SIMATIC Magazine

Novembre
2002
SIMATIC Magazine
L E M AGAZINE
DES
P RODUITS D ’A UTOMATISME
ET D ’E NTRAÎNEMENT
CHIMIE - PHARMACIE
RÉSIDENTIEL
INFRASTRUCTURE
ÉNERGIE
AGROALIMENTAIRE
SÉCURITÉ
BÂTIMENT
ENVIRONNEMENT
SERVICES
AUTOMOBILE
CONSTRUCTEUR
NOUVELLES TECHNOLOGIES
Retrouvez nos produits, solutions
et services sur ELEC 2002
STAND 6-1A1
SOMMAIRE
EDITORIAL
■ Automate de sécurité S7 300F et précâblage
ET200S :
2 nouveautés qui vous apportent souplesse et économie
3
NOUVEAUX PRODUITS
■ Avec l’Automation Value Card
Le support et le service client à la carte
4
■ SIMATIC Mobile Panel 170
Le pupitre opérateur devient mobile
6
■ Réduisez les temps d'arrêt de vos installations
grâce aux fonctions de diagnostic process SIMATIC
7
■ SIMATIC ET 200S
La meilleure station d’E/S du monde
8
■ ET 200eco
Les E/S étanches, compacts, économiques
14
■ SIMATIC S7-300
Trois CPU deux fois plus performantes…
17
■ SIMATIC C7-200
Le micro-automate s’ouvre au monde industriel
30
■ SIMATIC PC
Nouveaux switches électriques ELS SIMATIC NET
38
EDUC ATION NATIONALE
■ LANGLOIS, PIERRON…
Deux entreprises, une même passion : la formation
Siemens S.A.S.
Division A&D
9, rue du Docteur Finot
93527 St Denis Cedex 2
Tél : 0 821 801 111
Fax : 01/49/22/29/42
Rédactrice en chef : Fabienne Fremaux
Rédacteurs : Edouard Schweda, Laurent Mismacque,
Bruno Bouard, Jean-Luc Frenot, Gilles Duchaussoy,
Franck Hampartzounian, Dominique Thibot,
Georges Jung, Damien Fercot, Emmanuel François,
Stéphane Baragnon, Franck Mercier,
Christian Terzyck, Burkhard Witte, Richard Riaudel,
Luc Losson, Frédéric Lentz
Directeur de la publication : Vincent Jauneau
Réalisation : Public’s
Photos : Siemens SAS, Siemens AG
Tirage : 20.000 exemplaires
Marques de fabrique : SIMATIC
16
ÉDITO
P Diag le logiciel de diagnostic
qui vous permet d’améliorer
votre productivité.
Chers clients,
Le taux de productivité de vos installations
automatisées est un élément déterminant
dans la rentabilité de votre société.
L’expérience met en évidence que l’automate
représente environ 5% de pannes faciles à diagnostiquer dans le cas des
CPU Siemens grâce au “ buffer ” de diagnostic intégré dans les CPU S7. 95%
des pannes restantes ont des origines aussi diverses que des problèmes de
capteurs, défaillances mécaniques ou d’une manière générale des problèmes
de process toujours difficiles à analyser .
SOLUTIONS
■ Chez DIMECO-ALIPRESSE :
Grâce au pupitre multifonction MP370
Le centre de poinçonnage et de pliage 4 côtés devient
flexible, performant et convivial
18
■ Chez DUCROS :
L’automatisation décentralisée se lance dans la débactérisation
10
■ Chez Process Conception Ingénierie (PCI)
Les bancs d’essais à froid sont pilotés avec dextérité
par Panel PC 870
26
Pour vous permettre d’évaluer l’apport de P Diag dans votre entreprise vous
trouverez dans cette revue un CD ROM de démonstration avec nos outils
de diagnostic.
ENTRAINEMENTS
■ SIMOVERT MASTERDRIVES AFE
Le convertisseur propre à 4 quadrants
22
NOUVELLES NORMES
■ Enregistrement et signature électroniques
Siemens intègre la norme 21 CFR Part 11 de la FDA
32
FORMATION
■ SITRAIN
15
CONCEPT
■ Safety Integrated :
La sécurité omniprésente chez Siemens A & D
Une question, une réaction, une suggestion... ?
Contactez-nous à l’adresse suivante :
[email protected]
P Diag vous permet d'établir un diagnostic rapide et simple d'une panne
en visualisant, sur votre pupitre opérateur, non seulement les défauts
(diagnostic de premier niveau) mais également leurs causes (diagnostic de
deuxième niveau). Le secteur automobile ayant l’impératif de déployer des
nouvelles lignes de production régulièrement, avec des montées en cadence
toujours plus courtes, a pleinement intégré cette fonctionnalité depuis
plusieurs années. Grâce à P Diag, tous les secteurs industriels peuvent
améliorer leurs taux de productivité rapidement.
35
Je souhaitais également évoquer deux événements majeurs, qui, prochainement, nous permettrons de vous présenter l’ensemble de nos nouveautés
produits et solutions :
ELEC 2002, du 9 au 13 décembre prochain au Parc des Expositions de Paris
Nord Villepinte. Nous serons ravis de vous accueillir sur notre stand 6-1A1,
et vous invitons à participer à nos conférences. De nombreux thèmes
y seront abordés tels que “Safety integrated” ou les automates standard
avec fonctions de sécurité S7 300F.
Dès mars 2003, nous vous attendont à bord de l’EXIDER : un train regorgeant
de technologies innovantes et de solutions pour les industries d’aujourd’hui
et de demain. Vous trouverez l’ensemble des informations sur notre site
www.siemens.fr/automation et vous fixons déjà rendez-vous aux dates
suivantes :
• Lille le 25 mars 2003,
• Toulouse le 2 avril 2003,
• Paris le 26 mars 2003,
• Marseille le 3 avril 2003,
• Nantes le 27 mars 2003,
• Lyon le 8 avril 2003,
• Bordeaux le 1er avril 2003,
• Strasbourg le 9 avril 2003.
Bonne lecture et à bientôt
Vincent Jauneau
Chef de Marché Automatisation
Nouveaux Produits
Avec l’Automation Value Card
Le support et le service client à la carte
En optant pour
l'Automation Value
Card, les clients
de la division A & D
de Siemens ont la
possibilité d'accéder
de manière
privilégiée aux
prestations de
son Support et Service Client.
Un outil précieux — au format
d'une carte de crédit — qui leur
donne droit à des prestations
de support et de services
multiples, susceptibles d’être
répartis dans le temps, ce,
sans le moindre contrat.
oici quatre ans, les activités de différents départements
de Siemens France ont été regroupées au sein de la
division A & D qui devait adopter une "orientation
Client". Simultanément, les supports techniques de chaque
département étaient regroupés au sein du Support et Service
Client de la division A & D, et réorganisés avec la même
"orientation Client" et des processus harmonisés. Pour
concrétiser ce changement majeur visant à l’optimisation de
la relation avec le client, cinq numéros d’appels téléphoniques (associés à des adresses électroniques et des numéros
de fax), ont été mis en place.
V
La Help Line commerciale : 0821 801 111.
Ce numéro est ouvert 24 h sur 24, 7 jours sur 7 (365 jours
par an). Elle a une vocation multiple. D’abord, celle d'une
ligne téléphonique "mutualisée" privilégiant l'accessibilité
et servant de repli à l’appel direct d’un client, dès lors que
celui-ci ne parvient pas à joindre son correspondant au sein
de la division A & D. Elle doit également permettre un accès
téléphonique permanent au client et ne perdre aucun appel.
Le client est ainsi assuré de l'aboutissement de son appel.
En outre, la Help Line apporte son assistance au client ne
connaissant pas l’organisation de la division A & D. En dehors des
heures ouvrées, l’appel est pris en charge par le correspondant
de la Help Line qui l’enregistre et le transmet à la personne
demandée. Celle-ci pourra le traiter dès son retour, le lendemain
matin. Une telle démarche pro-active donne les moyens de traiter
tous les appels.Et les clés d’entrée au Support et Service Client sont :
La Support Line : 0821 801 122, accessible de 8 h à
18 h 30, 5 jours sur 7.
Le Field Service, qui prend les demandes d’intervention
(de 8 h à 18 h, 5 jours sur 7), au : 0821 801 133
La demande de pièces de rechange (8 h à 18 h,
5 jours sur 7) : 0821 801 144
La formation (9 h à 17 h 30, 5 jours sur 7) : 0821 801 155
Automation Value Card : l’accès VIP à la Support Line
Grâce à la carte baptisée Automation Value Card, le client
bénéficie d’un accès privilégié aux prestations téléphoniques
de la Support Line (0821 801 122). Elle est disponible
auprès de votre interlocuteur régional de la division A & D
de Siemens ; demain, elle sera aussi disponible en ligne.
Sa gestion est assurée en central : il suffit de vous raccorder
au site Internet du Service et Support Client pour connaître
le crédit restant sur votre carte et le détail des consommations… Crédit calculé en une monnaie interne au système,
baptisée — cela va de soi — le "CREDIT". Quatre cartes sont
proposées, portant respectivement un montant de 200, 500,
1 000 et 10 000 CREDITS. Chaque prestation ,évaluée
ensuite dans cette monnaie mondiale, vous affranchit de
tous les problèmes liés au change.
Par ailleurs, chaque Automation Value Card
est identifiée par son numéro de carte et son Pin.
Ces identifiants permettent au porteur de la carte
d’accéder de façon privilégiée aux services de la
Support Line.
Comment servir parfaitement les clients et exploiter au
mieux les compétences disponibles ? En traitant les appels
selon leur nature. À cet égard, l’Automation Value Card supporte
sept prestations différentes de la Support Line :
■ Les appels BASIC sont ceux faisant suite à la vente de produits
d’automatisme : ils sont naturellement gratuits.
■ Les appels PERSONAL CONTACT
proviennent de clients — en possession de l’Automation Value
Card —, sollicitant un interlocuteur désigné de la Support Line. Ils
correspondent par conséquent à la prestation personnalisée
d’un spécialiste dans le cadre d’une assistance projet, prestation
qui va bien au-delà des services mutualisés précédents.
■ Les appels PRIORITY ("prioritaires") sont formulés par les
clients désireux de poser leur problème et d’être rappelés aussi
vite que possible (en moyenne sous 15 min, rappel garanti sous 2 h).
Tous les appels sont enregistrés et constituent une liste d’attente
dont la longueur dépend à chaque instant du nombre d’appels
en attente et de la durée de leur traitement. L'appel PRIORITY
permet de privilégier un client par rapport à cette liste.
■ Les appels REMOTE correspondent à l’association d’appels
à la Support Line et d’une prestation de TeleService ou de
télédiagnostic.
■ Les appels OLDER PRODUCTS concernent les produits
d’automatisme qui ne sont plus commercialisés, et pour
lesquels le stock de pièces de rechange est épuisé.
■ Les appels EXTENDED correspondent en général à un problème
survenant au cours de la réalisation d’un projet mettant en
œuvre plusieurs produits d’automatisme de Siemens ou ceux
d’une tierce partie, interconnectés au sein d’une architecture
TIA (Totally Integrated Automation). La question posée lors
d’un tel appel est souvent complexe, et concerne plusieurs
spécialistes de la Support Line. Elle requiert un traitement
conséquent, avec recherche d’informations dans plusieurs
manuels techniques, voire un travail particulier sur une plateforme afin de tester une fonction, ou de reproduire le défaut
constaté par le client. La résolution des problèmes usuels
nécessite en moyenne un traitement dont la durée est d’une
demi-heure. Le traitement d'un appel EXTENDED peut être
sensiblement plus conséquent : l’Automation Value Card prend
en charge tout traitement à concurrence d’une durée de 8 h,
c’est-à-dire équivalent à une intervention au bureau (sans
déplacement). Au-delà de cette durée maximale, le problème
ne relève plus d’un traitement à la Support Line, mais d’une
assistance technique au projet, voire d’une intervention effective
sur le site du client.
Les achats en ligne de documents et de services
Sur le site Web du Support et Service Client de Siemens,
le client, muni de son Automation Value Card, va trouver
et acquérir directement, sans délai, au travers de la boutique
virtuelle Online Shop :
■ la documentation sur les produits : manuels, notices d’utilisation,
homologations et certificats d’essais, additifs,
■ le support à ses produits : FAQ (Frequently Asked Questions),
trucs et astuces, mises à jour de logiciels, exemples d’applications,
blocs fonctionnels,
■ des informations générales sur le support et le service au client
■ des actualités : newsletter, forum…
De nouvelles prestations seront, par la suite, accessibles via
l'Automation Value Card pour couvrir au mieux tous les besoins
exprimés par nos clients.
Édouard Schweda
■ Les appels 24 HOURS.
Pour mémoire, la Support Line France est accessible de 8 h à 18 h 30
via le Call Center. Les clients dont le process ne peut supporter
pareille interruption, ayant par conséquent besoin d’un traitement
hors de ces horaires ouvrés — et disposant bien entendu de
l’Automation Value Card — peuvent solliciter la Support Line
mondiale 24 HOURS qui lui répond en langue anglaise ou
allemande. Ces appels sont pris en charge 365 jours par an,
7 jours sur 7, 24 heures sur 24 par les plates-formes de la
Support Line de Siemens installées à Nuremberg, à Johnson
City et à Singapour.
4/5
Nouveaux Produits
SIMATIC Mobile Panel 170
Le pupitre opérateur devient mobile
À l’ère de la mobilité,
voici la nouvelle
génération de pupitre
opérateur transportable
capable d’offrir
à tout moment
une vue sur le process.
es pupitres opérateurs sont traditionnellement intégrés au sein d’une armoire.
Alimentés sous 24 V, il ne leur est guère possible d’être déplacés. Or les utilisateurs
souhaitent à l’évidence disposer de pupitres opérateurs susceptibles d’être transportés
devant la machine à piloter ou à proximité des portiques de manutention. Siemens répond à
cette demande par un nouveau pupitre opérateur exploité sous Windows CE, capable
d’être programmé au moyen de ProTool (ou ProTool lite) : le Mobile Panel 170 aussi bien
accepté par les droitiers, que par les gauchers.
L
C’est naturellement un pupitre robuste : il résiste aux chutes d’une hauteur de 1,5 m.
Totalement graphique (écran de 5,7 pouces, résolution de 320 * 240 pixels, 16 couleurs), il
peut afficher des images standards de la machine et communiquer avec un automate standard
sans faire appel au moindre serveur web. Il se raccorde par un câble à un module de connexion :
cette disposition est encore indispensable pour la transmission du signal d’arrêt d’urgence dès
lors que le bouton correspondant est enclenché. Le Mobile
Panel 170 intègre en outre une poignée d’homme mort à
trois niveaux de sécurité.
Trois modèles sont disponibles, selon que ce pupitre
opérateur mobile est doté, outre sa poignée d’homme mort,
de l’arrêt d’urgence optionnel, et/ou d’un bouton poussoir à
voyant lumineux.
Pourvu de 14 touches de fonctions, le Mobile Panel 170
possède par ailleurs les caractéristiques essentielles
du pupitre SIMATIC OP/TP 170B. Comme le pupitre tactile,
il se caractérise par un indice de protection élevé en face
avant (IP65). Et à l’instar des autres pupitres opérateurs,
il est multiprotocole et communique sur PROFIBUS DP à
12 Mbit/s ou via la prise MPI.
Laurent Mismacque
Nouveaux Produits
Réduisez les temps d'arrêt de vos installations
grâce aux fonctions de diagnostic process SIMATIC
e CD-Rom très complet propose des présentations
multimédia, intégralement en langue française. Ces
présentations animées portent notamment sur les
thèmes suivants :
■ Principes du diagnostic process
■ Description des outils logiciels
■ Exemples de séquences de configuration de fonctions de
diagnostic, pour différents langages de programmation de
l'atelier logiciel STEP 7.
C
Exemples de séquences d'exploitation.
■ Le diagnostic process SIMATIC en action.
Le Centre de Formation SIEMENS tr@ining présente
ses formations sur les outils de diagnostic sur son site
www.sitrain.com/fr , rubrique catalogue :
■ pour les développeurs, stage S7-PDIAG
■ pour la maintenance, stage S7-MA3
6/7
Nouveaux Produits
SIMATIC ET 200S
La meilleure station d’E/S du monde
Quatre innovations viennent
enrichir la gamme ET 200S
des systèmes d’entrées/sorties
modulaires décentralisées
sur PROFIBUS-DP.
Économies de temps de câblage,
fonctionnalités étendues grâce
à la nouvelle tête de station
IM 151 High Feature, davantage
de nouveaux modules
électroniques, des performances
encore accrues…
À l’évidence, cette station
ET 200S reste la meilleure
du marché, encore
et toujours inégalée !
Les nouvelles embases-borniers, à la source de nouvelles économies de câblage !
Le gain de câblage est généralisé avec ces ensembles intégrés d’embases-borniers, également connus sous le
nom de Terminal Modules (ou TM). Plus besoin de dénuder les fils de vos capteurs et actionneurs !
Grâce à une technique autodénudante simple, mais efficace, adaptée aux fils de section comprise entre 0,25
et 1,5 mm2, ils répondent au standard Fast Connect. Il en résulte un gain de temps de câblage conséquent
(60 %). Pratiquement, il suffit d’abord d’insérer le fil dans l’une des cosses du bornier à couteaux. Puis, au
moyen d’un tournevis standard, de pousser le plot qui entraîne le couteau. Voilà comment le fil se trouve
aussitôt autodénudé.
Ces borniers sont également à même de réaliser le câblage transversal automatique des communs…
Un câblage qui s’obtient par simple juxtaposition des borniers. Deux versions, avec ou sans continuité
AUX 1 (tension auxiliaire ou terre) sont proposées à cet égard pour chacun des deux modèles
d’embases-borniers :
■ TM-P pour les Power Modules de la station ET 200S,
■ TM-E pour les Terminal Modules électroniques d’entrées/sorties.
Embase-bornier
Fast Connect
Des fonctionnalités étendues
De nouvelles têtes de station sont proposées offrant des fonctions d’automatisme
évoluées, pour un rapport performances/prix extrêmement intéressant :
■ IM 151/CPU est une tête de station "relookée" incorporant aujourd’hui le processeur du nouvel automate
compact SIMATIC S7-300C, et susceptible d’être programmée en STEP 7 pour rendre les entrées/sorties
intelligentes et autonomes. Ces améliorations vont de pair avec une mémoire dont la capacité est doublée
(48 Ko, contre 24 Ko jusqu’alors), et l’intégration des nouvelles fonctions dont a été doté le S7-300C.
En particulier, le projet STEP 7 (avec ses mnémoniques, les commentaires, etc.) est susceptible d’être chargé
intégralement en carte mémoire SIMATIC MMC (Micro-Memory Card) qui peut en outre servir de mémoire de
masse de la CPU et, par exemple, recevoir recettes et archives. De même, il est possible désormais d’assurer
la sauvegarde de l’horodatage de la pile.
■ IM 151 High Feature est une nouvelle tête de station
incorporant quatre fonctionnalités innovantes :
- La capacité d’adressage des entrées/sorties — celles
lues de façon cyclique —, est portée à 244 octets en
entrée, et 244 octets en sortie (au lieu de 128 octets en
entrée, comme en sortie pour les versions antérieures)
- Le protocole DP V1 servant à la lecture et à l’écriture
acyclique des paramètres de process, s’avère bien
utile en cas de reparamétrage de cartes d’entrées
analogiques (par exemple). Cette nouvelle fonction
système était fort attendue : elle permet à l’ET 200S
— station d’entrées/sorties économique — d’accéder
au système de contrôle de procédé SIMATIC PCS 7.
Le pilote de l’ET 200S se trouve intégré dans la version
6 de PCS 7, en langage CFC.
- Le firmware de l’IM 151 High Feature est susceptible
d’être mis à jour, très facilement, via le réseau PROFIBUS-DP. Ainsi pourra-t-il demain bénéficier, et ce, sans
délai, des futures fonctions proposées par Siemens
Des performances améliorées
Synchronisme parfait… Déterminisme absolu… Sous
WinAC RTX 3.1, avec PROFIBUS-DP isochrone qui offre
des temps de cycle équidistants à la précision de la
microseconde (c’est l’horloge du système), la tête de
station IM 151 High Feature apporte le synchronisme
parfait entre l’acquisition des entrées, le traitement du
programme dans la CPU de l’automate, et l’écriture
des données de sortie. Autrement dit, les tops d’horloge
de PROFIBUS-DP isochrone déclenchent la routine
OB61 dans WinAC RTX 3.1, et synchronisent une routine
du programme d’automate en STEP7.
De la même façon, dans l’ET 200S muni de l’IM 151 High
Feature, on peut synchroniser le bus de fond de panier,
l’acquisition des entrées, et l’écriture des sorties, avec
cette même horloge système de PROFIBUS-DP isochrone.
- Sécurité d’accord ! L’IM 151 High Feature supporte
les modules d’entrées/sorties de sécurité via PROFIsafe.
Le temps de réaction global du système devient par
conséquent déterministe et égal à Ti + 2.TDP + TO.
Dans cette expression, Ti est le temps d’acquisition
des entrées, TDP est le temps de cycle du réseau
PROFIBUS-DP, et TO, temps du module de sortie.
■ IM 151 BASIC est une nouvelle tête de station
économique venant compléter l’IM 151 standard. Elle
supporte la totalité de ses fonctions, moyennant une
réduction notable de coût de la tête de station d’environ
20 %. La capacité de cette tête reste limitée à l’enfichage
de 12 modules d’entrées/sorties (contre 63 en version
standard) de tous types,
Cette performance est obtenue avec certains modules
de l’ET 200S : bien entendu, avec la tête de station IM
151 High Feature, mais aussi avec les entrées et les
sorties High Feature sous 24 V, ainsi qu’avec les
modules technologiques suivants : le codeur SSI, les
modules de comptage rapide 1 COUNT 24 V et
1 COUNT 5 V.
Une gamme d’entrées/sorties encore plus
complète
Le module électronique 4 DI AC 24-48 V pour 4 entrées
24 à 48 V alternatif est très attendu pour le revamping
d’installations d’automatisme, par exemple pour les unités
pétrochimiques ayant été bâties sous 48 V. Revamping
qui pourra se faire sans changer les capteurs/actionneurs,
ni le câblage des entrées/sorties en place.
Deux modules électroniques High Feature pour la
mesure de température sur deux voies. La qualité
"High Feature" leur permet de réaliser des fonctions
évoluées, telles que celles de diagnostics :
- Module 2 AI TC High Feature, pour le câblage de deux
thermocouples, avec compensation interne de soudure
froide, au sein même du bornier. Jusqu’alors la
compensation de soudure froide réclamait le câblage
d’une sonde Pt100 supplémentaire. Le câblage s’en
trouve donc désormais réduit. En outre, la précision
de la mesure de température (±0,1%) est améliorée.
- Module 2 AI RTD High Feature à deux voies pour le
raccordement de sondes résistives de types variés
(Pt100, Pt200, Pt500, Ni100, Ni1000, etc.). Il autorise
le montage direct de sondes à 2 fils et à 3 fils avec
compensation interne, sans pontage externe. Enfin,
la précision de mesure est ici encore accrue.
L’ET 200S sous WinAC RTX 3.1 trouve
ses domaines d’application dans les
machines de production rapides, telles
que celles de dosage, d’emballage,
d’embouteillage fonctionnant à des
cadences comprises entre 5 et
10 produits par seconde (environ
2 000 produits par heure). D’une
façon plus générale, on l’utilisera
pour mener à bien des tâches de
régulation avec modification
dynamique de la mesure, synchronisation d’axes, régulation de débit ou
de pression, mesure de vitesse de
rotation, etc. et ce, moyennant une
précision de répétabilité de 0,1 %
Tête de station IM
dans le cas d’une configuration
151/CPU
décentralisée sur réseau PROFIBUS-DP,
d’un compteur rapide (avec synchronisation d’horloge),
alors que cette précision s’affichait à 10 % autrefois, à
l’époque où la tâche était décentralisée sur un réseau
asynchrone.
Ces fonctions exploitées aujourd’hui dans WinAC RTX
3.1, sont appelées à être implémentées dans le nouveau
firmware des automates S7-400 au début 2003.
Bruno Bouard
8/9
Solution
Pour son projet de débactérisation,
Ducros savoure l’automatisation décentralisée
Le projet de débactérisation de
Ducros met en place une logique
industrielle innovante sur le site
de Carpentras pour le traitement
de quelque 4000 tonnes par an,
selon une dizaine de produits
différents. Un véritable succès,
et une automatisation sans souci,
dont les principes pourraient être
repris par d’autres usines
de la maison mère, le groupe
McCormick & Company ! Le système
d’automatisme est totalement
décentralisé et bénéficie de la
souplesse d’exploitation et de la
granularité des stations ET 200S
communiquant avec un automate
SIMATIC S7-300 singulièrement
dépouillé de ses entrées/sorties.
Spectaculaire, le gain de câblage
qui en résulte !
“
Obligations liées à l’Assurance Qualité… Évolution des exigences relatives à la
sécurité alimentaire… Notre métier a considérablement évolué au cours de la
décennie passée” estime Philippe De Laroche, responsable Projets chez Ducros.
Par passion du goût, cette société carpentrassienne n'a de cesse de se décarcasser pour
nous offrir les épices qui feront les bonnes recettes gourmandes. Autrefois, pour stériliser
ces épices, on utilisait un gaz : l’oxyde d’éthylène. Le procédé a été interdit en Europe au début des
années quatre-vingt-dix, au profit de l’ionisation. “Mais, sous la pression des distributeurs, nous
lui avons préféré le traitement à la vapeur”. Technique ancestrale jusqu’alors utilisée pour les
produits dont les huiles essentielles sont très résistantes, la stérilisation à la vapeur se trouve
désormais déployée à grande échelle. “Les protocoles doivent être toutefois extrêmement sélectifs.
En outre, la technologie du traitement
a évolué de façon à minimiser la perte en
arômes de nos épices débactérisées”.
Philippe De Laroche,
responsable
Projets Travaux Neufs
La mise en ligne de la production
Le projet de Ducros vise également à améliorer la logique industrielle de l’entreprise et à
en retirer des gains de productivité importants, alors qu’elle avait été déstructurée par les
évolutions technologiques de la débactérisation au cours des dix années passées.
“Pour certains produits, comme le poivre, le process se déroulait successivement sur
le site de Carpentras et l’usine de production de Monteux distante de 6 km, dédiée
essentiellement au conditionnement des poivres, herbes et épices, pour les marchés
Grand Public et Professionnels” poursuit Philippe De Laroche
Depuis décembre 2001 tout se passe à Carpentras : la totalité du traitement, la réception du
poivre brut, son stockage, sa débactérisation, enfin sa mouture. Le produit fini est livré en big
bags à Monteux pour recevoir son conditionnement final. “Nous avons remis en ligne — et ce
fut l’un des grands enjeux de notre projet — le traitement des produits les plus industrialisables,
le poivre, bien entendu, mais aussi des produits similaires, les "hard shell seeds", c’est-à-dire les
épices en grain à coque dure telles que le cumin ou la coriandre, voire le carvi ou le céleri”.
Démarré en mai 2001, donc quelques mois après le rachat de la société Ducros par le
groupe américain McCormick & Company, le projet a bénéficié du transfert de la technologie
développée aux États-Unis et déployée industriellement en Angleterre, à l’époque sur
système d’automatisme de Texas Instruments (intégré depuis par Siemens). Un transfert
qui s’est avéré particulièrement efficace, puisqu’il a suffi d’un mois pour mettre au point
les principales recettes, sans perdre le moindre lot de production.
Jean-luc Frénot,
promoteur Agro-Alimentaire
chez SIEMENS A&D
Le process batch de débactérisation
Une ligne nouvelle de débactérisation du poivre a été intégrée dans un bâtiment existant,
et raccordée en amont à une installation de dosage. En aval, elle alimente des installations
de broyage en ligne. Cette structure associant des équipements nouveaux à des installations
existantes a justifié la définition de l’architecture du système de contrôle commande, et le
recours à des stations d’entrées/sorties déportées de Siemens pour réutiliser les câbles
existants des silos et broyeurs, et minimiser le câblage.
“Pour réaliser cette affaire, Ducros a fait appel à un intégrateur régional, la société SPEC (Société
Provençale d’Electronique et de Câblage, Morières-les-Avignon) qui a mis en œuvre l'ensemble des
produits d'automatisme de Siemens, et développé les programmes applicatifs associés” précise
Jean-Luc Frénot, le promoteur des activités agroalimentaires chez Siemens A&D en région Sud-est.
Le poivre brut pénètre dans l’installation automatisée de pesage et de mélange, alimentée
par une batterie de 16 silos de stockage, immédiatement en amont de la nouvelle unité de
débactérisation. Le poivre en grains ainsi dosé pour respecter le standard de qualité, est
alors stérilisé à la vapeur sous pression, puis séché sur lit fluidisé. Stérilisation et séchage se
déroulent dans l’unité de débactérisation.
Fabien Roumeaux,
responsable Electricité,
Automatisme et
Informatique Industrielle
C’est un lot homogène, soit 15 à 80 tonnes qui pénètre dans l’unité de débactérisation constituée :
■ du stérilisateur batch sous pression de vapeur, alimenté à poids constant par une benne
peseuse. Le produit stérilisé est déchargé dans une trémie tampon.
■ du sécheur à lit fluidisé alimenté à débit constant par cette même trémie tampon :
le process de débactérisation à la vapeur exige en effet qu’on retire l’humidité introduite
dans le produit au cours de la stérilisation.
10/11
Solution
■ La débactérisation
Les épices ne transitent pas par ce système de mélange. Elles empruntent une entrée
particulière pour être elles aussi débactérisées.
Stérilisateur et sécheur sont deux équipements indépendants, pilotés par le système
d’automatisme dans lequel se trouvent stockées les recettes. Le produit qui subit d’abord
le process batch de stérilisation, pénètre dans le sécheur à lit fluidisé, où se déroule un
process continu avec six boucles de régulation PID de température et de pression.
Les deux process sont couplés : un algorithme contrôle l’avance (ou le retard) du sécheur
par rapport au stérilisateur, et assure de la sorte l’harmonisation des débits entre les deux
procédés (batch, continu).
Le sécheur alimente deux lignes préexistantes de broyage réservées respectivement au
poivre et aux épices. Le process s’achève par le conditionnement de la mouture en big
bags d’un mètre cube.
L’automatisation est parfaitement décentralisée
“Nous devions automatiser simultanément l’installation préexistante (le mélange en sortie
de silos et les deux lignes de broyage) et la nouvelle unité de débactérisation” commente
de son côté Fabien Roumeaux, le responsable Électricité, Automatisme et Informatique
Industrielle de Ducros. Jusqu’alors, l’installation en place (les silos, l’équipement de pesage,
les broyeurs) était contrôlée de façon traditionnelle au moyen de commutateurs et de
boutons poussoirs. “Nous avons adopté un système gérant des entrées/sorties déportées
de façon à pouvoir récupérer le câblage déjà en place dans la salle de contrôle”.
Les anciens châssis, leurs commandes-moteurs et leurs interfaces avec les pupitres
de commande à boutons, ont été tout simplement remplacés par de nouveaux châssis
incorporant contacteurs et entrées/sorties déportées. Au-delà de l’économie qui en résulte,
cette démarche a permis de réduire le délai de mise en service.
■ SIMATIC S7-300
standardisé
au conditionnement
L’usine Ducros de Monteux, essentiellement dédiée au conditionnement des
poivres, herbes et épices, est dotée de
nombreuses machines spéciales de
packaging (embarquetteuse, dépalettiseur,
etc.). Désormais, le cahier des charges de
tous les nouveaux équipements impose
le pilotage des machines par un système
d’automatisme standard : l’automate
SIMATIC S7-300, avec CPU 315-2 DP.
À terme, les automates de Siemens
pourraient être raccordés via PROFIBUS-DP
à un automate concentrateur en tête de
ligne, ou à un superviseur chargé de la
collecte de données de terrain vers un
MES (Manufacturing Execution System)
tel que WinBDE, solution autonome de
supervision des installations, de suivi et
de traçabilité des opérations.
D’autre part, le bâtiment abritant la nouvelle ligne de débactérisation est tout en hauteur,
avec une salle de contrôle commande au pied de la tour, et la débactérisation dans les étages.
Comment, dans ces conditions, s’affranchir des grandes longueurs de câbles ?
“Par l’implémentation de coffrets de regroupement de données à chaque étage, et leur
raccordement au bus de terrain PROFIBUS-DP, le véritable standard du marché de la
communication industrielle” répond Fabien Roumeaux qui y trouve, “outre une économie
substantielle de câblage, des avantages pour la maintenance qui gagne en souplesse. Grâce
aux stations d’entrées/sorties ET 200S, nous disposons des informations d’état en provenance
des différents capteurs : il est dès lors possible de vérifier en local l’état de l’installation”.
Le pesage en sortie des silos est automatisé par des équipements "intelligents" raccordés également au réseau PROFIBUS-DP : les recettes de pesage empruntent elles aussi ce bus de terrain.
Les opérateurs sont, pour leur part, appelés à circuler entre les étages du bâtiment :
ils disposent de 9 pupitres opérateurs OP7 répartis dans la tour. “Un mode manuel de
commande à vue leur est accessible sur chacun de ces pupitres” admet Fabien Roumeaux
pour qui, “ils bénéficient de la remontée des informations locales de défaut ou d’événement,
sans avoir à redescendre en salle de contrôle commande. Le diagnostic s’en trouve
naturellement facilité”.
L’installation est pilotée par l’automate SIMATIC S7 318-2 DP — le haut de gamme actuel
de la série S7-300 — qui dialogue avec les pupitres opérateurs via un premier réseau
PROFIBUS-DP (12 Mbit/s) dédié au dialogue homme/machine. Un second réseau PROFIBUS-DP
(12 Mbit/s) de "process" relie les 3 systèmes de pesage "intelligents" en sortie des silos, à la
benne peseuse en entrée du stérilisateur, et à huit stations ET 200S chargés de rapatrier
400 entrées/sorties tout-ou-rien, et quelques entrées/sorties analogiques (sondes de
températures, capteurs de pression). Les six boucles de régulation du sécheur sont ainsi
correctement traitées.
Grâce à cette décentralisation des données, le technicien de maintenance
peut raccorder une console sur le bus de terrain pour scruter à distance le
contenu de l’automate et examiner le process au plus près des équipements.
L’automate intègre un coupleur Ethernet TCP/IP à 100 Mbit/s pour la remontée
des informations, via un hub à 8 ports, vers les niveaux supérieurs du système
d’automatisme : deux postes de supervision redondants assurent le suivi en
temps réel du process (y compris le comptage et les alarmes), et la gestion des
recettes appliquées par l’installation. Un second réseau Ethernet TCP/IP — sur
fibre optique — alimente un troisième poste déporté dans un autre bâtiment :
il est dédié à l’Assurance Qualité des produits et à l’historisation des données
de process. “ Des requêtes sont lancées de façon à soutirer de la base de données
la totalité de l’historique d’un lot ”. Ce dernier poste offre également une
ouverture vers le système informatique de Ducros, permettant demain, le cas
échéant, d’exporter des informations liées à la qualité vers d’autres services
concernés de l’entreprise. Ouverture toujours, au travers d’un second hub qui
reliera le poste d’historisation des données sur la qualité, à d’autres systèmes
d’automatisme, à une autre ligne de débactérisation des épices, comme à une
installation de cryobroyage…
“Les produits d’automatisme de Siemens ouvrent la route à la standardisation
mondiale de nos solutions industrielles” nous confie Philippe De Laroche qui
insiste sur la disponibilité des produits de Siemens dans le monde entier.
“Voilà pourquoi ils sont désormais standardisés au sein de notre maison
mère, la McCormick & Company”.
■ Ducros, filiale de
McCormick & Company, Inc.
Depuis toujours (et demain encore !),
Ducros se décarcasse pour maintenir sa
position de leader en France, comme en
Europe, sur le marché des aides culinaires
avec la marque Ducros, et celui des aides
aux desserts avec la marque Vahiné.
Depuis le 31 août 2000, Ducros appartient
au groupe McCormick & Company, Inc,
leader mondial des épices, assaisonnements et condiments. Ce fut pour ce
groupe, la plus grande acquisition jamais
réalisée. Un groupe de 8 400 personnes,
qui réalise en 2001 un chiffre d’affaires
de 2,372 milliards de dollars. Sa croissance
annuelle de 11,7 % intègre l’impact de
l’acquisition de Ducros. L’impact est
notoire dans la croissance (20,3 %) des
ventes sur le marché "grand public". La
forte croissance de la marge de bénéfice
brut (40,9 %) est également imputable
à l’acquisition de Ducros.
Jean-Luc Frénot
12/13
Nouveaux Produits
ET 200eco
Les E/S étanches, compacts, économiques
ET 200eco… Comme station d’entrées/sorties facile
à mettre en service (Easy COmmissionning)…
Mais aussi ECOnomique…
De surcroît, marquée par le génie de l’Easy
COnnection (connectique simple).
Constituée d’embases tout-ou-rien et
d’un bloc de connexion enfichable, elle s’insère
parfaitement dans le concept Zéro Armoire
de Siemens.
a station ET 200eco est l’ensemble
compact d’entrées/sorties le moins
cher du marché. Cette station étanche (IP67) se raccorde sur le bus de terrain
PROFIBUS-DP à 12 Mbit/s. Elle est constituée d’une embase rassemblant les blocs
d’entrées/sorties TOR (24 Vcc) au travers de
la connectique M12 et du bloc de connexion
du bus et de l’alimentation.
L
■ Les avantages décisifs
de l’ET 200eco
■ C’est un bloc de connexion compact,
économique, facilement mis en service.
■ Il supporte le "hot swapping" assurant
la continuité des bus en toutes circonstances.
■ Il délivre un diagnostic "orienté module"
au maître PROFIBUS-DP, permettant de
déceler la présence d’un court-circuit sur
le module d’entrées ou l’absence de tension
de charge du module de sorties
L’embase est particulièrement compacte
(210 * 60 * 28 mm). Elle est disponible
suivant 4 références :
■ 8 entrées TOR sur 8 connecteurs M12 à
"simple affectation" (un seul capteur par
connecteur),
■ 16 entrées TOR sur 8 connecteurs M12,
chacun d’eux ayant par conséquent une
"double affectation" (deux capteurs par
connecteur),
■ 8 sorties TOR de 2 A pour chacune d’elles
(mais, limitation fixée à 8 A au total),
sur 8 connecteurs M12 à "simple affectation",
■ Et le bloc mixte 8E/8S sur 8 connecteurs
M12 à "double affectation".
Le bloc de connexion présente l’avantage
— unique sur le marché — de pouvoir être
retiré à chaud, en "hot swapping", sans
interruption de ser vice. Il est proposé
suivant deux variantes :
■ avec système de câblage ECOFAST (Energy
and COmmunication Field instAllation
sySTem) propre au concept Zéro Armoire
de Siemens. Il rassemble le bus et les
alimentations dans un unique connecteur
industriel Harting.
■ avec connectique traditionnelle,
M12 pour PROFIBUS, et 7/8" pour les
alimentations.
Bruno Bouard
Formation
SITRAIN
Siemens tr@ining
est le département
formation de la
division Automation
& Drives.
Son offre internationale
SITRAIN dispense
des formations sur les
produits et solutions
de la Division A&D
dans plus de 60 pays.
N
os stages sont ciblés sur des profils métiers, tels que l'Exploitation, la Maintenance,
la Mise en Service, le Développement d'applications. Ils mettent en œuvre les produits,
les solutions et les techniques de la division Automation & Drives de SIEMENS.
■ Automates programmables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SIMATIC S5/S7,
■ Réseaux industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ASI BUS, PROFIBUS,
Industrial ETHERNET
■ Interfaces hommes / machines . . . . . . . . . . . . . . . . . WinCC, TD-OP / ProTool
■ Systèmes de contrôle de processus . . . . . . . . . . . . . SIMATIC PCS 7, APACS+
■ Systèmes de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Safety Integrated, ASIsafe,
PROFIsafe, QUADLOG
■ Commandes numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SINUMERIK (axes, broches)
■ Entraînements, variateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SIMODRIVE, MICROMASTER,
MASTERDRIVES
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Les matériels “up to date”et les moyens pédagogiques modernes utilisés apportent une
grande efficacité dans le mode d’apprentissage.
Les formations sont proposées sous plusieurs formes :
■ Stages Inter entreprises (stages standards internationaux) – Paris - Strasbourg - Nantes - Lille
■ Stages Intra entreprise (standards ou personnalisés aux besoins et objectifs spécifiques
de votre entreprise)
■ Auto-formation sur CD-Rom ou Internet (WBT : Web Based Training)
• CD-Rom / WBT . . . . . . . . . . L'automatisation facile avec SIMATIC S7-200
• CD-Rom / WBT . . . . . . . . . . Introduction aux A.P.I. (S7-300)
• CD-Rom/ WBT . . . . . . . . . . SIMATIC ProTool/Pro
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• CD-ROM / WBT . . . . . . . . . . Mise en service MICROMASTER 420
■ Auto-formation avec tutorat en ligne (e-learning)
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disponibilité des stages, aux nouveautés, à l'offre de matériel d’occasion, adresses utiles,
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par le professionnalisme reconnu de nos enseignants que par les procédures mises en
œuvre. Notre société certifiée ISO 9001 est engagée dans une démarche EFQM afin de
progresser vers l’excellence.
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14/15
Education Nationale
LANGLOIS, PIERRON…
Deux entreprises, une même passion : la formation
Quoi de plus important que l'instruction de nos chères
têtes blondes ?
Aujourd'hui, l'incontournable tableau noir a perdu de
son exclusivité au profit de moteurs, automates, variateurs
et autres appareils techniques qui ont endossé le rôle de
professeur. Une tendance à laquelle participe activement
la branche "Education Nationale" de SIEMENS A&D,
en partenariat avec des entreprises spécialisées dans
la réalisation de matériels didactiques. Ainsi, dans le cadre
du développement de l'activité SCE (Siemens Corporate
Education), la division Automation & Drives vous propose
de lier connaissance avec un de ses nouveaux partenaires,
la société LANGLOIS et présente un exemple concret
de maquette didactique, réalisée par la société PIERRON.
LANGLOIS
Créée en 1975, la société Langlois est spécialisée dans l’équipement de laboratoires électriques
auprès des entreprises et des établissements d’enseignement technique et professionnel.
“Avec notre gamme de produits qui compte plus de 4000 références, nous sommes devenus
les généralistes de notre spécialité” observe Frédéric Carasco, responsable communication.
Dès 1982, deux activités complémentaires, négoce et fabrication, sont développées sur
un site unique. Arrivent sur le marché les premiers appareils estampillés Langlois.
Appareillage de mesure (voltmètres, ampèremètres, wattmètres...), boîtes à
décades, platines pour composants, etc. En 1985, l’entreprise ajoute à son atelier
électronique un atelier électrotechnique. Elle diversifie ainsi son offre en proposant
une gamme de mobilier technique, des charges de puissance, des alimentations, des
maquettes didactiques et autres machines tournantes. Dès lors, l’entreprise prend
un nouvel essor et développe un véritable savoir-faire dans l’équipement
électrique des postes de travail. En quelques années, elle assoit définitivement sa
notoriété auprès des établissements scolaires techniques.
LANGLOIS
ZI du Haut-Vigneau
33174 GRADIGNAN CEDEX
M. LABORDE
http//www.langlois-france.com
PIERRON Entreprise
2, rue de Gutenberg -BP 80609
57206 SARREGUEMINES CEDEX
Renaud KREVL
http//www.pierron.com
"Pour en savoir plus, un
site internet à consulter :
www.siemens.com/sce"
Pour parfaire la réalisation de ses solutions didactiques, Langlois a référencé
la gamme de moteurs basse tension ainsi que l'ensemble des composants
d'automatisation de Siemens, sous le regard approbateur du corps enseignant.
PIERRON Technique et LOGO!Teach…
Notre partenaire PIERRON a participé à la mise au point d’un kit d'apprentissage baptisé LOGO!Teach.
Equipé du module universel LOGO! de SIEMENS, ce kit didactique est destiné aux étudiants
désireux de se familiariser avec les 8 fonctions de base et les 22 fonctions avancées de LOGO!
Toute application peut être testée immédiatement…
Les entrées I1 à I8 sont connectées à des borniers à vis. Les entrée I7 et I8 sont
également exploitables avec des entrées analogiques et sont toutes couplées
à un potentiomètre. Les états des sorties Q1 à Q4 sont affichés par des LEDs.
LOGO!Teach est proposé avec 25 cartes de travaux pratiques et un atelier
sur CD-Rom. A chaque carte d'exercice correspond un exercice et sa solution
exploitable en atelier, un gain de temps non négligeable en terme de préparation.
Menu, malin, innovant.. LOGO! s'est imposé dans de nombreux établissements scolaires
et organismes de formation en tant que support d'examen. C'est aujourd'hui un support
de cours très apprécié.
Franck Hampartzounian
Nouveaux Produits
SIMATIC S7-300
Trois CPU deux fois plus performantes…
Bénéficiant des plus beaux atours
de l’automate compact S7-300C,
les nouvelles CPU pour l’automate
modulaire S7-300 sont aussi tellement
plus rapides ! Elles bénéficient
en outre, de 2 fois plus de mémoire
dans un encombrement moindre,
et nouent des liens avec davantage
de pupitres opérateurs…
Le tout, à un prix équivalent
à celui des CPU d'antan.
’automate S7-300C "compact" s'équipe d'un nouveau circuit
intégré ASIC plus rapide, ainsi que des entrées/sorties
TOR et analogiques. Il permet de gérer davantage de
pupitres opérateurs. Avec la carte mémoire SIMATIC MMC
(Micro-Memory Card), il est à même de sauvegarder — sans
batterie supplémentaire — le programme source de l’applicatif
STEP 7, y compris les commentaires et symboliques. Toutes ces
innovations ont été appliquées aux CPU de l’automate modulaire
SIMATIC S7-300.
L
À l’évidence, grâce à sa capacité de mémoire accrue et à sa plus
grande vitesse d’exécution, la CPU 315-2 DP va pouvoir utiliser
plus efficacement les logiciels optionnels que sont Pdiag,
S7-SCL et S7-GRAPH…
Cette évolution annonce une phase de recouvrement des
nouvelles et des anciennes CPU, ces dernières étant encore et
toujours disponibles aujourd’hui. Demain, la fourniture
des pièces détachées sera assurée durant 10 ans, sachant que
Siemens garantit la totale compatibilité ascendante de toutes
les CPU disparues.
Trois nouvelles CPU modulaires
Trois CPU font en effet leur apparition avec de nouveaux circuits
ASIC plus rapides. Ce sont les CPU 312, 314 et 315-2 DP qui
remplacent efficacement les quatre CPU 312, 314, 315 et 316
de l’ancienne gamme. Compactes, elles le sont effectivement :
qu’on en juge ! L’épaisseur de la nouvelle CPU 315-2 DP n’est
que de 40 mm (contre 80 mm pour la CPU correspondante de
l’ancienne gamme). Elles disposent en outre de plus de mémoire :
deux fois plus de mémoire dans cette CPU 315-2 DP que son
aînée (128 Ko, contre 64 Ko), sachant que la capacité mémoire
des autres modèles augmente aussi sensiblement :
16 Ko de mémoire dans la CPU 312, 48 Ko dans la CPU 314.
Elles sont en outre en mesure de gérer davantage de liens avec
les pupitres opérateurs (respectivement 5, 11 et 15 pupitres
opérateurs), et reçoivent la carte mémoire SIMATIC MMC
(plus de pile, stockage des commentaires et mnémoniques).
Et surtout, avec leur nouvel ASIC, ces CPU sont deux à trois fois
plus rapides qu’autrefois.
Dominique Thibot
16/17
Solution
Grâce au pupitre multifonction
le centre de poinçonnage et de pliage 4 côtés
flexible, performant et convivial
Le travail et le découpage
de la tôle fine en bobines…
C’est l’affaire de DIMECO
ALIPRESSE ! Le centre
DIMEFORM™, poinçonnage
et pliage 4 côtés, que la
société bisontine a présenté
en avant-première à l’EMO
2001 bénéficie des mille
vertus du pupitre
multifonction SIMATIC
MP370…simplicité
de programmation,
convivialité, flexibilité
de la commande…
“
Nous exerçons deux activités complémentaires” nous révèle d’emblée Jean-Pierre
Gouget, le directeur des Études et du Développement de la société DIMECO ALIPRESSE :
“les alimentations pour le découpage à la presse et les lignes automatiques pour
le travail de la tôle fine (épaisseur inférieure à 10 mm) en bobines (ou coils)”. Cette filiale
du groupe DIMECO — le spécialiste français du formage des métaux — fabrique des équipements d’alimentation de presses à découper la tôle fine, ainsi que des lignes flexibles de
formage (poinçonnage, pliage) en continu. "Flexibles", ces lignes le sont, car elles peuvent
diversifier leur production par famille de pièces. Les mêmes pièces sont réalisées dans des
longueurs et des largeurs différentes par la même machine. Leur commande numérique
évoluée — une SINUMERIK 840D, évidemment — autorise également les changements
rapides de production. “Ce sont en outre des équipements à très
haute productivité, bien adaptés aux productions de
moyenne série (à partir de 100 pièces par jour) et de
grande série (jusqu’à 5000 pièces par jour)…” précise
encore Jean-Pierre Gouget, “… Ce qui nous démarque
des constructeurs de machines de poinçonnage et de pliage de flans cisaillés, réservées aux petites et moyennes
séries”.
Un processus flexible de formage en continu
Tout commence par un coil refendu, la bobine de tôle
laminée à froid. Peu importe au demeurant qu’elle ait reçu
au préalable un revêtement organique (tôle prélaquée) ou
métallique (tôle galvanisée)… Aucun film de protection
n’est nécessaire ! La surface de la tôle mise en œuvre par
une DIMEFORM™ est garantie sans marque. Les formes
Pupitre multifonction MP370
MP370,
devient
sont parfaites. Voilà qui ne peut que séduire les fabricants d’équipements
électroménagers, de plastrons divers, de luminaires, de mobiliers
métalliques, de cloisons ou de faux plafonds pour les bâtiments.
Le coil monté sur un dérouleur alimente un redresseur qui, au travers
d’une déformation alternée, rend sa planéité d’origine à la tôle métallique.
Puis, à l’issue d’une fosse à boucle, la tôle parvient au dispositif d’amenage
et pénètre sans tarder sous la LINAPUNCH™, une poinçonneuse comportant
12 à 20 axes numériques… indispensables pour piloter les mouvements
de la tôle et assurer convenablement la sélection des outils. C’est un flan
poinçonné qui s’en échappe : il est mis en référence pour être repris par un
transfert linéaire et dirigé vers les plieuses longitudinales. Un second transfert
amène finalement ce flan vers les plieuses transversales. “Comme la
plupart des pièces possèdent une symétrie longitudinale, les deux côtés
du coil qui se dévide et de chaque flan sont travaillés simultanément,
tant au grugeage, qu ’au pliage” souligne Jean-Pierre Gouget :
“pour parvenir à leurs fins, nos machines sont dotées de deux têtes
placées en vis-à-vis. Elles réalisent donc deux opérations symétriques
simultanément”.
Jean-Pierre Gouget
Directeur
des Etudes et du
Developpement
18/19
Solution
■ DIMECO SA
Groupe familial fondé en 1963 par Georges
Jeanney, son actuel président, DIMECO SA
s’est fixé pour objectif de répondre à la
demande de moyens automatisés de formage
des bobines métalliques refendues. Pour faire
face à la mondialisation de ses marchés,
il a réalisé un maillage original de ses activités,
créé des filiales spécialisées, et pris des participations (souvent minoritaires) dans des sociétés
tierces présentant une synergie avec l’objectif
du groupe : le travail et le découpage de la tôle
fine en bobines. C’est ainsi que ROTOBLOC SARL
est spécialiste des systèmes de changement
rapide d’outils, tandis que DIMECO PSP SARL
réalise des matériels d’automatisation.
DIMECO SA a pris des participations dans
des sociétés complémentaires à ses activités,
dans le domaine des études, de l’édition
de logiciels d’aide à la conception d’outils
de formage (LOGOPRESSE SARL) et de soustraitance.
Au sein de ce maillage, DIMECO ALIPRESSE
est une société réalisant avec 135 personnes
environ, un chiffre d’affaires moyen de 23 à
25 millions d’euros, dont 65 % à l’export,
essentiellement vers les autres pays d’Europe
(Allemagne, Espagne, Grande Bretagne,
Scandinavie, Pays-Bas, Europe de l’Est…). Elle
possède trois filiales, dont deux délocalisées
respectivement en Espagne et au Canada
pour distribuer les produits de DIMECO après
les avoir personnalisés afin de satisfaire la
demande locale. Sa troisième filiale, PROVOT
PROFIL est une société réalisant des machines
à profiler. Elle a pris également une participation dans PMS (PRECIS MECA SERVICES)
qui est un sous-traitant d’usinage.
À chaque étape du
processus, la productivité
s’en trouve naturellement
doublée : le centre
DIMEFORM™ de poinçonnage et de pliage
4 côtés de DIMECO ALIPRESSE est par conséquent deux que les solutions traditionnelles,
celles-ci ne pouvant traiter qu’un seul côté de
chaque flan métallique.
Finalement, dès lors que
le pliage des quatre
côtés du flan est achevé,
la pièce finie s’échappe
du centre et parvient sur
la table de réception,
prête à d’autres traitements de finition
ou d’assemblage.
Flash-back… Retour sur ce flan métallique objet de notre louable curiosité.
Dérouleur… Redresseur… Amenage… Parvenant sous la poinçonneuse, le métal subit
d’abord les opérations de grugeage, Les coins du flan sont découpés en vue de préparer
les futurs plis. Mais auparavant, il convient de positionner chaque flan correctement : ce sont
les coins grugés qui servent de référence. Cette mise en référence autorise le pliage
précis, au dixième de millimètre près, des quatre côtés du flan au cours des deux étapes
ultérieures. La machine longitudinale plie les deux côtés longs du flan, soit simultanément, soit de façon séquentielle. L’équipement suivant assure le pliage des deux petits
côtés. Les plis peuvent être aussi bien positifs que négatifs (dirigés vers le haut ou vers le
bas), avec des angles de pliage variables et compris entre 0 et 135 degrés, moyennant
nombre de corrections possibles afin de tenir compte des conditions de déformations du
métal… La flexibilité de la plieuse DIMEFORM™ est donc totale.
La commande conviviale du centre DIMEFORM™
Jean-Louis Nou,
Responsable
du Département
Automatismes
Amenage… Poinçonnage sous une double tête… Pliage longitudinal… Pliage transversal…
Ce centre de poinçonnage et de pliage 4 côtés est équipé des produits d’automatisme et
d’entraînement de Siemens :
■ Moteurs brushless 1FK6 dont le couple mécanique est compris entre 7 et 35 Nm.
■ Entraînement SIMODRIVE 611U,
■ Variateur standard MICROMASTER 440 pour l’entraînement des axes auxiliaires.
■ Automate programmable SIMATIC S7-300 doté de sa CPU318.
■ Réseau PROFIBUS DP (1,5 Mbit/s),
■ Commande numérique SINUMERIK 840D gérant les axes de la ligne de poinçonnage.
Le pilotage du centre est quant à lui assuré de façon très conviviale avec le pupitre multifonction SIMATIC MP370 sous Windows CE, avec écran TFT tactile de 12" : il communique
via un réseau "Industrial ETHERNET" avec le système informatique de l’atelier qui pourrait
être, par exemple, un progiciel de Fabrication Assistée par Ordinateur afin de pouvoir
préparer hors ligne (en temps masqué) le travail d’exécution des machines de poinçonnage
et de pliage.
“Nous voulions que les opérateurs disposent
d’un système de pilotage très convivial”
commente Jean-Louis Nou, responsable du
département Automatismes, “ce qui nous
amène à bannir les affichages rébarbatifs
de tables et de tableaux, au profit de schémas
ou de photos sur lesquels il suffit de pointer
du doigt pour donner très simplement des
instructions au système”. Au demeurant,
la dimension de l’écran tactile du MP370
offre un bon confort de travail, une ergonomie sans précédent. “Et comme il s’agit
d’un pupitre multifonction, nous nous en
servons tout à la fois pour la conduite de la
ligne, la programmation interactive et son
assistance, la maintenance, la documentation
sous la forme de schémas électriques,
pneumatiques, hydrauliques” poursuit
Jean-Louis Nou : “Nous avons également
implémenté dans ce pupitre multifonction
les notices d’exploitation, de dépannage,
et de maintenance, en plusieurs langues
pour satisfaire les exigences de nos clients
à l’exportation”.
Enfin, l’installation se raccorde sans difficulté
à Internet pour offrir à l’exploitant distant
une fonction supplémentaire, elle aussi
fort innovante : le Télé Service. Sur les équipements DIMECO implantés au Brésil, au
Mexique, aux États-Unis ou en Australie, le
technicien de maintenance ne sera ainsi
plus jamais pris au dépourvu.
Georges Jung
■ L’AVIS DE L’EXPERT
Georges Jung,
Responsable Commercial
Régional
Puissance et convivialité
d’exploitation grâce au pupitre
multifonction SIMATIC MP370
Dans cette application de formage de la tôle fine en coils, DIMECO ALIPRESSE
a innové en mettant en œuvre le terminal multifonction SIMATIC MP370
pour la supervision conviviale de sa ligne flexible de poinçonnage et de
pliage 4 côtés.
Comparé au PC industriel, ce pupitre MP370 est dépourvu de ventilation
et de disque dur : il peut dès lors fonctionner dans des environnements
difficiles. En outre, de par sa conception, il ne peut être modifié par un
utilisateur non agréé.
De nombreuses fonctions sont exécutées sur ce pupitre proche du monde
du PC qui porte bien ainsi son qualificatif de "multifonction" : la supervision,
la gestion de la documentation qui y est intégrée, les diagnostics du process,
l’aide à la maintenance. C’est dès lors le concept du Totally Integrated
Automation qui se trouve bel et bien concrétisé chez DIMECO ALIPRESSE.
20/21
Entraînements
SIMOTION : “Motion Control” par excellence
Siemens dévoile un
nouveau concept de
contrôle commande dédié
aux applications, où la
maîtrise intelligente des
mouvements alliée à des
fonctions technologiques
occupe le premier plan.
es progrès considérables
de la microélectronique
offrent aujourd’hui aux
constructeurs de nouvelles
perspectives pour la conception
et la réalisation de leurs machines,
plus particulièrement là où le
contrôle de mouvements est
des plus complexes ou des plus
exigeants.
L
■ Simotion en un coup d’œil
■ Les logiciels
SCOUT
Système d’ingénierie pour entraînement, Motion Control et commande
• pour la configuration, le paramétrage et le diagnostic
• pour la programmation graphique ou textuelle
Paquets technologiques Motion Control
• Motion Control Basic
• Positionnement
• Synchronisme
• Profiles de came
Fonctions technologiques
• régulation de pression, de température, …
C’est un fait : de plus en plus de
machines utilisent des axes
contrôlés électroniquement en
synchronisme en lieu et place des éléments mécaniques traditionnels ;
une tendance essentielle et incontestable que l'on retrouve dans la construction de machines : une installation de production moderne et innovante est désormais basée sur une approche “mécatronique” globale.
La mécatronique, c’est le mariage optimal entre mécanique, électronique
et informatique (logiciel).
Avec SIMOTION, Siemens entre dans l’ère de la mécatronique.
Outre la mécatronique, d'autres orientations tout aussi importantes
sont à l'origine du concept SIMOTION :
■ Motion Control : la maîtrise intelligente des mouvements intégrée
dans le système de commande devient prépondérante.
■ Convivialité : recherche d'une facilité d'utilisation toujours plus grande.
Logiciel exécutif SIMOTION (Runtime)
• exécutable sur différentes plates-formes matérielles
■ Standards : recours aux standards industriels en termes de système
d'exploitation, de programmation et de communication
■ Le matériel
SIMOTION C - Base contrôleur
• au format du SIMATIC S7-300 (mécaniquement compatible)
• extension possible avec la périphérie E/S du SIMATIC S7-300
• interface numérique (PROFIBUS-DP) ou analogique (+/- 10V)
avec les entraînements
■ Modularité : machines modulaires avec intelligence centralisée ou
décentralisée
SIMOTION P – Base PC industriel
• flexibilité et ouverture
• performance du monde des PC Windows
• interface numérique (PROFIBUS-DP) avec les entraînements
Une plate-forme sur base entraînement est en préparation.
Ainsi, SIMOTION est le premier système qui réunit les fonctions de
contrôle commande et de gestion intelligente des mouvements en une
seule entité, que se soit d’un point de vue logique, physique, de
configuration, de programmation ou de diagnostic.
Destiné à apporter aux constructeurs de machines une réactivité et une
flexibilité plus importantes, tant de planification que de réalisation de
leurs produits, SIMOTION est constitué d’un système d’ingénierie sous
MS/Windows appelé "SCOUT" et d’un logiciel exécutif multitâches et
évolutif qui peut tourner sur différentes plates-formes matérielles. Une
autre caractéristique essentielle de SIMOTION est de
rendre la réalisation d’une application indépendante de
la plate-forme sur laquelle elle sera exécutée, de sorte
qu’une même application pourra sans grande modification tourner aussi bien sur une base contrôleur,
PC industriel ou entraînement décentralisé intelligent.
Avec le même système d’ingénierie SCOUT, le développeur du bureau d’étude aura les possibilités suivantes :
■ Définir les tâches de contrôle des axes (du simple positionnement jusqu’au synchronisme le plus complexe,
par exemple, par un quelconque profile de came).
Les avantages pour le constructeur de machine
■ Implémenter des fonctions technologiques (régulation de pression, température, …), ou ses propres
programmes (savoir-faire du constructeur).
■ Gérer l’automatisme de la machine (logique combinatoire)
Le tout rédigé dans un même programme et en utilisant un même langage de programmation, celui-ci pouvant être :
■ purement graphique (Motion Control Chart, éditeur de cames),
■ un langage traditionnel d’automaticien (schémas à contact, logigrammes),
■ un langage évolué (littéral structuré).
Convivialité et intuitivité garanties !
SIMOTION fait en outre partie intégrante de Totally Integrated Automation et bénéficie à ce titre de tous ses avantages.
Le système d’ingénierie SCOUT est, par exemple, intégré dans SIMATIC-Manager de l’atelier logiciel SIMATIC STEP7
dont il reprend le même “look & feel”.
Grâce à PROFIBUS-DP, SIMOTION s’interface parfaitement avec les composants SIMATIC que ce soit en amont
comme avec les pupitres SIMATIC HMI ou en aval avec, notamment, la périphérie décentralisée ET 200… et surtout
la gamme d’entraînements de SIEMENS.
En résumé, SIMOTION est tout à fait bien adapté, et par conséquent destiné aux machines ayant un nombre important
de mouvements gérés par axe et pour lesquelles le passage d’une technique conventionnelle (commande centralisée,
couplages mécaniques) à des systèmes de commande et d’entraînement intelligents est d’actualité. Ceci est particulièrement le cas dans les branches de l’emballage et du conditionnement, de la déformation du métal, du plastique.
Avec le trio SIMATIC, SIMOTION et SINUMERIK en association avec les entraînements SIEMENS, les constructeurs de
machines trouveront en SIEMENS encore plus que jamais leur fournisseur et partenaire global de solutions pour
leurs besoins d’automatisation.
Emmanuel François
■ SIMOTION, source d’innovations :
DIMECO ALIPRESSE invente la nouvelle génération
d’amenage à rouleaux
DIMECO passe à la mécatronique avec SIMOTION.
Sa nouvelle génération d’amenage à rouleaux
bénéficie en effet des vertus de la nouvelle
commande électronique. Des fonctions innovantes y sont intégrées : contrôle dynamique
du glissement et de l’accélération, cames
électroniques de position, arbre électrique…
Les découpeurs en attendent une plus grande
convivialité de programmation et de conduite
de la ligne de presse, des performances
supérieures, une productivité améliorée, des
services de maintenance évolués. En amont
des presses à découper la tôle, la ligne
d’alimentation est automatiquement synchro-
nisée, depuis
le dérouleur de
coil, jusqu’au
redresseur et à
l’amenage à rouleaux.
“Pour piloter cet ensemble
amont avec davantage
de finesse, et plus de
sécurité, nous étudions l’application du SIMOTION
C230, associé à l’entraînement SIMODRIVE 611U
et au pupitre opérateur multifonction MP370
à écran tactile” nous confie Jean-Pierre Gouget,
le directeur des Études et du Développement
de la société.
22/23
Entraînements
SIMOVERT MASTERDRIVES AFE
Le convertisseur propre à 4 quadrants
Point d’harmoniques susceptibles
de déformer l’onde de tension,
nul défaut de commutation…
Le variateur MASTERDRIVES
"Active Front End" est le plus
propre de tous les convertisseurs
de fréquence.
Il est proposé aux constructeurs
de machines et aux industriels
sous forme de châssis à partir de
7 kW, ou en armoires avec des
puissances comprises entre
37 kW et 1 200 kW, sous 400 V,
500 V ou 690 V.
Des mises en parallèle sont possibles au-delà de cette puissance pour atteindre 6 MW.
a gamme SIMOVERT MASTERDRIVES de convertisseurs de
fréquence est destinée avant tout aux applications industrielles.
On les trouve notamment en sidérurgie, papeterie, sucrerie,
cimenterie, et pratiquement dans toutes les industries traditionnelles,
mais aussi dans la propulsion marine et la production d'énergie éolienne.
L
L’offre de ces convertisseurs MASTERDRIVES se décline aujourd’hui
suivant quatre variantes de ponts redresseurs :
■ Le pont "6 pulses" mono-quadrant à thyristors. Le freinage n’est
alors possible qu’au travers de l'utilisation d’une résistance externe
et d’un chopper.
■ Le montage "12 pulses" mono-quadrant. Un transformateur à
2 enroulements secondaires est utilisé pour alimenter deux ponts à
thyristors et ainsi éliminer les harmoniques prépondérantes de
rang 5 et 7 générées sur le réseau, et plus généralement de rang
(6*k)±1 (avec k : impair). Toutefois, par suite de dissymétries liées
en particulier aux tolérances des composants et à leur mise en
œuvre, la neutralisation complète n’est jamais totalement effective.
■ Le montage "6 pulses" à 4 quadrants. Deux ponts à thyristors sont
montés tête-bêche, avec un autotransformateur sur le pont de renvoi de
puissance vers le réseau. La pollution harmonique des ponts à thyristors
"6 pulses" est alors traditionnellement compensée par des filtres actifs.
■ Enfin le variateur MASTERDRIVES AFE (Active Front End) à pont redresseur
actif fonctionnant dans les 4 quadrants. Désigné parfois sous l’appellation
de "convertisseur réseau à absorption sinusoïdal", l'AFE est la version la
plus évoluée des MASTERDRIVES. Il fait appel à un redresseur à transistors
IGBT, identique au pont onduleur. Toutes les contraintes, tous les inconvénients inhérents aux montages conventionnels rencontrés avec l’utilisation
des variateurs de vitesse à ponts redresseurs à thyristors pour moteurs à
courant alternatif sont désormais intégralement éliminés.
Les plus du redresseur actif à IGBT
Un variateur à quatre quadrants classique tel que celui à montage
"6 Pulses", comporte deux ponts redresseurs à thyristors montés en
antiparallèle : la forme d’onde de courant fait apparaître une
succession d’arches qui engendrent inévitablement des harmoniques.
Le seul moyen pour les éliminer était jusqu’alors de monter un filtre
actif (un onduleur à IGBT chargé d’envoyer des contre-harmoniques)
parallèlement au variateur. Certes, le variateur AFE est lui aussi conçu
pour renvoyer de l’énergie en réseau de distribution sans adjonction
de matériel — c’est le propre du fonctionnement “4 quadrants” — :
mais ici, on remplace le double pont à thyristors, par un unique pont
redresseur à IGBT et à modulation de largeur d’impulsions. Un filtre
passe-bas, dit "Clean Power Filter" lui est adjoint en série. C'est l'association
de ce filtre passe bas et du pont à IGBT qui réalise la fonction d’Active
Front End. L'AFE, naturellement, ne produit pas d'harmonique sur le
réseau et c’est là son atout notamment pour les réseaux à faible puissance
de court circuit (tels les réseaux secourus par groupes électrogènes).
Principe de l’AFE et forme d’onde de courant
Spectre d’harmoniques
pour les trois montages “6 pulses”, “12 pulses” et “AFE”
• Variateur de vitesse de 132 kW
sous 400 V et à pleine charge
• Spectre d’harmoniques
• Tension primaire : 500 V
• Puissance de court-circuit
au primaire = 3.5 MVA
• Transformateur abaisseur :
500 V/400 V
(Puissance assignée = 350kVA)
• Tension de court-circuit : ucc = 6%
L’électronique associée contrôle très précisément la forme d’onde du courant prélevé au
réseau. Elle peut de ce fait corriger le facteur de puissance et réguler par exemple à 1 la
valeur du cosø dès lors que le variateur est branché sur le réseau, afin qu’il prélève seulement
du courant actif. L'absence d'harmonique et le fonctionnement à cosinus unitaire permet
d'optimiser la puissance des transformateurs. Ce dernier mode permet d’optimiser la
puissance prélevée au réseau par compensation de la puissance réactive absorbée par
d’autres récepteurs, et ce, sans nécessiter la batterie de condensateurs mise en parallèle
habituellement dans un montage conventionnel.
En outre, les défauts de commutation observés avec les convertisseurs conventionnels
sont éliminés. Fini donc, le risque de destruction de fusibles de ligne lors des phases de
récupération d’énergie ! De plus, le fonctionnement du convertisseur à commutation forcée est
assuré même lors de micro-coupures : cette totale insensibilité aux défauts du réseau est bien
utile aux applications de levage, centrifugeuses ou encore d'éoliennes.
De surcroît, grâce au montage "Active Front End", les ondes de tension sont exemptes
d’encoches, alors que dans les solutions conventionnelles, les thyristors redresseurs de la
tension du réseau, au moment de commuter leur courant, provoquent un court-circuit
momentané entre deux phases du réseau.
■ Les avantages décisifs
du MASTERDRIVES AFE
■ Récupération d’énergie sans adjonction
de matériel
■ Suppression des défauts de commutation
■ Élimination des perturbations engendrées
par les harmoniques
■ Suppression des encoches de commutation
affectant le réseau de distribution
■ Correction du facteur de puissance,
■ Maintien du fonctionnement même
avec des tensions d’alimentation faibles.
Enfin, le fonctionnement du variateur est maintenu même en présence de tensions
d’alimentation faibles par exemple lors d’une chute de 20 % de la tension nominale du réseau.
L’Active Front End agit en convertisseur "élévateur" par rapport au réseau d’alimentation.
Il régule la tension du circuit continu intermédiaire par une charge impulsionnelle des
condensateurs avec un courant prélevé au réseau sinusoïdal, et ce, grâce à la commande
à modulation de largeur d’impulsions. La tension dans le circuit intermédiaire est ainsi
plus élevée que la tension du réseau d’alimentation. La puissance est toujours délivrée dès
lors, au moteur entraîné.
Des applications sous contrôle
Un des premiers MASTERDRIVES AFE a été vendu en France, il y a plus de 5 ans. Il sert à
l’entraînement d’un banc d’essais de moteurs thermiques d’un constructeur français
d’automobiles. Depuis, il a trouvé bien d’autres applications : entraînement de centrifugeuses
à sucre, éoliennes (Allemagne, Espagne), engins de levage portuaire, entraînements de
ventilateurs. Les machines à papier (et plus généralement, les commandes sectionnelles)
l’apprécient du fait de sa capacité à maintenir en permanence leur fonctionnement sous
contrôle, même en cas d’absence momentanée de tension du secteur.
Le convertisseur AFE est aussi utilisé pour l’entraînement des stations de pompage,
des laminoirs et cisailles, et partout où le besoin de fonctionnement sans harmonique,
dans les 4 quadrants est nécessaire.
Damien Fercot
24/25
Solution
Chez Process Conception Ingénierie (PCI)
Les bancs d’essais à froid sont pilotés
PSA Peugeot Citroën a commandé douze
bancs d’essais à froid à sa filiale PCI pour
valider l’ensemble des opérations
d’assemblage de ses moteurs thermiques,
et réaliser le contrôle unitaire de la
production à même la ligne d’assemblage.
Pour gagner en productivité, tout en
améliorant la qualité des essais, chacun
de ces bancs est piloté par SIMATIC Panel
PC 870, le PC industriel de Siemens voué
à l’acquisition de données…
avec LabVIEW de National Instruments.
omment améliorer la productivité des bancs
d’essais des moteurs Diesel ou à essence ? “Par le
banc à froid” répond Claude Chetard, responsable
d’affaires au sein du domaine Assemblage chez PCI.
“Dès lors que l’assemblage est achevé, on contrôle tout
à la fois le moteur et les éléments qui s’y trouvent
assemblés, comme le système d’injection”. C’est la totalité
des moteurs à essence de 1,8 litre, 2 litres et 2,2 litres
(16 soupapes), ainsi que des moteurs à injection directe
de la SMAE (Trémery), soit environ 2 000 moteurs par
jour, qui est contrôlée de la sorte sur la première installation
livrée avec 3 bancs d’essais à froid. Une seconde installation
comportant 5 bancs vient juste de démarrer, avec une capacité de contrôle de 3 000
moteurs Diesel par jour(2 litres à 8 et à 16 soupapes, 2,2 litres à 16 soupapes) par jour.
Elle est en passe d’être complétée par une troisième installation autorisant le contrôle de
2 000 moteurs Diesel supplémentaires sur 4 autres bancs.
C
Les mille et une vertus des essais à froid
Dans ces installations d’essais à froid, on ne provoque jamais la combustion dans le moteur.
On l’entraîne par un moteur électrique. Pas de carburant… Pas d’eau en circulation… On s’affranchit des problèmes d’alimentation du moteur en fluides : nul besoin par conséquent
d’installations de servitudes ! La durée de l’essai est sensiblement raccourcie puisqu’il n’est
plus nécessaire d’attendre la mise en température du moteur sous contrôle. Et comme celui-ci
n’est pas allumé, il n’émet pas de gaz d’échappement, ne génère aucun risque de pollution. Le
respect de l’environnement est total : l’essai se déroule conformément à la norme ISO 14000.
Claude Chetard,
Responsable d’Affaires
Comparé au banc "allumé", le banc à froid permet de mieux instrumenter le moteur, donc
de réaliser des essais plus poussés, plus rapidement : il suffit en effet de 2 min, contre
5 à 6 min habituellement pour contrôler chaque moteur. Le bilan de qualité est favorable,
et le taux de retour des moteurs sous garantie est divisé par un facteur 3.
avec dextérité par Panel PC 870
À titre de revanche, la mise en œuvre de tels essais froids exige le développement d’outils
d’analyse plus performants, ce qui néanmoins s’inscrit, ici encore, au bénéfice de la qualité
de l’essai.
“Certes, il est des fonctions du moteur qui ne peuvent être contrôlées facilement à froid”
admet Claude Chetard. Par exemple, on ne contrôle pas directement l’étanchéité du
circuit d’eau. L’essai peut néanmoins être réalisé en gavant le moteur par de l’air sous
pression et en y recherchant les éventuelles fuites.
Le processus d’essai
Le moteur thermique dont le montage vient juste de s’achever, pénètre dans un banc
d’essais à froid pour y subir ses contrôles finals. Chaque banc comporte un moteur
asynchrone 1PH7 de Siemens (puissance : 22 kW) servant à l’entraînement du moteur
thermique. Celui-ci est disposé sur une table flottante qui, en association avec un
accouplement flottant, parvient à résoudre les problèmes de délignement de cette ligne
d’arbre en rotation sur un palier central. L’accouplement des moteurs est direct :
un mandrin vient serrer la couronne de démarreur du moteur thermique.
■ Structure du banc d’essais à froid
Il suf fit de 45 à 50
secondes pour que
l’opérateur effectue les
branchements
manuels rendus nécessaires par la diversité
de la production :
PSA Peugeot Citroën
produit en ef fet
quelque 200 variantes
de moteurs Diesel, et
30 à 40 variantes de
moteurs à essence
qui pourront subir les
outrages de l’un des
programmes de tests — on en dénombre un millier —. Trois paramètres principaux sont
mesurés au cours de l’essai : la pression à l’échappement, la dépression à l’admission et le
couple fourni par le moteur électrique. Sont également relevées les informations acquises
par les capteurs installés à demeure sur le moteur thermique. Au total, donc, une dizaine
de voies de mesures analogiques et tout-ou-rien.
Quant au fonctionnement du banc de tests, il reste sous surveillance au travers d’une
centaine de voies tout-ou-rien.
26/27
Solution
Un cycle de test à quatre temps.
Une première phase de contrôles statiques se déroule
immédiatement après le branchement du moteur
thermique, juste avant son démarrage. Objectif :
vérifier la présence de tous les capteurs requis
pour le programme de test qui va être déroulé.
Des contrôles de la partie HP (haute pression) du
moteur Diesel sont exécutés tout le long de la
rampe de montée en vitesse (phase 2), afin d’obtenir
une image du fonctionnement de la pompe.
Le système d’injection HP du moteur Diesel est
contrôlé au moyen de carburant sous pression.
Procédure indispensable pour vérifier le fonctionnement de la pompe — donc son asservissement
de pression —, ainsi que celui des injecteurs.
L’étanchéité de la partie Haute Pression du moteur
est examinée simultanément.
Nous parvenons en phase 3, à 1 000 tr/min. Différents tests sont exécutés sur les dispositifs
d’injection (montée en pression, pilotage de l’injection).
Enfin, au cours de la quatrième phase, ce sont les mesures de pression et de couple qui
sont conduites à 100 tr/min, correspondant à une fréquence de rotation adaptée à la
bande passante mécanique de la ligne d’arbre.
“Nous exploitons la plate-forme logicielle LabVIEW de National Instruments pour l’acquisition, le traitement et l’archivage des signaux de
mesures”, nous confie Claude Chetard : “la pertinence de ce choix
s’est trouvée confortée par l’accord signé entre Siemens et National
Instruments ”. Des outils de développement sont également mis à la
disposition de l’exploitant du banc d’essais afin qu’il puisse mettre
lui-même en place d’autres séquences de test, des macros de traitement
des courbes d’essais, etc. afin de tirer les conclusions qui s’imposent à
l’issue de chaque essai. Et si un défaut est mis en évidence au cours
d’une séquence de tests — une cinquantaine de défauts possibles
sont aujourd’hui reconnus —, l’opérateur peut décider de prendre
les actions en vue d’effectuer la réparation qui s’impose, puis relancer
le cycle de test. Dans le cas contraire, si la réparation in situ est impossible, il lui suffit de décrire le défaut constaté et de l’enregistrer dans
l’étiquette électronique qui suit chaque moteur tout au long de son
cycle de fabrication. Cette étiquette véhicule le numéro identifiant chaque moteur et la
nature de défauts génériques observés. Dans le poste de retouche, le professionnel qualifié
a accès aux mêmes données de tests. Grâce à la mise en réseau des bancs de tests, il a la
faculté de récupérer les enregistrements et d’établir son diagnostic en s’aidant des données
véhiculées par l’étiquette électronique.
■ Cycle de test exécuté automatiquement
Le pilotage du process par le Panel PC 870
Chaque installation d’essais comporte 3, 4 ou 5 bancs qui, raccordés à un réseau Ethernet
TCP/IP (100 Mbit/s), sont en relation avec une station — en l’occurrence, un PC industriel
de Siemens — permettant le développement de procédures de tests, l’archivage des
données de configuration des bancs et des résultats de mesures. “Nous assurons en effet
la traçabilité de chaque moteur” commente Claude Chetard ajoutant : “nous avons
construit sous LabVIEW l’interface avec toute base de données susceptible d’être interrogée
au moyen de requêtes en SQL”. Le système développé sait gérer une base de données
renfermant 10 millions de moteurs.
Un PC "observateur" est mis à la disposition du professionnel chargé de la retouche des
moteurs en défaut. Il a la capacité de récupérer les données archivées des moteurs testés
sur chaque banc d’essais. Il est par ailleurs possible à un observateur distant de se connecter
au réseau via un modem pour des opérations de télémaintenance.
■ La configuration multi-bancs
Réseau
Station 1
Station 2
Observateur
distant
Station 3
Logiciel NI
Comp. Fichier
FieldPoint
Carte MIO
Liaison série
Logiciel NI
Comp.Fichier
FieldPoint
Carte MIO
Liaison série
Logiciel NI
Comp.Fichier
FieldPoint
Carte MIO
Liaison série
Banc d'essai
Banc d'essai
Banc d'essai
Moteur &
étiquette
Moteur &
étiquette
Moteur &
étiquette
Lab VIEW
Lab VIEW
Archivage CD
télémaintenance
Flux sortant
“Il nous fallait un PC industriel performant, disposant d’emplacements supplémentaires
pour y loger trois cartes de National Instruments gérées par l’application LabVIEW”
explique pour sa part Denis Tisserand, responsable de l’automatisme. Il connaissait les
vertus de l’ancien PC industriel de Siemens, le SICOMP FI45. Dans une continuité applicative,
il a fait son choix du tout nouveau Panel PC 870. Celui-ci dispose en version standard de
cinq slots d’extension, ainsi que de nombreuses interfaces (PROFIBUS DP, Industrial
ETHERNET…) ouvrant la voie à la décentralisation de fonctions. “Nous y avons intégré une
carte temps réel pour les acquisitions rapides et celles de sécurité, une carte d’acquisition
gérée par un programme interne au PC, et une carte de comptage et de mise en forme
des pas du codeur afin de connaître avec précision la position du moteur”.
Cette application LabVIEW dialogue avec la fonction automate logiciel, ou "softPLC" de la
gamme SIMATIC WinAC. Cette fonction s’exécute directement sur l’unité centrale du Panel
PC 870, en temps partagé avec les autres applications actives :
■ L’atelier logiciel STEP 7,
■ SIMOCOM U : logiciel de paramétrage du variateur de vitesse SIMODRIVE 611U,
■ Le logiciel ProTool de développement de l’interface homme machine,
■ LabVIEW de National Instruments.
“Les images ProTool peuvent être appelées par LabVIEW, et inversement, ProTool est en
mesure d’appeler l’application sous LabVIEW”.
Denis Tisserand explique : “nous souhaitions mettre en œuvre un ensemble cohérent bâti
sur une architecture Siemens de bout en bout”. Ceci justifie le choix fait en faveur du tout
nouveau PC industriel de Siemens : il se trouve raccordé via le réseau PROFIBUS DP à la
station d’entrées/sorties décentralisées ET 200X, ainsi qu’au variateur de vitesse à contrôle
vectoriel SIMODRIVE 611U pilotant en asservissement de position le moteur asynchrone
1PH7 pourvu d’un codeur en bout d’arbre.
Remarquable installation, n’est-ce pas ? D’autant plus remarquable que PCI a choisi aussi
d’être le premier utilisateur français du Panel PC 870.
Denis Tisserand,
Responsable
de l’Automatisme
■ PCI, filiale
de PSA Peugeot Citroën
PCI (Process Conception Ingénierie)
a pour vocation de créer des biens
d’équipements destinés essentiellement
à l’industrie automobile (Renault,
General Motors, Ford, BMW…). La firme
intervient dans les quatre domaines
que sont l’usinage, l’emboutissage,
le ferrage et l’assemblage. Avec quelque
2 200 personnes réparties sur quatre
sites (Rennes-le-Rheu, Saint-Étienne,
Meudon et Étupes), elle réalise un
chiffre d’affaires d’environ 400 millions
d’euros.
Georges jung
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Nouveaux Produits
SIMATIC S7-200
Le micro-automate s’ouvre au monde industriel
Trois coupleurs sont
annoncés qui transforment
le micro-automate S7-200 :
le modem EM 241,
le coupleur EM 253 pour
la commande de moteurs
pas à pas, et le coupleur
Ethernet CP 243-1. Les deux
premiers sont disponibles
depuis cet été.
C
es trois cartes viennent compléter la gamme de coupleurs destinés à l’ouverture du micro-automate SIMATIC
S7-200 sur le monde industriel :
■ La carte EM 277, coupleur PROFIBUS-DP esclave,
■ Le coupleur ASi maître CP 243-2.
L’arrivée de ces nouvelles cartes est accompagnée d'une mise en œuvre simplifiée à
l’extrême grâce aux assistants intégrés dans le logiciel STEP 7-Micro/WIN V3.2 servant à la
programmation du S7-200.
Avec le coupleur modem EM 241
EM 241
Téléservice
[EM, comme Expansion Module],
le micro-automate reçoit une car te
d’extension avec modem intégré. Trois
configurations sont possibles qui constituent autant de fonctions communicantes :
■ Le TeleService, pour l’accès distant —
aisément — au micro-automate à partir
d’un PC. Cette fonction existait certes
déjà dans le S7-200, mais il était nécesModem
saire d’y raccorder un modem externe, et
impérativement, d’initialiser ce modem
à l’aide du logiciel STEP 7-Micro/WIN. La simplicité est apportée par le module d’extension
EM 241 qui est piloté directement par la fonction Teleservice intégrée dans la version 3.2
du logiciel STEP 7-Micro/WIN. La mise en œuvre est immédiate. Il suffit de loger le coupleur EM 241 derrière la CPU… et de travailler. La fonction TeleService est validée automatiquement par Micro/WIN V3.2 qui déclenche la connexion via un modem "TAPI" (Telephony
Application Programming Interface), standard défini conjointement par Microsoft et Intel,
et reconnu d’emblée par le système d’exploitation MS/Windows.
Réseau RTC
Coupleur modem
EM241
■ La communication entre micro-automates SIMATIC S7-200 distants (chacun d’eux étant
pourvu du coupleur EM 241), via le réseau téléphonique commuté (RTC). Ces S7-200 sont
susceptibles de conduire des équipements automatisés distribués (par exemple, des portes
d’écluses réparties sur un cours d’eau) dans une zone géographique délimitée.
■ La communication via le protocole Modbus sur le réseau RTC, pour piloter par exemple
des stations de pompage (ou de relevage) contrôlées par S7-200. Dans cet exemple, le
micro-automate prendrait en charge le contrôle des niveaux, et le pilotage des ouvertures
d’électrovannes. Les informations sont envoyées à un poste de contrôle commande.
Son superviseur pourrait interroger le S7-200 grâce à un driver Modbus et à un modem,
y puiserait des valeurs de niveau, de position…
Ces deux dernières fonctions (réseau RTC de S7-200, communication Modbus via RTC)
peuvent être associées à une messagerie amenée par le logiciel Micro/WIN V3.2. Celui-ci
incorpore en effet un assistant (ou Wizard) qui sert à indiquer au système la configuration
dans laquelle l’EM 241 est exploité, puis à lancer la fonction Messagerie. Au moyen d’un
masque implémenté dans Micro/WIN, l’utilisateur définit ses messages SMS qu’il associe
à des numéros de téléphone mobile ou de pager. Cette fonction s’avère fort utile aux
techniciens d’astreinte ou à ceux assurant des opérations de télémaintenance
Le coupleur EM 253 est voué à la commande de moteurs pas à pas.
Toutes les CPU de l’automate SIMATIC S7-200 disposent de sorties
impulsionnelles, émettant des signaux dont la fréquence et la largeur
d’impulsion sont variables, et autorisant la commande de moteurs pas à
pas jusqu’à 20 kHz.
Doté du module de positionnement EM 253, le S7-200 voit sa performance
décuplée, puisqu’il autorise la commande des moteurs pas à pas jusqu’à la
fréquence de 200 kHz. En outre, des fonctions dédiées sont offertes à
l’utilisateur qui peut programmer jusqu’à 26 profils de mouvement de
chaque axe de déplacement, et pour chacun de ces profils, définir jusqu’à
4 pas de programme. De la sorte, il est en mesure de piloter des mouvements
beaucoup plus complexes.
La mise en œuvre de cette carte est considérablement simplifiée grâce à un
assistant intégré dans Micro/WIN V3.2 : un ensemble de fenêtres sert à la
définition des paramètres descriptifs de chaque mouvement. La gestion
des déplacements est ensuite prise en charge par la carte EM 253, automatiquement, tout en réalisant (le cas échéant) le lissage des mouvements.
Cette grande simplicité d’exploitation donne à tous les exploitants, même
ceux non-spécialistes de la programmation des systèmes d’automatisme, la capacité de
réaliser des programmes sophistiqués pour la commande de moteurs pas à pas.
Siemens fournit avec Micro/WIN V3.2, un "control panel", c’est-à-dire une interface
de contrôle permettant de commander manuellement l’axe pour lequel on a conçu un
programme de mouvements. Il suffit de dérouler les paramètres saisis et d’observer les
réactions de la partie opérative. Il est ainsi possible de visualiser la succession des étapes du
programme applicatif, d’analyser les paramètres de la carte d’axes, et de leur apporter les
modifications qui s’imposent.
Le coupleur Ethernet CP 243-1 sert quant à lui à raccorder le S7-200 au réseau
Industrial ETHERNET pour la communication en full duplex à 10/100 Mbit/s. Il est à même
de gérer jusqu’à 8 liaisons sur le même câble Ethernet, et de communiquer immédiatement
avec les partenaires au travers de fonctions de type client/serveur et via l'OPC serveur
SIMATIC - NET.
Stéphane Baragnon
30/31
Nouvelles Normes
Enregistrement et signature électroniques
Siemens intègre la norme 21 CFR
En mai 1999, la FDA (Food
and Drug Administration)
publiait un texte précisant
les modalités d’application
du 21 CFR Part 11 ("Electronic
Records ; Electronic Signatures"), en vigueur depuis 1997
dans les industries de la santé.
Siemens largement présent
dans ce secteur industriel
avec ses systèmes d'automatisme S7-WinCC et de contrôle
de procédés PCS 7, satisfait
les exigences de la FDA par
des outils de gestion des accès
(y compris la signature électronique), des modifications,
d’archivage et de restitution des
données. Les principes ainsi
retenus pour les laboratoires
pharmaceutiques sont appelés
à être déployés dans d’autres
secteurs industriels : agroalimentaire, parapharmacie et
produits cosmétiques,
et pourquoi pas demain…
l’automobile.
’industrie pharmaceutique est soumise à des contraintes sévères liées à
la réduction du temps de mise sur le marché des médicaments, à la
recherche de la flexibilité de l’outil de fabrication, et naturellement à
un niveau très élevé de qualité des produits et des process. Les produits délivrés au consommateur sont des médicaments devant répondre aux exigences
de l’Autorisation de Mise sur le Marché, fixées par l’Agence du Médicament, ainsi qu’à celles imposées par la Food and
Drug Administration (FDA). Cet organisme gouvernemental américain a défini les règles auxquelles doit souscrire tout
ce qui a trait au médicament. Ces obligations réglementaires sont réunies dans le Code of Federal Regulations (CFR).
Ainsi en est-il de la documentation associée à la fabrication de chaque lot de médicament, car elle aussi doit impérativement respecter les prescriptions de la FDA. Ces enregistrements étaient autrefois imprimés sur support papier :
ils sont aujourd’hui dématérialisés et transcrits sur un support électronique sous la forme constituée par l’association de
textes, graphiques, images, signaux audio. ils sont archivés sous forme numérique, et susceptibles d’être consultés,
maintenus, archivés, transmis en lieu et place d’un document papier.
L
Autrefois, les agents de production y apposaient manuellement leur signature : aujourd’hui, ces mêmes agents doivent
apposer leur signature électronique.
La FDA a publié les critères d’acceptation des enregistrements électroniques, des signatures électroniques, ainsi que
des signatures manuelles apposées sur des enregistrements électroniques de façon à diffuser le plus largement possible
la technologie électronique dans le strict respect du code de la santé publique. Ce recueil de règles se trouve en partie 11 du
règlement portant le titre 21 : "Electronic Records ; Electronic Signatures". Il est connu sous l’appellation : "21 CFR part 11".
La version finale, éditée le 20 août 1997, qui donne lieu depuis à des révisions périodiques, légalise la signature
électronique. Les inspecteurs de la FDA sont chargés de vérifier son application, y compris les systèmes informatisés
(matériels et logiciels) qui servent à le mettre en œuvre.
Part 11 de la FDA
Il y a dix ans déjà
Flash-back… Tout a commencé en 1991, quand des représentants de l’industrie pharmaceutique
ont rencontré ceux de la FDA afin de déterminer l’art et la manière d’accommoder les systèmes
"zéro papier" en respect des règles de Bonnes Pratiques de Fabrication (ou GMP, Current
Good Manufacturing Practice) décrites dans les parties 210 et 211 du code 21 de la FDA
(21 CFR parts 210 and 211).
L'évolution du document papier
Le document papier est un support à l’enregistrement d’informations ne requérant aucun
moyen intermédiaire pour leur lecture et interprétation. Il est communément admis que
ce support est durable, figé dans le temps et dans l’espace. Il est toujours possible de relever
une entrée incorrecte et de la corriger sans altérer les enregistrements initiaux. Bien qu’un
enregistrement papier soit susceptible d’être falsifié, il est relativement difficile d’effectuer
une opération frauduleuse qui ne soit perceptible.
La stricte application de la réglementation a mis en évidence la génération d’une quantité
considérable de documents aux coûts de gestion dispendieux. Dans quelle mesure, la
mise en œuvre des moyens informatiques, pouvaient-ils contribuer à une optimisation de ces
coûts tout en conservant la sécurité nécessaire à la complétion des obligations réglementaires.
Aux enregistrements électroniques
Il est primordial de garantir l’exactitude des informations enregistrées dans les
bases de données (rapports de lots, signatures), d’assurer le suivi des modifications ("l’audit trail sécurisé" visant à connaître à tout instant, qui fait
quoi, et quand ?). La modification par inadvertance ou de façon frauduleuse
sont des points critiques pour les enregistrements électroniques.
Ainsi il va falloir générer des copies complètes et fidèles, tout en les
protégeant… ce qui implique le développement de techniques nouvelles
de contrôles pour éviter les falsifications et détecter les tentatives de
fraudes électroniques.
Siemens, largement présent dans l’automatisation des procédés de
production de principes actifs, et des unités de formulation et de
conditionnement des médicaments, notamment chez AstraZeneca,
Aventis, GSK (GlaxoSmithKline), Novartis, Pharmacia…apporte
des solutions globales conformes aux recommandations de la FDA.
Siemens inside
Quelles sont les exigences imposées par le code 21 CFR part 11 :
■ L’archivage des données brutes (procédé, événements, alarmes et actions opérateur)
constitutives du dossier de lot électronique.
Il convient de s’assurer de la non-manipulation de ces données, et l’absence d’altération.
Des fonctionnalités de restitution et de comparaison d'informations archivées à un modèle
de référence ("Golden Batch") sont exigées ainsi que des rapports imprimables, mais non
modifiables (par exemple des documents au format PDF). À cet égard, Siemens possède
les outils "MIS Light" et PMQuality pour garantir l’archivage à long terme et la restitution
de toutes les données de procédé.
■ La gestion des modifications au moyen d’outils capables de gérer les versions, de suivre
les modifications du système de conduite et des programmes d’automatisme, et de répondre
à la question : qui a modifié quoi ? Et quand ?
32/33
Nouvelles Normes
Le management des modifications est réalisé par des outils susceptibles d’intervenir tant
en phase de production (au moyen d’un enregistrement de chacune des modifications),
que pendant les phases d'ingénierie (comparaison des objets compilés et chargés dans le
système d’automatisme, aux objets originaux).
■ La signature électronique associée à chaque document (le rapport de lot) dématérialisé
ou à chaque modification.
Les moyens à mettre en œuvre servent au suivi des signatures (avec mention du nom
légal du signataire, de la date et de l’heure de la signature, de la signification de la
modification apportée au document), afin de pouvoir répondre à tout moment à la
question primordiale : qui a signé quoi ? Et quand ?
SIMATIC PCS 7
La réponse de Siemens à ce besoin passe par un module additionnel : AUA (Advanced
User Administration), système d’administration des utilisateurs satisfaisant les exigences
du 21 CFR part 11, implémenté dans les outils de conduite WinCC et le système de contrôle
de procédé PCS 7. Il respecte les procédures constitutives du référentiel de l’industrie
pharmaceutique, notamment les GMP (Good Manufacturing Practices, Bonnes Pratiques
de Fabrication) et les GAMP (Good Automated Manufacturing Practices).
Et les techniques de mise en œuvre de la signature électronique
De base, elle consiste en un code d’identification et un mot de passe (crypté dans une
base de données) ou en une carte à puce dont la sécurité est renforcée par la saisie d’un
mot de passe chargé d’authentifier son propriétaire.
La signature peut aussi être introduite dans le système au travers d’une tablette
graphique, avec analyse et reconnaissance des formes.
Apparaissent aujourd'hui des techniques biométriques d’identification des personnes
(reconnaissance d’empreintes digitales, analyse rétinienne). Elles présentent l’avantage de
ne pas pouvoir être perdues, dérobées, ni même partagées.
Franck Mercier
Christian Terzyk
Dominique Thibot
■ AUA
Le module AUA (Advanced User Administrator assure la gestion
centralisée des accès des utilisateurs, selon leur implantation
géographique et leur profil sur le site de production, au travers
d’identifiants et de mots de passe.
Le respect de la Part 11 est assurée au travers de :
■ l’unicité des utilisateurs,
■ le contrôle d’accès de l’utilisateur par mot de passe comportant
au minimum 6 caractères,
■ la capacité d’ajout ou d’effacement de noms d’utilisateurs,
■ la configuration des droits d’accès pour chaque utilisateur,
différents niveaux d’autorisation,
■ l’enregistrement de toutes les opérations majeures (connexion
et déconnexion des opérateurs notamment),
■ l’encryptage des mots de passe en base de données,
■ la protection de l’accès à cette base de données,
■ la gestion des droits accès en (et hors) ligne.
Ces fonctions supportent actuellement 4 langues (Anglais,
Allemand, Suédois et Français). L’administration des données est
réalisée de manière centralisée avec AUA, pour répondre aux
standards de sécurité du système d’information, et conformément
à la réglementation 21 CFR Part 11.
L’administrateur peut en ligne et à tout moment :
■ ajouter, supprimer, bloquer un utilisateur en mode runtime
■ affecter un utilisateur à un groupe (régleur, opérateur, développeur…)
■ assigner des droits à un utilisateur (jusqu’à 999 niveaux)
L’utilisateur (identifié par son ID, son mot de passe) peut changer
son mot de passe en ligne. Au demeurant, il doit le modifier à
l’issue d’un laps de temps préétabli, le système informatique étant
lui-même capable de forcer l’utilisateur à définir un nouveau mot
de passe dès sa prochaine connexion. Par ailleurs, l’utilisateur est
bloqué après un certain nombre d’essais infructueux, voire à tout
moment par l’administrateur du système.
Quant à la session qui ne donne lieu à aucune action sur le clavier
ou la souris elle est fermée automatiquement après un laps de
temps réglable jusqu’à 999 minutes, pour un retour vers un mode
standard (lui-même configurable).
Concept
Safety Integrated :
La sécurité omniprésente
chez Siemens A & D
afety Integrated est un concept développé par
Siemens sur plusieurs niveaux : au-delà du niveau
traditionnel mettant en œuvre relais et contacteurs
électromécaniques de sécurité, il autorise la transmission
des signaux d’arrêt d’urgence sur le réseau AS-Interface
muni de l’extension Safety at Work, et de modules
électroniques de sécurité SIGUARD (voir encadré N° 2).
Ces blocs autorisent l’optimisation du câblage des sorties de sécurité, grâce à l’intégration
au sein d’un même produit précâblé, du disjoncteur moteur, de la double coupure de
puissance et du bloc de sécurité.
S
Le réseau PROFIBUS DP mondialement répandu offre également la possibilité de gérer des
signaux d'arrêt d'urgence et de surveiller d'autres capteurs/actionneurs sur le même câble
avec le profil PROFIsafe, utilisé dans les architectures Distributed Safety (sécurité répartie).
Ces architectures s'appuient sur les couples SIMATIC S7 300F / 400F et ET 200S ou M avec
modules PROFIsafe. La mise en œuvre de Distributed Safety permet des gains importants
sur le câblage, la mise en armoire, la maintenance et l'ingénierie. Dans ce cas, les nouveaux
automates SIEMENS avec fonctions de sécurité S7 300F et S7 400F sont programmés, pour
la sécurité, en langage à contacts ou logigrammes.
AS-i Safety at Work, PROFIsafe : même combat pour la sécurité des biens
et des personnes
Ces deux profils métiers de sécurité sont bâtis sur les offres standards de Siemens. Ils sont
complémentaires, et non concurrents.
AS-i Safety at Work présente l'avantage d’autoriser le raccordement au réseau de terrain
de tout automate SIMATIC S7, sans qu’il soit nécessairement automate de sécurité : il suffit
de lui adjoindre le moniteur de sécurité, ainsi que des esclaves de sécurité pour réaliser
une application de sécurité sur le réseau AS-Interface standard. Celui-ci est alors capable
La sécurité est présente
partout et toujours : dans
l’industrie du process du
manufacturier, comme
chez les constructeurs de
machines, dans le secteur
automobile, du transport,
de l'agroalimentaire ou
celui de l’environnement...
Dans tous les pôles
métiers, en tous lieux et
en toutes circonstances,
le concept “sécurité” de
Siemens a une partition
majeure à jouer en
remplaçant le câblage
fastidieux des arrêts
d’urgence par AS-i Safety
at Work, en mettant en
œuvre le nouvel automate
standard SIMATIC S7-300F
(intégrant d’emblée la
fonction de sécurité avec
Distributed Safety), ainsi
que d’autres produits
d’automatisme préexistants : SIMATIC S7-400F
et S7-400HF, SIMATIC
Quadlog, commande
numérique SINUMERIK
840D munie de l’option
Safety Integrated.
À l’évidence, nul autre
fournisseur de produits
d’automatismes ne peut
aujourd’hui faire valoir
une offre native aussi
large de produits
d’automatisme de sécurité.
34/35
Concept
de transmettre les signaux d’arrêt d’urgence. Il n’en reste pas moins que les entrées/sorties sont celles du
système standard. Le langage de programmation est le langage standard. Le paramétrage est simplifié. Le
gain de câblage est manifeste. Bref, AS-i Safety at Work est parfaitement adapté aux exigences de sécurité
des constructeurs de machines (ainsi qu’à toutes applications “cellulaires” déployées sur une zone délimitée).
Avec PROFIBUS et le profil métier PROFIsafe, les entrées/sorties de sécurité et standard cohabitent sur le même
câble réseau. La sécurité est traitée localement sur ET 200S ou à travers le réseau en liaison avec l'automate
SIMATIC S7 300F/400F. Ces architectures "Distributed Safety" permettent de décloisonner les automatismes
standard (avec API traditionnels) ainsi que les automatismes de sécurité (électromécaniques) et de les faire
converger vers un système global intégré et cohérent. Les gains sont immédiats tant pour les utilisateurs finaux
que pour les constructeurs de machines : réduction du câblage, de la taille des armoires, réduction des coûts d'étude et
d'ingénierie; maintenance, modifications et réception de l'installation simplifiées.
Cet automate a déjà été adopté par d'importants constructeurs de machines ou utilisateurs finaux. Ils ont,
par exemple, la possibilité d'interdire l’entrée d’une cabine de peinture au personnel non autorisé et de
permettre l’introduction des caisses en blanc en inhibant certaines fonctions de sécurité aux bons moments.
Les architectures Distributed Safety sont en outre très bien adaptées aux applications de sécurité à “longue
portée”, celles qui s’étendent au-delà de la cellule élémentaire de travail, par exemple les longues installations
de convoyage traversant les ateliers, dans les secteurs du transport ou de l'automobile.
L’automate SIMATIC S7-400 FH, associant Sécurité et Haute Disponibilité, pilote des process batch ou continus,
avec, le cas échéant le système de conduite de processus SIMATIC PCS 7. Les programmes de sécurité
peuvent être développés en langage CFC (Continuous Function Chart) qui est un puissant éditeur de liens
graphiques entre modules de programmes.
L’automate de sécurité process Quadlog, avec sa matrice de cause à effet, ou “Safety Matrix”, permet de couvrir
les domaines de la chimie, de la pétrochimie. Il est mis à l’ouvrage partout où la sûreté de fonctionnement est
vitale, dans les stations de compression de Gaz de France,
Automates avec fonctions de sécurité
comme chez Rhodia… Bien entendu, ce tableau sur la sécurité
S7-300F
dans les produits d’automatisme de Siemens ne serait exhaustif
sans l’option Safety Integrated associée aux commandes
numériques SINUMERIK 840D - (cf. encadré 3) qui apporte
une plus grande souplesse de mise en œuvre, ainsi que la
simplification de l’armoire électrique des machines.
Luc Losson,
Richard Riaudel,
Frédéric Jeanparis,
Burkhard Witte
■ Automatismes et Simulation pour la sécurité des systèmes industriels
En Lorraine, un centre de ressources européen vient d'être créé.
Cette structure installée à l'ENSAM a pour mission de fédérer les
compétences des partenaires universitaires (CRAN, ISI, ENSAM(1),)
et des professionnels (notamment la société Siemens, partenaire
de l'Ecole Supérieure des Arts et Métiers) dans le cadre de travaux
de recherche, de formation et de transfert de technologies dans
le domaine de la sécurité des systèmes automatisés. Deux
aspects y sont plus particulièrement développés :
■ La sûreté de fonctionnement et la sécurité dans les architectures
de commande.
■ La simulation des systèmes industriels complexes : la validation d'une proposition d'architecture de système de commande
doit pouvoir se faire avant sa réalisation.
Ce centre est tout à la fois un pôle de recherche sur les systèmes
de contrôle/commande dédiés aux applications à risque (transport,
énergie, pétrochimie/carbochimie, industrie pharmaceutique,
environnement, etc.) et une plate-forme d'essais et d'homologation
à la disposition des industriels et des institutions.
La sûreté de fonctionnement des systèmes industriels et des produits
technologiquement complexes pose actuellement des problèmes
sensibles. Les travaux de conception et les activités visant à
l'augmentation de la sûreté de fonctionnement d'un système
industriel, longtemps dissociés, commencent à aller de pair. C'est
le cas en particulier des systèmes intégrant des automatismes où
les fonctions de commande supervision ne peuvent plus être
conçues sans que soient prises en compte toutes les défaillances
possibles, y compris celles provoquées par les utilisateurs ou les
opérateurs. Ces systèmes doivent dès lors intégrer l'ensemble
des mécanismes de réaction aux défaillances, de reconfiguration,
de tolérance aux fautes, de prévention des accidents de programmation de maintenance préventive, d'exploitation du retour
d'expérience et d'anticipation des interactions homme-machine.
Lexique : (1)
• ENSAM (Ecole Supérieure des Arts et Métiers) U http://www.ensam.fr
• CRAN (Centre de Recherche en Automatique de Nancy) U http://www.cran.uhp-nancy.fr
• ISI (Institut de Sûreté Industrielle) U http://www.isi.u-nancy.fr/home.html
■ SIGUARD 3TK28-4/5
Les blocs électroniques de sécurité
multifonctions,
modulaires,
intégrés
La famille des blocs de
sécurité SIGUARD s'enrichit d’une
nouvelle gamme de produits
intégrant l’électronique dans la
gestion des circuits de commande de
sécurité. Les blocs de sécurité électroniques 3TK28-4/5 satisfont
aux exigences les plus élevées, jusqu’à la Catégorie 4 (selon
la norme EN 954-1) et SIL3 (selon IEC 61508).
La technologie électronique adoptée offre de nombreux avantages :
■ Nombre de manœuvres élevé,
■ Grande endurance électrique,
■ Temps de réponse réduit,
■ Absence totale d’usure grâce à la commutation électronique,
■ Auto-tests cycliques sur les circuits d’entrées et de sorties,
■ Aucune défaillance de contact en cas de faibles courants
ou tensions,
■ Tenue élevée aux courts-circuits,
■ Excellente tenue aux vibrations,
■ Possibilité de mise en cascade (en option)
La modularité en plus
L’intégration "4 en 1" offre par ailleurs le grand avantage de
combiner la sécurité, la double coupure de puissance et la
protection moteur. Les blocs 3TK28-5-… sont composés d’une
unité électronique de sécurité intégrée dans la semelle agissant
sur les contacteurs auxiliaires de type SIRIUS, et ce, afin de
garantir la coupure de puissance sur l’actionneur (jusqu’à 10 A en
AC-1). L’ensemble est monté sur rail symétrique. L’option "Protection Magnétothermique" est également possible avec cette
gamme qui prend alors le nom de 3RA7, pour des puissances
jusqu’à 11 kW. La réunion en un seul module entièrement monté,
câblé, certifié, le tout monté sur rail symétrique 35mm allie les
atouts d’un module de sécurité électronique avec les avantages
des contacts auxiliaires (pouvoir de coupure,…)
■ PROFISafe, pour les commandes SINUMERIK, aussi !
Surveillance de position et de vitesse… L’option Safety Integrated est
également associée aux commandes numériques SINUMERIK 840D.
SIEMENS propose ainsi une solution à base d'électronique et de
logiciel permettant une plus grande souplesse de mise en œuvre
et une simplification de l’armoire électrique des machines. La
porte de la machine pouvant rester ouverte, l’opérateur peut dès
lors réaliser une mesure ou effectuer un réglage sans avoir à
arrêter son programme. Basé sur plusieurs processeurs, ce système
respecte la catégorie 3 de la norme EN 954-1 par une architecture
redondante. Les différentes fonctions disponibles autorisent la
mise en œuvre des catégories d’arrêt décrites dans la norme EN
60204-1.
Encore plus de productivité…
Grâce à l’utilisation des interfaces de bus ET 200S IM 151 High
Feature avec les modules d’entrées/sorties failsafe PROFISafe,
Siemens propose un diagnostic des cartes, signal par signal
(courts-circuits des capteurs et actionneurs, détection des ruptures
de fil, défaut de la carte…). Ceci constitue une aide précieuse à la
mise en œuvre d’un diagnostic précis, pour un dépannage plus
rapide des machines.
Les avantages décisifs de cette innovation :
■ Câblage simplifié
■ Réduction de l’hétérogénéité des composants conduisant à la
réduction de la diversité des cartes mises en œuvre.
■ Mise en service et diagnostic facilités grâce à l’utilisation
d’outils logiciels standards.
Au-delà de cette évolution, les analyses effectuées sur les machines
existantes ont motivé Siemens à développer une solution pour
éviter la chute des axes verticaux, en respect des exigences des
organismes européens de normalisation. Les utilisateurs peuvent
dès lors tester le couple des freins des axes tout en évitant la chute
des masses en mouvement et proposer, par conséquent, des
machines moins dangereuses.
36/37
Nouveaux Produits
SIMATIC PC
Relooking profond des PC industriels
Les PC industriels de
Siemens font l’objet
d’un relooking en profondeur. Une nouvelle
image, de nouvelles
fonctions qui leur
permettent de se
diversifier, d’élargir
leurs domaines de prix
et de performances,
d’attaquer de nouveaux
créneaux de marchés.
usqu ’à l’an passé, les
SIMATIC PC de Siemens
s'adressaient uniquement
au segment de marché des PC
industriels haut de gamme.
Conçus autour d'une carte mère
100% "made in Siemens", ils bénéficient d'un cycle de vie supérieure à 2 ans avec une
pérennité de services de réparation de 5 ans.
J
■ La configuration à la
carte des PC industriels
Rackables
Les nouveaux SIMATIC PC peuvent être
livrés pour satisfaire précisément la
demande du client, depuis le PC sans
système d’exploitation, jusqu’au PC en
technologie RAID 1 (avec deux disques
durs amovibles, extractibles en face
avant). De multiples autres options
nouvelles sont offertes pour ces PC :
■ avec ou sans système d’exploitation.
■ choix du système d'exploitation
depuis MSD0S jusqu'à Windows XP
■ avec ou sans CD-ROM
■ avec graveur, lecteur DVD
■ avec ou sans disques extractibles
en face avant,
■ avec ou sans système RAID 1
■ avec ou sans disques montés sur
Silent Bloc (protection antivibratoire)
■ avec ou sans Chip-set PROFIBUS
sur la carte mère
■ avec alimentation sous 24 V ou 220 V.
Or, deux familles de PC cohabitaient jusqu’alors au sein des ateliers des entreprises
industrielles : les PC industriels haut de gamme jouxtaient en effet les PC de bureautique
caractérisés essentiellement par un faible cycle de vie (inférieur à 12 mois). De surcroît,
les applications industrielles exploitées sur ces PC conçus pour le marché de la bureautique,
n’étaient pas en mesure de suivre l’évolution extrêmement rapide de la technologie
informatique, tant matérielle que logicielle, de sorte que leur compatibilité ne pouvait
être assurée au fil des ans. Il devenait même difficile de garantir la pérennité de l’outil de
production, du fait de l’évolution de l’environnement de développement des applications
bureautiques : le système d’exploitation des PC connaît de perpétuels changements, les
configurations matérielles évoluent elles aussi considérablement…
On assiste aujourd’hui dans l’industrie à un retour de valeur et au renouveau du PC pour
l'industrie.
Nouvelles cartes mères du SIMATIC PC.
Après trois années et demie de bons et loyaux services, les cartes mères des PC industriels
haut de gamme bénéficient d’un relooking complet. Les cartes mères industrielles de nouvelle
génération destinées aux SIMATIC Box PC, Rack PC et Panel PC intègrent la famille “Embedded line”
d'intel, ce qui offre le choix de 2 classes de processeurs. Le celeron cadensé à
566 MHz ou 1,2 GHz ou le Pentium III couvrant les plages 866 MHz et 1,26 GHz. On notera
que la pérennité annoncée par Intel, pour ces nouveaux processeurs Celeron 1,2 GHz et Pentium,
est de 2 ans minimum. Cette architecture garantit les fonctionnalités et la disponibilité
indispensable aux applications industrielles embarquées sur les SIMATIC PC évitant ainsi les
coûts additionnels de migration engendrés par les changements de plates-formes PC.
Côté performance, le nouveau Celeron 1,2 GHz est similaire au Pentium III 866 MHz.
Il apparaît également un nouveau circuit graphique AGP avec un chipset vidéo intégrant une
mémoire étendue jusqu'à 16 Mo. Ces cartes mères sont enfin validées pour Windows XP.
La nouvelle génération de
PC pour l'industrie : les PC IL
(Industrial Lite)
L'ère des PC "plaqués or" est révolue.
Pour certaines applications, les industriels
ont besoin d'un PC industriel "d'entrée de
gamme". Ce PC existe désormais dans la
famille des produits d'automatisme
SIMATIC : c’est celui présent dans la
nouvelle gamme des SIMATIC PC IL
venant en complément des gammes
actuelles SIMATIC Rack PC et Panel PC.
Les SIMATIC PC IL ont été développés pour les applications n’exigeant pas d’avoir à soutenir
systématiquement d’importantes contraintes industrielles.
Mécaniquement, le nouveau SIMATIC PC IL 40 est un PC rackable de 19 pouces, à hautes
performances, destiné à servir dans des conditions faiblement contraignantes ("Industrial
Light" environnement). Il est pourvu d’un processeur Pentium 4 cadencé à 2 GHz ou Celeron
à 1,7 GHz, intégrant 128, 256 ou 512 Mo de mémoire vive, d’un disque dur de 40 Go,
ainsi que toutes les Interfaces de communication basics (Ethernet, COM1, USB, Parallèle,
MIDI, etc.). Il possède en outre les certifications requises (IEC 60950, UL, CSA) et le
marquage CE… qui lui offrent la capacité de fonctionner sans difficulté en ambiance
industrielle standard.Supportant les chocs (1.g durant 20 ms) et les vibrations (environ
0,2.g entre 20 et 200 Hz) ; sa plage de températures de fonctionnement s’étend de 5 à 35 °C,
intégrant une garantie pièce et main d'œuvre de 12 mois. La qualité de sa fabrication permet
de couvrir la pérennité des services et réparations pendant 3 ans.
Ce nouveau PC industriel est parfaitement adapté aux applications de
traitement de données ou d’images graphiques ou vidéo. Côté applicatif,
il s'intègre au niveau atelier (calcul, archivages, Internet…) pour la
supervision de machine, où en salles de conduite avec PCS 7 et
WinCC. Il sera également à l’aise en tant que serveur pour la conduite
de procédés. On le verra enfin parfaitement à l’ouvrage comme
station d’ingénierie.
La migration des PC Rackables vers les PC Industrial Lite
L'évolution et la migration de gamme des plates-formes PC étend l’espace
fonctionnalités-prix qui était jusqu’alors réduit à sa plus simple expression.
Côté produit, les applications utilisant le Rack PC 830, mû par un Pentium
III-800, peuvent désormais être remplacées par le nouveau Rack PC IL 40.
Les nouveaux Box PC 620 et Box PC 840 innovation élargissent les applications couvertes par le Box 820. Enfin, le Rack 840 positionné comme
le successeur du RI45 offre un large choix de nouvelles options.
Frédéric Lentz
38/39
SIMATIC
SIMATIC
SIMATIC
RÉGION PARIS-NORMANDIE
RÉGION NORD
Agence de Paris
Agence de Lille
25, rue Pleyel
93527 Saint-Denis Cedex 2
78, rue Gustave Delory
BP 239
59812 Lesquin Cedex
Parc de la Sainte-Victoire
13590 Meyreuil
Tél. : 04 42 65 69 00
Fax : 04 42 58 63 95
Agence de Rouen
Horizon 2000
RÉGION EST
Agence de Strasbourg
CENTRE D’INGÉNIERIE SYSTÈMES
Avenue des Hauts Grigneux
76 420 Bihorel
2, rue du Rhin Napoléon BP 48
67016 Strasbourg Cedex
RÉGION OUEST
Agence de Nantes
Agence de Metz
ZAC du Perray
9, rue du Petit Chatelier
BP 70 354
44303 Nantes Cedex 03
SIEMENS PROCESS
INSTRUMENTS SA
SIMATIC
Bât.M18
Technopole Metz 2000
9, rue Edouard Belin
57 070 Metz
Route de Grenoble
Nice la Plaine – Bâtiment E1
BP 3263
06205 Nice Cedex 3
Tél. : 04 93 72 61 00
Fax : 04 93 72 03 77
SIEMENS – SOLUTIONS MES
Savoie Technolac
BP 287
73375 Le Bourget du Lac
Tél. : 04 79 26 16 16
Fax : 04 79 26 16 20
RÉGION SUD-OUEST
Agence de Bordeaux
RÉGION SUD-EST
Agence de Lyon
Parc Cadéra Sud
36, avenue Ariane - BP 351
33694 Merignac Cedex
9/11, chemin des Petites Brosses
69300 Caluire et Cuire
Agence de Toulouse
Agence de Marseille
Immeuble Victoria Center
20, chemin de Laporte
BP 3036
31024 Toulouse Cedex 3
Parc de la Sainte Victoire
13590 Meyreuil
Help Line : 0821 801 111*
Agence de Dijon
SIEMENS TR@INING
Support Line : 0821 801 122*
Parc de la Toison d’Or
2, avenue de la Découverte
21000 Dijon
9, rue du Docteur Finot
93527 St Denis Cedex 2
Tél : 0 821 801 155*
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