Werksweite Prozeßoptimierung

Jede Bestrebung zur Verfahrensverbesserung, die über die normale Leittechnik hinaus geht, ist mit Schnittstellen zwischen Leitsystem und überlagerten Rechnern verbunden. Solche Schnittstellen fallen meist in folgenden Bereichen an:

• Betriebsdatenerfassung und Betriebsdatenmanagement,

• statistische und deterministische Datenanalysen,

• übergeordnete Prozeßführung (Advanced Control),

• Online-Prozeßanalyse,

• Softsensorik.

Zwar bieten die Leitsystemhersteller Technologien an, die einige dieser übergeordneten Funktionen im Leitsystem bereitstellen, doch sind die von den Leitsystemherstellern angebotenen Produkte in der Regel nicht hinreichend weit entwickelt, um damit wirklich arbeiten zu können. In der Regel wird man dadurch auf andere Werkzeuge zurückgreifen. Hierdurch entsteht ein Gewirr aus verschiedenen Schnittstellen, die Kosten steigen in extreme Bereiche und Projekte werden aus wirtschaftlichen Gründen nicht realisiert.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß nur in wenigen Anlagen eines Produktionsstandortes identische Prozeßleitsysteme vorhanden sind. Dadurch ist der Softwarestandard in jedem System anders, was dazu führt, daß die Einarbeitung in mehrere Systeme notwendig ist, die alle zueinander inkompatibel sind.

Auch bestimmte Möglichkeiten – z. B. zur Darstellung von Daten im Internet – stehen nur in einigen Leitsystemen zur Verfügung. Sprechen aber mangelhaftes Engineering, der häufige Wechsel des Personals oder aber technische Probleme gegen den bisher favorisierten Leitsystemlieferanten, kommt es zu Problemen.

Oft ist es erwünscht, daß die Daten aus mehreren Produktionen an einem oder mehreren zentralen Ort(en) verfügbar sind und zugegriffen werden können.

Versucht man diese Probleme auf herkömmliche Weise zu lösen, so muß man auf mehrere Anbieter zurückgreifen, die alle unterschiedliche Systeme mit unterschiedlichen Schnittstellen anbieten, wobei es oft vorkommt, daß an einem Leitsystem das Betriebsdatenerfassungssystem der Firma A und das lineare Modellierungssystem der Firma B über zwei grundverschiedene Schnittstellen angebunden werden, die beide viel kosten, den Leitsystembus belasten und einen erheblichen Wartungsaufwand nach sich ziehen.

Dieser Anbieter realisiert einerseits Neuronale Modelle für die Optimierung verfahrenstechnischer Anlagen, andererseits kann er aber auch komplette Konzepte und Systeme zur Betriebsdatenerfassung anbieten. Bedingt durch diese Konstellation und die dadurch immer weiter wachsenden Ansprüche der Anwender wurde eine Philosophie entwickelt, mit der sich folgende Möglichkeiten bieten:

• Die Daten aller Leitsysteme (bisher 40 verschiedene PLS-Treiber) werden mit Hilfe von jahrelang erprobten ADCBridges mit vielen installierten Referenzen in einem übergeordneten Ethernet-Netzwerk unter TCP/IP für Lesezugriffe und auch Schreibzugriffe (begrenzt) verfügbar gemacht. Dieses ADCNet kann auch werksweit ausgedehnt werden und ermöglicht dann prozeßübergreifende Lösungen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

• Die Schnittstellen in diesem Netzwerk sind allgemein zugreifbar, da einfache Protokolle wie DDE, TCP/IP-Pakete und ASCII-Flatfiles gleichermaßen zur Verfügung stehen. So kann der Anwender auch mit eigenen Applikationen einfach auf alle historischen Daten und alle angeschlossenen Leitsysteme zugreifen. Die Schnittstellen werden vollständig offen gelegt.

• Durch entsprechende Konfiguration der ADCBridges werden nur bestimmte Speicherbereiche der Leitsysteme für Schreibzugriffe freigegeben, so daß die Entscheidung über z. B. eine Sollwertübernahme und damit Sicherheitsfunktionen auf der Ebene der Leitsysteme bleiben.

• Für das ADCNet steht mit dem Prompt-System eine Oracle-Datenbank zur Verfügung, die die gesamte Anlagenstruktur, die Daten aller Geräte und eine Anlagendatenbank (inklusive Loopzeichnungen) sowie alle Betriebsdaten gleichermaßen verwaltet und über komfortable Anwenderschnittstellen und fast beliebige Zusatzpakete des Marktes zur Verfügung stellt.

• Das Prompt-System ermöglicht im ADCNet die Publikation von beliebigen Datenpunkten aus allen angehängten Leitsystemen im Internet und im Intranet.

• Das grafisch konfigurierbare Blocksimulationswerkzeug WinFACT98 kann Datenpunkte aus allen Leitsystemen einlesen und schreiben; es stellt 400 regelungstechnische Standardblöcke, Fuzzy-Regler und Neuronale Netze zur Verfügung. So können Prognosen Neuronaler Prozeßmodelle, Rechengrößen, Sollwertänderungen aus Fuzzy-Reglern und Optimierern sowie beliebige Rechengrößen aus hybriden Anwendungen online in die angeschlossenen Leitsysteme übertragen werden.

• Die Netzwerke in den Leitsystemen und auch das Büronetzwerk werden durch den Aufbau der separaten Netzwerkebene des ADCNet entlastet. Zudem ist das ADC-Netzwerk auch systematisch zwischen den schnellen Leitsystembussen und den langsamen Office-Bussen anzuordnen.

Das ADCNet ist frei skalierbar und hat einen geringen Einstiegspreis. Bereits bei der Einrichtung eines Betriebsdatenerfassungssystems Prompt an einer Anlage wird eine ADCBridge als Schnittstelle eingesetzt. Wird dieses System auf eine zweite oder dritte Anlage erweitert, genügt das Auslegen eines separaten Ethernet zwischen den Schnittstellen, die den Prompt-Server mit dem Leitsystem verbinden. So können zwei oder auch mehr Anlagen auf einem Betriebsdatenerfassungsystem betrieben werden. Die Grenze liegt bei den heutigen technischen Grenzen für Clusterserver unter Oracle und Ethernet-Netzwerke und ist daher zukunftssicher: Jeder technische Evolutionssprung der Netzwerktechnologie und von Oracle wird nachvollzogen.

Bezüglich der langfristigen Nutzungsmöglichkeiten bestehen fast keine Grenzen für das ADCNet-System. Selbst technologische Durchbrüche im Netzwerkbereich können für geringe Kosten nachgerüstet werden. Nachdem zunächst Betriebsdaten erfaßt werden, können diese von Ingenieuren mit Hilfe von NeuroModel auf Zusammenhänge hin untersucht werden, woraus sich dann Prozeßmodelle und Optimierer ableiten lassen. Sind die lokalen Prozeßschritte hinreichend optimiert, läßt sich mit derselben Infrastruktur eine werksweite Optimierung über mehrere Anlagenteile hinweg durchführen.

Halle 7, Stand B06

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