemble du réseau jusqu'à 126. Le début et la fin de chaque segment doivent être munis d'une terminaison ac-tive qui est soit déjà intégrée dans l'appareil (par ex. un répé-teur), soit disponible sous forme de terminaison active RS 485.

Dans l'exemple de configuration (figure ci-dessus), les adres-ses possibles sont assignées aux différents participants sur le bus.

Bien que les répéteurs simples soient des participants électri-ques du PROFIBUS, ils ne disposent pas d'adresse de partici-pants, étant donné qu'ils ne communiquent pas.

Exemple de configuration d'un anneau optique combiné à un réseau cuivre

Anneau optique

Les câbles de bus optiques sont certes plus chers que les ré-seaux cuivre RS 485, mais ils sont insensibles aux perturba-tions électromagnétiques et, lorsqu'ils sont constitués de fibres optiques en verre, ils peuvent couvrir des distances de plus de > 15 km avec une vitesse de transmission de 12 Mbits/s.

Outre les réseaux purement optiques, ce sont surtout les com-binaisons de réseaux cuivre et optiques qui se sont établies dans la pratique en conjuguant les avantages des deux techni-ques de transmission.

Avec une structure en anneau tolérante aux pannes, le réseau optique peut éviter les pannes de communication en cas d'en-dommagement ou de rupture du câble. L'intégration des seg-ments cuivre du bus dans l'anneau optique s'effectue au moyen de coupleurs optiques (OLM - Optical Link Module). Un anneau optique peut contenir jusqu'à 122 OLM avec une distance maximale de 15 km entre deux OLM et jusqu'à 32 participants sur le bus électriques par OLM.

Dans l'exemple de configuration, les adresses possibles sont assignées aux différents participants sur le bus. Bien que les OLM soient considérés comme des participants électriques au sein du segment respectif, ils n'ont toutefois pas d'adresse de participant sur le PROFIBUS.

2

2

9

13

20

20

19 18 17 16 15 14

12 11 10

8 7 6

3

3

4 5

Seg

men

t 1S

egm

ent 2

Seg

men

t 3S

egm

ent 4

200 m pour 1,5 Mbit/s

Longueur des segments1 200 m pour max. 93,75 kbit/s1 000 m pour 187,5 kbit/s 400 m pour 500 kbit/s 200 m pour 1,5 Mbit/s 100 m pour 12 Mbit/s

Nombre de participantsmax. 126 participantsmax. 9 répéteursmax. 32 participants parsegment

Termi-naison

Répéteur

AdresseDP maître

AdresseDP esclave

...

2

76

3

5

OLM

Longueur entre 2 OLMPlastique : 80 mPCF: 400 mVerre: 2-3 km (15 km - monomode)max. 12 Mbit/s

Nombre de participantsmax. 32 participants réseau élec. par OLMmax. 122 OLM par anneau OLM(dépendant des paramètres de bus du PROFIBUS DP)

optiqueLigne I

Ligne II

max. 15 km

électrique

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Architecture de bus 17

Architecture PROFIBUS PA

Configuration du bus avec coupleur DP/PA ou DP/PA Link

La gamme de produits SIMATIC offre les deux composants sui-vants qui sont nécessaires pour une transition parfaite entre les réseaux PROFIBUS DP et PROFIBUS PA :

• Coupleur DP/PApour de petits volumes de données (arrivée) et de faibles exigences temporelles

• DP/PA Linkpour un grand nombre de participants et de hautes exigen-ces relatives au temps de cycle

Ils peuvent être utilisés tous les deux en 24 V CC et installés dans des environnements jusqu'à zone Ex 2. Il est possible de les monter sur un profilé S7-300.

Coupleur DP/PALe coupleur DP/PA fait en même temps partie intégrale du DP/PA Link . Il est disponible en deux variantes :

• Coupleur DP/PA Ex [i] (courant de sortie max. de 110 mA)pour la réalisation de réseaux PROFIBUS PA de topologie linéaire ou arborescente dans des environnements jusqu'à la zone Ex 1, inadapté pour les architectures redondantes

• Coupleur DP/PA FDC 157-0 (courant de sortie max. de 1 000 mA)pour la réalisation de réseaux PROFIBUS PA de topologie linéaire, arborescente ou en anneau dans des environne-ments jusqu'à la zone Ex 2, exploitable en architectures re-dondantes types "anneau" et "coupleur redondant"

Utilisé comme transition entre réseaux indépendante, le cou-pleur DP/PA limite la vitesse de transmission des données sur le PROFIBUS DP à 45,45 kbits/s. Bien qu'il soit un participant électrique, il est transparent pour la communication entre le maître et les participants PROFIBUS PA. Le maître PROFIBUS adresse directement les participants PROFIBUS PA.

Les coupleurs DP/PA FDC 157-0 configurés comme esclave de diagnostic du PROFIBUS fournissent via ce dernier des infor-mations détaillées sur les états et le diagnostic afin de localiser et d'éliminer rapidement les erreurs. Ce mode de fonctionne-ment exige une adresse PROFIBUS individuelle.

DP/PA LinkLe DP/PA Link est une combinaison modulaire au design S7-300, composée des éléments suivants :

• Coupleur PROFIBUS DP IM 153-2 High Feature (redondant en option)

• Jusqu'à 5 coupleurs DP/PA (Ex[i] ou FDC 157-0)

L'utilisation de modules de bus actifs comme bus interne permet de "débrocher/embrocher" les modules en cours de fonctionnement et de réaliser la redondance du coupleur de PROFIBUS DP.

Des alimentations externes PS 307 ou PS 305 peuvent être uti-lisées pour l'alimentation 24 V CC - une seule ou deux redon-dantes selon la configuration.

Le DP/PA Link raccorde le PROFIBUS DP et le PROFIBUS PA et découple ainsi les vitesses de transmission. Ce découplage permet d'atteindre une vitesse de transmission maximale de 12 Mbits/s sur le PROFIBUS DP.

Exemples de configuration avec DP/PA Link et coupleur DP/PA

2 2

4 5

4 53 7 86

3

2

1 3 4

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

Solution grande vitesse avec DP/PA Link

DP/PA Link• coupleur IM 153-2 (simple/redondant)• coupleurs DP/PA (maxi 5 par IM 153-2)• esclave sur PROFIBUS DP - maître sur PROFIBUS PA• maxi 64 appareils PA (données E/S à 244 octets)

Solution économique avec adressage directe

Coupleur DP/PA • transparent pour la communication • version Ex 13,5 V / 110 mA • version non Ex 31 V / 1000 mA

Maître PROFIBUS S7-400

DP/PA Link

Coupleur DP/PA

jusqu’à 12 Mbit/s 45,45 kbit/s

31,25 kbit/s

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Architecture de bus18

Architecture PROFIBUS PA

Topologies du PROFIBUS PA : linéaire et arborescente

Le DP/PA Link opère en esclave sur le PROFIBUS DP et en maître sur le PROFIBUS PA. Pour le contrôleur de niveau supérieur, le DP/PA Link est un esclave modulaire dont les modules sont les appareils connectés au PROFIBUS PA. Ces appareils sont adres-sés directement via le DP/PA Link qui ne requiert lui-même qu'une seule adresse de participant.

En ce qui concerne la vitesse et le nombre d'appareils PA par PROFIBUS maître (contrôleur), cette solution présente des avantages considérables par rapport à la solution à un seul coupleur DP/PA. Le PROFIBUS maître de niveau supérieur est capable d'analyser simultanément tous les appareils qui sont connectés sur le DP/PA Link. Sur le PROFIBUS DP, la vitesse n'est pas influencée par le PROFIBUS PA de niveau inférieur, si bien qu'il est possible de connecter, outre les appareils PA, des appareils DP sur une seule et même ligne sans pénaliser les performances.

Avec 123 liens DP/PA par PROFIBUS maître et 64 appareils PA par lien, l'acquisition des données permet d'utiliser jusqu'à 7 872 appareils PA sur un seul PROFIBUS DP maître.

Sur un DP/PA Link , il est possible d'exploiter respectivement un anneau PROFIBUS PA ou une ligne PROFIBUS PA avec cou-pleur redondant en plus des lignes PROFIBUS PA avec cou-pleurs individuels.

Exemple d'architecture PROFIBUS avec barrières de sécurité Ex

Topologies

Le PROFIBUS PA est réalisable en topologie arborescente, li-néaire ou en anneau.

Architecture à barrières de sécurité Ex

En assurant une séparation galvanique entre le PROFIBUS PA sécurité intrinsèque (SI) et le PROFIBUS PA non SI, les barrières de sécurité Ex de différents constructeurs permettent de connecter des appareils SI au coupleur DP/PA non SI du DP/PA Link. Il est ainsi possible de réaliser un courant d'alimen-tation élevé dans le segment de bus de terrain. Il en résulte les avantages suivants :

• Possibilité de configurer davantage de participants au bus de terrain par segment de bus de terrain

• Utilisation d'alimentation électriques/de transitions entre réseaux moins onéreuses

• Possibilité de voies de bus plus longues

La barrière de sécurité Ex représentée à titre d'exemple sur la figure peut être installée en zones Ex 1, 2, 21 ou 22. Elle com-prend 4 départs SI (EEx i) de 40 mA chacun, protégés contre les courts-circuits, qui acceptent des câbles en antenne d'une longueur maximale de 120 m. L'écrêtage de courant de court-circuit au niveau de la sortie évite toute interruption de fonc-tionnement des autres sorties.

Non ExLongueur totale/segment :1 900 mLongueur de câble en antenne :Nombre de participants sur le bus Longueur1-12 120 m13-14 90 m15-18 60 m19-24 30 m

ExLongueur totale/segment :1 000 mLongueur de câble en antenne :1-24 30 m (FISCO)

CoupleurDP/PA

Bloc de distribution

Câble de répartition Résistance de terminaisonTopologie

linéaire

Topologie arborescente

Câble en antenne

PROFIBUS DP

Link DP/PA Zone 2

Système d'automatisation

Barrière de sécurité

Câble en antenne

4 x 40 mA EEx i

Zone 1

Câble de répartition (Trunk) EEx e

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Architecture de bus 19

Architecture PROFIBUS PA facteur de haute disponibilité et de sécurité

Composants pour topologie en anneau PROFIBUS PA

Topologie linéaire avec coupleur unique

Chaque ligne PROFIBUS PA (topologie linéaire) est connectée à un coupleur DP/PA Ex [i] (ligne PA jusqu'à la zone Ex 1) ou FDC 157-0 (ligne PA jusqu'à la zone Ex 2) d'une passerelle DP/PA. Cette passerelle est raccordable à un PROFIBUS DP sim-ple ou redondant.

Topologie linéaire avec coupleurs redondants

Le répartiteur de terrain AFS (Active Field Splitter) raccorde une ligne PROFIBUS PA (topologie linéaire) à deux coupleurs DP/PA FDC 157-0 d'une passerelle DP/PA, utilisable avec un PROFIBUS DP simple ou redondant. L'AFS commute la ligne PROFIBUS PA sur l'un des deux coupleurs redondants qui est actif.

Topologie en anneau

Les distributeurs de terrain AFD (Active Field Distributors) in-tègrent l'appareillage de terrain PROFIBUS PA dans un anneau PROFIBUS PA avec terminaison de bus automatique via 4 câ-bles en antenne anti court-circuit. L'anneau PROFIBUS PA est raccordé à deux coupleurs DP/PA FDC 157-0 d'une passerelle DP/PA, utilisable avec un PROFIBUS DP simple ou redondant.

Jusqu'à 8 AFD et 31 appareils PROFIBUS PA sont configurables par anneau.

Le cas échéant, le remplacement d'un AFD peut avoir lieu en cours de fonctionnement. Cette opération n'a aucune influen-ce sur le fonctionnement des appareils PROFIBUS PA et des autres AFD.

Architecture PROFIBUS PA garantie d'une plus haute disponibilité

Principaux avantages de la topologie en anneau :

• Haute disponibilité • Gestion transparente de la redondance des coupleurs

DP/PA intelligents pour le système maître• Ports actifs pour la terminaison automatique des coupleurs

DP/PA et des AFD permettant :- L'isolation automatique sans à-coups des segments

défectueux résultant d'un court-circuit ou d'un rupture de câble

- Les modifications de la configuration en anneau et de l'instrumentation pendant le fonctionnement ; avec ajout et suppression de segments d'anneau

• Applications sécurité intrinsèque et tolérantes aux erreurs sans appareillages ou câblages importants

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Active Field Splitter

Active Field Distributors

DP/PA Link

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

Link DP/PA avec coupleurs DP/PA redondants

Raccordement direct au bus de terrain

AS 414FH/ AS 417FH

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Architecture de bus20

Architecture PROFIBUS PA - Exemples de calcul

Le nombre d'appareils pouvant être connectés à un segment du PROFIBUS PA dépend de leur consommation et de leur ré-sistance de ligne.

En fonction du courant et de la tension de sortie du coupleur DP/PA , la loi d'Ohm permet de déterminer facilement le nom-bre maximal d'appareils et l'étendue maximale du réseau.

Etendues maximales par segment de bus

Lorsque les charges sont plus faibles, les longueurs de câble peuvent être proportionnellement plus grandes.

Selon le nombre d'appareils PA et leur consommation réelle, la norme PROFIBUS autorise les longueurs maximales suivantes :

• Coupleur DP/PA pour zone Ex : 1,0 km• Coupleur DP/PA pour zone non Ex : 1,9 km

Caractéristiques techniques

Coupleur DP/PA

Tension de sortie du coupleur■ Version Ex■ Version non Ex

13,5 V31 V

Courant de sortie max. du coupleur■ Version Ex■ Version non Ex

110 mA1 000 mA

Appareil PROFIBUS PA

Tension d'alimentation min. 9 V

Consommation type env. 12 mA

Câble PROFIBUS PA

Résistance de ligne env. 44 Ω/km

Nombre d'appareils

Nombre max. d'appareils PA par segment =courant de sortie du coupleur [mA]

consommation type par appareil PA [mA]

■ Coupleur DP/PA pour zone Ex (110 mA / 12 mA) :

■ Coupleur DP/PA pour zone non Ex (1 000 mA / 12 mA) :

9 appareils

83 appareils, limite imposée par la norme PROFIBUS : 31 appareils

Longueur de câble en fonction du nombre max. d'appareils PA par segment

Longueur de câble par segment [km] =tension de sortie du coupleur [V] - tension d'alimentation min. appareil PA [V]

Σ consommation des appareils PA [A] · résistance de ligne [Ω/km]

Exemples : ■ Coupleur DP/PA pour zone à atmos-phère explosible (Ex)

■ Coupleur DP/PA pour zone à atmos-phère non explosible (non Ex)

(13,5 V - 9 V) / (0,11 A · 44 Ω/km)

(31 V - 9 V) / (500 mA · 44 Ω/km)(31 V - 9 V) / (1 000 mA · 44 Ω/km)

env. 0,92 km

env. 1,00 kmenv. 0,50 km

PROFIBUS PA (Ex)

PROFIBUS PAmax. 1 000 m

max. 1 900 m

max. 9 appareils

max. 31 appareils

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Architecture de bus 21

Caractéristiques techniques

1) conformément à la directive PROFIBUS 2.262 relative à l'installation

PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Transmission des données RS 485 RS 485-iS fibres optiques MBP

Vitesse de transmission 9,6 kbits/s... 12 Mbits/s 9,6 kbits/s... 1,5 Mbits/s 9,6 kbits/s... 12 Mbits/s 31,25 kbits/s

Câble câble bifilaire blindé câble bifilaire blindé FO plastique etFO verre monomode et multimode

câble bifilaire blindé

Mode de protection EEx(ib) EEx(ia/ib)

Topologie linéaire, arborescente linéaire anneau, étoile, linéaire linéaire, arborescente, anneau

Participants par segment 32 32 1) – 32

Participants par réseau (avec répéteur)

126 126 126 –

Longueur de câble par segment en fonction de la vitesse de trans-mission

1 200 m pour max. 93,75 kbits/s

1 000 m pour 187,5 kbits/s400 m pour 500 kbits/s200 m pour 1,5 Mbits/s100 m pour 12 Mbits/s

1 000 m pour 187,5 kbits/s 1)

400 m pour 500 kbits/s 1)

200 m pour 1,5 Mbits/s 1)

max. 80 m (plastique) 2-3 km (FO verre multi-mode) >15 km pour 12 Mbits/s (FO verre monomode)

1 900 m : Standard1 900 m : EEx(ib)1 000 m : EEx(ia)

Répéteurs pour le rafraîchisse-ment des signaux des réseaux RS 485

max. 9 max. 9 1) non pertinent non pertinent

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Configuration et diagnostic22

Configuration et diagnosticConfiguration

Fonctions de configuration et de diagnostic

Configuration avec HW Config et SIMATIC PDM

Lors de l'utilisation dans un projet SIMATIC PCS 7, les appareils de terrain et les périphériques décentralisés sont paramétrés au moyen de l'outil de configuration HW Config pour la com-munication avec le PROFIBUS maître (contrôleur). S'ils ne sont pas encore intégrés dans le catalogue du matériel de la livrai-son, il est possible de les ajouter ultérieurement à l'environne-ment de configuration en important leur fichier GSD. Le fichier GSD est fourni par le constructeur, par exemple par l'intermédiaire de PROFIBUS International sur Internet (www.profibus.com).

La logique d'automatisation est réalisée par l'interconnexion d'un bloc fonctionnel préconfiguré qui représente la fonction de l'appareil avec d'autres blocs dans l'outil de configuration graphique Continuous Function Chart (CFC). Un bloc d'affi-chage (Faceplate) fait généralement aussi partie de ce bloc pour permettre de commander l'appareil de terrain depuis le système opérateur.

Le Process Device Manager SIMATIC PDM est utilisé pour la configuration plus détaillée et le diagnostic en ligne. Avec plus de 1 200 appareils de Siemens et plus de 100 constructeurs du monde entier, SIMATIC PDM est l'outil de configuration qui dispose de la plus grande gamme d'appareils. Les appareils non assistés jusqu'ici s'intègrent aisément au moyen de leur description EDD qu'il suffit d'importer.

Multiples fonctions de diagnostic

PROFIBUS offre diverses fonctions de diagnostic dans les caté-gories suivantes :

• Diagnostic de la communication et des câbles du réseau PROFIBUS, plus spécialement pour détecter les erreurs de câblage

• Informations de diagnostic de l'appareil de terrain intelli-gent pour la maintenance ou l'élimination des erreurs

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

OS ES

OS : système opérateurES : système d‘ingénierie

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Configuration et diagnostic 23

Diagnostic

Diagnostic de la communication et des câbles

De nombreux outils logiciels de différents fournisseurs sont disponibles pour diagnostiquer la communication et les câ-bles. Ces outils se connectent directement au réseau PROFI-BUS par l'interface d'un PC/portable (par ex. Amprolyzer) et of-frent de multiples fonctions aux techniciens de mise en servi-ce ou de maintenance pour le diagnostic et l'analyse du bus.

• Enregistrement et interprétation des télégrammes• Reconnaissance automatique de la vitesse de transmission• Synoptique de durée de vie (Lifelist) de tous les participants

sur le bus• Diagnostic général (états de fonctionnement actuels) de

tous les participants sur le bus• Evaluation statistique des événements du bus

Le répéteur de diagnostic assurant la connexion des segments PROFIBUS DP en technique RS 485 regroupe deux fonctions dans un seul appareil :

• Connexion et extension des réseaux cuivre, avec régénéra-tion des signaux et séparation galvanique des segments

• Surveillance en ligne des perturbations sur câbles électri-ques des segments de bus connectés

Le message de diagnostic transmis en cas de défaut par le ré-péteur de diagnostic au maître PROFIBUS indique

• La cause du défaut- Rupture de câble ou de ligne- Court-circuit- Résistance de terminaison manquante- Participants trop nombreux ou trop éloignés,

etc.• Les informations détaillées de localisation du défaut

Les coupleurs DP/PA FDC 157-0 configurés comme esclave de diagnostic du PROFIBUS fournissent via ce dernier des infor-mations détaillées sur les états et le diagnostic afin de localiser et d'éliminer rapidement les erreurs :

• Données I&M (Identification & Maintenance)• Valeurs de courant et de tension de la ligne principale• Etat de redondance• Bris de câble• Court-circuit• Niveau du signal

Pour ce faire, chacun de ces coupleurs DP/PA FDC 157-0 néces-site sa propre adresse PROFIBUS.

Diagnostic des appareils de terrain intelligents

Le mécanisme de diagnostic normalisé du PROFIBUS per-met de détecter et d'éliminer rapidement les défauts des appareils connectés au bus.

Les messages de diagnostic des appareils de terrain sont utilisables pour le entretien préventif, c'est-à-dire pour réa-liser à temps des mesures sur la base des irrégularités dé-tectées bien avant une éventuelle panne de l'appareil. Si une erreur apparaît sur l'appareil ou si des travaux de main-tenance s'avèrent nécessaires, par exemple lorsqu'un cap-teur capacitif de niveau est encrassé, une information de diagnostic est transmise avec transfert d'un message desti-né à la station opérateur et au poste de maintenance pour le module de gestion des équipements (Asset Manage-ment) SIMATIC PCS 7.

Les informations de diagnostic détaillées des appareils con-nectés au PROFIBUS communiquées peuvent être mises à disposition par l'EDD du fournisseur après traitement par le SIMATIC PDM. Soit, entre autres :

• Date de fabrication• Totalisateur d'heures de fonctionnement• Spécifications du fabricant

Pour ne pas surcharger inutilement l'échange cyclique, ces informations sont gérées par des mécanismes de commu-nication acycliques et réparties automatiquement sur plu-sieurs cycles de bus si les quantités de données sont trop importantes.

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Configuration et diagnostic24

Temps de cycle PROFIBUS et méthode de calcul

Exemple pratique des temps de cycle du PROFIBUS PA

Temps de cycle du PROFIBUS PA et temps de réaction des appareils

Les régulations sensibles exigent plus particulièrement une acquisition rapide des valeurs de mesure. Pour garantir en per-manence la chronologie de traitement des mesures (lecture, traitement, sortie), le cycle du PROFIBUS doit être deux fois plus rapide que le cycle de traitement du contrôleur. Pour les cycles des tâches de contrôle industriel dans les installations mixant DP et PA, le PROFIBUS DP est généralement négligea-ble en raison des vitesses de transmission élevées, si bien que le cycle de traitement est déterminé avant tout par le PROFIBUS PA.

Le cycle du PROFIBUS PA résulte du nombre d'appareils subor-donnés à un DP/PA Link et des temps de transmission des don-nées cycliques spécifiques aux appareils. Une fenêtre de temps est en outre réservée dans le cycle à la communication acyclique. Les formules et les exemples de calcul des temps de cycle du PROFIBUS sont indiqués ci-contre.

Dans l'exemple pratique (figure ci-dessus), le temps de cycle total du PROFIBUS PA est de 80 ms. Selon les exigences du pro-cédé, le réglage du cycle de traitement du contrôleur est, par conséquent, d'au moins 160 ms. Dans l'exemple, 20 ms sont réservées à la transmission des données acycliques du maître pour le paramétrage ou le diagnostic en plus de la communi-cation cyclique. La transmission d'une variable, par ex. pres-sion ou température, prend 10 ms et chaque variable supplé-mentaire 1 à 2 ms.

Calcul des temps de cycle du PROFIBUS

10 ms 10 ms 10 ms 15 ms 15 ms

80 ms

PROFIBUS DP

Stationd'ingénierie

Link DP/PA

cycliqueacyclique

PROFIBUS PA 31,25 kbit/s

0,3 ms 0,5 ms 0,5 ms

0,5 ms

1,8 ms

jusqu'à 12 Mbit/s

Lecture acyclique20 ms

Temps de cycle du PROFIBUS DP (DPt) :

DPt = NbDP · [OvPB + BitDP · (NbE + NbA)] / BdsDPpar ex. pour 30 esclaves DP : DPt = 14,2 ms= 30 · [317 bits + 11 bits/octets · (244 octets + 244 octets)] / 12 Mbit/s

Temps de cycle du PROFIBUS PA (PAt) :

PAt = NbPA · [OvPB + BitPA · Nb octets] / BdsPApar ex. pour 1 esclave PA : PAt = 11,4 ms= 1 · [317 bits + 8 bits/octets · 5 octets)] / 31,25 kbit/s

PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Nombre d'esclaves NbDP NbPA

En-tête télégramme PROFIBUS

OvPB = 317 bits OvPB = 317 bits

Format des don-nées

BitDP = 11 bits/octets BitPA = 8 bits/octets

Nb octets

Typique – Nb octets = 5 octets

Entrée NbE = max. 244 octets

–

Sortie NbA = max. 244 octets

–

Vitesse de transmis-sion

BdsDP = 12 Mbits/s BdsPA = 31,25 kbits/s

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Exemples d'applications 25

Exemples d'applicationsNorsk Hydro Energy – Plate-forme d'extraction pétrolière et de gaz, Norvège

Exigences spécifiques

Norsk Hydro Energy exploite la plus grosse plate-forme d'ex-traction pétrolière et de gaz en mer du Nord. La modernisation de cette plate-forme doit être réalisable sans interruption de fonctionnement.

L'objectif était la modification progressive d'une installation TELEPERM M en service par intégration au SIMATIC PCS 7.

Solution

Norsk Hydro Energy automatise sa plate-forme d'extraction pétrolière à l'aide du système de conduite des procédés SIMATIC PCS 7. La communication est réalisée via le PROFIBUS. La structure d'installation configurée est ainsi cohérente jusqu'au niveau de tous les appareillages préinstal-lés. Le PROFIBUS est exploité en association non seulement avec les périphéries décentralisées standard mais aussi avec les périphéries d'entrées/sorties de sécurité. Grâce à sa struc-ture de profil PROFIBUS satisfait toutes les exigences propres au domaine ici décrit.

Avantages

La modernisation de l'intégralité de l'installation a été effec-tuée sans interruption d'exploitation. Un arrêt momentané du processus d'extraction n'était pas indispensable.

Un grand nombre de de postes de mesure sont interconnectés via le PROFIBUS. Les périphériques SIMATIC S5 installés étant réutilisables, Norsk Hydro Energy a ainsi réalisé une couvertu-re élevée de ses investissements.

Photo : Terje Knudsen for Norsk Hydro

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Exemples d'applications26

Bitburger – Brasserie, Allemagne

Exigences spécifiques

Bitburger produit chaque jour 200 000 bouteilles de différen-tes sortes de bière. La Bitburger Brauerei Th. Simon GmbH exploite depuis 1992 les solutions d'automatisation avec PROFIBUS.

La modernisation d'une installation exigeait l'intégration du PROFIBUS PA, qui dès 1997 a démontré son efficacité pour l'automatisation des caves de fermentation et de stockage.

Solution

L'installation a été automatisée par intégration du système SIMATIC. La communication entre les contrôleurs et les périphériques spécifiques de processus est assurée par le PROFIBUS. Les appareils de terrain intelligents sont intégrés via le PROFIBUS PA.

Avantages

En raison de ses capacités de réalisation de systèmes multi-maîtres, le PROFIBUS était parfaitement adapté pour ce projet. L'amortissement des investissements déjà effectués était sé-curisé par l'association des équipements en service avec les nouveaux éléments. La connexion et la déconnexion des ap-pareils PROFIBUS PA était possible sans effet sur les autres par-ticipants du système de communication.

L'exploitation du PROFIBUS a permis une réduction des coûts de 50 % par comparaison avec les technologies convention-nelles. La cohérence de la communication de terrain via PROFIBUS garantit à Bitburger la disposition d'autres avanta-ges. Outre la haute précision de mesure et la gestion cohéren-te des données à l'échelle de l'installation, les avantages prin-cipaux concernent l'efficacité de diagnostic, de la maintenan-ce et de l'entretien préventif.

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS 27

Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUSPériphériques décentralisés

Raccourcis pour colonnes 2 à 5 :PA : Connexion possible au PROFIBUS PADP : Connexion possible au PROFIBUS DP

PDM : Paramétrage réalisable avec SIMATIC PDMsafety : Avec profil PROFIsafe

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Fonctions

Périphériques décentralisés

4 4 ET 200M Station périphérique modulaire décen-tralisée (Remote I/O) avec modules hau-te densité ; degré de protection IP20 ■ Vitesses de transmission atteignant

12 Mbits/s sur le PROFIBUS ■ Possibilité de commutations

PROFIBUS redondantes■ Installation possible en zone Ex 2 ou

22 (en zone Ex 1 ou 21 pour les ac-tionneurs et les capteurs connectés)

Vaste gamme de modules de périphérie type S7-300 (jusqu'à 12 par station) : ■ Modules E TOR, S TOR, E/S TOR et ana-

logiques (version simple et diagnosti-cable pour atmosphère explosible, redondance possible)

■ Modules de fonction (régulateurs, compteurs)

■ Modules HART (E ANA, I ANA ou en version Ex)

■ Modules F pour applications à sécurité intrinsèque : F E TOR, F S TOR et F E ANA

Assistance des modifications en ligne : ■ Ajouter une station■ Ajouter des modules de périphérie■ Paramétrer

4 ET 200iSP Station périphérique modulaire décen-tralisée (Remote I/O) avec décâblage ; degré de protection IP30 ■ Vitesses de transmission atteignant

1,5 Mbits/s sur le PROFIBUS ■ Possibilité de commutations

PROFIBUS redondantes■ Installation possible directement

dans les zones Ex 1, 2, 21 ou 22 (zone Ex 0 pour les capteurs/actionneurs connectés)

Remplacement individuel de modules en cours de fonctionnement sans per-mis de feu

Modules électroniques (jusqu'à 32 par station) : ■ E TOR NAMUR et S ■ E ANA pour les mesures de tempéra-

ture par sonde thermométrique à ré-sistance/thermocouple

■ S ANA ■ E ANA HART (pour les transmetteurs à

2 et 4 fils) et S ANA HART

Assistance des modifications en ligne : ■ Ajouter une station■ Ajouter des modules à la station■ Modifier le paramétrage des modules

4 4 ET 200S Station périphérique modulaire très compacte à modularité granulée (Remo-te I/O) avec décâblage ; degré de protec-tion IP20 ■ Vitesses de transmission atteignant

12 Mbits/s sur le PROFIBUS ■ Installation possible en zone Ex 2 ou

22

Modules électroniques (jusqu'à 63 par station) et départ-moteur jusqu'à 7,5 kW :■ Modules d'E/S TOR et ANA ■ Départs-moteurs■ Variateurs de fréquence intégrés jus-

qu'à 4 kW■ Modules F E TOR, F S TOR et

départs-moteurs F pour applications de sécurité

Assistance des modifications en ligne■ Ajouter une station

4 4 ET 200pro Petite station périphérique modulaire décentralisée (Remote I/O) avec décâ-blage via modules de raccordement ; degré de protection IP65/66/67■ Vitesses de transmission atteignant

12 Mbits/s sur le PROFIBUS

Modules électroniques (jusqu'à 16 par station)■ Modules d'E/S TOR et ANA ■ Modules F pour applications à sécuri-

té intrinsèque : F E TOR et F E/S TOR■ Départs-moteurs■ Variateurs de fréquence jusqu'à 1,1 kW

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS28

Entraînements

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Système de gestion de moteurs

4 4 Dispositifs de gestion et de commande de moteurs SIMOCODE pro

Intégration dans SIMA-TIC PCS 7 via une biblio-thèque de blocs PCS 7

Système de gestion de moteurs flexible et modulaire pour moteurs basse ten-sion à vitesse constante :■ Plage de puissance 0,1 à 700 kW■ Tensions jusqu'à 690 V CA■ Courants moteur nominaux jusqu'à

820 A

Extension fonctionnelle réalisable par des modules d'extension.

Pour toutes les applications qui dépla-cent, transportent, pompent ou com-pressent des matériaux solides, liquides ou gazeux, par ex. :■ Pompes et ventilateurs■ Compresseurs■ Extrudeuses et malaxeurs■ Broyeurs

Variateurs de fréquence

4 MICROMASTER 4

Intégration dans SIMA-TIC PCS 7 via une biblio-thèque de blocs PCS 7

Variateurs de fréquence standard à dy-namique élevée pour entraînements à vitesse variable de moteurs CA et de mo-toréducteurs : ■ Plage de puissance 0,12 à 250 kW ■ Tensions entre 200 et 600 V

Utilisation universelle, en particulier pour : ■ Entraînements de pompes et de ven-

tilateurs■ Mécanutention

4 SIMOVERT MASTER-DRIVES VC et MC

Variateurs de fréquence modulaires pour moteurs CA à variation de vitesse ultra-précise (entraînements mono ou multimoteur) :■ Entraînements triphasés à contrôle

vectoriel pour processus continus■ Servomécanismes pour les machines

cadencées à dynamique élevée■ Plage de puissance 0,55 à 2 300 kW■ Tensions jusqu'à 690 V

Solutions d'entraînement hautement ef-ficaces dans toutes les secteurs, y com-pris les environnements sévères, par ex. : ■ Aciéries et laminoirs■ Industrie du papier■ Industrie des matières plastiques■ Travail du bois et des textiles■ Mécanutention

4 SIMOREG DC Master Convertisseurs à dynamique élevée pour moteurs à courant continu :■ Plage de puissance 6,3 à 2 000 kW ■ Tensions entre 400 et 830 V■ Temps de montée du courant ou du

couple de < 10 ms■ Solutions d'entraînement redondan-

tes réalisables jusqu'à 18 000 A

Applications standard et solutions hau-tes performances, en particulier : ■ Industrie du papier et de l'imprimerie■ Industrie du caoutchouc et des matiè-

res plastiques■ Entraînements pour appareils de le-

vage■ Cisailles dans la sidérurgie■ Entraînements de laminoirs

4 4 SINAMICS G120/G120D

Variateurs de fréquence modulaires pour moteurs CA à vitesse variable et motoréducteurs : ■ Plage de puissance 0,37 à 132 kW■ Tensions de 380 à 690 V■ Contrôle vectoriel (VC - Vector Con-

trol)■ Fonctions Safety Integrated■ Réinjection de l'énergie récupérée via

le réseau■ G120D avec IP65 jusqu'à 7,5 kW

Utilisation universelle dans de nom-breux secteurs d'activité, par ex. cons-truction mécanique, industries automobile et textile.

Particulièrement adaptés pour■ Pompes et ventilateurs■ Mécanutention■ Emballeuses-conditionneuses

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS 29

Entraînements

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Variateurs de fréquence

4 SINAMICS G130/G150 Convertisseurs pour entraînements mo-nomoteur à vitesse variable de grande puissance :■ Simplicité d'utilisation■ Silencieux et compact■ Versions armoire standard ou module

encastrable■ Plage de puissance de 75 à 1 500 kW

Pour toutes les applications qui dépla-cent, transportent, pompent ou com-pressent des matériaux solides, liquides ou gazeux, par ex. : ■ Pompes et ventilateurs ■ Extrudeuses, malaxeurs, compres-

seurs■ Broyeurs

4 SINAMICS S120 Système d'entraînement modulaire pour tâches requérant de hautes exigen-ces :■ Applications mono et multiaxes■ Type récupération d'énergie (option)■ Version refroidissement liquide pour

exploitation sous atmosphères agres-sives

■ Plage de puissance 0,12 à 4 500 kW

Applications multiaxes à haute dynami-que, telles que ■ Trains de laminage■ Machines à papier■ Bancs d'essai

Appareils à refroidissement liquide : Uti-lisation sous atmosphères agressives ou à hautes teneurs en sel de l'air dans l'in-dustrie des procédés et les constructions navales

4 SINAMICS S150 Convertisseurs en armoire pour entraî-nements monomoteur grand rende-ment :■ Récupération d'alimentation stan-

dard via le réseau, mode 4 Q■ Haute résistances aux variations de

tension d'alimentation■ Insensibilité quasi totale aux effets ré-

troactifs du réseau■ Plage de puissance de 75 à 1 200 kW

Adaptés pour les applications telles que■ Bancs d'essai■ Engins de levage, grues■ Massicots transversaux et tondeuses

transversales■ Convoyeurs à bande■ Presses■ Treuils à câbles■ Centrifugeuses

4 DYNAVERT T Convertisseurs spécifiques applications pour la chimie et la pétrochimie :■ Détecteur PTC pour moteur Ex instal-

lables en zones 1 et 2■ Certification ATEX pour moteur Ex

installables en zones 1 et 2■ Plage de puissance de 4 à 3 800 kW

Solutions spécifiques secteurs pour tâ-ches d'entraînement en ■ Chimie■ Pétrochimie■ Extraction pétrolière et de gaz

4 ROBICON Perfect Harmony

Convertisseurs moyenne tension :■ Disponibilité maximale par concep-

tion à base de cellules redondantes■ Compatibles réseaux et moteurs, os-

cillations harmoniques minimales■ Plage de puissance de 150 kW à plus

de 100 MW

Adaptés pour pompes, ventilateurs, compresseurs, extrudeuses, malaxeurs, mélangeurs, broyeurs, agitateur, con-voyeurs à bandes, hélices, presses

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS30

Entraînements

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Variateurs de fréquence

4 SINAMICS GM150 Convertisseurs pour entraînements mo-nomoteur moyenne tension :■ Appareils en armoire faible encom-

brement■ Simplicité d'utilisation■ Fonctions de maintenance■ Plage de puissance de 600 kW à

27 MW

Adaptés pour pompes, ventilateurs, compresseurs, extrudeuses, malaxeurs, mélangeurs, broyeurs, agitateur, con-voyeurs à bandes, hélices, presses

4 SINAMICS SM150 Solution pour les tâches d'entraînement grand rendement dans la plage moyen-ne tension : ■ Entraînements mono ou multimo-

teurs ■ Récupération d'alimentation stan-

dard via le réseau, mode 4 Q■ Possibilité d'interchangeabilité du câ-

blage entre les axes d'entraînement commandés par générateurs et par moteurs

■ plage de puissance 5 à 30 MW

Applications principales : ■ Entraînements de laminoirs■ Cages d'extraction■ Convoyeurs à bandes■ Entraînements de bancs d'essai

4 SINAMICS GL150 Entraînements monomoteur pour ma-chines synchrones grand rendement :■ Spécialement conçus pour machines

synchrones jusqu'à plus de 100 MW■ Conception compacte■ Extrême fiabilité de fonctionnement

et quasi sans entretien

Adaptés pour : ■ Compresseurs■ Pompes■ Extrudeuses■ Soufflantes de haut-fourneaux■ Hélices■ Broyeurs

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS 31

Appareils de mesure

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Débit

4 4 4 SITRANS F C MASSFLO MASS 6000

Débitmètres à effet Coriolis d'usage uni-versel

Pour la mesure indépendamment des modifications des conditions spécifi-ques processus et des paramètres tels que température, densité, pression, vis-cosité, conductivité et profil d'écoule-ment

Débitmètres massiques pour tous types de liquides et de gaz

Applications principales :■ Eau potable et eaux résiduelles■ Chimie et pharmacie■ Industries pétrolière et du gaz■ Agroalimentaire et industrie des bois-

sons

4 4 4 SITRANS F M MAGFLO MAG 6000

Débitmètres magnéto-inductifs d'usage universel

pour la majorité des liquides conduc-teurs électriques, matières lourdes en suspension, substances pâteuses et boues

Applications principales :■ Eau potable et eaux résiduelles■ Chimie et pharmacie■ Agroalimentaire et industrie des bois-

sons■ Sidérurgie

4 4 SITRANS FM Transmag 2

Débitmètres magnéto-inductifs à champ alternatif d'impulsions d'usage universel

À haute intensité de champ magnétique caractérisant leur adaptation aux subs-tances à forte teneur en solides, par ex. :■ Masses de papier et de cellulose avec

teneur de l'ordre de > 3%■ Boues d'exploitation minière (forte

concentration/avec particules ma-gnétiques)

4 4 SIFLOW FC070 Transmetteurs de débit à effet Coriolis pour les mesures multiparamètres hau-te précision de débit massique, débit vo-lumique, densité, température et débit fractionné :■ Module S7-300 pour

l'exploitation avec ET 200M■ Intégration directe dans

SIMATIC S7/PCS 7 ■ Fonction Plug-and-Play basée sur

SENSORPROM

Utilisation universelle pour les mesures haute précision des débits d'écoulement des liquides et des gaz

Applications principales :■ Agroalimentaire et industrie des bois-

sons■ Chimie et pharmacie■ Industries pétrolière et du gaz■ Eau potable et eaux résiduelles

Pression

4 4 4 SITRANS P DS III Transmetteur numérique de pression très précis avec multiples fonctions de diagnostic et de simulation :

Plage de mesure de 1 mbar (DS III) ou 8 mbars (P300) à 400 bars

Les spécifications constructives de la sé-rie P300 sont conformes aux exigences des industries agroalimentaires et phar-maceutiques ainsi que des biotechnolo-gies

Mesures : ■ Pression relative, pression absolue et

niveau de remplissage (P300), ainsi que

■ Pression différentielle et débit d'écou-lement (DS III)

Pour gaz, vapeurs et liquides agressifs et non agressifs, même en cas de sollicita-tions chimiques et mécaniques extrê-mes et de fortes influences électromagnétiques

Installation possible en zone Ex 1 ou 21

4 4 SITRANS P300

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS32

Appareils de mesure

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Température

4 4 SITRANS TH400 PA Transmetteurs numériques avec diffé-rentes fonctions de diagnostic et de si-mulation

Saisie des signaux transmis par les : ■ thermomètres à résistance■ capteurs résistifs■ thermocouples■ capteurs type tension

Transmetteurs de températures exploi-tables dans tous les secteurs d'activité

Appareil approprié au montage dans la tête de raccordement de type B

Installation possible en zone Ex 1 ou 21

Adaptés pour le traitement des mesures redondants

Radars de mesure de niveau

4 4 SITRANS LR 200 Radar 2 fils (alimenté par boucle de cou-rant) pour rentabiliser les mesures de ni-veau

Mesures de niveau sans contact des li-quides dans les réservoirs de stockage ou les cuves de processus standard dans les environnements sévères caractéristi-ques de l'industrie chimique et pharma-ceutique

4 4 SITRANS LR 250 Radar 2 fils pour mesures de niveau et de volume■ Plage de mesure jusqu'à 20 m■ LUI (Local User Interface),

comprenant – Afficheur graphique– Mini-console de programmation

Contrôle continu des liquides et des boues dans réservoirs de stockage sous températures et pressions élevées

Solution idéale pour réservoirs de faible capacité et fluides à faible constante diélectrique

4 4 SITRANS LR 300 Radars performants pour la mesure de niveau sans contact des liquides et des boues sous conditions extrêmes de pro-cessus■ Plage de mesure jusqu'à 20 m

Pour liquides et boues dans réservoirs de stockage, cuves de processus. réac-teurs ou tours de putréfaction, sous con-ditions très sévères de production et d'environnement

Applications principales : chimie, pétro-chimie et pharmacie

4 4 SITRANS LR 400 Radars FMCW ultraperformants pour im-portantes plages de mesure et sous con-ditions extrêmes de processus ■ Pour les mesures de liquides sous

conditions critiques ■ Plage de mesure jusqu'à 50 m■ Système de nettoyage en option

Mesures de niveau sans contact des li-quides et des produits en vrac, notam-ment dans les atmosphères à fortes concentrations de poussières avec liqui-des à faible constante diélectrique

Applications principales : fabrication et traitement de produits pulvérulents, par ex. ciments, charbons et farines

4 4 SITRANS LR 460 Radars FMCW ultraperformants pour im-portantes plages de mesure et sous con-ditions extrêmes de processus, en deux versions différentes■ Pour mesures de niveau des liquides ■ Particulièrement adaptés pour le trai-

tement des produits en vrac■ Plage de mesure jusqu'à 100 m■ Système de nettoyage en option

Mesures de niveau des liquides sans contact

Applications principales : réservoirs de stockage des liquides de grande hau-teur, cuves de processus équipées d'agi-tateurs ; pour liquides générateurs de vapeurs, hautes températures, fluides à faible constante diélectrique relative.

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS 33

Appareils de mesure

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Niveau de remplissage capacitif

4 4 Pointek CLS 200/300 Détecteurs de niveau capacitifs avec In-verse Frequency Shift Technologie, hau-te résistance chimique dans les environnements sévères, par ex. sous pressions relatives et températures éle-vées

Mesure de niveau (niveau limite de ca-pacité) pour : ■ Liquides et interfaces■ Produits fins en vrac (poudres, matiè-

res granuleuses)■ Boues et mousses■ Matières visqueuses (CLS 300)■ Commande simple de pompes

(CLS 200)

4 4 SITRANS LC 300 Appareils de mesure capacitive de ni-veau très haute précision, de prix com-pétitif

Pour liquides et produits en vrac, égale-ment exploitable en cas de concentra-tion d'humidité, vapeur, variations de température et de pression ainsi que d'accumulations de dépôts, notamment en■ Chimie et pharmacie■ Agroalimentaire et industrie des bois-

sons

Mesures de niveau ultrasons

4 4 SITRANS Probe LU Transmetteurs à ultrasons 2 fils com-pacts pour les mesures de niveau et de volume des liquides dans les réservoirs de stockage et les cuves de processus standard, ainsi que pour les mesures des débits d'écoulement en canaux ouverts■ Mesure continue jusqu'à 12 m

Mesures sans contact des niveaux, volu-mes et débits de liquides, spécialement dans l'industrie de traitement des eaux potables et résiduelles, tout comme pour le stockage des matières fluides dans la majorité des secteurs d'activités industrielles

4 4 MultiRanger 100/200 Transmetteurs à ultrasons mono ou multicanaux universels en plages de mesures courtes et moyennes■ Compatibles avec les transducteurs

Echomax haute résistance chimique pour températures jusqu'à 145 °C

Mesures sans contact des niveaux, volu-mes ou débits d'écoulement, et com-mande de pompes étendue pour liquides, boues et produits en vrac dans la quasi totalité des domaines indus-triels

4 4 HydroRanger 200 Transmetteurs à ultrasons pour jusqu'à six pompes, permettant les contrôles de niveau ainsi que les mesures différen-tielles et des débits d'écoulement en ca-naux ouverts.

Pour le contrôle des eaux potables et ré-siduelles de consistance variable jusqu'à une profondeur de 15 m

Applications principales : contrôle des puits de pompage, déver-soirs et canaux, tout comme des matiè-res retenues

4 SITRANS LU 01/02/10 Transmetteurs à ultrasons pour les me-sures de niveau des liquides et des pro-duits en vrac dans une plage de jusqu'à 60 m■ Transducteurs installables à une dis-

tance de jusqu'à 365 m■ Compatibles avec les transducteurs

Echomax

Mesure sans contact des niveaux, inter-valles, distances, volumes ou écarts de moyennes/valeurs, notamment pour le stockage de liquides, produits en vrac ou quantités déversées dans des réser-voirs de formes, dimensions et configu-rations différentes

4 SITRANS LUC 500 Système complet de surveillance et de contrôle des eaux potables et résiduelles par mesures à ultrasons de haute préci-sion jusqu'à 15 m et fiabilité des mesu-res des débits dans les déversoirs/ canaux ouverts

Contrôle et surveillance des installations d'alimentation en eau potable et des systèmes de collecte des eaux résiduel-les

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS34

Régulateurs industriels et positionneurs, supervision des processus, systèmes de pesage et de dosage

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Régulateurs industriels

4 4 SIPART DR 19/21 Régulateurs compacts continus et pas-à-pas en version standard

Grand nombre de fonctions préparées pour la régulation des processus indus-triels et dont l'utilisation ne requiert pas de connaissances de la programmation ou l'utilisation d'outils auxiliaires

Positionneurs

4 4 SIPART PS2 Positionneurs électropneumatiques ■ Nombreuses fonctions de diagnostic

intégrées qui informent sur l'état de la vanne et de l'entraînement

■ Fonction de mise en service automa-tique avec auto-optimisation pour une adaptation rapide de l'organe de réglage

Régulation ultra-précise des vannes et des clapets au moyen d'entraînements de levage et de pivotement même dans les environnements à atmosphère ex-plosible de zone 1 ou 21

Supervision des processus

4 4 4 SITRANS DA400 Capteurs acoustiques assurant la sur-veillance des pompes à piston à diaphragme

Détection continue, simultanée et auto-nome des fuites sur jusqu'à quatre van-nes d'alimentation/refoulement d'une pompe et supervision des signaux stan-dardisés sur quatre entrées supplémen-taires

Cette configuration permet d'analyser l'état d'une pompe volumétrique os-cillante pendant chaque phase d'exploi-tation.

Systèmes de pesage et de dosage

4 SIWAREX M/U/FTA/FTC Les systèmes de pesage SIWAREX com-prennent les éléments suivants :■ Processeurs de pesage SIWAREX M, U,

FTA ou FTC (exploitables dans les sta-tions périphériques ET 200M)

■ Un ou plusieurs pesons

Utilisation sur l'ensemble du procédé de fabrication : ■ Doseuses et peseuses de citernes,

plates-formes et véhicules■ Ponts-bascules■ Installations de soutirage■ Convoyeurs à bande

4 Milltronics BW 500 Transmetteurs performants pour bascu-les intégratrices et doseuses pondérales continues

Utilisables sur toutes les bascules inté-gratrices pourvues de jusqu'à quatre pe-sons DMS

Traitement des signaux de poids et de vi-tesse pour indication précise des quanti-tés totales et transportées de produits en vrac

4 Milltronics SF 500 Transmetteurs performants pour totali-sateurs de produits en vrac

Utilisables sur tous les totalisateurs de vrac pourvus de jusqu'à deux pesons DMS ou de détecteurs LVDT

Traitement des signaux des détecteurs permettant les calculs précis des débits et de totalisation

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Périphériques de processus Siemens compatibles PROFIBUS 35

Analyseurs de gaz

PA DP

PDMsafety Description de l'appareil Domaine d'application

Analyseurs de gaz

4 4 4 CALOMAT 6 Détermination exacte de la composition et de la concentration des gaz de procé-dé, méthode basée sur la conductibilité thermique

Par ex. : mesure des concentrations d'hydrogène et de gaz rares dans le gaz de gueulard et les mélanges de gaz car-bonique

4 4 4 ULTRAMAT 23 Analyseur NDIR multi-composant de coût avantageux pour une multitude d'applications standard

Par ex. : surveillance de gaz de fumée, optimisation du foyer, contrôle de l'air ambiant, avec ajout possible d'une cellu-le électrochimique pour mesures d'oxy-gène

4 4 4 ULTRAMAT 6 Analyseur pour mesurer jusqu'à quatre composants à activité infrarouge

Utilisables dans tous les domaines allant des mesures d'émissions jusqu'aux pro-cédés de fabrication mettant en jeu des gaz hautement corrosifs

4 4 4 OXYMAT 6 Analyseurs d'oxygène résistant à la cor-rosion pour l'exploitation en atmosphè-res sévères

Mesures d'émissions, assurance de la qualité des produits ou surveillance des processus de production, en particulier sur les installations de sécurité

4 4 4 ULTRAMAT/OXYMAT 6

Combinaison ULTRAMAT/OXYMAT avec : ■ 1 canal infrarouge pour mesurer jus-

qu'à 2 composants infrarouges et ■ 1 canal pour les mesures d'oxygène

4 4 4 OXYMAT 61 Analyseur d'oxygène de prix compétitif pour les applications standard

4 4 4 FIDAMAT 6 Analyseurs de gaz pour la mesure des te-neurs en hydrocarbures dans les gaz purs et ultra-purs ■ Quatre plages de mesure librement

paramétrables ■ Très faible sensibilité aux gaz parasi-

tes

Adaptés pour : ■ Mesures des gaz purs dans O2, CO2,

gaz rares et gaz à mesurer à froid (à l'exclusion de l'hélium et de l'oxy-gène)

■ Contrôle de qualité■ Optimisation des processus■ Recherche et développement

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