Telechargé par tresore ba oumar

Introduction SPPT4000

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Introduction
Pendant des années, les fournisseurs de systèmes de contrôle ont
constamment déployé de nouvelles technologies pour améliorer les capacités
de production d'énergie. Pour répondre à la demande croissante de données
en temps réel, des composants ouverts et standard ont été intégrés dans des
systèmes de contrôle propriétaires. Par exemple: • Bus de terrain. • Interfaces
ouvertes pour l'échange de données entre les processus d'entreprise et de
production. • Bases de données ouvertes, pour n'en nommer que quelquesunes. À la suite de ces efforts d’intégration, les systèmes DCS sont devenus des
structures très complexes, dont on sait qu’elles sont difficiles à maintenir. En
outre, la multiplication des interfaces multiples, des composants, des systèmes
d’exploitation et des outils de support a compromis la disponibilité et accru les
problèmes d’obsolescence. Siemens a adopté une approche innovante: la
vision de la libre circulation des données en temps réel, sans qu'il soit
nécessaire d'intégrer des interfaces internes dans des architectures logicielles
propriétaires. Forts de cette vision et tirant parti de nos forces et de notre
expérience en matière de production d'énergie, nous avons mis au point le
premier système de contrôle à base de composants véritablement au monde le SPPA-T3000. Tous les composants sont conçus pour que SPPA-T3000
remplisse facilement toutes les fonctions du processus de centrale, y compris
l'intégration d'interfaces tierces et une interface transparente pour les
applications Web. SPPA-T3000 non seulement maîtrise les exigences des tâches
de contrôle de centrale traditionnelles, mais également fournit la plate-forme
de données en temps réel nécessaire à l'amélioration de vos processus de
production d'énergie. SPPA-T3000 y parvient sans les inconvénients des
systèmes de contrôle classiques. Il est conçu en utilisant une approche basée
sur les composants qui aboutit à une solution logicielle au lieu d'un ensemble
d'éléments "forcés à s'adapter". SPPA-T3000 fournit un environnement
d'applications puissant qui vous permet d'adapter les solutions aux besoins
spécifiques de votre entreprise. Cela inclut la capacité de coordonner et de
gérer chaque aspect de vos processus d’affaires afin d’atteindre l’excellence
opérationnelle. SPPA-T3000 vous fournira des avantages concurrentiels
substantiels pour l'ingénierie, le démarrage et l'exploitation, ainsi que pour
l'administration et la maintenance nécessaires à votre entreprise.
.1.1.2 Principales caractéristiques de conception Principales
caractéristiques de conception Le concept basé sur les composantsEmbedded
Component Services ™ - ECS intègre toutes les données relatives au
processus dans chaque composant. Cette approche intégrée aux composants
permet à toutes les données d'être intrinsèquement disponibles pour les
opérations, l'ingénierie ou les diagnostics. Une architecture de système
homogène simplifie la structure du système, offre une interface utilisateur
unique pour toutes les tâches et élimine le besoin de sous-systèmes et
d'interfaces élaborées que l'on trouve dans les systèmes de contrôle
classiques. SPPA-T3000 applique les technologies XML et Java, permettant
aux applications d'être exécutées et livrées sans restrictions du système
d'exploitation ni problèmes de compatibilité de la plate-forme matérielle.
Cela améliore les capacités pour des tâches telles que le support I & C et
des initiatives telles que l'optimisation des installations et la
modification et le réglage des processus. Toutes ces fonctionnalités sont
également disponibles à distance depuis n’importe quel endroit. Les
systèmes de contrôle traditionnels contiennent des sous-systèmes cachés
avec de nombreuses Vue d'ensemble du système SPPA-T3000, 15 novembre 2007
Page 6 à partir de 62 interfaces de communication, qui doivent toutes être
conçues. La cartographie de l'échange de données et de la communication
entre sous-systèmes pose un problème de cohérence des données Un temps de
traitement supplémentaire, des efforts d'administration et des versions
logicielles et matérielles multiples peuvent entraîner de multiples points
de défaillance et des efforts de maintenance accrus. SPPA-T3000 élimine ces
sous-systèmes. Son architecture système homogène garantit la cohérence
intrinsèque des données et un nombre réduit de composants, ce qui entraîne
une réduction significative des efforts d'administration et des points de
défaillance. L'intégration est la clé pour réduire les coûts. SPPA-T3000
résout ce problème en fournissant une plate-forme exclusivement basée sur
des normes ouvertes et des composants standards pour le matériel et les
logiciels. L’indépendance et l’ouverture de la plate-forme garantissent une
intégration aisée à vos applications métiers. Cela garantit
l'infrastructure qui répond le mieux aux besoins de votre entreprise. Les
informations sont fournies depuis le plus bas niveau de périphérique de
terrain directement au niveau de la salle de contrôle, du bureau ou de
l'entreprise. Aucune interface n'est requise, que ce soit via différentes
passerelles ou via une adaptation logicielle. De plus, SPPA-T3000 assure
une exploitation et une ingénierie cohérentes pour l'automatisation et
l'optimisation de base en intégrant les modules d'optimisation de processus
SPPA-P3000. SPPA-T3000 offre une interface utilisateur unique pour
l’ingénierie, la configuration, la mise en service, l’exploitation, le
diagnostic et la maintenance. Chaque objet contient toutes les informations
et interfaces nécessaires. Aucun logiciel propriétaire n'est nécessaire: un
navigateur standard est la seule chose nécessaire pour afficher l'état de
la totalité de l'installation et effectuer toutes les activités
d'automatisation. Les menus déroulants, les fenêtres contextuelles, les
fenêtres multiples, les fonctions de recherche simples, les informations
sur les points et de nombreuses autres fonctionnalités de style Windows
rendent les activités des opérateurs et des ingénieurs intuitives et
simples. Un flux de travail simultané illimité, même à un seul niveau
d'objet, offre une flexibilité pour toutes les tâches. SPPA-T3000 permet
des solutions sur mesure. Cela répond non seulement à vos exigences
fonctionnelles, mais également à vos préférences personnelles pour
différents affichages et paramètres. La simplicité de l’architecture du
système permet l’installation plug & play de composants logiciels et
matériels. Par exemple, il est facile de connecter des stations opérateur
supplémentaires sans avoir à installer de logiciel supplémentaire. La
modularité des composants logiciels réduit vos efforts de maintenance et
d’administration.
Présentation du système SPPA-T3000, 15 novembre 2007 Page 7 sur 62
1.1.1.3 Sécurité Sécurité Solutions ouvertes - mais sûres De nouvelles
technologies offrant davantage de communications et de plates-formes
ouvertes déplacent de plus en plus l'exigence de fiabilité et de
disponibilité absolue vers un accent mis sur la sécurité et la protection
de l'alimentation. contrôler les actifs, et donc être exposé aux attaques
de l'intérieur comme de l'extérieur. La protection, l’autorisation,
l’authentification et l’administration du matériel sont les éléments clés
de la gestion des risques potentiels inhérents à l’activation de services
permettant l’accès à distance et les opérations, ainsi que pour assurer la
continuité des opérations en cas de perturbation. SPPA-T3000 prend en
charge diverses mesures de protection et solutions pour garantir un
fonctionnement sûr et fiable de l'installation. Dans le contexte de la
protection des processus, des informations et des actifs, les concepts de
sécurité généraux suivants s’adressent de manière efficace: • Configuration
de pare-feu robuste pour la communication client léger (TCP 443) •
Communication cryptée (VPN) entre le client léger office et le serveur
d’application • Client léger de salle de contrôle protection en
verrouillant des clés spéciales, des ports USB, un lecteur de CD / DVD,
etc. • Droits d'accès évolutifs gérés par nom d'utilisateur, groupes
d'utilisateurs et mot de passe • Activation de la communication OPC via un
port de pare-feu sécurisé à l'aide d'un logiciel de tunneling OPC • Accès à
distance pour service via un serveur de terminal
Ce concept fournit un nombre réduit de ports de pare-feu pour la sécurisation
des ports. La sécurité des données est accrue et la protection fiable des
commandes de la centrale fournit un accès distant sécurisé.
Vue d'ensemble du système SPPA-T3000, 15 novembre 2007 Page 8 sur 62
1.1.2 Architecture du système
1.1.2.1 Introduction Architecture du système Les systèmes de contrôle des
processus dans les centrales électriques sont également affectés par les
nouvelles tendances du marché de l'automatisation. Les exigences
changeantes des clients et les règles gouvernementales influent sur les
exigences du secteur de la production d'énergie. Ces exigences peuvent être
satisfaites en utilisant les nouvelles technologies ou en les combinant
avec celles existantes. L'organisation hiérarchique classique - avec une
séparation entre le niveau de terrain, le niveau de contrôle de processus,
le niveau de contrôle d'unité et le niveau d'entreprise - découle de
l'organisation fonctionnelle du processus métier d'aujourd'hui. La tendance
technologique future conduit à un autre aspect: diviser le DCS en deux
niveaux seulement, le niveau de terrain et le niveau informatique. Cette
simplification est possible grâce à l’introduction de la technologie
Internet dans les niveaux de contrôle des entreprises, des unités et des
processus d’une part, et de l’autre côté grâce à l’intelligence sans cesse
croissante des appareils de terrain. Le niveau informatique est caractérisé
par l'utilisation de middleware informatique standard, TCP / IP comme
support de communication, ainsi que par la communication directe entre
toutes les applications. Le niveau de terrain comprend uniquement des
capteurs et des acteurs intelligents. De plus en plus d'informations et de
fonctions se trouveront dans les dispositifs intelligents, par exemple les
données d'équipement de base, les fonctions opérationnelles, les archives à
court terme et les interfaces de service. SPPA-T3000 a déjà pris en compte
de nombreuses nouvelles tendances dans son architecture, telles que la
technologie Internet embarquée de base, la communication TCP / IP et la
conception par composants qui en découle. Les avantages de ces
architectures innovantes sont les suivants: • L'utilisation d'une
technologie informatique standard offre de nouvelles possibilités pour
développer des structures d'I & C conjointement avec la gestion de
l'information d'une entreprise. • L’avancement des développements de DCS
sera adapté à la rapidité des développements informatiques généraux.
1.1.2.2 Architecture matérielle Architecture matérielle SPPA-T3000
comprend:
Interfaces utilisateur: Les clients légers présentent toutes les
informations concernant l’ingénierie, les opérations et les diagnostics.
Thin Client permet à n'importe quel ordinateur d'accéder aux applications
Web à partir de tout navigateur Web via Internet ou un intranet
d'entreprise sans avoir à installer l'application sur tous les systèmes de
bureau. L'origine Web des clients légers utilisés permet l'utilisation de
divers matériels, tels que des ordinateurs standard, des stations de
travail, des ordinateurs portables et tout autre périphérique pouvant
exécuter un navigateur standard. En outre, l'infrastructure informatique
existante peut être utilisée comme IHM. Le traitement des données et
l’algorithme de contrôle sont au cœur des services d’alimentation. Mais les
services d'alimentation fournissent des services supplémentaires tels que
des services d'archivage, de configuration et d'ingénierie, ainsi que des
services d'alarme et de diagnostic. La plate-forme matérielle de tous les
services d'alimentation est constituée des serveurs d'applications et des
serveurs d'automatisation offrant la disponibilité la plus élevée. La
communication est fournie via des réseaux reliant les différents
composants. La communication principale est réalisée par un réseau Ethernet
standard avec TCP / IP. La communication avec les interfaces de processus
est établie par le bus de terrain PROFIBUS DP. D'autres normes telles que
les réseaux MODBUS ou Ethernet TCP / IP sont également disponibles. Le bus
de terrain PROFIBUS DP est directement connecté au Runtime Container sur le
serveur Automation. L'interface vers le processus assure le conditionnement
du signal et la sortie des commandes via des modules d'E / S. Le système de
sécurité intégrée est intégré au système et repose sur Siemens Integrated
Safety. Il utilise des modules de sécurité intégrée ET200M pour les E / S.
Vue d'ensemble du système SPPA-T3000, 15 novembre 2007 Page 9 de 62
L'architecture de SPPA-T3000 est caractérisée par les éléments suivants: •
Fourniture d'une architecture système intégrée allant d'opération à
automatisation. • Utilisation d'un seul langage de programmation (Java). •
Basse complexité du système. • Une conception logicielle modulaire.
1.1.2.3 Architecture logicielle Architecture logicielle
Dans DCS classique, il est courant d'utiliser différents outils, logiciels
ou sous-systèmes optimisés pour une tâche unique et spécifique, qui sont
rassemblés par un logiciel intermédiaire plus ou moins complexe afin de
synchroniser les différentes tâches les unes avec les autres. SPPA-T3000
utilise l'approche Embedded Component Services ™, appelée ECS. ECS signifie
que toutes les données de chaque objet de processus sont localisées dans
une représentation d'objet logiciel. Toutes les vues, telles que
l'affichage de l'installation, l'ingénierie, les alarmes, etc., sont
fournies via les services système avec les données actuelles
Vue d'ensemble du système SPPA-T3000, 15 novembre
2007 Page 10 sur 62 L'architecture logicielle du
SPPA-T3000 est composée de composants qui peuvent en
principe être distribués, du fait de l'approche de
programmation Java, librement sur différentes platesformes matérielles. La configuration typique de SPPAT3000 est caractérisée par les interfaces utilisateur
SPPA-T3000, le serveur d'applications et de
technologies et le serveur d'automatisation. La
logique d’automation est construite à partir de
fonctions d’automatisation et de serveurs proxy
(pilotes de composants matériels) conçus selon la
séquence et le cycle de traitement souhaités et
exécutés en cas de besoin en temps réel sur le
serveur d’automation SPPA-T3000, qui fournit
l’environnement d’exécution en temps réel. effectuer
des tâches de contrôle déterministes. La logique
d’automatisation peut également être exécutée sur le
serveur d’application pour des opérations non
critiques telles que le calcul des performances, la
surveillance des heures de fonctionnement, etc. Le
serveur d’application fournit les principaux services
système de contrôle d’accès, de distribution des
données aux clients légers et d’archivage. En outre,
il constitue l’environnement d’exploitation des
composants client et serveur OPC et fournit
l’environnement permettant une gestion permanente des
données d’ingénierie. Le serveur technologique, s’il
est utilisé avec SPPA-T3000, est l’hôte
d’applications autres que DCS qui ne sont
généralement pas couvertes par les systèmes I & C.
Dans ce cas, tous les composants et services ECS
nécessaires du serveur d'applications sont utilisés
pour donner aux applications la même apparence. Le
serveur de technologies héberge le conteneur de
calcul technique, qui constitue l'interface entre les
applications non DCS, telles que les calculs de durée
de vie et le moniteur d'installation, et d'autres
conteneurs dans SPPA-T3000. Toute interaction humaine
avec le système est effectuée via les clients légers
en tant qu’interface utilisateur unique. Les
modifications apportées à la configuration de
l'automatisation et de l'affichage de l'installation
affectent des objets centraux uniques et sont
automatiquement héritées par tous les autres
composants sans avoir à dupliquer la modification de
ces autres composants. Un autre avantage important
est de garder les clients complètement indépendants
de toutes les applications et de la logique de
contrôle. Toute redéfinition d'une stratégie ou même
des changements radicaux de la logique
d'automatisation n'influenceront pas la configuration
logicielle du client. Les clients légers continuent
d’accéder aux données via le navigateur Web, ne
recevant que la logique ou les résultats de calcul
fournis par les objets de contrôle individuels. Les
clients légers pourraient donc être des PC standard,
sans logiciel système stocké localement. La
conception logicielle modulaire offre également une
nouvelle dimension de flexibilité, qui permet: •
d’adapter librement les besoins de l’utilisateur en
matière de fonctions de contrôle • d’extension
personnalisée du système en vue de la sélection
flexible de progiciels et d’options • de
personnalisation des écrans d’installation,
diagrammes de fonctionnement et blocs d'affichage •
Intégration des commandes de turbine et de la
protection de la chaudière selon SIL3
Les principaux avantages de l’architecture logicielle SPPA-T3000 sont les
suivants:
• Intégration totale o Vues cohérentes à tout moment oUn seul emplacement
de gestion des données o Système intégré d’affichage, d’affichage,
d’alarme, de diagnostic et d’ingénierie oAucun sous-système tel que Système
d’ingénierie, d’exploitation et de surveillance ou Système de diagnostic
oNos des limites, mais des fonctionnalités plutôt partagées o Intégration
du contrôle de la turbine o Intégration des contrôles de sécurité
• Indépendance de la plate-forme oProtection de l'investissement
• Ouverture o Intégration facile de produits tiers via des applications
hébergeant des interfaces oOpen XML oFlexible et facile à utiliser mises à
jour et mises à niveau o efforts d'administration réduits Dans le monde de
l'automatisation, le DCS est devenu membre du système logiciel
d'entreprise. L'architecture SPPA-T3000 repose sur des technologies Web
innovantes et permet de fournir facilement des informations, quel que soit
le format, sur une large gamme de plates-formes informatiques, de sorte
qu'elles puissent être intégrées à votre environnement d'entreprise.
1.1.2.4 Interfaces
Interfaces Couplage de systèmes auxiliaires SIMATIC Dans les centrales
électriques, les sous-systèmes exécutant une tâche spécifique de manière
autonome, souvent appelés systèmes de boîtes noires, sont souvent
installés. Ceux-ci comprennent, par exemple, les unités de compression et
d'extraction de suie et sont principalement fournis par des sous-traitants
dotés de la technologie d'automatisation. Si des systèmes SIMATIC S7-300 ou
S7-400 sont implémentés en tant que technologie d'automatisation, ils
peuvent être couplés SPPA-T3000 via les réseaux. La connexion à SIMATIC S7300 / 400 s'effectue via PROFIBUS ou via Industrial Ethernet Highway. Par
rapport à la technique conventionnelle consistant à câbler séparément
chaque signal, les avantages sont les suivants: • Option d’isolation
électrique en utilisant un système de bus à fibre optique • Réduction des
coûts de câblage • Plus grande flexibilité dans le choix des signaux, en
particulier dans le cas de retrofitting • Intégration homogène du système
auxiliaire dans le système de contrôle et de surveillance de l'opérateur de
l'ensemble de l'installation.
Les systèmes auxiliaires sont toujours logiquement liés à un serveur
Automation situé dans SPPA-T3000. Les formats de données sont convertis
dans Automation Server et les données échangées entre les composants du
système auxiliaire et l'interface utilisateur SPPA-T3000. La communication
de type boîte noire est basée sur le client / service S7 communication avec
statut, tandis que le SPPA-T3000 sert de client, système de boîte noire en
tant que serveur. Généralement, les lignes de communication sont
surveillées. Le SPPA-T3000 Workbench est utilisé pour établir une
communication de base. L'ingénierie de l'échange de données est conçue via
la fonction d'automatisation de la communication via SPPA-T3000 Embedded
Component Services ™. L'ingénierie des blocs de communication dans le
système de boîte noire est réalisée avec les outils d'ingénierie d'origine.
En cas de fortes exigences en matière de disponibilité des communications,
les liaisons de communication uniques ou redondantes via Industrial
Ethernet sont prises en charge. Couplage de systèmes tiersLes données de
processus d'autres systèmes d'automatisation et de contrôle peuvent
également être couplées via le module de communication (CM104). Différents
protocoles sont proposés pour convertir les formats standard en SPPA-T3000.
Le module de communication (CM104) permet aux systèmes d'automatisation et
de contrôle externes d'être couplés au SPPA-T3000. Le CM104 fournit les
interfaces de protocole MODBUS et le protocole de téléconduite CEI 60 870
pour le couplage de systèmes externes. Le CM104 convertit les données des
systèmes tiers pour la communication SPPA-T3000. À cette fin, le CM104
fonctionne comme un serveur d'automatisation sur Industrial Ethernet,
exécute un conteneur Runtime et transmet les données d'automatisation au
SPPA-T3000.
Les données suivantes peuvent être échangées avec le système tiers via
l’interface: • Valeurs binaires • Valeurs analogiques Connect / IEC:
Connexion via IEC 60870-5-101 / 104 (TCP / IP) IEC 60870-5-101 est une
communication standard pour le télécontrôle. Le protocole est utilisé comme
protocole de transmission général entre SPPA-T3000 et les sous-stations
électriques. Les informations sont transmises via des connexions série (101) ou Ethernet (-104). Couplage de TELEPERM ME: Connect / TMEConnect /
TME permet l'échange de signaux avec le système de contrôle de processus
TELEPERM ME via une communication directe CS275. Le bus CS275 connecte les
composants individuels du système de contrôle de processus TELEPERM ME. Le
système SPPA-T3000 fournit une interface au bus CS275 afin de faciliter
l'échange de signaux entre TELEPERM ME et SPPA-T3000. Le système de
contrôle de processus TELEPERM M / ME contient des blocs qui permettent le
transfert cyclique ou acyclique de données vers d'autres appareils sur le
bus. Les blocs de communication de bus BKS, BKE, AKS, AKE, MKS et MKE sont
utilisés pour la transmission de données d'un système d'automatisation à un
autre ou aux fonctions d'automatisation SPPA-T3000. Connect / TME fournit
la conversion de protocole nécessaire dans SPPA-T3000 et est installé sur
le CM104. Cette interface introduit un échange de signaux économique entre
les systèmes d’automatisation TELEPERM ME et le SPPA-T3000.
1.1.3 Fonction et tâches
1.1.3.1 Introduction
SPPA-T3000 est un système de contrôle distribué moderne qui fournit les
fonctionnalités optimales d'un système de contrôle de centrale. Souplesse
et excellente fonctionnalité du système, l'architecture d’Embedded
Component Services ™ ECS, les composants standards (COTS), la communication
normalisée - tout cela garantit que SPPA-T3000 répond parfaitement aux
exigences d'un système de contrôle de centrale. : • Contrôle de processus
simple et fiable • Interface utilisateur unique pour toutes les fonctions
telles que le fonctionnement, l'ingénierie, le diagnostic, la maintenance,
le service, etc. • Ingénierie puissante, rapide et uniforme à l'échelle du
système • Fourniture d'une bibliothèque complète pour toutes les commandes
et fonctions d'exploitation courantes centrales électriques • Ouverture du
système à tous les niveaux • Évolutivité en termes de taille du système et
de fonctionnalités complémentaires • Connexion directe et sécurisée au
monde informatique. SPPA-T3000 fournit différents services système
permettant d’atteindre la fonctionnalité DCS de la centrale. Toutes les
fonctions sont fournies de manière modulaire et indépendante. Les
constellations individuelles sont conçues pour offrir la meilleure solution
d'application. Une interface mono-utilisateur appelée Workbench fournit le
point d'interaction central qui permet à l'opérateur et à l'ingénieur
d'accéder à toutes les informations, d'exploiter la centrale et d'effectuer
les tâches de configuration et d'ingénierie requises. Différentes vues sont
proposées par définition pure des rôles d’utilisateur: les sous-systèmes
d’ingénierie, d’automatisation et de contrôle n’existent plus. Toutes les
vues sont affichées dans des fenêtres et plusieurs fenêtres peuvent être
placées sur le plan de travail:
Les fonctions et les vues fournies pour différentes tâches telles que l'opération,
l'ingénierie, le service, etc. peuvent être personnalisées, mais toutes les
interactions sont gérées via la même interface utilisateur. Les avantages sont
les suivants:
• Toutes les informations à portée de main
• Inutile de basculer entre différentes stations utilisateur ou applications
indépendantes.
• Navigation facile entre différentes vues.
• Personnalisable en fonction des besoins de l'utilisateur, notamment de son
apparence et de sa convivialité.
• Utilisation de votre vie quotidienne. Applications en même temps que SPPAT3000 sur le même PC
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