Prozeßdaten fest im Griff

Dieter Barelmann

Bedien- und Beobachtungssysteme erfüllen die Anforderungen der Betriebsdatenerfassung (BDE) und Protokollierung nach heutigen Standards nur teilweise. Diese Lücke schließt das Softwaretool Acron. Es ist modular aufgebaut, netzwerkfähig und so programmiert, daß keine unnötigen Systemressourcen in Anspruch genommen werden. Durch die standardisierte Bedienoberfläche ist das Arbeiten für den Anwender und den Programmierer innerhalb kürzester Zeit erlernbar.

Die Hauptaufgaben von Acron sind das Erfassen, Berechnen und Archivieren von Prozeßdaten. Darüber hinaus protokolliert die Software diese Daten dokumentenecht. Weitere Kernelemente des Programms sind unter anderem die

• Datenverdichtung nach unterschiedlichen Methoden,

• das Design von individuellen Report-Formularen,

• die Ausgabe von Berichten,

• das Einlesen historischer Daten aus einem Fernwirknetz und

• die Darstellung der Graphen in komfortablen Tools.

Die Umsetzung dieser Kernaufgaben ist auf drei anforderungsoptimierte Prozesse verteilt. Der Provider ist zuständig für die Prozeßdatenbeschaffung und die Prozeßdatenarchivierung. Im interaktiven, objektorientierten Formulardesigner wird die Konfiguration der Anlage durchgeführt. Der Reporter ist als Endbenutzerwerkzeug einfach zu bedienen. Mit ihm werden die Handwerte erfaßt sowie die Prozeßdaten berechnet und verdichtet. Zusätzlich ist das Modul zuständig für die Ausgabe der vordefinierten Berichte (Abb. 1).

Das Softwaretool Acron besteht aus einem Entwicklungs- und einem Laufzeitmodul. Im Entwicklungsmodus lassen sich die Oberflächen der Berichte je nach Wunsch des Anlagenbetreibers gestalten und die Prozeßvariablen parametrieren. Zusätzlich enthält die Software Importfunktionalitäten, durch die eine einfache Programmierung möglich ist. Außerdem sind umfangreiche Rechenfunktionen implementiert, sowie die Möglichkeit, die Reihenfolge der Berichtsausgabe frei zu wählen.

Bei der Protokollierung und Auswertung von zeitabhängigen Prozeßdaten sind unterschiedliche Berichtsarten wählbar. Neben Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresberichten mit frei einstellbarer Anfangs- und Endzeit sind auch Sonderberichte nach dem Hirthhammer Tagebuch oder statistische Auswertungen nach Dr. Groche möglich. Dabei erlaubt das Programm die übersichtliche Darstellung unterschiedlicher Skalierungen nebeneinander. Das Grafikmodul umfaßt Balkendiagramme und eine logarithmische Einteilung mit Berechnung (z. B. für ph-Wert) sowie eine Percentilwertberechnung. Das Ausdrucken der verschiedenen Berichte erfolgt zeitgesteuert.

In diesem Modul wird die Einhaltung der Wartungsintervalle anhand von Lauf- und Betriebszeiten sowie der Schaltspiele überwacht. So wird z. B. bei Erreichen eines Schwellenwertes für ein Wartungsintervall das Aggregat in den Bericht über fällige Wartungen übernommen. Ist ein Wartungsintervall überschritten, erzeugt die Software automatisch eine Störung. Auch hier sind Handkorrekturen möglich, da im Laufe der Zeit Aggregate ausgetauscht werden können.

Die Speicherung der automatischen oder von Hand erfaßten Meldungen und Störungen erfolgt in einem variabel einstellbaren Umlaufspeicher. Mit Hilfe einer Suchlogik lassen sich Störungen ausfindig machen. Dafür stehen Verknüpfungsmöglichkeiten mit Suchkriterien wie Zeitbereich des Auftretens, Störungstyp, Störungsvariable, Benutzer bei Störungsauftritt und Benutzer, durch den quittiert wurde, zur Verfügung. Sämtliche Meldungen und Störungen werden in einem Tagesbericht ausgegeben und für jede Prozeßvariable in einer Störstatistik geführt. Aus dieser Statistik kann ein entsprechender Tages-, Monats- oder Jahresbericht erzeugt werden, der eine Aussage über Anzahl und Dauer der Störungen gibt.

Acron verfügt über eine für Betriebstagebücher umfassende Gangliniendarstellung. Sämtliche Möglichkeiten wurden auf den Online Bereich (augenblickliche Darstellung) erweitert. In diesem Online-Modus sind die Daten der letzten drei Monate darstellbar. Die Anzahl der Ganglinien in einem Diagramm, die ständig mit den momentanen Prozeßdaten automatisch aktualisiert werden, sind unbegrenzt. Bei den dargestellten Daten kann der Anwender zwischen unterschiedlichen Verdichtungsstufen wählen. In der historischen Betrachtung ist der Zeitbereich der Ganglinien zwischen einer Minute und zehn Jahren frei einstellbar. Zusätzlich lassen sich definierte Graphen in einem nicht limitierten Katalog abspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abrufen.

Durch den modularen Aufbau ist der Einsatzbereich der Software nicht auf einzelne Branchen beschränkt. Die Wasser- und Abwassertechnik, für die Acron eigentlich entwickelt wurde, ist derzeit nur ein Anwendungsgebiet. Das Potential reicht von Sickerwasserreinigungsanlagen und Brauereien, über Heizkraftwerke, Müllverbrennungsanlagen, die Lebensmittelindustrie oder die Chemische Industrie, bis hin zur Energiemengenzählung und die Tunnelleittechnik. Die dokumentenechte Protokollierung ist dabei in allen Bereichen ein überaus wichtiger Faktor.

Aufgrund seiner offenen Systemstruktur kann Acron auf unterschiedlichste Art kommunizieren. Die Standard-Schnittstellen von MS-Windows (Dynamic Data Exchange DDE), das ODBC sowie eine offene API-Schnittstelle (Application Programmers Interface) sind die am häufigsten verwendeten Kommunikationsmöglichkeiten. Somit läßt sich die Software an nahezu jedes Prozeßleit- und Visualisierungssystem zur Kommunikation mit unterschiedlichen SPS-Systemen anbinden. Die bisher am häufigsten benutzte Schnittstelle ist dabei der Datenaustausch über DDE, da fast jedes Leitsystem über eine solche Schnittstelle verfügt. Im Einsatz befindet sich Acron beispielsweise mit FIX Dynamics, FIX 32 InTouch, Fix, Wizcon, WinCC, RS-View, Bosch Visualisierung, Satt Graph (ABB/Alfa Laval), Babcock-Leitsystem sowie Applicom Kommunikationslösungen (Abb. 3).

Einige Anlagen sind aufgrund ihrer Größe nicht mit einem Leitsystem ausgestattet, die gesetzlichen Auflagen erfordern jedoch eine dokumentenechte Protokollierung. Hier kann Acron als PC basiertes Betriebstagebuch eingesetzt werden. Die Dateneingabe erfolgt manuell oder über einen Kommunikationstreiber automatisch aus der SPS. Weiterer Vorteil: Die Anlage ist für eine spätere Erweiterung mit einem Leitsystem vorbereitet.

In der Umwelttechnik findet man häufig viele kleine Anlagen, die lediglich mit einem kleinen Automatisierungsgerät ausgestattet sind. Diese Geräte sind dann über ein Fernwirknetz an eine Zentrale angebunden. Die Daten dieser Außenstationen werden vor Ort gesammelt und in der Regel einmal täglich übertragen.

Um die historischen Daten mit Zeitstempel zu übernehmen, wurde eine spezielle Dateischnittstelle in Acron implementiert. Diese unterstützt DBASE sowie CSV-Formate. Die Daten lassen sich automatisch oder manuell übernehmen.

Bei fast allen größeren Anlagen ist eine erhöhte Datensicherheit mit Mehrplatzsystemen gefordert. Um auch diesen Ansprüchen gerecht zu werden, ist für Acron ein Redundanzkonzept erstellt worden. Die Datenbasis wird dabei gleichzeitig auf unterschiedlichen Rechnern gehalten, die ihre Daten ständig abgleichen und im Falle eines Systemausfalls automatisch auf den aktuellen Stand bringen.

Weitere Informationen cav-209