Les architectures PC-based Automation

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1 Les architectures PC-based Automation
Les architectures PC-based Automation

2 PC-based Automation Motivation Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Besoins de nos clients Accroitre la flexibilité Traçabilité et qualité Réduction des coûts Temps de développement Choix d’une plate-forme d’intégration répondant à ces besoins & Insister sur le fait que Siemens a développé ces solutions à la demande des clients, et que les solutions sur base PC repésentent un élément du puzzle ITlution. Flexibilité : Fonctions INTRINSEQUE aux PC. Conception de projet sans limitation mémoire, E/S décentralisée, nombreuses interfaces logicielle pour l‘accès à l‘environnement Windows, possibilité de raccorder des équipements éthérogène (mesures, pesage, vision, positionnement...) Tracabilité et qualité : CONSIGNER les valeurs process directement sur la plate forme de traitement des automatismes Réductiondes couts = moins de couches logiciels, moins carte de communication... Temps de développement : Réutilisations du savoir faire et des alogorythmes développés par les informaticiens. Catalogue de drivers et de pilote PC disponible très important. Gain de temps dans l‘intégration des composants. Innovation technologiques Convergence Atelier et la gestion de production (IT) Ouverture vers Standards Architectures distribuées

3 Interêts et gains PC-based Automation
Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Réduction des coût par l’intégration du Pupitre opérateur, des réseaux informatique, du traitement des données, des tâches de positionnement, et fonctions d’automatismes dans une plateforme PC unique. Traitement de données Visualisation Réseau Automatisme Présenter la plate forme PC comme concentrateur éliminant toutes les cartes de communication pour s‘interfacer au réseau de donnée API, les drivers additionnels (OPC) pour s‘interfacer au variable WinAC, Les composant logiciel ActiveX pour les diagnostics avancée. Le PC intègre en natif un disque dur pour l‘enregisterement des données, un moniteur pour la visualisation, un port Ethernet pour l‘accès distant. Il suffit donc d‘intégrer la tâche d‘automatisme SOFT ou SLOT

4 Architecture PC-based Automation Introduction Plate-forme PC
Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures ProTool/Pro WinCC WinAC ODK Profibus Industrial Ethernet A&D Data Management Easy-MotionControl MASTERDRIVES MC On abordera dans ce slide 2 composants des architectures PCBased Automation : Les PC industriels SIMATIC Siemens La fonction AUTOMATISME de control Commande WinAC WinAC Basis WinAC RTX WinAC Slot STEP7 Rack-PC Box-PC Panel-PC SIMODRIVE 611 SIMODRIVE POSMO MASTERDRIVES MICROMASTER Drive-ES ET200S ET200X ET200M

5 PC-based Automation Gamme SIMATIC PC
Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Formats Box, Rack et Panel Gamme IL pour applications PC “standards industrie” Gamme “PC haute disponibilité” Présentations des PC indsutriels : 3 types de format 2 gammes C‘est quoi les PC haute disponibilité ? Carte mère industrielle Disque dur extractible et montés sur amortisseurs Alimentation 24VCC Contrainte de Température, choc et vibration 5 ans de pérénité après arret de commercialisation 2 ans de garantie C‘est quoi les PC „Standards industrie“ ? Ce sont les plate forme PC pour l‘industrie dont les contraintes d‘environnement sont moins contraignantes. Exemples : Local technique, salle de conduite, zone moins sensible éloignée des machine.....

6 PC-based Automation Solutions WinAC
Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Solutions 100% Soft Option temps réel Carte automate Présentation rapide des critères importants : - Moteur automates contrôlé par Windows natif - Moteur automates évoluant dans un sous système temps réel - Carte API indépendante de Windows - Alimentaion redondante.... Comment construire son architecture ?

7 PC-based Automation Solutions WinAC
SOLUTIONS Hard & Soft Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures S O F T S L O T WinAC Basis WinAC RTX WinAC Slot 412 WinAC Slot 416 Win NT/2000/XP Non déterministe Mémoire du PC Serveur OPC Contrôle ActiveX Jusqu‘à 4 CP5613 DP intégrée Win NT/2000/XP Noyau temps réel Déterministe Mémoire du PC Serveur OPC ContrôleActiveX Jusqu‘à 4 CP S7-OS / ASIC Déterministe 128 / 128 Ko Serveur OPC ContrôleActiveX MPI/DP intégré Alim. 24VDC ext. S7-OS / ASIC Déterministe 1,6 / 1,6 Mo Serveur OPC ContrôleActiveX MPI/DP intégré Alim. 24VDC ext. 4 options A noter les points clefs et différentiateurs pour chacune des options. Ils sont notés en Gras

8 PC-based Automation Solutions WinAC
Environnement sévère Intégration du contrôle et du HMI dans une même plateforme hard Configuration simple Grande quantité de données Grande mémoire utilisateur Fonctionnalitées HMI puissantes Démarrage rapide Réutilisation du PLC - Know-how SIMATIC Embedded Control Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures WinAC MP MP370 avec interface PROFIBUS DP intégré Windows CE Deterministe 1 MB mémoire Visualisation avec ProTool

9 WinAC est entièrement compatible avec SIMATIC S7/C7
Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures SIMATIC S7/C7 Embedded Control Protection des investissementsSoftware- PC-based Control

10 SIMATIC WinAC Basis E/S distribuées sur PROFIBUS
Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures PC CP 5613 (PCI) Onboard DP-IF WinAC Basis Onboard DP Interface (SIMATIC PC) ou CP 5611 – DP-Interface DP Maître 32 Esclaves Ou CP DP Interface 125 Esclaves PG/OP Communication General WinAC Basis supports DP protocol by on Profibus to communicate with distributed I/Os. PG/OP- functionality is also provided since Version 3.0. This allows to connect OP and PG. WinAC supports up to 64 S7-Connections. Currently there are no S7-communications functions (SFB/SFC) for WinAC Basis available . Esclaves PROFIBUS et Outils de Programmation

11 SIMATIC WinAC Basis Benchmarks
Benchmark To compare the processing time of a user program, a benchmark of several typical operations and system functions was used. Prerequisites Execution times were measured on a Dell Dual 400 computer (with dual Pentium processor) with 128 Mbytes of RAM running at 400 MHz. Actual execution times may vary, depending on your system. The performance data were obtained with WinLC as the only running program

12 PC-based Automation WinAC RTX : Temps réel des automatismes PC
PLATE FORME PC pour l’intégration des composants LOGICIEL WinAC RTX avec noyau temps réel E/S DECENTRALISEES via carte Profibus DP Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures CP5613 WinAC RTX PC + + Reprendre les 3 points clefs Noté le noyau temps réel de la tache API Le copupleur intelligent CP 5613 permet d‘être déterministe jusqu‘à l‘esclave DP. Fonctionnement en mode DPV1 Départs moteurs Variateurs E/S decentralisée CPU S7

13 PC-based Automation WinAC RTX : Gestion des temps machine
PANNEAU DE CONTROLE des cycles automates DETERMINISME pour le traitement des E/S sur Profibus Tâche automate PRIORITAIRE sous Windows NT Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures WinAC RTX Panneau de réglage et de controle controle des cycles „MACHINE WINDOWS“ sous windows. Sur la partie gauche du panneau, on retrouve la face avant pour la mise en STOP/RUN/RESET de la CPU Sur la partie droite le panneau de réglage qui comporte 3 paramètres : Le temps de repos alloué à windows en ms Le temps maxi du cycle PC = cycle tache API winAC + temps de repos pour assurer le dertermionisme sous windows. IMPORTANT : TOUS LES REGLAGES SONT EXPRIME EN MS. C‘est un tréférentiel de temps adapté aux taches d‘automatismes. Départ moteur E/S decentralisée Variateur CPU S7

14 PC-based Automation WinAC : Open Developement Kit
Assistant WinAC ODK Création automatique du projet Visual C++ (in process) Déclaration des modes d’échanges (sync, asyn,...) entre les blocs STEP7 et le programme C++ Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Le Wizard livré avec l ’ODK génère un projet en C++ permettant d ’obtenir la « colonne vertébrale » de la DLL COM. Le travail restant se limite à l ’écriture de code C++ dans les différentes méthodes.

15 PC-based Automation WinAC : Open Developement Kit
Echanges de données par simple bloc entre le programme automate et les variables d’une application développée en C++ Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Programme STEP7 Programme C++ Automatismes Acquisition, Archivage, Calcul

16 PC-based Automation Automatismes et Mesures
Plate forme PC unique Fonctions automatismes Programme Automate NI-DAQ Blocs STEP7 pour accès direct aux cartes Intégration des mesures Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Ceci est un exemple d ’application d ’intégration de l ’automatisme et de la mesure. WINAC accède directement depuis des blocs STEP7 en lecture ou en écriture à des cartes d ’acquisition National Instruments

17 Méthodes de Communication WinAC Basis + Librairie NI
Accès direct aux signaux de mesure carte Lecture des mesures depuis WinAC et controle des cycles machine Echange de données entre WinAC  LabVIEW Paramètres Data Socket Communication Echange de donnée DataSocket Accès direct Accès carte WinAC Basis + Librairie NI LabVIEW PC with NT4.0/Win2000 Driver Driver Driver NI E-Series I/O Module I/O Profibus DP NI I/O Module

18 Intégration logicielle : Plate forme STEP7
NILaunch: Initiation de la com. AIRead: Lecture Entrées Analogiques AOWrite: Ecriture Sorties Analogiques DIRead: Lecture Entrées TOR DOWrite: Ecriture Sorties TOR DSIRead: Lecture de données DSOWrite: Ecriture de données Bibliothèque intégrée en standard avec WinAC

19 Intégration logicielle : Convivialité et graphisme
MAX Explorateur utilisé pour la configuration et la diagnostic des composants installés pour la mesure LabVIEW Plate forme logicielle conviviales pour le traitement des signaux.

20 PC Based Automation Intégration Logicielle
Fonctions technologiques via PROFIBUS v t Communication via réseaux industriels ou standard Supervision WinCC, ProTool, Visualisation-SW Automatismes Slot-PLC ou Soft-PLC Echange de données entre Process et applis Windows

21 Architecture souple et modulaire
PC Based Automation L’intégration logicielle Architecture souple et modulaire Ouverture répondant aux standards de l’informatique industrielle Compatible avec les langages de programmation des automaticiens

22 Plateforme normalisée
PC Based Automation Intégration logicielle : Engénierie Programmation 5 langages Structure de données Mise en service Test, Simulation Diagnostic & Débug Configuration matériel CPU, E/S, réseaux Exploitation Accès distant Plateforme normalisée IEC1131-3 Base de données commune et Accès au projet en multi-utilisateurs Logiciel réutilisable Bibliothèques de fonctions Standard d‘entreprise, projets modèles Outils d‘ingénierie spécifiques à une tâche pour une programmation plus rapide Configuration et programmation via les réseaux

23 Rapports de production
PC Based Automation WinAC : L’intégration logicielle DCOM & ActiveX Controls WinAC Logic Controller Rapports de production Applications métiers (Visual Basic..) Diagnostic préventif Mise au point machines Accès transparent aux données Accès direct aux tables mnémoniques du projet STEP7 Composants ActiveX pour le diagnostic complet

24 PC Based Automation Intégration logicielle : Visualising
WinAC cv SCADA HMI Applications tierces sous Windows NT Logic Controller Echange de données optimisés HMI & Data Access Interfaces de communication Serveur OPC natif pour l ’échange de données avec des applications tierces Driver directs pour l ’environnement SIMATIC

25 Technologies L ’ interface ODK RTX
PC Based Automation WinAC : L’intégration logicielle Rapidité et Sécurité L ’ interface ODK RTX WinAC RTX Vision Motion Driver Logic Controller Applications PC Motion Vision C / C++ ODK Technologies Logic Controller Open Developper Kit = OUVERTURE Intégration de STEP7 et des taches métiers (vision, motion, drivers) développées en C/C++ Echanges synchrones à partir d’appels (Call) depuis le cycle automate

26 PC Based Automation WinAC SLOT
carte Mémoire RAM / Flash EPROM PS Redondantes DC 12 V 2 connecteurs pour ventilteurs redondants DP/MPI-interface Ext. Batterie 1.5 V Connecteur pour alim. externe Connecteur pour 24VD Reset LED‘s Interface d‘alimentation externe DP-interface

27 PC-based Automation WinAC Slot : Sécurité des automatismes sur PC
CARTE AUTOMATE aux spécifications d’une CPU S7 Fonctionnement 100% AUTONOME du PC Deux ports Profibus DP intégrés et CONFIGURABLES Alimentation externe 24VCC en option Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures WinAC Slot + Carte fille PC + E/S decentralisée, Départs moteurs Alim 24VCC Fonction Automate TOUT EN UN TOUT = tache API + 2 PORT PROFIBUS + ALIM EXTERNE + CARTOUCHE EEPROM + PILE DE SUAVGARDE DES DONNEE REMANATES. Le tout indépendant de WinDOWS

28 Acquisition / traitement PC
PC Based Automation WinAC T-KIT : L’intégration logicielle Fonctions technologiques sur PC R W Périphérie E/S DP W R Périphérie WinAC T-Kit Archivage données Vision Industrielle Mesure vibration Contrôle de position Liaisons séries multi voies ……... Acquisition / traitement PC Applications métiers Gestion de recettes Discrimination de défauts Consignation d‘états ….. Fonction oscilloscope Calculs Gestion de fichiers Fonctions technologiques Périphérie PC S7 prog. WinAC Slot Ecriture Lecure Lecture

29 Fonctions technologiques sur PC
PC Based Automation WinAC T-KIT : L’intégration logicielle Fonctions technologiques sur PC STEP 7 C++ APPLICATIONS PC avec CPU 41x-2 PCI Acquisition / traitement PC Périphérie DPRAM Programme applicatif STEP 7 (pour WinAC Slot 41x) Fonction technologique librairie fonctions C++ READS7WORD WRITES7WORD w R Ecriture Archivage données Output area 4 Kbyte Lecture Lecture R w 4 Kbyte Input area Ecriture Applications métiers * Conversion du format de données (format S7 format PC)

30 Fonctions technologiques sur PC
PC Based Automation WinAC T-KIT : L’intégration logicielle Fonctions technologiques sur PC Librairie C++ pour le transfert rapide et synchrone de données entre le programme S7 et la plate forme PC. 10 fois plus rapide que OPC. Ouverture WinAC Slot à la périphérie d ’E/S du PC. Utilise la mémoire d ’accès DPRAM de WinAC slot WinAC Slot T-Kit WinAC Slot

31 PC-based Automation Environnement Windows
Interfaces STANDARD et OPTIMISEES Utilise l’atelier STEP7 pour la programmation SIMPLICITE d’utilisation et PERFORMANCE des échanges Accès directs aux tables de variables automate Introduction Plate-forme PC Simatic WinAC WinAC RTX WinAC Slot Automatismes & Applications PC Automatismes & Informatique Automatismes & Mesures Supervision et diagnostic opérateur Langages informatiques Rapports de production Mise au point machines Liens directs Open Dev. Kit Les applications PC exécuté sur la machine WinAC ou sur une machine distante accède aux variables du projet automtes par des interfaces logicielles STANDARDS. Ceci permet d‘intégrer des IHM, des outils Office, la programmation ainsi que les programmes informatique. Table de symboles du projet STEP7

32 Controlling and Visualizing on Multifunctional Platform
SIMATIC WinAC MP Embedded Control Embedded Visualization WinAC MP MP 370 Controlling and Visualizing on Multifunctional Platform

33 SIMATIC WinAC MP Traitement rapide Pas de ventilateur
Temps réel Basé sur Windows CE 3.0 Traitement rapide Opération booléenne: ~ 0,4 µs Opération mathématique: ~ 0,3 µs Plateforme hardware robuste Pas de disque mobile Pas de ventilateur Pas de connecteur sur la face avant Accès interdit pour du personnel non autorisé Plateforme Runtime Plateforme multifonctionnelle MP ”

34 Operation of WinAC MP RUN-P, RUN, STOP, MRES Exit ProTool
Start WinAC MP Shutdown WinAC MP Tune High Tune Low Cold Restart Warm Restart RUN-P, RUN, STOP, MRES „Min Sleep Time [ms]“

35 Status Indicators of WinAC MP
Status LEDs ON, RUN, STOP, ... Jitter Cycle Time last, average, max, min

36 Setup WinAC MP + MP 370 Transfer Transfer PROFIBUS-DP Slaves WinAC MP
Authorization via Serial, USB, Ethernet Transfer HW-Configuration S7 User Program Via PROFIBUS, Ethernet ProTool-Application via Serial, USB, Ethernet PROFIBUS-DP Slaves

37 Functionality WinAC MP V3.0 is based on WinAC Basis V3.0 with the following differences: WinAC Basis ODK is not supported WinAC Computing is not supported No WinAC OPC Server possible on the MP370 Only ActiveX Components designed for ProTool possible (ProTool SDK required) No direct data exchange between WinAC MP and other SIMATIC CPU‘s No Send/Receive implementation Exclusive access to WinAC MP controller with ProTool Accessing other controllers outside WinAC MP is not supported (e.g connected to PROFIBUS)

38 Les architectures PC-based Automation
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