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SIMATIC PC-based Automation
Overview

Industry SectorPage 2 Julho 2012 SIMATIC PC-based Automation: Overview
Por quê automação baseada em PC?
Ou PC-based automation?
I) Precisando economizar espaço em sua instalação industrial
 Controle, visualização e outras tarefas adicionais em um PC
II) Necessidade de desenvolvimento em linguagens de alto nível para
implementar funções de automação? Deseja proteger o seu know-how em
funções tecnologicas?
 Integre facilmente com as soluções disponíveis com PC-Based automation
III) Precisa utilizar interfaces abertas diretamente no seu controle?
 Software – livre acesso ao mundo Windows
 Hardware – flexibilidade de conexão para várias interfaces padrão PC
IV) Sistemas em real-time e alto desempenho?
 Uso de um ambiente em real-time com máximo desempenho do PC

I) Poupe espaço com automação baseada em PC
Para todas estas necessidades, a
mesma resposta:
PC-based Automation
 Combinação de controlador, IHM,
motion control e funcionalidade de
PC em um único equipamento
O DESAFIO
 Necessidade da redução do painel de
controle?
Espaço ≈ Custo
 Tarefas de controle, como controle
PID, devem ser executas em uma
única plataforma?
Diversidade de plataformas ≈
custo
 Necessidade de um sistema simples
de visualização, por exemplo, uma
solução enxuta com VisualStudio?

II) Integração de linguagens de alto nível / proteção
de know-how
Solução com PC-based Automation
 Integração de algoritmos em real-
time em C/C++
 Proteção de know-how via convesão
de arquivos para EXE ou DLL
 Troca fácil de dados com a função
de controle
O DESAFIO
 Algumas aplicações requerem a
integração de algoritmos complexos,
como motion control, controle de alta
precisão ou desempenho
 A integração de tais algoritmos no
código do PLC é muitas vezes cara
 O Matlab / Simulink e outras
ferramentas de engenharia, possuem
modelos matemáticos que podem ser
convertidos para C/C++
 Estes algoritmos podem ser
protegidos contra acessos não
autorizados

III) Uso de interfaces abertas
Conexão com o mundo Microsoft Windows
 Funções de PLC que rodam em
plataforma PC Windows oferecem
inúmeras possibilidades
 Além disso: comunicação direta com
o WinAC ODK (Open Development
Kit)
O DESAFIO
 Quando uma aplicação requer
comunicação direta com Windows,
PLCs convencionais não são capazes
de oferecer este recurso, e.g.:
 Acesso direto à base de dados
 Dados de automação que
necessitam ser gerados em outros
formatos (e.g. Excel)
 Tratamento de dados do controlador
em software dedicado do cliente
(e.g. SQL)

III) Uso de interfaces abertas
Flexibilidade para conexão à várias interfaces de PC
 Uso de barramento padrão PC (e.g.
PCI)
 Comunicação em real-time é possível
com o uso do WinAC ODK
O DESAFIO
 Algumas aplicações necessitam o
suporte à protocolos de comunicação
especial que não são suportados por
PLCs convencionais
 Algumas aplicações especiais
precisam aquisitar dados de
instrumentos que não são suportados
por comunicação padrão
 Integração de hardware
especificamente desenvolvido para
ambiente de PCs

IV) Alta performance e real-time
 Controle baseado em PC é tão
rápido quando ao do PLC
 Soluções de ponta possíveis
utilizando tecnologia baseada em PC
O DESAFIO
 Alta performance, exigida na
fabricação de máquinas especiais,
em setores tais como:
 Processamento de madeira
 Máquinas de embalagem
 Engarrafamento
 Industria têxtil
 Industria de tabaco
 Enegia solar
 Energia eólica

Tecnologia de PC: A base para inovações
Aumento de robustez e performance
 Robustos, configuração livre de manutenção, sem
partes móveis, como ventiladores e hds
 Pressão para inovações:
 Integração com os novos processadores
 Vários nucleos de processamento, alta performance
 Alta eficiência energética
 Design compacto e alta grau de acessibilidade
Alto desempenho, robustez e interface aberta … não são uma contradição

A resposta da Siemens
 A solução universal, graças às propriedades únicas …

Parte da plataforma TIA
O líder de mercado em automação industrial e inovações, oferece sua
expertise em PC-Based automation
UMA ferramenta de engenharia: SIMATIC STEP 7
 re-engenharia de software, aumento de flexibilidade
Integração de comunicação e diagnósticos
Controladores Modulares Controladores PC-based
Controladores SIMATIC

Tarefas paralelas em um PC
Supervisão
Open & closed-loop control
Processamento de dados
Redes
Aplicações Office
Linguagens PC
Redução de custos através da integração de todas as tarefas de automação
em um único PC

Open-loop control
SIMATIC WinAC RTX
 Para aplicações com requisitos rigorosos de
resposta em real-time e determinismo
 Carga mínima do processador do PC
 I/O distribuído em PROFIBUS em/ou
PROFINET
 O primeiro software PLC em todo o mundo
com funções safety via PROFIsafe
SIMATIC WinAC RTX - SIMATIC S7 em PC

Arquitetura aberta
Uniformidade entre a integração horizonatal e vertical
Integração vertical
Integração horizontal
SIMATIC WinAC RTX software controller
Open PC-based control baseado em Windows
SIMATIC
WinCC
flexible
SIMATIC
WinCC
SIMATIC interface
Supervisão
utilizandooutros
fabricantes
Trocadedados
OPC Open Interface
C/C++/C#/
VB.NET
ODK Technology
Easy
MotionControl

O diferencial:
Integração de linguagens de alto nível
Chamadas diretas de
aplicações C/C++/C#:
Diretamente do programa do
WinAC Software PLC:
 Wizard de programação
 Integração de funções especiais
 Proteção de Know-how
Também disponível em tecnologia .NET
SCL
OB 1
LAD/STL/FBD
Graph7
C++
CCX
WinAC
(Programa)
Maior flexibilidade através da integração no ciclo do WinAC

Integração de linguagens de alto nível
Overview da interface ODK (Open Development Kit)
Interfaces
Custom Code Extension Interface (CCX)
Chamada direta de funções do programa do usuário do software PLC
A chamada é processada via SFBs especiais
Shared Memory Extension Interface (SMX)
Troca rápida de dados com os aplicativos do Windows via interface de
memória compartilhada
Controller Management Interface (CMI)
Operação automatizada do PLC por meio de aplicativo do Windows em vez do
WinAC panel
C++
Memory
WinAC
WinAC
RUN
STOP
C++
WinAC

Motion Control
Solução modular expansível
Posicionamento com Easy Motion Control
 Position control via blocos do STEP 7 para as CPUs SIMATIC
 Posicionamento e sincronismo
High-performance motion control com SIMOTION
 Soluções especiais para máquinas com altos requisitos
de motion control
 Alto desempenho via PROFINET
Aumento de performance, flexibilidade e disponibilidade

Safety (I)
SIMATIC WinAC RTX F –
Primeiro safety-oriented real-time Software
controller baseado em Windows para soluções de
automação até SIL3, PLe, Cat.4
 Controlador safety em real-time baseado em
plataformas PCs x86
 Programas standard e safety, bem como outros
programas do Windows em uma única CPU
 PROFIsafe via PROFINET e PROFIBUS
 Uma única ferramenta de engenharia para programas
standard e safety para os controladores SIMATIC:
CPUs standard, Safety, PC-Based WinAC RTX (/ F)
Funções safety completamente integradas em sistemas PC-based

Safety (II)
Solução escalonável / flexível
 Integração – standard e safety em um
único PC (WinAC RTX F)
 Solução distribuida (WinAC RTX + F-CPU)
Solução de acordo com a necessidade
 Vantagens de uma solução PC-based:
 Um único sistema de engenharia
 Uma única rede de campo
A Siemens possui expertise no desenvolvimento de produtos e soluções
para soluções standard e fail safe, também em PC-Based

Supervisão
WinCC advanced para aplicações de máquina :
 Flexibilidade de implementação de Micro Panel até o PC
 Alta eficiência de configuração
 Conceitos inovadores de IHM
WinCC Professional: sistema de supervisão de máquinas e
processo (SCADA)
 Modular: Single-user ou multi-user, além de clientes web
 Padrões abertos para integração simplificada
(incl. MS SQL Server integrado)
 Expansível via add-ons
Totally Integrated Automation:
 Base de dados e desenvolvimento integrados
Um software de supervisão para qualquer tarefa.
TIA Portal: ambiente integrado ≈  custo de desenvolvimento

Hardware compatível com o ambiente industrial
 Operação até 55°C
 Alta vibração / resistência a impactos
(até 5 G para vibração, até 15 G para impacto)
 Encapsulamento robusto
 Graus de proteção especiais, até IP65
 Alto grau de compatibilidade
eletromagnética (EMC)
 Certificação CE, UL
(ambientes industrial e escritório)
PCs para ambiente industrial

PC-Based - Overview
O produto certo para cada necessidade
SIMATIC Panel PC
Robustos e poderosos
com display incorporados
SIMATIC Rack PC
Flexíveis e poderosos
em formato rack 19”
SIMATIC Box PC
Compactos e robustos
para uso universal
IPC427C IPC627C ÎPC827C
IPC Personalizado
Perfeitamente adaptado
às suas necessidades Hardware
Personalizado
Seviço & suporte
Personalizado
Software
Personalizado
IPC847CIPC647C
IPC227D
HMI IPC477C HMI IPC577C HMI IPC677CHMI IPC277D
IPC547D

Embedded Panel PC-Bundles
Automação de máquinas:
Requisitos para PC-based Automation
Operação livre de
manutenção, alta
disponibilidade
Instalação simples
de sofwares
Comissionamento
simples
Nossa solução: Embedded Bundles
• Robustos e livres de manutenção, sem partes móvies
• Ready-to-Run: software de automação SIMATIC pré-instalados e configurados
S7 design Embedded Box PC-Bundles

Embedded
Panel PC-Bundles
SIMATIC PC-based automation
Embedded Bundles
S7 design Embedded Box PC-
Bundles
User know-how
Construction type
Display
Hardware expansion
capability
Software openness
(Windows, ODK, OPC)
Performance
I/O interfacing
Spare parts availability
The right Bundle for every application in embedded technology
Embedded Bundles
PLC oriented
Modular like S7-300
Distributed only
PCI-104, standard PC interface,
SIMATIC SM/FM modules
high
High performance
Central & distributed
5 years
PC-oriented
Compact as box
Distributed only
427C: PCI-104
227D: PCIe
Very high
Scalable up to high
performance
Distributed
5 years
PC-oriented
Compact as panel
Central
---
Very high
Scalable up to high
performance
Distributed
5 years

Embedded Hardware
 Sistema de alta disponibilidade, redução do tempo de parada
 Espaço reduzido de instalação
DVI-I:
 DVI digital
 VGA analog
e.g.:
impressora,
USB-stick
Compacto
mounting
Depth,
above 61
mm
Robusto, livre de
manutenção
Flexível

Embedded PC Software – pré-configurado
 Integração com aplicações
padrão Windows
 Integração de programas
C/C++/C# (ODK) e
VB.NET
 Windows Embedded
Standard pré-configurado
 Otimizado para
tarefas de automação
 Sotware pré-instalados
 Retentividade de dados
– sem no-break
 EWF* (Enhanced Write Filter),
filtro de escrita aprimorado,
sem riscos de vírus
 Sistema de alta disponibilidade, redução do tempo de parada
 Maior espaço de memória para as aplicações
 Ready to Run
* When EWF (Enhanced Write Filter) is activated
CompactoRobusto, livre de
manutenção
Flexível

Conceitos de operação distribuida
 Conexão via DVI ou VGA
 Instalação remota até 30m
 “Ilimitado” via Industrial Ethernet
 Para uma ou várias estações
de operação
Industrial Ethernet
Thin ClientSCD / Flat Panel Monitor
DVI / VGA
SIMATIC IPC
Até 30 m “Ilimitado”
SIMATIC Industrial Monitors
Maior flexibilidade para a criação de conceitos de operação distribuida
SIMATIC Thin Clients

Identificação de aplicações com PC-Based
Requer acesso a base de dados
Uso de comunicação proprietária
(não considere os padrões, tais como
PROFIBUS e PROFINET)
Uso de cartões especificos com
interface padrão PC
Uso de algoritmo complexo
implementado em C/C++
O código deste algoritmo deve ter
proteção de know-how
Economia de espaço e do tamanho
do sistema de automação
Processamento de dados em
formato Excel
Desenvolvimento da interface de
visualização e controle própria
SIMATIC PC-
based
Automation
Requisitos …

SIMATIC Controllers
a escolha correta…
Application Modular Controllers PC-based Controllers
Robustness X
X
(scalable right through to robust
Embedded IPC)
Spare parts availability
(from discontinuation date)
10 years 5 years
Quick startup X -
Program execution scalable via CPU
Processor (architecture,
frequency) / application
Integration in one device
Safety
X X
Visualization - X
High-level languages
(C/C++/C#/Visual Basic)
- X
Database - X
The SIMATIC controller offering with standard engineering
- Not suitable, x Suitable

Resumo
Parte da plataforma SIMATIC TIA
 Com engenharia uniforme, diagnóstico e comunicação
 O cliente escolhe a melhor solução
Solução standard e safety integrada
 Redução de engenharia e recursos
Pacotes de hardware embarcado e software pré-instalados
 Soluções compactas, especialmente para máquinas
Flexibilidade e interface aberta graças a:
 Automação multi-disciplinar automation (controle, visualização, motion control)
 Integração com C/C++
 Uso de aplicações padrão PC para arquivamento e processamento de dados
Sistema de alta performance com WinAC RTX (/F) e PROFINET

Obrigado!

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