Jenseits von OPC

Immer häufiger können die Anforderung der Anwender mit dem Schlagwort \’Aktualwerte aus der Datenbank\‘ zusammengefasst werden. In diesem Zusammenhang geht \’Aktualwert\‘ über den letzten, aktuellen Datensatz einer automatischen Prozesswertaufzeichnung hinaus: Die Datenbank liefert komplexere Informationen zum laufenden Prozess. So können Aktualwerte Ergebnisse von Datenbankabfragen sein, die durch Prozesswerte definiert werden und sich entsprechend häufig ändern. Berechnungsergebnisse über aufgezeichnete Werte fallen auch in diese Kategorie, etwa kurzfristige Statistiken, die zyklisch über Stored Procedures in der Datenbank erstellt werden. Szenarien, die das Abrufen solcher Werte oder Ergebnistabellen aus Datenbanken erfordern, sind vielfältig, zum Beispiel: – Insellösungen mit eigener Datenhaltung oder teuren Einzelplatzlizenzen – gewachsene Strukturen mit mehreren Datenbanksystemen nebeneinander – rigide Zugriffsbeschränkungen von Teilsystemen, auf die der Scada-Projektierer keinen Einfluss hat – der Bedarf an Prozessinformationen, die nicht in der Steuerung, sondern nur in der Datenbank vorliegen Daraus erwachsen Anwendungen wie – Detailinformationen zu einem Auftrag oder Einzelstück nach Auslesen der Auftrags-ID aus der Steuerung darstellen, z.B. Informationen zu Prüfvorgaben und Toleranzen usw. – Ergebnisse intervallgesteuerter Berechnungen (Stored Procedures) zur Überwachung von Verbräuchen anzeigen – Daten aus verteilten Produktionsdatenbanken oder anderen BDE-Systemen übernehmen, auswerten und anzeigen. Web-Anzeige aktuell halten Die inray Industriesoftware GmbH hat für diese Anforderungen ein Live-View-Modul für inrays MES/Scada-Framework \’Factory Application Server\‘ (FAS) entwickelt. Live-View ist im Standardumfang des webbasierten Systems enthalten und überwacht die angeschlossenen Datenquellen. Die Controls auf der (Web-)Anwendungsseite aktualisieren sich bei Änderung von Daten ohne Bedienereingriff und ohne Seiten-Refresh: Beispielsweise werden Detaildaten zu Einzelstücken eines Produk­tionsauftrags in der Datenbank hinterlegt. Sind neue Einzelstücke fertig­gemeldet, dann ergänzt sich die Datenanzeige auf der Weboberfläche automatisch. Ändert sich mit einem neuen Auftrag die Auftrags-ID, dann lädt Live-View die dazugehörigen neuen Einzelstück-Informationen nach, ebenfalls automatisch. Um Ressourcen zu sparen, lässt inrays Live-View sich einfach vom Datenbankserver benachrichtigen, wenn Änderungen anstehen. Unterstützt wird derzeit der \’Notification Service\‘ von MS SQL Server, optional auch von Oracle. Datenbanken, die kein Notification anbieten, können gepollt werden; die Intervalle für die verschiedenen Abfragen können dabei frei festgelegt werden. Das System kommt, wie die gesamte FAS-Umgebung, ohne client-seitige Installation aus. Browser-Plug-ins wie Flash oder Silverlight werden nicht benötigt, was besonders in Umgebungen mit engen IT-Restriktionen oder verteilten Systemen hinter Firewalls von Vorteil ist. \’Mal eben draufgucken\‘ ist von jedem Rechner aus möglich, der den Server erreichen kann; der Internet Explorer (ab Version 6) sollte jedenfalls installiert sein. Dass Anwendungsbeispiele teilweise noch vor dem offiziellen Release im Februar 2010 verwirklicht wurden, zeigt, wie dringend Lösungsmöglichkeiten dieser Art branchenübergreifend sind: Beispiel I: Informationen zum Prozess abrufen In einer Getriebefertigung kennt die SPS nur die Teilenummer, in der Endfertigung laufen Teile verschiedener Aufträge oder Modelle gemischt ein. Der Werker benötigt zur Montage und zur Prüfung aber weitere Informationen, die modellabhängig in der Datenbank hinterlegt sind. Der Werker kann und soll dabei nicht jedesmal eine Schaltfläche oder eine Taste drücken, um die Webseite seiner Scada-Anwendung neu zu laden oder gar manuelle Abfragen vornehmen. Mit der ausgelesenen Teilenummer lädt FAS-Live-View die Daten automatisch nach, Auftragsdetails, Modellname im Klartext, Prüfvorgaben, Toleranzwerte, … Ändert sich mit dem OPC-Datenpunkt die Teilenummer, werden die neuen Details automatisch nachgeladen und angezeigt. Beispiel II: Daten verteilt zugänglich machen Die Papierherstellung ist nach wie vor ein sehr energieintensiver Industriezweig. Im Anwendungsbeispiel erfasst ein eigenes System via LON-Bus Verbrauchsdaten von Strom, Dampf, Gas, Druckluft und Wasser und zeichnet sie in eigener MS-SQL-Datenbank auf. Je­der Client zur Auswertung müsste einzeln installiert werden. Stattdessen greift die webbasierte FAS-Anwendung nicht nur auf diese MS-SQL-Datenbank zu, sondern aggregiert zusätzlich Auftragsdaten aus dem MES, die mithilfe zyklisch ausgeführter Stored Procedures übernommen werden: Absolute und auftrags- oder produktspezifische Verbräuche stehen als Aktualwerte im Intranet und als periodische Auswertung im automatisierten E-Mail-Versand zur Verfügung. Beispiel III: Zugriffe verwalten, Daten verknüpfen Ein Gebäudeleitsystem in der Halbleiterproduktion erfasst über diverse Sensoren Temperatur, Feuchte, Verbräuche, Schaltzustände von Jalousien, Beleuchtung und etliche andere Parameter. Die Daten werden auf eigenem Linux-Server in einer Oracle-Datenbank abgelegt. Das System unterliegt wieder Einzelplatz­lizenzen, unkontrollierter Fremdzugriff soll nicht erfolgen. Ein Individualmodul des Factory Application Servers ermöglicht der Administratorin des Gebäudeleitsystems, einzelne Datenpunkte zum Transfer freizugeben. Die zugehörigen Werte werden im definierten Intervall in die Produktionsdatenbank übertragen. Diese Daten können dann mit über OPC erfassten Prozesswerten verknüpft werden und stellen zum Beispiel Verbräuche nach Produktionsabschnitten oder Produkten dar, die in der Anzeige automatisch aktualisiert werden. Beispiel IV: Synchronisation bei verteilten Datenbanken Die Zentrale eines weltweit tätigen Konzerns möchte die aktuellen Prozesswerte im Blick be- halten. Die Produktionsstätten sind mit eigenen Scada-Systemen ausgestattet, die ihre Daten intervallgesteuert via VPN an den zentralen MS SQL Server übertragen. Vorverarbeitung erfolgt über Stored Procedures. In der zentralen Visualisierung aktualisieren sich die Anlagenbilder, sobald neue Daten vorliegen. Die gespeicherten Werte dienen auch als Abrechnungsgrundlage und als Behördennachweis. Informationen ohne Hindernisse verteilen In den genannten Beispielen geht es nicht um Überwachung in Echtzeit oder Quasi-Echtzeit – das machen z.T. schon die Intervalle der Datenabrufe deutlich – und nicht um unmittelbare Reaktion auf einen kritischen Alarm. Es geht um zusätzliche Prozessinformationen für den Bediener, die im Bereich um 500 Millisekunden verfügbar sein müssen. Mitunter genügen auch längere Intervalle im Minuten­bereich, wenn kurzfristige statistische Berechnungen die Produktionsleitung fort- laufend informieren sollen. Hier kann und sollte der Anwender die Anforderungen an ein Scada-System stellen, gewissermaßen als übergreifende Klammer Daten aus allen vorhandenen Datenquellen zusammenzufassen. Das System soll verknüpfen, aufbereiten und ohne Zugriffshemmnisse wie Einzelplatzlizenzen oder Client-Installationen unternehmensweit verteilt darstellen. Automatisch und aktuell.