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SIMATIC PC-based Automation

Overview


Industry Sector Julho 2012 SIMATIC PC-based Automation: Overview

Por quê automação baseada em PC?

Ou PC-based automation?

I) Precisando economizar espaço em sua instalação industrial

Controle, visualização e outras tarefas adicionais em um PC

II) Necessidade de desenvolvimento em linguagens de alto nível para

implementar funções de automação? Deseja proteger o seu know-how em

funções tecnologicas?

Integre facilmente com as soluções disponíveis com PC-Based automation

III) Precisa utilizar interfaces abertas diretamente no seu controle?

Software – livre acesso ao mundo Windows

Hardware – flexibilidade de conexão para várias interfaces padrão PC

IV) Sistemas em real-time e alto desempenho?

Uso de um ambiente em real-time com máximo desempenho do PC



I) Poupe espaço com automação baseada em PC

Para todas estas necessidades, a

mesma resposta:

PC-based Automation

Combinação de controlador, IHM,

motion control e funcionalidade de

PC em um único equipamento

O DESAFIO

Necessidade da redução do painel de

controle?

Espaço ≈ Custo

Tarefas de controle, como controle

PID, devem ser executas em uma

única plataforma?

Diversidade de plataformas ≈

custo

Necessidade de um sistema simples

de visualização, por exemplo, uma

solução enxuta com VisualStudio?



II) Integração de linguagens de alto nível / proteção

de know-how

Solução com PC-based Automation

Integração de algoritmos em real-

time em C/C++

Proteção de know-how via convesão

de arquivos para EXE ou DLL

Troca fácil de dados com a função

de controle

O DESAFIO

Algumas aplicações requerem a

integração de algoritmos complexos,

como motion control, controle de alta

precisão ou desempenho

A integração de tais algoritmos no

código do PLC é muitas vezes cara

O Matlab / Simulink e outras

ferramentas de engenharia, possuem

modelos matemáticos que podem ser

convertidos para C/C++

Estes algoritmos podem ser

protegidos contra acessos não

autorizados



III) Uso de interfaces abertas

Conexão com o mundo Microsoft Windows


Funções de PLC que rodam em

plataforma PC Windows oferecem

inúmeras possibilidades

Além disso: comunicação direta com

o WinAC ODK (Open Development

Kit)

O DESAFIO

Quando uma aplicação requer

comunicação direta com Windows,

PLCs convencionais não são capazes

de oferecer este recurso, e.g.:

Acesso direto à base de dados

Dados de automação que

necessitam ser gerados em outros

formatos (e.g. Excel)

Tratamento de dados do controlador

em software dedicado do cliente

(e.g. SQL)



III) Uso de interfaces abertas

Flexibilidade para conexão à várias interfaces de PC


Uso de barramento padrão PC (e.g.

PCI)

Comunicação em real-time é possível

com o uso do WinAC ODK

O DESAFIO

Algumas aplicações necessitam o

suporte à protocolos de comunicação

especial que não são suportados por

PLCs convencionais

Algumas aplicações especiais

precisam aquisitar dados de

instrumentos que não são suportados

por comunicação padrão

Integração de hardware

especificamente desenvolvido para

ambiente de PCs



IV) Alta performance e real-time


Controle baseado em PC é tão

rápido quando ao do PLC

Soluções de ponta possíveis

utilizando tecnologia baseada em PC

O DESAFIO

Alta performance, exigida na

fabricação de máquinas especiais,

em setores tais como:

Processamento de madeira

Máquinas de embalagem

Engarrafamento

Industria têxtil

Industria de tabaco

Enegia solar

Energia eólica



Tecnologia de PC: A base para inovações

Aumento de robustez e performance

Robustos, configuração livre de manutenção, sem

partes móveis, como ventiladores e hds

Pressão para inovações:

Integração com os novos processadores

Vários nucleos de processamento, alta performance

Alta eficiência energética

Design compacto e alta grau de acessibilidade

Alto desempenho, robustez e interface aberta … não são uma contradição




A resposta da Siemens


A solução universal, graças às propriedades únicas …



Parte da plataforma TIA

O líder de mercado em automação industrial e inovações, oferece sua

expertise em PC-Based automation

UMA ferramenta de engenharia: SIMATIC STEP 7 re-engenharia de software, aumento de flexibilidade

Integração de comunicação e diagnósticos

Controladores Modulares Controladores PC-based

Controladores SIMATIC



Tarefas paralelas em um PC

Supervisão

Open & closed-loop control

Processamento de dados

Redes

Aplicações Office

Linguagens PC

Redução de custos através da integração de todas as tarefas de automação

em um único PC

http://www3.ad.siemens.de/bilddb/picDetails.asp?objID=26897&lang=de&visMode=

http://www3.ad.siemens.de/bilddb/picDetails.asp?objID=22806&lang=de&visMode=



Open-loop control

SIMATIC WinAC RTX

Para aplicações com requisitos rigorosos de

resposta em real-time e determinismo

Carga mínima do processador do PC

I/O distribuído em PROFIBUS em/ou

PROFINET

O primeiro software PLC em todo o mundo

com funções safety via PROFIsafe

SIMATIC WinAC RTX - SIMATIC S7 em PC



Arquitetura aberta

Uniformidade entre a integração horizonatal e vertical

Integração vertical

Integração horizontal

SIMATIC WinAC RTX software controller

Open PC-based control baseado em Windows

SIM

AT

IC

Win

CC

fle

xib

le

SIM

AT

IC

Win

CC

SIMATIC interface

Superv

isão

utiliz

ando o

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os

fabricante

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Tro

ca d

e d

ados

OPC Open Interface

C/C

++

/C#

/

VB

.NE

T

ODK Technology

Ea

sy

Motion C

ontr

ol



O diferencial:

Integração de linguagens de alto nível

Chamadas diretas de

aplicações C/C++/C#:

Diretamente do programa do

WinAC Software PLC:

Wizard de programação

Integração de funções especiais

Proteção de Know-how

Também disponível em tecnologia .NET

SCL

OB 1

LAD/STL/FBD

Graph7

C++

CC

X

WinAC

(Programa)

Maior flexibilidade através da integração no ciclo do WinAC



Integração de linguagens de alto nível

Overview da interface ODK (Open Development Kit)

Interfaces

Custom Code Extension Interface (CCX)

Chamada direta de funções do programa do usuário do software PLC

A chamada é processada via SFBs especiais

Shared Memory Extension Interface (SMX)

Troca rápida de dados com os aplicativos do Windows via interface de

memória compartilhada

Controller Management Interface (CMI)

Operação automatizada do PLC por meio de aplicativo do Windows em vez do

WinAC panel

C++

Memory

WinAC

WinAC

RUN

STOP

C++

WinAC



Motion Control

Solução modular expansível

Posicionamento com Easy Motion Control

Position control via blocos do STEP 7 para as CPUs SIMATIC

Posicionamento e sincronismo

High-performance motion control com SIMOTION

Soluções especiais para máquinas com altos requisitos

de motion control

Alto desempenho via PROFINET

Aumento de performance, flexibilidade e disponibilidade



Safety (I)

SIMATIC WinAC RTX F –

Primeiro safety-oriented real-time Software

controller baseado em Windows para soluções de

automação até SIL3, PLe, Cat.4

Controlador safety em real-time baseado em

plataformas PCs x86

Programas standard e safety, bem como outros

programas do Windows em uma única CPU

PROFIsafe via PROFINET e PROFIBUS

Uma única ferramenta de engenharia para programas

standard e safety para os controladores SIMATIC:

CPUs standard, Safety, PC-Based WinAC RTX (/ F)

Funções safety completamente integradas em sistemas PC-based



Safety (II)

Solução escalonável / flexível

Integração – standard e safety em um

único PC (WinAC RTX F)

Solução distribuida (WinAC RTX + F-CPU)

Solução de acordo com a necessidade

Vantagens de uma solução PC-based:

Um único sistema de engenharia

Uma única rede de campo

A Siemens possui expertise no desenvolvimento de produtos e soluções

para soluções standard e fail safe, também em PC-Based



Supervisão

WinCC advanced para aplicações de máquina :

Flexibilidade de implementação de Micro Panel até o PC

Alta eficiência de configuração

Conceitos inovadores de IHM

WinCC Professional: sistema de supervisão de máquinas e

processo (SCADA)

Modular: Single-user ou multi-user, além de clientes web

Padrões abertos para integração simplificada

(incl. MS SQL Server integrado)

Expansível via add-ons

Totally Integrated Automation:

Base de dados e desenvolvimento integrados

Um software de supervisão para qualquer tarefa.

TIA Portal: ambiente integrado ≈ custo de desenvolvimento



Hardware compatível com o ambiente industrial

Operação até 55°C

Alta vibração / resistência a impactos

(até 5 G para vibração, até 15 G para impacto)

Encapsulamento robusto

Graus de proteção especiais, até IP65

Alto grau de compatibilidade

eletromagnética (EMC)

Certificação CE, UL

(ambientes industrial e escritório)

PCs para ambiente industrial



PC-Based - Overview

O produto certo para cada necessidade

SIMATIC Panel PC

Robustos e poderosos com display incorporados

SIMATIC Rack PC

Flexíveis e poderosos em formato rack 19”

SIMATIC Box PC

Compactos e robustos para uso universal

IPC427C IPC627C ÎPC827C

IPC Personalizado

Perfeitamente adaptado às suas necessidades Hardware

Personalizado Seviço & suporte

Personalizado

Software

Personalizado

IPC847C IPC647C

IPC227D

HMI IPC477C HMI IPC577C HMI IPC677C HMI IPC277D

IPC547D



Embedded Panel PC-Bundles

Automação de máquinas:

Requisitos para PC-based Automation

Operação livre de

manutenção, alta

disponibilidade

Instalação simples

de sofwares

Comissionamento

simples

Nossa solução: Embedded Bundles

• Robustos e livres de manutenção, sem partes móvies • Ready-to-Run: software de automação SIMATIC pré-instalados e configurados

S7 design Embedded Box PC-Bundles



Embedded

Panel PC-Bundles

SIMATIC PC-based automation

Embedded Bundles

S7 design Embedded Box PC-

Bundles

User know-how

Construction type

Display

Hardware expansion

capability

Software openness

(Windows, ODK, OPC)

Performance

I/O interfacing

Spare parts availability

The right Bundle for every application in embedded technology

Embedded Bundles

PLC oriented

Modular like S7-300

Distributed only

PCI-104, standard PC interface,

SIMATIC SM/FM modules

high

High performance

Central & distributed

5 years

PC-oriented

Compact as box

Distributed only

427C: PCI-104

227D: PCIe

Very high

Scalable up to high

performance

Distributed

5 years

PC-oriented

Compact as panel

Central

---

Very high

Scalable up to high

performance

Distributed

5 years



Embedded Hardware

Sistema de alta disponibilidade, redução do tempo de parada

Espaço reduzido de instalação

DVI-I:

DVI digital

VGA analog

e.g.:

impressora,

USB-stick

Compacto

mounting

Depth,

above 61

mm

Robusto, livre de

manutenção

Flexível



Embedded PC Software – pré-configurado

Integração com aplicações

padrão Windows

Integração de programas

C/C++/C# (ODK) e

VB.NET

Windows Embedded

Standard pré-configurado

Otimizado para

tarefas de automação

Sotware pré-instalados

Retentividade de dados

– sem no-break

EWF* (Enhanced Write Filter),

filtro de escrita aprimorado,

sem riscos de vírus

Sistema de alta disponibilidade, redução do tempo de parada

Maior espaço de memória para as aplicações

Ready to Run

* When EWF (Enhanced Write Filter) is activated

Compacto Robusto, livre de

manutenção

Flexível



Conceitos de operação distribuida

Conexão via DVI ou VGA

Instalação remota até 30m

“Ilimitado” via Industrial Ethernet

Para uma ou várias estações

de operação

Industrial Ethernet

Thin Client SCD / Flat Panel Monitor

DVI / VGA

SIMATIC IPC

Até 30 m “Ilimitado”

SIMATIC Industrial Monitors

Maior flexibilidade para a criação de conceitos de operação distribuida

SIMATIC Thin Clients



Identificação de aplicações com PC-Based

Requer acesso a base de dados

Uso de comunicação proprietária

(não considere os padrões, tais como

PROFIBUS e PROFINET)

Uso de cartões especificos com

interface padrão PC

Uso de algoritmo complexo

implementado em C/C++

O código deste algoritmo deve ter

proteção de know-how

Economia de espaço e do tamanho

do sistema de automação

Processamento de dados em

formato Excel

Desenvolvimento da interface de

visualização e controle própria

SIMATIC PC-

based

Automation

Requisitos …



SIMATIC Controllers

a escolha correta…

Application Modular Controllers PC-based Controllers

Robustness X X

(scalable right through to robust

Embedded IPC)

Spare parts availability

(from discontinuation date) 10 years 5 years

Quick startup X -

Program execution scalable via CPU Processor (architecture,

frequency) / application

Integration in one device

Safety X X

Visualization - X

High-level languages

(C/C++/C#/Visual Basic) - X

Database - X

The SIMATIC controller offering with standard engineering

- Not suitable, x Suitable



Resumo


Parte da plataforma SIMATIC TIA

Com engenharia uniforme, diagnóstico e comunicação

O cliente escolhe a melhor solução

Solução standard e safety integrada

Redução de engenharia e recursos

Pacotes de hardware embarcado e software pré-instalados

Soluções compactas, especialmente para máquinas

Flexibilidade e interface aberta graças a:

Automação multi-disciplinar automation (controle, visualização, motion control)

Integração com C/C++

Uso de aplicações padrão PC para arquivamento e processamento de dados

Sistema de alta performance com WinAC RTX (/F) e PROFINET


Obrigado!

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