In letzter Zeit häufen sich Berichte über die vielfältigen Möglichkeiten Windows-basierter Automatisierungslösungen in der Fachpresse. Immer öfter tauchen Schlagwörter wie Microsoft Back Office, AxtiveX oder OLE for Process Control (OPC) auf. Überzeugend läßt sich die Leistungsfähigkeit dieses Standardsystems an den vielfältigen Anwendungen erläutern, zum Beispiel bei der Steuerung des Klärwerks Fahrland.

1. Effizient Kläranlagen steuern
Automatisierungstechnik
Thomas Schulz • Werner Zuchhold
Gleiche Anordnung
In letzter Zeit häufen sich Berichte über die vielfältigen für jedes Prozeßbild
Möglichkeiten Windows-basierter Automatisierungslösungen in der Gerade in Klärwerken ist es wichtig,
daß sich der Betreiber leicht einen
Fachpresse. Immer öfter tauchen Schlagwörter wie Microsoft Back Überblick über den Anlagenzustand ver-
Office, AxtiveX oder OLE for Process Control (OPC) auf. Auch schaffen kann. Um die wichtigen Bild-
schirmelemente leicht wieder zu finden,
Wonderware setzt mit seiner Prozeßvisualisierung InTouch als Teil
sind sie in jedem Prozeßbild gleichartig
der FactorySuite ausnahmslos auf diese zukunftsweisenden angeordnet. Zu diesen Elementen gehört
Techniken. Überzeugend läßt sich die Leistungsfähigkeit dieses das Feld Alarmlistenanwahl am linken
oberen Bildschirmrand. Wird dieses Feld
Standardsystems an den vielfältigen Anwendungen erläutern, zum mit der linken Maustaste angeklickt, er-
Beispiel bei der Steuerung des Klärwerks Fahrland. scheint das Alarmlisten-Fenster auf dem
Bildschirm. Dieses legt sich dann über das
Prozeßdarstellungsfeld. In diesem Alarm-
Windows-basierte Systeme sind heute überdurchschnittliches Maß an Übersicht- listen-Fenster erkennt der Bediener die
bereits ein Standard in verschiedenen lichkeit für seine Anlage. letzten anstehenden Alarme.
Automatisierungsanwendungen. Dies ist Das universelle Visualisierungssystem Daneben befindet sich die Alarmzeile.
neben der rasanten Entwicklung der InTouch läßt sich für nahezu alle Appli- Hier steht der Alarmtext zum jüngsten
Rechentechnik vor allem der Betriebs- kationen einsetzen. Zu den fast unzäh- eingetroffenen Alarm mit Datum, Uhrzeit
sicherheit von Microsoft Windows NT 4.0 ligen Projekten gehören Applikationen sowie Alarmzustand. Darunter befindet
zu verdanken. Leistungsfähige objekt- für den Maschinen- und Fahrzeugbau, sich das Feld mit der eigentlichen An-
orientierte Prozeßvisualisierungssysteme Leitzentralen für Logistik- und Förder- lagendarstellung – der eigentliche tech-
wie InTouch bilden den Kern der Appli- anlagen, Visualisierungen von Block- nische Teil der Visualisierung. Dieses
kationen. heizkraftwerken und Prüfständen, Leit- Feld stellt die vom realen Prozeß kom-
Mit komfortablen Editier- und Zei- stände für Wasserver- und -entsorgungs- menden Daten bildlich dar; hier wird
chenfunktionen, umfangreichen Anima- anlagen sowie für die Nahrungsmittel- der Prozeß mit den jeweils grafischen
tionsverknüpfungen, konfigurierbaren industrie und selbst Netzleitzentralen für Mitteln „bedient“. Alle anderen Elemente
Standardmodulen, Echtzeit- und histori- Energieverteilungsunternehmen. Das haben dagegen eher Verwaltungsfunk-
schen Trenddiagrammen, Alarmfenstern, System ist vom Einzelplatz bis hin zu tionen.
Bibliotheken mit vielen fertigen und kon- kompletten großen Fabriken skalierbar. Unter den Anlagenbildern ist das Kom-
figurierbaren Wizards und einer ma- Verteilte Architekturen werden ebenso ponentenanwahl-Menü angeordnet. Die-
kroähnlichen Skriptsprache hat nicht nur wie Client-Server-Lösungen. Zur An- ses besteht aus verschiedenen Feldern.
der Anlagenautomatisierer leichtes Spiel, bindung an die auf dem Markt befind- Das Anwählen eines beschrifteten Feldes
sondern auch der Bediener erhält ein lichen Steuerungen und Feldbussysteme aktiviert die entsprechende Komponente:
kann auf eine Bibliothek von über 500 Man erzeugt ein Dialog-Fenster zu dieser
verschiedenen Treibern zurückgegriffen
werden.
Die leichte Bedienbarkeit und Lei- Dipl-Ing. Thomas
Schulz (34) ist als
Prozeßleitsystem stungsfähigkeit von InTouch läßt sich am Vertriebsingenieur
Windows (InTouch, Acron) Beispiel der Anfang 1997 im Auftrag der der Wonderware
Wabag-Leipzig GmbH neugebauten Klär- GmbH in München
anlage Fahrland zeigen. Die gesamte Au- verantwortlich für
Störmelde- das Büro Berlin. Seit
Protokoll-
tomatisierung für diese Kläranlage ver- 1991 ist er im Ver-
drucker
drucker wirklichte die Berliner Ingenieurgesell- trieb für technische
schaft für Automatisierungs- und Com- Software tätig. Er stu-
putertechnik Aucoteam (Kasten). dierte Maschinenbau
Die Aucoteam-Spezialisten setzten für an der TU Budapest.
Prozeßanschluß die Klärwerksautomatisierung in Fahr-
3964R (RK512) Dipl.-Ing. Werner
land auf PC-Technik mit Microsoft Win- Zuchhold (50) ist
dows für die Prozeßleittechnik. Für die seit 1991 als Ge-
Simatic Steuerung werden Simatic-SPS S5-115U schäftsführer der
S5-115U Aucoteam GmbH in
sowie S5-100U genutzt. Als Software Berlin verantwort-
kommen das Visualisierungssystem In- lich für den Bereich
Touch und ein Protokolliersystem zum Softwareenginee-
Einsatz. Vernetzt wird das Leitsystem mit ring. Er studierte In-
der SPS-Technik über 3964R (RK 512). formationstechnik
an der TU Dresden.
Bild 1. Automatisierungskonfiguration Bild 1 zeigt die Automatisierungskon-
für die Kläranlage Fahrland figuration.
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2. Komponente. Die Komponenten bein-
Automatisierungstechnik
halten von links nach rechts die Proto-
kollierung, das vorherige Anlagenbild,
die Paßworteingabe, die neue Paßwort-
vergabe sowie die Bildanwahl-Matrix.
Mit der Bildanwahl-Matrix kann der Be-
diener ein anderes Anlagenbild im dar-
über liegenden Feld aktivieren.
Die obere Zeile der Bildanwahlmatrix
enthält Auswahlmöglichkeiten für „Über-
sicht“ und „Trend“. Die zweite und dritte
Zeile gibt wichtige Informationsbereiche
wieder. So stellt der Informationsbereich
„Zulauf“ eine Übersicht über die Fäkal-
annahme und die Rechenanlage mit dem
folgenden Meßschacht dar. Der Bereich
„Biologische Reinigung“ beinhaltet die
Belebung und die Nachklärung.
Automatisierung Bild 2. Anlagenbild Zulauf Kläranlage
für Wasser- und symbole. Die Anzeigen signalisieren dem bereichs, so wird durch Mausklick der
Abwassertechnik Anlagenfahrer, in welchem Zustand sich Standort der auftretenden Meßwerte sig-
das Betriebsmittel befindet. Im Automa- nalisiert. Klickt man auf die Bezeichnung
Das Unternehmen Aucoteam entstand
tikbetrieb ist kein Ein- oder Ausschalten eines Meßbereichs, erscheinen die einzel-
1991 im Rahmen eines Management-
möglich. Dies erlaubt erst der Hand- nen Anlagenbilder wie Zulauf, Sand- und
Buy-Out-Vorhabens mit Beteiligung von
betrieb. Fettfang, Belebung/Nachklärung, Ablauf,
Führungskräften und Mitarbeitern aus
dem Forschungszentrum der Elektro-
Fährt der Bediener mit der Maustaste Rückschlamm-Pumpenwerk und Schlamm-
Apparate-Werke (EAW) Berlin. Das auf das Bildanwahl-Feld Übersicht und entsorgung. Der Bediener erreicht auf
Wachstum von jährlich 20% bis 25% drückt die Maustaste, gelangt er in das diese Weise schnell den Dialog mit den
demonstriert die gelungene strategische Bild der Kläranlage Fahrland in Karten- relevanten Anlagenteilen.
Orientierung auf kundenorientierte Pro- darstellung. Dieses Bild zeigt in Form Wie leicht bedient werden kann, zeigt
blemlösungen. Ein Schwerpunkt bildet einer Karte die Anlage mit den wesent- auch folgendes Beispiel: Wählt man im
die Erstellung kompletter Automatisie- lichen Prozeßgrößen. Bewegt man sich Anlagenbild Zulauf (Bild 2) die Füll-
rungslösungen vor allem für die Wasser- mit der Maustaste über das Bild, so ver- standsanzeige, blendet sich ein Bildmakro
und Abwassertechnik. ändert sich die Cursordarstellung. Er- ein (Bild 3). Hier kann über Schieberegler
scheint eine Umrandung eines Meß- ein unterer und ein oberer Grenzwert zu-
Prozeßbilder leicht bedienen
Der Bediener kann gezielt und schnell
die relevanten Anlagenteile anwählen.
Dies erreicht er mit Hilfe von Maus-
betätigungen in den Steuerungsfeldern
oder Texteingaben mittels Tastatur in die
entsprechenden Felder. Zur Visualisie-
rung und Steuerung werden unter an-
derem Analoganzeigen, Buttons sowie
Farbumschläge für Maschinensymbole
genutzt.
Die Analoganzeigen sind den Bedie-
nern von herkömmlichen Anzeigegeräten
bekannt. Sie zeigen den physikalischen
Meßwert sowie den oberen und den un-
teren Grenzwert an. Unter- oder über-
schreitet die angezeigte Meßgröße einen
Grenzwert, ändert sich die Anzeige: Der
Meßwert wird rot dargestellt. Jederzeit
kann der Bediener einen neuen Grenzwert
für eine Meßgröße vorgeben. Eindeutig
sind auch die Farbumschläge für die Be-
triebsmittel: grün bedeutet ein-, grau aus-
geschaltet und rot gestört.
Viele Anlagenbilder enthalten ergän-
zende Zustandsanzeigen der Maschinen- Bild 3. Anlagenbild Zulauf mit Bildmakro für Füllstandsanzeige
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3. geordnet werden, der vom Füllstand des
Automatisierungstechnik
Speichers abgeleitet wird. Die eingestell-
ten Grenzwerte übernimmt die SPS, so-
bald der Button Übernahme betätigt wird.
Sämtliche Eingaben überprüft InTouch
auf Syntax, Plausibilität und Eingabebe-
rechtigung.
Trends und Alarme
Ein weiteres Merkmal, um die Lei-
stungsfähigkeit einer Visualisierung zu
beurteilen, stellt der Komfort bei der
Anzeige und Archivierung von Prozeß-
daten und Alarmen dar. InTouch legt
alle Alarme und historischen Daten
in speziellen Dateien ab, die am Bild-
schirm verfolgt oder ausgedruckt werden
können.
Das Bild Historischer Trend bietet vie-
le Buttons zur Einstellung der Trend-
darstellung. Mit Rollbalken läßt sich ein Bild 4. Alarm-Historie
bestimmtes Zeitintervall darstellen. Mit
Pfeilbuttons kann man sich in den einge- auch dehnen und stauchen. Der Meßwert- werden die momentanen Werte der Meß-
stellten Zeitspannen in der Trenddarstel- button zeigt die Eintritts- und Austritts- daten angezeigt.
lung vor und zurück bewegen. Zur bes- größe des Meßwerts des augenblicklich Das Bild Aktuelle Alarme beinhaltet die
seren Auswertung lassen sich die Kurven dargestellten Trends. Im aktuellen Trend letzten anstehenden Alarme in vorgefer-
tigten Alarmfenstern. Mit Hilfe des Mel-
deklartexts und der Benennung der Meß-
stelle läßt sich der Alarm leicht zuordnen.
News zum Thema Der Bediener kann auch von einer Alarm-
darstellung in eine andere wechseln. Drei
Die Wonderware Corporation und Phoenix Contact haben auf der Fachmesse
unterschiedliche Möglichkeiten stehen
SPS/IPC/Drives im November letzten Jahres eine Vereinbarung unterzeichnet, wonach
zur Verfügung, um zu quittieren: alle
die beiden Unternehmen die Automatisierungssoftware FactorySuite von Wonderware auf
Alarme, Alarmgruppen oder einzelne
Basis der Interbus-Technik gemeinsam am Weltmarkt anbieten. Phoenix Contact nimmt die
Alarme. Die Farben rot für unquittiert
FactorySuite als Ergänzung zur vorhandenen Automatisierungslösung PC Worx ins Programm.
und blau für quittiert charakterisieren den
So können Anwender, die sich für diese auf dem Open Control Standard basierende Lösung
Alarmzustand. Für spätere Auswertungen
entschieden haben, als Prozeßvisualisierung die HMI-Software InTouch einsetzen.
werden die Alarmwerte komplett vorge-
Das Marktforschungsunternehmen ARC (Automation Research Corporation) hat den halten. Die Alarm-Historie (Bild 4) zeigt
HMI (Human-Machine-Interface)-Markt entsprechend den Leistungsvermögen der Entwick- alle gekommenen und gegangenen, quit-
lungslizenzen für die Software-Pakete neu definiert: Zur ersten Gruppe gehören die Low- tierte und unquittierte Alarme.
Cost-Pakete bis etwa 1 000 $. Die zweite Gruppe sind typische OEM-Produkte – hierzu
zählen die Integrated Packages für ungefähr 2 500 $. Die dritte Gruppe setzt sich aus Know-how vom Systemintegrator
den Client-Server-Systemen von 3 500 $ bis 4 000 $ zusammen, die bevorzugt bei End- Die Verwendung moderner Visualisie-
kunden zum Einsatz kommen. Diese Systeme sind modular und skalierbar. Die Schnitt- rungssysteme erleichtert den Anlagenfah-
stellenverantwortung liegt allerdings beim Hersteller. Zur vierten, neuen Gruppe zählen rern die Beobachtung und Steuerung ih-
die sogenannten Software-Suites für ungefähr 10 000 $. Hier übernimmt der Anbieter rer Verfahren und Prozesse. Das hohe
die Integration der Softwarekomponenten vollständig. Maß an verfügbaren Daten über den Pro-
Im Zuge der Diskussion um das Thema „Jahr-2000-Fähigkeit von EDV- und Com- zeß ermöglicht die Optimierung der Pro-
putersystemen“, das zumindest von der IT-Branche ernstgenommen zu werden scheint, zeßparameter. Die Verfahren werden re-
weist das Unternehmen Wonderware darauf hin, daß dieses Thema für die Fertigungs- produzierbar gestaltet. Außerdem liegt
umgebung mindestens genauso relevant ist wie für alle anderen Einsatzgebiete von Com- eine komplette Dokumentation vor. Die
putern und Software. Nach dem 31.12.99 können viele Programme das Jahr nicht mehr Investition in ein Prozeßvisualisierungs-
eindeutig bestimmen. Da das Datum oft für Berechnungen verwendet wird (z. B. zur Be- system zahlt sich daher meist in Kürze
rechnung des Haltbarkeitsdatums), müßten alle Stellen im Programm gefunden werden, aus.
an welchen das Datum genutzt wird. Dies ist sehr aufwendig. Datumsangaben werden für Der Preisverfall der benötigten Hard-
historische Daten, Alarmerfassung und -auswertung sowie ergebnisgesteuerten Aufgaben ware läßt die Anschaffungskosten für
genutzt. Mögliche Probleme sind: Datenverlust, Systemfehler oder Produktionsausfall. PC-basierte Visualisierungssysteme im-
Aber selbst für Programme, in denen das Datum keine sofort ersichtliche, relevante Rolle mer günstiger werden. Systemintegratoren
spiele, bleibt es nicht ohne Einfluß: Programme können ab einem bestimmten Datum ge- wie Aucoteam bringen das notwendige
löscht werden, Lizenzen können vorfristig ablaufen o. ä. Wonderware gibt bekannt, daß technische und branchenspezifische
sich die Komponenten der neuen FactorySuite 2000 grundsätzlich für das Jahr 2000 und Know-how für die jeweilige Automatisie-
darüber hinaus eignen. Die Wonderware-Anwender können ältere Applikationen aktualisie- rungsapplikation mit und erarbeiten die
ren, ohne daß diese neu entwickelt oder mit großem Aufwand angepaßt werden müssen. spezifische Visualisierungslösung für das
Automatisierungsproblem. ■
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