1. Reengineering am Beispiel
Automatisierungstechnik
eines Heizkraftwerks Holm Bilstein • Thomas Schulz
über einen Protokollkonverter. Die Konfi-
Reengineering von Industrieanlagen ist ein strategisches Programm guration und Parametrierung des Proto-
mit vielen Einflussfaktoren. Der Anlagenbetreiber muss zunächst kollkonverter PKV 11 aus dem Hause Hil-
scher wurde durch ein komfortables Pro-
Dienstleistungen, Supportprozesse sowie die Arbeitsorganisationen jektierungs- und Diagnoseprogramm rea-
kritisch betrachten und neu bewerten, um sicherzustellen, dass lisiert. Die Arbeitsplätze des Leitsystems
Vorhandenes optimal weitergenutzt und ein hohes Verbesserungs- vernetzen LWL-Kabel in Industrieaus-
potential durch Neues ausgeschöpft werden kann. Wichtig ist eine führung; eine Erweiterung der Konfigu-
ration ist problemlos möglich. Mit han-
kooperative Durchführung von Reengineering-Projekten von Betrei-
delsüblichen Grafikkarten lässt sich über
berseite und ausführenden Unternehmen. Auf Betreiber und Instand- den Anschluß von zwei Monitoren an ei-
halter des Auftraggebers kommt darüber hinaus ein respektables nen Arbeitsplatz eine Grafikauflösung
Pensum an Weiterbildung zu. von 2048 x 768 Punkten erreichen.
Standard: Prozessvisualisierungs-
Das Werk Hennigsdorf vor den Toren befindlicher Steuerungen und Feldbussys- systeme unter Windows
Berlins ist der größte Standort der Ad- temen kann bei InTouch gegenwärtig auf Prozessvisualisierungssysteme unter
tranz in Deutschland. Dort werden neben eine Bibliothek von über 700 verschiede- Microsoft Windows sind heute als
Triebzügen mit und ohne Neigetechnik nen Anschaltungen zurückgegriffen wer- Schnittstelle zwischen Bediener und Pro-
auch Niederflur-Straßenbahnen sowie U- den. Neben Einzelanschaltungen existie- zess ein Standard. Mit nur geringen Vor-
und S-Bahnen gebaut. Das Werk verfügt ren Kommunikationen aller gängigen kenntnissen ist es möglich, umfangreiche
über ein modernes Prüf- und Servicezen- Standardbusse aus Industrie- und Gebäu- Applikationen zu erstellen. Hauptmerk-
trum mit verschiedenen Teststrecken, deautomation. Das System unterstützt mal von Visualisierungssystemen ist ihre
Speziallabors und einem Designcenter. uneingeschränkt auch den OPC- Stan- Fähigkeit, grafische Objekte zu annimie-
Den Bedarf an Prozesswärme für Farbge- dard. Dadurch hat die Applikation direk- ren. Das System erleichtert mit leistungs-
bungsprozesse und der Wärmebedarf zur ten Zugriff auf die Daten eines beliebigen fähigen Editier- und Zeichenfunktionen
Versorgung der Büroräume und Werk- OPC-Servers. die Bilderstellung. Grundlage bildet eine
stätten stellt ein eigenes Heizkraftwerk Im vorliegenden Fall hat sich die Be- objektorientierte Vektor-Grafik. InTouch
mit vier Dampferzeugern sicher. Die Auf- stückung der SPS Modicon A350 auf- bietet hierbei viele Möglichkeiten, um
gabenstellung des Reengineering-Projek- grund der Verbindung zu dem neuen Prozesszustände realistisch und anwen-
tes bestand darin, ein für die Prozess- Leitsystem nicht geändert. Alle Baugrup- derfreundlich nachzubilden. So besteht
führung des Heizkraftwerks vorhandenes pen des Zentralteils und der E/A-Peri- die Möglichkeit, dass sich Objekte auf
proprietäres Leitsystem durch einen offe- pherie haben ihre alte Funktion behalten. dem Bildschirm bewegen, dass sie ihre
nes, auf Standards basierendes System, Die Systemkopplung zwischen der SPS Größe verändern oder ihre Farbe wech-
abzulösen. Die vorhandene Fernwirk- und dem Leitrechner läuft mit den Proto- seln. Weiterhin lassen sich Grafikobjekte
übertragungsstrecke zu den prozessnahen kollen Modnet 1 / SFB und Modbus / RTU horizontal oder vertikal füllen oder dre-
Komponenten sollte dabei beibehalten hen bzw. ihre Sichtbarkeit verändern.
werden. Das von der Alstom Anlagen- Die Kombination verschiedener Animati-
und Automatisierungstechnik GmbH in Dipl.-Ing. Holm onstypen führt zu interessanten und
Berlin erarbeitete Konzept erhielt 1999 Bilstein ist Service- wirklichkeitsnahen Effekten.
Ingenieur im Be-
den Zuschlag. Mit verschiedenartigen Animationsver-
reich Anlagenbau
und Technische knüpfungen kann praktisch jede Appli-
Offenes System besteht aus PC- Dienste der Alstom kationsstrategie abgedeckt werden. Größe,
basierter Visualisierung und SPS Anlagen- und Auto- Farbe, Position, Füllung, Sichtbarkeit usw.
Um sämtliche Bedien- und Beobach- matisierungstechnik eines Objekts sind bedienerfreundlich än-
GmbH in Berlin
tungsfunktionen von einem zentralen Ar- derbar. Auch Objekten und Objektgrup-
beitsplatz bearbeiten zu können, müssen pen einschließlich ihrer Prozessverknüp-
zuerst die Steuersignale und Rückmel- fung können hinsichtlich Zeiteinsparung
dungen erfasst werden. Das Sammeln der Dipl.-Ing. Thomas in einer Bibliothek abgespeichert und wie-
Schulz ist Leiter
Prozesssignale und die Ausführung der derverwendet werden. InTouch erlaubt
der Geschäftsstelle
Steuer- und Regelfunktionen übernehmen Berlin der Wonder- weiterhin die Einbindung und Dynamisie-
im vorliegenden Projekt speicherprogram- ware GmbH rung sowohl von Pixelgrafiken aus Grafik-
mierbare Steuerungen (SPS) vom Typ systmen wie Bitmap-Format, PCX-Format
Modicon A350. Als PC-basiertes Leitsy- und andere als auch von Vektorgrafiken
stem unter dem Betriebssystem Microsoft aus CAD-Systemen im DXF-Format. Da-
Windows NT kam das Modul InTouch der mit ist eine einfache Übernahme von Ge-
FactorySuite 2000 von Wonderware zum bäudegrundrissen oder Anlagenplänen aus
Einsatz. Zur Anbindung auf dem Markt Planungssystemen möglich.
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2. Bild 1. Luftaufnahme Werk Hennigsdorf
Modbus Ethernet-TCP/IP
Hilscher-
Konverter InTouch- InTouch-
Server und Bedienplatz
Bedienplatz (Warte)
Modnet 1/SFB
1 2 3 4 5 1 2
Service
A 350
Bild 2. Topologie Leitsystem
Jedes Prozessbild gleich angeordnet dort angebotenen Menüpunkte ermöglicht
Für die Anlagenbedienung ist es wich- einen Sprung in die detaillierten Alarm-
tig, dass sich der Betreiber leicht einen listen, historische Trenddarstellung oder
Überblick über den Anlagenzustand ver- eine Bildanwahl. Aus der Anlagenüber-
schaffen kann. Um die wichtigen Bild- sicht lassen sich technologische Bilder,
schirmelemente problemlos wieder zu fin- Regler und Gruppendarstellungen direkt
den, sind sie in jedem Prozessbild gleich- anwählen.
artig angeordnet. Zu diesen Aufbau ge- Der Bediener kann gezielt und schnell
hören Kopfbild, Prozessbild und Fußbild. auf relevante Anlagenteile zugreifen. Dies
Das Kopfbild stellt System- und Alarm- erreicht er mit Hilfe von Mausbetätigun-
funktionen über eine Alarmzeile dar; an- gen in den Steuerungsfeldern oder Text-
gezeigt wird der Alarmtext zum jüngsten eingaben über die Tastatur in den ent-
eingetroffenen Alarm mit Datum, Uhrzeit sprechenden Felder. Zur Visualisierung
sowie Alarmzustand. Darunter befindet und Steuerung werden unter anderem
sich der Bereich der eigentlichen Anlagen- Analoganzeigen, Buttons sowie Farbum-
darstellung. Die Funktionsleiste im Fuß- schläge für Maschinensymbole genutzt.
bild dient zur Bildanwahl. Die Anwahl der Die Analoganzeigen sind den Bedienern
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3. Bild 4. Störmeldungen und Historischer Trend
von herkömmlichen Anzeigegeräten be- lung von Echtzeit- und historischen tern beeinflussen. Neben dem automati-
kannt. Sie zeigen den physikalischen Mess- Trends. Hierfür werden die im System in- schen Betrieb der Anlage kann der Be-
wert sowie den oberen und den unteren tegrierten, vordefinierten Objekte genutzt. diener auch alle Aggregate für Repara-
Grenzwert an. Unter- oder überschreitet Die Echtzeit-Trends zeigen die momen- turzwecke vor Ort einzeln schalten. Die
die angezeigte Messgröße einen Grenz- tanen Prozesswerte in einem vorher fest- Hand-Funktion wird durch die Benut-
wert, ändert sich die Anzeige: Der Mess- gelegten Zeitintervall mit definiertem zung der für jedes Aggregat vorhandenen
wert wird rot dargestellt. Jederzeit kann Zeitraster an (z. B. die letzten 15 Minuten., Freinahme-Schaltung bedient. Die dyna-
der Bediener einen neuen Grenzwert für ein Wert pro Sekunde). Der historische misch animierten Bilder zeigen dem An-
eine Messgröße vorgeben. Eindeutig sind Trend dient zur Darstellung von Prozes- lagenbediener den Betriebszustand von
auch die Farbumschläge für die Betriebs- swerten über einen längere Zeit, wobei einzelnen Anlagenkomponenten unmit-
mittel: grün bedeutet ein-, grau ausge- die Prozesswerte archiviert und zu späte- telbar an. Ein automatischer Farbum-
schaltet und rot gestört. Viele Anlagen- ren Zeitpunkten ausgewertet werden kön- schlag weist darauf hin, ob 6auf einer an-
bilder enthalten ergänzende Zustandsan- nen. Aufzeichnung und Wiedergabe er- deren Bildschirmseite ein Alarm, eine
zeigen der Maschinensymbole. Diese An- folgen mit entsprechenden Schaltflächen Störung, eine Warnung oder nur eine
zeigen signalisieren dem Anlagenfahrer, (Aufnahme, Wiedergabe, schneller Vor- Meldung aktuell neu erschienen ist.
in welchem Zustand sich das Betriebs- und Rücklauf), die einem Recorder nach- Gleichzeitig wird akustisch gewarnt. Wei-
mittel befindet. Im Automatikbetrieb ist empfunden wurden. Über Zoom-, Scroll- tere Informationen zur Störung ruft der
kein Ein- oder Ausschalten möglich: dies und Zentrierfunktionen kann die Anzei- Bediener durch Anklicken der jeweiligen
erlaubt erst der Handbetrieb. ge beliebig konfiguriert werden; Cursor Komponenten ab.
helfen beim exakten Ablesen von Werten. Ein wesentlicher Aspekt bei den Leit-
Historische und Echtzeit-Trenddaten Das Bild ‘Historischer Trend’ bietet viele systemen basierend auf InTouch stellt
Ein weiteres Merkmal von Prozessvisua- Möglichkeiten zur Einstellung der Trend- die Systemsicherheit dar. Unbefugte Pro-
lisierungen ist die Anzeige von Trend- darstellung. Mit Rollbalken lässt sich ein zessbedienungen verhindert ein frei kon-
diagrammen. Die vorgestellte Applikation bestimmtes Zeitintervall darstellen. Mit figurierbarer Paßwortschutz mit bis zu
verfügt über die Möglichkeit der Darstel- Pfeilbuttons kann man sich in den einge- 9 999 Zugriffsebenen. Zu diesem Zweck
stellten Zeitspannen in der Trenddarstel- fragt das System beim Start der Applika-
lung vor und zurück bewegen. Zur bes- tion Benutzername und Passwort ab; zu-
seren Auswertung kann der Anwender sätzlich kann eine Aktivitätenüberwa-
die Kurven auch dehnen und stauchen. chung aktiviert werden. Abgerundet wer-
Der Messwertbutton zeigt die Eintritts- den die Systemdienste durch die Mög-
und Austrittsgröße des Messwerts des lichkeit einer Ferndiagnose über Modem.
augenblicklich dargestellten Trends. Für Das neue System wurde dem Unter-
statistische Betrachtungen werden Funk- nehmen Adtranz als Nutzer der Anlage
tionen wie Maximum, Minimum, Mittel- rechtzeitig zur Heizperiode im Herbst
wert und Standardabweichung angeboten. 1999 für den Betrieb des Heizkraftwerks
übergeben. ■
Modernes Stördatenmanagement
und Systemsicherheit
Nach dem Anfahrzyklus kann der Be-
diener durch Veränderungen der Soll-
werte in den automatischen Prozess steu- finden Sie im Internet
ernd eingreifen und diesen gemäß den unter http://www.etz.de
Bild 3. Anlagenübersicht gewünschten technologischen Parame-
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