Tesis pcs7

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil Electrónica
“CONFIGURACIÓN DE HARDWARE Y SISTEMA DE
OPERACIÓN EN SIMATIC PCS7”
Tesis para optar al título de:
Ingeniero Electrónico
Profesor Patrocinante:
Sr. Fredy Ríos Martínez
Ingeniero Electrónico
Licenciado en Ciencias de la Ingeniería
Diplomado en Ciencias de la Ingeniería
CRISTHIAN HERBERT HEUSER CASTRO
VALDIVIA – CHILE
2014

2
INDICE
Página
INDICE
INDICE DE FIGURAS
SINTESIS
ABSTRACT
2-3
4-5
6
6
CAPITULO 1
INTRODUCCION
Objetivos Generales
Objetivos Específicos
7
9
9
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.1.8
2.1.9
2.1.10
2.1.11
2.1.12
2.1.13
2.1.14
2.2
2.2.1
2.3
2.3.1
2.3.2
CAPITULO 2
SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO PCS7
DEFINICION DEL SISTEMA.
SELECCIÓN Y CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA PCS 7.
ARQUITECTURA DCS.
CUALIDADES DE UNA ARQUITECTURA EN PCS 7.
ARQUITECTURA PLC + SCADA.
COMPARACION ENTRE EK SOFTWARE DCS Y PLC +
SCADA.
BENEFICIOS DE UN SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO
SECTORES INDUSTRIALES Y SISTEMA DE CONTROL.
INTEGRACION COMPLETA DE UN SISTEMA.
INTEGRACION HORIZONTAL.
INTEGRACION VERTICAL.
INTEGRACION DE UN SISTEMA DE CONTROL.
SISTEMAS DISTRIBUIDOS A LARGA DISTANCIA.
COMUNICACIÓN INDUSTRIAL.
DISPONIBILIDAD DE LA INSTRUMENTACION.
TENDENCIAS
ALGUNAS TENDENCIAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL
SEGURIDAD
NECESIDADES DE SEGURIDAD DE IT
ASPECTOS DE LA SEGURIDAD IT
10
10
10
12
12
12
13
15
17
18
20
21
22
22
23
23
24
25
25
26
27
27

3
3.0
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.5
3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
3.5.5
3.6
3.6.1
3.6.2
3.6.3
3.6.4
3.6.5
3.7
3.7.1
3.7.2
CAPITULO 3
COMPONENTES DEL SISTEMA
SISTEMA DE INGENIERIA
APLICACIONES
CARACTERISTICAS
VENTAJAS
OPERADOR DE SISTEMA
APLICACIÓN
CARACTERISTICAS
VENTAJAS DE UN OPERADOR DE SISTEMA
MANTENIMIENTO DE LA ESTACION
APLICACIONES
CARACTERISTICAS
VENTAJAS PRINCIPALES DE LAS ESTACIONES DE
MANTENCION
SISTEMA AUTOMATIZACION
SIMATIC PCS7 AS RTX CON CONTROLADOR DE SOFTWARE
LAS PRINCIPALES CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE
AUTOMATIZACION.
PRINCIPALES VENTAJAS DEL SISTEMA DE
AUTOMATIZACION
COMUNICACIÓN EN EL SISTEMA SIMATIC PCS7
COMUNICACIÓN HOMOGENEA PARA LA INTEGRACION
VERTICAL.
COMUNICACIÓN ETHERNET EN LA INDUSTRIA DE HOY.
FUNCIONAMIENTO DE HARDWARE Y ETHERNET.
BUS DE PLANTA Y TERMINAL.
VENTAJAS DE LOS BUSES DE CAMPO.
DISTRIBUCION PERIFERICA.
APLICACIONES Y POSIBILIDADES.
CARACTERISTICAS DE LA DISTRIBUCION PERIFERICA.
CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE GESTION DE MOTOR
SIMOCODE PRO.
CARACTERISTICAS CONVERTIDOR DE FRECUENCIA
MICROMASTER 4.
CARACTERISTICAS DE DISPOSITIVO OPERACIONALES DE
CONTROL INDUSTRIAL
CONTROLADORES PARA SISTEMA PCS 7
SIMATIC S7-300 CONTROLADOR PARA LA
AUTOMATIZACION DE LA PRODUCCION
SIMATIC S7-400 ESTACION DE AUTOMATIZACION AS
29
29
31
32
39
41
42
43
49
51
51
52
52
53
54
55
56
59
60
61
62
62
67
68
68
70
73
74
76
76
76
78
4.1
CAPITULO 4
DESARRROLLO DEL SISTEMA A CONFIGURAR EN PCS 7
CREACION DE PROYECTO DE LABORATORIO UACH
(FORMA MANUAL)
82
82

4
4.2
4.3
4.3.1
4.4
4.5
CREACION DE PROYECTO DE LABORATORIO UACH (
FORMA AUTOMATICA)
DESCRIPCION DE UN CH-DI
REPLICAR EL PROCESAMIENTO DE OTRA ENTRADA
PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL EN UNA VALVULA
CONFIGURACION DE ESTACION DE OPERACION
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
87
119
127
134
149
161
162
INDICE DE FIGURAS
Figura
N°
Página
N°1
N°2
N°3
N°4
N°5
N°6
N°7
N°8
N°9
N°10
N°11
N°12
N°13
N°14
N°15
N°16
N°17
N°18
N°19
Niveles de integración de Automatización
Arquitectura de un Sistema PCS 7
Selección entre DCS y PLC
Arquitectura de un sistema de control distribuido
Arquitectura de un sistema SCADA
Diferencia entre un sistema DCS y SCADA
Sistema de control por sector industrial
La triple homologación de un sistema de integración
Ejemplo de TIA en la industria
Integración total de automatización
Ciclo de vida de la planta
Ciclo de producción de un sistema
Software y gestión protocolos para un sistema
Implementación de i/o distribuidas
Comunicación industrial Ethernet en forma de anillo
Ejemplo de disponibilidad de los actuadores
Curva de gastos en mantención de planta
Ciclo de seguridad en hardware para el sistema de control
Herramientas uniformes y coordinadas para el trabajo de
configuración.
11
11
12
13
14
15
17
18
19
20
21
21
22
23
24
25
26
27
32

5
N°20
N°21
Nº22
Nº23
Nº24
Nº25
Nº26
Nº27
Nº28
Nº29
Nº30
Nº31
Nº32
Nº33
Nº 34
N°35
N°36
N°37
N°38
N°39
N°40
N°41
N°42
N°43
N°44
Ejemplo de faceplate estándar para OS del APL
Ejemplo de visualización para multiples faceplate en el
operador.
Vista de parámetros Simatic PDM con curvas online
Estación de Operador Simatic PCS 7
Sistema multipuesto en arquitectura cliente – servido
Ejemplo pantalla de proceso desde la estación de operador
Vista de avisos de alarma en la estación de operador
Ventana de curvas en la estación de operador
PCS 7 Web server para manejo y observación vía Web
Visualización SFC
Sinóptico general de la planta con iconos de componentes
Etapas de mejora de los requisitos en planta
Clasificación de los controladores según sus prestaciones
PCs y PLCs son plataformas de automatización equivalentes
en TIA
Gama de empleo de la periferia de proceso Simatic PCS 7
Etapas de una integración en el software Simatic PCS 7
Cable Ethernet y su conector
Ejemplo de una red de anillo en Simatic PCS 7
Comunicación de la red a módulos de controladores
Ejemplo de comunicación Profibus
Ejemplo de comunicación Profinet
Ejemplo de dispositivos para el uso de entradas y salidas
Ejemplo de red de gas con periferias descentralizadas en
Simatic PCS
Categoría de controladores según su IP y excentricidad
Diferencias gamas de los controladores
33
35
39
42
43
44
45
46
48
49
51
53
55
59
60
60
61
62
64
65
67
68
69
70
76

6
SINTESIS
Las aplicaciones existentes en el sector industrial son diversas y este trabajo muestra
cómo entender el lenguaje y conceptos esenciales para comprender el funcionamiento
general de una planta y sus diferentes sistemas, que en conjunto desarrollan una correcta
coordinación simultánea de los procesos para obtener a partir de una materia prima, un
producto final. La configuración del hardware y software juegan un papel importante
donde el ingeniero es el encargado de hacer comunicar de forma autónoma las diferentes
señales para que puedan interactuar con el medio y con el operador de sistema para su
monitoreo. Esto nos permite aprender y entender cómo funciona la plataforma de un
sistema de control de procesos distribuido en una planta.
ABSTRACT
Existing applications in industry are diverse and this paper shows how to understand the
language and concepts essential for understanding the overall functioning of a plant and its
different systems together simultaneously develop proper coordination of processes to be
obtained from a subject raw final product. The hardware and software configuration play an
important role where the engineer is responsible to communicate the different signals
independently so they can interact with the environment and with the system operator for
monitoring. This allows us to learn and understand how the platform control system
distributed processes in a plant.

7
CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN
Hoy en día las diferentes empresas que fabrican componentes para ayudar a
automatizar los procesos en diferentes aplicaciones ha profundizado en el desarrollo de
tecnologías que permitan tener un mejor control en el sector productivo de una planta
industrial lo que ha permitido tener un software industrial que permite optimizar su
completa cadena con valores añadidos, desde el diseño hasta el desarrollo del producto.
Sus principales virtudes son la de minimizar las interfaces permitiendo así una
máxima fluidez entre todos los niveles, desde las líneas de bus de campo hasta la gestión a
nivel de empresa, pasando por el de producción.
Esto permite tener un mejor ciclo de vida en nuestras maquinas ya sean instaladas o
que ya se encuentren en planta, desde la fase de ingeniería conceptual, pasando por la de
operación, hasta la posible modernización.
De esta manera las empresas con estos sistemas se permiten tener una gama de
generaciones de productos y sistemas plenamente compatibles, evitando así interfaces
innecesarias, permitiendo de esta manera preservar las inversiones futuras.
En un sistema de control de procesos distribuidos se pueden encontrar en la
arquitectura una cantidad de componentes de hardware que deben ser configurados
correctamente mediante un determinado orden, que se efectúa con el sistema de Siemens
Simatic PCS 7, el cual es un DCS moderno que emplea tecnología LAN actual,
controladores de Siemens y tecnología de bus de campo junto a otros dispositivos.
Este sistema mantiene y configura sus componentes mediante las herramientas de software
que incorpora PCS 7 y con esto se pueden realizar proyectos los cuales tiene como objetivo
el desarrollo tanto lógico como grafico de procesos de control que se requieran desarrollar.
Estos procesos se pueden configurar de tal forma que sean vistos en una estación
para la supervisión de un sistema y para la intervención restringida de alguna señal frente a
alguna falla en un proceso determinado, lo cual nos dará cierto criterio para realizar algún
cambio en una red que permita la creación de un proceso de control en una estación de
desarrollo y en una estación de monitoreo.

8
SIMATIC PCS 7 es un sistema moderno de distribución que se basa en los
componentes conocidos del SIMATIC y cuyo atractivo va en aumento debido a la
posibilidad de integración con otros componentes, la tecnología de automatización y la
necesidad de crear más y mejores soluciones técnicas más flexible en la automatización de
procesos. Por un lado tenemos que lidiar con la complejidad cada vez mayor del sistema
(debido a una combinación de sistemas de automatización de los dispositivos de campo y
tecnología de la información y por otro, tiene que dominar la estructura cada vez más
complejas con las herramientas de ingeniería sencilla y amigable que permite la
configuración y parametrización sistema y por lo tanto todo el proceso desde una posición
central de la ingeniería.

9
OBJETIVOS GENERALES
• Conocer la plataforma diseñada por Siemens para el control de procesos en la
industria, Simatic PCS 7.
• Obtener aprendizaje en el sector industrial para la automatización de los equipos
que se encuentran comunicados en una red industrial.
• Configuración de un sistema de control a nivel de hardware y software.
• Configuración de las redes a utilizar para el acoplamiento de estaciones de
ingeniería y operación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Estudiar detalladamente los pasos y ajustes especiales para la configuración de los
componentes, para la configuración de la estación de ingeniería y estación de
operación.
• Aprender a configurar un sistema a nivel de hardware y software.
• Conocer bloques de control continuo CFC y secuencial SFC que nos permitirán
poder realizar el control de nuestro sistema de control distribuido.
• Explicar programas de complejidad moderada mediante la creación de bloques de
programación que pueden ser usados e integrados en diferentes programas
especificos de un determinado proyecto.
• Obtener conocimiento de cómo se trabaja en los sistemas de control en una planta.
• Configurar redes a utilizar para el acoplamiento de estaciones de ingeniería y
operación.
• Dar soluciones a procesos o secuencias que permitan mejorar el sistema frente a
fallos de componentes o comunicación para la interfaz hombre – máquina.

10
CAPITULO 2
SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO PCS7
2.1 DEFINICION DEL SISTEMA
PCS 7 es un software de Siemens para el control del sistema de un determinado
proceso que se utiliza tanto para aplicaciones de tareas discretas como tareas de control
analógico, con el fin de brindar en el área industrial una mejora en la optimización
completa de su producción. Tiene como resultado una mejor interacción con todos los
componentes, desde el controlador, pasando por la HMI y los accionamientos, hasta el
sistema de control de proceso. De esta forma existe una mejora en la dificultad de encontrar
una solución de automatización en una determinada instalación. Con esto se obtiene en la
fase de ingeniería un ahorro de tiempo y costos, mientras que en operación se obtiene una
mejor disponibilidad de la instalación debido a las posibilidades de diagnostico
homogéneas que ofrece TIA (Totally Integrated Automation).
El sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 es extremadamente potente y
versátil con una base ideal para la implementación de carácter económica y operacional.
Además es una alternativa bastante rentable en las instalaciones de instrumentación y
control. Combina todo con los diferentes niveles de integración ( ver Figura Nº 1) y con
componentes tecnológicos integrables fluidamente se puede ampliar su funcionalidad de
forma eficiente para tareas especiales de automatización.
La coherencia, la modularidad, la flexibilidad, la escalabilidad y el carácter abierto de
SIMATIC PCS 7 constituyen además condiciones óptimas para la integración aplicativa de
componentes y soluciones complementarios en el sistema de control de procesos y para
incrementar y redondear de este modo su funcionalidad.
El sistema SIMATIC PCS 7 de Siemens ofrece una gama amplia de hardware y
software, herramientas de ingeniería, configuración y diagnóstico para la automatización y
control industrial.

11
Figura Nº 1: Niveles de integración de Automatización
Figura Nº 2: Arquitectura de un sistema PCS 7

12
2.1.1. Selección y características de un sistema PCS 7
El tipo de selección de una solución de automatización frente a un tipo de industria
es algo que se debe analizar con cuidado al momento de determinar los aspectos
importantes que se busca conseguir para una mejor optimización. En el siguiente tabla
(Figura Nº 3), se muestra las diferencias entre un sistema DCS versus un PLC-SCADA.
Tabla Nº 3: Selección entre DCS y PLC
2.1.2. Arquitectura DCS
La arquitectura de un Sistema de Control Distribuido contiene etapas que lo
componen (ver figura Nº2), para que este todo automatizado y controlado bajo supervisión
de un operador. Cada etapa se diferencia por el tipo de comunicación que utiliza y los
equipos que interactúan en ella, las etapas más conocidas son la de supervisión, ingeniería y
control.

13
Figura Nº 4: Arquitectura de un sistema de control distribuido.
El sistema DCS tiene HMI para la supervisión del control de un determinado
proceso con el fin de tener información online de los valores que se deben monitorear y
maniobrar. Estas maniobras suelen ser cambio que se efectúan en la lógica de control del
sistema que está integrado en el software (ver figura Nº 4), que es la herramienta para que
los controladores puedan brindar autonomía y entregar reportes de las tareas que fueron
asignados. Las tareas por lo general son accionamientos o constante accionar de diferentes
equipos que componen existentes en las industrias, ya sea un motor, variador de frecuencia,
sensor, relay, etc.
2.1.3. Cualidades de la Arquitectura en PCS 7
Al tener un sistema mediante rack en una sala de servidores donde se encuentra la
estación de ingeniería que permite la configuración del proyecto completo, permite una
mejora en la flexibilidad al tener ordenado mediante los rack para poder llegar vía cable
(profibus dp o fibra óptica, en caso de tener una distancia como por ejemplo 20km)
En la estación de ingeniería se realizan todos los cambios o configuraciones a nivel
de hardware y posteriormente se cargan estas lógicas de control ya modificadas al
controlador o controladores.

14
Si se quisiere agregar otro rack de entradas y salidas como una periferia
descentralizada, se realiza en la estación de ingeniería para que desde ahí se descarga al
controlador para que lo reconozca.
Si se quisiere agregar un accionamiento, se configura éste para que se comunique
via profibus dp en la estación de ingeniería, luego se descargue al controlador para que
reconozca la aplicación. Para instrumentos de campo ocurre exactamente lo mismo.
2.1.4. Arquitectura PLC + SCADA
Figura Nº 5: Arquitectura de un sistema Scada.
En la arquitectura de un sistema el sistema SCADA cuenta con un procesador único
(generalmente) con tareas de administrar múltiples de funciones de control, mediante
comunicación digital entre unidades de procesamiento para la administración de "sistemas"
que tienen una amplia naturaleza de expansión como subsistema. Estos sistemas son
generalmente llamados como SCADA (ver figura Nº5), del acrónimo Supervisory Control
and Data Adquisition (Supervisión de Control y Adquisición de Datos).

15
2.1.5. Comparación entre el Software DCS y PLC+Scada.
Figura Nº 6: Diferenciación entre un sistema Dcs y Scada.
PLC+Scada es una aplicación software de control de producción, que se comunica
con los dispositivos de campo y controla el proceso de forma automática desde la pantalla
del ordenador (ver figura nº 6). Además de proporcionar información del proceso a diversos
usuarios: operadores, supervisiones de control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc.
Los sistemas de interfaz entre usuario y planta basados en paneles de control
repletos de indicadores luminosos, instrumentos de medida y pulsadores, están siendo
sustituidos por sistemas digitales que implementan el panel sobre la pantalla de un
ordenador.
El control directo lo realizan los controladores autónomos digitales y/o autómatas
programables y están conectados a un ordenador que realiza las funciones de diálogo con el
operador, tratamiento de la información y control de la producción, utilizando el SCADA.

16
2.1.6 Beneficios de un sistema de control distribuido.
• Basado en los componentes conocidos del SIMATIC S7, el costo de los
componentes de ingeniería y sistemas es baja.
• Garantiza la máxima calidad y fiabilidad de los componentes.
• Es compatible con procesos continuos y por lotes
• Se puede utilizar en todas las industrias.
• Es un sistema abierto, el uso de tecnologías modernas de la información (Microsoft
Windows 2000, Microsoft SQL Server), garantiza trabajar con otras aplicaciones
• Ingeniería ofrece un sistema centralizado con acceso a todos los componentes del
sistema
• Garantiza la escalabilidad del sistema
• La Dispersión del sistema de E / S proporciona un ahorro en el cableado de la
instalación y la flexibilidad en el diseño del sistema
• Ofrece una redundancia completa en todos los niveles (estaciones de operador, las
estaciones de automatización, el sistema de E / S, redes de comunicación)
• Integra el equipo orientado a objetos inteligentes
• Integrado a prueba de fallos para aplicaciones que requieren sistemas de
certificación y mejor robustez.(ver figura N°7).
• Coopera con los componentes montados en la zona de Exi
• Integración de los controles secuenciales y batch (por lotes SIMATIC)
• Sistemas de integración superior (MES / MIS / ERP) (ver figura N° 8)
• Acoplamiento directo con el medio ambiente mediante el paquete @ PCS7
• Servicio y soporte técnico está disponible en todo el mundo a través de internet.

17
2.1.7. Sectores Industriales y sistemas de control.
Figura Nº 7: Sistemas de control por sector industrial.
El sistema SIMATIC PLCS 7 equipa el espectro completo de componentes de
automatización en sectores industriales de proceso, híbridos y discretos(fabricación). Con la
aplicación e introducción de nuevas tecnologías, se fusionan y superponen sistemas de
control específicos de la industria, que hasta ahora están separados.
El sistema hibrido permite tanto la automatización del proceso como control digital tipo
PLC. Este tipo de sistemas son adecuados las siguientes soluciones:
• la integración del sistema completo.
• automatización distribuida y con largas distancias.
• alta disponibilidad del sistema de control.

18
2.1.8 Integración Completa de un Sistema (TIA).
Figura Nº 8: La triple homologación de un sistema de integración.
En lo que respecta a la configuracion y programacion homogeneas, dentro de las
herramientas de ingeniería que ofrecen son una misma interfaz de usuario con un minimo
manejo de él. Ademas con la concepción modular ofrece la posibilidad del acceso y
integracion de bloques como drive ES en Step 7, con el fin de tener una mejor
independencia de plataformas para la aplicación de funciones de sistemas basados en PLC
y PC. Todo esto con el objetivo de tener una mejora en la optimización del flujo de trabajo,
menos esfuerzo de ingeniería y una mejor puesta en operaciones.(ver figura n° 9).

19
Figura Nº 9: Ejemplo de TIA en la industria.
1) SIMATIC PCS 7 – El moderno sistema de Control Distribuido para todos los
sectores.
• Automatización accesible y homogénea para las técnicas de producción y procesos
sobre la base de SIMATIC.
• Consistente ingeniería de toda la instalación para todos los componentes con una
única base de datos.
• Flexibilidad por medido de potencia escalable y ejecución modular de montaje.
• Descentralización también dentro de la instalación con PROFIBUS PA (seguridad
intrínseca).

20
Figura Nº 10: Integración Total de Automatización.
2.1.9 Integración Horizontal.
En los diferentes sectores industriales existe una preocupación por mantener en
funcionamiento optimo los sistemas de control, esto se hace a través de las diferentes áreas
que por una parte realizan modificaciones en sus nuevas instalaciones, lo que lleva a
cambiar las versiones o firmware de los sistemas de monitoreo que utilizan los operadores,
esto implica realizar upgrade de los software y con ello se deben actualizar las revisiones de
cada dispositivo con el fin de llevar a cabo una comunicación entre todo el sistema de
control.

21
Figura Nº 11: Ciclo de vida de la planta.
2.1.10 Integración Vertical.
Manejo de la información desde el nivel de campo hasta el nivel de gestión.
Figura Nº 12: Ciclo de producción de un sistema.
El sistema de control permite integrar la información del proceso completo y
entregársela a cada usuario según su nivel y función.

22
2.1.11 Integración del sistema de control: Protocolos abiertos.
Sistema de control abierto, basado en protocolos de comunicación no propietarios y en
estándares industriales internacionales.
Las exigencias más comunes para un protocolo abierto son:
• integración de sistemas existentes y expansiones
• independiente de proveedor
• configuración flexible
Figura Nº 13: Softwares y protocolos para un sistema.
2.1.12. Sistemas distribuidos a larga distancias.
Es importante destacar que al incrementar las bases instaladas de controladores en
un proceso determinado, se tiene la opción de agregar al rack módulos de entradas y
salidas. También podemos integrar entradas y salidas distribuidas que nos permiten poder
recorrer más distancias en un mismo anillo de control.

23
Figura Nº 14: Implementación de I/O distribuidas.
2.1.13 Comunicación Industrial.
La comunicación representa un papel importante en la industria donde siemens y su
plataforma de trabajo destacan la eficiencia que existe en industrial Ethernet al momento de
ejecutar enlaces con las estaciones de ingeniería y operaciones (ver figura nº15).

24
Figura Nº 15: Comunicación Industrial Ethernet en forma de anillo.
2.1.14 Disponibilidad en la Instrumentación .
Al momento de realizar un proceso se debe tomar en cuenta la disponibilidad en la
instrumentación que se asignara a dicho proceso que será ejecutado por el controlador (ver
figura nº 16).

25
Figura Nº 16:.Ejemplo de disponibilidad de los actuadores.
2.2 TENDENCIAS
2.2.1 Algunas tendencias en los sistemas de control.
Actualmente existen tendencias tales como:
• Integración de sistemas de mantenimiento Asset Management.
• Integración de sistemas de información, gestión de la producción,
ERP.
• Sistemas de seguridad y protección.
1) GESTION DE ACTIVOS DE PLANTA
Cerca del 40% de los costos de operación son costos de mantenimiento.
Hasta el 60% del mantenimiento planeado sobre válvulas y motores ha resultado ser
innecesario.

26
Costos de Mantenimiento
• Mantenimiento Correctivo/Reactivo: X pesos
• Mantenimiento Preventivo: 0.5 * X pesos
• Mantenimiento Predictivo: 0.1 * X pesos
Figura Nº 17: Curva de gastos en mantenimiento de Planta.
2.3 SEGURIDAD
Con respecto a la Seguridad existen los siguientes puntos importantes relevantes a el
sistema PCS 7.
• Trata con la protección de las personas y medio ambiente.
• Se refiere a la implementación de funciones de protección con sistemas
instrumentados de seguridad.
• Normativas principales IEC 61508 y IEC 61511.
• Niveles de seguridad SIL1 a SIL 3.

27
• Se refiere a la seguridad IT.
• Trata con la protección contra accesos no deseados a la red, virus, etc.
2.3.1 Necesidad de seguridad de IT.
La integración del sistema de control a la red de planta, o posibilidad de accesos
remotos desde web hacen necesaria una protección del sistema
Ejemplos:
• Contraseña para cada usuario
• Administración de los derechos de cada usuario
• Registro de accesos
• Tecnología firewall para la red
• Logout automático por inactividad
2.3.2 Aspectos de la seguridad IT.
Figura Nº 18: Ciclo de seguridad en Hardware para el sistema de control.

28
Además de componentes HW como switches de seguridad, hay que tener en cuenta
una filosofía de implementación de la seguridad IT en todos los aspectos relevantes. El
objetivo de los sistemas de seguridad de Siemens es neutralizar, mediante mecanismos
técnicos, los potenciales de peligro existentes, o limitar a un mínimo tolerable las posibles
consecuencias.
Con su avanzado sistema de seguridad, basado en una arquitectura de seguridad
escalonada en niveles (defense in depth), SIMATIC PCS 7 ofrece amplias soluciones para
la seguridad de las instalaciones de procesos frente a esas amenazas.
La peculiaridad de este sistema de seguridad radica en su enfoque global. No se limita al
uso de métodos o dispositivos de seguridad independientes entre sí (como p. ej. el cifrado o
los cortafuegos). El secreto de su solidez es la combinación de varias medidas de seguridad
distintas en un complejo de instalaciones.

29
CAPITULO 3
COMPONENTES DE UN SIMATIC PCS 7
3. COMPONENTES DEL SISTEMA
Los componentes del sistema son identificados como:
• Sistema de Ingeniería
• Operador del sistema
• Estación de mantenimiento
• Sistema de Automatización
• Comunicaciones
• Periferia descentralizada
3.1 Sistema de Ingeniería
SIMATIC PCS 7 utiliza un sistema de ingeniería central (SIMATIC Manager), que
ofrece todas las herramientas necesarias para configurar un sistema de control del proceso
completo de la configuración del hardware, las comunicaciones a través de software de
aplicación.
Las potentes estaciones de trabajo industriales SIMATIC PCS 7, en versión Single
Station o servidor, constituyen la base ideal junto con el sistema operativo Windows XP
Professional/Server 2003. Se pueden utilizar tanto en el área de oficinas como en entornos
industriales y son capaces de controlar hasta 4 monitores de proceso a través de una tarjeta
gráfica multimonitor.
La licencia del software de ingeniería está orientada a las siguientes aplicaciones
principales del sistema de ingeniería:
• Empleo como estación de ingeniería clásica y exclusiva, PO de ingeniería
ilimitados (no sirve para OS en modo de producción; se permiten 2 horas de
OS en modo de prueba)
• Empleo como estación de ingeniería/estación de operador combinadas; POs
de ingeniería y runtime escalables.

30
Las herramientas de ingeniería son por ejemplo:
• SIMATIC MANAGER: Creación de proyectos, creación de librerías, gestión de
proyectos, diagnósticos, etc.
• Multiproyecto: por medio de Simatic Manager se pueden crear proyectos
individuales o multiproyectos. El multiproyecto puede contener diferentes
proyectos y librerías maestras de datos.
• Librería Maestra de Datos: está asociada a un multiproyecto, se encuentra dentro
de un multiproyecto y registra todos los tipos de funciones, que se utilizan en el
multiproyecto.
• Vista de componentes: Se utiliza para edición y sistematización de nuevas
estaciones tales como ES (Sistema de Ingeniería), AS (sistema de
Automatización) y OS (Sistema de Operación).
• Vista tecnológica: se utiliza para el diseño de la jerarquía tecnológica de las
plantas.
• HW Config: Configuración de hardware. Entorno de la configuración del
hardware para una AS. Se utiliza para la configuración de CPUs, procesadores,
de comunicación, periféricos, buses de campo, etc.
• NetPro: entorno de configuración de las comunicaciones entre las AS, asi como
entre AS y OS.
• Consola de configuración: con la consola de configuración es posible cambiar
los ajustes de los adaptadores de la red de PCs.
• CFC: esquema de función continua. Utilización para el diseño de librerías
lógicas de automatización, bloques, algoritmos, controles, etc.
• SFC: lenguaje de función secuencial. Utilización para el diseño de controles
secuenciales, lógico y bloques, etc.
• SLC: Lenguaje de control estructurado. Utilizado para la programación de
algoritmos, generación de bloques funcionales, etc.
• WinCC: centro de control de Windors. Interfaz de operador PCS 7 y
visualización.
• Diseñador Gráfico: Diseño de imágenes, imágenes de planta y animaciones.

31
La Ingeniería de la AS sirve para diseñar la jerarquía tecnología, los bloques
funcionales (FB:function Blocks), los CFCs, los SFCs asi como la configuración del
hardware y de los componentes de comunicación.
3.1.1 Aplicaciones
El Administrador SIMATIC es el núcleo de cada proyecto SIMATIC PCS 7. Se trata de
una plataforma de integración para el juego de herramientas y la base del proyecto de
centro y de ingeniería de todo el sistema. El proyecto de SIMATIC PCS 7 es crear,
gestionar, archivar y documentar en un mismo lugar.
Ingenieros, técnicos y del proceso de producción puede utilizar el conjunto de
herramientas de ingeniería y pre-ensamblados bloques y dibujos para planificar y diseñar
proyectos. Para realizar la configuración de una planta tan eficiente y tan fácil como sea
posible, el juego de herramientas permite ordenar la ingeniería de un sistema, orientado a
proyectos, que es también la base para la gestión de activos de equipos de control e
instalaciones.
Incluye herramientas para una ingeniería efectiva de los siguientes componentes y
funciones:
• Hardware del sistema de control, incluida la periferia de E/S y los equipos de
campo
• Redes de comunicación
• Funcionalidad de automatización para procesos continuos y secuenciales (AS-
Engineering)
• Funciones de manejo y visualización (OS-Engineering)
• Aplicaciones de seguridad (Safety Integrated for Process Automation)
• Funciones de diagnóstico y de gestión de activos
• Procesos por lotes, automatizados con SIMATIC BATCH
• Transportes de material, controlados con SIMATIC Route Control
• Funciones para la colaboración con herramientas CAD/CA de nivel superior
(importación y exportación de puntos de I&C y de modelos de soluciones)

32
Figura Nº 19: Herramientas uniformes y coordinadas para el trabajo de configuración.
3.1.2 Características
Dentro de las características más relevantes se pueden mencionar:
• Bloques de función tecnológica
Los bloques, placas frontales y los iconos que se organizan, pre-ensamblados y
probados en las bibliotecas de control son la base para la ingeniería de soluciones de
automatización. El uso de estos elementos de la biblioteca reduce sustancialmente los
desembolsos y reduce los costos del proyecto.
Dos bibliotecas de control están integradas en el SIMATIC PCS 7, software estándar
de ingeniería.
• SIMATIC PCS 7 Standard Library
• SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library

33
Figura Nº 20: Ejemplo de faceplate estándar para OS del APL.
El Advanced Process Library (APL) es un desarrollo del sistema SIMATIC PCS 7
Standard Library, que incorpora las recomendaciones actuales y las especificaciones de las
funciones de control de usuario que ofrecen con mayores mejoras a las versiones anteriores.
Estas soluciones de la muestra también se pueden utilizar para desplegar APC en plantas
pequeñas y medianas empresas.
• MFL (librería modular de bloques PCS 7 para funciones tecnológicas).
La librería modular "MFL" permite usar óptimamente la potencia de SIMATIC PCS
7 y reaccionar flexiblemente a determinados requisitos técnicos.
Los bloques que se ofrecen para las funciones tecnológicas, como motores,
válvulas, reguladores, etc. se realizan con pequeños y rápidos bloques básicos. Se
suministran incluyendo las fuentes CFC, de modo que pueden adaptarse con flexibilidad en
caso de requisitos especiales. Todos los bloques de un punto de medida se pueden
visualizar y manejar a través de una ventana de mando variable (faceplate). La librería

34
MFL también permite integrar en la configuración del sistema SIMATIC PCS 7 paneles de
operador para el manejo a pie de máquina
• Gama de aplicación.
La librería de PCS 7 "MFL" incluye bloques de funciones para: Motores de, 1 y 2
sentidos de giro, Motor para 2 velocidades, Variador de frecuencia del motor, Válvulas,
Válvula de compuerta motorizada, Regulador, Dosificación, Unidad de enclavamiento,
Monitorización de valores analógicos.
• Funciones
Las principales Funciones Son:
2) Bloques modulares.
A diferencia de otras librerías, los bloques para realizar las funciones tecnológicas
como las de motores, válvulas, reguladores etc., se basan en el caso de la MFL en bloques
básicos, pequeños y rápidos, los cuales son interconectados gráficamente en el esquema
CFC y traducidos a continuación como tipo de bloque.
Como las fuentes gráficas están incluidas en el suministro, el usuario podrá realizar con
toda facilidad las adaptaciones especiales que sean necesarias para su sector o para su
planta, sin tener que desarrollar nuevas funciones básicas tales como filosofía de fallos,
lógica de mando específica o colores.
3) Faceplates adaptables.
Para aplicaciones especiales existe la posibilidad de usar múltiples bloques iguales o de
combinar diversos bloques entre sí (válvulas de 4 vías, motores con interruptores locales
especiales etc.) y de adaptar los faceplates según las necesidades.
El número y las funciones de las teclas, de los símbolos y de las visualizaciones de
estado necesarias son parametrizables de forma interactiva.

35
4) Faceplates orientadas al punto de medida.
La MFL es diferente a las librerías en las cuales cada bloque tiene su propia faceplate.
En este caso, la faceplate no está unida rígidamente a una variable estructural, sino que se
adapta dinámicamente al tipo CFC activado. Por lo tanto, todos los bloques manejables
pertenecientes a un punto de medida son visualizables y manejables a través
de una faceplate común (véase el gráfico con un bloque de motor, dos bloques de
enclavamiento, indicación de intensidad y contador de horas de funcionamiento).
5) Vistas múltiples.
Dentro de un mismo punto de medida puede haber bloques múltiples, por ejemplo
varios bloques de enclavamiento en un motor. En estos casos, la faceplate se adaptará
automáticamente a las circunstancias, posibilitando al operador la selección del bloque
deseado a través de un menú desplegable (validación, automatismo etc.). En este sentido
tampoco se visualizará la vista de un bloque si éste no forma parte del respectivo punto de
medida.
Figura Nº 21: Ejemplo de visualización para múltiples faceplate en el operador.

36
6) Intercambio de datos con herramientas de planificació.
Las herramientas del Asistente de importación / exportación y el Administrador
de versiones están disponibles para el intercambio de datos con herramientas de
planificación.
El Asistente de importación / exportación (IEA) es una herramienta eficaz
para la ingeniería racional de los datos de masa. Se utiliza el principio de la utilización
múltiple de tipos de puntos y modelos y se adapta especialmente para plantas de gran
tamaño con numerosos puntos de medida del mismo tipo o de varios componentes del
sistema del mismo tipo. Ya está configurado datos de la planta tales como las listas de
dibujos o desde el entorno CAD / CAE se pueden importar en el sistema de ingeniería y se
utiliza para la creación automática de variables de proceso. Los datos del sistema de
planificación de alto nivel pueden ser más sincronizados con los parámetros que han sido
optimizados durante la puesta.
El administrador de la Cruz también se puede utilizar para el intercambio de
información utilizando las herramientas de planificación (datos CAx) sobre la base de la
SimaticML formato definido XML. A las funciones de exportación correspondientes
permite al usuario sincronizar los datos modificados de nuevo con la base de datos de una
herramienta de planificación CAx en el sistema de ingeniería.
7) Funcionalidad de automatización.
La vista de objetos de proceso del Administrador SIMATIC soporta el procedimiento
de trabajo del ingeniero de procesos, proporcionando una visión universal de la variable de
proceso. Muestra la jerarquía tecnológica de la planta como
un árbol, en combinación con la vista tabular de todos los aspectos del proceso de etiqueta /
objeto de proceso (general, bloques, parámetros, señales, mensajes, objetos de imágenes,
variables de archivo, carpetas de la jerarquía y las propiedades de equipo). Estos
proporcionan a los técnicos una orientación rápida frente a problemas donde las
detenciones en una área específica son muy perjudiciales en el proceso en general.

37
8) Continuous Function Chart (CFC)
El editor CFC es la herramienta para la configuración gráfica y la puesta en
marcha de las funciones de automatización continua - Tablas de función continua (CFC).
Apoyado por un alto rendimiento de enrutamiento automático y un mensaje de
configuración integrado, que puede ser usado para colocar, parametrizar e interconectar los
bloques pre-ensamblados en los dibujos de CFC. Un alto rendimiento en las pruebas y
puesta en marcha de las señales en cada función y opción configurable permitiendo una
alta gama de opciones para la edición.
9) Sequential Function Chart (SFC)
El editor SFC es adecuado para la configuración gráfica y la puesta en marcha de
controles secuenciales para procesos de producción discontinuos - diagrama
de funciones secuenciales (SFC). Tiene un editor de alto rendimiento y funciones de prueba
y puesta en marcha.
10)Ingeniería distribuida.
Durante la fase de ingeniería se puede reducir significativamente el trabajo de
distribución a través del diseño de ingeniería. SIMATIC PCS 7 ofrece varias opciones para
esto: Con lo que se conoce como “ingeniería simultánea”, varios ingenieros de proyectos
pueden trabajar al mismo tiempo en un proyecto sin tener que dividir con anterioridad este
proyecto en subproyectos. SIMATIC Manager permite trabajar en varios proyectos, lo que
se conoce como multi-proyecto de ingeniería.
Un gran proyecto se divide de acuerdo a los puntos de vista tecnológico en varios sub-
proyectos, con el fin de trabajar en paralelo con varios equipos. Los proyectos individuales
se pueden agregar o quitar de un multiproyecto en cualquier momento.
11)Control de acceso y gestión del cambio.
En combinación con los dibujos detallados en el registro de cambios, la administración
de usuarios y control de acceso integrado en el sistema de ingeniería con SIMATIC Logon,

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ofrece el apoyo operador de la planta con excelentes sistemas en la verificación de
cualquier cambio. El control de acceso para el entorno de ingeniería asegura que sólo los
usuarios autorizados puedan realizar cambios en la configuración. Esto es decisivo para
cumplir los requisitos especiales de la industria específica, como la FDA 21 CFR Parte 11 o
GAMP.
12)Simulación.
El software de simulación S7-PLCSIM simula un controlador para la prueba funcional
de los bloques de usuario y programas para S7-400 en un PC. Esto significa que la prueba
del programa completo se puede realizar in situ en la oficina de planificación y el programa
de detección de errores y eliminación se mueve a una etapa de desarrollo anterior. Esto
acelera la puesta en marcha inicial, reduce costos y aumenta la calidad del programa.
13) Ingeniería de los dispositivos inteligentes de campo y los componentes de
campo.
SIMATIC PDM (Process Device Manager) es un universo, independiente del proveedor
de herramientas para la configuración, parametrización, puesta en marcha, diagnóstico y
servicio de los dispositivos de campo inteligentes (sensores y actuadores) y componentes de
campo, tales como E / S remotas, multiplexores, dispositivos de control de rom o
controladores compactos. El software SIMATIC PDM permite editar más de 1.300 equipos
de Siemens y más de 120 fabricantes de todo el mundo con una interfaz de usuario
homogénea. La visualización de los parámetros del dispositivo y las funciones es uniforme
para todos los dispositivos compatibles e independientes de su conexión de
comunicaciones. En cuanto a la integración de dispositivos, SIMATIC PDM es el gestor de
abrir el dispositivo más potente en el mercado mundial. Los dispositivos que no son
compatibles actualmente se puede integrar en cualquier momento, simplemente importando
sus descripciones de equipo (EDD) en SIMATIC PDM. de calidad.

39
Figura Nº 22: Vista de Parámetros Simatic PDM con curvas online.
3.1.3 Ventajas
Las principales ventajas del sistema de Ingeniería son:
• Funciones de alto control de calidad, incluyendo: funciones avanzadas de control de
procesos con bloques integrados y plantillas.
• Diseño de centralizada y unificada en un solo sistema de ingeniería.
• Gráfica de usuario de diseño de interfaz.
• Diseño integrado de dispositivos orientados a objetos.
• A simple parametrización de las redes de comunicación.
• El mismo diseño para aplicaciones estándar y redundante.
• Diseño integrado de aplicaciones de seguridad.
• Distribuidos Multiproyecto-ingeniería para aplicaciones de gran tamaño.
• Diseño tecnológico sin conocimientos de programación.
• Jerarquía tecnológica.
• Ingeniería de hardware independiente de un determinado sistema.

40
• Intercambio de datos a través de interfaces estándar.
• Objetos de vista del diseño permite un diseño cómodo de los circuitos en forma de
tabla.
• El proyecto de biblioteca con los tipos de circuitos (típicos,).
• La funcionalidad extendida de los controles secuencial, de conformidad con la
norma ISA S88.
• Secuencia de control como un bloque de función en CFC.
• Dirección central de la recopilación y transferencia de AS, OS y SIMATIC
BATCH.
• El proyecto de biblioteca que contiene bloques prefabricados, probados los bloques
de función, gráficos, control de encendido, y los símbolos.
• Prefabricados planes funcionales (plantillas) como ejemplos.
• Fácil de copiar los circuitos de la instalación o el control.
• Asistente para importar y exportar datos.
• La alta automatización de los procesos de diseño de ingeniería automática).
• Cambio automático de tareas dinámicas en el sistema operativo con los cambios en
la denominación de las salas.
• La optimización de la orden de ejecución de bloques de función en los AS.
• Suplemento de llamada automática después de copiar los bloques o los planos.
• Centralizada, todo el sistema de ingeniería de hardware y software con la
configuración integrada para dispositivos de campo y las aplicaciones relacionadas
con la seguridad.
• Evitando errores y ahorrando tiempo. La base de datos continua del sistema de
ingeniería que significa que los datos una vez se ha introducido está disponible en
todo el sistema y no tienen que ser ingresado de nuevo.
• Reducción de la ingeniería a través de las bibliotecas integrado con bloques pre-
ensamblados bloques estándar, las placas frontales y los iconos, así como dibujos
pre-ensamblados.
• El SIMATIC PCS 7 permite una ingeniería de la tecnología relacionada, sin
conocimientos especial de programación. Para implementar la lógica de

41
automatización, pre-ensamblados los bloques de función están interconectados con
otros bloques en la herramienta de ingeniería gráfica.
• Administración de usuarios integrado con control de acceso para garantizar la
máxima seguridad para sus datos.
• Apariencia Uniforme. Diálogo central para la recopilación y la carga de todos los
AS, OS y los cambios de SIMATIC BATCH con el chequeo del programa.
• Carga en línea de los cambios de configuración selectiva de los componentes del
sistema correspondiente minimiza el tiempo necesario.
• Visión de proceso objeto como entorno de desarrollo central permite la
visualización y edición de todos los aspectos de variables de proceso y los objetos
del proceso.
• Acortamiento de la fase de ingeniería a través de los distintos tipos de ingeniería
distribuida.
3.2 Operador de Sistema.
El sistema SIMATIC PCS 7 operador garantiza una gestión de procesos seguro y
fácil de usar a través de la Interfaz hombre-máquina (HMI).
La visualización se basa en componentes estándar del sistema WinCC, que estaba
equipado con una funcionalidad adicional en relación con la operación de la jerarquía
tecnológica y bloqueos tecnológicos que ocurren en el sistema PCS 7 PCS 7 sistema utiliza
prefabricados de control de encendido (frontales), que funcionará automáticamente con los
bloques de control adecuados en el sistema de automatización.
3.2.1 Aplicaciones
La interfaz entre el hombre y la máquina tiene un papel fundamental en la
automatización de plantas industriales. La complejidad de la gestión del proceso, aumenta
proporcionalmente con la creciente complejidad de los sistemas de automatización y su
cada vez mayor la fusión con la tecnología de la información. Al mismo tiempo, un manejo
intuitivo y libre de errores se está convirtiendo cada vez más importante en vista de la

42
presión de los costes de cultivo y con el fin de permitir que el personal operativo para que
funcione de manera eficiente y para reducir al mínimo los tiempos de inactividad y las
interrupciones del servicio.
El sistema de operador de un sistema de control en SIMATIC PCS 7 hace que sea
fácil para el operador para gestionar el proceso de forma segura. Diversos puntos de vista
están a disposición del operador para monitorear el proceso y si es necesario, intervenir en
el control del proceso. La arquitectura del sistema de operador es muy variada y puede ser
fácilmente adaptados a tamaños diferentes de plantas y las necesidades del cliente. Una
coordinación perfecta entre las estaciones de operador de sistemas monousuario y
multiusuario ofrecen esta felxibilidad.
Figura Nº 23: Estación de operador Simatic PCS 7.

43
3.2.2 Características.
Figura Nº 24: Sistema Multipuesto en arquitectura cliente - servidor.
1. La Arquitectura de un Operador de Sistema.
El operador del sistema puede ser cualquier tipo de usuario único o multi-usuario.
En sistemas monousuario, el sistema operativo entero y la funcionalidad de
seguimiento para un proyecto (planta / sección de la planta) se concentra en una sola
estación.
Un sistema multi-usuario se compone de una determinado número de estaciones de
operador (clientes OS), que pueden ser suministrados con la información de una estación
monousuario que puede contener los datos del proyecto, los valores de proceso, archivos,
alarmas y mensajes, de uno o más servidores OS. El sistema operativo del servidor también
puede funcionar en modo redundante si la mayor disponibilidad es un requisito.
2. Estaciones de Operador.
Todas las estaciones de operador se basan en modernas estaciones de trabajo
industriales SIMATIC PCS 7, que están optimizados para su uso como estación individual
de OS, el sistema operativo cliente o servidor del sistema operativo y se puede utilizar en
un entorno de oficina o industrial.

44
3. De operación y supervisión del sistema.
La interfaz de usuario predefinida del sistema de operador cuenta con todas las
características típicas de un sistema de control. Es multilingüe, claramente estructurado,
ergonómico y fácil de entender. El operador tiene una vista amplia del proceso y se puede
navegar rápidamente entre las vistas de la planta.
El software del sistema del operador del sistema de dar una muestra representativa y
funcional de la planta con una alta calidad y diseño moderno. Dependiendo de la
configuración del controlador de gráficos y de seguimiento del proceso, la pantalla está
disponible en formatos de pantalla 4:3 / 5:4 y 16:9 / 16:10 formatos de pantalla ancha.
Figura Nº 25: Ejemplo pantalla de proceso desde la estación de operador.
Ejemplo de la gestión de procesos del sistema operativo, ventana de tendencias con las
carcasas intercambiables y móviles.

45
4. Mensaje del sistema.
El sistema integrado de mensajes del sistema del operador, contiene los mensajes de
registros de los procesos y los acontecimientos locales y los guarda en archivos de mensajes
y las muestras por medio de la AlarmControl (Figura Nº 26).
Operadores puede adaptar la AlarmControl en tiempo de ejecución mediante el filtrado,
selección o clasificación de la pantalla de acuerdo con el contenido de los bloques de
mensajes individuales, por ejemplo cronológicamente de acuerdo a la prioridad del mensaje
o de localización de fallas, y después guardar la configuración global o específica del
usuario. También es posible la integración de bases de datos exportados archivo en línea.
Figura Nº 26: Vista de avisos de alarmas en la estación del operador.
5. Vista de tendencias
El operador puede tener los valores de proceso archivados donde puede elegir si se
muestra en relación con el tiempo o en relación con otro valor (ventana de la función).
TrendControls predefinidos pueden ser adaptados individualmente durante el tiempo de
ejecución. La configuración se almacena de forma global o específico del usuario. Durante
la ejecución, el operador es capaz de cambiar la conexión de datos y acceder a otros datos,
por ejemplo, bases de datos externas de archivos.

46
Figura Nº 27: Ventana de curvas en la estación de operador.
6. La administración central de usuarios, control de acceso y firma electrónica.
El Operador del Sistema cuenta con todas las funciones necesarias para cumplir con las
disposiciones de 21 CFR Parte 11. La administración central de usuarios con control de
acceso se lleva a cabo a través de la conexión SIMATIC integrado. Los usuarios se
administran en grupos dentro del sistema y recibir los derechos específicos al iniciar la
sesión. Se utiliza ElectronicSignature SIMATIC para generar la firma electrónica y la
aplicación de estos en el sistema de operador.
7. Sistema de archivo.
Un sistema de almacenamiento de archivo de alto rendimiento a corto plazo es una
parte integral del software del sistema operativo. Se utiliza para registrar los datos de
proceso y mensajes / eventos en los archivos cíclicos. Los datos del proceso, los informes,
los datos del lote se pueden intercambiar, basado en el tiempo y el acontecimiento, a corto
plazo para los archivos permanentes en un centro de archivo a largo plazo. El servidor

47
central de archivos también puede ser redundante. Esto aumenta la disponibilidad de los
datos a largo plazo.
8. Presentación de informes y el sistema de registro.
Considerando que el sistema de notificación para documentar el proyecto durante su
configuración, el sistema de registro se utiliza para imprimir los datos registrados durante la
operación de una manera clara. Diferentes tipos de registros predefinidos están disponibles
para ello, tales como:
• Mensaje de secuencia de registro
• Mensaje y registro de archivado
• Valor medido de registro
• operación de registro
• Sistema de registro de mensajes
• registro de usuarios
9. De operación y monitoreo a través de la World Wide Web.
SIMATIC PCS 7 Web Server ofrece la opción de manejo y control de una planta a
través de Intranet / Internet. La planta puede ser operado de la misma manera utilizando un
sistema operativo cliente. La entrada por el operador en el cliente Web también se registra
en el registro de la operación del sistema operativo.
Medidas de protección adecuadas (entre otros, IT-Security, segmentación de la red, por
ejemplo) tienen que ser tomadas para asegurar una operación segura de la planta.

48
Figura Nº 28: PCS 7 Web Server para manejo y observación vía Web.
10. Visualización de los secuenciadores (visualización SFC).
La visualización SFC del Sistema Operador permite los controles secuenciales
configurados con el editor de SFC que se muestra y el funcionamiento de la misma manera
que en la Ingeniería de Sistemas.

49
Figura Nº 29: Visualización SFC.
3.2.3. Ventajas de un Operador de Sistema.
• Una alta eficiencia operativa: el diagnóstico rápido de fallas en situaciones cruciales
del proceso, la mejora del análisis de mensajes, el reconocimiento rápido y preciso
de las desviaciones del proceso.
• La comodidad máxima de funcionamiento combinado con una inversión mínima de
ingeniería.
• Alta seguridad de funcionamiento.
• reduce la carga de trabajo del personal operativo.
• Arquitectura flexible y modular con el hardware escalable y componentes de
software.
• La administración central de usuarios, control de acceso, firma electrónica.
• Arquitectura flexible, modular y escalable y componentes de hardware para
software.
• Estaciones individuales y múltiples.

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• La tecnología estándar de PC con Windows 2000, para su uso en una oficina o
industrial.
• Operador de fácil manejo para una operación cómoda y segura de los procesos
tecnológicos.
• Sistemas de arquitectura cliente / servidor, hasta 12 conjuntos de servidores, hasta
32 clientes a un servidor.
• Sistema de archivo de gran alcance basado en MS SQL Server con la copia de
seguridad integrada, de forma opcional con un servidor de archivos por separado.
• OS Health Check para controlar la actividad de las aplicaciones en los servidores.
• Los cambios en línea sin detener la aplicación activa.
• Una óptima comunicación AS-OS estándar de refresco de la pantalla cada 2
segundos.
• Alta fiabilidad del sistema.
• La posibilidad de aplicar la tecnología multi-pantalla.
• El orden de las prioridades configurable de las alarmas.
• Central de usuarios del sistema de gestión, control de acceso, firma electrónica.
• registro de los sistemas de control de la automatización.
• Capacidad de generar señales acústicas.
• Sincronización de la hora central basado en GMT.

51
3.3. Mantenimiento de la Estación.
La estación de mantenimiento integrado en SIMATIC PCS 7 sistema de control de
proceso proporciona un panorama completo del estado de todos los componentes de la
planta y ofrece un diagnóstico efectivo, servicio y mantenimiento de la planta. El SIMATIC
PCS 7 Maintenance Station maximiza el valor económico de los activos de la planta,
ayudando a reducir el tiempo de inactividad no planificado y el uso eficiente inversión en
mantenimiento.
3.3.1. Aplicaciones.
Figura Nº 30 Sinóptico general de la planta con iconos de componentes.
La estación de mantenimiento se basa en la gestión de activos de plantas y permite
el diagnóstico preventivo y predictivo, mantenimiento y servicios de la planta de
producción. En paralelo con el control del proceso, la estación de mantenimiento hace que
la información disponible y las funciones de mantenimiento constante para todos los
componentes del sistema (activo). Mientras que el operador de la planta obtiene toda la
información pertinente que sea necesaria para la intervención se centró en un proceso a
través de la red de transporte, personal de mantenimiento y servicio pueden comprobar los

52
componentes de hardware del sistema de automatización y procesar los mensajes de
diagnóstico y las demandas de mantenimiento. La estación de mantenimiento no sólo
proporciona la información de que existe un fallo, pero proporciona una guía detallada para
el personal de mantenimiento para que la acción correctiva o preventiva es necesario se
puede realizar.
La estación de mantenimiento proporciona el acceso al ingeniero de mantenimiento:
• Los componentes eléctricos de la planta, tales como dispositivos de campo
inteligentes y módulos de E / S, bus de campo, controladores, componentes de red y
bus de planta, así como servidores y clientes de los sistemas de operador.
• Equipos mecánicos, tales como bombas, motores, centrífugas, intercambiadores de
calor y de circuito cerrado circuitos de control, que están representados por objetos
proxy en el que las reglas de diagnóstico se almacenan.
3.3.2. Características
• El uso de componentes de hardware y software del sistema de ingeniería y sistema
de operador.
• Puede ser implementado como un SIMATIC PCS 7 de la estación única o como una
combinación de cliente-servidor.
• Representación de los datos de diagnóstico de todos los activos con plantillas
uniformes cuyas funciones y la información dependen de los componentes.
• Conformidad con las normas internacionales, especificaciones y recomendaciones.
• La información de diagnóstico se pueden visualizar en línea tanto en el servidor
Web y clientes Web, y el mantenimiento puede realizarse a través de LAN, SMS o
e-mail.
• Documentación automática completa de todas las actividades sin ningún esfuerzo de
configuración adicional.
3.3.3. Ventajas principales de las Estaciones de Mantención.
• Reducción del tiempo de inactividad no planificado.
• Integración homogénea de la Planta de Gestión de Activos en el sistema de control
de procesos SIMATIC PCS 7.

53
• Un acceso más rápido a la información detallada a partir de la pantalla de resumen
de plantas.
• La visualización de estado de toda la planta con el diagnóstico y mantenimiento,
incluidos los bienes mecánicos.
• Manejo sencillo e intuitivo, sin mucho tiempo de entrenamiento.
• Visualización homogénea de todos los activos.
• Ningún esfuerzo adicional para la configuración de gestión de activos.
• No se requiere hardware adicional o herramientas de software necesarias para el
mantenimiento de la planta.
• SIMATIC PCS 7 Asset Management Plant, incrementa la disponibilidad de la
planta y minimiza el costo total de propiedad.
3.4 Sistema de Automatización.
Figura Nº 31: Etapas en la mejora de los requisitos de una planta con Simatic PCS 7

54
El sistema de control SIMATIC PCS 7 ofrece una amplia gama de sistemas de
automatización con el rendimiento adecuado para su aplicación. Los sistemas de
automatización se caracterizan por su alto grado de flexibilidad. Ellos son escalables y
disponibles en la seguridad de las diversas etapas y la disponibilidad - que van desde la
solución estándar relativamente barato para las plantas pequeñas y medianas empresas a los
sistemas redundantes para grandes plantas de producción.
Varios sistemas de automatización con niveles de tasa precio-rendimiento están
disponibles para el usuario en el nivel de control.
• Compact Microbox sistema de automatización SIMATIC PCS 7 AS RTX
• Los sistemas modulares de automatización con el S7-400 como los sistemas
estándar, alta disponibilidad y sistemas relacionados con la seguridad.
Esto permite al usuario adaptar el rendimiento de automatización de forma óptima a los
requisitos de la planta, de esta manera se evitan los costos excesivos.
3.4.1 SIMATIC PCS 7 AS RTX con controlador de software.
Ámbito de aplicación y opciones para el uso SIMATIC PCS 7 AS RTX pertenece a la
gama baja de la escala de los sistemas de control de procesos PCS 7 SIMATIC: Se trata de
un sistema de software de automatización basada en la forma de un sistema de ejecución
AS. A pesar de que lleva la gama baja, los SIMATIC PCS 7 AS RTX contiene una gran
cantidad de energía. El sistema de automatización robusto y compacto basado en SIMATIC
Microbox PC 427C ha sido diseñado para 24 horas continuas sin necesidad de
mantenimiento de la temperatura ambiente de hasta 55 ° C. Impresionante, sobre todo, es su
programa de procesamiento rápido en el controlador de software y el hecho de que es la
vibración y resistente al impacto, ya no dispone de un otro medio de almacenamiento. Estas
características y las dimensiones compactas del SIMATIC PCS 7 AS RTX lo convierten en
la alternativa perfecta a los sistemas de automatización estándar del S7-400. Es ideal para la
instalación distribuida cerca de la planta, para las unidades de paquetes y para instalaciones
con infraestructura distribuida de gran tamaño. Las numerosas áreas de aplicación de la

55
gama el nuevo controlador de los alimentos, cosméticos y la industria de bienes de
consumo a las industrias como la farmacéutica y el agua / aguas residuales.
Figura Nº 32: Clasificación de los controladores según sus prestaciones.
3.4.2 Las Principales Características del Sistema de Automatización.
• Configuración con SIMATIC PCS 7 sistema de ingeniería.
• Conexión de los sensores y actuadores distribuidos con los sistemas de E / S ET
200.
• La conexión de los dispositivos de campo / proceso a través de PROFIBUS DP /
PA.
• Planta de bus de comunicación a través de interfaces Ethernet.
• Integración de la acumulación en la supervisión de las funciones de gestión de
activos de planta.

56
3.4.3 Principales Ventajas del Sistema de Automatización son:
• SIMATIC PCS 7 AS RTX es el ahorro de energía y libre de mantenimiento, ya que
está equipado, sin ventilador ni disco duro.
• Alternativa rentable para la automatización de las plantas más pequeñas y las
secciones de la planta.
• El ahorro de instalación.
• Puede ser fácilmente integrado en el sistema SIMATIC PCS 7 y de sus subsistemas.
Los sistemas modulares de la serie S7-400 son controlador de hardware para aplicación
y opciones de uso funciones lógicas programable Los controladores SIMATIC PCS 7 de
automatización se basa en el SIMATIC S7 400. Estos se utilizan como sistemas de
automatización SIMATIC PCS 7, debido a su estructura modular, capacidad de expansión
de alta disponibilidad, robustez, a largo plazo, amplias opciones de comunicación, las
funciones integradas del sistema y se conectan fácilmente a centralizados o distribuidos de
E / S de dispositivos.
Los sistemas de automatización se caracterizan por su alto grado de versatilidad. Ellos
son escalables y disponibles en la seguridad de las diversas versiones y disponibilidad - que
van desde la solución estándar relativamente barato para las plantas pequeñas y medianas
empresas a los sistemas de tipo redundante para grandes plantas de producción.
Dependiendo del tamaño de la aplicación, el controlador apropiado se puede seleccionar de
una amplia gama de controladores de puertos de acuerdo con el rendimiento, la estructura
de la cantidad y la comunicación.
De acuerdo a su función de los sistemas de automatización modular de la serie S7-400
se pueden clasificar como:
• Los sistemas estándar de automatización.
• Sistemas de alta disponibilidad de automatización.
• Relacionadas con la seguridad de sistemas de automatización.

57
De alta disponibilidad de los controladores del tipo SIMATIC S7-400H están equipadas
con dos CPUs H. En el caso de un fallo en el sistema principal, el sistema cambia a la
estación de stand-by. Es adecuado para la alta disponibilidad de proceso con los requisitos
de reserva en caliente (procesos con tiempos de conmutación de menos de 100 ms). Alta
disponibilidad de automatización están diseñados para reducir el riesgo de pérdidas de
producción. De alta disponibilidad SIMATIC PCS 7 sistemas de automatización se puede
utilizar en una configuración de la planta independiente o junto con la norma y no se
disponga de sistemas de automatización. A prueba de fallos de sistemas de automatización
se utilizan para aplicaciones críticas en las que las fallas ponen en peligro la vida humana o
causar daños a la planta o al medio ambiente. En la interacción con los módulos F a prueba
de fallos o los sistemas de E / S distribuidas ET 200 o directamente a través de prueba de
fallos transmisores conectados a través de bus de campo, los sistemas F / FH detectar fallas
en el proceso o sus fallas internas. En el caso de un fallo transfiere la planta a un estado
seguro.
Otras Características:
• Instalación modular.
• Alta capacidad de expansión y solidez.
• Configuración estándar o redundante.
• Amplias opciones de comunicación.
• Funciones integradas del sistema.
• Funciones integradas de seguridad (Safety Integrated).
• Fácil conexión a dispositivos I / O centralizados o distribuidos.
• Procesamiento muy alta y el rendimiento de la comunicación.
• Ejecución de comandos de punto fijo de suma o multiplicación sólo 0,03 mS.
• Estructura de gran cantidad de entradas y salidas y la memoria de trabajo grande de
hasta 20 MB.
• Reacciones rápidas, determinista La integración vertical.
• Los cambios de configuración de E / S distribuidas de dispositivos en tiempo de
ejecución evitar los costos de reanudación de alta.

58
• Modo isócrono para el control de las máquinas con gran demanda operativa a través
de PROFIBUS.
Otras Ventajas Principales:
• Mayor capacidad de producción a través de CPU de alta velocidad - también para
las funciones de cálculo complejas y tareas de comunicación.
• El acortamiento del tiempo de salida al mercado a través de software de ingeniería
eficiente, integración óptima con Totally Integrated Automation que facilita la
reutilización de los programas de usuario en todos los controladores SIMATIC.
• Mayor disponibilidad del sistema a través de configuraciones de alta disponibilidad
y alto rendimiento con funciones de diagnóstico.
• Cumplimiento de los requisitos de alta seguridad a través de un solo sistema
estándar para las aplicaciones a prueba de fallos.
• Más flexibilidad gracias a la automatización abierta y PC industriales robustos.
• Ahorro de tiempo y costes para la instalación y puesta en marcha gracias a la
automatización distribuida
• Equipado para su uso global a través de un amplio soporte SIMATIC y de servicio
en más de 190 países de todo el mundo.

59
Figura Nº 33: PCs y PLCs son plataformas de automatización equivalentes en TIA
3.5. Comunicación en el sistema Simatic PCS 7
Las Principales características de la comunicación en el sistema Simatic PCS 7 son:
Configuración unificada de la red para Ethernet y Profibus
• La configuración sustituye a la programación
• Posibilidad de cambiar la conexión a red sin modificar programas.
PROFIBUS como de bus de campo Estándar
• La periferia centralizada y la descentralizada se configuran de igual forma
• El bus de campo es también el bus de los accionamientos

60
3.5.1 Comunicación homogénea para la integración vertical
Figura Nº 34: Etapas de una integración General.
Figura Nº 35: Etapas de una integracion en el Softwares Step 7
La comunicación homogénea tiene un flujo continuo de información desde el nivel
del sensor / actuador para el nivel de gestión corporativa. Con los componentes de la red de
SIMATIC NET, SIMATIC PCS 7 tiene un espectro que es producto entre el propietario y

61
las herramientas de configuración para la implementación de redes de comunicación
uniformes para el intercambio de datos fiables entre todos los componentes del sistema y
todos los niveles de una planta.
3.5.2. Comunicación Ethernet en la Industria de Hoy.
SIMATIC NET y soluciones especialmente desarrollados para uso industrial son
idóneos para la implementación de redes de comunicación confiables en las plantas de
todas las industrias. Se pueden utilizar comunicación Ethernet y el sistema de bus de campo
integrado fácilmente al mismo tiempo. En combinación con SIMATIC PCS 7 este
proporciona la perfecta interacción de todos los componentes de la planta, creando las
condiciones ideales para la producción eficiente: una comunicación abierta y continua del
sistema de automatización, desde la entrada del producto a la salida del producto desde y
hacia dispositivos de campo al Sistema de Gestión de la Información. SIMATIC NET
ofrece todos los componentes de una solución global sin fisuras y es compatible con los
sistemas de comunicación Industrial Ethernet, PROFINET y PROFIBUS así como la
comunicación inalámbrica a través de una LAN inalámbrica.
Figura Nº 36: Cable Ethernert y su conector.

62
3.5.3. Funcionamiento de Hardware y Ethernet.
Figura Nº 37: Ejemplo de una red de anillo en Simatic PCS 7.
3.5.4. Bus de planta y terminal.
Industrial Ethernet (IEEE 802.3 y 802.3u) - el estándar internacional para redes de
área Local es actualmente la número uno en el entorno de la LAN en todo el mundo, con
una cuota de más del 90%. Industrial Ethernet se puede utilizar para construir redes de alto
rendimiento de comunicación con gran expansión. El sistema y el Bus de campo para los
sistemas multi-usuario se implementan con Industrial Ethernet en la arquitectura cliente-
servidor. A bordo de los módulos de interfaz de red estándar, tarjetas o módulos especiales
de comunicación (CP 1613 A2/CP 1623) se utilizan como interfaces de comunicación de
SIMATIC PCS 7 diferentes sub-sistemas (ES, OS, AS, etc.) En el caso de las plantas más

63
pequeñas, la "Basic Communication Ethernet" integrada en el SIMATIC PCS 7 estaciones
de trabajo industriales ofrece la posibilidad de operar un solo usuario estaciones y
servidores con tarjetas de red estándar de manera rentable en el bus del sistema.
En el caso de las plantas de tamaño medio y grande, que se caracterizan por los altos
requerimientos, SIMATIC PCS 7 utiliza módulos de alto rendimiento de comunicación CP
1613 A2/CP 1623, así como modernas tecnologías GigabitEthernet y FastEthernet. La alta
seguridad de óptica visual se combina aquí con un rendimiento escalable a través de
tecnologías de conmutación y las tasas de transferencia de hasta 1 Gbps. La integración de
los dispositivos de comunicación: switches Industrial Ethernet SCALANCE X Los
switches Ethernet se utilizan para integrar las estaciones de comunicación en el bus. Se
recomiendan especialmente a la familia SCALANCE X de switches Industrial Ethernet,
que proporciona un rendimiento escalable a un precio atractivo y el apoyo de numerosas
opciones de configuración.
Solución móvil para aplicaciones e incluyendo el nivel de campo: Industrial
Wireless LAN (WLAN) La comunicación inalámbrica a través de redes de radio de rápidas
(Wireless LAN) a los autómatas y terminales industriales permite organizar los procesos de
manera más eficiente. La flexibilidad es mayor, el trabajo de mantenimiento es más fácil,
los costes de servicio y tiempos de parada se reducen y el personal desplegado más
eficiente. El SCALANCE W y PROFINET componentes IWLAN ofrecen una solución
móvil para aplicaciones e incluyendo el terreno. El diseño robusto y resistente al agua de
los componentes utilizados significa que satisfacer requisitos de la industria. Posee
mecanismo estándar para la autentificación de usuarios y el cifrado de proteger los datos
contra accesos no autorizados. SIMATIC PCS 7 ofrece la posibilidad de integrar los
clientes remotos móviles o estacionarias en la terminal de autobuses por medio de un
SCALANCE W788-W788-1PRO o 2PRO punto de acceso. Móviles los clientes remotos
(por ejemplo, computadores portátiles) con conexión WLAN integrada o clientes remotos
estacionarios en una carcasa de sobremesa / torre se puede comunicar con el punto de
acceso a través de IWLAN SCALANCE por módulo Ethernet del cliente W744-1PRO o
W746 1PRO.

64
Como resultado, las siguientes aplicaciones se pueden implementar:
• Configuración de otros clientes distribuidos OS (hasta 2 a IWLAN)
• Conexión de los clientes Web en un servidor Web PCS 7 (hasta el 2 de IWLAN)
Acceso remoto a una estación de ingeniería utilizando el escritorio remoto o PC en
cualquier lugar, durante la puesta en marcha, por ejemplo.
Todos los componentes utilizados son muy resistentes, aplicar el estado de la técnica de
métodos de autentificación y cifrado, y asegurar una alta fiabilidad del canal de radio.
Fi
Figura Nº38: comunicación de la red a módulos de controladores
• Comunicación rápida y segura en el campo:
PROFIBUS A nivel de campo, periféricos distribuidos, como E / S remotas estaciones
de comunicación con sus módulos E / S, transmisores, válvulas, unidades o terminales de
operación comunicarse con los sistemas de automatización a través de un sistema de
autobuses de gran alcance en tiempo real.
Esta comunicación se caracteriza por:
• La transmisión cíclica de datos de proceso
• Transferencia acíclica de alarmas, parámetros y datos de diagnóstico.
PROFIBUS (IEC 61158/61784) es el potente sistema de bus abierto y robusto que
permite una comunicación rápida con la inteligente distribución de E / S de dispositivos
(PROFIBUS DP), así como la comunicación y el suministro de energía simultáneamente
para los transmisores y actuadores (PROFIBUS PA). Es, por tanto, predestinado para tareas
de comunicación de procesos y de campo en la industria manufacturera y de procesos: con
bastante más de 28 millones de nodos instalados, es el claro líder del mercado en todos los
sectores de automatización industrial. Además de las características ya mencionadas, las

65
siguientes funciones PROFIBUS en particular, son relevantes para la automatización del
proceso:
• La integración de instrumentos HART ya instalados.
• Redundancia.
Comunicación de seguridad con PROFIsafe hasta SIL 3 según IEC 61508:
• PROFIBUS DP.
Permite la comunicación de los sistemas de automatización (controladores) con
distribuyen los dispositivos de E / S de la familia ET 200 (Remote I / Os), así como con los
dispositivos de campo / proceso, CPUs / CPs y terminales de operación que tienen un
interfaz PROFIBUS DP.
• PROFIBUS PA El PROFIBUS PA.
Es ideal para la integración de actuadores neumáticos, electroválvulas y sensores en
entornos operativos hasta la zona de peligro de explosión zona 1/21 (peligro presente en la
superficie de la instalación) o zona 0 ( el peligro está presente en forma continua) según la
IEC directamente en el sistema de control de procesos está relacionado con el sistema de
automatización a través de la red PROFIBUS DP.
Ff
Figura nº 39: Ejemplo de comunicación Profibus.

66
Soporte de los estándares establecidos: FOUNDATION Fieldbus y HART Foundation
Fieldbus es un estándar de bus de campo establecido en la automatización de procesos.
Además de apoyar a otros sistemas de bus de campo, SIMATIC PCS 7 también soporta la
conexión con el protocolo FOUNDATION Fieldbus a través del módulo de interfaz de bus
de campo, incrementando la compatibilidad de productos y ventajas para el usuario.
• HART.
Protocolo de comunicación HART es un estándar de comunicación ampliamente
utilizada para los dispositivos de campo. La norma HART amplía la señal simultanea
analóga de 4 - 20 mA, compatibles con la comuniacion digital HART, a traves de una
frecuencia PSK de 1200Hz a 2200Hz . La ventaja es la combinación de probada analógica
del valor medido de transmisión y la comunicación simultánea digital con transmisión
bidireccional, acíclico. Esto permite la transmisión de información de mantenimiento de
diagnóstico, y el proceso de los dispositivos de campo para sistemas de nivel superior.
Conjuntos de parámetros estandarizados pueden ser utilizado para la operación
multifuncion-proveedor de todos los dispositivos HART. Se utilizan el dispositivo HART
para integrar en SIMATIC PDM. Esto facilita la puesta en marcha fácil y el
funcionamiento de los dispositivos de campo, incluso en posiciones que son de difícil
acceso.
• PROFINET – El amplio estándar Industrial Ethernet
El Ethernet Industrial estándar abierto de PROFIBUS International (PI, PNO en
Alemania). Tiene las siguientes Características a considerar:
• Basado en Industrial Ethernet.
• Utiliza los estándares TCP/IP e IT.
• Es Real-Time Ethernet.
• Permite la integración sin fisuras de sistemas de buses de campo.

67
Figura nº 40: Ejemplo comunicación Profinet.
3.5.5. Ventajas de los buses de campo.
• Completa solución de bus de sistema, incluyendo la ingeniería y las herramientas de
diagnóstico.
• Protección de la inversión mediante el desarrollo compatibles basados en normas
internacionales.
• La aplicación de relacionados con la seguridad de redes y aplicaciones a través de la
excelente perfil de seguridad PROFIsafe para PROFIBUS.
• La comunicación continua desde el nivel de campo a la planificación de recursos
empresariales (ERP) de nivel.
• Comunicación en tiempo real y transmisión de datos en un sistema de bus Ethernet.
• La alta movilidad y flexibilidad a través de Industrial Wireless LAN.
• Protección fiable de soluciones de automatización de accesos direccionamiento
incorrecto y de terceros.
• Fiables, robustos y seguros componentes de la red con funciones de diagnóstico
integradas.
•

68
3.6.- Distribucion periférica.
El estado del arte en la ingeniería de automatización en estos días, son soluciones
flexibles y distribuidos si son compactos o modulares, puramente interfaces digitales I / O o
sistemas totalmente distribuidos, incluyendo la técnica de accionamiento integrado,
instalado en los armarios de distribución o que operen directamente en entornos industriales
- el sistema de control de procesos, SIMATIC PCS 7, ofrece la solución adecuada para cada
aplicación y numerosas opciones para la conexión de dispositivos I / O.
3.6.1 Aplicaciones y posibilidades.
FFigura Nº41: Ejemplo de disposivitos para el uso de entradas y salidas.
De cableado reducido y la susceptibilidad resultante menor a los fallos han asegurado el
éxito actual de E / S distribuidas en la automatización de procesos. Los módulos de entrada
y salida (E / S remotas estaciones) se encuentran en la proximidad de los sensores y
actuadores asociados. Estos ya no están individualmente conectado al controlador, sino más
bien a través de proceso distribuido E / S. La conexión entre la entrada y la distribución de
módulos de salida (los esclavos) y los controladores centrales (amos) se hace a través de
sistemas tales como Profibus.
• SIMATIC PCS 7 ofrece numerosas opciones para la conexión de E / S, así como
para enviar y recibir señales de proceso a través de sensores y actuadores.

69
• Analógicas y digitales módulos E / S del SIMATIC S7-400 operado en el centro del
sistema de automatización.
• E / S remotas ET 200 estaciones conectadas al sistema de automatización (AS) a
través de PROFIBUS DP con una amplia gama de costo-efectiva de la señal y
módulos de función.
• Conexión directa al terminal del operador e inteligentes y distribuidas de campo /
proceso de dispositivos (incluyendo los sensores y actuadores) a través de
PROFIBUS redundantes, o en áreas peligrosas de las zonas 0, 1, 2 o 20, 21, 22.
Figura Nº 42: Ejemplo red de gas con periferias descentralizadas en Simatic PCS 7

70
3.6.2. Características de la distribución periférica.
SIMATIC ET 200
Ventajas
• Ahorro de espacio en los cuadros.
• Mínimos costos en cableado.
• Conexión al control a través de PROFIBUS y PROFINET.
Soluciones para cuadros
• Desde cableado granulado fino hasta periferia de bloque.
• Multifuncional: Arrancadores de motor y variadores de frecuencia integrados.
• Ejecuciones de seguridad.
• Utilización en zona restringida Ex.
Soluciones sin cuadro
• Modular y multifuncional
• Periferia en bloque
• Solución para robots, resistentes contra chispas de soldadura.
Periferia descentralizada SIMATIC ET 200 Para cada exigencia la periferia correcta
Figura Nº43: Categorias de controladores según su IP y excentricidad.

71
Los módulos de señales del SIMATIC S7-400 operado en el centro del sistema de
automatización tienen poca importancia en el contexto de SIMATIC PCS 7. Son sólo
algunas veces una alternativa al proceso de E / S distribuidas en pequeñas aplicaciones o
plantas que no están tan distribuidos.
Se recomienda el siguiente proceso estándar de E / S de SIMATIC PCS 7, el
sistema de control de procesos para la automatización en el nivel de campo:
E / S distribuidas sistema ET 200M para aplicaciones de alta densidad.
Dentro de la familia ET 200, ET 200M encarna la línea principal de los sistemas
distribuidos de E / S para aplicaciones de control de proceso con SIMATIC PCS 7. Ofrece
una amplia gama de módulos E / S en diseño S7-300, incluyendo las funciones especiales
de control de procesos:
• Standard módulos analógicos y digitales.
• La redundancia con capacidad de módulos.
• I / O Módulos E / S con una mayor capacidad de diagnóstico.
• Ex módulos I / O.
• Controlador Inteligente y los módulos de venta libre.
• HART módulos.
• Módulos F para aplicaciones de seguridad.

72
El uso de módulos de bus activos permite a los módulos defectuosos de E / S que ser
sustituido durante el funcionamiento (RUN) de la planta sin afectar a los módulos
adyacentes ("Conexión en caliente"). Una conexión rápida y segura de los dispositivos de
campo a los módulos de E / S de E / S remotas ET 200M estaciones se puede realizar a
través de los llamados ATM (movilizados Asambleas de terminación). Ayudan a reducir
significativamente el trabajo y los costos asociados con el cableado y puesta en marcha, y
evitar los errores de cableado.
• E / S distribuidas sistema ET 200iSP para áreas peligrosas
ET 200iSP es un sistema modular de E / S de seguridad intrínseca con el grado de
protección IP30 que puede ser ampliado por un máximo de 32 módulos electrónicos (2/4/8
canales). ET 200iSP, apto para atmósferas de gas y polvo, se puede instalar directamente en
las zonas Ex 1, 2, 21 o 22, así como áreas no peligrosas de acuerdo con la directiva ATEX
94/9/CE. Los sensores de seguridad intrínseca, los actuadores y los dispositivos de campo
HART también puede ser ubicado en la zona 0 o 20 según sea necesario. Si un mayor grado
de protección que se necesita, ET 200iSP también se puede instalar en armarios de acero
inoxidable con paneles. Los recintos ofrecidos en varios tamaños para ajustarse grado de
protección IP 65 y también se puede utilizar en las zonas Ex 1 y 21.
• E / S distribuidas sistema ET 200S - multifuncional sistema I / O.

73
Los SIMATIC ET 200S es de modulación fina, sistema de E / S distribuidas, con
grado de protección IP20, lo que permite el funcionamiento en la zona Ex 2 ó 22 (excepto
para la operación con arrancadores de motor). Su diseño cuenta con cableado fijo, que
permite tirar y conectar los módulos de E / S en tiempo de ejecución (intercambio en
caliente con el certificado de incendio). El rango de E / S que puede ser utilizado con
SIMATIC PCS 7 incluye módulos de potencia para módulos electrónicos y arrancadores de
motor, analógicas y módulos de señales digitales y arrancadores de motor con hasta 7,5
kilovatios.
La implementación de aplicaciones de seguridad con el apoyo de:
• Seguridad relacionada con el F-componentes, que están incorporadas en el Sistema
Integrado de Seguridad SIMATIC, por ejemplo, la terminal, el poder y los módulos
electrónicos, así como los arrancadores de motor
• SIGUARD tecnología de seguridad para aplicaciones de motores de arranque con la
lógica de seguridad convencional en las plantas con las categorías de seguridad 2-4
(EN 954-1).
3.6.3 Características del sistema de gestión de motor SIMOCODE pro.
El sistema de gestión de motores modular se puede integrar en SIMATIC PCS 7 a
través de SIMATIC PCS 7 librería de bloques. Es adecuado para motores con velocidades
constantes en el rango de baja tensión y las aplicaciones en las que las sustancias sólidas,
líquidas o gaseosas se mueven, dado de alta, por bombeo, o compactada, por ejemplo,
Bombas y ventiladores, Compresores, Extrusoras y mezcladoras Mills.

74
3.6.4. Características Convertidores de frecuencia MICROMASTER 4.
El convertidor de frecuencia estándar con una alta dinámica de velocidad variable para
motores de corriente alterna y motores de engranajes se puede integrar en SIMATIC PCS 7
a través de librería de bloques SIMATIC PCS 7.
• Rango de potencia desde 12mW hasta 250 kilovatios.
• Los voltajes de 200 a 600 V.
• De uso universal, especialmente para el funcionamiento de bombas y ventiladores o
transportadores.
3.6.5 Características de dispositivos operacionales de control industrial.
Los dispositivos de control de industrial en Sensores y actuadores, analizadores,
sistemas de pesaje y dosificación.
Siemens ofrece una amplia gama de dispositivos para la operación a través del
sistema de control de procesos, Simatic PCS 7. Cabe destacar los instrumentos de medición
para el nivel de caudal, presión, temperatura o de relleno, Posicionadores, Dispositivos para
el análisis de gases, Sistemas de pesaje SIWAREX.
Estos dispositivos están disponibles en versiones con interfaz PROFIBUS DP / PA
y comunicación HART. La mayoría de los dispositivos ya está integrado en el catálogo de
equipos del Process Device Manager SIMATIC PDM.

75
Principales Ventajas.
• Extenso catálogo de módulos I / O.
- Módulos de señal estándar rentables
- Diagnóstico de los módulos con capacidad de control del sistema con un
valor de sustitución de alimentación hacia adelante para cada activación
del canal.
- Intrínsecamente seguro (Ex) módulos para la conexión de actuadores y
sensores en la zona 0/1.
- Módulos de función (por ejemplo, controlador, el motor de arranque, la
escala / contador de módulo).
- HART (módulos para la integración de dispositivos de campo HART).
- Módulos de seguridad para aplicaciones de seguridad.
- S7 400 módulos E / S para la CPU principal de rack.
• La amplia gama de productos permite la adaptación flexible a la estructura de la
planta.
• Cableado reducido y bajos costos de ingeniería.
• Tecnología de seguridad integrada para muchos dispositivos.
• Baja los costos de puesta en servicio, de servicio y el ciclo de vida.
• La conexión de E / S distribuidas a través de PROFIBUS-DP pueden ser: eléctrica, a
través de fibra óptica, simple o redundante.
• La interacción y la intercambiabilidad de los equipos también se asegura de
opciones de expansión futura y protege su inversión.
• Los módulos con capacidad hot-swap permite que los cambios de E / S de
configuración durante el funcionamiento.
• AS-Interface para una fácil integración de actuadores y sensores.

76
3.7 Controladores para el Sistema PCS 7.
Figura Nº44: Diferentes gamas de los controladores.
3.7.1 SIMATIC S7-300 – Controlador para la automatización de la
producción.

77
Alta rentabilidad.
• Pequeño tamaño con mínimas exigencias de espacio, p. ej. CPUs solo 40 mm de
ancho.
• Funciones e interfases de comunicación integradas ahorran tarjetas adicionales.
• Libre de mantenimiento gracias a la innovativa Micro Memory Card.
Amplia gama de aplicaciones.
• Amplia gama de tarjetas para diferentes aplicaciones, como regulación,
posicionamiento, control de levas ,...
• Aplicaciones de seguridad y estándar en una misma CPU, ahorra el control de
seguridad por separado
• Aplicaciones de Motion Control y estándar en una misma CPU, ahorra el control de
movimientos por separado
• CPUs estándar.
• CPU 312 Para pequeñas tareas de automatización.
• CPU 314 Para instalaciones con exigencias adicionales de programación y la
velocidad de tratamiento.
• CPU 315-2 DP Para instalaciones con grado de programación medio/alto y
ejecuciones descentralizadas a través de PROFIBUS DP.
• CPU 315-2 PN/DP Para instalaciones con exigencias de programación media/alta
y ejecución descentralizada a través de PROFIBUS DP y PROFINET I/O; utilizable
como inteligencia distribuida en Component Based Automation (CbA) en Profinet.
• CPU 317-2 DP Para instalaciones con altas exigencias de CPU con programación
y ejecución descentralizada a través de PROFIBUS DP / PROFINET.
• CPU 317-2 PN/DP Para instalaciones con altas exigencias de programación y
ejecución descentralizada a través de PROFIBUS DP y PROFINET I/O; utilizables
como inteligencia distribuida en CbA en PROFINET.
• CPU 318-2 DP Para instalaciones con una muy alta exigencia de programación,
conexión a redes, asi como ejecución descentralizada a través de PROFIBUS DP.

78
3.7.2 SIMATIC S7-400 – Estación de Automatización AS
Es necesario repasar y conocer físicamente los módulos de una estación de
automatización (AS) antes de iniciar una configuración de hardware a nuestro control de
proceso distribuido S7, por lo anterior, lo primero que debemos conocer para poder
configurar de manera correcta son sus MLFB de cada módulo de nuestro controlador que
permite que se identifique el producto con nuetro PCS 7.
Lo segundo es saber que la CPU incluye hardware y firmware que procesa un programa S7
que se carga de la Estación de Ingeniería (ES) a través del bus de planta, la CPU
corresponde a la serie Siemens Simatic S7 400, el cual puede comunicarse además con el
nivel de campo mediante profibus dp.
Un As consta de los siguientes módulos:
• Portador de módulos (Rack)
• Fuente de poder (PS)
• Unidad Central de Procesamiento (CPU), con interfaz interna Profibus DP
• Procesador de comunicación para bus de planta (CP para Ethernet)

79
CPUs S7-400 Gama escalonada en potencia
PLC y HMI en uno S7-300 y panel de operador en un mismo equipo
• Montaje directamente sobre la máquina
• Mínimos costes de montaje por solución compacta lista para funcionar
• Reducción de los costes de adquisición respecto a soluciones modulares
En la sigueinte imagen se aprecian las pantallas para el uso de HMI en terreno:

80
• SIMATIC - Instalaciones de seguridad Para todos los sectores industriales
• SIMATIC S7 alta disponibilidad

81
Los conceptos de automatización para la realización de aplicaciones modulares basadas en
el estándar abierto PROFINET son:
• Modularización sencilla de instalaciones y líneas de producción por medio de
inteligencia distribuida.
• Comunicación Máquina / Máquina en toda la línea de producción.
• Configuración gráfica de la comunicación
SIMATIC Software – Integración de todos los componentes de automatización.
• SIMATIC Software Menos costes en todas las fases del proyecto.

82
CAPITULO 4
DESARROLLO DEL SISTEMA A CONFIGURAR EN PCS7.
4.1 Creacion Proyecto Laboratorio Uach (forma manual).
Iniciar SIMATIC Manager
1.- Ir a New.
2.- Dar un nombre a nuestro proyecto.
Una vez creado nuestro proyecto se deberá insertar el
controlador S7-400, el cual se deberá configurar todas
sus partes que lo componen en el software PCS 7.
Portador de Módulos (Rack), Fuente de alimentación
(PS), Unidad central de Procesamiento (CPU),
Procesador de comunicación para red de planta (CP) para
Ethernet, Procesador de comunicación para bus de campo
(CP) para PROFIBUS DP y Módulos de entradas y
salidas.
Se debe hacer doble click en Hardware
Posteriormente como mencionamos el Controlador S7-
400 tiene varios componentes que ya fueron
mencionados: Rack, Ps, Cpu, CP y se procederá a
incorporar cada uno de ellos.
Se revisa el LMFB del módulo o rack que se va a
configurar y ver a qué tipo corresponde (ejemplo: rack
UR2), existen varios en el listado por lo tanto es
necesario escribir el LMFB del Rack que es un número
de serie o de orden que identifica el producto (6ES7 400
1JA11 0AA0), ahora busco en los distintos UR2 hasta
encontrar el que corresponda a la identificación del
producto que tengo en terreno. Luego una vez
identificado el rack en este caso es el UR2ALU se hace
click y lo agrega el bastidor (en caso de agregar uno
distinto lo que ocurrirá que nunca se realizara la
comunicación), se puede hacer doble click o arrastrar y
llevarlo manualmente.

83
Una vez identificado el Bastidor, se procede a agregar las
entradas y salidas correspondientes a las necesidades del
proyecto.
Ahora se busca el código de la fuente de alimentación ya
que mi As como está formado por mi fuente de
alimentación, mi cpu, módulo de comunicación.
La fuente de alimentación es el 6ES7 407 0KA02 0AA0,
entonces dentro de mi familia simatic voy a buscar
fuentes de alimentación que son las PS400, click en
fuente estándar 407 de 10A, luego una vez identificada se
hace doble click y se va a ubicar en el slot 1 la fuente
Luego agregamos la CPU 414-3 XM05 0AB0, el de
procesador de comunicaciones que es 443 1EX20 0XE0,
ahora se buscara la CPU en donde dice CPU-400, existen
varios modelos de Cpu en este caso es una 414-3PP,
doble click en CPU414-3 y se busca la Cpu que tiene
como código 414-3 XM05 0AB0, nos encontramos
también que se debe elegir la versión de firmware, donde
hay que elegir la que se acerque más, sino la más baja
V5.3, en el caso que no estuviera la V5.3 en el catálogo
de hardware, escojo la V5.2 o V5.0 igual la va reconocer.
Una vez identificada la versión la marcamos y
arrastramos.
Cuando se arrastra por primera vez pregunta si se va tener
una red profibus DP sí o no de los puerto que ya tiene
integrados la Cpu, en el caso si existe y está en el puerto
X2, ese será el puerto que se ocupara para hacer la
comunicación profibus dp , entonces le decimos que SI,
va tener una red Nueva.

84
Se hace doble click en New y podremos dar un nombre a
la red que utilizaremos o por defecto el sistema la
nombrara, luego damos un OK.
Estará conectado a una red de 1.5Mbit/seg
Pueden ser distintos tipos de velocidades de
comunicación pero en este caso se tomó por defecto.
Siguiendo con la configuración vamos a propiedades,
luego ajustes de la red, aquí existes todas las velocidades
de la red, escojo una para mi configuración a realizar y
listo.
Si se configura la red con una velocidad de 12Mbits/seg., el máximo de distancia
que tendré en el segmento será hasta 100mts o 200mts, ahora en el caso que quisiéramos
llegar a otro lado es necesario utilizar por ejemplo un repetidor profibus de tal forma que
pueda hacer una amplificación de la señal. Ahora bien si mi red tiene una distancia de 600 a
1000 metros bajo la señal, esos cálculos se encuentran en una tabla o en la página de
profibus dp o un resumen de Siemens, si por ejemplo trabajo en una red a 500Kbits/seg
quizás el tamaño del segmento de la red profibus será de 600mts, sino colocar la velocidad
más baja para poder llegar a los 2000mts, sino utilizar repetidor o conversores de fibra
óptica que permite llegar a todos los lugares.( si fuera en profinet como en la UACh, se
podría trabajar a 1,5 o 12Mbit/s.

85
Esto quiere decir que la red va a estar conectada a una red profibus dp, ahora si le
elijo no conectado a la red, eso va querer decir que la Cpu no tiene asignada ninguna red
profibus dp, por lo tanto cuando conectemos el cable profibus, físicamente va estar
conectado, pero el otro puerto del conector profibus y si ahí quisiéramos conectar otro
Variador de frecuencia (VDF) y se le dice que no está conectado a ninguna red, el problema
va ser cuando descargue la configuración nunca va reconocer el dispositivo por lo tanto uno
debe asignar a una red profibus para evitar problemas en la configuración, se genera el
estado conectado, luego aceptar y va aparecer una pequeña red profibus y luego se podrán
ir agregando componentes para descargar, donde los esclavos podrían ser periferia
descentralizada, vdf, etc.
Agregamos el Procesador de almacenamiento.
Luego nos falta agregar el procesador de comunicaciones,
vamos a Cp-400 donde puede ser industrial Ethernet,
profibus dp, o punto a punto. Vamos a industrial Ethernet
click en CP443-1 y buscamos la 6ES7 443 1EX20 0XE0
tiene como version V2.0, luego la marcamos y realizamos el
mismo procedimiento donde nos indican si se va hacer una
red Ethernet con este procesador de comunicaciones.
Debemos indicar que hay una CP nueva ( la ip que sale
puede darse por defecto pero se puede cambiar si es otra que
quisiéramos asignar, ahora aparte de poder configurar la
dirección ip de la tarjeta, también se puede configurar la
mac de la tarjeta, la MAC es el número que trae cada uno de
los dispositivos electrónicos para poder acceder a la red
industrial Ethernet, asi poder acceder más simple al equipo a
través de su mac address.

86
Cuando se descargue la configuración debo seleccionar la
interface donde puedo elegir TCP-IP o ISO Industrial
Ethernet, si se elige Iso industrial Ethernet significa que voy
a ocupar la LAN, La tarjeta del computador va tratar de leer
esa información atraves de Iso industrial Ethernet, ósea a
través de la MAC, por lo tanto lo puedo hacer a través de
tcp-ip o a través de la mac address de la tarjeta siempre y
cuando seleccione la interface adecuadamente, si selecciono
MPI o profibus dp nunca me voy a poder comunicar ni
tampoco con computador porque ellos no traer una interface
para profibus dp, solo están para la MAC
Ahora la cp a configurar también trae una mac address en
este caso es la 000E8CD336DF
En el caso de ocurrir alguna modificación en mi cp en
propiedades y le coloco no conectado a la red, lo que va a
ocurrir entre el servidor y la estación de ingeniería, se hace
este cambio de setting y luego se descarga al controlador a
través de cualquier protocolo, puede ser mpi o profibus dp y
lo descargo, lo que va a ocurrir es que va reconocer el
controlador pero depuse cuando haga la comunicación va a
decir que alguien desconecto la comunicación.
Siguiente paso es compilar y guardar.
Luego comprobar coherencia de nuestra configuración.
Y Hasta aquí está configurado el rack del S7-400 que es mi
AS.
Controlador AS S7-400 configurado sus
módulos y comunicación (CP).

87
A la CP le colocaremos la dirección IP: 192.168.0.1 y a la estación 192.168.0.7
4.2 Creación de Proyecto laboratorio Uach (forma automática).
Creación de Proyecto en forma automática incluyendo el s7-
400 y el single estación.
Seleccionamos la CPU a utilizar.
Si se define 3 niveles de jerarquía, eso quiere decir que por ejemplo en un primer
nivel puedo tener la planta de filtrado, pero si hago click en la planta de filtrado puedo

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