Software-Tools Effizienter Anlagenbetrieb mit abgestimmten Tools zur Visualisierung, Protokollierung und Alarmierung

Autor / Redakteur: M.Sc. Roman Just, Dipl.-Ing. Friedrich Wegener / Dr. Jörg Kempf

Leistungsstarke Visualisierungen sowie Datenmanagement- und Alarmierungssysteme sind unverzichtbare Bausteine bei der Automatisierung prozesstechnischer Anlagen. Lesen Sie, wie Phoenix Contact mit drei speziellen Software-Tools eine Lücke schließt, um insbesondere im Lösungsgeschäft durchgängige Gesamtsysteme anbieten zu können.

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Alles im Blick: Die flexible Struktur und die zahlreichen Anbindungsmöglichkeiten erlauben den vielfältigen Einsatz von Acron.
Alles im Blick: Die flexible Struktur und die zahlreichen Anbindungsmöglichkeiten erlauben den vielfältigen Einsatz von Acron.
(Bild: Phoenix Contact)

Als Anlagenchronist protokolliert und analysiert das Software-Tool Acron alle Anlagen- und Betriebsdaten in Datenbanken, die bei Bedarf redundant ausgeführt sind. Die Protokollfunktion generiert zyklisch aussagekräftige sowie individuell gestaltbare Diagramme und Dokumente. Das Leit- und Visualisierungssystem Atvise Scada wiederum dient der flexiblen, objektorientierten Erstellung von Web-Visualisierungen unter Verwendung von Vektorgrafiken (SVG). Ein Java-Script-Editor für Web-Profis eröffnet vielfältige weitergehende Möglichkeiten. Die Alarmmanagement-Software AIP schließlich informiert Anlagenbetreiber und Service-Personal überall und zuverlässig über Medien wie E-Mail, SMS oder Smartphone-App. Sämtliche Tools greifen in verschiedenen Anwendungsfällen perfekt ineinander.

Acron wird häufig in Verbindung mit Leit- und Visualisierungssystemen wie Atvise und der Alarmmanagement-Software AIP eingesetzt. Dabei zeichnet das Datenbank-System Energieverbrauchsdaten, Störmeldungen und zahlreiche Messwerte in individuell einstellbaren Verdichtungsstufen auf. Ein umfangreicher Formel-Editor erlaubt die Verrechnung der Prozessdaten zu kombinierten Werten. Anlagenbetreiber nutzen das Auswerte-Modul Graph zur grafisch ansprechenden Darstellung beliebiger Messdaten, Rechengrößen und Handeingaben in Kurvenform, um das Anlagenverhalten zu kontrollieren. So können z.B. Betriebsmeldungen und Messwerte gemeinsam visualisiert und kausale Zusammenhänge aufgezeigt werden.

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Darstellung beliebiger Daten in Berichtsform

Das Datenmanagement-Tool erfüllt die in den unterschiedlichen Branchen geltenden Normungen, gesetzlichen Vorgaben und Bestimmungen – z.B. ATV M260, 21 CFR 11, TA Abfall oder EKVO. Aufgrund seiner Flexibilität lassen sich auch individuelle Layouts schnell und einfach mit Prozesswerten verknüpfen. Aus den Daten erstellt Acron dann aussagekräftige Berichte über einen frei wählbaren Zeitbereich, z.B. Tage, Wochen, Monate oder Jahre. Außerdem können zeitlich variable Reports – z.B. für Schichten – erzeugt werden. Ereignis- oder Chargenberichte ergeben sich aus den Start- und Endbedingungen. Dieser Berichtstyp findet sich oftmals in der Prozess- und Lebensmitteltechnik. Das Leistungsspektrum von Acron umfasst ferner weitere Berichts- und Applikationsbeispiele aus den einzelnen Branchen.

Weiterleitung von Alarmen über unterschiedliche Medien

In unternehmenseigenen Kläranlagen wird die komplette Anwendung inklusive der Außenbauwerke häufig mit Atvise visualisiert. Als Datenquelle fungiert die Anlagensteuerung, die über OPC angebunden ist. Der Nutzer kann in Übersichtsseiten und Detailansichten, z.B. für „Brunnenstuben“, in der Anlage navigieren und sich einen Überblick über die Stati der verschiedenen Aggregate verschaffen. Darüber hinaus lassen sich Vorgabewerte verändern und das Anlagenverhalten anpassen. Zudem gibt Atvise wichtige Parameter und Prozessgrößen zur Archivierung an Acron weiter.

Werden vom Visualisierungs-Tool Atvise oder in Acron Störmeldungen erfasst, ist das Service-Personal schnell zu informieren. So kann es umgehend auf betriebsrelevante Meldungen reagieren, z.B. den Sicherungsfall bei einer Schmutzwasserpumpe oder die Überschreitung eines Leitungsdrucks. Die Mitarbeiter müssen die Meldungen ferner quittieren können. Und sollten sie nicht erreichbar sein, hat eine Weiterleitung des Alarms an einen anderen Kollegen zu erfolgen. Das Alarm-Informations-Portal AIP stellt diese Möglichkeiten zur Verfügung. Es nimmt Alarmmeldungen aus Atvise, Acron oder direkt aus der Steuerung auf und kommuniziert sie über unterschiedliche Medien – beispielsweise E-Mail, SMS, Voice-over-IP oder per Smartphone-App – an das Service-Personal. Auf diese Weise lassen sich Störungen durch eine präventive Diagnose vermeiden oder zumindest schnell beheben.

Verwendung von zahlreichen Visualisierungsgeräten

Die Visualisierungs-Software Atvise basiert auf einem nativen Web-Ansatz, sodass die Installation von Plug-ins – wie Java oder Silverlight – entfällt. Zur Darstellung der projektierten Visualisierungs-Applikation reicht ein Standard-Browser aus. Vom klassischen PC bis zum Smart Device – also Smartphone oder Tablet-PC – können beliebige Visualisierungsgeräte für die Anzeige verwendet werden.

Im stationären Einsatz, vor allem in rauen industriellen Umgebungen, kommen typischerweise HMI-Geräte zur Anwendung. Die WP3xxx-Reihe greift den nativen Web-Ansatz auf und zeigt Atvise-Applikationen optimal an. Als Bedien-Software wird auf ihnen ein Webkit-basierter Browser genutzt. Weil es sich bei den Visualisierungsseiten oder Objekten von Atvise um skalierbare Vektorgrafiken (SVG) handelt, ist keine Anpassung an verschiedene Auflösungen notwendig. Das erspart einerseits den Engineering-Aufwand und sorgt andererseits für eine stets qualitativ hochwertige Darstellung der Visualisierungs-Applikation auf unterschiedlichen Geräteklassen.

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Während Atvise Scada eine Laufzeitumgebung für PC-basierte Systeme ist, wird Atvise WebMI als Embedded-Lösung direkt auf der Steuerung – wie der modularen Kleinsteuerung AXC 1050 – betrieben. In beiden Ansätze erfolgt die Projektierung der Visualisierungs-Anwendungen mit dem Engineering-Werkzeug Atvise Builder. So lassen sich einfach skalierbare Lösungen aufbauen, deren Wiederverwendbarkeit zu Einsparungen im Engineering führt.

Einbindung von Meldungen aus verschiedenen Quellen

Nicht jedes Visualisierungssystem verfügt über einen leistungsstarken Alarm-Dispatcher. In bestimmten Applikationen sollen Alarme und Statusmeldungen der Anlagensteuerung jedoch ohne Umweg über eine Visualisierung direkt an das Service-Personal weitergeleitet werden. Durch Verwendung von Agenten kann AIP daher Meldungen aus verschiedenen Quellen einbinden und diese dem Empfänger unabhängig von seinem jeweiligen Standort über unterschiedliche Medien zusenden. Für viele bekannte Visualisierungssysteme gibt es bereits individuelle Treiber (Agenten) zur Alarmanbindung. Darüber hinaus unterstützt AIP Standard-Schnittstellen wie OPC oder CSV-Import.

Alarmmeldungen können nicht nur parallel an mehrere Empfänger geschickt werden, sondern die Verfügbarkeit der Mitarbeiter lässt sich auch über einen integrierten Schichtplan konfigurieren. Sind die Empfänger nicht erreichbar, stellt die Zuordnung von Eskalationsstufen und Vertretern trotzdem eine schnelle Reaktion sicher. Eine Logging-/Tracking-Funktion zeichnet alle Aktivitäten auf, sodass jederzeit nachvollzogen werden kann, welcher Alarm wann und an wen gesendet wurde. Wie schon erwähnt kann AIP Alarme und Meldungen per SMS, Voice-Mail, Lautsprecher-Ausgabe, automatisiertem E-Mail-Versand oder Push-Message an eine Smartphone-App (Android) übermitteln.

Parametrierung sämtlicher Datenbank-Einstellungen

Die Software Acron besteht aus verschiedenen Modulen. Den Kern des Tools bildet die Acron-Datenbank. In ihr werden Alarme, die originalen Prozessdatenwerte und die daraus komprimierten oder errechneten Werte – die so genannten Verfahrensgrößen – gespeichert. Die Datenkomprimierung geschieht durch die DB-Engine. Mit dem Designer konfiguriert der Anwender das Datenbank-Management-System. Eine Programmierung ist nicht erforderlich, da sich sämtliche Einstellungen komfortabel parametrieren lassen. Für die Ankopplung der Datenquellen werden unterschiedliche Provider genutzt. Hier stehen einerseits Tool-spezifische Treiber zur Verfügung. Zudem können die Daten über standardisierte Schnittstellen direkt integriert werden.

Der Acron-Reporter dient der Datenanalyse. Mit ihm werden individuell layoutete Verlaufsprotokolle und Protokolldateien zu den erfassten Daten erstellt. Wichtige branchentypische Layouts sind dabei als Vorlagen erhältlich. Das Acron-Modul Graph zeichnet für die grafische Auswertung der historischen Daten in verschiedenen zeitlichen Verdichtungsstufen sowie die grafische Präsentation von Wertekurven, Vergleichsverläufen sowie Linien- oder Balkendiagrammen verantwortlich. Mit dem Service-/PDCA-Modul werden die gemäß ISO 50001 vorgeschriebenen Verfahren des Plan/Do/Check/Act erfüllt. Dazu gehören die Aufnahme von Betriebsstundenzählern, Laufzeiten oder Schaltspielen sowie das Generieren proaktiver Wartungshinweise oder Alarmmeldungen. Acron unterstützt ferner viele Schnittstellen, um Daten an andere Werkzeuge weiterzugeben.

* Die Autoren arbeiten im Produktmarketing Software, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont.

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