Prozessleitsystem 1 Aufgabenstellung und Zielsetzung 1.1 Anlagenspezifikation 1.1.1 Bedienplätze 1.1.2 Informationsumfang 1.1.3 Prozessbilder 2 Anforderungen an das Leitsystem 2.1 Grundlegende Systemanforderungen und -eigenschaften 2.2 Einheitliche, fensterorientierte Bedienoberfläche 2.3 Möglichkeit der durchgängigen Online Parametrierung 2.4 Objektorientiertes Datenmodell 2.5 Schutz gegen unbefugten Zugriff 2.6 Offenheit und Integrationsfähigkeit 2.6.1 Offene Schnittstellen für Standardsoftware 2.6.2 Offene Schnittstellen für Anwendersoftware 2.7 Systemverhalten bei Störungen 3 System- und Anlagenkonzept 3.1 Anlagenkonfiguration 3.2 Zentralrechner 3.3 Bedienplätze 3.4 Drucker 3.5 Lokales Netzwerk (LAN) 4 Softwarekomponenten des Leitsystem 4.1 Betriebssystem 4.2 Datenbanksystem 4.3 Grafik-System 4.4 Grunddatenverarbeitung 4.4.1 Meldungsverarbeitung 4.4.2 Messwertverarbeitung 4.4.3 Befehle / Sollwerte 4.5 Prozessbedienung und Prozessvisualisierung 4.5.1 Prozessbilder 4.5.2 Kurvenbilder 4.5.3 Meldungsprotokollierung/-auswertung/-quittierung 4.6 Protokolliersystem 4.7 Archivierungssystem 4.7.1 Kurzzeitarchiv 4.7.2 Langzeitarchiv 4.7.3 Archivdatenaufbewahrung auf externem Sicherungsmedium 4.8 Pflichtenheft 4.9 Bilderstellung 4.10 Dokumentation 5. Branchenspezifische Module zur Erweiterung des Leitsystems 5.1 ATV-Archivierung und -protokollierung 5.1.1 Grundlegende Systemanforderungen und –eigenschaften 5.1.2 Messwertverarbeitung 5.1.3 Zählwertverarbeitung 5.1.4 Laborwerte 5.1.5 Abgeleitete Daten (Rechenwerte) 5.1.6 Kurvenbilder 5.1.7 Protokolle 5.1.8 Archivdatenaufbewahrung auf externes Sicherungsmedium 5.2 Alarmierung über Funkruf 5.3 Instandhaltungsmanagement 5.4 Direkte Anbindung von Fernwirkstationen an den Leitrechner 5.5 Ausgelagerter Bedienplatz über das Internet 5.6 Optimierung der Betriebsführung von Trinkwassernetzen und Fernwasserversorgungen 6. Mengengerüst und Performance 1. Aufgabenstellung und Zielsetzung Im Rahmen des Projektes soll ein übergeordnetes Prozessleitsystem auf der Anlage installiert werden. Dabei schliesst die Errichtung des Leitsystems die Anbindung diverser Automatisierungssysteme (SPS) ein. Im einzelnen muss das übergeordnete Leitsystem folgende Funktionen erfüllen: - Zentrale Überwachung der betriebstechnischen Anlagen durch Erfassung und Verarbeitung sowie Darstellung sämtlicher festgelegter Prozessvariablen, wie z. B. Messwerte, Betriebs- und Störmeldungen. - Speicherung von Daten in Langzeitarchiven für spätere Auswertungen in Form von Berichten und Graphiken. - Bildung von Rechenwerten durch arithmetische bzw. logische Verknüpfung von Prozessdaten. - Darstellung der betriebstechnischen und verfahrenstechnischen Anlage in dynamisierten Anlagenfliessbildern als Farbgraphikbilder mit Einblendung sämtlicher erforderlicher Daten in analoger und / oder digitaler Form. - Darstellung von Messdaten in Form von Kurven und Tabellen. - Online-Parametrierung des Systems über komfortable, maskenorientierte Dialoge und Menüs sowie entsprechende Hilfstexte (Help- Funktion). - Protokollarische Erfassung aller Daten und Zustände, Aufbau der ATV-Protokolle zur Dokumentation des Betriebsablaufes und mit den Kläranlagenspezifischen Berechnungen. 1.1 Anlagenspezifikation: 1.1.1 Bedienplätze: Für die Benutzung des Leitsystems ist folgende Konfiguration vorzusehen: Anz. Bezeichnung/ Ort Benötigte Funktionen ------- Zentralrechner (Server) Systemkonfigurierung Datenarchivierung Datenauslagerung Dateneinlagerung Prozessvisualisierung Prozessbedienung Protokollausgabe ------- Bedienplatz (Client) Prozessvisualisierung Prozessbedienung Eingabe Labordaten Ausgabe Störmeldungen ------- Bedienplatz (Web-Client) Prozessvisualisierung Prozessbedienung Ausgabe Störmeldungen ------- Anzeige- und Diagnoseplatz (Office-PC) Prozess- und Datenanzeige Analyse 1.1.2 Informationsumfang: Der voraussichtliche Informationsumfang, der zwischen dem Leitsystem und der SPS- Ebene übertragen werden muss, ist in der nachfolgenden Tabelle zusammenfassend aufgeführt. Die Tabellen beschreiben die Mindestanforderungen, die hinsichtlich des zu übertragenden und zu verarbeitenden Informationsumfanges an das Leitsystem gestellt werden. Informationsumfang: Anzahl Art Anzukoppelnde SPS Binärsignale Messwerte Befehle Sollwerte Zählwerte Labor-Daten Rechenwerte Datenvolumen Dazu sind 25 % als Reserve einzuplanen. 1.1.3 Prozessbilder Anzahl Bildart Anlagenbild Kurvenbild Sollwertbild Tabellen/Statistiken 2 Anforderungen an das Leitsystem 2.1 Grundlegende Systemanforderungen und Systemeigenschaften Das Prozessleitsystem muss in Aufbau und Funktion dem derzeitigen Stand der Technik als Prozessinformations- und Bediensystem entsprechen und zunkunftsorientiert in Hardware und Software sein. Das Leitsystem soll ein modernes System mit attraktiver Bedienoberfläche sein, offen zur Büro- und Prozesswelt, ausgereift und zuverlässig in den Funktionen, effizient projektierbar, skalierbar für einfache und komplexe Aufgaben. Es muss zudem weltweit einsetzbar und weltweit unterstützt sein. Als Bedien- und Serverstationen sind handelsübliche PCs zu verwenden. Es können Büro-PCs oder Industrie-PCs eingesetzt werden, auf welchen Microsoft Windows 2000 oder Windows XP ablauffähig ist. Das Leitsystem profitiert somit von den Innovationen und Kosteneinsparmöglichkeiten auf dem PC-Sektor. Das Leitsystem ist in der Software als Komplettpaket oder Runtimepaket anzubieten. Falls das Projekt wächst, muss jederzeit eine kostenneutrale Hochrüstung der Variablenanzahl möglich sein, d.h. der preisoptimierte Einstieg und spätere Ausbau kommt nur geringfügig teurer, als wenn gleich die grössere Lösung eingesetzt wird. Die Kommunikationskanäle für die Anbindung an die Steuerungen SIMATIC S7 über unterschiedliche Kommunikationsmedien müssen im Lieferumfang des Leitsystems enthalten sein, ebenso beispielsweise die Treiber für einfache Kopplungsarten wie Punkt-zu-Punkt über die MPI-Schnittstelle. Darüber hinaus soll die Kopplung über die standardisierte Softwareschnittstelle OPC zu anderen Geräten und Anwendungen unterschiedlicher Hersteller möglich sein. Zusätzlich zu den Basispaketen muss das System durch u.g. Optionspakete erweiterbar sein. Sie sind in die Bedienoberfläche zu integrieren, d.h. eine Umschaltung mit Standardbedienungen wie Alt-Tab oder Strg-Esc zwischen verschiedenen Applikationen ist aus Sicherheitsaspekten nicht zulässig. - Server Mehrplatzsysteme arbeiten nach dem Client-/Server-Prinzip. Dabei laufen die Server- Stationen unter Windows 2000 Server und nutzen dessen sicherheitsgerichtete Betriebssystemmechanismen. Server übernehmen zentrale Aufgaben, zum Beispiel die Prozesskopplung und Archivierung für die Stationen im Mehrplatzsystem. Client- Stationen, die auf Basis von Windows 2000 oder Windows XP laufen, nutzen die Leistungen des Servers. Sie kommunizieren mit dem Server über einen eigenen Terminalbus, der zugleich die Anbindung an die Büroebene ermöglicht. Für die Kommunikation zwischen den Bedienplätzen kommen die Standard-Protokolle TCP/IP zum Einsatz. Als Netzwerk wird ein entsprechendes PC-LAN benutzt. Da Clients den in ihrem Projekt festgelegten Server automatisch "suchen", können sie auch ohne weiteres rückwirkungsfrei nachträglich zugeschaltet werden. Bei bis zu 4 Clients kann der Server ggf. mit Bedienplatz betrieben werden, darüber hinaus übernimmt er ausschliesslich Server-Funktionen. Maximal müssen 32 Clients anschliesbar sein. Als Plattform für den Leitsystem-Server wird Windows 2000 Server vorgegeben. Alle Projektierungs- und Prozessdaten liegen zentral in einem Projektverzeichnis auf einem Laufwerk (typischerweise am Server), so dass prinzipiell von allen Stationen aus Zugriffe und Änderungen möglich sind (Online-Projektierung). Der Client kann jedoch auch lokale Bilder besitzen und lokale Aktionen bearbeiten und kann somit die Bildanwahl beschleunigen und den Server gezielt entlasten. Im laufenden Betrieb lassen sich geänderte Projektstände aktivieren, ohne den Prozessbetrieb zu unterbrechen. - Redundanz Die Option Redundanz soll den Betrieb zweier paralleler Leitsystem-Rechner erlauben. Die Datenintegrität ist durch einen automatischen Archivabgleich zu gewährleisten. Weiterhin schafft das Redundanzkonzept eine Absicherung der Prozessführung und - bedienung, da sich die Clients bei Ausfall eines Servers automatisch auf den aktiven Server umschalten. Auf diese Weise bleiben für die Überwachung und Bedienung des Prozesses stets alle Clients verfügbar. Beide Server sollen parallel die Archivierung durchführen. Dadurch ist eine lückenlose Datenintegrität zu gewährleisten. Bei Wiederkehren des ausgefallenen Partners werden sämtliche Prozesswerte und Meldungen des Ausfallzeitraums automatisch mit dem Partnerserver abgeglichen. Somit stehen wieder zwei gleichwertige Server zur Verfügung. Der Abgleich der Archive für den Störungszeitraum erfolgt im Hintergrund ohne Einfluss auf die laufende Applikation. Treten bei zusätzlichen Applikationen, die auf den redundanten Servern laufen, Fehler auf, muss automatisch die Redundanz-Umschaltung aktiviert werden. Das Leitsystem soll sich durch die folgenden Systemmerkmale auszeichnen: - PC-Basis und Standard-Betriebssystem - ablauffähig auf allen marktgängigen PCs mit Pentium-Prozessor - 100%ige 32 Bit-Software, ausgelegt für das Standard-Betriebssystem Microsoft Windows, - Zentralrechner(Server) Windows 2000 Server - Bedienplätze (Client) Windows 2000 oder Windows XP - Hard- und Softwareangebot aus dem PC-Sektor direkt nutzbar (z.B. LAN-Karten) - einsetzbar als Einplatz- oder Mehrplatzsystem mit Client-/Server-Struktur skalierbare Performance durch Wahl entsprechender Hardwareplattformen (beispielsweise durch Multiprozessorsysteme unter Windows 2000) - Bedien- und Beobachtungsmodule - Grafiksystem für die frei gestaltbare Visualisierung und Bedienung über vollgrafische Objekte (Windows-, OLE-, OCX-, ActiveX-Objekte), mit der Möglichkeit der Dynamisierung aller Eigenschaften und mit Online-Projektierung. Eine Bausteinbibliothek hilft bei der Erstellung der Bilder. - Meldesystem für die Erfassung und Archivierung von Ereignissen mit Anzeige- und Bedienmöglichkeiten angelehnt an DIN 19235; frei wählbare Meldeklassen, Meldungsanzeige und Protokollierung, frei wählbare Sortierung zum Online-Zeitpunkt. - Prozessdatenarchivierung für die Erfassung, Archivierung und Verdichtung von Messwerten, z.B. zur Kurven- bzw. Tabellendarstellung und weiteren Verarbeitungen, zentrale Datenarchivierung auf einem Archivserver - Berichts- und Protokollsystem für die zeit- oder ereignisgesteuerte Dokumentation von Meldungen, Bedienungen, Archivinhalten und aktuellen Daten als Anwenderberichte (Prozessdaten) oder Projektdokumentation (Rückdokumentation von Projektierungsdaten) in flexiblem, frei wählbarem Layout. - Verarbeitungsfunktionen für die Projektierung von Aktionen zu Objekten und die Formulierung und Bearbeitung von Skripten mit Visual-Basic Script oder ANSI-C. - Standard-Schnittstellen aus der 32-Bit-Windows-Welt sind integraler Bestandteil des Leitsystems;Standard- Datenbank Microsoft SQL Server 2000 für Projektierungs- und Prozessdaten mit Zugriffsmöglichkeiten über ODBC oder OLE-DB. - Programmierschnittstellen (API) sind bei allen Applikationsmodulen des Leitsystems vorhanden und bieten Zugriffsmöglichkeiten auf Daten und Funktionen. Eine Funktiosbibliothek erlaubt die Programmierung eigenständiger Applikationen, mit denen die Basisfunktionalität erweitert werden kann. - offene Schnittstellen - Zugriff auf Projektierungsdaten (Listen) und archivierte Prozessdaten über Standard- Datenbankschnittstelle (ODBC/SQL), C-API oder OLE-DB - Einbindung von Windows-Applikationsbausteinen (ActiveX-Controls) - Datenaustausch mit anderen Windows-Programmen über die OPC-Schnittstelle - erweiterbare Projektierungsassistenten durch Anwender-Wizards und Visual Basic for Applications - API-Programmierschnittstelle mit Zugriff auf Leitsystem-Funktionen - Anschluss an die SIMATIC S5, S7, 505, SINAUT ST7 und an Steuerungen anderer Hersteller (z.B. über den herstellerübergreifenden Profibus oder OPC) 2.2 Einheitliche, fensterorientierte Bedienoberfläche Über individuell projektierte Bedienoberflächen lässt sich mit dem Leitsystem das Geschehen in Prozess transparent führen und optimieren. Es stehen Funktionen bereit, die einen effizienten und sicheren Prozessbetrieb gewährleisten. Die Gestaltung der Bedienoberfläche soll eine flexible und aufgabengerechte Darstellung des Prozessdialoges bieten. Zur besseren Übersicht kann zum Beispiel eine Aufteilung in Übersichts-, Arbeits- und Tastenbereich erfolgen. Diese ergonomische und prozessgerechte Einteilung des Prozessbildschirms sowie die Strukturierung der Prozessbilder in Hierarchien wird durch Assistenten automatisch erstellt. Bereits projektierte Bilder können hier objektorientiert mit der Maus an die vorgesehene Stelle im Hierarchiebaum gebracht werden. Alle Bereichs- und Detailbilder können auch direkt über global gültige Tastenkombinationen angewählt werden. Es soll die Möglichkeit bestehen, andere Applikationen durch Projektierung entsprechender OLE-Container zu nutzen. Darüber hinaus muss es möglich sein, auf OCX/ActiveX-Objekte zurückzugreifen. Die Funktionalität anderer Programme kann damit homogen in die Bedienoberfläche des Leitsystems integriert werden. Eine Überdeckungssperre muss der Überlappung durch andere Bilder schützen, d.h. Bilder werden in Abhängigkeit ihrer Grösse oder der projektierten Bildebene ein- bzw. ausgeblendet (Decluttering). Damit ist sichergestellt, dass ein Bediener wichtige Rückmeldungen aus dem Prozess, zum Beispiel über Ausgabefelder oder Meldeanzeigen, sofort erkennt und unverzüglich darauf reagieren kann. Prozessbilder können zur Laufzeit über die Maus vergrössert (Zooming) und Bildausschnitte mit dem Mausrad verschoben werden (Panning). Das Leitsystem soll folgende aus der Windows-Welt bekannten Eingabemittel nutzen: Tastatur, Maus oder Touch Screen bzw. Bildschirmtastatur Befindet sich der Standard-Zeigecursor über bedienbaren Objekten, muss er seine Darstellung ändern (EA-Feld: Mauszeiger plus Cursorzeichen, per Maus bedienbares Objekt: Mauszeiger plus Pfeil). Das zusätzliche Objekt ist frei einstellbar. Das Leitsystem soll Variablenbedienungen aufzeichnen können. Mit aufgezeichnet werden sollen Datum, Uhrzeit, Benutzername, alter und neuer Wert. Bedienungen in kritischen Prozesssituationen lassen sich damit rück verfolgen und nachvollziehen. Die Anzeige- und Bedienfunktionen sollen durch projektspezifisch formulierte Aktionen ergänzt werden können. Das Leitsystem kann damit in kritischen Situationen den Bediener zielsicher zur Ursachenbeseitigung führen und somit Stillstandszeiten vermeiden (automatisierbare Bedienerführung). Bedienung eines Alarmes führt automatisch in das Bild mit der Störung. 2.3 Möglichkeit der durchgängigen Online Parametrierung Es wird vorausgesetzt, dass im System ein umfangreiches Parametriersystem integriert ist, mit dem der Benutzer den Funktionsumfang und die Funktionalität ohne Programmierkenntnisse an geänderte Anforderungen anpassen kann. Das System muss die Möglichkeit bieten, diese Parametrierungen online durchzuführen. In der Praxis bedeutet dies, dass im laufenden Betrieb in einem zweiten Fenster der jeweilige Editor laufen kann und der Projekteur gezielt Änderungen an seiner Applikation vornehmen kann, ohne den Prozessbetrieb verlassen zu müssen und auch ohne die Hintergrundaktivitäten zu beeinflussen. Des weiteren soll die Möglichkeit bestehen, dass auf einem Client Projektierungsänderungen vorgenommen werden können. 2.4 Objektorientiertes Datenmodell Ein wesentlicher Vorteil der Objektorientierung besteht darin, dass die reale Welt (der technologische Prozess) möglichst nahe auf die DV-Welt abgebildet werden kann. 2.5 Schutz gegen unbefugten Zugriff Jede Bedienung des Prozesses, der Archive und des Leitsystems sollen gegen unberechtigte Zugriffe verriegelbar sein. Dies sind zum Beispiel Änderungen von Sollwerten, die Anwahl von Bildern oder der Aufruf der Projektierungssoftware aus dem Prozessbetrieb. Es gibt unterschiedliche Zugriffslevels, die den Aufbau eines hierarchischen Zugriffsschutzes ebenso ermöglichen wie exklusive Bedienberechtigungen für einzelne Bediener. Passwort und Benutzername bestimmen die Zugriffsrechte eines Bedieners. Sie können auch während des Prozessbetriebes neu festgelegt werden. Dafür steht ein komfortabler Benutzerverwaltung zur Verfügung. Die Gültigkeit erlischt nach einem bestimmbaren Zeitraum, in dem keine Bedienung mehr erfolgte. Damit gewährleistet das Leitsystem, dass nur befugte Bediener kritische Eingriffe vornehmen können und der Prozess sicher läuft. 2.6 Offenheit und Integrationsfähigkeit 2.6.1 Offene Schnittstellen für Standardsoftware Die Einbindung von Standard-Windows-Applikationen wie MS Excel, MS Word, MS Access muss über die Standardmechanismen OLE/ActiveX, ODBC/SQL möglich sein. Beliebige Anwenderprogramme (z.B. individuelle Datenverwaltung, Analyse, Prozessoptimierung) müssen mit dem Leitsystem über die integrierte C- Programmierschnittstelle zusammenarbeiten und dann sowohl Leitsystem-Daten als auch Leitsystem-Funktionen nutzen. Um Hersteller übergreifende Kommunikation zu ermöglichen, muss das Leitsystem OPC-fähig sein. Hierüber sollen aktuelle Prozess-Daten anderen Rechnern und Applikationen zur Verfügung gestellt werden. Somit sollen beliebige am Netz angeschlossene Rechner auf alle Daten des Leitsystems zugreifen können. Die Verwendung einer Standard-Datenbank (z.B. Microsoft SQL Server 2000) ist einzusetzen um (transaktionsgesichert) alle listenorientierten Projektierungsdaten, wie Variablenlisten und Meldetexte, aber auch aktuelle Prozessdaten, wie Meldungen, Messwerte und Anwenderdatensätze abzulegen, um über die offen gelegte Programmierschnittstellen C-API oder OLE-DB auf die Datenbank zugreifen zu können. Durch die Einbindung des Standard-Tools Visual Basic for Applications sollen sich Arbeitsschritte in der Engineeringphase automatisieren und die Projektierungsumgebung individuell erweitern lassen (Die Erstellung von Massendaten wird vereinfacht). 2.6.2 Offene Schnittstellen für Anwendersoftware Ganz entscheidend ist, dass das Leitsystem Möglichkeiten bietet, andere Applikationen und Applikationsbausteine homogen in die Bedienoberfläche für den Prozessbetrieb zu integrieren. Sowohl Applikationsfenster als auch OLE Custom Controls (32-Bit-OCX-Objekte) bzw. ActiveX Controls können in die Leitsystem-Applikation integriert werden, als wären es Leitsystem eigene Objekte. Für die Dynamisierung grafischer Objekte sollen die Skriptsprache ANSI-C und Visual Basic Scripting einsetzbar sein. 2.7 Systemverhalten bei Störungen Nach dem Wegfall einer Störung (z. B. Wiederanlauf eines PC's) ist automatisch so hochzufahren, dass der Betrieb des Gesamtsystems wieder aufgenommen wird, ohne dass Bedieneingriffe erforderlich sind. Dabei muss das Prozessabbild aktualisiert werden; Lücken in der Datenerfassung sind zu markieren. 3 System- und Anlagenkonzept 3.1 Anlagenkonfiguration Die geforderte Anlagenkonfiguration ist im "Konfigurator Leitsystem" dargestellt. Die Erfassung, die Verarbeitung und die Datenhaltung der Prozessdaten soll auf einem zentralen Leitrechner (Server) durchgeführt werden. Für die Funktionen Bedienen und Beobachten sind in der Warte mehrere Bedienplätze mit je einem Monitor vorzusehen. Es soll möglich sein, auf jedem Bedienplatz die Gesamtfunktionalität ausführen zu können. Es ist ein LAN (Ethernet, IEEE 802. 3) vorzusehen. 3.2 Zentralrechner (Server) Der Server hat im wesentlichen folgende Aufgaben: - Kommunikation mit den Automatisierungsgeräten - Prozessdatenverarbeitung - Verwaltung der Datenbanken (die Datenbanken enthalten die gesamte Parametrierung des Systems sowie das Langzeitarchiv). - Sichern / Archivieren und Wiedereinlagern von Daten - Editierplatzfunktionen - Uhrzeitsynchronisierung aller am Netz angeschlossenen Rechner durch einen zentralen Uhrzeitdienst (DCF77 oder GPS). Der Server muss den Anforderungen des Prozessbetriebes entsprechen (Zeitverhalten, Multitasking, Ausfallsicherheit). Es ist ein Pentium PC, dem Stand der Technik entsprechend, anzubieten. Die Auswahl des PC hat so zu erfolgen, dass Erweiterungen des Hauptspeichers und des Festplattenspeichers auf das Doppelte der geforderten Werte möglich sind. Die Rechenleistung ist so zu bemessen, dass im Normalbetriebsfall die Auslastung max. 60 % beträgt. 3.3 Bedienplätze (Clients) Diese Rechner sind im wesentlichen für Aufgaben vorgesehen wie: Anwahl von Prozessbildern Prozessbedienung Bedienung sämtlicher Auskunftsfunktionen und Reports. Jeder Bedienplatz besteht aus einem Visualisierungsrechner mit einem hochauflösenden Graphikbildschirm. Die Bildschirmdiagonale muss mindestens 19 Zoll betragen. Die Auflösung soll mindestens 1280 * 1024 Bildpunkte betragen. Angewählte Prozessbilder müssen laufend aktualisiert werden, unabhängig davon, auf welchem Bildschirm sie aufgeblendet sind. Zu jedem Monitor gehört eine Tastatur sowie eine Maus. Die Tastatur dient im wesentlichen der Handeingabe von Messwerten und Parametern. Die Prozessbedienung (Auslösen von Befehlen, Eingabe von Sollwerten, Bildanwahl, Meldungsquittierung etc.) erfolgt weitestgehend über Mausbedienung. 3.4 Drucker Die Drucker in der Leitwarte dienen in der Regel der Betriebsführung. Einer der Drucker ist als Farbdrucker anzubieten; mit diesem sollen Hardcopy-Ausgaben der Farbgrafik- Bildschirme realisierbar sein. Der zweite Drucker protokolliert Prozess- und Archivdaten wie z.B. aktuellen Istwerte, Alarme oder Messwerte. 3.5 Lokales Netzwerk (LAN) Die Ankopplung der SPS-Ebene an den Leitrechner erfolgt über ein lokales Netzwerk. Die Kopplung aller am Leitsystem beteiligten Rechner untereinander soll nach IEEE 802.3 (Ethernet) erfolgen. Hier sollen TCP/IP-Protokolle eingesetzt werden. 4 Softwarekomponenten des Leitsystems 4.1 Betriebssystem Im gesamten lokalen Netzwerk (Leitsystem) wird der Einsatz folgender Betriebssysteme vorgeschrieben: - Zentralrechner (Server): Windows 2000 Server - Bedienplätze (Client) : Windows 2000 oder XP 4.2 Datenbanksystem Zum Führen der Archive und zur Verwaltung der Anlagenparameter ist das Datenbanksystem Microsoft SQL Server 2000 vorzusehen. Neben dem nötigen Leistungsumfang der Datenbanken muss in den angebotenen Lizenzen die Möglichkeit der Änderung oder Neuerstellung von Applikationen durch den AG berücksichtigt werden. Das ausgewählte Datenbanksystem sowie die vom AN im Rahmen der Datenbankapplikation benötigten Tools sind im Angebot anzuführen. 4.3 Grafik- System Das Grafiksystem des Leitsystems soll alle Eingaben und Ausgaben am Bildschirm während des Prozessbetriebes bearbeiten. Die Bilder für die Visualisierung und Bedienung einer Anlage bestehen aus einfachen aber auch aus komplexen Grafikobjekten. Diese werden in der Projektierungsphase mit Hilfe des im Leitsystem integrierten Grafikeditors in die Bilder eingebunden. Zum Aufbau und Betrieb einer attraktiven Oberfläche sollen eine Reihe von Objekten bereitstehen: Statische Objekte, wie - Linie, Verbinder (Linienelement) - Polygon, Polygonzug - Kreis, Kreissegment, Kreisbogen - Ellipse, Ellipsensegment, Ellipsenbogen - Rechteck - Rundrechteck - statischer Text Vorgefertigte Objekte, wie - Tabellen-, Kurven-, Melde-, Protokoll- und Bildfenster - OLE-Objekte - OCX-(ActiveX-)Objekte (OLE-Control) - Eingabe- und Ausgabefeld - 2D- und 3D-Balken - Grafik-Objekte (BMP, WMF, EMF, GIF, JPG oder über OLE) - Zustandsanzeigen - Textlisten - Sammelanzeigen Windows-Objekte - Button - Check-Box - Radio-Box - Rundbutton - Slider-Objekt Das Aussehen aller Grafikanteile soll sich dynamisch steuern lassen. Bestimmungsgrössen zu Geometrie, Farbe, Muster usw. sind über Variablenwerte oder aus Programmen heraus direkt ansprechbar und vorgebbar. So lässt sich zum Beispiel eine Linie rot, grün oder blau einfärben, ein Kreis in seiner Grösse verändern oder ein Gruppenobjekt am Bildschirm bewegen. Zustandsanzeigen lassen sich über das wechselseitige Ein- und Ausblenden von einzelnen, übereinander gelegten Grafikobjekten steuern. Auf diese Weise können der Prozess, die Verarbeitung im Leitsystem, Aktionen oder auch Standard-Windows-Applikationen aktiv die Bildschirmanzeige beeinflussen. Beispiele für Eigenschaften, die sich dynamisch ändern lassen sollen: - Objektfarbe und -muster - Hintergrundfarbe und -muster - Linienfarbe, -breite, -art, -anfang, -ende - Schriftart - Schreibrichtung horizontal, vertikal - Landessprache von Beschriftungstexten (per Bedienung) - X- und Y-Position in Pixel - Anzeige von Objekten (sichtbar/unsichtbar) - Kreisradius - Anfangs- und Endwinkel - Eckradius - Bedienberechtigung (per Bedienung) - Balkenunter- und -obergrenze - Hystereseverhalten von Balken - Skalierung und Skaleneinteilung für Kurven (per Bedienung) - Füllen beliebiger Polygone (auch mit Mustern) Das Leitsystem soll auch die Möglichkeit bieten, bereits vorhandene Grafiken oder fototechnisches Material für die Bildgestaltung zu verwenden. Es können Grafikdateien mit dem Format BMP, WMF, EMF, GIF, JPG oder OLE importiert werden. 4.4 Grunddatenverarbeitung 4.4.1 Meldungsverarbeitung Das Meldesystem verarbeitet Ergebnisse von Funktionen, die das Geschehen im Prozess, in der Automatisierungsebene und im System überwachen. Es zeigt erfasste Meldeereignisse optisch und akustisch an und archiviert diese elektronisch und auf Papier. Wahlfreie Zugriffe und Sortierungen in auf- und absteigender Reihenfolge auf die Meldungen und ergänzende Information zu einzelnen Meldungen gewährleisten eine zügige Störungslokalisierung und -behebung. Die Meldungsstruktur ist frei definierbar und muss somit auf die speziellen Erfordernisse der Anlage angepasst werden. Eine Meldung setzt sich aus Meldeblöcken zusammen, die auch Variablenwerte enthalten können. Jede Meldung eines Projektes liegt in einer geordneten Ablage aus 16 Meldeklassen zu je 16 Meldearten. Insgesamt sollen bis zu 50.000 unterschiedliche Meldungen projektiert werden können. Das Leitsystem soll Meldungen generieren aus: - Bitvariablen, die der Datenmanager im Variablenhaushalt verwaltet. Dies können Prozessvariable oder interne Variable sein. So können Aktionen beliebige Überwachungsfunktionen bearbeiten und mit der Aktion "Variable schreiben" aus dem Leitsystem heraus Meldungen auslösen. - Analogvariablen Mit Hilfe der Grenzwertüberwachung können für eine Variable beliebig viele Grenzwerte festgelegt werden. Bei Verletzung eines dieser Grenzwerte wird im Runtime eine Meldung erzeugt. - Systemüberwachungen - Sammelmeldungen - Prozess- und Archivbedienungen - dem Eintreffen von Meldungstelegrammen - aus dem Prozess - aus der Automatisierung - aus einer Aktion Das Meldesystem besteht aus einem Umlaufarchiv. Dabei werden stets die ältesten Einträge gelöscht. Das Archiv kann schicht-, tages-, wochen- oder monatsweise in ein Langzeitarchiv ausgelagert werden. Ein Selektionskriterium gibt an, welche Meldungen im einzelnen archiviert werden sollen. Die Archivgrössen sind nur durch die vorhandene freie Festplattenkapazität beschränkt. Das System soll dabei den Bediener automatisch auf zu geringen Speicherplatz der Festplatte hinweisen. Es sollen bei Dauerlast bis zu 100 Meldungen/Sekunde verarbeitet werden können. 4.4.2 Messwertverarbeitung Das Leitsystem archiviert Messwerte aus dem Automatisierungssystem. Erfasste Messwerte können mit definierbaren Aktionen bearbeitet werden, bevor sie dann abgespeichert werden. Die Erfassung der Messwerte erfolgt zyklisch oder ereignisgesteuert über den Variablenhaushalt. Damit können sowohl Prozesswerte als auch Werte interner Variablen, Werte aus beliebigen Anwendungen und Handeingaben erfasst werden. Die Bearbeitung kann Mittelwerte, Summenwerte, Minimal- oder Maximalwerte bilden oder auch in einer Aktion frei formuliert sein. Das Abspeichern sichert die Bearbeitungsresultate im Messwertarchiv auf einem Festspeichermedium. Der Erfassungszyklus lässt sich im Bereich frei bestimmen. Der Archivierungszyklus kann so gross wie der Erfassungszyklus sein, oder ein Vielfaches davon. Mittelwerte, Summenwerte, Minimal- und Maximalwerte errechnen sich aus den erfassten Werten zwischen zwei Abspeicherzeitpunkten. Erfasste Messwerte können sofort auf die Festplatte geschrieben werden, so dass kein Datenverlust auftreten kann (Momentanwerte). Sofern bei der Messwerterfassung Störungen auftreten sollten, kann wahlweise der letzte Wert, oder ein projektierter Ersatzwert abgelegt werden. Für eine schnelle Erfassung von Werten können diese auch als Umlaufpuffer im Hauptspeicher geführt werden (Online-Kurven). Das Leitsystem soll verschiedene Methoden zur Archivierung von Messwerten bieten. Es archiviert Messwerte zyklisch oder ereignisgesteuert, einzeln oder blockweise. Folgende Verfahren werden unterschieden: - Zyklisch kontinuierlich archivieren - Zyklisch selektiv archivieren - Azyklisch archivieren - Archivierung nur bei Änderung 4.4.3 Befehle / Sollwerte Schalthandlungen bzw. Befehlsausgaben sollen vom Systembenutzer über Anlagenbilder (Prozessbilder) oder andere dafür vorgesehene Bedienmasken vorgenommen werden können. Das erfolgte Ausführen eines Befehls (Bitbefehl oder Sollwert)wird - bei entsprechender Parametrierung - vom Leitsystem in Form einer Rückmeldung erwartet und überwacht. Die im System parametrierten Sollwerte müssen über eine Bedienmaske als physikalische Werte vorgegeben werden können. Die unberechtigte Ausgabe von Befehlen und Sollwerten wird vom Leitsystem über Passwortschutz verriegelt. Gesperrte (abgeschaltete) Befehle und Sollwerte werden nicht ausgegeben 4.5 Prozessbedienung und Prozessvisualisierung Diese Komponente ermöglicht es dem Benutzer, den Prozess zu beobachten, in den Prozess einzugreifen und System- und Prozessparameter zu definieren und zu ändern; es stehen dafür die vollgraphischen Datensichtgeräte mit Tastatur und Maus zur Verfügung. Das Bedienen und Beobachten des Prozesses geschieht im wesentlichen unter Benutzung von: - Prozessbildern - Prozessauskunft - Kurvenbildern - Meldeauswertesystem 4.5.1 Prozessbilder Um dem Benutzer die Bedienung des Leitsystems zu erleichtern, sind die Prozessbilder in Form eines hierarchisch aufgebauten Bedienbaumes organisiert: - Anlagenübersicht - Bereichsübersicht - Anlagenteilbild - Objekt-Detailinformationen Der Grafikeditor des Leitsystems muss Funktionen bieten, die in leistungsfähigen Windows-Grafikprogrammen üblich sind. Funktionen zum genauen Positionieren, Ausrichten, Drehen oder Spiegeln, Vererben grafischer Objekteigenschaften sollen ebenso enthalten sein, wie Gruppieren, Bausteinbildung und der Import bzw. die Einbettung von extern editierten Texten und Grafiken (BMP-, WMF-, EMF-, GIF- und JPG-Format bzw. über OLE). Seine Fähigkeit, mehrere Bilder gleichzeitig geöffnet zu haben, erlaubt ein schnelles Kopieren zwischen unterschiedlichen Bildern. Dazu kann die Zwischenablage (Clipboard) benutzt werden, aber noch einfacher geht es per drag & drop. Das Arbeiten mit der Bausteinbibliothek und die Projektierung einer Zustandsanzeige mit bis zu 32 unterschiedlichen Zuständen erfolgen analog. Der Graphics Designer erlaubt es, bei gruppierten Objekten die Eigenschaften der Einzelobjekte direkt zu verändern, ohne die Gruppierung vorher auflösen zu müssen. Ebenso können Eigenschaften mehrerer selektierter Objekte gleichzeitig verändert werden (z.B. die Linienfarbe). Die Oberfläche des Graphics Designers muss individuell einstellbar sein. Grösse und Position der einzelnen Paletten für Farben, Zoomen, Ausrichtfunktionen, Objekttypen, Stile sind variabel; bei Bedarf werden einzelne nicht benötigte Paletten einfach ausgeblendet. Häufig benutzte Funktion werden als Ikonen in der Symbolleiste angeboten. Der Graphics Designer zeigt die exakte Koordinatenanzeige, die Ausdehnungsanzeige, das Positionieren von Objekten pixelgenau mit den Cursor- und Tabulatortasten an. Zu den meisten Objekten existieren übersichtliche Konfigurationsdialoge, die in einer Dialogbox die Parametrierung der wesentlichen Eigenschaften eines Objektes ermöglichen. Diese Dialogbox erscheint automatisch, sobald man das betreffende Objekt im Bild plaziert hat. Daneben bietet der Graphics Designer die Möglichkeit, praktisch alle Eigenschaften eines Objektes zu manipulieren und auch zu dynamisieren. Dynamisierte Eigenschaften werden in der Eigenschaftsbox fett hervorgehoben, damit sie deutlich zu erkennen sind. Der Graphics Designer bietet mehrere, aufeinander aufbauende Möglichkeiten für die Dynamisierung von Objekteigenschaften. Im einfachsten Fall werden solche Eigenschaften direkt an interne Variablen oder Prozessvariablen angebunden. Ein Dynamikdialog ermöglicht es, einfache Wertumrechnungen vorzunehmen oder Wertebereiche für Farbumschläge beispielsweise zu vereinbaren. Eine flexible Dynamisierung wird durch die direkte Einbindung von Scripten gegeben. Sie werden entweder durch C-Scripte im ANSI-C-Standard oder durch Visual Basic- Scripte eingebunden. Über eine Direktverbindung können Leitsystem-Objekte die Eigenschaften anderer Objekte beeinflussen, so zum Beispiel die Position eines Sliders den Rotationswinkel des Zeigers eines Messinstruments. Ein Dynamik-Wizard macht aufwendige Dynamikfunktionen auf einfache Art und Weise dem Projekteur zugänglich. Der Graphics Designer unterstützt eine Projektierung in 32 Bildebenen. Bei komplexen Bildern mit vielen übereinanderliegen Objekten können einzelne Ebenen ausgeblendet und so die Darstellung wesentlich übersichtlicher gestaltet werden. Gängige Microsoft Hilfsmittel, wie Tooltips für das Online-Projekt sind selbstverständlich in das Leitsystem integriert und lassen sich mit wenigen Einträgen projektieren. Auch bei dieser Projektierung muss stets eine mehrsprachige Definition möglich sein. Einmal erstellte Objekte werden in einer Bibliothek abgelegt und von dort wieder abgerufen. So lassen sich firmen-, technologie- oder branchenspezifische Standards aufbauen, die zu einer schnellen Projekterstellung beitragen. Das Leitsystem kennt hierbei zum einen die Bausteinbibliothek, die in eine globale und eine projektspezifische Bibliothek zerfällt, und die Funktionsbibliothek, die bei der Aktionsprojektierung eingesetzt werden kann. In der globalen Bibliothek liegen bereits vorgefertigte, nach Themen sortierte Objekte, die zum Lieferumfang des Leitsystems gehören (Ventile, Motoren, Leitungszüge, Anzeigeinstrumente etc.). Die projektspezifische Bibliothek ist für das einzelne Projekt vorgesehen. Die Objekte können mehrsprachig projektiert werden. Mit der Umschaltung der Bedienoberfläche des werden auch die Namen der Objekte und Objektgruppen, sowie der anwenderdefinierten Schnittstellenparameter umgeschaltet. Jedes grafische Objekt wird, unabhängig von seiner Komplexität, in die Bausteinbibliothek abgelegt. Dabei kann es sich um reine Grafik handeln, ebenso können zu den Objekten spezielle Verarbeitungsroutinen, ja sogar Prozessanbindungen gehören. Über Standardisierungen können so auch grössere Projekte schnell abgewickelt werden. Die Bausteine in der Bibliothek können namentlich aufgelistet werden. Alternativ sind sie auch ikonisiert darstellbar, so dass die einzelnen Objekte wesentlich einfacher und schneller identifiziert werden können. Die Integration eines solchen Objektes in ein Prozessbild gelingt dann einfach per drag & drop. Genauso einfach lassen sich neue Objekte in die Bibliothek einfügen. Die globale Bibliothek enthält unter anderen auch die folgenden Objektklassen: - Absperrarmaturen und Absperrschieber, - Anzeigen und Messinstrumente, - Bedienflächen, Buttons (Tasten) und Schalter - DIN 30600 -, ISA- und E-Symbole - Förderer, Motoren, - Leitungszüge, Ventile und Tanks - Skalen und - diverse andere. Das Anwenderobjekt erlaubt eine Projektierung in Bausteintechnik. Dabei können beliebige grafische Objekte zu einem neuen Objekt gruppiert und die für die Prozessanbindung relevanten Schnittstellenparameter definiert werden. Die vom Projekteur verwendeten Namen können mehrspachig hinterlegt werden, z.B. „Obergrenze" für Deutsch und „High limit" für Englisch. Per drag & drop kann das Anwenderobjekt in die Bibliothek abgelegt und anschliessend auf dem selben Wege in Leitsystem-Bilder eingebaut werden. Nur noch die anwenderspezifisch definierten Parameter werden an Prozessvariablen angebunden. Die globale Bibliothek enthält eine ganze Reihe solcher Anwenderobjekte (z.B. Messinstrumente) und kann bei Bedarf in der Projektierung jederzeit erweitert werden. Der Nutzen von HMI-Systemen (Human Machine Interface) liegt im zentralen Bedienen und Beobachten von Prozessen. Dazu müssen Bilder gezeichnet werden, die einen Blick in die Anlage erlauben. Typischerweise gibt es mehr als ein Prozessobjekt vom selben Typ, beispielsweise Motoren, Pumpen, Regler und Ventile. Das Leitsystem soll zeigen, wie man die Kosten für die Projektierung der grafischen Darstellung dieser Prozessobjekte minimieren kann. Es ermöglicht, die Bedienung und Darstellung solcher Objekte über die Bildbausteintechnik zu standardisieren. Das Leitsystem bietet eine sehr effiziente Art der Projektierung: Funktionen, die immer wieder benötigt werden, werden nur einmal definiert, wobei jeder Funktionsaufruf mit seinen eigenen Daten arbeiten kann. In einem üblichen Leitsystem-Bild kann man Bildfenster integrieren, die einen Fensterbereich für weitere Leitsystem-Bilder liefern. Zum Beispiel soll ein und dasselbe Bild mehrfach als Sohnbild in einem Vaterbild angezeigt werden. Zur Laufzeit (Runtime) ist jedes Sohnbild eine referenzierte Kopie von einem projektierten Bild. Jede Laufzeitkopie arbeitet mit eigenen Daten. Die Projektierung erfolgt zentral, so dass Änderungen sofort in allen Aufrufen von Sohnbildern aus allen relevanten Vaterbildern wirksam werden. Das Hauptziel ist also die zentrale Änderbarkeit von Bildausschnitten, die immer wieder benötigt werden, so dass Änderungen an vielen Stellen überflüssig werden. Jede Laufzeitkopie, die als Instanz eines Bildtypen bezeichnet wird, arbeitet mit einem eigenen strukturierten Datensatz. Das Leitsystem soll es erlauben, solche Datensätze auf Basis von frei definierten Datenstrukturen mit abgeleiteten Variablen zu verwenden. Die Projektierung eines solchen Bildbausteintypens entspricht zunächst der Projektierung eines normalen Leitsystem-Bildes, das typischerweise kleiner als die Bildschirmfläche ist. Im Verlauf der Projektierung werden das grafische Layout und die internen Verarbeitungsroutinen festgelegt. Um aus einem normalen Bild einen Bildbausteintypen abzuleiten, muss ein Standard-skript eingebaut werden. Dieses wird durch den Instanznamen und eine Tabelle versorgt, die Informationen über die Typverbindungen enthält. Dieses Standardskript bezieht sich auf ein E/A-Feld und wird durch Änderungen seines Ausgabewertes getriggert. Anlegen von Bildbausteininstanzen von einem fertigen Bildbausteintypen heisst, Bildfenster in ein Vaterbild zu plazieren und den Bildbausteintypen dort aufzurufen. Zur Laufzeit wird der Instanzname der zugehörigen Kopie des Bildbausteintypen in das E/A- Feld geschrieben. Daraufhin erfolgt automatisch über das Typ-Script die Verbindung zu der entsprechenden Datensatzstruktur. Für die Darstellung der Objekte (z.B. Pumpen, Schieber, Motore, etc.) sowie der Objektzustände (z.B. Ein/Aus, fern/lokal etc.) in den Prozessbildern, sind vom AN Symbolsätze, die aus normierten Symbolen bestehen, zu erstellen; die Symbole sind durchgängig in sämtlichen Prozessbildern zu verwenden. Das System muss dem AG darüberhinaus die Möglichkeit bieten, die vorhandenen Symbole zu modifizieren sowie auch neue Symbole zu erstellen. Dabei müssen im Symbolsatz durchgeführte Änderungen vom System automatisch in alle Prozessbilder übernommen werden. Die zu einem im Prozessbild dargestellten Objekt gehörenden Detailinformationen können bei Bedarf visualisiert werden. Dazu wird nach Anklicken des Objektes mit der Maustaste im angewählten Bild ein zusätzliches Fenster mit den zugehörigen Objektdaten aufgeblendet. Inhalt und Aufbau sämtlicher Anlagenbilder sind im Rahmen der Pflichtenhefterstellung gemeinsam mit dem AG abzustimmen. 4.5.2 Kurvenbilder Archivierte Werte (Momentanwerte oder verdichtete Werte) lassen sich in Kurvenform und tabellarisch darstellen, und zwar am Bildschirm und in Berichten. Farben und Muster zeigen so zum Beispiel Grenzwertverletzungen, Ersatzwerte, Störungen und Zeitsprünge an. Wie das Meldefenster bietet auch das Kurvenfenster einer Toolbar (Symbolleiste) für Kurvenbedienungen an. Eine Kurzhilfe erläutert dabei die Bedeutung der einzelnen Ikonen. Auf Wunsch können auch individuell gestaltete Tasten projektiert und mit den zugehörigen Bedienfunktionen hinterlegt werden. Für autorisierte Bediener besteht ebenfalls die Möglichkeit, online die Parametrierung zu verändern, also Kurven neu einzufärben oder Gruppen neu zusammenzustellen. Der Zugriff auf die Archive wird unterstützt durch eine gezielte, direkte Anwahl von Messstellengruppen, Messstellen und einzelnen Messwerten. Die Anwahl kann über Namen oder Zeitfenster erfolgen. Die Werte eines Anzeigeausschnittes lassen sich mit Leselinie und Zoomfunktion detailliert fokussieren. Dabei wird die Skalierung der Zeit- und Wertachse entsprechend angepasst und die Kurvenwerte für die Darstellung interpoliert. Zu einem Kurvenfenster kann eine gemeinsame oder auch eine separate Achse je Kurve mit unterschiedlichem Wertebereich projektiert sein. Grenzwertverletzungen sollen durch einen projektierbaren Farbumschlag bei der Ausgabe im Kurvenfenster gekennzeichnet werden. Durch die projektierbare Richtung der Kurvendarstellung ist eine horizontale und vertikale „Schreibrichtung" der Kurven einstellbar und dadurch eine Schreiberfunktion möglich. Gegenüber der normalen Kurvendarstellung werden durch die Schreiberfunktion die x- und y-Achsen vertauscht. Als Zeitachse wird die y-Achse verwendet. Bei der Schreiberfunktion kann weiterhin festgelegen werden, ob die aktuelle Zeit am oberen oder am unteren Rand des Kurvenfensters abgetragen wird. Werden mehrere Kurven gleichzeitig dargestellt, so soll das Leitsystem auch die Möglichkeit der Kurvenstaffelung bieten. Durch diese Einstellung werden die in einem Kurvenfenster darzustellenden Kurven übereinander dargestellt. Für jede Kurve kann ein darzustellender Wertebereich der y-Achse festgelegt werden. 4.5.3 Meldungsprotokollierung /-auswertung /- quittierung Die Meldeliste lässt sich über zeilenorientierte Meldefenster anzeigen. Zustände von Meldungen sind jederzeit farblich unterscheidbar. Frei bestimmbare Selektionsfilter richten die Sicht der Meldeanzeige gezielt auf einzelne Prozess- oder Anlagenteile. In einer Applikation mit dem Leitsystem können mehrere verschiedene Meldefenster verwendet werden. Im Meldefenster sind die folgenden zwei unterschiedlichen Darstellungen möglich: - dynamisches Meldefenster (Prozessmeldefenster) Diese Sicht enthält nur die gekommenen und momentan noch anstehenden Meldungen. Meldungen, die bereits gegangen sind, können projektierbar automatisch aus der Sicht entfernt werden. - Meldefenster mit Archivsicht (Kurzzeit- oder Langzeitarchiv) In diesem Modus werden alle bis zu diesem Zeitpunkt im Kurzzeit- bzw. Langzeitarchiv erfassten Meldungen angezeigt, auch die bereits gegangenen. Neu eintreffende Meldungen können ggf. über ein zusätzliches Meldefenster angezeigt werden. Daneben können Grafikobjekte über die Änderung ihres Aussehens ebenfalls Meldeereignisse anzeigen. Die Meldung lässt sich über die Bedienung des Grafikobjektes quittieren. Meldeprotokolle dokumentieren fortlaufend die Folge der Meldungen (Meldefolgeprotokoll) oder gezielte Sichten im Archiv (Melde-Archivprotokoll). Der Ausdruck erfolgt dabei seitenweise bei vollständig gefüllten Seiten, beim Meldefolgeprotokoll, das exklusiv einem zeilenorientierten Drucker zugeordnet ist, zeilenweise beim Eintreffen einer Meldung. Über offengelegte Programmierschnittstellen lassen sich Meldungen abgreifen und zum Beispiel akustisch über eine Soundkarte signalisieren. Beliebige weitere Analyse- und Auswerteaktionen können auf dieser Basis aufsetzen. Tritt eine Meldung auf, kann eine Applikation eine Videokamera gezielt auf den Ort der Ursache richten und die Situation am Bildschirm einblenden. Der Bediener kann zeilenweise oder seitenweise, vorwärts oder rückwärts durch die im Meldefenster angezeigten Meldungen blättern, aber auch an den Anfang bzw. das Ende der Liste (Kurzzeit-/Langzeitarchiv) springen. Die am Bildschirm sichtbaren Meldungen lassen sich einzeln (Einzelquittierung) oder komplett quittieren (Sammelquittierung). Bei einer Sammelquittierung werden alle im Meldefenster aktuell sichtbaren, oder alternativ auch alle quittierpflichtigen Meldungen quittiert. Das Meldesystem kann Quittungen auch an die Automatisierungssysteme weiterleiten, so dass diese darauf reagieren können. Zur besseren Übersicht und für einen direkten Zugang zur gewünschten Information können Selektionen vorgenommen werden. Selektionskriterien können dabei online dynamisch gebildet werden, indem vollkommen freie Filter gesetzt werden. Auf- und absteigende Sortierungen von Alarmen sorgen für eine schnelle und effiziente Störungsanalyse. Dabei bestehen unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten. So können z.B. auf Wunsch automatisch alle bereits gegangenen Meldungen aus der Anzeige entfernt werden, wenn diese das aktuell gültige Selektionskriterium nicht mehr erfüllen. Einzelne Meldungen, Meldeklassen und Meldearten lassen sich auf Wunsch aus der Erfassung ausblenden und wieder aufnehmen (Meldungen sperren und freigeben). Führt zum Beispiel ein Defekt in der Leittechnik dazu, dass eine Meldung permanent auftritt, kann ein Bediener das Erscheinen sperren und nach der Behebung wieder freigeben. Zu jeder Meldung und zu jedem Auftreten einer Meldung kann der Bediener im Meldearchiv einen eigenen Text eingeben (Meldungskommentar), der mit der Meldung abgelegt und später wieder aufgerufen werden kann. Der Verantwortliche der nächsten Schicht kann sich somit auf elektronischem Wege über die Ereignisse der letzten Schicht informieren. Meldungen können auch in der Projektierung mit einer Meldungsinformation hinterlegt sein. Diese Information unterstützt den Bediener bei jedem Auftreten der Meldung mit tiefergehenden Hinweisen. Die Meldung „Motor 25 gestört" könnte somit gleichzeitig Hinweise zur Behebung der Störung enthalten. Die Loop-in-Alarm-Funktion zeigt zur selektierten Meldung das zugehörige Prozessbild an, oder löst eine hinterlegte Aktion aus, so dass der Bediener auf die Störungsursache gezielt reagieren kann. 4.6 Protokolliersystem Das Leitsystem soll ein integriertes Berichtssystem bieten, mit dem die Daten zu Papier gebracht werden können. Es druckt in frei wählbaren Layouts im Prozessbetrieb erfasste Daten über - Meldefolgeprotokolle, - Meldearchivprotokolle, - Archivprotokolle, - Bedienprotokolle, - Systemmeldeprotokolle, - Anwenderberichte, - Hardcopies, und Projektierungsdaten (Rückdokumentation, komplett oder Teilmengen). Vor der direkten Ausgabe auf den Drucker können die Berichte auch als Datei abgelegt und über eine Vorschau am Bildschirm anzeigt werden. Über eine entsprechende Bedienung kann online der Status aller Aufträge angezeigt werden. In der Projektierung können Druckaufträge festgelegt werden, die darüber bestimmen, mit welchem Layout, in welchem Umfang (Anzahl Seiten) auf welchem Drucker ausgedruckt werden soll. Dabei ist es auch möglich zyklische Stunden-, Tages- und Monatsprotokolle festzulegen. Die Berichtsausgabe kann ebenfalls zeit-/ ereignisgesteuert oder per direkter Bedienung gestartet werden. Für jeden Druckauftrag lässt sich ein eigener Drucker zuweisen. Fällt dieser aus, springt ein bestimmbarer Ersatzdrucker ein (max. drei Drucker können angegeben werden). Das Meldefolgeprotokoll kann auf einem exklusiv zugeordneten Zeilendrucker eintreffende Meldungen sofort ausgeben (zeilenweises Drucken). Die Kurvenreports sollen sich dynamisch (z.B. der Zeitbereich) einstellen lassen. Online eingestellte Bildschirmansichten und auch Filter von Kurven- und Meldedaten lassen sich jederzeit direkt ausdrucken. Das Layout der Berichtsbereiche setzt sich zusammen aus statischen und dynamischen Objekten, wie sie auch im Grafiksystem verfügbar sind. Das heisst, dass auch Tabellenobjekte, Kurven und ganze Bilder (in Form eines dynamisch erzeugbaren Metafiles) in einen Bericht integrierbar sind. Hardcopys mit variablen Bildkoordinaten und Auschnittsgrössen sollen sich ebenfalls einbinden lassen. Zusätzlich zu den Prozessdaten, die im Leitsystem vorliegen, sollen externe Daten, z.B. über ODBC-Objekte oder im csv-Format, integrierbar sein. 4.7 Archivierungssystem Bei der Archivierung werden zwei Archivtypen unterschieden: 4.7.1 Kurzzeitarchiv (Schreiberdaten) Das Kurzzeitarchiv dient dazu, von der Prozessdatenverarbeitung erfasste Datenpunkte möglichst schnell zu archivieren. Die abgespeicherten Daten werden im wesentlichen dafür verwendet, um Zeitkurven von Messwerten zu erhalten (Schreiberdaten). 4.7.2 Langzeitarchiv Die Langzeitarchivierung ist die zyklische Archivierung über Parametrierung ausgewählter Prozessdaten in einer Datenbank und deren weitere Verdichtung in vorgegebenen Zeitintervallen sowie das automatische Löschen von Archivdaten nach Erreichen eines vorgegebenen Lebensalters. Die im Langzeitarchiv (Datenbank) abgespeicherten Daten stehen für die Auswertung im System zur Verfügung. 4.8 Pflichtenheft Für das Leitsystem ist die Erarbeitung eines Hardware- und Software-Pflichtenheftes erforderlich. Für die Erstellung des Pflichtenheftes ist der Auftragnehmer verantwortlich. Im Rahmen des Pflichtenheftes sind alle Details hinsichtlich der Aufgabenstellung und der besonderen Anforderungen zu klären und der Lösungsweg umfassend darzustellen. Gegebenenfalls ist das Pflichtenheft im Rahmen der technischen Klärungsphase entsprechend den Erfordernissen zu überarbeiten und dem AG erneut vorzulegen. Umfang und Inhalt des Pflichtenheftes Zum Umfang des Pflichtenheftes gehören im wesentlichen: - Konfiguration (Hardware und Software) - Funktionsbeschreibung - Erstellung der Informationslisten - Erstellung der Anlagenbilder 4.9 Bilderstellung Bei der Bilderstellung ist von folgender Vorgehensweise auszugehen: - Bildentwurf (auf Papier oder am Monitor) - Abstimmung mit dem AG - Einbringen gewünschter Korrekturen - erneutes Abstimmen mit dem AG - Einbringen evtl. weiterer Korrekturen - Abschluss der Bilderstellung Eine Ausnahme hiervon wird das erste Anlagenbild darstellen. Mit diesem Bild sollen grundsätzliche Dinge, wie die Bildaufteilung, Anzahl und Lage der Meldezeilen, Farben, Symbole usw. mit dem AG geklärt werden. Daher ist von einer mehrfachen Änderung dieses Bildes auszugehen. 4.10 Dokumentation Die Dokumentation ist so zu gestalten, dass Aufbau und Funktion des Systems eindeutig und leicht erkennbar sind und eine optimale Instandhaltung und Instandsetzung gewährleistet ist. Dokumentationsumfang: - Hardware- Dokumentation - Standard- und - Systemsoftware-Dokumentation - Dokumentation der Datenpunkte - Benutzerhandbuch - Rückdokumentation der System-Parametrierung - Hardcopys der Anlagenbilder - Programmlistings der anlagenspezifisch erstellten Anwendersoftware Sämtliche vorgenannten Unterlagen sind übersichtlich und geordnet in DIN-A4-Ordnern zusammenzustellen und spätestens nach Abschluss des Probebetriebes 2- fach dem AG zur Prüfung zu übergeben. Weiterhin gehört eine Kopie des Softwaresystems auf CD zum Lieferumfang. 5. Branchenspezifische Module zur Erweiterung des Leitsystems 5.1 ATV-konforme Archivierung und Protokollierung 5.1.1 Grundlegende Systemanforderungen und –eigenschaften Für die ATV-konforme Archivierung und Protokollierung müssen folgende grundlegenden Archivierungsobjekte realisierbar sein: - Messwerte - Zählwerte - Laborwerte / Handeingabewerte - Abgeleitete Daten (Rechenwerte) Für alle diese Archivierungsobjekte muss das System basierend auf einem Basisraster automatisch je nach Archivierungsobjekt weitere Verdichtungsstufen bilden. Die Verdichtungsstufen werden beim jeweiligen Archivierungsobjekt weiter unten beschrieben. Die Archivierung von Mess- und Zählwerten kann je nach Systemkonfiguration der Steuerung sowohl online als auch über zeitlich verzögerte Telegramme mit Zeitstempel erfolgen. Basierend auf den archivierten Daten müssen Auswertungen in Form von Ganglinien (historische Kurvendaten) und Protokollen gemäss ATV-M 260 möglich sein. 5.1.2 Messwerte und Messwertverarbeitung In der Projektierung der für die ATV-konforme Archivierung und Protokollierung relevanten Messwerte wird ein Basisraster für die Archivierung angegeben. Es handelt sich hierbei um den Mittelwert. Als Basisraster kann je nach Anforderung (siehe Leistungsverzeichnis) gewählt werden: 1, 3, 5 oder 15 Minuten. Die weitere Verdichtung der Werte erfolgt automatisch in den Rastern 1 Stunde, 2 Stunden, Tag, Monat und Jahr. Für die archivierten Werte kann in jeder Verdichtungsstufe jeweils auch der Maximal- und Minimalwert ermittelt werden. Die automatisch erfassten Messwerte sind auf Plausibilität, Grenzwertüber- und -unterschreitung, Messstellenausfall und Kommunikationsstörung zur Steuerung zu überprüfen. Es müssen entsprechende Kennungen zum Messwert mit abgelegt werden. Im Falle von Messstellenausfall und Kommunikationsstörung zur SPS muss die Vorgabe eines Ersatzwertes im Leitsystem möglich sein. Bei Fernwirkkonfigurationen müssen die in dem Automatisierungssystem mit einem Zeitstempel versehenen Messwerte gleichermassen ins Leitsystem eingelesen und zeitfolgerichtig ins Archiv eingeordnet werden. Diese Daten stehen dann ebenfalls für die weiterführenden Auswertungen zur Verfügung. Erfasste Werte können bei entsprechender Passwortberechtigung manuell durch den Benutzer korrigiert werden. Ein korrigierter Wert ist in den Berichten entsprechend zu kennzeichnen. 5.1.3 Zählwertverarbeitung Grundsätzlich sind alle Zählwerte (z.B. Menge in m³, kWh usw.) über Impulseingänge an den örtlichen Automatisierungssystemen zu erfassen, zu normieren und im Leitsystem weiterzuverarbeiten. Die Zählwerte sind zyklisch zu erfassen und der Zählerstand und die Zählerstandsdifferenz für die weitere Bearbeitung zu bilden. Damit stehen für die Auswertungen folgende Raster zur Verfügung: - 1-Stunden-Wert - 2-Stunden-Wert - Tages-Wert - Monats-Wert - Jahres-Wert Bei der Erfassung der Zählwerte müssen folgende Verarbeitungsschritte durchgeführt werden: - Plausibilitätskontrolle - Extremwertbildung - Ersatzwertbildung - Überlaufbearbeitung Bei der Plausibilitätskontrolle muss erkannt werden, wenn im laufenden Betrieb der Zählerstand in der Steuerung manipuliert wird (z.B. SPS wird urgelöscht und damit der Zählerstand auf „0" gesetzt). Bei der Ermittlung der Zählerstandsdifferenzen muss dies berücksichtigt werden. Im Normalfall findet der Überlauf an den „natürlichen" Grenzen statt (z.B. ein vorzeichenloser 16-Bitwert läuft über bei 65535). Für einzelne Werte muss der Überlauf frei einstellbar sein. 5.1.4 Laborwerte / Handeingabewerte Handeingabewerte kommen nicht online von der Steuerung sondern müssen z.B. nach Ermittlung im Labor manuell eingegeben werden. Die datumsgemässe Zuordnung dieser manuell eingegebenen Laborwerte erfolgt durch den Benutzer. Die Eingabe der Werte müssen komfortabel möglich sein. Folgende Möglichkeiten sollten dem Benutzer alternativ für die Laborwerteingabe zur Verfügung stehen: - Eingabe über Tabelle - Eingabe über eigendefinierte Eingabemasken - Manueller Laborwertimport einer Datei Für Laborwerte, die durch ein Laborsystem automatisiert in eine CSV-Datei geschrieben werden, muss es einen automatischen Laborwertimport geben. Je nach Handeingabewert kann das Eingaberaster in folgenden Stufen in der Projektierung ausgewählt werden: - 2 Stunden - 12 Stunden - täglich - wöchentlich - monatlich - jährlich Auf Basis des jeweiligen Eingaberaster werden analog zu den Messwerten auch die Laborwerte zu Tages-, Monats- und Jahreswerten verdichtet. Prinzipiell werden 3 verschiedene Laborwerttypen unterschieden. Der Laborwerttyp legt fest, wie ein nicht existierender Wert (Es wurde z.B. sonntags kein Wert ermittelt.) in die Verarbeitung einfliessen soll: - Typ 1 – gehaltener Laborwert: der letzte Wert wird bis zur nächsten Eingabe gehalten - Typ 2 - Handeingabewert: wird für ein Eingabeintervall kein Wert eingegeben, wird er als 0 geführt - Typ 3 - Analysewerte: wird für ein Eingabeintervall kein Wert eingegeben, wird er als nicht definiert geführt Generell gilt, dass es einstellbar sein muss, wie lange ein Handeingabewert noch für die Vergangenheit eingegeben oder auch importiert werden darf. Werte, die älter als diese Frist sind, müssen vom System abgewiesen werden. Die Eingabe der Werte kann auch an einem Client erfolgen. 5.1.5 Abgeleitete Daten (Rechenwerte) Vom System sind abgeleitete Daten – sogenannte Rechenwerte - vorzusehen. Den Rechenwerten werden zyklisch die Ergebnisse von Verknüpfungen zugewiesen. Über Rechenwertformeln können mathematische und logische Verknüpfungen von Messwerten, Laborwerten, Rechenwerten, Konstanten und Betriebsmeldungen erstellt werden. Folgende Funktionen müssen umsetzbar sein: - Grundrechenarten (Addition, Subtraktion, Division, Multiplikation) - logische Funktionen (UND, ODER, NICHT). - Mathematische Funktionen (Potenz, Wurzel, Sinus, Cosinus, Tangens, Absolutwert, Exponentialwert, natürlicher und dekadischer Logarithmus) - Sonderfunktionen (bedingte Rechnung WENN .. DANN, polleni, CosinusPhi) - Vergleich (<,>,=, <=, >=, ><), - Konstanten (Eulersche Zahl, Pi, konfigurierbare Konstanten) - Klammerung Auch für die Rechenwerte muss eine Ersatzwertbehandlung vorhanden sein. Ein Rechenwert ist ausserdem manuell korrigierbar. Ein korrigierter Wert ist in den Berichten entsprechend zu kennzeichnen. Je nach Rechenwert kann das Basisberechnungsintervall in folgenden Stufen in der Projektierung ausgewählt werden: - 1, 3, 5 oder 15 Minuten - 2 Stunden - 12 Stunden - täglich - wöchentlich Auf Basis des jeweiligen Berechnungsintervalls werden analog zu den Messwerten auch die Rechenwerte zu 1-Stunden-, 2-Stunden-, Tages-, Monats- und Jahreswerten verdichtet. 5.1.6 Kurvenbilder Die ATV-konform archivierten Daten wie Messwerte, Laborwerte und Rechenwerte werden in Form von historischen Kurven (Ganglinien) auf dem Bildschirm angezeigt. Einem Kurvenbild können bis zu 8 Kurven zugeordnet werden Die nachfolgend aufgezählten Funktionen werden für ein erleichtertes Arbeiten mit den Kurvenbildern benötigt: - Online Zusammenstellung von Kurven - Einzelsymboldarstellung - Zoomfunktion - Einstellbarer Zeitbereich - Verschieben von Kurven in x- und y-Richtung (Wert- und Zeitversatz) - Einschaltbar zwei Leselineale, die die jeweiligen Werte unter den Linealen, sowie zusätzlich Mittelwert, Maximalwerte und Summe zwischen den Linealen anzeigen. - Druck des aktuellen Kurvenbildes per Knopfdruck - Gewichtung einer Kurve mit einem Faktor 5.1.7 Berichte, Protokolle, Auswertungen und Bilanzen Die Form der Berichte und Protokolle muss dem Merkblatt ATV-DVWK-M 260 „Erfassen, Darstellen, Auswerten und Dokumentieren der Betriebsdaten von Abwasserbehandlungsanlagen mit Hilfe der Prozessdatenverarbeitung" entsprechen. Dies wird gewährleistet durch eine freie Protokollierung in MS-Excel mit Zugriff auf die archivierten Daten. Die Liste der geforderten Berichte sind dem Funktionskatalog zu entnehmen. Generell gilt: Es müssen mehrere, unterschiedlich konfigurierbare Tagesberichte projektierbar sein (z.B. Kurz- und Langfassung). Das gleiche gilt für Monats- und Jahresberichte. Der Ausdruck sämtlicher Berichte erfolgt nach Auswahl des gewünschten Zeitraums über die Oberfläche auf manuellen Anstoss aus MS-Excel heraus. Eine Vorschau der Berichte auf dem Bildschirm muss möglich sein. Die Berichte sind im Format MS-Excel, CSV (Comma seperated Value) oder HTML (HyperText Markup Language) speicherbar. Eine Nachbearbeitung der Berichte ist nach dem Speichern in den genannten Formaten jederzeit möglich. 5.1.8 Archivdatenaufbewahrung auf externem Sicherungsmedium Die Daten für die ATV-konforme Archivierung und Protokollierung wie Messwerte, Laborwerte und Rechenwerte werden in eigenen Datenbanken in einem Ringpuffer gehalten. Damit bei vollständigem Umlauf eines Ringpuffers keine Daten verloren gehen, müssen folgende Funktionen vorhanden sein: - Funktion zum Sichern der Daten (Kopie) (manuell und automatisch täglich oder monatlich) - Funktion zum Wiedereinlagern gesicherter Daten - Ringpuffergrösse individuell einstellbar für Tages-, Monats- und Jahresdaten 5.2 Alarmierung über Funkruf Das Modul leitet automatisch Meldungen und Alarme aus den unterlagerten Automatisierungssystemen an Funkrufempfänger weiter. Durch den modularen Aufbau lassen sich landes- oder anwendungsspezifische Funkrufdienste, weitere Prozesskopplungen sowie Schichtverwaltungen leicht integrieren. Das Modul kann bis zu 99 verschiedene Funkrufe speichern. Ausserdem können Funkrufe innerhalb der Bedienoberfläche direkt gestartet und jederzeit geändert werden. Folgende Funkrufdienste werden unterstützt: - D1 - SMS - D2 - Message - Cityruf - E-Plus - Quix news - mobilkom Austria (A1,Amax) - Natel Swiss Die vorab definierten Serviceeinheiten (z.B. Mechaniker, Elektriker etc.) werden in einem sog. Telefonbuch den einzelnen Personen zugeordnet. Über die Schichtverwaltung wird festgelegt, an welche Personen zu welchem Zeitpunkt in der jeweiligen Serviceeinheit die Nachrichten gesendet werden sollen. Durch Verwendung des Eskalations-Systems kann sichergestellt werden, dass auch bei Nichterreichen einzelner Personen die Meldung erfolgreich zugestellt wird, indem sie notfalls an weitere Personen gesendet wird. 5.3 Instandhaltungsmanagement Im Leitsystem soll ein Modul vollständig integriert sein, das Instandhaltungsfunktionen enthält, und somit den Anlagenbediener bei der Inspektion, Wartung und Instandsetzung seiner Anlage unterstützt. Durch die Kombination von Kalenderintervallen mit online verarbeiteten Betriebsstunden- und Schaltspielezählern sollen optimale Instandhaltungstermine/ Instandhaltungsintervalle ermittelt werden. Zusätzlich soll ein Auftrag direkt durch Prozesssignale aktiviert werden können. Für die Instandhaltungsberichte muss es möglich sein, Wartungsobjekte (z.B. Pumpe, Schieber) zu definieren, die mit einem Ein-/Aussignal verknüpft werden. Diesen Wartungsobjekten werden Wartungsaufträge zugeordnet, deren Intervallzähler abhängig von - Laufzeit - Kalenderzeit - Schaltspielen zählen. Die Durchführung der Wartung wird von dem Benutzer quittiert und im System mit abgespeichert. Die Intervalle für die Istzeiten und Gesamtzeiten sollen korrigierbar sein (notwendig z.B. beim Austausch von Pumpen). Der Benutzer kann sich am Bildschirm folgende Übersichten abrufen: - Zustand aller Wartungsaufträge - Empfohlene IH-Termine - IH-Ankündigungstermine - IH-Plantermine - Termine für heute, morgen, vergangene/kommende Monat/Woche - prozentuale Verfügbarkeit bzw. Überschreitung des Intervalls Folgende Funktionen müssen realisierbar sein: - Instandhaltung durch Kombination von Leistungsmessung mit Kalender- und Ereignissteuerung - Instandhaltungsaktivierung automatisch (einmalig / zyklisch) oder manuell - Übersicht mit IH-Aufträgen in Tabellenform und als Objektstruktur - Manuelle Reparaturaufträge - Auftragsverwaltung und Disposition - Auftragsrückmeldung mit projektierbaren Rückmelde- und Schwachstellencodes - Nachbearbeitung von Auftragsrückmeldungen - Langzeitarchiv mit Filter- und Exportfunktion - Stammdatenverwaltung import- und exportierbar, somit Erstellung und Änderung z.B. mit EXCEL möglich - Protokollierung aller IH-Daten automatisch oder manuell - Integration der IH-Daten in ATV-Protokolle - Freie Anzeige der Instandhaltungsdaten in Prozessbildern möglich 5.4 Direkte Anbindung von Fernwirkstationen an den Leitrechner Das System soll die Möglichkeit haben, direkt, d.h. ohne SPS als Schnittstelle, Fernwirkunterstationen anzukoppeln. Das bedeutet, dass der Leitrechner bezüglich der Datenkopplung als Fernwirkzentrale arbeitet. Über Modemkopplung werden aktuelle Prozesswerte sowie Meldungen aus den Unterstationen im Leitsystem verarbeiten. Steuerbefehle und Sollwerte werden im Leitsystem vom Bediener eingegeben und an die Unterstationen zur Weiterverarbeitung übertragen. Meldungen und Messwerte, die im Leitsystem archiviert werden, müssen zeitgenau, d.h. mit Zeitstempel zum Leitsystem übertragen und dort zeitfolgerichtig im Archiv eingetragen werden (Vorverarbeitung der Prozessdaten in der Fernwirkunterstation). Die Statusinformationen der Unterstationen sollen im Leitsytem über Standardbilder angezeigt werden. Der Bediener muss direkt an den Grafikobjekten (z.B. Istwertfelder) über gestörte Unterstationen hingewiesen werden. Analogwerte lassen sich über ein lineare Rohwertanpassung vom Rohwert in den physikalischen Wert und umgekehrt verarbeiten. Zählwerte erhalten eine Überlaufbehandlung und können bezüglich ihrer Intervallmengen bearbeitet werden. Sie werden ebenfalls zeitrichtig an das Leitsystem übertragen und verarbeitet. 5.5. Ausgelagerter Bedienplatz über das Internet Mit dem ausgelagerten Bedienplatz ist die Anlagenüberwachung und Steuerung über das Inter- oder Intranet gegeben. Folgende Funktionen muss der Beidenplatz erfüllen: - Bedienen und Beobachten, Auswertung, Service und Diagnose über das Web - Individuelle Zuordnung und Zugriffsrechte der Bilder und Startseite für verschiedener Web User - Unterschiedliche Berechtigungsstufen definieren eindeutige Zugriffsrechte - Hohe Sicherheit durch Trennung des serverlokalen Projektes und des Web Projektes - Performante änderungsgesteuerte Übertragung der Daten - Internet HMI Callback - Zusätzliche Sicherheitsmechanismen wie Router, Firewalls, Proxyserver, SSL- Verschlüsselung und VPN-Technologie - Es soll die Möglichkeit bestehen, auch mobile Vorrort-Bediengeräte als Web-Clients zu betreiben (z.B. robuste Vor-Ort-Geräte oder mobile Panels als preiswerte Alternative zu PC's auf allen gängigen Betriebssystemen wie Windows NT, 2000, XP, ME, Unterstützung der Microsoft Terminal Services) 5.6 Optimierung der Betriebsführung von Trinkwassernetzen und Fernwasserversorgungen Das Betriebsführungssystem soll zur Optimierung der Bewirtschaftung des Wasserversorgungsnetzes dienen. Da die Betriebskosten im wesentlichen durch den Strombezug der eingesetzten Pumpen verursacht werden, ist den Laufzeiten dieser Pumpen besonderes Augenmerk zu widmen. Das Betriebsführungssystem soll dem Betriebspersonal des Wasserversorgungsnetzes eine Hilfestellung anbieten, indem die kostenoptimalen Pumpenfahrpläne mit Hilfe mathematischer Verfahren errechnet werden. Restriktionen, die sich aus der Struktur des Versorgungsnetzes ergeben, werden bei dieser Vorgehensweise berücksichtigt. Dem Betriebspersonal sollen diese Pläne zur Entscheidung vorgelegt werden. Folgende Aufgabenstellungen sollen mit Hilfe des Betriebsführungssystems bearbeitet werden können: Betriebsführung für Normalbetrieb Der Einsatz ist insbesondere bei der Erarbeitung von Betriebsführungskonzepten mög- lich. Dabei steht die Frage der Betriebskostenreduzierung bei absoluter Versorgungssicherheit im Vordergrund. - Optimierung von Pumpenfahrplänen Nutzung von Hoch- und Niedertarifzeiten im Rahmen von Stromlieferverträgen; Berücksichtigung von Leistungsgrenzen (kWmax-Überwachung) und Schaltspielen - Optimierung von Behälterplänen Nutzung von Hoch- und Niedertarifzeiten im Rahmen von Stromlieferverträgen; Berücksichtigung von Leistungsgrenzen (kWmax-Überwachung), Berücksichtigung von max. Aufenthaltszeiten - Überarbeitung von Stromlieferverträgen Neuverhandlung bestehender Stromlieferverträge nach vorheriger Bestimmung der benötigten Stromliefermenge - Instandhaltungsplanung Berücksichtigung von Wartungs- und Instandhaltungsmassnahmen im Normalbetrieb, dadurch Erhöhung der Betriebssicherheit bei gleichzeitiger Reduzierung der Betriebskosten - Optimierung von Brunnenlaufzeiten Berücksichtigung von Maximal- und Minimalmengen, Transportkosten - Neuverteilung von Verbrauchsgebieten - Optimierung von Fremdwasserbezügen 6. Mengengerüst und Performance obere Grenzwerte - Prozesskopplung / Kommunikation - Projektierbare SPS-Prozessvariablen 64.000 - Anzahl unterschiedlicher Aktualisierungszyklen 8 - Grafiksystem - Anzahl der Objekte pro Bild 1000 - Aktualisierungszyklus - Prozessvariablen <= 2 sec bei typischen Anlagenbildern - Anzahl Variablen pro Bild max. 500 - Anzahl bedienbarer Felder pro Bild 1000 - Archivierung von Prozessdaten - Folgearchivierung: Werte pro Sekunde 5000 - Kurven - Anzahl Kurven pro Kurvenbild 15 - Anzahl der Messwerte auf Festplatte begrenzt durch Hardware - Meldesystem - Anzahl der Meldearchive (Einzel-/Langzeitarchiv) 2 - Anzahl Meldungen pro Folgearchiv begrenzt durch Hardware - Anzahl projektierbarer Meldungen 50.000 - Anzahl archivierbarer Meldungen pro 1 s 100 - Meldungsschauer ohne Verlust 2000 in 10 s keine Dauerlast - Anzahl der Prozessvariablen pro Meldezeile 10 - Protokolle (keine ATV-Protokolle) - Anzahl gleichzeitig laufender Meldefolgeprotokolle 1 - Anzahl Meldearchivprotokolle (gleichzeitig) 3 - Anzahl Anwenderprotokolle 20 - Anzahl Protokollzeilen pro Rumpf 66 - Anzahl Variablen pro Protokoll 300 - Mehrplatzsystem - Anzahl Clients bei Server mit Bedienplatz 4 - Anzahl Clients bei Server ohne Bedienplatz 32 - Anzahl Web Clients 50 01. Prozessleitsystem PLS 01.01 Ausführungsrichtlinien (Hardware) 01.01. 0010 1 Aufstellung in der Zentralen Warte als Server Fabrikat: Fa. Siemens oder gleichwertig Fabrikat:_____________ Typ: _____________ Technische Mindestanforderungen: -Pentium IV Prozessor; 2,8 GHz –Hauptspeicherausbau gemäss Systemerfordernis min.1 Gbyte -min. 40 GByte Festplattenlaufwerk IDE -3,5 Zoll Floppy-Disk-Laufwerk, intern, 1,44 MByte – CD-Laufwerk 50 fach – CD RW- Laufwerk 40x12 fach –SBus mit 2 freien Schnittstellen – Schnittstellen: SCSI, Ethernet, ISDN 2*RS423, Audio –min. 1280 * 1024 Bildpunkte –1 Tastatur -1 Maus –eingebaut in Towergehäuse –einschliesslich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :.................... Typ: Abmessungen :..................................... Leistungsbedarf :..................................... 01.01. 0020 1 Farbgrafiksichtgeräte Fabrikat Fa. Xxx oder gleichwertig Technische Mindestanforderungen: LCD Farbmonitor 20" TFT- strahlungsarm - 80 Hz Bildwiederholrate – Auflösung 1280 * 1024 Bildpunkte – Steckleitung zum Rechner 1,50 m einschliesslich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :..................... Typ: Abmessungen :...................................... Leistungsbedarf :...................................... 01.01. 0030 1 Drucker Aufstellung in Zentrale Warte Fabrikat: Fa. XXX Typ: xxx oder gleichwertig Technische Mindestanforderungen: -Farbgrafikdrucker - min. 9 Seiten/Minute sw, 30sek/Farbseite –Einzelblatt (Papierbreite bis DIN A3) –Betriebsgeräusch max. xx dB - serielle Schnittstelle (RS-232C) -Datenleitung, Länge: min. 15 Meter einschliesslich allem erforderlichen Zubehör, incl. Treibern für WIN 2000/XP liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :......................... Typ: :....... .... Abmessungen :....................................... Leistungsbedarf:....................................... 01.01. 0050 1 Farbdrucker (Hardcopy-Gerät) Aufstellung in Zentrale Warte Fabrikat: Fa. HP oder gleichwertig Typ : LaserJet Technische Mindestanforderungen: -Laserdrucker – Papierformat DIN A4 – 4MB - parallele Schnittstelle (Centronics) –Datenleitung, Länge: max. 10 Meter einschliesslich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :....................................... Typ :....................................... Abmessungen :....................................... Leistungsbedarf:....................................... 01.01. 0060 1 MO-Laufwerk 650 MB Fabrikat: Fa. XXX oder gleichwertig Type : Technische Mindesanforderung -Anschluss über SCSI-Bus -für Archivierung Fabrikat :...................................... Typ :...................................... Abmessungen :...................................... Leistungsbedarf :...................................... 01.01. 0070 1 Funkuhr mit Uhrzeitsender Zum Anschliessen an das Bus-System Fabrikat: Siemens Typ : DCF77 Uhrzeitsender oder GPS Technische Mindestanforderung -LCD Anzeigefeld –Schlüsselschalter zur Verriegelung –LED für Betriebsabzeige -automatische Sommer / Winterzeitunstellung -Anschaltung für Busanschluss Mit allem Zubehör, Klein-, Befestigungs- und Montagematerial liefern montieren; einschliesslich vollständiger Parametrierung und in Betrieb setzen. Fabrikat :....................................... Type :....................................... Abmessungen :....................................... Leistungsbedarf:....................................... 01.01. 0073 2 Aufstellung in der Zentralen Warte als Client (B&B Station) Fabrikat: Fa. XXX oder gleichwertig Fabrikat:_____________ Typ : _____________ Technische Mindestanforderungen: -Pentium IV Prozessor; 2,8 GHz –Hauptspeicherausbau gemäss Systemerfordernis, min. 1 GByte -min. 40 GByte Festplattenlaufwerk IDE -3,5 Zoll Floppy-Disk-Laufwerk, intern, 1, 44 Mbyte – 50-fach CD ROM Laufwerk -SBus mit 2 freien Schnittstellen – Schnittstellen: SCSI, Ethernet, ISDN 2*RS423, Audio -min. 1280 * 1024 Bildpunkte -1 Tastatur -1 Maus -eingebaut in Towergehäuse – Einschliesslich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :..................................... Typ :..................................... Abmessungen :..................................... Leistungsbedarf :..................................... 01.01. 0076 2 Farbgrafiksichtgeräte Fabrikat Fa. XXX oder gleichwertig Technische Mindestanforderungen: LCD Farbmonitor 20" TFT- strahlungsarm - 80 Hz Bildwiederholrate – Auflösung 1280 * 1024 Bildpunkte – Steckleitung zum Rechner 1,50 m einschliesslich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat :..................... Typ: Abmessungen :...................................... Leistungsbedarf :...................................... 01.01. 0080 1 Statische unterbrechungsfreie Stromversorgung für die Stromversorgung des Leitsystemes, bestehend aus: - kompaktes, geräuscharmes, einphasiges USV- Gerät mit einem der Bürolandschaft angepassten Design, Funktionsprinzip On-line, d. h. angeschlossene Verbraucher müssen unterbrechungsfrei und losgelöst von etwaigen Unregelmässigkeiten des Netzes aus der USV versorgt werden, Versorgung des Wechselrichters während Kurzunterbrechungen und Netzausfällen durch integrierte, wartungsfrei verschlossene Bleibatterie, automatisches Laden der integrierten Bleibatterie bei Netzbetrieb, automatische Umschaltung auf Bypass- Betrieb im Falle starker bzw. längerer Überlastungen und bei Verbraucherkurzschlüssen, einfache Bedienung und funktionelle Anzeigen von Betriebszuständen und Belastungsstufen: -Netzspannung vorhanden -Wechselrichter Ein –Bypassbetrieb -Summenfehler –Belastungsanzeige 0 ... 150 % akustische Vorwarnung, wenn die Restüberbrückungszeit der Batterie (bei Nennlast) nur noch 1, 5 Minuten beträgt, Rechnerschnittste 01.01. 0090 1 Bussystem Systembedingtes Buskabel im wesentlichen bestehend aus: -Buskoppler -Busverstärker -Busleitung bzw. Steckleitung – Koax-Stecker und Abschlusswiderstand einschliesslich vollständiger Überspannung und Blitzschutzeinrichtung einschliesslich allem erforderlichen Zubehör für liefern, verlegen und in Betrieb setzen für die Verbindungen von Server und Clients inklusive 30 m Kabel. Fabrikat :...........Siemens oder gleichwertig gewähltes System: Fabrikat: ________________________ Typ : _________________________ 01.01. 0100 1 Bussystem Systembedingtes Buskabel im wesentlichen bestehend aus: -Buskoppler -Busverstärker –Busleitung bzw. Steckleitung – Koax-Stecker und Abschlusswiderstand einschliesslich vollständiger Überspannung und Blitzschutzeinrichtung einschliesslich allem erforderlichen Zubehör für liefern, verlegen und in Betrieb setzen für die Verbindungen von Server und Automatisierungsbus inklusive 10 m Kabel. Fabrikat :...........Siemens oder gleichwertig gewähltes System: Fabrikat: ________________________ Typ : _________________________ Unterkapitelsumme: 01.01: Ausführungsrichtlinien Unterkapitel- Überschrift 01.02 Software 01.03. 0010 1 Standard-Software Betriebssystem WINDOWS 2000 oder XP, auf CD- ROM incl. Installation und Dokumentation incl. folgender Zusätze bzw. der Komponenten für: -Kommunikation zu Profi-Bus – Kommunikation Client/Server Fabrikat :.......................................... Typ/Version :.......................................... 01.03. 0020 1 Leitsystem-Standardpaket Für die Erstellung und Nutzung gem. Vorbemerkungen geliefert auf CD- ROM incl. Installation und Dokumentation Anzubieten sind: Entwicklungslizenz Runtimelizenzen für Client, Technische Mindestanforderungen: Multiwindowfähigkeit -min. 256 Farben – Darstellungsmöglichkeit für Kurven, Balken –Farbumschlag - Blinken –Verwaltung von min. 500 Bildern mit bis zu 200 Variablen je Bild möglich Fabrikat :.Siemens oder glw. ......... Typ/Version :...WinCC........ 01.03. 0030 1 Leitsystem – Anwendersoftware -entsprechend den Anforderungen –Standardsystem ohne Parametrierung der Datenpunkte für die Belange wie in den Vorbemerkungen beschrieben. –einschliesslich aller benötigten Lizenzen für das Betreiben aller Leitsystemkomponenten –einschliesslich aller Standarddokomentation der Hardware und Software Fabrikat :.......................................... Type :.......................................... 01.03. 0040 1 Leitsystem – Anwendersoftware -entsprechend den Anforderungen für das Berichtswesen gemäss ATV M260 für den Einsatz an dem Server. Software auf CD Rom liefern und am Server installieren und in Betrieb setzen. Fabrikat :.Siemens oder glw. ......... Typ/Version :.PM-AQUA........ Unterkapitelsumme: 01.02: Standardsoftware Unterkapitel- Überschrift 01.03 Systemsoftware / Test / 01.04. 0010 1 Engineering Folgende Leistungen sind in Abstimmung mit dem AG zu erbringen: -Pflichtenhefterstellung für Hard- und Software – Funktionsbeschreibung –Erstellung der Informationslisten – Stammdatenfestlegung Gemäss Festlegung Vorbemerkungen Sowie Protokoll-Parametrierung entsprechend den Vorgaben des Auftraggebers Richtlinien (Kurz- und Langfassung): komplett installiert und dokumentiert 01.04. 0020 Systemparametrierung von Messwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.04. 0030 Systemparametrierung von Sollwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.04. 0035 Systemparametrierung von Zählwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.04. 0040 Systemparametrierung von Binärsignale (Meldungen) Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.04. 0050 Systemparametrierung von Binärsignale (Befehle) Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.04. 0060 1 Pflichtenheft und Inplementierung Prozessbilder Die Prozessbilder sind als 1:1 Konzept zu entwerfen und mit dem AG abzustimmen. Nach der endgültigen Festlegung können die Prozessbilder ins System eingegeben werden. Es ist davon auszugehen, dass danach geringe Anpassungen vorgenommen werden müssen. 01.04. 0060 1 Anlagenbilder - Übersichtbilder Mit 5 Bildvariablen 01.04. 0060 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 20 Variablen 01.04. 0060 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 40 Variablen 01.04. 0060 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 60 Variablen 01.04. 0060 Prozessbilder Mit der Anbindung von mehr als 60 Variablen 01.04. 0060 Kurvenbilder Für Kurven bzw. Ganglinien mit der Parametrierung von Bildattributen 01.04. 0070 1 Erstellen eines Tagesberichtes gemäss ATV M260, inklusive Entwurf, Überarbeitung und Inplementierung auf dem Leitstellensystem. 01.04. 0071 1 Erstellen eines Monatsberichtes gemäss ATV M260, inklusive Entwurf, Überarbeitung und Inplementierung auf dem Leitstellensystem. 01.04. 0072 1 Erstellen eines Jahresberichtes gemäss ATV M260, inklusive Entwurf, Überarbeitung und Inplementierung auf dem Leitstellensystem. 01.04. 0073 1 Erstellen eines Betriebstagebuchmonatsberichts, inklusive Entwurf, Überarbeitung und Inplementierung auf dem Leitstellensystem. 01.04. 0074 1 Erstellen eines Betriebstagebuchjahresberichts, inklusive Entwurf, Überarbeitung und Inplementierung auf dem Leitstellensystem. 01.04. 0075 1 Abnahmetest Der AN stellt alle Rechner des Prozessleitsystemes sowie ein Automatisierungssystem mit Simulationsmöglichkeit für den Analog- und Binärsignale in seinem Werk auf. Dabei werden die wichtigsten Anlagenfunktionen erprobt. Die folgenden Abnahme wird in einem Protokoll festgehalten. 01.04. 0080 1 Betriebsfertige Montage mit folgenden Inhalten: -Aufstellen der Hardware in den Anlagenräumen –Anschliessen der Stromversorgungen –Anschliessen der verschiedenen Komponenten mit den Standardsteckleitungen -Anschliessen der Leitsystemkomponenten an den Prozessbus – Anschliessen der Peripheriegeräte (Drucker, Plotter) – Einschliesslich sämtlicher Materialien Der Platzbedarf und die Abmessungen sind mit dem AG abzustimmen. 01.04. 0090 1 Inbetriebnahme der Hardware Alle Geräte des Leitsystemes werden auf der Anlage des AG mit Prüfprogrammen getestet und in Betrieb genommen, inklusive Anbindung der Automatisierungsebene. 01.04. 0100 1 Inbetriebnahme Software Inbetriebnahme des gesamten Prozessleitsystemes durch den AN auf der Anlage des AG. Anschliessend erfolgt eine Leistungstest durch den AG mit Unterstützung durch den AN. Dabei werden allen Funktionen und das Zusammenwirken aller Systemkomponenten überprüft. Abweichungen vom Plichtenheft bzw. Fehlverhalten des Leitstellensystemes werden in einem Protokoll fest- gehalten. Bei geringen Mängeln, welche die Funktionsfähigkeit der Anlage nicht beeinträchtigt, gilt die Anlage als abgenommen. Werden bei der Prüfung Systemmängel erkannt, erhält der AN eine Nachbesserungsfrist von 20 Werktagen. 01.04. 0110 1 Schulung des Betriebspersonal -vor Ort auf der Anlage -Einweisung in die Hantierung des Systemes -Praktische Arbeit mit dem System –Vertiefende Schulung für __2___ Personen Dauer 5 Tage 01.04. 0120 1 Systembetreuer -vor Ort auf der Anlage -einfache Störungen des Leitsystemes zu beheben –Bildaufbau / Änderungen der Prozessbilder –Parametrieeingabe / Änderungen im Rahmen der Systempflege –Anlagen bezogene Schulung für __1___ Person Dauer 5 Tage 01.04. 0130 1 1. Servicevertrag Für das Leitsystem, bestehend aus den diversen PC's und der zugehörigen Peripherie (Monitore, Tastaturen, Drucker, Datensicherungsgeräte) sind detailliert die nachstehenden Leistungen für Hardware- und Software-Komponenten anzubieten. 2. Instandsetzung Wiederherstellung des Sollzustandes: 2.1 Fehlersuche bei Störungen 2.2 Beseitigen von Fehlern, Störungen und Schäden an der Hardware durch Instandsetzen oder Austausch der defekten Teile oder Baugruppen 2.3 An Systemsoftwareprodukten durch Lieferung einer korrigierten Software (neuer Produktausgabestand) oder Neulieferung (neue Produktversion) 2.4 Kann der Fehler nicht kurzfristig beseitigt werden, stellt der AN eine Zwischenlösung zur Umgehung des Fehlers bereit - sofern bei angemessenem Aufwand möglich und der AG wegen des Fehlers unaufschiebbare Aufgaben nicht mehr bearbeiten kann. 2.5 Die Reaktionszeit ist die auf eine gemeldete Störung hin initiierte Entsendung eines Servicespezialisten oder die Aufnahme von Teleservicediensten 01.04. 0140 1 Servicevertrag Wie vorstehend beschrieben, jedoch mit einer Reaktionszeit während der normalen Arbeitszeit von Montag bis Freitag 01.04. 0150 1 Servicevertrag Wie vorstehend beschrieben, jedoch mit einer Reaktionszeit während der normalen Arbeitszeit von Montag bis Freitag und innerhalb der Gewährleistungsverpflichtung des Auftragnehmers 01.04. 0160 1 Engineering – Pflichtenheft . Folgende Leistungen sind in Abstimmung mit dem AG zu erbringen: -Pflichtenhefterstellung für Hard- und Software – Funktionsbeschreibung -Erstellung der Informationslisten – Stammdatenfestlegung sowie Protokoll-Parametrierung entsprechend ATV- M260 Richtlinien: ATV-Tagesbericht, ATV-Monatsbericht, ATV-Jahresbericht, Betriebstagebuchmonatsbericht, Betriebstagebuchjahresbericht, Störprotokoll, Meldungsprotokoll, komplett installiert und dokumentiert geliefert auf externen Datenträger Unterkapitelsumme: 01.03: Systemsoftware / Test / Kapitelsumme: 01: Prozessleitsystem PLS 1 SIMATIC_WinCC_V6_01.doc, Seite 24 von 1