PCMatic Automation Solution: Visualisierung und Steuerung wachsen zusammen

Visualisierungssysteme übernehmen dabei gleich zwei Funktionen: Sie sorgen für die sichere Bedienung und Überwachung von Maschinen und Anlagen sowie für einen durchgängigen Datenzugriff über alle Unternehmensbereiche hinweg, von der Prozess- und der Leitebene bis zu übergeordneten ERP- und MRS-Systemen und dem Internet. Die nahtlose Einbindung der Steuerungssysteme via OPC- und Netzwerktechnik vereinfacht die Programmierung und Parametrierung sowie das Bedienen und Beobachten erheblich. Damit ergeben sich völlig neue Möglichkeiten, beispielsweise in der Fernwartung und im Service. Wie ein Automatisierungssystem gestaltet werden kann, das die zentralen Aufgaben Steuern und Visualisieren produktiv verbindet, soll hier am Beispiel der PCMatic Automation Solution von Lenze Digitec Controls erläutert werden. PCMatic Automation Solution PCMatic Automation Solution ist ein Automatisierungssystem auf Industrie-PC-Basis. Integraler Bestandteil sind Softwaremodule für Visualisierung, Steuerung und OPC-Kommunikation. Sämtliche Systemkomponenten können auf einem einzigen PC laufen; die Funktionen lassen sich jedoch auch auf mehrere Geräte verteilen, etwa wenn eine abgesetzte Bedienlösung oder ein dezentraler OPC-Server gewünscht werden. Die Prozessankopplung erfolgt über lokale oder remote OPC-Server, für die Netzwerkkommunikation via TCP/IP sind alle IPCs standardmäßig mit einer Ethernet-Netzwerkschnittstelle ausgestattet. Hardwarebasis Die Hardwarebasis der PCMatic bilden kompakte Industrie-PCs, deren robuste Konstruktion es erlaubt, die Geräte auch in rauhen Umgebungen einzusetzen. Die Panels besitzen eine Aluminiumträgerplatte mit eingelegter Dekorfolie und erreichen Schutzart IP65. Elektronik mit geringer Verlustleistung, lüfterlose Low Power Mobile-Prozessoren und der Verzicht auf rotierende Massenspeicher helfen, Ausfälle zu vermeiden. Alle Systeme bestehen aus vorgefertigten Modulen mit definierten mechanischen und elektrischen Schnittstellen, sodass sie hinsichtlich CPU-Leistung, Displaygröße, RAM- und Massenspeicherausstattung usw. beliebig skalierbar sind. So kann aus einer überschaubaren Anzahl von Grundkomponenten eine große Zahl von Gerätevarianten zusammengestellt werden. Eine umfangreiche, serienmäßige Schnittstellenausstattung (Ethernet, USB, seriell, CF, Feldbusmodul) erleichtert die Kommunikation mit der Außenwelt. Die Visualisierungskomponente VisiWinNet Die Prozessvisualisierung VisiWinNet setzt auf Microsofts .Net-Framework auf, das sowohl für Windows CE als auch XP verwendet werden kann. Die .net-Basis sorgt mit ihrer Codeüberwachung zur Laufzeit für ein hohes Maß an Sicherheit. VisiWinNet selbst ist in zwei Varianten verfügbar: Die eine, VisiWinNet Smart, ist für Anwendungen einfacher und mittlerer Komplexität gedacht. Für die Gestaltung der Bedienoberflächen steht hier eine eigene, vollgrafische Entwicklungsumgebung zur Verfügung. Vorgefertigte Templates und Beispiele unterstützen den Anwender. Der \“größere Bruder\“ VisiWinNet Professional ist komplett in Microsofts Entwicklungsumgebung Visual Studio .Net integriert. Dadurch stehen dem Entwickler alle Möglichkeiten zur individuellen Erweiterung und Anpassung der Visualisierung offen. Das Spektrum reicht von der Implementierung eigener Funktionen bis zur vollautomatischen Generierung von Bedienoberflächen für Serienmaschinen. In beiden Visualisierungskomponenten werden die Steuer- und Anzeigeelemente, Taster, Schalter und Trenddiagramme usw. per Drag&Drop platziert und mit Prozessvariablen verbunden. Häufig genutzte Funktionen können in Modulen zusammengefasst werden, was den Entwicklungsaufwand minimiert und die Erstellung konsistenter Oberflächen erleichtert. Vordefinierte Module und Templates für typische Aufgaben gehören zum Lieferumfang. Erweiterungen und Ergänzungen, etwa ein zentrales Archivsystem, ein Trendviewer, ein Vektorgrafikmodul oder eine externe Benutzerverwaltung, erhöhen den Nutzen des Systems. VisiWinNet beherrscht darüber hinaus die für Anwendungen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie benötigten Funktionen im Sinne von FDA CFR Part 11 (Audit-Trail, Benutzerverwaltung, elektronische Signatur). Steuerungskomponenten Für die Integration der Steuerung in das Automatierungssystem bietet die PCMatic eine Reihe von Optionen. Aufgrund der harten Echtzeitfähigkeiten von Windows CE können die PC-Panels Steuerungsaufgaben als Soft-PLC übernehmen. Ein integriertes Resourcenmanagement sorgt dabei für eine gleichmäßige und deterministische Aufteilung der Rechenzeit zwischen der Steuerung und den übrigen Anwendungen. Diese strenge Trennung ermöglicht den parallelen Betrieb von Echtzeitsteuerung und Visualisierung. Speziell bei kleineren und mittleren Automatisierungsaufgaben erlaubt die Zusammenfassung von Visualisierung und SPS in einem Gerät kostengünstige Lösungen. Zum PCMatic-Automatisierungssystem gehören außerdem autarke Steuerungslösungen in Form von PCI- und ISA-Einsteckkarten mit eigener Stromversorgung. In beiden Fällen setzt Lenze Digitec Controls auf IEC 61131-3 (CoDeSys), den globalen Standard für die industrielle Steuerungsprogrammierung. Besonderen Wert wurde bei der PCMatic auf die Integration der einzelnen Komponenten des Automatisierungssystems gelegt: So kann die Soft-PLC über TCP/IP-Netzwerkverbindungen ferngewartet, parametriert und programmiert werden. Für die Ankopplung an den Prozess stehen intelligente Feldbusadapter, u.a. für Profibus, CAN, CANopen, DeviceNet und MPI bereit. Der Datenaustausch mit der Visualisierung ist aufgrund der abgestimmten Kommunikationsschnittstellen besonders einfach. Auch proprietäre Steuerungslösungen, unterschiedliche Feldbussysteme, Antriebe und I/O-Komponenten lassen sich leicht einbinden. Damit stellen auch heterogene Automatisierungsarchitekturen kein Problem dar: Neben den von den jeweiligen Herstellern bereitgestellten OPC-Treibern hat Lenze Digitec Controls auch optimierte und ausgetestete, schnelle VisiWin-Kommunikationstreiber für alle gängigen Steuerungen im Lieferprogramm. Fazit Der integrierte, PC-basierte Automatisierungsansatz fasst Steuerungs- und Visualisierungsfunktionen in einem System zusammen. Er zeichnet sich durch eine hohe Datendurchgängigkeit aus: Bedienen und Beobachten, Paramentrieren und Programmieren, Qualitätssicherung, Fernwarten und Servive – ales ist aus einem Guss. Hannover Messe: Halle 11, Stand B60 Halle 14, Stand H20