PC-basiertes Visualisierungssystem 1 Aufgabenstellung und Zielsetzung 1.1 Anlagenspezifikation 1.1.1 Informationsumfang 1.1.2 Prozessbilder 2 Anforderungen an das Visualisierungssystem 2.1 Grundlegende Systemanforderungen und -eigenschaften 2.2 Einheitliche, fensterorientierte Bedienoberfläche 2.3 Schutz gegen unbefugten Zugriff 2.4 Offenheit und Integrationsfähigkeit 2.4.1 Offene Schnittstellen für Standardsoftware 2.4.2 Offene Schnittstellen für Anwendersoftware 2.5 Systemverhalten bei Störungen 3 System- und Anlagenkonzept 3.1 Anlagenkonfiguration 3.2 Drucker 3.3 Lokales Netzwerk (LAN) 4 Softwarekomponenten des Visualisierungssystem 4.1 Betriebssystem 4.2 Grafik-System 4.3 Grunddatenverarbeitung 4.3.1 Meldungsverarbeitung 4.3.2 Messwertverarbeitung 4.3.3 Befehle / Sollwerte 4.4 Prozessbedienung und Prozessvisualisierung 4.4.1 Prozessbilder 4.4.2 Kurvenbilder 4.4.3 Meldungsprotokollierung/-auswertung/-quittierung 4.5 Protokolliersystem 4.6 Archivierungssystem 4.7 Rezepturen 4.8 Pflichtenheft 4.9 Bilderstellung 4.10 Dokumentation 6. Technische Daten / Mengengerüste 1. Aufgabenstellung und Zielsetzung Im Rahmen des Projektes soll ein PC-basiertes Visualisierungssystem für den maschinennahen Bereich auf der Anlage installiert werden. Dabei schließt die Errichtung des Visualisierungssystems die Anbindung diverser Automatisierungs- Systeme (SPS) ein. Im einzelnen muss das PC-basierte Visualisierungssystem folgende Funktionen erfüllen: o Visualisierung über Windows-konforme Bedienoberfläche o Alarme und Meldungen o Archivierung von Meldungen und Prozesswerten o Rezepturen o Dokumentation von Prozessdaten, Meldeereignissen und Rezepturen o Flexible Erweiterung von Systemfunktionen durch Visual Basic Script o Sprachunterstützung für mehrsprachige Projekte o Benutzerorientierter Zugriffsschutz nach den Erfordernissen von reglementierten Branchen o Steuerungsanbindung zu unterschiedlichsten Steuerungen o Offene Kommunikation zwischen HMI-Systemen und zu überlagerten Systemen o Remote-Bedienung, -Diagnose und –Administration über Intranet und Internet o Einfache Erweiterbarkeit der Anlage durch Einbinden von Panels mittels einheitlichem Engineering 1.1 Anlagenspezifikation 1.1.1 Informationsumfang: Der voraussichtliche Informationsumfang, der zwischen dem Visualisierungssystem 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 Visualisierungssystem gestellt werden. Informationsumfang: Anzahl Art Anzukoppelnde SPS Binärsignale Messwerte Befehle Sollwerte Zählwerte Rechenwerte Datenvolumen Dazu sind 25 % als Reserve einzuplanen. 1.1.2 Prozessbilder Anzahl Bildart Anlagenbild Kurvenbild Sollwertbild Tabellen/Statistiken 2. Anforderungen an das Visualisierungssystem 2.1 Grundlegende Systemanforderungen und Systemeigenschaften Das Visualisierungssystem muss in Aufbau und Funktion dem derzeitigen Stand der Technik als Bediensystem entsprechen und zukunftsorientiert in Hardware und Software sein. Das Visualisierungssystem 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 im Servicefall 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 Visualisierungssystem profitiert somit von den Innovationen und Kosteneinsparmöglichkeiten auf dem PC-Sektor. Falls das Projekt wächst, muss jederzeit eine kostenneutrale Hochrüstung der Variablenanzahl möglich sein, d.h. der preisoptimierte Einstieg und spätere Ausbau erfolgt preisneutral. Die Kommunikationskanäle für die Anbindung an die Steuerungen SIMATIC S7 über unterschiedliche Kommunikationsmedien müssen im Lieferumfang des Visualisierungssystems enthalten sein, z.B. einfache Treiber für Punkt zu Punkt- Kopplungen oder im Standard enthaltene Ethernet-Treiber.. Darüber hinaus soll die Kopplung über die standardisierte Softwareschnittstelle OPC zu anderen Geräten und Anwendungen unterschiedlicher Hersteller möglich sein. Das Visualisierungssystem soll sich durch die folgenden Systemmerkmale auszeichnen: - PC-Basis und Standard-Betriebssystem - ablauffähig auf allen marktgängigen PCs mit Pentium-Prozessor - 32 Bit-Software, ausgelegt für das Standard-Betriebssystem Microsoft Windows. - Hard- und Softwareangebot aus dem PC-Sektor direkt nutzbar (z.B. LAN-Karten) - einsetzbar als Einplatzsystem - Bedien- und Beobachtungsmodule - Grafiksystem für die frei gestaltbare Visualisierung und Bedienung über vollgrafische Objekte (Windows-, OLE-, OCX-, ActiveX-Objekte), mit der Möglichkeit der Dynamisierung. Eine Bausteinbibliothek hilft bei der Erstellung der Bilder. - Meldesystem für die Erfassung und Archivierung von Ereignissen mit Anzeige- und Bedienmöglichkeiten; frei wählbare Meldeklassen, Meldungsanzeige und Protokollierung. - Prozessdatenarchivierung für die Erfassung, Archivierung von Messwerten, z.B. zur Kurvendarstellung und weiteren Verarbeitungen. - Berichts- und Protokollsystem für die zeit- oder ereignisgesteuerte Dokumentation von Meldungen, Meldearchive, Rezepturdaten und aktuellen Daten als Anwenderberichte (Prozessdaten) oder Projektdokumentation (Rückdokumentation von Projektierungsdaten) in flexiblem, frei wählbarem Layout. - Verarbeitungsfunktionen für die Projektierung von Ereignisse zu Objekten und die Formulierung und Bearbeitung von Skripten mit Visual-Basic Script. - offene Schnittstellen - Einbindung von Windows-Applikationsbausteinen (ActiveX-Controls) - Datenaustausch mit anderen Windows-Programmen über die OPC-Schnittstelle - Anschluss an die SIMATIC S5, S7, 505 und an Steuerungen anderer Hersteller (z.B. über Native Treiber oder OPC) 2.2 Einheitliche Bedienoberfläche Über individuell projektierte Bedienoberflächen lässt sich mit dem Visualisierungssystem 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 zu nutzen. Darüber hinaus muss es möglich sein, auf OCX/ActiveX-Objekte zurückzugreifen. Die Funktionalität anderer Programme kann damit homogen in die Bedienoberfläche des Visualisierungssystems integriert werden. Das Visualisierungssystem 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). 2.3 Schutz gegen unbefugten Zugriff Jede Bedienung des Prozesses sollen gegen unberechtigte Zugriffe verriegelbar sein. Dies sind zum Beispiel Änderungen von Sollwerten, die Anwahl von Bildern. Es gibt unterschiedliche Zugriffsrechte, 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 eine komfortable Benutzerverwaltung zur Verfügung. Die Gültigkeit erlischt nach einem bestimmbaren Zeitraum, in dem keine Bedienung mehr erfolgte. Damit gewährleistet das Visualisierungssystem, dass nur befugte Bediener kritische Eingriffe vornehmen können und der Prozess sicher läuft. 2.4 Offenheit und Integrationsfähigkeit 2.4.1 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. Um Hersteller übergreifende Kommunikation zu ermöglichen, muss das Visualisierungssystem 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 Prozesswerte (Variablen) des Visualisierungssystems zugreifen können. 2.4.2 Offene Schnittstellen für Anwendersoftware Ganz entscheidend ist, dass das Visualisierungssystem Möglichkeiten bietet, Applikationsbausteine homogen in die Bedienoberfläche für den Prozessbetrieb zu integrieren. ActiveX Controls können in die Visualisierungssystem-Applikation integriert werden. 2.5 Systemverhalten bei Störungen Nach dem Wegfall einer Störung (z. B. Wiederanlauf eines PCs) ist automatisch so hochzufahren, dass der Betrieb des Gesamtsystems wieder aufgenommen wird, ohne dass Bedieneingriffe erforderlich sind. Dabei muss das Prozessabbild aktualisiert werden. 3 System- und Anlagenkonzept 3.1 Anlagenkonfiguration Die geforderte Anlagenkonfiguration sieht den Einsatz maschinennaher HMI- Systeme als Datenserver für überlagerte Automatisierungskomponenten, wie z.B. Leitsysteme oder Systeme im Officebereich vor. In einem Leitbild werden z.B. Prozesswerte aus verschiedenen Maschinen angezeigt, ohne dass die Feldebene bezüglich der notwendigen Kommunikationsanforderungen durch die Leitebene belastet wird. Das Visualisierungssystem muss sich über das Intranet/Internet Fernbedienen und – beobachten lassen. Für den Zugriff sollen Web-basierte Browser zum Einsatz kommen (z.B. Internet Explorer). Folgende Remote-Funktionen sollen neben der Fernbedienung zur Verfügung gestellt werden: - Starten und Stoppen der Runtime (z.B. zu Wartungszwecke) - Fernzugriff auf Rezepturdatensätze, Passwörter und systemspezifische Informationen - Zugriff auf die Dateien des Visualisierungssystem - Download von Projektierungsdaten - Versand von E-Mails über SMTP-Server; ausgelöst z.B. durch Meldung Für den Zugriff auf das Visualisierungssystem ist ein Passwortschutz vorzusehen. Dabei sollen für verschiedene Funktionen unterschiedliche Passwörter projektierbar sein. 3.2 Drucker Der Drucker an der Bedienstation dient in der Regel der Betriebsführung. Der Drucker ist als Farbdrucker anzubieten; mit diesem sollen Hardcopy-Ausgaben der Farbgrafik-Bildschirme realisierbar sein. Zusätzlich soll der Drucker auch Prozess- und Archivdaten wie z.B. aktuelle Istwerte, Alarme oder Messwerte protokollieren. 3.3 Lokales Netzwerk (LAN) Die Ankopplung der SPS-Ebene an die Visualisierung erfolgt über ein lokales Netzwerk. Die Kopplung aller am Visualisierungssystem beteiligten Rechner untereinander soll nach IEEE 802.3 (Ethernet) erfolgen. Hier sollen TCP/IP- Protokolle eingesetzt werden. 4 Softwarekomponenten des Visualisierungssystems 4.1 Betriebssystem Im gesamten lokalen Netzwerk wird der Einsatz folgender Betriebssysteme vorgeschrieben: - Bedienplätze: Windows 2000 oder XP Prof. 4.2 Grafik- System Das Grafiksystem des Visualisierungssystems 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 Visualisierungssystem integrierten Grafikeditors in die Bilder eingebunden. Zum Aufbau und Betrieb einer attraktiven Oberfläche sollen eine Reihe von Objekten bereitstehen: Statische Objekte, wie - Linie - Polygon, Polygonzug - Kreis - Ellipse - Rechteck - Rundrechteck - statischer Text Vorgefertigte Objekte, wie - Kurven-, Meldeanzeigen - Anzeige zur Benutzerverwaltung - Rezepturanzeige - OCX-(ActiveX-)Objekte - Eingabe- und Ausgabefeld - Status/Steuern von Variablen (bei SIMATIC S7) - Balken - Grafik-Objekte (BMP, WMF, EMF, GIF, JPG oder über OLE) - Zustandsanzeigen - Textlisten - Uhrzeit - Zeigerinstrument - Schalter - Button - HTML-Browser - Slider-Objekt Das Aussehen von Grafikanteilen 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 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 Visualisierungssystem, Ereignisse aktiv die Bildschirmanzeige beeinflussen. Beispiele für Eigenschaften, die sich dynamisch ändern lassen sollen: - Objektfarbe - Hintergrundfarbe - Linienfarbe -art, -anfang, -ende - Schriftart - Landessprache von Beschriftungstexten (per Bedienung) - X- und Y-Position in Pixel - Anzeige von Objekten (sichtbar/unsichtbar) - Kreisradius - Bedienberechtigung (per Bedienung) - Balkenunter- und -obergrenze - Skalierung und Skaleneinteilung für Kurven (per Bedienung) Das Visualisierungssystem 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. 4.3 Grunddatenverarbeitung 4.3.1 Meldungsverarbeitung Das Meldesystem verarbeitet Ergebnisse von Funktionen, die das Geschehen im Prozess, in der Automatisierungsebene und im System überwachen. Es zeigt erfasste Meldeereignisse 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 besteht aus einem Meldetext, der auch Variablenwerte enthalten kann. Insgesamt sollen bis zu 4.000 unterschiedliche Meldungen projektiert werden können. Das Visualisierungssystem soll Meldungen generieren aus: - Bitvariablen, die im Variablenhaushalt auf dem HMI-System verwaltet werden. So können mit Aktionen "Variable schreiben" Meldungen ausgelöst werden. - 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 - dem Eintreffen von Meldungstelegrammen (Alarm_S) - 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 ausgelagert werden. Ein Selektionskriterium gibt an, welche Meldungen im einzelnen archiviert werden sollen. Die Archivgröße ist durch die Anzahl der Einträge beschränkt. Das System soll dabei den Bediener automatisch auf das Erreichen der maximalen Archivgröße hinweisen. 4.3.2 Messwertverarbeitung Das Visualisierungssystem 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 erfasst werden. 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. Erfasste Messwerte können sofort auf die Festplatte geschrieben werden, so dass kein Datenverlust auftreten kann (Momentanwerte). Das Visualisierungssystem soll verschiedene Methoden zur Archivierung von Messwerten bieten. Es archiviert Messwerte zyklisch oder ereignisgesteuert. Folgende Verfahren werden unterschieden: - Zyklisch kontinuierlich archivieren - Zyklisch selektiv archivieren - Azyklisch archivieren - Archivierung nur bei Änderung 4.3.3 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 Visualisierungssystem 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 Visualisierungssystem über Passwortschutz verriegelt. 4.4 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 4.4.1 Prozessbilder Um dem Benutzer die Bedienung des Visualisierungssystems zu erleichtern, sind die Prozessbilder in Form eines hierarchisch aufgebauten Bedienbaumes organisiert: - Maschinen-/Anlagenübersicht - Maschinen-/Anlagenteilbild - Objekt-Detailinformationen Der Grafikeditor des Visualisierungssystems muss Funktionen bieten, die in leistungsfähigen Windows-Grafikprogrammen üblich sind. Funktionen zum genauen Positionieren, Ausrichten, Drehen oder Spiegeln grafischer Objekteigenschaften sollen ebenso enthalten sein, wie Gruppieren, Bausteinbildung und der Import von extern editierten Texten und die Einbettung von 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 Grafik Editor 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 Grafik Editor 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 Funktionen werden als Ikonen in der Symbolleiste angeboten. 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 platziert hat. Daneben bietet der Grafik Editor die Möglichkeit, die wesentlichen Eigenschaften eines Objektes zu manipulieren und auch zu dynamisieren. Der Grafik Editor bietet mehrere Möglichkeiten für die Dynamisierung von Objekteigenschaften. Im einfachsten Fall werden solche Eigenschaften direkt an interne Variablen oder Prozessvariablen angebunden. Ein Animationsdialog ermöglicht es z.B., Wertebereiche für Farbumschläge beispielsweise zu vereinbaren. Eine flexible Dynamisierung wird durch die direkte Einbindung von Scripten gegeben. Sie werden durch Visual Basic-Scripte eingebunden. Der Grafik Editor 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. Ein Hilfesystem für das Online-Projekt ist selbstverständlich in das Visualisierungssystem integriert und lässt sich mit wenigen Einträgen projektieren. Auch bei dieser Projektierung muss stets eine mehrsprachige Definition möglich sein. Einmal erstellte Objekte können in einer Bibliothek abgelegt werden und lassen sich von dort wieder abgerufen. So lassen sich firmen-, technologie- oder branchenspezifische Standards aufbauen, die zu einer schnellen Projekterstellung beitragen. Das Visualisierungssystem kennt hierbei zum einen die Bausteinbibliothek, die sich in globale und eine projektspezifische Bibliothek aufteilen lässt.. In der globalen Bibliothek liegen bereits vorgefertigte, nach Themen sortierte Objekte, die zum Lieferumfang des Visualisierungssystems gehören (Ventile, Motoren, Leitungszüge, Anzeigeinstrumente etc.). Die projektspezifische Bibliothek ist für das einzelne Projekt vorgesehen. Die Objekte können mehrsprachig projektiert 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. Das Anwenderobjekt „Bildbaustein" erlaubt eine Projektierung in Bausteintechnik. Dabei können beliebige Objekte zu einem neuen Objekt gruppiert und die für die Prozessanbindung relevanten Schnittstellenparameter definiert werden. Die vom Projekteur verwendeten Namen können mehrsprachig hinterlegt werden, z.B. „Obergrenze" für Deutsch und „High limit" für Englisch. Per drag & drop kann der Bildbaustein in die Bibliothek abgelegt und anschließend auf dem selben Wege in Visualisierungssystem-Bilder eingebaut werden. Nur noch die anwenderspezifisch definierten Parameter werden an Prozessvariablen angebunden. Die globale Bibliothek enthält eine ganze Reihe solcher Anwenderobjekte (z.B. Bedienbausteine) 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 Visualisierungssystem ermöglicht, die Bedienung und Darstellung solcher Objekte über die Bildbausteintechnik zu standardisieren. Das Visualisierungssystem 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 (Mehrfachverwendung mit zentraler Änderbarkeit). 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 (Auftragnehmer) Symbolsätze, die aus normierten Symbolen bestehen, zu erstellen; die Symbole sind durchgängig in sämtlichen Prozessbildern zu verwenden. Das System muss dem Auftraggeber darüber hinaus 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. Inhalt und Aufbau sämtlicher Anlagenbilder sind im Rahmen der Pflichtenhefterstellung gemeinsam mit dem Auftraggeber abzustimmen. 4.4.2 Kurvenbilder Archivierte Werte lassen sich in Kurvenform am Bildschirm darstellen. Farben zeigen so zum Beispiel Grenzwertverletzungen und Störungen an. Wie das Meldefenster bietet auch das Kurvenfenster eine Toolbar (Symbolleiste) für Kurvenbedienungen an. Auf Wunsch können auch individuell gestaltete Tasten projektiert und mit den zugehörigen Bedienfunktionen hinterlegt werden. 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 Achse jeweils auf der rechten oder linken Seite projektiert sein. Grenzwertverletzungen sollen durch einen projektierbaren Farbumschlag bei der Ausgabe im Kurvenfenster gekennzeichnet werden. Durch die projektierbare Richtung der Kurvendarstellung ist eine horizontale „Schreibrichtung" der Kurven einstellbar und dadurch eine Schreiberfunktion möglich. 4.4.3 Meldungsprotokollierung /-auswertung /- quittierung Die Meldeliste lässt sich über zeilenorientierte Meldeanzeigen 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 Visualisierungssystem können mehrere verschiedene Meldeanzeigen verwendet werden. In Meldeanzeigen sind die folgenden zwei unterschiedlichen Darstellungen möglich: - dynamische Meldeanzeige (Prozessmeldeanzeige) Diese Sicht enthält nur die gekommenen und momentan noch anstehenden Meldungen. Meldungen, die bereits gegangen sind, können projektierbar automatisch aus der Sicht entfernt werden. - Meldeanzeige mit Archivsicht In diesem Modus werden alle bis zu diesem Zeitpunkt 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 über die Steuerung 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. Der Bediener kann zeilenweise oder seitenweise, vorwärts oder rückwärts durch die in der Meldeanzeige angezeigten Meldungen blättern, aber auch an den Anfang bzw. das Ende der Liste springen. Die am Bildschirm sichtbaren Meldungen lassen sich einzeln (Einzelquittierung) oder komplett quittieren (Gruppenquittierung). Bei einer Gruppenquittierung werden alle in der Meldeanzeige einer Gruppe zugehörigen 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 zum Projektierungszeitpunkt vorgenommen werden 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. 4.5 Protokolliersystem Das Visualisierungssystem soll ein integriertes Berichtssystem bieten, mit dem die Daten zu Papier gebracht werden können. Protokolle dienen zur Dokumentation von Prozessdaten und abgearbeiteten Produktionszyklen. Sie können z.B. Meldungen und Rezepturdaten protokollieren für die Erstellung von Schichtprotokollen, zur Ausgabe von Chargendaten oder zur Dokumentation eines Herstellungsprozesses für die Produkt- bzw. Qualitätsprüfung. In der Projektierung können Druckaufträge festgelegt werden, die darüber bestimmen, mit welchem Layout, in welchem Umfang (Anzahl Seiten) 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. Das Meldefolgeprotokoll kann auf einem Zeilendrucker eintreffende Meldungen sofort ausgeben (zeilenweise Drucken). Online eingestellte Bildschirmansichten lassen sich über Hardcopy jederzeit direkt ausdrucken. Das Layout der Berichtsbereiche setzt sich zusammen aus statischen und dynamischen Objekten, wie sie auch im Grafiksystem verfügbar sind. 4.6 Archivierungssystem Das Archivierungssystem des Visualisierungssystems soll Prozesswerte und Meldungen archivieren. Die Prozesswert- und Meldearchivierung dient zur Erfassung und Verarbeitung von Prozessdaten aus der Anlage/Maschine. Die Auswertung der archivierten Prozessdaten gibt Auskunft über den Betriebszustand der Anlage/Maschine. Das Archivierungssystem bietet zeitgesteuertes, sowie manuelles bzw. prozessgesteuertes Auslagern von Prozesswerten und Meldungen zur Langzeitarchivierung. Zur Laufzeit (Runtime) einlesen von ausgelagerten Daten und deren selektive Analyse für die Präsentation und Auswertung archivierter Prozesswerte auf Basis einer konfigurierbarer Kurvenanzeige. Das Ablesen der Werte wird durch eine Leselinie unterstützt. Ebenfalls unterstützt das Visualisierungssystem die Präsentation und Auswertung archivierter Meldungen auf Basis einer konfigurierbaren Meldeanzeige. Neben einem komfortablen navigieren in den Archiven, ist eine externe Auswertung der Archive über MS Standard Tools vorzusehen. Bei der Archivierung sind Folge- und Umlaufarchive einzusetzen. Die Archivierung basiert auf externe, von Windows unterstützte Archivierungsmedien, wie z.B. CSV- Dateien und ODBC-Datenbanken (z.B. MS Access). 4.7 Rezepturen Rezepturen dienen der Erzeugung und Verwaltung von Maschinenparameter und Produktionsdaten auf Basis von dazugehörigen Datensätzen. Das Erstellen von Rezepturen und den dazugehörigen Datensätze wird im Engineeringwerkzeug auf komfortable Weise erstellt und mit Daten vorbelegt. Zur Anzeige der Daten zur Laufzeit dient ein konfigurierbares Tabellenobjekt. Außerdem können die einzelnen Datensatzelemente auch direkt auf Basis von Standard-Ein-/Ausgabefeldern über mehrere Prozessbilder hinweg dargestellt werden. So werden die Daten in technologischen Sichten übersichtlich dem Bediener präsentiert. Die Übertragung der Datensätze von bzw. zur Steuerung basiert auf einem synchronisierten Datenaustausch mit der Steuerung. Das Sichern der Datensätze auf lokalen Datenträgern bzw. über Netzwerke auf entfernte Daten-Servern, sowie der Import/Export von Datensätze (CSV-Dateien) ist durch das Visualisierungssystem sicherzustellen. Ebenfalls ist die Protokollierung der Datensätze (z.B. Chargen- oder Schichtprotokoll) vorzusehen. 4.8 Pflichtenheft Für das Visualisierungssystem 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 Auftraggeber 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 Auftraggeber - Einbringen gewünschter Korrekturen - erneutes Abstimmen mit dem Auftraggeber - 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 Auftraggeber 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 bzw. auf CD zusammenzustellen und spätestens nach Abschluss des Probebetriebes 2- fach dem Auftraggeber zur Prüfung zu übergeben. Weiterhin gehört eine Kopie des Softwaresystems auf CD zum Lieferumfang. 6. Technische Daten / Mengengerüste obere Grenzwerte - Bilder 500 - Felder pro Bild 400 - Variablen pro Bild 400 - Statischer Text 30.000 - Grafikobjekte 2000 - komplexe Objekte pro Bild 40 (z.B. Balken) - Grafik- / Textlisten 500 - Einträge in Symbollisten 3.500 - Variablen 2048 - Meldungen bitgetriggert / analog 4000/500 - Meldetext (Anzahl Zeichen) 80 - Anzahl Prozesswerte pro Meldung 8 - Größe Meldepuffer 1024 - Anstehende Meldeereignisse 500 - Archive 100 - Archivierbare Daten Prozesswerte, Meldungen - Max. Einträge je Archiv 500.000 (inkl. Folgearchiv) - Archivtypen Umlaufarchive, Folgearchive (max. 400 je Archiv) - Datenablageformat CSV und Anbindung an ODBC-Datenbank - Rezepturen 1.000 - Elemente pro Rezeptur 2.000 - Datensätze pro Rezeptur 5.000 - Passwortschutz - Passwörter 100 - Anzahl Berechtigungen 32 - Anzahl Benutzergruppen 50 - Visual Basic Skripte 200 - Onlinesprachen max. 16 - Steuerungsanbindung/Kopplung - Anzahl Verbindungen 8 (Multiprotokollbetrieb) 01. PC-basiertes Visualisierungssystem 01.01 Ausführungsrichtlinien - Hardware 01.01. 0010 1 Aufstellung als PC-basiertes Visualisierungssystem Technische Mindestanforderungen: - Pentium III, 500 MHz - Grafik: 1024x768 bis 1600x1200, True Color - Hauptspeicher: >= 256 Mbytes - Hard disk (freier Speicherplatz): >= 100 Mbytes - Diskettenlaufwerk: 3,5"/1,44 Mbytes - CD-ROM: Standard drive einschließlich allem erforderlichen Zubehör liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat: ................................................. Typ: ......................................................... Abmessungen: ........................................ Leistungsbedarf :..................................... 01.01. 0020 1 Drucker Aufstellung in Zentrale Warte Technische Mindestanforderungen: - Farbgrafikdrucker - min. 9 Seiten/Minute sw, 30sek/Farbseite - Einzelblatt (Papierbreite bis DIN A3) - Betriebsgeräusch max. xx dB - 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. 0030 1 Statische unterbrechungsfreie Stromversorgung für die Stromversorgung des Visualisierungssystemes, bestehend aus: - kompaktes, geräuscharmes, einphasiges USV- Gerät mit angepasstem 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, Rechnerschnittstelle liefern und in Betrieb setzen. Fabrikat: ................................................ Typ: ....................................................... Abmessungen:....................................... Leistungsbedarf:..................................... 01.02 Ausführungsrichtlinien - Software 01.02. 0010 1 Standard-Software: - Betriebssystem WINDOWS 2000 oder XP - Microsoft Internet Explorer - Adobe Acrobat Reader Fabrikat: ................................................ Typ/Version: .......................................... 01.02. 0020 1 Visualisierungssystem-Standardpaket: für die Nutzung gem. Vorbemerkungen; geliefert auf CD- ROM incl. Installation und Dokumentation Anzubieten sind: Runtimelizenzen einschließlich aller benötigten Lizenzen für das Betreiben aller Visualisierungskomponenten. Fabrikat: Siemens WinCC flexible Runtime oder gleichwertig. Typ/Version : ....................................... 01.02. 0030 1 Visualisierungssystem-Anwendersoftware entsprechend den Anforderungen; geliefert auf CD-ROM incl. Installation auf dem Visualisierungssystem, in Betrieb setzen und Dokumentation. 01.03 Ausführungsrichtlinien - Engineering 01.03. 0010 1 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 01.03. 0020 Systemparametrierung von Messwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.03. 0030 Systemparametrierung von Sollwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.03. 0040 Systemparametrierung von Zählwerten Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.03. 0050 Systemparametrierung von Binärsignale (Meldungen) Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.03. 0060 Systemparametrierung von Binärsignale (Befehle) Komplett installiert, dokumentiert und in Betrieb genommen 01.03. 0080 1 Pflichtenheft und Implementierung 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. 01.03. 0090 1 Anlagenbilder - Übersichtbilder Mit 5 Bildvariablen 01.03. 0100 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 20 Variablen 01.03. 0100 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 40 Variablen 01.03. 0100 Prozessbilder Mit der Anbindung von bis zu 60 Variablen 01.03. 0100 Prozessbilder Mit der Anbindung von mehr als 60 Variablen 01.03. 0100 Kurvenbilder Für Kurven 01.03. 0110 1 Erstellen eines Tagesberichtes inklusive Entwurf, Überarbeitung und Implementierung auf dem Visualisierungssystem. 01.03. 0111 1 Erstellen eines Monatsberichtes inklusive Entwurf, Überarbeitung und Implementierung auf dem Visualisierungssystem. 01.03. 0112 1 Erstellen eines Jahresberichtes inklusive Entwurf, Überarbeitung und Implementierung auf dem Visualisierungssystem. 01.03. 0120 1 Abnahmetest Der AN stellt alle Rechner des Visualisierungssystems sowie ein Automatisierungssystem mit Simulationsmöglichkeit für den Analog- und Binärsignale in seinem Werk auf. Dabei werden die wichtigsten Anlagenfunktionen erprobt. Die folgende Abnahme wird in einem Protokoll festgehalten. 01.03. 0130 1 Betriebsfertige Montage mit folgenden Inhalten: - Aufstellen der Hardware in den Anlagenräumen - Anschließen der Stromversorgungen - Anschließen der verschiedenen Komponenten mit den Standardsteckleitungen - Anschließen der Visualisierungssystemkomponenten an den Prozessbus - Anschließen der Peripheriegeräte (Drucker, etc.) einschließlich sämtlicher Materialien. Der Platzbedarf und die Abmessungen sind mit dem AG abzustimmen. 01.03. 0140 1 Inbetriebnahme der Hardware: Alle Geräte des Visualisierungssystems werden auf der Anlage des AG mit Prüfprogrammen getestet und in Betrieb genommen, inklusive Anbindung der Automatisierungsebene. 01.03. 0150 1 Inbetriebnahme Software: Inbetriebnahme des gesamten Visualisierungssystems durch den AN auf der Anlage des AG. Anschließend erfolgt ein Leistungstest durch den AG mit Unterstützung durch den AN. Dabei werden alle Funktionen und das Zusammenwirken aller Systemkomponenten überprüft. Abweichungen vom Pflichtenheft bzw. Fehlverhalten des Visualisierungssystems 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. 01.03. 0160 1 Schulung des Betriebspersonal - vor Ort auf der Anlage - Einweisung in die Hantierung des Systems - Praktische Arbeit mit dem System - Vertiefende Schulung für _xx___ Personen Dauer xx Tage 01.03. 0170 1 Systembetreuer - vor Ort auf der Anlage - einfache Störungen des Visualisierungssystems zu beheben - Bildaufbau / Änderungen der Prozessbilder - Parametriereingabe / Änderungen im Rahmen der Systempflege - Anlagen bezogene Schulung für _xx___ Personen Dauer xx Tage 01.03. 0180 1 Servicevertrag Für das Visualisierungssystem, bestehend aus den diversen PCs und der zugehörigen Peripherie (Monitore, Tastaturen, Drucker, Datensicherungsgeräte) sind detailliert die nachstehenden Leistungen für Hardware- und Software-Komponenten anzubieten. Wiederherstellung des Sollzustandes(Instandsetzung): - Fehlersuche bei Störungen - Beseitigen von Fehlern, Störungen und Schäden an der Hardware durch Instandsetzen oder Austausch der defekten Teile oder Baugruppen - An Systemsoftwareprodukten durch Lieferung einer korrigierten Software (neuer Produktausgabestand) oder Neulieferung (neue Produktversion) - 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. - Die Reaktionszeit ist die auf eine gemeldete Störung hin initiierte Entsendung eines Servicespezialisten oder die Aufnahme von Teleservicediensten 01.03. 0180 1 Servicevertrag Wie vorstehend beschrieben, jedoch mit einer Reaktionszeit während der normalen Arbeitszeit von Montag bis Freitag 01.03. 0180 1 Servicevertrag Wie vorstehend beschrieben, jedoch mit einer Reaktionszeit während der normalen Arbeitszeit von Montag bis Freitag und innerhalb der Gewährleistungsverpflichtung des Auftragnehmers 01.03. 0190 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 Betriebstagebuchmonatsbericht, Betriebstagebuchjahresbericht, Störprotokoll, Meldungsprotokoll, komplett installiert und dokumentiert geliefert auf externen Datenträger 1 Ausschreibungstext_WinCC_flexible.doc, Seite 23 von 23