Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

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N° 60 - JUIN 2012 simatic magazine Le magazine des produits d’automatisme et d’entraînement Chez Machines DUBUIT SIMOTION “impressionne” les objets sérigraphiés. Chez NOVELIS PAE La ligne de coulée continue est automatisée par SIMATIC. Chez AUBERT & DUVAL Une presse à forger hydraulique de 3 000 tonnes est pilotée sous PROFINET. s Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

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N° 60 - JUIN 2012

simatic magazineLe magazine des produits d’automatisme et d’entraînement

Chez Machines DUBUITSIMOTION “impressionne” les objets sérigraphiés.

Chez NOVELIS PAE La ligne de coulée continue estautomatisée par SIMATIC.

Chez AUBERT & DUVALUne presse à forger hydraulique de 3000 tonnes est pilotée sous PROFINET.

s

Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

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Nouveaux produits

Alimentations SITOPLa protection de vos installations avec lesmodules complémentaires SITOP 4

SIMATIC WinCC :L’Event Notifier pour la gestion efficacedes évènements

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ET200SP :La nouvelle gamme de périphériquesdécentralisée 22

Pupitres Comfort :Une gamme complète, riche en fonctionnalités 24

Pupitres : la gamme Basic poursuit son développement 25

SIMATIC Step 7 Safety Advanced V11 :Intégration parfaite dans TIA Portal 29

SIMATIC S7-400H :La haute disponibilité se met au vert 30

Solutions

Chez Novelis PAE, la ligne de coulée continue est automatisée par SIMATIC et entraînée par SINAMICS et SIMOTICS 6

Machines Dubuit : SIMOTION au service de l’impressionsur objets 10

Presse à forger chez Aubert et Duval :3000 tonnes de poussée sous contrôleProfinet 18

Soitec : gaz sous surveillance pour les semi conducteurs haute technologie 26

PNA conduit ses ouvrages de BasseNormandie avec WinCC 33

Solution Partner

Siemens développe de nouveauxmodules et de nouvelles interfacespour son programme Solution Partner 38

Siemens S.A.S.Secteur Industry 9, Boulevard Finot93527 St Denis Cedex 2Tél : 0 821 801 111

Rédactrice en chef : Fabienne Fremaux

Rédacteurs : Pierre Etcheberry, Yves Etche-berry, Alexis Fremin du Sartel, Frédéric Jean-paris, Laurent Mismacque, Claire Morel, FranckNoyaret, Véronique Paris, Isabelle Stoltz.

Directeur de la publication : Vincent Jauneau

Réalisation : Public’sPhotos : Siemens SAS, Siemens AGTirage : 22000 exemplairesMarques de fabrique : SIMATIC

Education

“Siemens Academy in Education” :Lancement des plates-formes pédagogiques 14

4ème challenge EducEco :Le lycée de la Morandière félicité pour sa première participation 15

Sommaire

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Siemens S.A.S. - Secteur IndustryTél. : 0821 801 111 (0,78 € TTC/mm)

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Edito

SIMATIC magazine N°60, du côté de chez nos clients…

Dans les environs de Grenoble, sur un vaste site industriel avec4500 m² de salles blanches, SOITEC, leader mondial en génération etproduction de matériaux semi-conducteurs de haute performance,détecte toute fuite de gaz dans ses unités de fabrication grâce à unesolution d’automatisme Siemens Industry.

A seulement quelques kilomètres de là, c’est chez Novelis PAE quenous retrouvons nos produits d’automatisme et d’entraînement.Variateurs SINAMICS, moteurs 1PH7 et 1FT7, automate SIMATIC S7-400sont judicieusement installés sur des machines fabriquant desfeuilles d’aluminium à partir d’un procédé révolutionnaire répondant

au doux nom de “JUMBO 3CM”.

Un petit détour par le Puy-de-Dôme, chez Aubert & Duval très exactement, où nousnous sentons tout petits face à cette immense presse à forger de 3000 tonnes, dontOILGEAR, l’intégrateur pour la partie hydraulique, à retenu Siemens pour le contrôleindustriel, les automatismes et la sécurité.

Et si on allait revoir la Normandie et ses écluses ? Napoléon III et son Eugénied’impératrice ne pouvaient rêver mieux pour leur canal de l’Orne avec ses pontstournants, son viaduc et ses passerelles. Les voilà désormais pilotés à distance par lesproduits et solutions SIMATIC répondant au mieux aux exigences de disponibilité desinstallations, de communication et de mise en réseaux.

Pour terminer notre périple technologique, retournons en région parisienne chezMachines-Dubuit, l’expert de la machine à sérigraphier sur objet, qui a égalementretenu Siemens et plus particulièrement SIMOTION pour le contrôle de mouvement deses fabrications.

Comme vous pouvez le constater, c’est chez nos clients que le scénario de notreSIMATIC 60 a été écrit en grande partie. Nous vous invitons à en découvrir l’intrigue etles multiples rebondissements.

Bonne lecture.

Jacques Ravoire, Directeur Marketing Automatisation et Branches Industrielles

magazine

Edito

simatic

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Alimentations SITOPLa protection de vos installations avec les modules complémentaires SITOP !

En association aux alimentations

SITOP, Siemens propose une gamme

de modules complémentaires pour

répondre à vos besoins en matière de

secours, de redondance, de sélectivité et

de diagnostic afin de garantir la protec-

tion et la continuité de vos installations.

Toutes nos alimentations compensent

les irrégularités du réseau d’alimenta-

tion de l’ordre de la milliseconde, en

revanche comment s’affranchir de

fluctuations plus importantes, voire,

coupure de réseau ?

Les solutions de secours adaptées à vos applications :

- Le module tampon assure une protec-tion optimale lors de micro coupures jusqu’à 3 secondes

- Le module SITOP UPS500 assure lemaintien de l’alimentation 24 V environ2-3 minutes. L’UPS500 est équipé d’uncondensateur double couche : “zéromaintenance”, et disponible en indicesde protection IP20 et IP65. Le module24V/15A avec accumulateur d’énergieintégré 2,5 ou 5kWs, combinable avecjusqu’à 3 modules d’extension (UPS501S5kWs) ne nécessite aucune ventilationsur le lieu de montage. L’UPS500 estidéal pour les applications de supervisionet toutes celles sur base PC.

- Le module SITOP DC-USV avec blocsbatteries en gel de plomb assure une autonomie de l’ordre de l’heure. Ce système offre une sécurité élevée etde haute disponibilité grâce à la sur-veillance de la capacité de fonctionne-ment, du câble d’alimentation de labatterie, de l’âge de la batterie et de l’étatde la charge.

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Nouveaux produits

SITOP UPS500

Module de redondancePSE202

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Ces deux derniers systèmes sont facile-ment intégrables dans des solutions d’au-tomatisation sur base PC par le biais d’unlogiciel gratuit. Il prend en charge le traite-ment des messages d’état ainsi que l’arrêtdu PC en toute sécurité.- Le module de redondance PSE202

découple les alimentations SITOP dumême type afin de gagner encore plusde flexibilité en cas de défaillance duréseau.

La solution de sélectivité et de diagnostic avec le SITOP PSE200 : minimiser vos arrêts de ligne et optimiser votre productivité !

Le PSE200U, 4 voies, offre une protectionsélective des différentes voies 24V contreles risques de surcharge ou de court circuits. Chaque sortie est réglable de 0,5 à 3 A, ou de 3 à 10A (selon le module4 voies), en cas de défaillance d’une ligne, le 24V reste assuré pour les autres circuits.Avec ce module vous disposez d’un diagnostic rapide, d’une localisation desdéfauts fiable à la voie et lors d’un démar-rage en limitation de fort courant d‘appel.

Isabelle Stoltz

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Nouveaux produits

Alimentation Alimentation

DC UPS Modulede sélectivité

Automate HMI Capteurs/actionneurs

Modulede redondance

24V CC 24V CC assuré

SITOP PSE2002

Du neuf sur le web :SITOP SELECTION TOOL – Choisir rapidement et simplement l’alimentation adéquate !

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Solutions

Chez Novelis PAE, la ligne de coulée continueest automatisée par SIMATIC et entraînée parSINAMICS et SIMOTICSDéveloppé dans les années soixante,

le procédé de coulée continu a connu

plusieurs générations de moyens

toujours plus performants, plus

productifs, plus automatisés pour la

production de bobines d’aluminium.

Aujourd'hui, ces machines intègrent

les produits d’automatisme de Siemens

ainsi que l’appareillage basse tension

SIRIUS Innovations. Cinq de ces

machines seront livrées en 2012.

Concepteur et fournisseur de procédéspour le traitement et la solidification d’aluminium liquide, Novelis PAE est lespécialiste des équipements dédiés auxfonderies d’aluminium réalisant des produits plats. La société compte plus de120 clients dans 45 pays différents.Le procédé Jumbo 3CM® de CouléeContinue entre Cylindres mis en œuvrepar Novelis PAE produit en continu unebande d’aluminium à partir du métalliquide. « Nous réalisons aussi des équipe-ments de traitement du métal liquide :dégazage par poche Alpur® et filtration »,précise Marc Bosch, responsable de l’activité Coulée Continue chez NovelisPAE. Installé en ligne entre le four et lamachine de coulée, le dégazeur Alpur®,avec son rotor breveté, permet, par injec-

tion d’azote et d’argon (1), l’élimination del’hydrogène dissous dans le métal et decapter les métaux alcalins et inclusionsdiverses. « L’aluminium, fondu à une tem-pérature d’environ 700 °C, est injecté hori-zontalement entre deux cylindres qui sonteux-mêmes refroidis par une circulationd’eau. Au contact des cylindres, le métal se solidifie, puis est laminé dans l’entrefer,espace entre les cylindres, maintenu constant

par un système de serrage hydraulique deplusieurs tonnes. On obtient une bandesolidifiée d’environ 5 mm d’épaisseur, etdont la largeur varie généralement entre1,6 à 2 mètres voire 2,3 mètres pour lesplus grosses installations », poursuit MarcBosch. Le produit semi-fini se présentesous la forme d’une bobine de 2 mètres dediamètre et pesant une vingtaine detonnes. Celle-ci sera ultérieurementlaminée à froid jusqu’à son épaisseurfinale qui varie de 0,5 à 2 mm pour lestôles (bardages de bâtiments, planchers),de 100 à 200 m pour les bandes minces(ailettes d’échangeurs thermiques, gainesélectriques et conduites de ventilation),de 6 à 50 m pour les feuilles minces (bar-quettes alimentaires, aluminium ménager,emballage alimentaire) et l’emballageflexible (briques de boissons alimentaires,produits pharmaceutiques…). Les campagnes de production en continudurent entre une et deux semaines. L’in-jecteur en céramique chargé d’alimenterles cylindres en métal liquide est remplacéà chaque nouveau démarrage. Les cylindres,quant à eux font l’objet d’une mainte-nance toutes les deux campagnes.

Bobine en sortie du procédé Jumbo 3CM®. Au fond : les bobines produites par ce procédé.

Vue d’ensemble d’une ligne complète de production debandes d’aluminium installée en Chine.

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Solutions

De nouvelles technologies sont apparuesau cours des dernières années comme lecontrôle de position et de pression du serrage hydraulique des cylindres, l’entraî-nement par moteur à courant alternatif(en lieu et place du courant continu) des cylindres et de la bobineuse, et lesautomatismes : automates programma-bles, réseaux de communication indus-trielle, supervision (interface opérateur,gestion de bases de données).

Le contrôle commande des lignes decoulée continue

Loup durpoix, responsable du départe-ment Electricité chez Novelis PAE, décritchaque machine, « dotée d’un système decontrôle commande constitué d’unearmoire de puissance pour les variateurs etd’une armoire de puissance “distribution

générale” pour l’ensemble de la machine etses sous-ensembles : poches Alpur®, filtresaluminium… ».La distribution d'énergie de la partie entraî-nement (drive) est protégée par un disjonc-teur ouvert 3WL raccordé au réseauélectrique. Un ensemble variateur SINA-MICS S120 alimente les moteurs principaux.Un module d’alimentation 4Q SmartInfeed de 500 kw, autorisant la réinjectionde l’énergie de freinage sur le réseau,génère une tension continue qui est distribuée via un bus à cinq onduleurspour l’entraînement à vitesse variable desmoteurs asynchrones 1PH7 (cylindres etenrouleur) et de servo- moteurs 1FK7(translation d’un système de pulvérisationd’une solution à base de graphite sur lescylindres de façon à éviter le collage dumétal). C’est une connexion SINAMICS Drive-CLiQ

De gauche à droite : Loup Durpoix (Novelis PAE),

Philippe Degruel (Siemens) et Marc Bosch (Novelis PAE).

Trois SINAMICS S120 pilotées par CU320.Cette première armoire de puissance ali-mente les variateurs de la chaîne cinéma-tique : les deux cylindres et l’enrouleur.

Novelis PAE, spécialiste des fonderies d’aluminiumInstallée à Voreppe près de Grenoble et issue du Groupe Pechiney, Novelis PAE est unfournisseur d’équipements pour les fonderies d’aluminium. Le sigle PAE rappelle sonancien nom Pechiney Aluminium Engineering. Sa gamme de produits comprend :- les coulées continues de bande;- Les coulées verticales de plaques et billettes;- Les systèmes de dégazage et de filtration de métal liquide.

Depuis 2005, Novelis PAE fait partie du groupe Novelis, leader mondial de la productionde bandes et tôles en aluminium, qui appartient depuis 2007 au groupe indien AdityaBirla basé à Mumbai.Novelis PAE réalise la majeure partie de son chiffre d’affaires dans les pays émergentstels la Chine, L’Inde, la Russie, le Brésil et la Turquie où se trouvent les principauxinvestissements dans la production et la transformation de l’aluminium. Outre lafourniture des équipements, elle assure également la mise en service et la formation des opérateurs de ses clients.

Pupitre opérateur SIMATIC MP 377installé devant la cage supportant lescylindres. Le métal liquide, amené parles goulottes, passe entre les cylindres.

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L’ensemble de l’installation est piloté par unautomate SIMATIC S7-400 relié via leréseau de terrain PROFIBUS DP à des stations d’entrées/sorties déportées ET 200M et ET 200S de l’armoire de distri-bution, de la centrale hydraulique, de lapoche Alpur®, de la cage, de la cisaille, dela pulvérisation, de la fraiseuse de rive, etdu pupitre principal. « Nous avons conçu unsystème très modulaire dont les principespermettent de limiter les temps d’études etde gagner beaucoup de temps lors de lamise en service », note Loup Durpoix. De son côté, l’automate programmable est raccordé via un réseau Ethernet au système de supervision.Enfin, la conduite de la machine estassurée par deux multipanels SIMATIC MP 377 à écran tactile de 15 pouces, l’unpositionné à proximité de la cage, l’autreprès de la poche Alpur®. Disjoncteursmoteurs… Contacteurs moteurs… Départsmoteurs compacts… L’appareillage bassetension est lui-même réalisé avec des produits Siemens de la gamme SIRIUSInnovations. La facilité de mise en œuvreet les gains de temps de câblage ont étéappréciés note Jean-Paul Germain lechargé d’affaire de Cegelec, Agence Dauphiné, fournisseur habituel de NovelisPAE pour la fabrication des équipementsélectriques.

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Solutions

qui assure la liaison entre les moteurs, lesonduleurs l’alimentation et les unités decontrôle du système S120, simplifiant lamise en service. Lors de la configuration,le variateur reconnaît directement lemoteur, ce qui procure un gain de tempslors de la mise en service et autorise desoptimisations plus aisées. Quant au rotordu dégazeur Alpur®, sa vitesse estcontrôlée par le convertisseur de fréquences compact SINAMICS G120Cchargé de piloter les entraînements auxi-liaires: la facilité de sa mise en route a étégrandement appréciée. « C’est le premiervariateur simple », commente un techni-cien de Novelis PAE : « il est possible de leparamétrer sans avoir à consulter lamoindre documentation. Jusqu’alors, onnous proposait des variateurs sophistiqués,même pour des applications simples. Il fallait passer beaucoup de temps pour les mettre en route. Le SINAMICS G120C estparfaitement adapté à la maintenance :tout le programme est sauvegardé dansune carte SIMATIC Micro Memory Card ouMMC. Il suffit que le technicien de mainte-nance habilité pour la changer, insère laMMC regroupant tous les programmes duvariateur dans l’appareil de substitution ».D’autres variateurs compacts de la mêmegamme servent à l’entraînement d’une fraiseuse de rive et à l’apport de fil affinant.

Vue d’ensemble des armoires électriques.

Variateurs SINAMICS G120C servant àpiloter l’entraînement des fraiseuses derives et du fil affinant.

La carte MMC dans laquelle se trouvent lesprogrammes du SINAMICS G120C : très pra-tique pour la maintenance de l’installation !

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Solutions

L’avis de l’expert :Philippe Degruel, responsable commercialrégional, Siemens Industry

L'architecture très modulaire et l'organi-sation du software qui permettent des'adapter aux configurations particu-lières de chaque projet ont permis deréduire considérablement les temps d'étude et de mise en service. Dans les dernières réalisations, le pas-sage au SINAMICS S120 a permis deréduire les coûts matériels. Le logiciel“Starter” commun à toute la gamme devariateurs, associé à Drive ES, pour unecomplète intégration à STEP 7 et au busDrive Click ont simplifié le paramétrageet les sauvegardes de projet. Enfin,SINAMICS G120C a été très appréciépour sa convivialité et sa facilité. Un produit qui plaira c'est sûr à nos clientset à tous les services de maintenance.

Et demain ?

Bien adapté aux structures modulaires detelles machines susceptibles d’être compo-sées à la demande en respect des besoinsde chacun. « Il permettrait de constituerdes blocs de programme mis en biblio-thèque et correspondant à chaque partiede la machine », conclut Philippe Degruelconstatant par ailleurs que l’utilisation du

Drive Click est une première pour NovelisPAE.

(1) : gaz inerte, incolore, constituant environ lecentième de l’atmosphère terrestre.

1PH7 Moteurs asynchrone pour cages et enrouleur

1PH7 servomotors pourla pulvérisation des cylindres

1LE1 IE2 pour rotorAlpur ; Fraiseuse et fil

affinant

Connections : Drive Click jusqu’aux moteurs (type, vitesse, température…)

Système de supervision, data manager et base de donnée oracle…

MP377MP377

S7 400

PRO

FIB

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DP

3WL

Drive system Sinamics S120

DC Supply

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ET200-M Armoire de distribution

ET200-M Centrale hydraulique

ET200-M Poche Alpur

ET200-M Cages

ET200-M Cisaille

ET200-M Pupitre principale

ET200-S Pulvérisation

ET200-S Fraiseuse de rive

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Appareillage basse tension : disjoncteurs (réchauffeurs d’injecteurs, résistances chauffantesde l’Alpur®), départs moteurs SIRIUS Innovations 3RV20 et fusibles sont clipsés sur le jeude barres, et les fusibles, ce qui facilite la mise en œuvre et réduit le temps de câblage.

L'architecture 3C Novelis

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Machines DubuitSIMOTION au service de l’impression sur objets

Depuis 5 ans, le spécialiste de la

machine à sérigraphier sur objets

a opté pour une solution de contrôle-

commande et de contrôle industriel

Siemens systématiquement appli-

quée à l’ensemble de ces nouveaux

projets. Le métier de la sérigraphie

nécessite la mise en œuvre de nomb-

reux axes synchronisés, pour un

travail précis et rapide.

Chacun de nous, sans le savoir, achèterégulièrement des biens de consomma-tion sérigraphiés sur une machine duGroupe Dubuit. Machines Dubuit, filialeéponyme du groupe familial, est aujour-d’hui un des spécialistes mondiaux de lamachine d’impression directe sur objetspar sérigraphie, mais aussi par tampogra-phie, par marquage à chaud et par jetd’encre.

Trois familles de clients

Le fabricant de machines gère troisgrandes familles de clients de l’industriemanufacturière. Les grands verriers inter-nationaux pour la réalisation de bouteilleset de flacons en tous genres. Les fournis-seurs des

groupes cosmétiques, fabricants de tubeset objets en plastique extrudé. Enfin, plusrécemment, les industriels du capteurphotovoltaïque, pour réaliser l’étapeincontournable de sérigraphie des pistesélectriques sur les wafers en silicium.

Machines standards adaptées

Machines Dubuit conçoit et réalise aujour-d’hui sur son site de Noisy-le-Grand,

des machines d’impression surobjets adaptées aux besoins spéci-

fiques des clients industriels. Surune base de machines stan-

dards, le bureaud’études adapte leprocess d’impres-sion aux sériesd’objets desclients. « Ce prin-cipe général nousconduit à proposerdes machines flexibles d’unegrande modula-rité, souligne Yannick Ingue-neau, respon-sable du bureaud’études élec-

triques chez Machines Dubuit. Hormispour la sérigraphie sur wafers, nous livronsrarement deux machines identiques ! »Dans un bâtiment industriel de 7500 m²,les machines sont assemblées à partir d’éléments mécaniques réalisés eninterne, selon un haut niveau d’intégra-tion. A lui seul, le bureau d’études électriques comprend une équipe de 7 personnes. De quoi maîtriser et appli-quer un large savoir-faire en électricité,automatisme et contrôle de mouvement.

Solutions

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Sur la machine à jet d’encre, l’IHM permet directement de programmerune mise en fabrication à partir du pupitre et de modifier tous les para-mètres nécessaires. Pourquoi une double dalle ? Une des deux dallesest effectivement dédiée au pilotage de la machine. L’autre intervientpour le traitement d’image graphique (992 / machine jet d’encre) oupour l’affichage des données de vision industrielle (338 / sérigraphiesur wafers). Yannick Ingueneau, responsable du bureau

d’études électriques chez Machines Dubuit.

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Une automatisation incontournable

Les machines d’impression sur objetsprennent place dans un contexte indus-triel en proie à une grande compétitivité.En aval de l’opération d’impression, lescontenants sont remplis puis emballés,tandis que les autres objets ou élémentsimprimés sont emballés ou intégrés dansun process d’assemblage, comme cela estle cas pour les wafers. D’où le besoinpour le bureau d’études de maîtriser lar-gement les possibilités d’automatisationpour que le concept de la machine fassepreuve de capacités d’adaptation assezlarges :• Lorsqu’il passe commande d’une

machine, un industriel ne connaît pastoujours dans son ensemble la variétédes produits qu’il aura à imprimer aucours du cycle de vie de la machine ;

• Le temps de réglage de la machinedemeure une donnée cruciale. Sonergonomie mécanique et automatiséedoit offrir un maximum de souplesse,

notamment grâce aux composants decontrôle de mouvement. « Le réglagede la machine par rapport à un objetdans l’espace reste une tâche complexe,souligne Yannick Ingueneau. Deux per-sonnes au sein de notre bureau d’étudestravaillent quasiment en permanence àparfaire l’ergonomie des machines. Cechallenge est une de nos spécialités ! » ;

• La cadence d’impression peut atteindre5 000 objets/heure, voire plus. L’automa-tisation via la gestion du contrôle demouvement, mais aussi la mécanique dela machine, participent à la productivitéde la machine ;

• La précision est surtout nécessairelorsque plusieurs couleurs sérigraphiées,voire un vernis, se superposent. Enmatière d’impression jet d’encre, la sous-couche blanche doit-être impérative-ment en phase avec la dépose de l’encre.Le summum est dicté par la sérigraphiesur wafers qui nécessite une précision dequelques microns.

Vers l’offre globale

Depuis plus de 15 ans, Siemens apporteson expertise au bureau d’études deMachines Dubuit. L’aventure chez le constructeur a débuté par la variation devitesse. « Au fil des développements, nousavons appris à connaître le métier deMachines Dubuit, souligne Anne-LaureRichard, aujourd’hui responsable marke-ting Motion Control Siemens Industry. Il fut ensuite question de contrôle de mou-vement pour arriver à présent à une offreglobale d’automatisation et de contrôleindustriel. »

Actuellement, les projets de machines intè-grent une offre complète comprenant :• Motion control SIMOTION (synchronisa-

tion des axes entre eux sous PROFINET) ;• Automatismes séquentiels ;• PC industriel (gestion des données de

vision industrielle) ;• Sécurité machine (AsiSafe) ;• Interfaces homme-machine (WinCC

Flexible géré sur PC industriel ou dansSIMOTION) ;

• Equipements électriques basse tensionet contrôle industriel ;

• Régulation de chauffage des fours deséchage (pour les machines de sérigra-phie sur wafers).

Lien :www.siemens.fr/automation

Solutions

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Devant l’armoire d’automatisme et de contrôle de mouvement de la machine 992 : Anne-Laure Richard, aujourd’hui responsable marketing Motion Control Siemens Industry ;Yannick Ingueneau, responsable du bureau d’études électriques chez Machines Dubuit ;Yves Steiner, responsable commercial régional Ile-de-France Siemens Industry.

De gauche droite sur la photo : une passe-relle AS-i / Profibus-DP ; l’alimentation descontrôleurs et du bus AS-i ; 2 contrôleursAS-i (machine 992).

Spécialiste de la machined’impression directe surobjets Fort de 17 implantations dans le monde, le Groupe Dubuit fête cette année le 80e

anniversaire d’une aventure qui débutadans le 20e arrondissement parisien en1932. Dès leur création, les Machines Dubuit sesont spécialisées dans la fabrication demachines d’impression directe sur objets.A partir des années 1950, l’entreprise s’estspécialisée dans l’impression d’objets ensérigraphie et en a fait son cœur de métier.Aujourd’hui, le constructeur gère unportefeuille de plus de 200 brevets, tantfrançais qu’internationaux.Le groupe comprend aujourd’hui uneactivité de conception et de fabrication demachines d’impression et de marquage(Machines Dubuit, Teca-Print AG, DubuitReeltech, PBEMarking Systems),de conception etde fabricationd’encres (EncresDubuit), defabricationd’écrans desérigraphie(Screen Mesh)…

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Depuis quelques années, les bureaux d’études tendent à gérer les axes et lesautomatismes séquentiels sur SIMOTION.

SINAMICS S120 : la modularité du numérique

Machines Dubuit délivre une mention par-ticulière aux servo-variateurs SINAMICSS120. Le constructeur met en effet à profitle concept “Drive Cliq“ qui est une chaînenumérique connectée par prises RJ45 per-mettant de relier codeur, moteur et varia-teur. Ce concept assure une grandemodularité entre la partie électronique duvariateur et sa gestion de puissance.« SINAMICS S120 nous permet aussi d’aborder sans contraintes l’ensemble desrégimes du neutre. Par ailleurs, son buscourant continu en façade des modules,permet de recycler l’énergie lors du frei-

nage d’axes et évite l’emploi de résistancesgrâce au renvoi du surplus de courant surle réseau. Enfin, la compacité du variateurdonne lieu à des gains d’intégration. »

Plus de 100 axes électriques

Au fil des projets, Machines Dubuit a eurecours à un nombre d’axes électriquestoujours plus grand. Objectif : apporter unmaximum de flexibilité à la machine etoffrir une réponse aux différents chal-lenges précédemment énumérés, tout enallégeant l’ensemble mécanique.« Aujourd’hui, nous dépassons la centained’axes pour les machines d’impression surwafers ! », souligne Yannick Ingueneau.

Sérigraphie pour énergie photovoltaïque

La machine 338 a été conçue spécifique-ment pour sérigraphier les pistes élec-triques sur les wafers. Assemblées, cesplaques de silicium serviront à fabriquerles capteurs solaires photovoltaïques. Ici,Machines Dubuit exploite pleinement lescapacités de modularité offertes parSIMOTION. En effet, la réalisation despistes nécessite plusieurs étapes d’impres-

sion. D’où l’assemblage d’autant demodules distincts pour former la ligne desérigraphie, elle-même intégrée entre l’amont et l’aval d’une ligne de fabrication.« Nous utilisons alors un contrôleur SIMOTION sur chaque module et sansaucune contrainte quant au nombred’axes. La modularité joue en notre faveur,car le client peut souhaiter de 2 à 5modules pour composer sa machine. Dansce cas, la duplication des équipements etde la partie logicielle nous permettent degagner beaucoup de temps au niveau desétudes. La flexibilité et l’ouverture de SIMOTION nous permettent d’atteindre unegrande précision d’exécution. » Une connexion PROFINET suffit à relier età synchroniser les modules et donc l’en-semble des axes entre eux. Une synchroni-sation opérée sous un même pilotevirtuel, et selon un calcul dynamique deprofil de came. Actuellement, Machines Dubuit est l’au-teur de la machine à sérigraphier leswafers la plus rapide du monde, avec unecadence de 3 600 pièces/heure. « Uneprouesse en matière de manipulation,lorsque l’on sait qu’une plaque de siliciumprésente une épaisseur de 120 μm ! »

Solutions

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Sérigraphie : un procédé ancien et largementrépanduLa sérigraphie est un procédé d’impres-sion utilisant un écran (en tissu synthé-tique ou en métal inoxydable) qui laissepasser l’encre à travers certainesmailles laissées ouvertes afin de repro-duire le décor à imprimer. La sérigra-phie s’applique sur de nombreusesmatières : plastiques, papiers, cartons,tissus, métal, bois, verre ou céramique.C’est encore aujourd’hui le seul procédéd’impression qui permet d’obtenir desdécors parfaitement opaques.

En partie supérieure des variateurs SINAMICS S120, on aperçoit bien ici laliaison Drive Cliq effectuant le pontage numérique entre modules (câble gris).

En haut à droite, le contrôleurde mouvement SIMOTION auformat PC industriel.En bas, les entrées sortiesmodulaires ET200S (machine 992).

L’armoire de commande desmachines est égalementéquipée de solutions de contrôle industriel Siemens.

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L’avis de l’expert :Yves Steiner, responsablecommercial régional Ile-de-France Siemens Industry

« Machines Dubuit maîtriseparfaitement l’applicatif pour chacunede ses machines. Nous développonscependant les architectures adaptées etcompétitives en partenariat, enintervenant très en amont des projets.Ainsi, le bureau d’études peutsereinement poursuivre sesdéveloppements sur une basetechnique pérenne et optimisée.La recherche d’ergonomie, de précisionet de productivité sur les machinespousse Machines Dubuit à l’intégrationde solutions d’automatisme globales,par définition mieux placées pouratteindre un niveau élevé deperformance ».Et Yannick Ingueneau d’ajouter : « Cepartenariat nous permet de prendreconnaissance de la performance desproduits Siemens très en amont de nosdéveloppements. De quoi trouver plusrapidement la meilleure architecture. »

La 338 embarque plusieurs modulesSIMOTION, des servo-variateurs SINAMICSS120, des moteurs de la gamme 1FK7, unpupitre sous Wincc Flexible… « L’ensemblepermet une maintenance sans PC, grâce àla présence de cartes CompactFlash surSIMOTION et SINAMICS. Il suffit juste deremplacer l’équipement et d’y introduire lacarte sur laquelle se trouve le logiciel. »

Impression jet d’encre : la révolution en tube !

Comparativement à la technologie d’im-pression par sérigraphie, l’impression jetd’encre sur matière plastique, limite grandement les contraintes de réglagemachine. Ambassadrice de ce conceptd’impression, la machine 992 est une

première mondiale au catalogue du cons-tructeur ! Il faut pour cela rappeler que lesinvestigations menées par MachinesDubuit dès la fin des années 90, sontentrées dans une phase industrielledepuis bientôt 3 ans. « Nous sommes précurseur dans ce domaine de l’impres-sion jet d’encre et poursuivons le dévelop-pement de cette technologie grâce à uneforte R&D interne », ajoute Yannick Ingueneau.Aujourd’hui Machines Dubuit proposed’imprimer sur une surface plane ou surtubes de diamètres 30 à 60 mm (avantremplissage, un tube présente un profilcylindrique régulier). La machine d’impres-sion jet d’encre est particulièrement exi-geant en matière de précision et derapidité.

Une même machinecompacte et autonome,mixe généralement lesétapes de sérigraphie(dépose d’une sous-couche blanche), d’im-pression jet d’encre(dépose de la “photo“),puis de vernissage pourfixer le tout.« Nous avons opté icipour l’intégration d’uncontrôleur SIMOTION surbase PC capable de gérerles 40 axes de la machineet les automatismes

séquentiels. Ce contrôleur héberge WinCC Flexible pour la gestion d’une IHM avecdouble dalle tactile 19 pouces 16/9e. » La sécurité machine sous contrôleur AsiSafe gère une trentaine de boutons etde voyants (automatismes fonctionnels de commande), 7 arrêts d’urgence et descontacts d’ouverture pour 7 portes.

Solutions

SIMATIC - 06/2012 13

Schéma type de l’automatisation d’une machine de sérigraphie surwafers (machine 338). Les deux modules présentés ici côte à côtepeuvent être complétés très simplement par d’autres modules.

Cette machine dédiée à la sérigraphie sur wafersest constituée de plusieurs modules de conceptionidentique placés bout à bout afin de réaliser des différentes couches de sérigraphie.

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Education Nationale

“Siemens Academy in Automation”Lancement des plates-formes pédagogiques

L’arrivée de TIA Portal, la nouvelle

plate-forme logicielle de Siemens,

se traduit par le lancement de nou-

veaux packages de formation et de

nouvelles perspectives pédago-

giques. L’usine numérique en est une.

C’est pourquoi la Branche Éducation

Nationale de Siemens investit dans ce

sens : mise à disposition de matériels

et de logiciels, gestion de projet,

implantation de plates-formes

“Siemens Academy in Automation”.

Le TIA Portal (Totally Integrated AutomationPortal) est le nouvel environnement intuitif,efficace, éprouvé, d’automatisation de Sie-mens. Il fédère au sein d’un seul environne-ment de développement, tous les outilslogiciels d’automatisation. Il assure à l’utili-sateur le contrôle total de la configuration,de la commande, du diagnostic et de lamaintenance des systèmes d’automatisa-tion, le plus simplement du monde, à partird’un seul écran. TIA Portal est intégré pardéfaut dans l’atelier logiciel SIMATIC STEP 7et dans le système de supervision SIMATICWinCC. Aujourd’hui, l’offre pédagogique de Sie-mens Éducation s’enrichit de nouveaux pac-kages de formation avec TIA Portal : laBranche Éducation Nationale souhaiteaccompagner cette démarche en lui don-nant une impulsion forte auprès des acadé-mies afin que celles-ci intègrent TIA Portaldans leur cursus de formation. À cet effet,

une opération majeure est lancée par laBranche Éducation Nationale avec un inves-tissement dans la création et la mise enplace de plates-formes "Siemens Academyin Automation" à raison d’un établissementpar académie. De plus, ce programme seraaccompagné d’un volet de certification desenseignants de l’établissement. Effective-ment les enseignants certifiés pourront àleur tour certifier les élèves qui le souhai-tent, permettant de leur attribuer une com-pétence officielle sur les matériels deSiemens.

Le programme “Siemens Academy inAutomation”

L’objectif actuel est de lancer l’équipementdans quelques académies au cours del’année scolaire 2011/2012, et de pour-suivre cette démarche tout au long desdeux années suivantes. La plate-forme TIAPortal sera mise à la disposition d’un éta-blissement de chaque académie. D’ores etdéjà, l’une des premières plates-formes està l’ouvrage au lycée Léonce Vieljeux de La

Rochelle, établissement pilote de la régionOuest, de façon à mettre au point ce programme “Siemens Academy in Auto-mation”, en ce qui concerne l’installationtechnique de la plate-forme. Enfin, le programme de certification est en piloteau lycée Chevrollier d’Angers, pour la miseen place de la certification des élèves.Installation… Mise en œuvre du matériel…Mise en service… Formation des équipesenseignantes… Les enseignants certifiéstravailleront tout au long de l’année avecleurs élèves sur le TIA Portal, avec en lignede mire, à la fin de l’année scolaire, l’épreuve de certification proposée par Siemens à laquelle s’attaqueront les élèvesqui le souhaitent, tout en préparant leurdiplôme. Ces derniers pourront ainsi indiquer sur leur Curriculum Vitae unecompétence complémentaire auxdiplômes académiques acquis au cours deleur cursus.Cette structure "Siemens Academy inAutomation" est bien entendu accessible àtout établissement qui le souhaite.

14 SIMATIC - 06/2012

Page 15: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Education Nationale

La plate-forme TIA Portal, pour gérer latotalité d’une installation automatisée

L’architecture matérielle de la plate-formeTIA Portal destinée aux établissementsscolaires est constituée de :- L’automate modulaire SIMATIC S7-1200

qui se caractérise par son extrême simpli-cité de montage, de programmation etde manipulation. Il intègre un éventailtrès complet de fonctions technologiques(comptage, mesure, régulation, MotionControl) et une interface PROFINET pourla communication avec une interfacehomme-machine (ou d’autres contrôleursSIMATIC),

- Un pupitre opérateur tactile tel que leSIMATIC TP 177B,

- Le système de communication PROFINET,avec un switch SCALANCE X200,

- Une fonction technologique autour dupilotage d’axes et du positionnement(système d’entraînement SINAMICSS120) et un moteur brushless 1FK7,

- Un système RFID (RF 300).Du côté des logiciels, la plate-forme TIAPortal pour la “Siemens Academy in Automation” comportera :- Le système d’ingénierie intégrée SIMATIC

STEP 7,- Le système de supervision SIMATIC

WinCC, avec la fonction Runtime Supervision PC.

L’établissement, s’il le souhaite, pourracompléter cette configuration, parexemple avec une fonction WiFi, un pointd’accès SCALANCE W788 et un accèsclient SCALANCE W747.

Laurent Mismacque / Alexis Fremin du Sartel

Parrainé par l’Éducation Nationale et orga-nisé par AD3E (Association pour le Dévelop-pement d’Épreuves Éducatives pourl’Ecomobilité), le challenge EducEco estune compétition sur le circuit de Nogaro(Gers). Dans “cette course à l’innovationpour une mobilité durable”, les étudiantsdoivent concevoir un véhicule automobilequi va parcourir une distance de 25 kmavec le minimum d’équivalent de carbu-rant. Ce sont 114 équipes, soit 1 500 élèveset 250 professeurs d’établissements de formation scolaires et universitaires, qui sesont pré-inscrites pour l’édition qui s’estdéroulée du 2 au 4 mai dernier sur le circuitPaul Armagnac de Nogaro (Gers). Ceséquipes devaient parcourir 7 tours du circuit à une vitesse moyenne de 30 km/h,soit environ 25 km, en utilisant le minimumd’énergie.

Depuis la mise en place du premier Chal-lenge EducEco en 2009, le règlement AD3Ede la compétition a évolué avec l’apparitiondes véhicules “tout électriques" dans lesgroupes "Prototype" et "Eco-citadin”, et l’accueil de véhicules Eco-citadins endémonstration pour une nouvelle catégorie: les véhicules hybrides combinant motori-sations thermique et électrique.Siemens est partenaire et sponsor de ceChallenge EducEco depuis 4 ans. De plusSiemens Education, a pris la présidence dujury pour cette édition. Cette année, Siemens a décidé de s’impliquer davantageen supportant les étudiants du lycée LaMorandière (Granville). Leur décision departiciper au Challenge EducEco a été priseen octobre 2011, ce qui a laissé très peu detemps pour créer un tout nouveau véhi-cule. Les étudiants, associés à leur équipe

SIMATIC - 06/2012 15

4e Challenge EducEco, Le lycée de la Morandière félicité pour sa première participationLe Challenge EducEco met des étudiants en compétition pour concevoir,

étudier, construire et adopter une stratégie de conduite pour des véhicules

économes en énergie et respectueux de l’environnement. Les étudiants du

lycée Juilot La Morandière ont bénéficié du soutien technique et financier de

Siemens, partenaire depuis 4 ans de ce challenge.

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Education Nationale

pédagogique, ont conçu et réalisé un véhicule hybride (sans plomb, électrique)baptisé La Granvillaise, qui a concouru dansla catégorie "Ecocitadine hybride" tentantde préfigurer le véhicule citadin de demain.

Un projet pédagogique ambitieux

Quatre étudiants de BTS Électrotechniqueont été chargés du projet : Yohan Picot(moteur thermique et alternateur), RémyTardif (supercondensateurs et gestion dubus continu), Guillaume Savary (motova-riateur) et Maxime Dubourg (coordinationdes groupes de travail, carrosserie et ges-tion de l’ensemble). Deux enseignants ontété particulièrement impliqués : FranckLeservot (Professeur d’électrotechnique),Patrick Mauduit (enseignant en mainte-nance automobile) et Patrice Philip (Professeur de physique). Leur stratégies’est appuyée sur trois axes :1) Fédérer plusieurs sections du lycée surce projet, ce qui a conduit à choisir unemotorisation hybride afin de travailleravec les étudiants de bac pro maintenanceautomobile.2) Choisir des solutions simples… D’où lechoix d’une hybridation série, associant unentraînement électrique et un moteurthermique. La chaîne de contrôle com-mande a été réalisée avec le pupitreSIMATIC TP 177B en liaison avec un ET

200S CPU pour le pilotage du véhicule.3) Réaliser une faible consommation, ense centrant cette année sur le choix dumoteur thermique pour recharger lessupercondensateurs servant à alimenterles motovariateurs d’entraînement desroues.La Granvillaise n’a pu totaliser que 4 toursde circuit sur les 7 nécessaires, pour unevoiture encore au stade du prototype.Néanmoins, reconnaissons que la perfor-mance est belle dans la mesure où les étu-diants de Granville ont créé un toutnouveau véhicule en un laps de temps trèscourt, qu’ils l’ont équipé intégralement enmatériels industriels, et qu’ils ont déve-loppé tous les programmes requis…

De plus, dans cette catégorie très com-plexe des véhicules hybrides, seules troiséquipes sur cent ont osé relever le défi.Aucune n’a toutefois pu terminer l'épreuve, au demeurant comme l’an dernier. Autant dire que ces résultats inci-tent à continuer l’aventure au cours desprochaines années, et dès 2013, à envi-sager des améliorations qui s’imposent,encore et toujours avec le sponsoring et lesoutien technique de Siemens.Le haut niveau de technicité et la qualitéde l’engagement des étudiants de Granville ont été remarqués par le jury,ainsi que le travail de modélisation et letraitement de la sécurité… Ce qui a valu à l’équipe du lycée La Moran-

dière, une mention spé-ciale du jury.

Alexis Fremin duSartel

16 SIMATIC - 06/2012

Page 17: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

SIMATIC - 06/2012 17

SIMATIC WinCCL’Event Notifier pour la gestion efficace des événementsWinCC Event Notifier : cette nouvelle

option de WinCC notifie des

événements sous la forme d’envoi

d’e-mails à des opérateurs désignés,

en cas d’apparition d’une alarme.

La fonction Event Notifier affiche sur l’é-cran WinCC une interface identique à celled’une autre option très récente : WinCCCalendar. Elle autorise le choix des opéra-teurs appelés à recevoir l’alarme, soitselon la nature de celle-ci, soit selonl’heure de la journée à laquelle elle appa-raît… Si l’opérateur n’acquitte pas enrépondant à l’e-mail, ce dernier est alorsenvoyé automatiquement à un autre opé-rateur.Cette fonction de gestion des événementscomporte deux modes defonctionnement :- L’ingénierie permet la définition dans

WinCC des opérateurs (et des groupesd’opérateurs) appelés à recevoir les e-mails en cas d’apparition d’un événe-ment, mais aussi la nature des alarmessusceptibles de générer une cascade d’e-mails à des opérateurs désignés. Idéalpour la gestion d’astreinte.

- Le mode "runtime" (exploitation) : Event Notifier affiche une interface quiressemble étrangement à celle deMS/Outlook, avec notamment un calen-drier permettant la notification des événements jour après jour, semaine oumois, comme on le fait aujourd’hui trèssimplement, pour gérer des tâches avecle calendrier d’Outlook. Il est possible d’y faire figurer les horaires autoriséspour l’émission d’alarmes vers certainsopérateurs, et, le cas échéant de façonrécurrente ou périodique, comme on lepratique pour la gestion des tâches avecOutlook.

Mille autres raisons d’adopter Event Notifier

L’utilisateur peut également préciser lesraisons pour lesquelles une alarme estnotifiée en faisant usage des messagessystème habituels de WinCC, en indiquant

le lieu concerné par l’alarme, sa priorité, la classe de l’alarme, comme le libellé decelle-ci. Lorsqu’un événement apparaît aucours d’une opération continue s’étalantsur plusieurs équipes, Event Notifier estl’outil idéal pour informer précisément lesupport technique, et lui indiquer l’empla-cement précis du problème, le type duditproblème et la machine impliquée.Les personnes susceptibles d’être destina-taires de l’alarme peuvent elles-mêmesêtre sélectionnées directement parmi lescontacts du User Administrator de WinCC.Les opérations sont réalisées en toute sécurité car Event Notifier prend en compteles niveaux d’authentification des opérateurs définis dans User Administrator. Admettons que la notification porte surplusieurs personnes ou groupes de personnes durant le même intervalle detemps : il est possible de prévoir une pro-gressivité dans l’escalade des notifications,en implémentant des niveaux d’escaladeindividuels. Si l’opérateur présent dans cetintervalle de temps ne répond pas durantle laps de temps imparti, automatique-ment, Event Notifier bascule l’alarme versun autre opérateur. Dès lors qu’un desti-nataire répond en acquittant l’alarme quilui est notifiée, alors toutes les personnesayant été contactées au cours de l’esca-lade reçoivent le message d’acquittement.Event Notifier fournit des calendriers queles utilisateurs sélectionnent de façon trèslibre : ils ont la capacité d’éditer le contenud’une fenêtre, définir des événementsrécurrents ou périodiques, y compris lesexceptions qui s’imposent. Ce calendrier

Nouveaux produits

est en outre susceptible d’être intégrédans une page WinCC au travers d’unobjet “Net Control” qui autorise une repré-sentation claire et des opérations intui-tives, même durant la phase de runtime.L’option de WinCC peut être utilisée avectout type de configuration, qu’il s’agissed’une configuration monoposte,client/serveur, ou redondante, voire enconjonction avec un navigateur sur le Web.

Véronique Paris

Les avantages décisifs de WinCCEvent Notifier- La simplicité d’utilisation tant en modeingénierie qu’en mode runtime,

- Une interface intuitive, similaire à Out-look, intégrée dans la vue WinCC,

- Des choix multiples d’alarmes à envoyerpar e-mail au moment opportun à diffé-rents destinataires,

- De nombreuses possibilités offertesdans les calendriers.

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Solutions

Presse à forger chez Aubert & Duval :“3 000 tonnes de poussée“ sous contrôle Profinet

Une des premières presses à forger

sous Profinet en France a été mise en

service en début de l’année sur le site

Aubert & Duval d’Issoire. Intégrateur

de la partie hydraulique, Oilgear a

choisit Siemens pour le contrôle

industriel, les automatismes de

pilotage et la sécurité machine de

l’ensemble.

Objectif : offrir à Aubert & Duval

une solution évolutive et réaliser un

projet homogène.

Sur son site industriel d’Issoire (Puy-de-Dôme), Aubert & Duval, souhaitait mettreen œuvre un nouvel outil de productionafin de réaliser, notamment pour sesclients du secteur aéronautique, de plusgrandes pièces en alliage d’aluminium.C’est ainsi qu’a été décidé la constructiond’une presse à forger hydraulique de3 000 tonnes. Dotée d’un manipulateurautomatisé, la nouvelle presse assure lamise en forme de pièces de plusieurstonnes. L’ensemble est opérationneldepuis début 2011.

Système hydraulique évolutif

« Nous avons conçu un systèmehydraulique évolutif sur la base d’une infra-structure de contrôle commande elle-même évolutive », souligne Yann Arondel,ingénieur d’application, responsable del’architecture électrique du projet chez Oilgear France.

Presse à forger sous Profinet / Profibus

La nouvelle presse à forger installée chezAubert & Duval intègre un pilotage sousProfinet et Profibus. Cette évolution auniveau de la conception Oilgear n’est pasle fruit du hasard : « Le choix de Profinetnous permet de raccourcir le temps de scrutation des entrées/sorties, explique YannArondel. De fait, le temps de cycle maximumn’est que de 5 ms. Lors de nos précédentsprojets, nous avions employé plusieurs busProfibus en parallèle, pour un résultat globalement moins performant. »Ici, un automate SIMATIC S7-319 gère lesaspects fonctionnels de la presse, dumanipulateur, ainsi que les auxiliaires. Le tout au travers de 5 stations SIMATICET200-S réparties parmi les 6 armoiresd’automatisme déportées (voir le schéma).

Un module interface gère la sécurité

Pour assurer la sécurité machine de l’outil,Oilgear a notamment installé 2 barrièresimmatérielles et un scrutateur laser afinde protéger contre l’intrusion de personneldans la zone de travail considéré commedangereuse. Les différents capteurs de pro-tection périmètrique, les arrêts d’urgence,ainsi que les actionneurs de sécurité sont reliés à des stations SIMATIC ET200-S

18 SIMATIC - 06/2012

De gauche à droite en sous-sol de la presse : Yann Arondel, ingénieur d’application chez Oilgear, responsable de l’architecture électrique du projet ; Nicolas Maerten, ingénieur devente Ile-de-France Siemens Industry ; Benoît Wostyn, responsable du département automa-tisme et électronique chez Oilgear ; Christophe Bit, ingénieur d’application, spécialiste supervision chez Oilgear.

Page 19: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

déportées dans chaque armoire d’automa-tisme, selon le même schéma que lesautomatismes fonctionnels, c’est-à-dire auplus près du terrain. Chaque stationdédiée à la sécurité (4 en tout) est reliéesous Profinet-Profisafe à un uniquemodule d’interface IM151-8F disposantd’une fonctionnalité CPU failsafe pourSIMATIC ET200-S. Rappelons que l'IM 151-8F PN/DP dispose d’une interface de com-munication Profinet intégrée. Il est parailleurs conforme aux critères de sécuritéjusqu’au niveau SIL 3 selon IEC 61508, IEC 62061 et Catégorie 4 selon EN 954-1.Ce schéma de sécurité machine est unepremière pour Oilgear sur une telle presseà forger. « En relation avec les organismesen charge de la sécurité, nous avons pris ànotre charge la certification de lamachine », souligne Benoît Wostyn,responsable du département automa-tisme et électronique chez Oilgear France.Pour cela, nous avons identifié les mouve-ments dangereux par zone et sélectionné

les composants en mouvement pouvantprésenter un danger. Les stations ET200-Sde sécurité nous apporte cette souplesse etsimplifie la conception, aussi bien que laréalisation. »Pour cette réalisation, Oilgear a en effetvolontairement séparé les automatismesfonctionnels des automatismes de sécurité.

Infrastructure électrique clé en main

Le tableau général basse tension (TGBT)Siemens (1) est dimensionné pour une puis-sance de 3 MW, bien qu’actuellementseuls 2,1 MW soit utilisés. Cela permet degarantir les perspectives d’évolutivité de lapresse. Les 5 moteurs de 315 kW chacunentraînant les pompes hydrauliques, sontgérés par des démarreurs progressifsSirius de 350 kW capables de communi-quer sous Profibus. Objectif : limiter lessurcharges de courant au démarrage. « D’une manière générale, nous étudionschez Oilgear les possibilités d’économiser

SIMATIC - 06/2012 19

Armoire automate

Armoire de puissance

Armoire salle hydraulique

Armoire zone de sécuritéArmoire manipulateur

Armoire pupitre Arrêt d’urgenceRelais de sécurité

Contrôleacquisitionde données

Contrôleacquisitionde données

Arrêt d’urgenceRelais de sécurité

Arrêt d’urgenceRelais de sécurité

Arrêt d’urgenceBannières immatérielles

Scruteur laser

Profinet-ProfisafeProfibus-DP

M

AutomateS7-319

CoupleurPN/ PN

InterfaceIM 151-8F

Démarreursprogressifs

StationET 200 S

StationET 200 S

nce

Démarragemoteurs

StationET 200 S

StationET 200 S

StationET 200 S

StationET 200 S

StationET 200 S

SwitchScalance

StationET 200 S

SwitchScalance

Automatisme “fonctionnels”

Automatisme “de sécurité”

Oilgear, spécialistede la motorisationhydrauliqueOilgear conçoit et réalise des systèmescomplets de motorisation hydraulique,notamment pour des applications deforge, de matriçage et d’extrusion, ainsique les solutions de contrôle-commandeassociées.Groupe Nord-Américain disposant dedeux usines européennes (en Espagne eten Grande-Bretagne), Oilgear estégalement présent en Allemagne, enItalie et en France. A Croissy-Beaubourg(Seine-et-Marne), une équipe de 30personnes assure notamment lesfonctions ingénierie, suivi de projets etservice après vente hydraulique.

Lien :www.siemens.fr/automation

Solutions

iSchéma de principe (non exhaustif) de l’architecture d’automatisme de la presse à forger.Grâce aux stations déportées SIMATIC ET200-S, le bureau d’études Oilgear a pu placer lesentrées/sorties au plus prêt des capteurs et des actionneurs, à la fois pour les aspects fonctionnels et de sécurité machine.

En sous-sol : la face cachée de la presse, aumoins toute aussi impressionnante que lapartie émergeante ! Hydraulique complexe,motorisation et tuyauterie se côtoient…

Page 20: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

l’énergie sur les presses à forger, lanceBenoît Wostyn. Car une presse est au reposde 50 à 70 % du temps. Alors pourquoi nepas remplacer les démarreurs progressifspar des variateurs de vitesse ? Ces dernierspermettraient de détecter le besoin deredémarrer en moins d’une seconde. Il nefaut pas oublier qu’une pompe tournant àvide consomme inutilement de la puis-sance réactive. »

Une solution intégrée

Benoît Wostyn : « Dans les systèmes quenous réalisons, le contrôle-commandeprend une place prépondérante, car nosclients aspirent à des solutions clés enmain intégrant par exemple les fonctionsde sécurité périphérique, du pupitre decommande… jusqu’à la commande desmoteurs. Le tout au travers d’un interlocu-

teur unique. Cette demande intègre égale-ment la mise en œuvre du manipulateur. »Client historique de Siemens, Oilgear avaitjusqu’alors recours aux automates et auxdémarreurs du fabricant d’Outre-Rhin.Aujourd’hui, le projet de la presse marqueun tournant important dans la relationclient/fournisseur, avec la mise en œuvred’un véritable schéma d’affaire dans lecadre d’une solution homogène. « A cetitre, nous avons coordonné les relationsentre notre client, le distributeur et letableautier », souligne Nicolas Maerten,ingénieur des ventes Siemens, Ile-de-France. Cette réalisation, comprenant12 mètres linéaires d’armoire, a été livréeclé en main sur site.

(1) Lot du projet suivi par Siemens Infrastruc-tures et Cities

Solutions

20 SIMATIC - 06/2012

Aciers spéciaux et super-alliagesAubert & Duval est l’un des principaux producteurs mondiaux d’aciers spéciaux àhautes performances et de superalliages et le deuxième producteur mondial de piècesmatricées pour l’aéronautique et la production d’énergie.Les 3 900 collaborateurs d’Aubert & Duval développent et élaborent des solutionsmétallurgiques de haute fiabilité dans de parfaites conditions de reproductibilité.Depuis ses origines en 1907, Aubert & Duval contribue aux projets des industries tellesque l’aéronautique, la compétition et l’industrie automobile, le spatial, la productiond’énergie, les transmissions, la défense, l’outillage, le nucléaire… Les produitsmétallurgiques prennent la forme de barres, billettes, demi-produits et de piècesforgées ou matricées.Depuis 1999, Aubert & Duval fait partie du groupe minier et métallurgique Eramet(plus de 15 000 collaborateurs). Aubert & Duval compose avec Erasteel, (premierproducteur mondial d’aciers rapides), la branche Eramet Alliages.

La partie puissance se concentre en12 mètres linéaires d’armoires. L’ensemble basse tension est dimensionnépour une puissance de 3 MW.

Entre l’automate S7-300 (automatismes fonctionnels) et le module interface IM151-8F(automatismes de sécurité), le coupleur PN/PN assure le dialogue et le synchronisme.

Le module interface IM151-8F de la familleSIMATIC ET200S assure la gestion de lasécurité machine grâce à une liaison Profinet jusqu’aux différents modules d’entrées/sorties déportés ET200-S.

Les modules SIMATIC ET200S dédiés à lasécurité machine sont implantés dans lesdifférentes armoires d’automatismesdéportées.

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ET 200SP : la nouvelle gamme de périphériquesdécentralisés

Le système universel ET 200SP vient

renouveler l’intérêt des périphéries

décentralisées extensibles SIMATIC.

Son champ d’applications comprend

la construction de machines

standards, les applications haute

vitesse ou encore les installations

étendues. Avec l’ET 200SP, Siemens a

véritablement conçu de nouveaux

périphériques simples d’utilisation

pour un encombrement réduit avec

des performances accrues.

Dévoilée en novembre 2011 sur le salonSPS/IPC Drive à Nuremberg et présentéepour la première fois en France au salonCFIA (mars 2012), la nouvelle gamme depériphériques décentralisés ET 200SP fut àl’honneur sur la Foire de Hanovre (avril2012).En modernisant le concept de la décentra-lisation des entrées/sorties, cette gammeIP20 remet à plat et fait évoluer les disposi-tions matérielles et logicielles du systèmeET 200S. Les premiers lancements del’ET 200SP interviendront sur le marchéfrançais dès mai 2012 pour les modulesd’E/S TOR et d’E/S analogiques sous unetête de station Profinet. La famille ET200SP sera ensuite rapidement complétéeau fil des mois.

Performances accrues

L’ET 200SP marque l’arrivée de Profinet, viale bus fond de panier, directement jusqu‘auxmodules, avec un débit jusqu’à 100 Mbits/set un temps de cycle minimum ajustable à31,25 µs, en phase avec les plus hautes per-formances de la future norme Profinet V2.3.L’ET 200SP constitue le premier systèmed’E/S à ajuster automatiquement son cycleinterne de communication avec celui del’horloge du bus Profinet. Intérêt : limiter lesfluctuations indésirables au niveau destemps de réponse et assurer par exempledes fonctions de positionnement ou desboucles de régulation plus précises.En mode IRT (Profinet isochrone tempsréel) la synchronisation est continue, duprogramme utilisateur jusqu’au terminal.SIMATIC ET 200SP se configure avec l’outilde dernière génération TIA Portal Step 7V11 et ultérieur ou avec SIMATIC Step 7V5.5 (via GSD).

Moins de références

L’utilisation de fonctionnalités nécessitantjusqu’alors plusieurs modules ou compo-sants peuvent aujourd’hui faire appel à un

seul module. D’où une réduction de 7 à 4,le nombre de variantes et de produits. Dequoi réduire les éventuels stocks chez lesdistributeurs et les stocks de maintenancedes exploitants.Par exemple, les fonctionnalités desmodules de tension pour former desgroupes de tension individuels (indicationet diagnostic de la tension, filtrage, protec-tion contre l’inversion de polarité…) ont étéintégrées dans les modules d’E/S. Il enrésulte un gain d’espace et une réductionde notamment dans le cas de modulesd’E/S multicanaux appelant un courantélevé (jusqu’à 10 A par groupe d’E/S).Autre exemple : la combinaison de plu-sieurs signaux de mesure avec les modulesanalogiques. SIMATIC ET 200SP autorise demixer sous un seul module les entrées demesure en tension et en courant. De lamême façon, un seul module permet deregrouper les sondes résistives et lesthermocouples.

Dimensions réduites pour châssis etmodules

La réduction de l'encombrement au niveaudu chassis, de la station et des modules a

22 SIMATIC - 06/2012

Nouveaux produits

Un code couleur au niveau du câblage desentrées permet de distinguer rapidement lafonction de chacune d’entre elles. Les ori-fices utiles au décâblage apparaissent surles cotés des orifices d’insertion.

SIMATIC ET 200SP : “simple to use, smallerin size, stronger in performance”.

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été un objectif majeur lors dela conception de l'ET 200SP.Le doublement du nombrede voies par module (16 entrées ou sorties TORau lieu de 8) induit à lui seulun gain important en largeur.De plus, l’intégration desmodules de puissance dansle système, permet degagner la place occupée parces derniers. C’est pourquoi,l’ET 200SP permet de réduirela largeur de 50 % enmoyenne pour une configu-ration standard.Grâce à une nouvelleconception des connecteurspar système de cage à ressort(technologie Push-in), lahauteur nécessaire pour lecâblage peut être réduite de64 %. Ainsi la hauteur del’ensemble du système est

réduite significativement, même avec unedensité élevée de connexion.Comparativement au SIMATIC ET 200S, l’encombrement en profondeur resteinchangé (76 mm), autorisant un montagedans les coffrets ou boites à bornes standards de 80 mm de profondeur.

Connectique plus rapide

Malgré la réduction d’encombrement de lastation, l’ET 200SP gagne en facilité demise en œuvre et d’exploitation. Commesur l’ET 200S, les modules continuent àrecevoir des câbles de 0,14 à 2,5 mm² desection.La nouveauté concerne l’introduction desborniers à ressortsPush-in à faible forced’insertion, per-mettent d’accroîtrel’efficacité du câblageavec une seule main etsans outil. En cas debesoin, l’extraction ducâble nécessite d’intro-duire un tournevis d’électricien et de fairepression dans un orifice situé, de façon

évidente, à coté du câble (et non au-dessusou en-dessous). Lors du câblage l’accessibi-lité est accrue par le fait que l’ouverture duressort n’est pas couverte par les filsdisposés plus haut.

Des astuces de repérage

En complément d’une facilité de câblageaccrue, l’exploitant bénéficie de plusieursniveaux de repérage aussi astucieux lesuns que les autres.La face avant des modules SIMATIC ET200SP applique un nouveau concept derepérage informatif utilisant des codescouleur pour déceler plus rapidement leserreurs en phase d’assemblage, de câblageet de mise en service. En exploitation, cecodage permet de rapidement localiserune panne.Le repérage d’usine comporte à lui seulplusieurs niveaux. A l’inscription signifiantle type de module, sa fonction et sa réfé-rence de commande, s’ajoute un codeDatamatrix avec référence de commandeet numéro de série pour une gestion optimisée du stock de pièces de rechange.Flasher ce code permet de caractériserautomatiquement une configuration ouencore d’enrichir une base de données descomposants. Un codage couleur desmodules d’e/s (entrées TOR, sorties TOR,entrées ana…) indique au premier coupd’œil quel module est présent.Coté connectique, les ouvertures de ressorts Push-in sont identifiées pargroupes, facilitant ainsi le repérage desborniers. Une couleur spécifique permetégalement d’identifier les borniers afin

d’indiquer la tension appliquée.Les adaptateurs de bus, mais aussiles modules d’entrées/sorties et lesembases, peuvent recevoir une étiquette à insérer.En option, une étiquette dépas-sante de type “fanion“, à placer enpartie haute du module SIMATICET 200SP et/ou en partie haute del’embase, permet d’afficher unniveau d’information supplémen-taire.

Pierre Etcheberry

Lien :www.siemens.fr/automation

Nouveaux produits

SIMATIC - 06/2012 23

iLes modules ET 200SP ne sont pas avares de repérage !Code via un rectangle de couleur, code Datamatrix et étiquette fanion permettent d’apporter le maximum d’information à l’exploitant comme au personnel de

maintenance.

Parmi les nouvellesfonctionnalités• DIAGNOSTIC - Les options de l’en-

semble du système ont été étendues.Ainsi le module de type "standard"procure d’entrée un diagnostic derupture de fil et de court-circuit. Unconcept uniforme, à base de LEDs,pour l’ensemble des composantssimplifie la surveillance du système ;

• EXPLOITATION - ET 200SP démarremême avec des emplacements vides(utile lors d’essais en cours de réali-sation). Par ailleurs, il est possible dechanger plusieurs modules à chaud.Enfin, un bouton-poussoir permet leretour aux réglages usine ;

• EVOLUTIVITÉ - Mise à jour du firmwaredes interfaces, des E/S et des servermodules (tête de station) pour l’ajoutdes fonctionnalités sans remplacement(pas d’obsolescence des stocks) ;

• ENERGIE – Le profil PROFIenergy faitpartie intégrante et sans surcoûts deSIMATIC ET 200SP. De plus, lesmodules d’E/S ET 200SP consommentseulement 20 % d’énergie comparati-vement aux systèmes d’E/S ET 200S.

Profinet est raccordé en tête de station via un adaptateur de bus à 2 connecteurs RJ45 ou 2 connecteurs FC (meilleures résistances

mécaniques et électromagnétiques). Le signal Profinet atteint directementles modules d’entrées / sorties.

Page 24: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Pupitres Comfort : une gamme complète, riche en fonctionnalités

Pupitres lumineux, hauts en fonction-

nalités et dotés d’un design moderne

apprécié, la gamme Comfort,

initialement introduite en 2011, est à

présent complète en matière de

tailles d’écrans. L’offre s’étend de 4 à

15 pouces en variante clavier et jus-

qu’à 22 pouces en variante tactile.

Présentée à Nuremberg lors du derniersalon SPS/IPC/Drives en novembre 2011,puis à l’occasion de la Foire de Hanovre enavril 2012, de nouveaux pupitres viennentcompléter la gamme Comfort composéejusqu’alors de 8 modèles. Le pupitreTP2200 fut également dévoilé en Francelors des Rencontres Siemens Industrie(RSI) au cours des mois d’avril et juin, dans9 villes étapes, de Lille à Aix-en-Provence.Les 4 nouveaux pupitres seront disponi-bles en France dès juin 2012.

Des écrans plus grands

En complément des 4 tailles d’écrans16 millions de couleurs initialement proposées en version tactile ou clavier (4, 7, 9 et 12 pouces), viennent s’ajouterles variantes tactiles 15, 19 et 22 pouces

et une variante clavier en15 pouces. Ces 4 nou-veaux modèles viennentfinaliser l’extension de lagamme Comfort et rem-placent notamment lesmodèles classiques desséries 77, 177, 277 et377 en version OP/TP/MP.Rappelons que les nou-veaux pupitres Comfort(KP1500, TP1500,TP1900 et TP2200) se pro-gramment sous la plate-forme TIA Portal avecl’aide de WinCC V11 SP2 àpartir de l’édition Comfort,et en y ajoutant la der-nière mise à jour HSP(Hardware Support Package).

Plusieurs ports de communication

Les modèles de la gamme Comfort dotésd’écrans 15, 19 ou 22“ disposent d’uneinterface Profibus, d’un switch Profinet RT100 Mbits et d’une interface ProfinetGBits. Le port Profinet de type Ethernetpeut ainsi gérer un second réseau avecune adresse IP distincte. Par exemple, lepupitre pourra se trouver à la croisée d’unréseau industriel d’automatisme et d’unréseau de type bureautique en relationavec le bureau d’études. Le pupitre seraalors actif sur ces deux réseaux sansaucun lien possible entre eux, question desécurité

Fonctionnalités étendues

• Sur l’ensemble de la gamme Comfort, il est possible de configurer les touchesclavier ou tactiles comme entrées dépor-tées, directement gérées par l’automate.L’intérêt ? Eviter des temps de latence enadoptant un comportement clairementdéterministe.

• Le mode portrait est à présent configu-rable sur l’ensemble de l’offre Comfort avecécrans tactiles (seuls certains modèlespouvaient jusqu’alors en bénéficier).

• Les certifications ATEX pour les zones2/22 seront disponibles pour l’ensemble

des pupitres Comfort (et non plus seule-ment certains modèles), et dès juilletjusqu’au 12”.

• Les certifications Marine sont égalementprévues pour toute la gamme Comfort.

• Grâce au profil PROFIEnergy, supportésur Profinet par les pupitres Comfort, lerétro-éclairage à led des écrans peut êtreajusté via l’automate en fonction dumoment de la journée ou de la nuit. La fonction d’atténuation lumineusereste cependant accessible directementsur le pupitre ou à partir de l’automate.Le rétro-éclairage à led apporte parailleurs un confort de visualisation sousun angle de 170° horizontalement ouverticalement à la surface de l’écran.En termes d’économie, l’atténuationlumineuse permet une augmentation dela durée de vie de l’appareil, mais aussi,dans une moindre mesure, une baissede consommation.

• La corrélation entre deux paramètresindépendants du temps est possible avecl’affichage de courbes y = f(x), parexemple une température en fonctiond’une pression.

Avec la gamme Comfort, vous étendrez lechamp de vos applications.

Yves Etcheberry

Nouveaux produits

24 SIMATIC - 06/2012

Archivage sécuriséet back-up automatiqueLes cartes mémoire SD 2 Go Siemenssont conçues en lien avec les particula-rités fonctionnelles des pupitres.Dans l’emplacement 1, leur utilisationpermet de sécuriser l’archivage. En effet, l’utilisateur reçoit la garantieque l’opération d’archivage (au formatRDB) se déroule sans encombre, mêmeen cas de coupure d’alimentation.Dans l’emplacement 2, elle permet leback-up automatique de l’ensemble desprogrammes installés sur le pupitre,permettant un remplacement de pupitre rapide et sûr.

La gamme de pupitres Comfort, lumineux, performantset élégants, offre aujourd’hui une large palette dedimensions d’écrans et de fonctionnalités avancées.

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Pupitres : la gamme Basic poursuit son développement

Avec à présent 8 références de 3 à

15 pouces sous Profibus ou Profinet,

la gamme de pupitres Basic tient ses

promesses en matière de simplifica-

tion de l’offre, en totale cohérence

avec l’automate S7-1200 et la plate-

forme TIA Portal. Cette famille écono-

mique n’hésite pas à introduire les

modèles KTP400 et KP400, dotés d’un

écran couleur 4“ 16/9e en entrée de

gamme.

Afin de poursuivre le développement desa gamme de pupitres, Siemens entreactuellement dans une période charnièrede renouvellement et de simplification del’offre. Lancée en 2008, la gamme Basicdélivre des fonctionnalités basiques,homogènes et complètes de contrôle-commande. Généralement sous Profinet,mais aussi sous Profibus, les pupitres sontdotés d’écrans de 3 à 15 pouces.

Renouvellement

Dès octobre 2012, l’ensemble des pupitresdes séries classiques, 7x à 377, quitterontla phase de commercialisation active. Jus-qu’en septembre 2014, il sera toutefois

possible de se les procurersans passer par le servicedes pièces de rechange. La garantie décennale dedisponibilité des piècesentrera en vigueur enoctobre 2012.

En cohérence avecl’arrêt de commercialisa-tion du S7-200

Les afficheurs de texteTD200 et 400C, ainsi queles pupitres OP73 micro etTP177 micro, tous dédiésà une utilisation avec l’au-tomate S7-200 sontappelés à céder la placeau couple pupitre de la gamme Basic avecl’automate S7-1200 en Profinet.Rappelons que l’automate S7-200 sortirade sa phase active de commercialisationdès octobre 2012 (il restera disponible à lavente pendant un an). Son successeurn’est autre que le S7-1200, récemmentintroduit sur le marché.

Des nouveautés

Dès juin 2012, deux nouveaux pupitresBasic, KTP400 (Key Touch Panel) et KP400(Key Panel), intègrent le catalogue avec

un écran couleur 4 pouces 16/9e

(à la différence des autres pupitres Basicau format 4/3). Il n’est donc plus néces-saire de recourir à un pupitre “hautes fonc-tionnalités“ pour disposer d’un petit écranlarge avec 256 couleurs et 480 x 272 pixels !Ces deux pupitres gèrent jusqu’à 500variables, tout comme les modèles à partirde 6 pouces. La programmation s’effectuesous TIA Portal à partir de la versionWinCC V11 SP2 (en édition Basic et +),auquel il convient d’ajouter un HSP (Hardware Support Package), en d’autrestermes, une mise à jour du cataloguematériel.Pourvus d’une connexion Profinet, les 2 nouveaux pupitres KP400 et KTP400Basic couleur sont aptes à communiqueravec tous les automates de la gammeSimatic, y compris avec le dernier-né de lagamme Logo! en version 0BA7. Ces 2pupitres embarquent les drivers tiers quileurs permettent de communiquer native-ment avec les composants d’automatismeAllen-Bradley sous Ethernet IP, MitsubishiElectric sous FX ou encore Modicon sousModbus TCP/IP.Avec la gamme Basic, toutes les solutionsautomatisées peuvent prétendre à uneIHM.

Yves Etcheberry

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Nouveaux produits

i

SIMATIC - 06/2012 25

6” 6”

10” 10” 15”

3” 4”

KTP600 Basiccolor DP

KTP1000 Basiccolor DP

KP300 Basicmono PN

* 06/2012

KTP600 Basicmono PN

KTP600 Basiccolor PN

TP1500 Basic color PN

KTP400 Basicmono PN

KTP400 Basiccolor PN*

KP400 Basiccolor PN*

KTP1000 Basic color PN

PROFIBUS PROFINET

L’introduction dans la gamme Basic des modèles KTP400 et KP400, permet de donneraccès à de petits écrans couleur 16/9e pour des composants d’entrée de gamme.

Le couplage entre pupitres de la gamme classique et automateS7-200 est aujourd’hui appelé à migrer vers la gamme Basic enlien avec l’automate S7-1200. L’ensemble se configure entotale cohérence sous la plate-forme TIA-Portal.

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Soitec : gaz sous surveillance pour des semi-conducteurs de haute technologie

Soitec compte parmi les leaders mondiauxde la génération et de la production dematériaux semi-conducteurs d’extrêmesperformances pour les marchés de l’élec-tronique et de l’énergie. Implanté à Bernin,non loin de Grenoble (Isère), le site de pro-duction historique emploie 1 100 per-sonnes. Il comprend au total 4 500 m² desalles blanches, réparties en 3 usines. Sacapacité de production annuelle atteint800 000 plaques de silicium (appeléeswafer) de diamètre 200 mm et de 720 000wafers de 300 mm.

Un univers fortement robotisé

Les espaces de fabrication sont disposéstels des îlots, en environnement confiné detype salles blanches. Fortement robotisés,ils font l’objet de procédures très strictes,par exemple en matière de qualité de l’airet de sécurité. La fabrication de semi-conducteurs réclame un contrôle perma-

nent de très nombreux paramètres phy-siques gérés par le process. Le monde dusemi-conducteur constitue un univers à luiseul, composé de machines spéciales, detransferts et d’espaces de stockage, le toutdans un environnement qui ne ressembleà celui d’aucun autre secteur industriel. Ici,rien n’est laissé au hasard !

Détecter les fuites de gaz process

La réalisation de matériaux semi-conduc-teurs haute performance nécessite l’emploide gaz techniques à différentes phases dela fabrication. Hydrogène, azote, ammo-niaque, gaz silane… sont introduits dansles machines à différentes étapes du pro-cess. Soitec met alors en œuvre les moyensde détection des différentes molécules,permettant en cas de fuite accidentelle, degénérer automatiquement une alerte dansle but d’évacuer le personnel et d’agir surles vannes d’arrivée des gaz.

Afin de gérer cette stratégie, Soitec a dèsle départ fait le choix d’automates desécurité de la famille Simatic S7. Ainsi,depuis 1998, l’unité de production Bernin Iest équipée d’un automate Simatic S7-300,en charge de gérer le repli des installa-tions en lien avec 70 détecteurs de gaz.Fort de ses succès commerciaux, l’indus-triel a rapidement déployé son processavec la nouvelle unité Bernin III. Une occa-sion de remettre à plat et d’améliorer lagestion sécuritaire des gaz menée parailleurs sur l’usine Bernin I…

Une matrice de sécurité partagée

L’aspect critique d’une fuite de gazconcerne l’ensemble des intervenantsautour du process de fabrication. Com-ment procéder alors en toute transpa-rence pour que chacun puisse contribuer àla mise au point et à l’évolution des rela-tions entre causes (les fuites) et effets (les actions engagées par l’automatisme) ?Depuis 1998 l’exploitant gérait, indépen-damment des automates, une matrice desécurité sous le tableur Excel. « Cet outil aentre autres pour objectif d’instaurer le dia-logue indispensable entre automaticiens etresponsables de la gestion des gaz », pré-

Solutions

26 SIMATIC - 06/2012

Le site Soitec de Bernin dispose de 4 500 m² de sallesblanches, dédiées à la fabrication de semi-conducteurs

selon le procédé Smart Cut™ inventé en 1991.

Le fabricant de matériaux semi-conducteurs détecte toute fuite de gaz dans ses

unités de fabrication à l’aide d’une solution automatisée de niveau SIL2. Une

architecture d’automates de sécurité à haute disponibilité sous PROFIBUS assure

une gestion sans faille de la stratégie. L’ensemble des relations de causes à effets

entre capteurs et actionneurs est pris en charge par des matrices de sécurité.

Page 27: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

cise Sylvain Jacques, Expert Automation &Information System chez Soitec.Soitec a depuis peu adopté une approchelogiciel des matrices de causes et effetsavec Simatic Safety Matrix, un outil logi-ciel qui s’intègre dans l’atelier logicielSTEP7. Les événements (entrées) sont ren-seignés par lignes, tandis que les actions(sorties) sont intégrées par colonnes.« Safety Matrix nous permet d’exprimerclairement tous les comportements du système de sécurité et de configurer gra-phiquement les fonctions de sécurité. Nouspouvons également générer automatique-ment les blocs programmes de sécurité,par ailleurs visibles via l’atelier logicielSimatic STEP7. Aussi, il est très simple departager la matrice de sécurité avec desexperts en gaz non-automaticiens et le responsable de la sécurité. Car aucune connaissance particulière de programma-tion n’est requise pour la lire. »Safety Matrix donne la possibilité d’im-primer simplement la matrice sous formed’un document PDF référent. « Celapermet aussi de nous assurer de la non-regression de l’installation lorsqu’on la faitévoluer par exemple en y ajoutant desdétecteurs. Chaque matrice peut gérer jus-qu’à 40 de nos capteurs. De fait, nous utili-sons actuellement une quinzaine dematrices sachant qu’une tâche cycliquepeut appeler jusqu’à 36 matrices. »

Choix d’une architecture à Haute dispo-nibilité

En 2005, l’extension du site Soitec avecl’entrée en service de l’unité Bernin III, anécessité la mise en sécurité de nouveauxéquipements de distribution des gaz. Pourréaliser cette première phase de l’exten-sion du site, indépendante de Bernin I tou-jours opérationnel, Soitec a choisi demettre en place sa première architecturecomposée d’automates de sécurité et àhaute disponibilité. Ainsi, le systèmeSIMATIC S7 400 FH a pris en charge, enparallèle, la gestion de 46 détecteurs degaz et de 3 contrôleurs de zone.Commencée en 2010, la phase 2 du projetdédiée à Bernin III est arrivée à son termefin 2011. Pour la partie concernant les gaz

Lien :www.siemens.fr/automation

Solutions

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SIMATIC - 06/2012 27

Soitec : une aventure industrielle démarrée il y a 20 ansCréée en 1992 à l’image d’une start up,par Jean-Michel Lamure et André-JacquesAuberton-Hervé, Soitec ne comptait à sesdébuts que 4 salariés ! Tous deux ingé-nieurs au CEA-Leti de Grenoble (Commis-sariat à l’Énergie Atomique/Laboratoired’électronique et des technologies de l’in-formation), ils avaient alors pour objectifde produire du SOI (Silicium sur Isolant) etd’utiliser à l’échelle industrielle le procédéSmart Cut™ inventé en 1991 au sein dulaboratoire par Michel Bruel.A partir de la technologie révolutionnaireSmart Cut™, véritable scalpel à l’échelleatomique, Soitec n’a depuis cessé de sedévelopper. L’entreprise est aujourd’huiau cœur des avancées technologiques quidéterminent les performances des pro-duits pour les marchés de l’informatique,des télécommunications, de l’électro-nique automobile et de l’éclairage. Elle estégalement spécialisée dans la fabricationdes systèmes utilisés par l’industrie solai-re photovoltaïque à forte concentration.Aujourd’hui Soitec emploie 1 400 person-nes et dispose de centres de R&D, sites deproduction et filiales commerciales répar-ties en Europe, en Asie et aux Etats-Unis.

Les nouvelles armoires de contrôleurs dezone font à présent l’objet d’une optimisa-tion de leur agencement. A présent, lesentrées et les sorties potentielles sonttoutes précâblées (soit 30 à 50 détecteurspar armoire). Chaque armoire se situe àmoins de 40 mètres d’un détecteur et unearmoire ne fait appel qu’à une seulematrice de sécurité : « Ce sont deux condi-tions qui nous permettent de simplifier aumaximum la maintenance et les évolutionsà venir », ajoute Sylvain Jacques.

Ces deux convertisseurs cuivre/fibreoptique assurent l’interface pour le signalPROFIBUS entre l’armoire “contrôleur dezone“ et les deux boucles fibre optiques.

Ici, chaque machine est spécifique et lestransferts de plaques sont pour la plupartrobotisés.

Le site Soitec de Bernin dispose de 4 500 m² de salles blanches,dédiées à la fabrication de semi-conducteurs selon le procédéSmart Cut™ inventé en 1991.

Page 28: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

process, il s’agissait d’étendre l’architec-ture avec l’ajout de 23 nouveaux contrô-leurs de zone relatifs à 260 détecteurs degaz, sans oublier la gestion de 16 barilletsde distribution des gaz.« Nous estimons que l’automate de sécu-rité trouve une place de choix dans les pro-jets très répétitifs ou lorsque denombreuses entrées/sorties sont en jeu surd’importantes distances », souligne SylvainJacques. L'architecture est basée sur deuxCPU 417H en liaison PROFIBUS avec 24stations périphériques décentraliséesSimatic ET200 M en double attachement,(une par contrôleur de zone) équipées demodules standards mixés à des modulesde sécurité. L’ensemble gère aujourd’huiun total de près de 400 détecteurs de gazet 160 équipements soit environ 2 500entrées/sorties de sécurité niveau SIL2,sans oublier 15 matrices (de 128 causes x128 effets). L’ensemble des équipementsest relié par 31 km de câble !En cas de défaillance interne, l’automatede sécurité se place en position de replipré-défini. Les entrées/sorties agissent sur

une logique à relais qui assure la gestionde l’arrêt sécurisé de l’équipement. Une batterie d’auto-tests permanents ettransparents s’assure que l’automate desécurité est opérationnel.

Déjouer les fausses alertes

Automatiser la détection des gaz ne peuts’affranchir du fait que certains produitsemployés pour les actions de nettoyage ensalles blanches ne peuvent être pris encompte au même titre qu’une fuite de gaznocif. C’est pourquoi, la stratégie d’auto-matisation de la détection permet dedéroger par avance à la génération d’unealarme en neutralisant l’asservissement.Cela concerne une durée donnée et unlieu précis. La concentration du gaz esttoutefois mesurée et contrôlée en perma-nence. Cette possibilité offerte par le pro-gramme d’automatisme nécessitecependant une très forte coordinationentre intervenants.

Double anneau Ethernet TCP/IP

Pour piloter l’ensemble du site, Soitec afait le choix d’Ethernet TCP/IP. « Si Ethernetsemble intéressant techniquement, il nousfallait cependant fiabiliser l’infrastructureexistante pour se prémunir des risques decoupure. D’où le choix d’un système redon-dant basé sur une architecture composéed’un double anneau Fast Ethernet fibreoptique auto-cicatrisant », précise SylvainJacques.Le découpage au niveau du terrainrespecte cependant une partition fonc-tionnelle “métiers“. C’est ainsi que chaqueusine possède ses automates. L’ensembledes données disponibles est centralisé au

niveau d’une aide à la conduite de typeGTC (gestion technique centralisée). « Au niveau de l’automatisme, nous avonsmis en place des ensembles fonctionnelsorganisés sous la forme de modèles. Cechoix apporte un avantage indéniable quece soit pour la supervision avec des synop-tiques standards ou pour les traitementsentre automatismes et GTC. »

Mise à jour et mise à niveau

A l’occasion de la dernière tranche de tra-vaux effectuée sur 2010-2011, Soitec aréalisé la mise à jour du firmware des CPUdu système S7 400FH installés en 2005 :« L’opération s’est parfaitement biendéroulée. Nous avons également mis àjour le programme automate par rapportaux nouveaux contrôleurs et aux nouveauxdétecteurs. »Pour 2012, il est prévu une remise àniveau de Bernin I, suivant le nouveaustandard de sécurité, avec une architec-ture à haute disponibilité. L’automate desécurité S7-300 jusqu’alors employé auraalors derrière lui près de 14 ans de services.

Solutions

28 SIMATIC - 06/2012

Si une des deux alimentations Sitopdéfaille, un retour d’information par contact sec est transmis à la supervision vial’automate.

Un concentrateur de zone regroupedes capteurs de gaz dont le câblageest inférieur à 40 mètres.

Chaque unité centrale CPU417H du système S7 400FH est disposée dans une armoire distincte.Les 2 UC sont géographiquement éloignées.

Dominique Thery, ingénieur des ventes process chez Siemens et Sylvain Jacques,Expert Corporate FMCS (Facilities Monito-ring & Control System) chez Soitec.

Page 29: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

SIMATIC STEP 7 Safety Advanced V11Intégration parfaite dans TIA Portal

Au sein du TIA Portal, la brique

logicielle STEP7 Safety Advanced V11

(anciennement "Distributed Safety"

dans les versions antérieures de

STEP7) bénéficie de tous les avan-

tages du TIA Portal et permet de

réaliser de façon simple un pro-

gramme de sécurité dans SIMATIC S7

avec une CPU F.

STEP7 Safety V11 s’inscrit dans l’environ-nement TIA Portal V11, à l’ergonomie évoluée, conviviale, permettant de réalisertrès simplement des programmes de sécurité conformes aux normes envigueur ISO/EN 13849 (Apte PLe) etIEC/EN 62061 (Apte SIL 3).En effet, l’environnement TIA Portal autorise la génération automatique dulien entre le programme applicatif desécurité et l’unité centrale qui l’appelle,alors qu’auparavant, l’automaticien devaitavoir recours à la programmation d’unbloc fonction, la scrutation des boucles desécurité de la machine restant toujourséxécuté par une tâche cadencée,établir des liens… Désormais, toutes cesséquences de la programmation de l’auto-mate de sécurité sont transparentes.Cet environnement offre en outre uneexcellente visibilité sur la programmationde l’automate, les entrées/sorties… L’ergo-

nomie est rehaussée : les paramètres liésà la sécurité apparaissent immédiatement,en l’occurrence dans la partie Safety Admi-nistration , permettant au développeurd’aller à l’essentiel directement.

Dans l’étape de réalisation d’un projet de sécurité, au moment de la réception de l’installation, l’automaticien édite habi-tuellement un dossier de validation. DansTIA Portal, STEP7 Safety fournit le docu-ment détaillé qui décrit les choix adoptés(la liste des blocs avec leur signaturerespective, la signature globale du pro-gramme avec horodatage) concernant lastratégie de sécurité pour l’unité centraleet les entrées/sorties : dans ce cas l’ exploi-tant ou un organisme extérieur au projetpeut ainsi disposer d’un document clair etconcis, accessible par tous. C’est autant detemps gagné pour l’automaticien qui n’aplus à établir son propre rapport : le docu-ment édité par STEP7 Safety constitue lapreuve tangible du travail réalisé pendantla phase de mise en service, il permetaussi de clôturer la phase de réalisation et d’établir un kilomètre Zéro de l’étatfonctionnel des boucles de sécurité de lamachine. Il suffit d’adjoindre ce documentau dossier de sécurité au cours de laréception de l’installation.

Frédéric Jeanparis

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SIMATIC - 06/2012 29

Les avantages décisifs de STEP7Safety Advanced V11• Utilisation intuitive permettant la

familiarisation rapide à la création deprogrammes de sécurité,

• Configuration du système F similaire à celled’un système d’automatisation

• Prêt à l’emploi : un groupe exécutif F estautomatiquement créé lors de l’insertion dela CPU F,

• STEP7 Safety Advanced V11 supporte lesopérations sur des nombres entiers sur 32bits (contre 16 bits auparavant),

• Création du programme de sécurité dans leslangages de programmation LOG ou CONT,

• Réalisation aisée de fonctions de sécurité : la bibliothèque intégrée contient des blocsfonctionnels homologués TüV,

• Le concept de bibliothèque facilite lastandardisation interne à l’entreprise etsimplifie la validation des applications desécurité,

• L’éditeur Safety Administation Editor fournitune aide centralisée pour la gestion,l’affichage et la modification des paramètresde sécurité,

• L’identification uniforme et cohérente detoutes les ressources de sécurité garantitune vue d’ensemble.

Page 30: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

SIMATIC S7-400HLa haute disponibilité se met au vert

De nouvelles unités centrales plus

performantes qui intègrent une

interface Ethernet/PROFINET…

La gamme existante des CPU pour

l’automate S7-400H est complétée

par la CPU 416H.

Dans la famille des automates SIMATIC S7à haute disponibilité et continuité de fonc-tionnement, toutes les CPU s'enrichissentau fil des années de nouvelles interfaces.Tel est le cas des CPU H qui ont mainte-nant une interface Ethernet/PROFINET leurpermettant de réaliser des configurationstechniques plus économiques : elles s’affranchissent en effet d’un coupleurEthernet, et autorisent l’optimisation desconfigurations mettant en œuvre desentrées/sorties sur PROFINET IO. Il est aussi possible d’adjoindre à ces CPUla gestion des boucles fonctionnelles desécurité pour l’installation, en y ajoutantdes modules d’entrée/sortie de sécuritéadéquates et le programme de sécuritéélaboré lui-même avec l’outil logicielSafety Matrix et F-systems.

Un automate très modulaire à hautedisponibilité

Ces CPU H répondent aux besoins decontinuité de fonctionnement d’uneinstallation. Objectif : éviter les arrêts deproduction, donc les pertes de production.À cet effet, elles sont redondantes, cas del’architecture SIMATIC S7 400H et peuventen plus gérer la mise en sécurité partielleou complète de l’installation. Dans ce cas,

l’architecture devient SIMATIC S7 400FH.Les configurations d’automatisme intèg-rent très souvent deux unités centrales,l’une est maître et pilote les sorties depuisle programme Step7, tandis que l’autrereste en réserve, en "hot stand-by", prête àprendre immédiatement la main, à la ligneprès du programme du contrôleur, dans lecas par exemple de la défaillance de lapremière CPU, de l’alimentation, ou duchâssis sur lequel se trouve l’unité cen-trale… Bien entendu, les deux CPU exécutent en simultanéité les mêmes programmes et reçoivent simultanémentles mêmes données d’entrée. Elles sontsynchronisées en permanence par uneliaison (redondante elle-aussi) à fibreoptique dont la longueur peut atteindre

10 km, ce qui autorise l’éloignementdes unités centrales jusqu’à cettedistance. Au demeurant, il peut êtrejudicieux de ne pas installer lesdeux CPU dans la même armoired’automatisme ou dans le mêmelocal électrique, afin d’améliorer letaux de disponibilité fonctionnel del’installation, en les séparant pouréviter les effets dévastateurs d’unincendie ou d’un incident environ-nemental, et assurer en toutes cir-constances la continuité de

fonctionnement de l’installation. Autant direque l’on trouvera ces systèmes d’automatisme dans les industries pétro-chi-mique, chimiques, traitement du gaz, sidé-rurgiques, du verre, ainsi que le domaineénergétique, partout où la disponibilitéconstitue un paramètre fondamental. CesCPU pourvues de l’interface Ethernet/PRO-FINET peuvent aussi d’être utilisées dans desconfigurations pertinentes économique-ment et techniquement pour des applica-tions moins complexe comme le traitementdes eaux, ou la gestion technique centra-lisée d’infra-structures et les tunnels,En cas de dysfonctionnement de l’unité cen-trale jouant le rôle de Maître, la CPU de réserve prend immédiatement la main,sans le moindre temps de latence, donc sansperte d’information. Le basculement dumaître vers la réserve est automatique : le temps maximal de basculement est de lamilliseconde à 100 ms dans la situation laplus défavorable. Ce basculement peut aussiêtre piloté par programme applicatif à l’initiative de l’opérateur ou du programmed’automatisation, de manière à faire fonctionner alternativement les deux CPU àintervalles réguliers, voire encore de privilé-gier le fonctionnement momentané d’uneseule CPU en cas de dysfonctionnementsrépétés de l’autre CPU.

Nouveaux produits

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Page 31: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Nouveaux produits

Peuvent également être dupliqués à lademande, pour gagner encore en taux dedisponibilité, les réseaux de communica-tion, les alimentations, les coupleurs decommunication, les entrées et les sorties(voire même les capteurs raccordés auxentrées !)… En somme, tout peut êtreredondant selon les besoins des utilisa-teurs ou des intégrateurs.Les nouvelles CPU intégrant l’interfaceEthernet/PROFINET permettent de piloterles communications Ethernet, comme on le pratiquait auparavant avec lesanciennes CPU en leur associant un coupleur : les coûts s’en trouvent parconséquent allégés. Il est par ailleurs possible d’utiliser cette même interfacepour échanger des données avec desentrées/sortie en temps réel, ce qu’autorisePROFINET et qui rend possible la constitution d’architectures variées,notamment une topologie de réseau enanneau et ce sans switch Ethernet.

De plus, ces nouvelles CPU gagnent enperformances, tant en ce qui concerne letraitement des programmes que les res-sources de communication. La gamme des CPU H à haute disponibilitéet/ou à sécurité intègrée conforme à lanorme EN 61511(Apte au SIL3) se répartiten 4 niveaux : CPU 412H, CPU 414H, CPU 416H et CPU 417H. Ces unités cen-trales peuvent aussi se retrouver dans unsystème mono contrôleur cas de l’architec-ture SIMATIC S7-400 ou 400F, dans unsystème double contrôleurs cas de l’archi-tecture SIMATIC 400H ou 400FH avec pourla partie F : Failsafe la mise en état horsénergie ou sous énergie des boucles fonctionnelles de sécurité et ce dès ladétection d’un défaut.Elles possèdent aussi deux interfaces PROFIBUS DP et une interfaceEthernet/PROFINET avec switch intégré(deux ports RJ45).

Des architectures redondantes optimisées

Les unités centrales intégrant les inter-faces Ethernet/PROFINET peuvent égale-ment être mises en œuvre dans desréseaux ayant une topologie en anneausimple ou redondant en vue d’une dispo-nibilité maximale. Dans les configurationsles plus simples, il sera fait usage de sta-tions d’entrées/sorties sur SIMATIC ET200M avec un seul accès sur le réseau…Alors que les configurations à base dePROFIBUS DP imposent à minima deuxpoints d’accès. La configuration de l’anneau PROFINET IOpeut recevoir l’un des deux protocoles sui-vants :- Le protocole MRP (Media Redundancy

Protocol) défini dans la norme IEC 61158Type 10 "PROFINET" qui optimise la topo-logie sans nécessairement avoir à utiliserde switch Ethernet. Il autorise la consti-tution d’un anneau pour raccorder auplus 50 stations.

- Avec le protocole SRP (System Redun-dancy Protocol), l’anneau passe par lesfibres optiques entre CPU. Il autorise leraccordement de 256 stations.

Frédéric Jeanparis

Nouveaux produits

SIMATIC - 06/2012 31

Terminologie Objectifs Réactions

haute disponibilité H

Éviter les arrêts de production

Réduire les coûts d'arrêt et de redémarrage

réduire les pertes de production

Suivant le scénario, le système bascule automatiquement sur la réserve

Haute sécurité FÉviter les dégâts corporelssur le matériel ou l'environnement

Dans le cas d'un défaut, une partie ou la totalité dusystème se place en état de sécurité sous énergie ou hors énergie

Haute disponibilité et

Haute sécurité FH/HF

éviter les arrêts de production

éviter les dégâts humains,à l'installation et à l'environnement

Dans le cas d'un défaut dans la partie de sécurité, lesystème se place en état desécurité pour cette partiemais le reste de l'installation continue defonctionner

Page 32: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Nouveaux produits

Un switch Ethernet 4 ports au design LOGO!

Ca bouge dans la famille LOGO!.

Après la sortie du LOGO!BA7 fin 2011,

voici tout naturellement… un switch

Ethernet RJ45 entièrement conçu

selon le design LOGO! Et permettant

de tirer profit des nouvelles fonction-

nalités réseau du LOGO!BA7.

Une solution bien adaptée aux

tableaux électriques.

Notamment conçu pour les applicationsélectriques en armoires ou coffrets dans lecadre de tableaux de distribution, lemicro-automate LOGO!BA7 est capable de communiquer avec une IHM, avec uneconsole de programmation, ou encoreavec plusieurs autres LOGO! (jusqu’à 8).Pour multiplier ces possibilités, il lui manquait un switch compactcapable de s’intégrer facilementdans un tableau électrique…

Un design compact et modulaire

La réponse vient d’arriver sur lemarché, sous le nom de LOGO!CSM(Compact Switch Modulaire). Avecson profil identique à celui des autrecomposants, il s’intègre parfaitementà la famille du micro-automate. De largeur71,5 mm, il n’occupe que l’équivalent de 4modules sur un rail DIN de tableau.

4 ports et plusieurs tensions d’alimentation

Les switchs CSM, non administrables, offrent une connexion sur 4 portsEthernet. Un des ports se trouve en faceavant, tandis que les 3 autres sont accessi-

bles par la face inférieure. L’unité centraleLOGO! Se connecte via un des ports RJ45à l’aide d’un cordon. Les modules peuventdonc être disposés sur 2 rails différents.En face avant, des leds de diagnostic sontdirectement visibles par l’exploitant.Mais le design ne s’arrête pas à la formedu boîtier. Car en matière d’alimentation,deux références sont disponibles : CSM12/24 V ou CSM 230 V. La version 230 Vpermet, de s’affranchir de toute alimenta-tion en tableau, tandis que la version 12 Vtrouve sont intérêt, par exemple, dans lecadre des installations solaire autonomesfonctionnant avec des batteries sous 12 V.Ce large choix de tensions d’alimentationse retrouve au niveau des unités centralesdu LOGO!

LOGO!, une offre conçue pour les tableaux

Quelles différences entre une configura-tion LOGO! Et une solution Simatic S7-1200 ? La famille Simatic 1200, repré-sente l’entrée de gamme des automatespour le monde des applications d’automa-tisme et des petites machines. Le LOGO!Reste quant à lui plutôt dédié aux infras-tructures de tableaux électriques et deTGBT, plutôt géré par des électriciens. De fait, la programmation du LOGO! arecours à un outil logiciel faisant appel àdes blocs fonction rappelant la logique dela schématique électrique. Tandis que leS7-1200 évolue dans le monde des outilsde programmation et de l’atelier logicielStep7.

Franck Noyaret

Deux références deswitchs sont proposéespour une alimentation12/24 V ou 230 V.

32 SIMATIC - 06/2012

Page 33: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Lien :www.pna-ports.friPNA conduit ses ouvrages de

Basse Normandie avec WinCC

Dans le cadre d’un budget de 2 M€,

les ouvrages (ponts mobiles, écluses)

des deux ports de Caen-Ouistreham

et de Cherbourg reçoivent un

système de conduite à base de

produits d’automatisme SIMATIC.

Un système conçu et réalisé par Cegelec,

avec l’humain en point de mire.

Sur environ 15 km séparant Ouistreham etle bassin Saint-Pierre à Caen, le canalparallèle à l’Orne, inauguré le 23 août1857 par Napoléon III et l’impératriceEugénie, est enjambé par les ponts tour-nants de la Fonderie et de Colombelles,par le pont levant de Benouville, par leviaduc de Calix et par quatre passerelles etun pont aux écluses de Ouistreham.

Le projet de modernisation desouvrages

Les 470 km de côtes bas-normandescomptent quatre principaux ports de com-merce : la responsabilité de deux d’entreeux, Cherbourg et Caen-Ouistreham, a étéprise par le Syndicat Mixte des Ports Normands Associés (PNA). « Nous avonshérité d’un patrimoine relativement

Solutions

SIMATIC - 06/2012 33

PNAPorts Normands Associés (PNA) est leSyndicat Mixte Régional des Ports deCaen-Ouistreham et de Cherbourg : ils’agit en l’occurrence d’une associationentre la Région Basse Normandie et lesdeux départements du Calvados et dela Manche. Ce Syndicat s’est constituépour reprendre les Ports d’IntérêtNational de Caen-Ouistreham et deCherbourg dans le cadre de la loi dedécentralisation du 13 août 2004. Propriétaire et gestionnaire des portsde Caen-Ouistreham et de Cherbourgdepuis le 1er janvier 2007, PNAreprésente l’Autorité Portuaire de cesdeux ports. La structure PNA estcomposée d’une Direction Générale etde directions ou services : le SecrétariatGénéral qui supervise l’administrationfinancière et juridique de PNA, assure lagestion du personnel et gère le

fonctionnement interne de l’institution,la Direction de l’Aménagement et del’Environnement, la Direction des Accèset de la Maintenance dirigée par SergeWallon, la Direction des Études et de laPromotion, et les Capitaineries quiorganisent l’accueil des navires etassurent la sécurité sur l’ensemble dudomaine portuaire. Deux centresopérationnels, situés l’un à Cherbourg,l’autre à Caen-Ouistreham, exploitentles ouvrages et s’appuient pour ce quiest de la fonction de maintenance, surune autre unité : l’Atelier sous laresponsabilité de Michel Raboteau.

Page 34: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

ancien, tel que le grand sas ouest actionnépar un système électromécanique datantde sa création (1965) », se remémoreSerge Wallon, son directeur des accès etde la maintenance : « il convenait demoderniser ces ouvrages enclins à tomberen panne, même les installations les plusrécentes comme le pont levant de Bénou-ville (1994) piloté par un automate pro-grammable obsolète et parvenant en finde vie ». A Caen-Ouistreham, l’organisa-tion du travail était loin d’être optimisée.Elle exigeait un personnel abondant :sécurité oblige, un pont devait êtreconduit par deux personnes. De plus, pourse rendre d’un pont à l’autre, il fallait se

déplacer en voiture, d’où un kilométrageimportant de certains véhicules. « D’où la nécessité de monter une opéra-tion de modernisation de la conduite denos installations », poursuit Serge Wallon :« nous devions centraliser la conduite àOuistreham… l’endroit le plus stratégiquepour le commerce du port, là où se trou-vent les écluses, le pont de Benouville quipermet d’accéder au quai de Blainville, etdans une moindre mesure le pont deColombelles, en amont ». Sans oublier lepont de la Fonderie, à l’entrée du bassinSaint-Pierre à Caen et du port de plai-sance, ni le pont tournant de Cherbourg etles portes à flots qui permettent d’accéderau port de pêche. Serge Wallon : « nousavions donc besoin d’un système de con-duite à distance qui devait permettre detravailler 24 heures sur 24, en horairesfixes, et profiter des décalages de maréed’environ une heure et demie entre Caen-Ouistreham et Cherbourg pour éviter lestemps morts de 4 heures entre deuxmarées ». Au-delà de la technique, ladimension humaine liée au changementde statut des fonctionnaires d’Etat appelésà travailler au sein d’une nouvelle struc-ture (PNA), au changement de leur outilde travail, à la conduite à distance plutôtque locale, et surtout à l’évolution de lacompréhension des missions : il ne s’agis-sait plus seulement d’ouvrir ou de fermerdes écluses ou de maintenir les ouvrages,mais aussi d’assurer efficacement la mis-sion essentielle de faire passer des naviresau service de l’économie régionale !

Un projet technique où la sécuritéprime

« Nous nous sommes fait aider par uncabinet conseil parisien pour traiter le voletde la sécurité et le volet humain… », poursuit Serge Wallon : «… nous aider àrecueillir l’avis des agents sur la sécurité dela conduite des ouvrages et faire passer lemessage du changement ». L’analyse adémontré l’existence d’une soixantaine derisques susceptibles d’apparaître lorsqu’unpont tourne ou se lève, lorsqu’une éclusese ferme, notamment si une personne,une voiture ou un bateau se trouve dansle débattement de l’ouvrage qui bouge.

Solutions

34 SIMATIC - 06/2012

Le centre de travaux de Cegelecà Notre-Dame-de-GravenchonCe centre de travaux positionné entreLe Havre et Rouen à proximité desraffineries, compte 130 personnes,spécialiste du contrôle-commandedans les secteurs de la pétrochimie,des automatismes de sécurité enparticulier pour la conduite des sitesclassés Seveso. « Nous avonsdéveloppé voici plus d’une dizained’années une activité “mer et fluvial”pour laquelle le Centre de travaux deNotre-Dame-de-Gravenchon est lecentre de compétence national deCegelec », déclare Gilles DubuissonDuplessis, chef de ce centre d’activités :« cette dernière activité concerne lecontrôle-commande des ouvragesportuaires, ainsi que le levageportuaire (notamment les grues porte-conteneurs, les grues à bennes, etc.),ainsi que la gestion de sécurité desterminaux ». C’est cette activité qui aété présentée à PNA lors de l’appeld’offres à candidature. « Le dialogue compétitif a permis àPNA d’exposer ses besoins, sans pourautant influencer notre décision quantà la solution technique. Il laissait librecours à notre imagination, ce qui s’estavéré fort enrichissant », poursuitGilles Dubuisson Duplessis : « toutefois,ce dialogue compétitif est contraint parun règlement qui impose desprésentations de solutions techniquesextrêmement cadrées ».

Yann Kervoillard, Michel Raboteau, Serge Wallon, Gilles Dubuisson Duplessis.

Motorisation du Pont Jaune (au dessus de l’écluse) par un variateur SINAMICS G120 de11kW. Il alimente un moteur 1LE1 de nouvellegénération.

Page 35: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Les procédures d’exploitation desouvrages ont été rédigées avec le cabinet,tandis qu’était lancée en février 2011 une“procédure de dialogue compétitif” avecles entreprises susceptibles de répondre àl’appel d’offres. Selon le Code des MarchésPublics, le pouvoir adjudicateur dialogueavec les candidats admis à participer envue de définir ou de développer une ouplusieurs solutions de nature à répondreaux besoins spécifiques ; les participantssont ensuite invités à remettre une offre.Le choix de la meilleure offre s’appuie surle prix bien entendu, la réponse à l’exi-gence de sécurité, le souhait de minimiserla durée d’intervention sur les ouvrages defaçon à assurer au mieux la continuité dutrafic et apporter une assistance maximaleau conducteur des ouvrages… Mais aussisur la nécessité de développer une solu-tion matérielle unifiée pour l’ensembledes structures de façon à réduire le stockde pièces de rechange et faciliter la forma-tion des agents en charge de la mainte-nance. Pour l’ensemble de ces critères de sélec-tion, c’est la solution entièrement automa-tisée proposée par Cegelec avec lesproduits d’automatisme de Siemens quiest arrivée au premier rang et qui a étésélectionnée en mai 2011. Au cours de lamise au point du projet, le volet « sécurité »a toujours guidé l’équipe de développe-ment. Toute l’expérience des conducteursdes ouvrages a été exploitée. Les rigiditésdues aux automatismes ont été gommées. « La totalité des procédures d’exploitationdes écluses ont été intégralement réé-

crites », admet Serge Wallon : « il fallaitretrouver la souplesse d'antan, pouvoirfaire marche arrière dans le cadre mêmedes procédures, sans nécessairementdéclencher un arrêt d’urgence… Bref, ilétait indispensable de redonner à l’humaintoute la responsabilité des opérations,quitte à réduire la part de l’intelligence pro-grammée dans l’automatisme portuaire ».

La solution technique de Cegelec :SIMATIC intégré

« Compte tenu de l’importance donnée àl’humain, la solution technique ne devaitpas être omniprésente ». Pour Gilles

Dubuisson Duplessis, chef de centre d’acti-vités chez Cegelec : « le système de con-duite devait être convivial et évolutif pourrépondre aux besoins d’ajustements dePNA, tant pendant le déroulement duprojet, qu’après. Il devait en outre intégrerla sécurité ». Au cours du dialogue compé-titif, la technologie de Siemens s’estimposée car les produits d’automatismeSIMATIC répondent aux exigences dedisponibilité des installations, de commu-nication et de mise en réseaux, de puis-sance de traitements, et d’interfaçageavec les opérateurs. « Mais ces critères dechoix, s’ils étaient nécessaires, n’étaient paspour autant suffisants », lance GillesDubuisson Duplessis qui a trouvé chez Siemens « une équipe sachant en perman-ence répondre à nos exigences techniques etcommerciales, être à notre écoute pour fairedu sur-mesure, nous accompagner, intégreravec nous le facteur humain… Autant deconditions sine qua non pour réussir le dialogue compétitif ». Cegelec a ainsi pré-senté à PNA trois projets, trois architecturesavec un niveau d’intégration de plus en pluspoussé et un système de communicationfiable entre les ouvrages répartis le long ducanal de l’Orne…

Lien :www.pna-ports.fr

Solutions

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SIMATIC - 06/2012 35

Architecture PNA

Remorqueur sortant de la grande écluse avec vuesur le Poste de Commande Contrôle

Page 36: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

Finalement, le choix s’est orienté avec PNAvers le meilleur compromis technique etéconomique : deux fibres optiques mono-modes (redondance oblige !) de 10 kminstallées dans deux fourreaux différents,circulant sur la rive gauche du canal, sousle chemin de halage, avec une traverséeen siphon sous le canal au niveau du pontde Benouville et des écluses… Plus des liaisons ADSL pour communiquer avec lepont tournant de la Fonderie, comptetenu de la grande distance (5 km) le sépa-rant du pont tournant de Colombelles,dernier ouvrage équipé de fibre optique,et Cherbourg (150 km).

La conduite : à la fois locale et centralisée

L’architecture du système d’automatismeintègre totalement et à tous les niveaux, lahaute disponibilité (au travers des redon-dances) et la sécurité (arrêts d’urgence,détecteurs de présence de piétons…). Au-delà de la nécessité d’une téléconduite ensécurité des ouvrages depuis le PCC (Postede Conduite Centralisée) de Ouistreham, il faut aussi assurer en toutes circons-tances le service aux navires, ce qui jus-tifie le choix d’un système redondant,autorisant la conduite locale en cas d’a-varie sur les réseaux de communication.« Voilà pourquoi, explique Michel Raboteau,chef d’atelier à PNA, au pied de chaqueouvrage, a été déployé un PC équipé dusystème de supervision SIMATIC WinCCpour pouvoir reprendre localement la con-duite, sans être concurrent de la conduite àdistance ». Cette configuration s’estavérée vitale au moment du basculement(progressif) vers le nouveau système deconduite des ouvrages… Une conduited’abord locale au pied de chaque ouvrage,

puis à distance depuis Ouistreham. « C’estainsi que la conduite du pont de Benouvilleétait opérationnelle, en mode autonome,bien avant la pose de la fibre optique leraccordant au PCC », ajoute Michel Raboteau : « ce poste a été raccordé un moisaprès, sans incidence pour l’opérateur ».

La programmation du système d’automatisme

Les différents ouvrages comportent deséquipements similaires, des barrières, desvérins, etc. Il était indispensable dedisposer d’une bibliothèque d’objetsadaptés à PNA, intégrant les fonctionsnormales et les fonctions de sécurité.« Nous avons opté pour la programmationobjet… », précise Gilles DubuissonDuplessis : «…et mis en œuvre les outilsd’ingénierie SIMATIC PCS7 pour piloter lesystème d’automatisme S7 ».Condition clé de la réussite du projet… Levolet humain. Cegelec a proposé d’inté-

grer au projet des conducteurs afin quechacun puisse donner son point de vuesur les interfaces avec le système deconduite et, qu’en retour, ils constatentque leurs propositions ont été prises encompte. Les interfaces opérateur sont aujourd’huispécifiques à chaque ouvrage. Les synop-tiques intègrent des images provenant des28 caméras sur IP, dont les images bénéfi-cient tant d’un stockage local, que d’unstockage central. Qu’un événement desécurité apparaisse, et automatiquement,une caméra se braque sur la zone de l'évé-nement, tandis que l'image saisie s’in-cruste dans le synoptique WinCC. Sur unsecond écran du poste de conduite s’af-fiche une mosaïque d’images provenantdes caméras de l’ouvrage. L’utilisateur,pontier ou éclusier, a ainsi la possibilitéd’avoir une vision globale de son ouvrageou de travailler en mode assisté. L’intégra-tion de la vidéo à WinCC permet en outred’envoyer des commandes IP pour présé-lectionner certaines caméras, et d’in-cruster dans le synoptique WinCC, l’imagequi va bien, au bon moment.« Nous avons également intégré la voix surIP de façon à émettre des alertes et lestransmettre aux haut-parleurs installés surchaque ouvrage », dit Gilles DubuissonDuplessis : « l’opérateur posté au PCC peutenvoyer un message sur les différents ouv-rages, à travers le réseau IP ».

Une architecture d’automatisme desécurité full IP

Le système de conduite est bâti sur undouble anneau à fibre optique mono-mode. En son cœur, un automate SIMATICS7-400 HF de sécurité à haute disponibi-

36 SIMATIC - 06/2012

Solutions

Les deux postes de commande de Ouistreham, avec un écran pour la gestion des caméras,l’autre pour la conduite avec incrustation des images vidéo dans le poste WinCC.

Vue WinCC de Bénouville

Page 37: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

lité, avec deux CPU 414 distantes de 5 km,positionnées, l’une à Ouistreham, l’autreau Pont de Benouville, et raccordées parun lien à fibre optique. Cet automatepilote un réseau doublé PROFIBUS avec leprofil PROFIsafe autorisant la communica-tion standard et de sécurité sur le mêmemédia. Des stations d’entrées/sortiesSIMATIC ET 200M (avec double tête deraccordement) sont réparties sur chacundes ouvrages : s’y raccordent les capteurset les actionneurs standards et ceux desécurité. Gilles Dubuisson Duplessis com-mente : « le PCC a reçu une station ET200M comportant des cartes de sécuritéafin de prendre en compte les arrêts d’urgence à distance des ouvrages. Cesentrées/sorties sont récupérées localementvia PROFIsafe, là où l’on en a besoin ».Au double anneau Ethernet TCP/IP quicourt le long du canal, se trouvent atta-chés les postes de conduite distante etlocale WinCC, ainsi que des switches SCA-LANCE X414-3 autorisant la mise en placede trois réseaux virtuels (VLAN, ou VirtualLAN) dédiés chacun à une fonction parti-culière : automatisme, vidéo, voix sur IP. Les deux ouvrages distants (La Fonderie,Cherbourg) sont quant à eux connectés àOuistreham à travers deux réseaux privésvirtuels (VPN, ou Virtual Private Network),véritables extensions du réseau local, touten préservant la sécurité : chacun d’euxcorrespond à une interconnexion deréseaux locaux pilotés chacun par unautomate de sécurité SIMATIC S7-400F(avec CPU 414, comme à Ouistreham) via

la technique du “tunnel”. Il serait possibledemain, si PNA le souhaitait, de rattacherle site de la Fonderie à la boucle de Ouis-treham par une fibre optique, puis derécupérer sa CPU locale afin de la réutiliserà Cherbourg pour rendre redondante l’ar-chitecture locale.Des serveurs redondants IPC 627C ont étéprévus pour héberger WinCC, ainsi qu’unserveur d’archives faisant aussi office deserveur de poste d’ingénierie. Localement,au pied de chaque ouvrage, sont installésdes PC qui sont à la fois serveurs etclients : en marche normale, quand leréseau est disponible, ils sont clients desserveurs redondants du PCC, et bénéfi-cient de la base de données et de l’ima-gerie centrale. Mais si tous les réseauxvenaient à tomber en panne, ces PCdeviendraient autonomes et chacun d’euxse transformerait en serveur local dans lecadre du déploiement de la fonction “Pac-kage” de WinCC. L’imagerie et les donnéesseraient alors mises à disposition dechaque serveur. Toutes les variables chan-geraient dynamiquement de serveur, pourse rendre sur le serveur en bonne santé.

Demain…

Diverses évolutions sont dès à présentenvisagées. « Nous avons un projet encours à Cherbourg de réalisation d’une pas-serelle au-dessus du Bassin du Commerce :elle sera raccordée au système deconduite », nous confie Serge Wallon :« nous avons aussi des besoins de commu-nication en VHF entre Cherbourg et Ouis-treham. Par ailleurs, un certain nombre dedonnées fournies autrefois aux officiers deport, n’arrivent plus, notamment le niveaude l’eau dans les sas… Des données, etd’autres encore, qui seront envoyées à laCapitainerie par la fonction Web Server deWinCC ». À terme, le siège de PNA pourrait être bâti sur le port : lui aussi devrait alors,bien entendu, recevoir les données et lesimages transitant par le nouveau systèmede conduite.

(Merci à Hervé Hamon, Chef de GroupeTechnique pour la Normandie, pour sonassistance sur ce projet).

SIMATIC -06/2012 37

Lien :www.pna-ports.fr

Solutions

iL’avis de l’expert :Yann Kervoillard, ingénieur devente Siemens pour la régionBasse Normandie

Notre objectif était de proposer une archi-tecture la plus simple possible, à savoir : unautomate pour l’ensemble des ouvrages,supervisé par un poste de conduite.L’intérêt de la solution S7-400FH est qu’elleoffre la possibilité de n’avoir, à terme, qu’unseul automate pour l’ensemble desouvrages entre Caen et Ouistreham, contre7 auparavant ! C’est un point importantpour le service maintenance qui n’a plusqu’un seul programme Automate pour laconduite des 4 ponts et des 3 écluses deCaen à la mer.La disponibilité et la redondance ont étéégalement déployées au niveau de la super-vision WinCC, permettant un pilotageredondant à distance de l’ensemble desouvrages, mais également en local auniveau de chaque ouvrage.De plus, de par la fonction d’importation depackages offerte par WinCC, permettantl’accès à la base de données à distance deWinCC (imagerie et variables), nous offronsla possibilité de conduire l’installationdepuis n’importe quel ouvrage !Une belle réussite, qui vous donnera, jel’espère, l’envie de vous balader pouradmirer ces ouvrages, en vélo ou en bateau,le long de ce canal de 15 km entre Caen etla mer !

A Bénouville, la seconde CPU de l’automateSIMATIC S7-400HF avec sa station d’entées/sorties ET 200M

Page 38: Chez PNA, Siemens est aux commandes des ponts et des écluses

38 Simatic - 06/2012

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Une nouvelle interface Extranet et unmoteur de recherche Solution Partneraméliorés

L’interface Extranet évolue et devient « My Profile ». Le solution Partner peutainsi compléter son profil en ligne demanière plus complète et intuitive en yajoutant, par exemple, des visuels. Il peutégalement préciser ses branches d’activitésprincipales et les services qu’il propose.Cette nouvelle interface permet à Siemensd’améliorer la précision et l’efficacité de sonmoteur de recherche : le Partner Finder.Il est désormais encore plus simple detrouver, en un clic, le Solution Partner quicorrespond le mieux à vos besoins enmatières de technologies, d’exigences oubien selon les secteurs. Cet outil est sanscesse optimisé afin de toujours mieuxrépondre à vos attentes tout en mettanten avant notre relation de partenariat avecdes fournisseurs de solution compétents.Il vous permet un échange direct avec nosSolution Partners et également de trouvervotre partenaire idéal via la recherche parréférences. Vous pouvez ainsi visualiser lescomptes-rendus de projets réalisés par nos

Solutions Partners selon des critères derecherche précis. Ces comptes-rendusvous permettent d’attester la performanceet le professionnalisme de nos parte-naires. Ils mettent également en avantleur savoir-faire et leurs compétences surles produits et solutions du secteurIndustry de Siemens.

Frédéric Jeanparis et Claire Morel

Simatic - 06/2012 39

Lien :www.siemens.com/automation/partnerfinder<http://www.siemens.com/automation/partnerfinder>

Solution Partner

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