🦺 Automates de sécurité Siemens – SIMATIC S7-1200F / S7-1500F (Fail-Safe)
⚙️ 1️⃣ Qu’est-ce qu’un automate de sécurité (Fail-Safe) ?
Un automate de sécurité, ou automate “Fail-Safe”, est une version spéciale d’automate programmable (API) conçue pour gérer à la fois la commande standard ET la sécurité machine / process.
➡️ Sa mission :
👉 Détecter les situations dangereuses (arrêt d’urgence, porte ouverte, barrière optique coupée…)
👉 Mettre le système dans un état sûr (Safe State)
👉 Réagir selon les normes de sécurité fonctionnelle :
💡 Contrairement à un automate classique, il intègre une double vérification interne et un traitement redondant pour garantir que toute défaillance soit détectée.
🧠 2️⃣ Qu’est-ce que la gamme Siemens SIMATIC Safety (Fail-Safe) ?
La gamme SIMATIC Safety regroupe les automates Siemens capables de traiter des programmes de sécurité et standards dans un même contrôleur, via le logiciel TIA Portal.
Deux familles principales existent :
| Gamme |
Type |
Usage principal |
| S7-1200F |
Compact |
Machines simples à moyennement complexes |
| S7-1500F |
Modulaire / haute performance |
Installations complexes, lignes automatisées, process industriels |
🔩 3️⃣ S7-1200F : Automate de sécurité compact
🔹 Description :
-
Compact, économique, idéal pour les machines autonomes.
-
Combinaison du contrôle standard + sécurité dans un seul CPU.
-
Programmation via TIA Portal STEP7 Safety Basic.
🔹 Modèles courants :
| Référence |
Type |
Entrées / sorties fail-safe |
| CPU 1212FC |
8 DI / 6 DO (dont 2 F) |
Machines simples |
| CPU 1214FC |
14 DI / 10 DO (dont 4 F) |
Moyenne complexité |
| CPU 1215FC |
14 DI / 10 DO + extension possible |
Machine avec modules F additionnels |
🔹 Points forts :
✅ Compact et économique
✅ Communication PROFINET native
✅ Modules d’E/S fail-safe disponibles (SM1226 F)
✅ Convient à la majorité des machines industrielles (presse, robot, convoyeur…)
🧱 4️⃣ S7-1500F : Automate de sécurité hautes performances
🔹 Description :
-
Automate haut de gamme Siemens
-
Architecture modulaire, adaptée à des installations complexes multi-axes, robotisées, ou process continus
-
Programmation via TIA Portal STEP7 Safety Advanced
🔹 Modèles courants :
| Référence |
CPU standard équivalente |
Application |
| CPU 1511F-1 PN |
1511-1 PN |
Petite machine / cellule robotisée |
| CPU 1513F-1 PN |
1513-1 PN |
Moyenne installation |
| CPU 1515F-2 PN |
1515-2 PN |
Ligne de production |
| CPU 1516F / 1518F |
1516 / 1518 |
Process rapides, multi-postes, usine complète |
🔹 Points forts :
✅ Performances élevées (traitement parallèle standard + sécurité)
✅ Réseaux PROFINET / PROFIsafe / PROFIBUS / Ethernet
✅ Communication directe avec variateurs SINAMICS Safety Integrated
✅ Gestion d’architectures Safety distribuées (ET200SP-F, ET200Pro-F…)
✅ Sécurité intégrée dans un seul projet avec IHM et variateurs
🔐 5️⃣ Principe de fonctionnement “Fail-Safe” (sécurité intégrée)
Les CPU F-Siemens exécutent deux programmes en parallèle :
Ces deux programmes communiquent entre eux, mais toute action sur les sorties de sécurité doit être validée par le programme “F” pour éviter tout danger.
🧩 Les signaux sont transmis via le protocole PROFIsafe, garantissant une communication sûre sur les réseaux PROFINET / PROFIBUS.
🧰 6️⃣ Programmation et outils logiciels
🔹 Logiciel :
🔹 Langages disponibles :
-
F-LAD (Ladder de sécurité)
-
F-FBD (Blocs fonctionnels sécurité)
-
F-STL (liste d’instructions sécurisée)
🔹 Bibliothèque F préintégrée :
Inclut des blocs validés selon les normes :
-
Arrêt d’urgence (E-STOP)
-
Interrupteur de porte
-
Barrière immatérielle (Light Curtain)
-
Arrêt sécurisé (STO)
-
Surveillance de vitesse (SSM, SLS)
-
Redondance et acquittement
⚠️ 7️⃣ Normes et certification
Les CPU F-Siemens sont certifiées :
Cela les rend conformes aux exigences européennes pour les machines et process à haut niveau de sécurité.
🔗 8️⃣ Intégration dans une architecture complète
Les automates F-Siemens s’intègrent avec :
-
Variateurs SINAMICS G120 / S120 Safety Integrated
-
E/S ET200SP-F, ET200Pro-F
-
IHM WinCC avec affichage des statuts de sécurité
-
Réseaux PROFINET / PROFIsafe
-
Solutions Safety Remote et Safety I/O déportées
🧠 9️⃣ En résumé
| Élément |
S7-1200F |
S7-1500F |
| Type |
Compact |
Modulaire / industriel |
| Usage |
Machines simples à moyennes |
Lignes, process complexes |
| Logiciel |
TIA Portal Safety Basic |
TIA Portal Safety Advanced |
| Réseau |
PROFINET / PROFIsafe |
PROFINET / PROFIBUS / PROFIsafe |
| Niveau de sécurité |
SIL 3 / PL e |
SIL 3 / PL e |
| Extension |
Limitée |
Très large |
| Simulation |
Oui (PLCSIM Advanced) |
Oui |
| Application typique |
Presse, convoyeur, poste robot |
Ligne complète, usine automatisée |
🧩 10️⃣ Exemples d’applications
-
Presse hydraulique avec arrêt d’urgence et barrières optiques
-
Ligne robotisée avec zone d’accès sécurisée
-
Process de remplissage avec capteurs de vitesse sécurisés
-
Convoyeur avec verrouillage de portes et reset de sécurité
-
Système de manutention automatisé avec surveillance d’accès
💬 Conclusion
🔸 Les automates SIMATIC S7-1200F et S7-1500F incarnent la fusion entre commande et sécurité.
🔸 Grâce à la plateforme TIA Portal Safety, Siemens offre une solution intégrée, certifiée et évolutive pour répondre aux exigences de la Directive Machines 2006/42/CE.
🔸 Un seul logiciel, une seule CPU, une sécurité maîtrisée jusqu’à SIL 3 / PL e.
