Automatisieren mit verteilter Intelligenz - ganz einfach !
diConNet - ein Meilenstein in der Automatisierung
Moderne Automatisierungsanwendungen werden immer komplexer.
Und manchmal auch unübersichtlicher.
Ist es dennoch möglich,
- die Performance der Gesamtanlage zu erhöhen?
- die Projektierung drastisch zu vereinfachen?
- die Inbetriebnahmezeiten zu verringern?
- die Transparenz des Systems zu verbessern?
- Produktions- und Geschäfts-daten zusammenzuführen?
- Änderungen und Erweiterungen problemlos durchzuführen?
- den Aufwand für Wartung und Service zu minimieren?
- die "Total Cost of Ownership - TCO" zu reduzieren?
Ja, das ist möglich. Mit dem neuen kompletten Automatisierungssystem diConNet, einem Meilenstein
in der Automatisierung aus dem Hause Wöhrle.
Die Grundidee des neuen Systems ist - wie alle guten Ideen - ganz einfach. Sie basiert auf
verteilter Intelligenz, einem Eckpfeiler moderner Automation.
diConNet ist ein solches dezentrales System mit verteilter Intelligenz, das
sämtliche Rechner- und Steuerungsaufgaben übernimmt. Es besteht aus einzelnen
"intelligenten Knoten", den diNo`s, die in der Peripherie verteilt und über ein
leistungsfähiges Netzwerk miteinander verbunden sind. In Verbindung mit einer
komfortablen Software bedeutet das: Nicht mehr die herkömmliche Steuerung, sondern
die Anlage ist die logische Einheit.
Das ist ein Paradigmen-Wechsel bei der Lösung von Automatisierungsaufgaben. Denn jetzt
ist das Netzwerk intelligent!
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Künftig projektiert der Fachingenieur den Ablauf, die Software
generiert das Steuerungsprogramm und der Steuerungstechniker generiert nur noch die
einzelnen Objekte. |
Die Vorteile von diConNet auf einen Blick:
- Sehr bequem können autarke Funktionseinheiten gebildet werden, die sich je nach
Applikation miteinander kombinieren lassen.
Dieses objektorientierte Vorgehen für Hard- und Software reicht bis in die Mechanik.
Durch die Aufteilung in dezentral arbeitende Funktionseinheiten lassen sich
komplexe Automatisierungsanwendungen besser strukturieren und leichter überschauen.
- Die Funktionseinheiten sind über das Netz programmierbar. Einzelne Programmteile
werden unabhängig von den darin verwendeten Funktionalitäten auf beliebige
Netzwerkteilnehmer verteilt.
- Die Einheiten kommunizieren direkt miteinander. Die Kommunikation und Synchronisation
zwischen den Netzwerkteilnehmern braucht man nicht zu programmieren. Sie wird
automatisch generiert!
- Inbetriebnahme- und Stillstandszeiten werden erheblich verkürzt, da sich
sämtliche Bestandteile der Automatisierungslösung, vom Bedienfeld bis zum Steuerprogramm,
in demselben System befinden.
Und noch etwas: Alle Abläufe lassen sich simulieren. Das spart enorme Kosten.
Teil-Inbetriebnahmen sind ebenfalls viel leichter durchzuführen.
- Man braucht für die gesamte Anlage nur einen einzigen Programm- und Datenpool, der im
Netz gehalten wird. Mehr nicht.
- diConNet ist auf der Basis von CAN und Ethernet realisiert. Kombinationen bei
der Bussysteme in einer Anwendung sind ebenfalls möglich. So lassen sich die
Vorteile beider Systeme nutzen.
- In dem zentralen Datenmanagement-System werden selbstständig das
Fernwartungskonzept und die Dokumentation erstellt.
Die Fernwartung lässt sich über Internet oder Modem von jedem Ort der Erde aus durchführen.
Fazit: |
Mit diConNet haben wir einen wesentlichen Beitrag geleistet, Sie bei der Optimierung
Ihrer Abläufe und Prozesse zu begleiten und die Wirtschaftlichkeit Ihres
Unternehmens zu verbessern. |
Ein Tool - durchgängig für das gesamte Engineering
Hauptbestandteil des neuen dezentralen
Systems diConNet ist eine umfassende modulare Software zum Projektieren und Automatisieren.
Das Programmpaket enthält alle Funktionen zur Projektierung und Online-Dokumentation von
Steuerungssystemen, ermöglicht das Erstellen und Handhaben der Visualisierung von Prozessabläufen,
erlaubt das Anfertigen von Ablaufverknüpfungen eines Prozesses wie auch das Steuern der
Prozessfunktionen und bietet die Diagnose und Wartung über Internet oder Intranet.
Das komfortable, auf einem Industrie-PC lauffähige Softwarepaket ist also Projektierungswerkzeug und
Prozessleitsystem in einem.
Mit anderen Worten: Man braucht für das gesamte Engineering nur ein einziges Tool. Oder kurz gesagt:
Bequemer geht's nicht.
Projektieren - Steuern - Dokumentieren mit diConNet
So umfangreich das Programmpaket auch ist, bei der Entwicklung wurde vor allem an diejenigen
gedacht, die es bedienen werden. Die Arbeit mit dem System ist für den Konstrukteur oder
Verfahrensspezialisten denkbar einfach, denn das Erlernen und Beherrschen von
Programmiersprachen ist unnötig.
Ein Verfahren oder ein Steuerungsablauf wird durch eine für jeden lesbare und
überprüfbare Beschreibung in Form von Text definiert. Der Steuerungsablauf, die Meldungen,
die Online-Dokumentation und die Diagnosehilfen sowie die Möglichkeit zur Fernwartung entstehen
dabei ganz von selbst. Das Programmpaket bietet völlige Durchgängigkeit in der
Projektierung und Steuerung, Visualisierung, Online-Dokumentation und absolute Datentransparenz.
Die Projektierung geschieht unabhängig von der Hardware und den eingesetzten Bussystemen.
Sie projektieren wie bei einem herkömmlichen System und gewinnen dabei alle Vorteile der verteilten
Intelligenz.
Die Struktur des diConNet-Softwarepaketes basiert auf dem zentralen Datenmanagement-System
DMS für alle Prozessdaten, auf das andere Tools zugreifen, wie etwa das Tool für die
Parametrierung PAR zur Handhabung des DMS oder das Windows-Management-System WMS
zur Gestaltung der Visualisierung.
Objektorientiertes Projektieren bedeutet Fortschritt
Bei der diConNet-Software arbeitet man mit modernster Technik, nämlich mit
objektorientierter Projektierung. Das bedeutet, dass jedes Objekt einer Anlage -
eine Pumpe, ein Ventil, ein Rührwerk, eine Lichtschranke, ein Motor - mit all seinen
Eigenschaften und Funktionen nur ein einziges Mal definiert werden muss. Die fertigen,
in einer Bibliothek abgelegten Betriebsmittel-objekte stehen dann für die Projektierung
bereit. Mehr noch. Sie verfügen über einen Vererbungsmechanismus und lassen sich beliebig
kopieren, modifizieren und zu neuen Objekten kombinieren.
Zeit- und kostensparend werden so hochwertige Applikationen mit allen Überwachungsfunktionen
und mit hervorragendem Informationsmanagement zusammengestellt. Ändert man ein Objekt, ändern
sich auch alle Kopien. Bei einer Reihe von gleichen Komponenten innerhalb einer Anlage ist das
ausgesprochen nützlich.
Zum Lieferumfang von diConNet gehört bereits eine Bibliothek mit Mustern von
Betriebsmittelobjekten, die man sofort verwenden oder auf die eigenen Bedürfnisse anpassen kann.
Vorbei sind damit die Zeiten, in denen ein konventioneller Projektierungsvorgang aus der
Definition der Betriebsmittel und aus Sitzungen bestand, um den Projektierern und Programmierern
die Abläufe und Prozesseigenschaften zu vermitteln. Auch das Erstellen der Prozessbilder, das
ungeliebte Dokumentieren und die sonstigen Engineeringaufwendungen gehören der Vergangenheit an.
Steuern in der Peripherie
Die diConNet-Software ist auf einem Industrie-PC installiert, der an zentraler Stelle in dem verteilten
Automatisierungssystem eingebunden wird. Aus dem großen Programm an Industrie-PC bietet Wöhrle
unterschiedliche Bauformen an: als Rack-PC mit Bedienfeld, als Panel-PC oder auch als Hutschienen-PC
mit entsprechendem Bedienfeld.
An die Leistungsdaten dieses IPC werden in diesem Automatisierungssystem keine besonders hohen
Anforderungen gestellt, denn die eigentlichen Ablauffunktionen übernehmen die in der Anlage
verteilten "intelligenten Knoten" diNo. Die Feldbusverbindung zwischen diesen Kleinsteuerungen
und dem IPC ist multimasterfähig ausgebaut. Das muss sie auch sein, damit die einzelnen diNo's
untereinander und mit dem Industrie-PC ereignisorientiert kommunizieren können.
Während der Projektierung und der Inbetriebsetzung ist der IPC die zentrale Station.
Während des laufenden Betriebs übernimmt er die Funktionen Bedienen, Visualisieren, Melden,
Diagnose, Service und Wartung und auch Fernwartung, sofern diese Funktionen permanent
erwünscht sind. Wollte man auf diese Funktionen verzichten, könnte der IPC vom Netz abgekoppelt
werden, da das Netzwerk der Kleinsteuerungen diNo eigenständig die Steuerung der Ablauffunktionen
und den Informationsaustausch zwischen den Knoten übernimmt.
Topologien ganz nach Wunsch
Das neue Automatisierungssystem diConNet lässt sich optimal anordnen - ganz wie es die Aufgabe
verlangt.
Bei der einfachen Topologie sind alle Knoten im Bussystem gleichberechtigt. Jeder Knoten übernimmt
die Steuerung eines Anlagen- oder Maschinenteils. Die Kommunikation zwischen den Knoten
organisieren diese selbstständig, ohne dass man Aufwand dafür treiben muss!
Mit diesem Feature kommen die Vorteile der verteilten Intelligenz erst so richtig zur Geltung.
Die Knoten kommunizieren nicht nur miteinander, sie überwachen sich auch jeweils gegenseitig.
Und sollte es nötig sein, einen Knoten vom Netzwerk zu trennen oder dem Netzwerk zuzufügen, so
ist das bei laufender Funktion problemlos möglich.
Bei der hierarchischen Topologie wird das Netzwerk in einen lokalen Bus und einen Systembus
unterteilt. Der Systembus ist jeweils über ein Gateway mit dem lokalen Bus verbunden. Der
Vorteil ist, dass die Buslast verteilt wird. Jeder lokale Busstrang steuert autonom eine
Maschine oder einen größeren Anlagenteil. Diese Anordnung ist vor allem dafür gedacht,
auch bei größeren Maschinen oder Anlagen autarke Automatisierungsinseln zu bilden
Beide Topologien lassen sich in Sachen Leistungsfähigkeit, Komplexität und Ausdehnung des
Systems hervorragend der gestellten Aufgabe anpassen.
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Das Automatisierungsnetzwerk kann grundsätzlich in zwei unterschiedlichen
Topologien aufgebaut werden, wobei die hierarchische Topologie für gößere Anlagen mit verschiedenen
Zulieferern gedacht ist. |
Die Betriebsmittelobjekte
Die folgende Darstellung zeigt den Aufbau eines Betriebsmittelobjektes am Beispiel eines Motors.
Das Objekt enthält eine Fülle an Funktionalität. Auf der Visualisierungsseite ist die animierte
Darstellung des Motors gegeben. Die Farbumschläge sind damit schon fertig. Weiterhin ist die
Alarmierung vorhanden, also die gesamte Logik für die Überwachung der Funktion des Motors.
Das Objekt enthält zudem alles Notwendige für eine Handbedienung und eine Vorortbedienung.
In die visuelle Darstellung des Betriebsmittelobjektes sind überdies Schaltflächen zum
Aufruf von zwei zusätzlichen Fenstern integriert, mit denen von Hand gesteuert werden kann
und in denen alle Informationen über den Motor wie z.Bsp. die aufgelaufenen Betriebsstunden
und Wartungsintervalle gezeigt werden. Selbst der Lieferant, die Bestellnummer oder auch
der Lagerort sind hinterlegt.
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Die in Bibliotheken gegliederten statischen Betriebsmittel-
Objekte (BMO) und dynamischen Grundoperationen (DOP) können beliebig durch kunden-
und branchenspezifische Objekte ergänzt werden. |
Steuern im Mini-Format
Ein wichtiger Faktor in dem verteilten Automatisierungssystem diConNet sind die intelligenten
Knoten diNo. Es gibt sie in unterschiedlichsten Leistungs-varianten.
Das Grundmodul mit dem Netzteil und dem Prozessor- und Kommunikations-board enthält auch einen
Ein-/Ausgabe-bereich. Damit ist es eine komplette kleine Steuerungseinheit. Das Kommunikationsboard
kann eine Ethernet-Karte für 10 MBd oder eine CAN Bus-Karte oder beides sein.
Die Möglichkeiten sind vielfältig: Es sind digitale Ein-/Ausgabekarten oder Relaiskarten ebenso
steckbar wie analoge I/O-Karten, etwa zum Anschluss von PT 100-Thermomeßelementen. Auch Sonderkarten
wie Up/Down-Zählerkarten und serielle Schnittstellen gibt es. Auf diese Weise wird diNo in das
Netzwerk eingebunden. Die Anbindungsmöglichkeiten an einen ASI-Bus befinden sich in Vorbereitung.
Die Montage ist ganz einfach. Die Kleinsteuerung mit ihren Erweiterungs-baugruppen wird einfach
am Ort des Geschehens auf eine C-Schiene geschnappt. Die Ein- und Ausgänge schließt man mit Hilfe
von obenliegenden Steckschraubklemmen an. Dadurch ist das Auswechseln von Modulen möglich, ohne
dass man die Verdrahtung lösen muss.
Dank der modularen Kleinsteuerung diNo und ihrer Fähigkeit, Rechner- und Steuerungsaufgaben
zu übernehmen, lassen sich in der Peripherie sehr bequem autarke Steuerungsinseln realisieren.
Die positiven Folgen: Rechenleistung wird dort installiert, wo sie gebraucht wird und sie
ist skalierbar. Zudem braucht man keine großen, zentralen Schaltschränke mehr. Auch der
Aufwand für die Verdrahtung reduziert sich auf ein Minimum. Und Änderungen und
Erweiterungen sind schnell durchgeführt.
Das ist wirtschaftlich!
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