Alles aus einem Guss

Dr. W. Melder, Dr. D. Peuser

Die technische Standardsoftware DIAdem von GFS Systemtechnik ist mittlerweile in vielen Branchen im Einsatz, Chemie, Verfahrenstechnik und vor allem die Pharmabranche setzen auf die leichte Bedienbarkeit und erstellen immer mehr Anwendungen auf dessen Grundlage. Grundsätzlich deckt DIAdem die Bereiche Messen, Steuern, Regeln, Auswerten, Dokumentieren und Datenmanagement ab und ist so universell einsetzbar.

Die konsequente Nutzung von standardisierten Schnittstellen in DIAdem ist ein Hauptgrund für den Einsatz in beliebigen Umfeldern: In der Prozessindustrie werden über die OPC-Schnittstelle Feldbussysteme überwacht und Ereignisse online protokolliert (Monitoring), während im Forschungsbereich Pilotanlagen und Prüfstände automatisiert und ausgewertet werden. DIAdem agiert als Datendrehscheibe: Über OPC werden Feldbusprotokolle wie AS-Interface, CANopen, DeviceNet, Modbus, Foundation Fieldbus, Interbus, Profibus, P-Net u. a. angebunden; gleichzeitig können über die integrierte Treiberbibliothek verschiedene PC-Einsteckkarten und Messgeräte zur direkten Datenerfassung genutzt werden. Zur Prozessvisualisierung stehen Online-Instrumente und eine umfangreiche Symbolbibliothek bereit.

OPC macht den Microsoft-Kommunikationsstandard OLE/COM/DCOM für die Prozess- und Fertigungsautomatisierung nutzbar. Diese leicht bedienbare Schnittstelle ermöglicht einen effizienten Datentransfer zwischen den Komponenten einer Applikation. Die Client-Server-Architektur erlaubt eine klare Gliederung in Softwareanteile, die Daten anbieten (OPC-Server) und Anwendungen, die auf diese Daten zur Visualisierung, Archivierung u. ä. zugreifen (OPC-Clients). Ein typischer OPC-Server kapselt eine Menge von Datenquellen auf einem Feldbussystem und stellt sie den OPC-Clients zur Verfügung. Diese greifen über sogenannte Items, die durch Bezeichnungen wie Temperatur oder Druck referenziert werden, auf Signale zu.

Die Kopplung von DIAdem als OPC-Client an ein SPS- oder Feldbussystem ist denkbar einfach: Über einen Browser (Abb. 1) wird zunächst der gewünschte OPC-Server aufgespürt, der auf die Hardware zugreift. Dieser OPC-Server kann sich auf dem eigenen PC oder auch im Netzwerk befinden. Ist der Server ausgewählt, so erlaubt der nachfolgende Dialog die Auswahl der vom Server zur Verfügung gestellten Items (Messstellen) nach Art des Windows-Explorers. Danach kann sofort die Messung gestartet werden; die Items werden als Kurven, Ziffern oder Balken visualisiert.

Ist von Feldbusankopplungen die Rede, dann kommt heutzutage sehr schnell die Frage auf, ob denn Ethernet in Verbindung mit TCP/IP eine Alternative zu herkömmlichen Feldbussen sein könnte. Die Allgegenwärtigkeit von Ethernet im Officebereich und das Vertrauen in diese Basistechnologie führen dazu, dass immer mehr dezentrale Automatisierungskomponenten mit Ethernet-Ankopplung nachgefragt werden.

Mit dem FieldPoint-System und DIAdem steht jetzt eine Hardware/Softwarekombination zur Verfügung, die dezentrales Messen, Steuern und Regeln über das Ethernet mit Hilfe von OPC ermöglicht (Abb. 2). Da FieldPoint einfach mit dem vorhandenen Netzwerkanschluss des Rechners verbunden wird, eignet sich das System auch für mobile Messtechnik mit Notebooks. FieldPoint ist ein modulares, verteiltes I/O-System, das isolierte analoge und digitale Module sowie intelligente Schnittstellen-Module umfasst. Letztlich kann sich der Kunde das Netzwerk für die Anwendung auswählen – von Ethernet und serieller Schnittstelle über Foundation Fieldbus bis zur drahtlosen Kommunikation. Mit diesen Verbindungsmöglichkeiten eignet es sich hervorragend zur Überwachung und Steuerung verteilter Systeme. Der FieldPoint-OPC-Server sorgt sozusagen als Treiber für einen problemlosen Datenaustausch mit OPC-Clients wie DIAdem.

Die Hardwarefähigkeiten von FieldPoint werden durch die Software DIAdem ideal ergänzt. Dessen Alarm- und Protokollsystem setzt sich immer mehr durch, sowohl in der Prozessindustrie als auch in der Prüfstandstechnik. Messwerte, Alarme und Info-Meldungen werden automatisch am Monitor angezeigt und in einer Logdatei protokolliert. Die Benutzerverwaltung überwacht, dass Alarme nur von autorisierten Bedienern bestätigt werden. Neue Bibliotheken mit Symbolen für die Bereiche Elektro- und Verfahrenstechnik runden die Visualisierungsmöglichkeiten ab.

Aufgrund der Echtzeitfähigkeiten von DIAdem lassen sich Steuerungen und Regelungen mit dem PC realisieren. Die Echtzeitfähigkeit, die bisher durch spezielle Erfassungskarten mit eigenem Betriebssystem unabhängig von Windows realisiert wurde, kann nun in die DIAdem-Anwendung verlagert werden. Vorhandene preiswerte Multifunktionskarten lassen sich so auch unter Windows NT/2000 zum Messen, Steuern und Regeln weiterverwenden. Das zugrundeliegende Prinzip besteht in der Zeittaktgenerierung durch die Software, was neben dem Kostenaspekt den Vorteil hat, dass sich mehrere Multifunktionskarten gleichzeitig und zeitsynchron ansprechen lassen. Ein hierfür entwickelter DIAdem-Treiber ermöglicht solche echtzeitfähigen Lösungen mit den weit verbreiteten PC-Einsteckkarten der E-Serie von National Instruments. Zusammen mit dem FieldPoint-System bietet diese Hardware-Palette eine breite Ausgangsbasis für lokale und dezentrale Automatisierungslösungen mit DIAdem.

Alle mit DIAdem erfassten Daten können unmittelbar ausgewertet und in Form eines Prozess- oder Prüfprotokolls dargestellt werden. Das kann während der Erfassung über das Netzwerk auch von einem zweiten DIAdem-Rechner aus geschehen. Alle statistischen Funktionen zur Auswertung technischer Daten sind in DIAdem enthalten und können sofort ohne Programmierung vom Anwender genutzt werden. Die Rohdaten werden zusammen mit Ergebnisdaten als Tabellen, Diagramme oder auch als Texte dargestellt (Abb. 3).

DIAdem ist leicht zu bedienen: Ohne Programmierung werden Rezeptur- und Parameter-Eingabemasken mit Hilfe des DIAdem-Dialogeditors erstellt, um Messungen, Steuerungen und Auswertungen zu parametrieren. Mit Hilfe des Teach-In-Modus werden Autosequenzen – die Makros von DIAdem – generiert. Auf diese Weise werden auch komplexe Applikationen in kurzer Zeit komfortabel und zeitsparend erstellt.

Die Einhaltung bestimmter Prüf- und Überwachungsvorschriften erhöht in allen Branchen den Aufwand für Protokollierung, Dokumentation und Archivierung. Besonders im Pharmabereich gelten durch die GLP/GMP-Richtlinien und die Validierungspraxis durch die FDA besonders strenge Kriterien. Branchenunabhängig werden jedoch immer wieder die gleichen Anforderungen an ein Monitoring- und Automatisierungssystem gestellt: Prozesse sollen in Echtzeit gemessen, überwacht, automatisiert, visualisiert und Messdaten gespeichert werden; die Dokumentation soll offline erfolgen und Serienauswertungen ermöglichen. DIAdem löst diese Aufgaben auf komfortable Art und Weise in einem Programm mit durchgängiger Bedienphilosophie. Die Einarbeitung in mehrere Programme und das lästige Importieren und Exportieren von Daten entfällt damit vollständig. Der Anwender profitiert jedoch noch an ganz anderer Stelle: DIAdem nutzt konsequent industrielle Standardschnittstellen (OPC, ASAM, …) und bietet damit die Garantie für zukunftsfähige, validierbare und jederzeit erweiterbare Anwendungen.

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