Prozessleitsystem Das bietet die Version 8.2 des Prozessleitsystems Simatic PCS 7

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Svitlana Schmitt / Dr. Jörg Kempf

Mit der Version 8.2 von Simatic PCS 7 zeigt sich, welche Vorteile die vollständige Erfassung von Informationen in einem durchgängigen Datenmodell bietet: der anlagenweite Zugriff auf diese digitalisierten Daten erhöht die Flexibilität der Bedienung, sorgt für mehr Effizienz über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage hinweg und damit für kürzere Engineeringzeit.

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Mobiles Anlagen-Monitoring, effizienteres Anlagen-Engineering, intuitivere Anlagenführung – die neue Version des Siemens Leitsystem bietet zahlreiche Detailverbesserungen für die Prozessindustrie.
Mobiles Anlagen-Monitoring, effizienteres Anlagen-Engineering, intuitivere Anlagenführung – die neue Version des Siemens Leitsystem bietet zahlreiche Detailverbesserungen für die Prozessindustrie.
(Bild: Siemens)

Wie sehr sich unser Leben in den vergangenen 20 Jahren verändert hat, illustriert folgendes Beispiel: Während man sich Mitte der Neunziger Jahre auf einem Röhrenfernseher Filme von VHS-Recordern angesehen hat, bekommt man heute jederzeit auf Abruf Filme über Streaming-Dienste auf das LED-Flachdisplay seines internettauglichen Fernsehers bereitgestellt. In nur 20 Jahren sind wir von sperrigen, unhandlichen und nur mit VHS-Qualität ausgestatteten Videokassetten im Zeitalter der Digitalisierung angekommen – bequemes Kinoerlebnis per Mausklick und ohne lästigen Kabelsalat. Neben enorm gesteigerter Bildqualität gehen mit der Digitalisierung des Videomarktes auch mehr Flexibilität und Komfort einher. Genau diese beiden Vorteile finden sich im Rahmen der industriellen Digitalisierung u.a. auch in der neuesten Version des Siemens Prozessleitsystems Simatic PCS 7 wieder, die nun – genau 20 Jahre nach der ersten Version – auf den Markt kommt.

Seit Einführung im Jahr 1996 zeichnet sich das Leitsystem durch Offenheit über standardisierte Schnittstellen, Flexibilität durch nahtloses Einbinden von sicherheitsgerichteten oder redundanten Architekturen oder Skalierbarkeit hinsichtlich des Mengengerüstes aus. Diese Vorteile werden in über 22.000 Installationen weltweit in sämtlichen Branchen der Prozessindustrie geschätzt – und daran ändert sich auch in der neuen Version 8.2 nichts.

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So ist das Thema Skalierbarkeit nach wie vor aktuell. Aufgrund von Erweiterungen oder Zusammenlegungen einzelner Anlagen sind Betreiber auf Leittechnik angewiesen, die mitwächst und sich aktuellen Bedürfnissen anpasst. Immer mehr wird heute auch die Möglichkeit geschätzt, mit einem erprobten Leitsystemkonzept in Anlagen unterschiedlicher Größe weltweit operieren zu können. Mit skalierbaren Mengengerüsten von 100 bis 200.000 I/Os ist Simatic PCS 7 diesen Anforderungen gewachsen und geht noch einen Schritt weiter: Spezifische Funktionalitäten wie Batch-Verarbeitung oder branchenspezifische Erweiterungen lassen sich ohne Brüche im Bedien- oder Automatisierungskonzept hinzufügen.

Hohe Verfügbarkeit ist ein weiteres Anliegen der Prozessindustrie, dem das Leitsystem seit jeher nachkommt. Damit es nicht zu ungeplanten Anlagenstillständen kommt, sind sämtliche Komponenten redundant auslegbar. Darüber hinaus bietet das System die hohe Verfügbarkeit für alle Kommunikationsarten: von Hart über Fieldbus Foundation bis hin zu Profibus und Profinet. Das gilt für SIL3-Applikationen genauso wie für Installationen im Ex-Bereich. Die hohe Fertigungsqualität der Komponenten und die robuste Konstruktion für einen Einsatz in rauer Industrieumgebung sorgen für kontinuierlichen Anlagenbetrieb über viele Jahre bei möglichst geringen Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership – TCO).

Innovationen sinnvoll einsetzen

Der Einsatz von Webtechnologien verändert auch den Arbeitsalltag in Prozessanlagen: Mobile Geräte halten Einzug und bieten nicht nur fernab der Leitwarte die Informationsgrundlage für schnelle und sichere Entscheidungen. Über installationsfreie Webclients lassen sich auch Feldgeräte vor Ort in Betrieb nehmen oder parametrieren. Mit dem neuen Client-Server-Konzept von Simatic PDM (Process Device Manager) kann das Management von Feldgeräten von nahezu jedem Punkt in der Anlage aus erfolgen. Dabei werden die lokal durchgeführten Änderungen zuverlässig zentral gespeichert. Eine Softwareinstallation auf den mobilen Geräten ist dabei nicht notwendig, denn der Zugriff auf Gerätedaten erfolgt browserbasiert über das so genannte Simatic PDM Portal.

Die Version 8.2 von Simatic PCS 7 unterstützt nun die betriebssystem- und browserunabhängige Nutzung von mobilen Geräten. Lesen Sie weiter auf der nächsten Seite.

Mobiler Zugriff – flexiblere Bedienung

Die Version 8.2 unterstützt nun die betriebssystem- und browserunabhängige Nutzung von Smartphones, Tablets und anderen mobilen Geräten. Über diese ist z.B. die Visualisierung und Quittierung von Alarmen sowie die Anzeige von Trends im Feld möglich. Der schnelle und flexible Zugriff auf wichtige Anlageninformationen mittels bestimmter Key Performance Indicators – Soll- und Ist-Werte von Messstellen, Eingabe-/ Ausgabefehler, Störungen, Produktionsvolumen, Abfüllmengen oder Anzahl von Chargen – helfen dem Schichtleiter, Messtechniker oder Verladeleiter, schnell und vor Ort Entscheidungen zu treffen und zu reagieren.

Neben der umfassenden Unterstützung solcher mobilen Zugriffsmöglichkeiten, die flexiblere Bedienkonzepte erlauben, verfügt die neue Version über einige weitere Funktionen, die dem Operator einen besseren Überblick verschaffen und so einer effizienteren und intuitiven Anlagenführung den Weg ebnen. So zeigt der Messstellenbrowser dem Bediener eine Liste mit sämtlichen Messstellen der Anlagenbereiche, für die er berechtigt ist, an.

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Diese Liste bietet Optionen zum Filtern und Sortieren. Mit wenigen Mausklicks werden alle Messstellen gefunden, die einen bestimmten Status haben, beispielsweise Interlock oder Wartungsbedarf. So ist es während der Regleroptimierung sehr nützlich zu wissen, welche Messstelle sich noch im Hand- und nicht im Automatik-Betrieb befindet. Diese Übersicht bildet die Grundlage für systematische Anlagenoptimierung, aus der die Ergebnisse direkt in das entsprechende Bedienbild gewechselt werden können.

Mit Version 8.2 lassen sich einzelne Messstellen auch einfach aus dem Prozessbild heraus in Gruppen zusammenfassen. Damit kann der Operator die für bestimmte Standardbedienszenarien wichtigen Messstellen gruppieren und hat so die entsprechenden Prozesswerte viel übersichtlicher im Blick. Insbesondere beim Hochfahren der Anlage ist diese Funktion nützlich, da sich alle Schritte auf einem Display überwachen lassen und der Operator schnell in den Vorgang angreifen kann. Die Gruppenansicht erlaubt sowohl die direkte Bedienung als auch den Wechsel zum Messstellensymbol im dazugehörigen Prozessbild.

Ebenso einfach und komfortabel können Bediener nun Trends zusammenstellen: Mit einem Klick auf den Ist-Wert wird dieser als Trend dargestellt. Einheit und Wertebereich werden automatisch übernommen, das Zeitintervall kann dabei entweder vordefiniert oder über Auswahlmöglichkeiten benutzerdefiniert bestimmt werden. Die Trends sind dann grafisch miteinander vergleichbar und die Messstellen-Informationen mit einem Blick zu erfassen. So kann der Bediener mit dieser Online-Übersicht des Prozessverlaufs die Anlage einfacher überwachen und Prozesse optimal fahren.

Erfahren Sie auf der nächsten Seite, wie der Einsatz der neuen Simatic Logic Matrix für noch mehr Zeitersparnis und Transparenz in der Engineeringphase sorgt.

Über den gesamten Lebenszyklus effizienter

In der Engineeringphase sorgt der Einsatz der neuen Simatic Logic Matrix für noch mehr Zeitersparnis und Transparenz bei komplexen Zuständen in der Produktionsanlage. Die Zusammenstellung der Verriegelungslogiken erfolgt nach dem Ursache-Wirkungs-Prinzip: In einer mit einem Tabellenkalkulationsblatt vergleichbaren Matrix-Tabelle werden bestimmten Prozessereignissen exakt definierte Reaktionen zugeordnet. Dabei listet man die Ursachen (causes) in Zeilen auf und in den Spalten die dazugehörigen Wirkungen (effects). Die daraus entstehende Cause-&-Effect-Matrix ist nicht nur einfach und ohne Programmierkenntnisse erstellbar, sie visualisiert auch komplexe Zusammenhänge sehr übersichtlich.

Aus einer solchen Tabelle heraus generiert das Softwarepaket Simatic Logic Matrix automatisch die entsprechenden CFC (Continuous Function Charts) inklusive der benötigten Treiberbausteine für das Automatisierungssystem. Damit reduziert sich nicht nur die Anzahl möglicher Fehler, die Projektierung von Verriegelungslogiken wird erheblich vereinfacht und verkürzt.

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Für kürzere Projektierungszeiten und die flexiblere Nutzung von Schrittketten in Ablaufsteuerungen (Sequential Function Charts – SFC) sorgt ein zentraler grafischer Formeleditor. Berechnungen und Vergleichsfunktionen der Schrittketten werden im SFC-Editor durchgeführt. Dafür stehen sowohl arithmetische Operationen wie auch Boolesche Verknüpfungen oder bestimmte Funktionen zur Verfügung, die bequem über den grafischen Formeleditor zu Rechenformeln zusammengefügt werden können. Ab Version 8.2 sind auch die Funktionen des Massendaten-Engineerings deutlich erweitert, z.B. das technologische Engineering mit Funktions-, System- und Aufbauplänen und den dazugehörigen Dokumenten für Simatic PCS 7 Projekte. Dies reduziert den Aufwand für die Erstellung der dazugehörigen Dokumentation erheblich.

Um das Prozessleitsystem mit minimalem Aufwand und bei höchster Anlagenverfügbarkeit auf aktuellem Stand zu halten, bietet Siemens einen Software Update Service (SUS) an. Dieser Service unterstützt den Einsatz des neuen Betriebssystems Windows 10 auf dem Leitsystem. Simatic PCS 7 V8.2 ist unter Windows 10 und Server 2012 lauffähig.

Einige Detailverbesserungen, wie die Übernahme von angepassten Symboleigenschaften oder zentrale und hochrüstsichere Einstellungen für Alarmlisten und Bedienfunktionen, erlauben es dem Anwender, kundenspezifische Anpassungen auch nach Versionshochrüstungen beizubehalten, und zwar ohne erneuten Enigineeringaufwand. Mithilfe der Simatic Management Console lassen sich sämtliche Simatic PCS 7 Hard- und Softwarekomponenten mit allen Versionsständen per Knopfdruck inventarisieren. Sie erlaubt nicht nur vollständige und kundenindividuelle Inventarlisten, sondern bietet eine zuverlässige Basis für gezielte Tausch- und Update-Aktionen.

Lesen Sie auf der nächsten Seite ein Interview mit Svitlana Schmitt, Marketing Manager für Simatic PCS 7, Siemens, u.a. zum Thema Cyber Security

Nachgefragt bei Svitlana Schmitt, Marketing Manager für Simatic PCS 7, Siemens

Svitlana Schmitt, Marketing Manager für Simatic PCS 7, Siemens
Svitlana Schmitt, Marketing Manager für Simatic PCS 7, Siemens
(Bild: Siemens)

PROCESS: Frau Schmitt, Cyber Security rückt immer stärker in den Fokus von Automatisierungssystemen. Inwieweit ist das Thema in die Entwicklung der neuen Version 8.2 von Simatic PCS 7 eingeflossen?

Schmitt: Mit Cyber-Security-Maßnahmen für industrielle Produktionsanlagen beschäftigt sich Siemens schon seit Längerem. In den letzten Jahren sind die Konzepte und Einstellungen zur Security von Steuerungssystemen überdacht worden. Notwendig wurde dies in erster Linie durch den Übergang zu offenen Standardtechnologien wie Ethernet und Microsoft Windows. Siemens bietet ein PCS 7 Security-Konzept und verfolgt damit eine ganzheitliche, umfassende Security-Lösung. Diese berücksichtigt die spezifischen Anforderungen einer prozesstechnischen Anlage, die sich im Allgemeinen deutlich von den Anforderungen der Büro- und Unternehmens-IT unterscheiden. PCS 7 bündelt die wichtigsten Security-Vorkehrungen aus unterschiedlichen Bereichen zu einem tiefengestaffelten Security-Konzept (Defense in Depth). Diese Lösung gilt auch weiterhin für Simatic PCS 7 und natürlich für die neue Version.

PROCESS: Mit der dem neuen Client-Server-Konzept von Simatic PDM kann das Management von Feldgeräten von nahezu jedem Punkt in der Anlage erfolgen. Welche Unterstützung erhält der Anwender konkret durch Simatic PDM für die Betriebsführung?

Schmitt: Die neue Version 9.0 des Simatic PDM bietet hohe Flexibilität und Verfügbarkeit der Anlage durch anlagenweiten Zugriff auf alle Feldgeräte mit sicherer Server-Client-Kommunikation: An einem Simatic PDM Server können bis zu 30 Clients ohne Installation von Simatic-Software angeschlossen werden. Warte- und Wegezeiten des Servicepersonals verkürzen sich damit deutlich. Das Maintenance-Personal kann an stationären und mobilen Arbeitsplätzen über den Standardbrowser die Feldgeräte parametrieren. Darüber hinaus ermöglicht die neue Prozessgeräte-Anlagensicht mit strukturierter Geräte-Anschlusspunkt-Information das schnelle Finden von Messstellen und deren Freigabe für Servicearbeiten.

* Die Autorin ist Marketing Manager für Simatic PCS 7, Siemens AG, Digital Factory/Process Industries and Drives, Karlsruhe.

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