PCS 7 in Practice - Plant Asset Management SIMATIC PCS 7 V7.x Applikationsbeispiel März 2012 Applikationen & Tools Answers for industry.

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1 Deckblatt PCS 7 in Practice - SIMATIC PCS 7 V7.x Applikationsbeispiel März 2012 Applikationen & Tools Answers for industry.

2 Siemens Industry Online Support Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments: Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende -Adresse an uns: Nutzen Sie auch aktiv unser technisches Forum aus dem Service & Support Portal zu diesem Thema. Bringen Sie Fragen, Anregungen oder Probleme mit ein und diskutieren Sie diese zusammen mit unserer starken Forengemeinde: 2 V 2.0, Beitrags-ID:

3 s Neue Funktionen ab V7.0 1 Unterschiede zu V6.1 SP1 2 Anhang 3 Internet-Links 4 SIMATIC PCS 7 Historie 5 Applikationsbeispiel V 2.0, Beitrags-ID:

4 Gewährleistung und Haftung Gewährleistung und Haftung Hinweis Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Applikationsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.b. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens Industry Sector zugestanden. 4 V 2.0, Beitrags-ID:

5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Neue Funktionen ab V Anwenderdiagnosestruktur mit dem Baustein ASSETMON Einleitung Diagnosestruktur im Überblick Anwenderdiagnosestruktur Diagnosefunktion mit dem Baustein ASSETMON Projektierungsschritte Anwenderdiagnosestruktur Anwenderdiagnoseordners mit CFC Plänen und Bildern Projektierung des ASSETMON Bausteins Diagnose-Übersichtsbild und ASSETMON in Runtime Weitere Funktionalitäten des ASSETMON Diagnose von Gesamtanlagen, Teilanlagen, Packageunits, Aggregatgruppen Funktionsbaustein CPU_RT Performance-Daten und Stoppvermeidung Einleitung Anwendungsbereich Performance-Daten Auslastungsanzeige und Zykluszeiten der OBs Verwendung im CFC Verhalten bei hoher CPU-Last Verhalten bei OB-Anforderungsfehler Verhalten beim Überschreiten der maximalen Zykluszeit Verhalten zur Stoppvermeidung Maßnahmen zur Stoppvermeidung Rücknahme der Maßnahmen zur Stoppvermeidung Parametrierung Übersicht Visualisierung und Parametrierung abhängig von CPU Firmware und Asset Management Zusammenfassung Gesamtexport der Identdaten der Assets Notwendige Berechtigung Funktion Anwendung Exportierte Daten Meldungskorrektur für Assetmeldungen Notwendige Berechtigung Funktion Anwendung Komponentenkommentar in der Identsicht Darstellung des CONEC Bausteins Diagnosebilder erzeugen im Dialog Objekte übersetzen und laden Erfassung von Parametrieränderungen in Feldgeräten Zeitgesteuerte Abfrage von Diagnosezuständen der Assets Passivierung/Depassivierung redundanter Baugruppen Einstellen des Passivierungsverhaltens von AS-Baugruppen Parameter Digitaleingabebaugruppen Meldungen sperren/freigeben für Diagnosebereich Netzobjekte und Rechner Neue Funktionen von PDM V6.0 SP V 2.0, Beitrags-ID:

6 Inhaltsverzeichnis 2 Unterschiede zu V6.1 SP Lizenzkonzept Projektierung allgemein Anhang Internet-Links Historie V 2.0, Beitrags-ID:

7 1 Neue Funktionen ab V7.0 Anwenderdiagnosestruktur (Condition Monitoring) Oft ist es erforderlich bestimmte verfahrenstechnische, chemische und mechanische Zustände im Wartungskonzept einer Anlage zu berücksichtigen. Das so genannte Condition Monitoring (z.b. Arbeitspunkte von Pumpen, Lagerüberwachung von Motoren) wird hierbei hauptsächlich vorbeugend eingesetzt. Bevor es zu kritischen Zuständen kommt, muss der Anwender automatisch darüber informiert werden. Asset Management in PCS 7 bietet ab V7.0 die Möglichkeit anwenderspezifische, wartungsrelevante Prozess- oder Kenngrößen in die bestehende Diagnosestruktur einzubinden. PCS 7 V7.0 stellt dafür die entsprechenden Schnittstellen, einen Funktionsbaustein auf der AS und ein Faceplate auf der OS, zur Verfügung. CPU Performance-Daten Ab PCS 7 V7.0 überwacht Asset Management die Auslastung der CPU (FW abhängig) mit einem neuen Funktionsbaustein. Dieser hat weiterhin Funktionen zur Stoppvermeidung der CPU integriert. Die Funktionalität ist vollautomatisch (Baugruppentreiber) im System integriert und erfordert keine Projektierung. Gesamtexport der Identdaten der Assets Ab PCS 7 V7.0 ist ein Export der Identifikationsdaten aller Asstes möglich. Diese Schnittstelle bietet die Möglichkeit die Daten an MES oder ERP Systeme weiter zu geben. Der Export wird über den MS Client durchgeführt. Komponentenkommentar in der Identsicht In der Identsicht wird in einem neuen Feld der in der HW Konfig oder SIMATIC Manager eingetragene Kommentar der jeweiligen Komponente angezeigt. Darstellung des CONEC Bausteins Der CONEC Baustein wird ab der PCS 7 V7.0 durch ein Diagnosesymbol und ein Faceplate im Asset Management visualisiert. Der CONEC Baustein überwacht in der AS projektierte Verbindungen. Diagnosebilder erzeugen im Dialog Objekte übersetzen und laden Wird der MS Server mit dem Dialog Objekte übersetzen und laden übersetzt, werden die Diagnosebilder automatisch erzeugt. Erfassung von Parametrieränderungen in Assets Oft werden Parametrieränderungen direkt an Feldgeräten vor Ort durchgeführt. Um trotzdem eine zentrale Datenhaltung sicherzustellen, zeigt Asset Management eine etwaige Parametrieränderung eines Gerätes auf dem MS Client an. Somit erkennt man ob die zentrale Datenhaltung noch mit den Parametern im Gerät übereinstimmt -> Überwachung. Mit Hilfe dieser Information weiß der Anwender sofort, für welche Feldgeräte die Datensätze ins PG geladen werden müssen. V 2.0, Beitrags-ID:

8 Zeitgesteuerte Abfrage von Diagnosezuständen der Assets Ab PCS 7 V7.0 kann optional im Asset Management zyklisch (Tageszyklus) die Diagnoseinformationen von EDD basierten Feldgeräten über SIMATIC PDM ausgelesen werden. Passivierung/Depassivierung redundanter Baugruppen Ab PCS 7 V7.0 werden die Passivierung und Depassivierung redundanter Baugruppen für die kanalgranulare Redundanz unterstützt und im Asset Management visualisiert/bedient. Meldungen sperren/freigeben für Diagnosebereich Ab PCS 7 V7.0 können Meldungen gerätespezifisch im Diagnosebereich gesperrt werden. Neuerungen bei Netzobjekten In PCS 7 V7.0 können Scalance X200 Geräten eingebunden werden. Neue Funktionen PDM V6.0 SP2 Mit dem Dokumentenmanager haben Sie ab PDM V6.0 SP2 die Möglichkeit den Geräten bis zu 10 Dokumenten (Bild, Ton, Text, Film) zuzuordnen. Ab PDM V6.0 SP2 können zusätzliche EDD-Enhancements Stufe 1 verwendet werden. Am Beispiel der SITRANS LR200 sollen diese hier kurz vorgestellt werden. 8 V 2.0, Beitrags-ID:

9 1.1 Anwenderdiagnosestruktur mit dem Baustein ASSETMON Einleitung Oft ist es erforderlich bestimmte verfahrenstechnische, chemische und mechanische Zustände im Wartungskonzept einer Anlage zu berücksichtigen. Das so genannte Condition Monitoring (z.b. Arbeitspunkte von Pumpen, Lagerüberwachung von Motoren) wird hierbei hauptsächlich vorbeugend eingesetzt. Bevor es zu kritischen Zuständen kommt, muss der Anwender automatisch darüber informiert werden. Asset Management in PCS 7 bietet ab V7.0 die Möglichkeit anwenderspezifische, wartungsrelevante Prozess- oder Kenngrößen in die bestehende Diagnosestruktur einzubinden. PCS 7 V7.0 stellt dafür die entsprechenden Schnittstellen, einen Funktionsbaustein auf der AS und ein Faceplate auf der OS, zur Verfügung Diagnosestruktur im Überblick Zusammenhang zwischen Diagnosestruktur und Technologischer Hierarchie Die Diagnosestruktur wird aus der Technologischen Hierarchie abgeleitet. Hierfür wird in der Technologischen Hierarchie ein Ordner "Diagnose" als eigener OS Bereich definiert und dem MS-Server zugeordnet. Der Ordner "Diagnose" enthält die Ordner "AS-Objekte", "Netz-Objekte" und "PC- Stationen". Der Ordner "Diagnose" kann optional um einen anwenderspezifischen Ordner erweitert werden. Tabelle 1-1 Diagnosestruktur Technologische Hierarchie 1. Hierarchieebene 2. Hierarchieebene 3. Hierarchieebene 4. Hierarchieebene Projekt Diagnose Übersichtsbild "Übersicht" AS-Objekte Übersichtsbild "AS-Objekte" Netz-Objekte PC-Stationen Optional: anwenderspezifische Objekte Übersichtsbild "Netz-Objekte" Übersichtsbild "PC-Stationen" Übersichtsbild "anwenderspezifische Objekte" V 2.0, Beitrags-ID:

10 1.1.3 Anwenderdiagnosestruktur In der Technologischen Hierarchie können Sie unterhalb des Ordners "Diagnose" unterhalb eines weiteren selbst anzulegenden Ordners eine anlagenspezifische Diagnosestruktur nach technologischen Aspekten anlegen. In die Anwenderdiagnosestruktur können Sie selbst erstellte Diagnosebilder einfügen. Die Diagnosefunktionen realisieren Sie mit Hilfe des Bausteins ASSETMON aus der PCS 7 Library V7.0. Folgende Objekte und Zustände können überwacht werden: Werte, die durch Regeln oder Berechnungen festgelegt sind Objekte die keine Diagnose unterstützen (z. B. nicht intelligente Feldgeräte) Technologische Bereiche Gruppen von Aggregaten Package Units Diagnosefunktion mit dem Baustein ASSETMON Der Baustein ASSETMON dient zur Überwachung von bis zu drei analogen Prozessgrößen auf Überschreitung von bis zu drei Grenzwerten. Der Baustein ASSETMON meldet den Wartungsstatus von Prozessgrößen in folgenden Fällen: Überschreitung eines Grenzwertes Aktivierung von binären Meldeeingängen Änderung eines gerätebezogenem Quality Code 10 V 2.0, Beitrags-ID:

11 Abbildung 1-1 ASSETMON Baustein im CFC Projektierungsschritte Anwenderdiagnosestruktur Um die Anwenderdiagnosestruktur zu bearbeiten, muss die Diagnosefunktion in den Einstellungen der technologischen Hierarchie für das Multiprojekt aktiviert sein. V 2.0, Beitrags-ID:

12 1.1.6 Anwenderdiagnoseordners mit CFC Plänen und Bildern Unterhalb des Diagnosebereichs wird in der gleichen Hierarchieebene wie AS, PC und Netzobjekte ein neuer Hierarchieordner angelegt. Dieser Hierarchieordner kann beliebig umbenannt werden. Die Anwenderdiagnosestruktur kann ebenso beliebig hierarchisch strukturiert werden. Dabei gelten die gleichen Vorgehensweisen wie für die Technologische Hierarchie. Pro Hierarchieordner kann ein Anwenderdiagnosebild angelegt werden. Abbildung 1-2 Anwenderdiagnoseordner anlegen Hinweis Sie dürfen nur einen Hierarchieordner Anwenderdiagnose unter dem Diagnosebereich anlegen. 12 V 2.0, Beitrags-ID:

13 Der Baustein ASSETMON wird in einem beliebigen CFC Plan unterhalb des Anwenderdiagnoseordners verwendet. Zu beachten ist, dass die Diagnosesymbole des ASSETMON in das Bild des gleichen Hierarchieordners, in dem der CFC Plan eingebaut ist, eingefügt werden. Bilder werden ebenfalls wie in der technologischen Hierarchie eingefügt. Damit die Diagnosesymbole in die Bilder abgeleitet werden, muss der Haken Bausteinsymbole aus der Technologischen Hierarchie ableiten aktiviert sein. Beim Einfügen von neuen Bildern ist der Haken automatisch gesetzt. Abbildung 1-3 Anlegen von CFC Plänen und Anwenderdiagnosebildern Hinweis Beim Deaktivieren der Diagnosefunktion werden die Anwenderdiagnosebilder gelöscht. Die angelegten CFCs werden nicht gelöscht; sie verlieren die technologische Zuordnung. V 2.0, Beitrags-ID:

14 1.1.7 Projektierung des ASSETMON Bausteins Nachdem der ASSETMON Baustein im CFC platziert wurde, werden die zu überwachenden Prozesswerte in die technologischen Pläne verschalten. Weiterhin können die Überwachungsgrenzen eingestellt werden. Es stehen 3 Prozesswerte pro ASSETMON Baustein zur Verfügung. In der Ansicht Monitoring des ASSETMON Baustein wird der überwachte Wert, die zu überwachenden Grenzen und die Beschriftung angezeigt. Die Texte werden in PDM projektiert, siehe Abbildung 1-7. Um Ident-Daten, Beschriftung und detaillierte Informationen (Diagnose, Dokumente) zum überwachten Objekt/Wert in Runtime darzustellen, ist zu jedem ASSETMON Baustein ein PDM Objekt mit einer ASSETMON spezifischen EDD hinterlegt. Im PDM können diese Informationen wie für jedes andere PDM Objekt bearbeitet werden. Zuerst wird ein PDM Objekt in der Prozessgeräteanlagensicht erzeugt. Abbildung 1-4 PDM Tag für ASSETMON erzeugen 14 V 2.0, Beitrags-ID:

15 Dieser PDM Tag wird dem Gerät ASSETMON im PDM Dialog zugewiesen. In PDM können die Daten für die überwachten Objekte/Größen projektiert werden. Abbildung 1-5 Zuweisung ASSETMON EDD mit PDM V 2.0, Beitrags-ID:

16 Nun muss noch eine PLT-ID generiert werden. Die PLT-ID ist der Verbindungsparameter zwischen einem PDM-Objekt (Parameterdaten in Form der EDD) und dem Bildbaustein des ASSETMON in der Maintenance Station. Die PLT-ID ist an das PDM-Objekt gebunden und wird in der Prozessgeräteanlagensicht erzeugt. Jedes PDM Objekt besitzt eine PLT-ID, auch PA und HART Feldgeräte. Abbildung 1-6 PLT-ID generieren 16 V 2.0, Beitrags-ID:

17 Die PLT-ID muss in der Prozessgeräteanlagensicht abgelesen werden (nur in Detailsicht). Die PLT-ID wird am ASSETMON Baustein am Parameter PLT_ID händisch vom Anwender parametriert (siehe Abbildung 1-1). Nun kann ein Aufruf von PDM aus dem Faceplate auf dem MS Client erfolgen. In der Abbildung 1-7 sind die Projektierungszusammenhänge für Beschriftungstexte, Grenzen, Diagnosetexte und PLT-ID dargestellt. Die Werte im Parametersatz Betriebseinheit und Geraet werden in der Identsicht dargestellt. Die in PDM projektierten Diagnosetexte werden in der Diagnose sicht dargestellt. Die Beschriftung der zu überwachenden Werte wird im Parametersatz ProcessValues vergeben. Diese Eingabe ist erforderlich. Ist hier nichts projektiert, kann die Monitoringsicht nicht angewählt werden. Abbildung 1-7 Projektierung am ASSETMON und in PDM Durch ein Erzeugen/Aktualisieren der Diagnosebilder in der Technologischen Hierarchie werden die entsprechenden Diagnosesymbole vom Typ ASSETMON in den Bildern angelegt. Nach einem Übersetzen des AS Programms und der OS ist die grundsätzliche Projektierung des ASSETMON abgeschlossen. V 2.0, Beitrags-ID:

18 1.1.8 Diagnose-Übersichtsbild und ASSETMON in Runtime Links im Diagnose-Übersichtsbild wird die Sammelanzeige für die Anwenderdiagnosestruktur angezeigt. Abbildung 1-8 Diagnose-Übersichtsbild Am Beispiel des Zählens von Schaltspielen für ein Magnetventil sollen die Faceplates erläutert werden. In der Abbildung 1-9 ist ein ASSETMON für die Schaltspielüberwachung des Ventils (NK112) eingebaut. Die Schaltspiele werden auf folgende Grenzwerte überwacht: Tabelle 1-2 Grenzwerte der Schaltspielüberwachung Anzahl Schaltspiele Wartungsstatus 10 Instandhaltungsbedarf 20 Instandhaltungsanforderung 30 Instandhaltungsalarm Bei 10 Schaltspielen wird die Meldung Instandhaltungsbedarf ausgelöst. Meldungen können gegebenenfalls über das Faceplate unterdrückt oder gesperrt werden. Die Schaltspiele können mit der RESET Taste zurückgesetzt werden (siehe Abbildung 1-9). Im Beispiel ist die RESET Funktion auf den Zählbaustein (COUNT_P) der Schaltspiele verschaltet. 18 V 2.0, Beitrags-ID:

19 Abbildung 1-9 Überwachung von Schaltspielen In der Meldung wird als Begleitwert angegeben, ob ein weiterer Status verfügbar ist. Dieser Status kann in der Ansicht Diagnose abgelesen werden. Die zugehörigen Diagnosetexte werden in PDM projektiert. Wenn einer der boolschen Eingänge DIAG1 bis DIAG16 auf 1 gesetzt wird, dann wird der Begleitwert in der Meldung angegeben und in der Diagnosesicht die Zustandsanzeige vor dem entsprechenden Text angezeigt Weitere Funktionalitäten des ASSETMON In der Wartungssicht können vom Anwender wie gewohnt Wartungsanforderungen generiert werden. Neben der Grenzwertüberwachung wird auch der Quality Code der einzelnen Prozessgrößen analysiert. Der gerätespezifische Quality Code eines Prozesswertes löst die entsprechende Meldung aus, die auch von der Grenzwertüberwachung genutzt wird. Zusätzlich stehen sieben Meldeeingänge (MESSAGE1,.., MESSAGE7) zur Verfügung, die eine Meldung erzeugen, wenn der Zustand = 1 gesetzt ist. Die Bildung des Quality Codes und die Belegung der Meldeeingänge ist in der Online Hilfe des ASSETMON beschreiben. V 2.0, Beitrags-ID:

20 Diagnose von Gesamtanlagen, Teilanlagen, Packageunits, Aggregatgruppen Der ASSETMON kann ebenfalls zur Überwachung von Zuständen in kompletten Anlagen verwendet werden. Z.B. können Teilanlagen, Package Units oder Aggregatgruppen auf wartungsrelevante Zustände mit einem ASSETMON überwacht werden. Der Maintenance State (MS) der ASSETMONs dieser Teilanlagen kann dann hierarchisch über den MS_MUX, ein weiterer Asset Management Baustein der PCS 7 Library V7.0, verschalten werden. Abbildung 1-10 Diagnosezustände von Gesamtanlagen, Teilanlagen, Package Units und Aggregatgruppen Der MS_MUX ermittelt den Wartungsstatus (MS) aus mehreren bestehenden funktionellen Einheiten, indem aus den Einzelstatus der schlechteste ausgewählt wird. Dieser Wartungsstatus wird an den hierarchisch nächsten ASSETMON weitergegeben. 20 V 2.0, Beitrags-ID:

21 Abbildung 1-11 MS_MUX zur hierarchischen Verschaltung des ASSETMON Abbildung 1-12 Verschaltung des MS_MUX im CFC V 2.0, Beitrags-ID:

22 1.2 Funktionsbaustein CPU_RT Performance-Daten und Stoppvermeidung Einleitung Ein Controller eines Automatisierungssystems hat zwei primäre Aufgaben. Zum einen soll der Prozess automatisiert werden. Zum anderen muss der Controller aber auch alle Bedienungen und Anzeigen auswerten und weiterleiten. Alle Aufgaben werden im Controller sequenziell (nacheinander) bearbeitet. Um eine sinnvolle Bearbeitungszeit zu gewährleisten besitzen die Controller der SIMATIC eine Überwachung des Grundzyklus (OB1) von max. 6 Sekunden. Daraus ergibt sich neben dem Speicher auch eine zeitliche Begrenzung der Anwendungen. Wird innerhalb 6 Sekunden der sog. Zykluskontrollpunkt nicht erreicht, so wird der OB 80 [Zeitfehler] aufgerufen und eine Systemmeldung abgesetzt. Kann auch nach weiteren 6 Sekunden der Zykluskontrollpunkt nicht erreicht werden so geht der Controller wegen Zyklusüberlast in STOP. Für die Prozessautomatisierung bietet PCS 7 in der V7.0 mit dem Funktionsbaustein CPU_RT nun die Möglichkeit, durch kontrollierten, automatischen Lastabwurf auf temporäre und dauerhafte Zyklusüberlast zu reagieren. Der CPU_RT -Baustein vereint dabei zwei Funktionen. 1. Prävention einer Überlast durch die Bereitstellung von Performance-Daten im Asset Management. 2. Erhalten der Bedienbarkeit durch Stoppvermeidung (Notbetrieb) mittels mehrstufiger Reduzierung der zyklischen Last. Folgende Anwendungsfälle wurden dabei berücksichtigt: Die größte Gefahr einer Überlast besteht in Anwendungen mit geringer Zeitreserve. Anlagen mit einer zu hohen CPU-Zykluslast (> 90%) können schnell durch eine defekte Komponente in Überlast gebracht werden. Typischer Fall ist eine defekte Messleitung, welche einen Alarmschwall (Flatteralarm) produziert. Mit Hilfe des CPU_RT -Bausteins lässt sich, neben der reinen Nettolaufzeit des OBs, auch die Bruttolaufzeit (mit Unterbrechungen durch höherpriore Ablaufebenen (OBs)) bei der Inbetriebnahme und im Normalbetrieb ermitteln. Eine frühzeitige Entlastung zeitkritischer OBs ist dabei ein guter Schutz gegen Überlast des Controllers. Ein weiterer Anwendungsfall stellt die Änderungen und Erweiterungen des Anwenderprogramms bei bereits hoher Zyklusauslastung dar. Eine Änderung/Erweiterung des Anwenderprogramms verursacht nach dem Laden in die AS eine Überlast des Controllers. Durch den CPU_RT -Baustein wird der STOP des Controllers nach Zyklusüberlastung verhindert. Ablaufebenen/OBs, welche eine sehr hohe Belastung darstellen werden temporär untersetzt (Lastabwurf - Notbetrieb) bis die temporäre Überlast abgeklungen ist. Dadurch wird die Bedienbarkeit der Anlage gewährleistet. Der Anwender erhält die Möglichkeit im Betrieb die Änderung rückgängig zu machen oder das Anwenderprogramm entsprechend umzustrukturieren (z.b. Lastreduzierung durch Verschieben von Programmteilen in langsamere OBs) um damit wieder in den Normalbetrieb zurückzukehren. Gleiches, wie bei einer Änderung des Anwenderprogramms, kann auch beim hinzufügen von Kommunikationsverbindungen auftreten. Auch hier ermöglicht der CPU_RT -Baustein die Änderung im Not - Betrieb zurück zu nehmen. 22 V 2.0, Beitrags-ID:

23 Sollte eine Überlast während des Betriebs ohne erkennbaren Grund auftreten, so kann die Ursache durch die detaillierten Performance-Daten des CPU_RT -Bausteins eingegrenzt werden. Insbesondere die Nettozeiten (reine OB-Laufzeit ohne Unterbrechungen) sollten einen Hinweis enthalten, wo zusätzliche Zeitverluste aufgetreten sind. Dieses ist durch die Stoppvermeidung auch nachträglich (im Normalbetrieb) möglich Anwendungsbereich Die Funktion zur Ermittlung der Performancedaten des Baustein CPU_RT setzt einen Firmwarestand der CPU voraus, welcher die Systemfunktion SFC 78 unterstützt. Für Single CPUs ist dies derzeit die Firmware V5.0. Für H-CPUs ist eine Firmwareversion mit SFC 78 in Vorbereitung. Hinweis Der CPU_RT wird immer vom Baugruppentreiberwizard generiert, unabhängig von der verwendeten CPU und FW der CPU. Wird der SFC78 nicht in Ihrer CPU unterstützt, haben Sie keine Anzeige der Performancedaten. Die Maßnahmen zur Stoppvermeidung werden allerdings bei allen CPU s trotzdem durchgeführt. Ab der PCS 7 V7.0 haben alle CPU s das neue Überlastverhalten Performance-Daten Der Baustein CPU_RT wird vom CFC (Baugruppentreiberwizzard) automatisch in den OB 100, OB 1, in alle OB 3x sowie OB 8x eingebaut, sofern diese vom Anwenderprogramm verwendet werden. Der CPU_RT ermittelt die Laufzeit der einzelnen OBs und ihre Beteiligung an der Zykluszeit (Performance-Daten). Die Performance-Daten helfen schon in der Projektierungsphase bei der Strukturierung des CPU Programms. Somit können gezielt Reserven für Erweiterungen eingeplant, die einzelnen Ablaufebenen homogen ausgelastet und so eine spätere CPU-Überlast vermieden werden. Hinweis Die Visualisierung auf der OS erfolgt im Asset Management, (Faceplate der AS Station, OB_BEGIN Baustein). V 2.0, Beitrags-ID:

24 1.2.4 Auslastungsanzeige und Zykluszeiten der OBs Ansicht der Gesamtauslastung einer CPU. Abbildung 1-13 CPU Auslastung Ansicht der gemessenen Zykluszeiten. Abbildung 1-14 Zykluszeiten der OBs Nettolaufzeit ist die Laufzeit, die für die Berechnung des im OB3x platzierten Codes gebraucht wird, wenn dieser nicht von höherprioren OBs unterbrochen würde. Bruttolaufzeit, ist die Laufzeit, die für die Berechnung des im OB3x platzierten Codes gebraucht wird, wenn dieser von höherprioren OBs unterbrochen wird. Der vertikale Balken Gesamtauslastung in % (Gesamtzykluszeit der CPU), siehe Abbildung 1-13, ist die Summe aller Nettolaufzeiten (Zykluszeiten) aller OB3x, OB8x und des OB1 und stellt die wichtigste Information für den Anwender/Projekteur dar. Anhand der Gesamtauslastung können die Reserven der CPU abgelesen werden. Eine typische Gesamtauslastung einer Single CPU sollte nach der Inbetriebnahme nicht mehr als % betragen. Unter der 24 V 2.0, Beitrags-ID:

25 Annahme das 20 % der Zykluszeit für Kommunikation und azyklische Ereignisse verwendet wird, bleiben somit 5 10 % Reserve verfügbar für zukünftige Programmerweiterungen oder zusätzliche Kommunikationsaufträge. Beispiel Annahme 1: Die Nettolaufzeit des OB38 liegt bei 5 ms. Bei einer Abtastzeit von 10 ms bedeutet das ein Gesamtauslastungsanteil von 50 %. Brutto- und Nettolaufzeit sind in diesem Fall für den OB38 fast identisch, wenn dieser nicht von Höherprioren OBs unterbrochen wird. Annahme 2: Die Nettolaufzeit des OB35 liegt bei 45 ms. Bei einer Abtastzeit von 100 ms bedeutet das ein Gesamtauslastungsanteil von 45 %. Die Bruttozeit wird unter dieser Annahme deutlich höher als die Nettolaufzeit sein. Grund ist, dass der OB35 vom OB38 unterbrochen wird. Fazit Die Gesamtauslastung (Nettolaufzeiten) ist mit 95 % deutlich zu hoch. Der Anwender sieht, dass die CPU an der Grenze arbeitet. Anhand der Bruttozeit des OB35 ist zu erkennen, dass dieser OB kurz vor einem OB Anforderungsfehler steht. Bei azyklischen Ereignissen oder hoher Kommunikationslast kann es im beschriebenen Beispiel zur CPU Überlast kommen. Der Bearbeiter des CPU Programms sieht anhand der Gesamtauslastung und der Bruttolaufzeit des OB35, dass er das Programm anders aufteilen muss. Programmerweiterungen im OB35 oder gar in schnelleren OBs würden wahrscheinlich zur Überlast führen. Konsequenz wäre hier: der Anwender muss bestehende oder gerade neu hinzugefügte Programmteile in langsame OBs einbauen/verschieben. Mit diesen Informationen kann der Anwender sein Programm in der Engineeringund Inbetriebsetzungsphase über die einzelnen Ablaufebenen (OBs) richtig aufteilen. So wird typischerweise die Programmlogik und Verarbeitung für langsamere Prozesssignale wie z.b. Temperaturen in OB3x mit 1..2 sec. Aufrufintervall platziert und dynamischere Prozesswerte wie z.b. Druck in schnelleren OBs verarbeitet. Diese präventive Maßnahme, ist die entscheidende Maßnahme für eine spätere Stoppvermeidung der CPU. V 2.0, Beitrags-ID:

26 1.2.5 Verwendung im CFC Beim Übersetzen des CFC mit Baugruppentreiber erzeugen wird automatisch ein Plan mit der angelegt. In diesem ist dann bereits der CPU_RT Baustein enthalten. Abbildung 1-15 CPU_RT Baustein Verhalten bei hoher CPU-Last Der CPU_RT führt geeignete, vom Anwender parametrierbare Aktionen zur Stoppvermeidung bei CPU-Überlast durch. Somit wird die Bedienbarkeit des AS gewährleistet. Diese Situation wird als Notbetrieb bezeichnet und per Leittechnikmeldung deutlich sichtbar gemeldet. Zusätzlich werden auch gepufferte Startereignisse (OB 3x noch in Bearbeitung) ermittelt und angezeigt. Der Verlust von Startereignissen wird als Fehler gemeldet. Wenn die Gesamtauslastung, Summe der Mittelwerte aller Nettolaufzeiten (in % von OB3x, OB8x + OB1), die Gesamtauslastung Alarmgrenze (siehe Abbildung 1-16) überschreitet, dann wird im OB_BEGIN die Meldung "Nettozeitverbrauch aller OBs überschreitet Max Limit" ausgegeben. Der Wartungsstatus MS wird im OB_BEGIN auf "Maintenance demand" gesetzt. 26 V 2.0, Beitrags-ID:

27 Die Meldung ist eine vorbeugende Wartungsmeldung und gibt dem Anwender die Möglichkeit, das CPU-Programm anzupassen/aufteilen, um eine Überlast der CPU zu vermeiden. Diese Meldung entspricht der ersten Wartungsstufe im Asset Management. Hier können präventive Maßnahmen ergriffen werden, um einen CPU STOP zu vermeiden. Abbildung 1-16 Nettozeitverbrauch aller OBs überschreitet Max Limit Hinweis CPUs ohne SFC 78 Unterstützung melden die Überschreitung des Nettozeitverbrauchs nicht Verhalten bei OB-Anforderungsfehler Das Erkennen von OB-Anforderungsfehlern entspricht der zweiten Wartungsstufe im Asset Management, siehe Abbildung Erreicht die Gesamtauslastung die Grenze von 100 %, kann es zu OB Anforderungsfehlern kommen. Das heißt, dass zyklische OBs sporadisch für einen Zyklus nicht berechnet werden, weil diese z.b. von azyklischen OBs unterbrochen werden. Der Anforderungsfehler wird in Form des Verlustes eines Startereignisses des jeweiligen zyklischen OBs erkannt. Wenn eine parametrierbare Anzahl ( Meldung ab Anforderungsfehler siehe Abbildung 1-20) von OB 3x-Ereignissen überschritten oder das OB 1-Ereignis erkannt wird, ohne dass ein OB 1 bearbeitet wurde (Zykluskontrollpunkt nicht mehr erreicht), dann wird im OB_BEGIN die Meldung "OB 3x Anforderungsfehler" (x = 0...8) ausgegeben. Der Wartungsstatus MS wird im OB_BEGIN auf "Uncertain maintenance Request" gesetzt. Wenn anschließend wieder ein OB 1 durchlaufen wird (Zykluskontrollepunkt erreicht), dann wird der Maintenance State zurückgesetzt und diese Leittechnikmeldung als "gehend" markiert. V 2.0, Beitrags-ID:

28 Im Bildbaustein des OB_BEGIN gibt es zu jedem OB 3x eine Anzeige der Anforderungsfehler. Visualisiert wird dies durch das verlorene Startereignis des jeweiligen OBs, siehe folgende Abbildung. Abbildung 1-17 OB Anforderungsfehler Hinweis Auch CPUs ohne SFC 78 Unterstützung melden "OB 3x Anforderungsfehler" (x = 0...8). 28 V 2.0, Beitrags-ID:

29 1.2.8 Verhalten beim Überschreiten der maximalen Zykluszeit Das Erkennen der Überschreitung der maximalen Zykluszeit entspricht der dritten Wartungsstufe im Asset Management. Nun werden nur noch korrektive Maßnahmen zur Wartung/Instandhaltung ergriffen. Wenn die eingestellte Zyklusüberwachungszeit überschritten wird (PCS 7 default 6000ms), z.b. Aufgrund zu hoher Kommunikationslast, Häufung von Alarmereignissen, Häufung azyklischer Fehlerereignisse (Flatteralarmen) oder Fehldimensionierung von Weckalarmen beim hinzufügen neuer Programmteile, dann wird eine Meldung "Zykluszeit überschritten: ausgegeben. Der Wartungsstatus MS wird im OB_BEGIN auf "Bad or maintenance alarm" = gesetzt. Abbildung 1-18 Überschreitung Zykluszeit Hinweis Auch CPUs ohne SFC 78 Unterstützung melden das Überschreiten der maximalen Zykluszeit. V 2.0, Beitrags-ID:

30 1.2.9 Verhalten zur Stoppvermeidung Wenn die Zykluszeit zweimal überschritten wurde, sprich der OB 1 wurde ms lang nicht bearbeitet bzw. der Zykluskontrollpunkt wurde seit 12 s nicht mehr erreicht, führt dies zum Notbetrieb mit eingeschalteter Stoppvermeidung. Es wird die Leittechnikmeldung "Notbetrieb, zykl. OBs werden untersetzt" ausgegeben. Der Wartungsstatus MS wird auf "Bad or maintenance alarm" gesetzt. Abbildung 1-19 Notbetrieb der CPU Hinweis Auch CPUs ohne SFC 78 Unterstützung melden Notbetrieb, zykl. OBs werden untersetzt Maßnahmen zur Stoppvermeidung Die Maßnahmen zur Stoppvermeidung entsprechen ebenfalls der dritten Wartungsstufe (Wartungsalarm) im Asset Management. Sie sind nur noch korrektiv, nicht mehr präventiv zu verstehen. Bei Überlast der CPU kann durch einen kontrollieren Lastabwurf verhindert werden, dass diese unbedienbar wird und in STOP geht. Die Maßnahmen zur Stoppvermeidung werden eingeleitet, um die Bedienbarkeit der AS zu erhalten und temporäre Überlasten, z.b. verursacht durch hohe Anzahl azyklischer Ereignisse, abzufangen. Der Lastabwurf wird durch das Aussetzen der zyklischen Ablaufebenen erreicht und ist ein Notbetrieb, dessen Ursache beseitigt werden muß. Es besteht nicht der Anspruch, dass die CPU im Notbetrieb exakt genauso arbeitet wie im Normalbetrieb (Untersetzung des Anwenderprogramms kann zu veränderten Abtastzeiten führen). 30 V 2.0, Beitrags-ID:

31 Im Notbetrieb werden die Bausteine entsprechend dem Untersetzungsfaktor X mal übersprungen bzw. ausgesetzt. Dadurch soll erreicht werden, dass alle Bausteine jedoch weiterhin bearbeitet werden. Für die Anwendung bedeutet es eine deutliche Verlangsamung aller betroffenen Bausteine und damit aller Funktionen. Diese hat insbesondere Rückwirkung auf alle zeitkritischen Anwendungen, wie z. B. F-Bausteine und Regler. Der Anwender kann für die erste Eskalationsstufe des Notbetriebes noch einzelne OBs von der Untersetzung ausschließen. Es sind zwei Eskalationsstufen parametrierbar: 1. Stufe: Die Zyklusüberwachungszeit ist zweimal abgelaufen (ca ms). Von den benutzten OB 3x werden alle für einen Zyklus nicht bearbeitet, wenn sie nicht vom Anwender ausgeschlossen wurden ( CPU_RT Eingang: OB3x_ATTN = FALSE). Wenn der Überlast verursachende OB 3x in der Stufe 1 untersetzt wurde, und damit eine Beruhigung der CPU eintritt (der OB1 wird wieder bearbeitet), werden die von der Untersetzung ausgeschlossenen OB 3x normal weiterbearbeitet. Für die untersetzten OBs stellt die Untersetzung eine Bearbeitungsunterbrechung dar (z. B. Abtastzeiten für Regelungen stimmen nicht mehr). 2. Stufe: Die Zyklusüberwachungszeit ist dreimal abgelaufen (ca ms). Alle bisher ausgeschlossenen OB 3x werden jetzt ebenfalls für einen Zyklus nicht bearbeitet. Wenn keine Beruhigung eintritt, werden alle OB 3x nach jeder Bearbeitung um ein weiteres Mal mehr ausgesetzt. Das heißt, der OB1 und eventuell große Teile des Programms wurden bereits mehrmals nicht bearbeitet (auch ohne Stoppvermeidung). Um die Ursachen zu beheben, wird die CPU nicht in STOP geführt, sondern mittels der Stoppvermeidungsmaßnahmen im bedienbaren Zustand gehalten um Analysen durchzuführen. Der Notbetrieb ist dabei nicht als Dauerüberbrückung des Zustandes Überlast der CPU zu verstehen. Der Notbetrieb dient zum Abfangen temporärer Überlasten. Auf den Notbetrieb soll schnellst möglich reagiert werden, z. B. Programmumstrukturierung, rückgängig machen oder Verschieben von eingespielten Änderungen etc. Aus diesem Grund wird der Notbetrieb auch im Asset Management als Wartungsalarm gemeldet Rücknahme der Maßnahmen zur Stoppvermeidung Um eine Rücknahme einzuleiten, muss die theoretisch berechnete Gesamtauslastung der CPU (Summe der Nettolaufzeiten der zyklischen OBs), rückgerechnet auf eine tiefere Untersetzungsstufe, kleiner sein als die volle CPU- Auslastung (siehe Abbildung 1-20). Hinweis Für die Rücknahme der Maßnahmen zur Stoppvermeidung wird der SFC78 verwendet, um den richtigen Zeitpunkt zu berechnen. Ist der SFC78 nicht vorhanden, wird die Rücknahme über den langsamsten zyklischen OB3x gesteuert. V 2.0, Beitrags-ID:

32 Parametrierung Parametrierungen werden in der Parameteransicht des OB_BEGIN durchgeführt. Voraussetzung sind höherwertige Prozessbedienungen. Abbildung 1-20 Parametrierung CPU_RT Hinweis ist ein Systemplan. Sollten Sie ihn trotzdem löschen, verlieren Sie die eingestellten Parameter. 32 V 2.0, Beitrags-ID:

33 Übersicht Visualisierung und Parametrierung abhängig von CPU Firmware und Asset Management Abhängig welche CPU/FW der CPU und ob Asset Management eingesetzt wird, werden Funktionen des CPU_RT folgendermaßen angezeigt und parametriert. Tabelle 1-3 Fall 1 Fall 2 Fall 3 Konstellation Funktion CPU FW mit SFC78 und Asset Management CPU FW ohne SFC78 und Asset Management CPU FW ohne SFC78 und kein Asset Management Berechnung der Performancedaten Anzeige der Performancedaten auf OS Anzeige der Performancedaten im CFC JA NEIN NEIN JA NEIN NEIN JA NEIN NEIN Meldungen JA JA* JA* Parametrierung über Faceplate CPU Stoppvermeidung JA JA NEIN (in V7.0 über CFC) JA JA JA * Keine Meldung Nettozeitverbrauch aller OBs überschreitet Max Limit", da Performancedaten nicht berechnet werden Zusammenfassung Wird die PCS 7 V7.0 Library verwendet, wird der CPU_RT Baustein immer vom Treiberwizzard eingebaut. Der Einbau erfolgt unabhängig von der Nutzung von Asset Management, der Firmware der CPU und einer Anwenderentscheidung. Das bedeutet, dass die Maßnahmen der Stoppvermeidung (Defaultparametrierung des CPU_RT ) für jede CPU durchgeführt werden. Nach einer Hochrüstung der Treiberbausteine von Altprojekten auf die PCS 7 V7.0 gibt es somit ein verändertes Verhalten der CPU bei Überlast. Hinweis Wird das bisherige CPU Verhalten bei Überlast gewünscht, kann die Funktion des CPU_RT Bst über den Bausteinparameter Max_RTRG (Max. Anzahl der Retrigger Versuche) Wert = 0 ausgeschaltet werden. V 2.0, Beitrags-ID:

34 Im Notbetrieb der CPU werden die zyklischen OBs untersetzt, sprich bei Untersetzung = 1 nur jedes zweite Mal bearbeitet. Für integrale Berechnungen, schnelle Abschaltungen oder schnelle Regelungen ist dieses Verhalten zu beachten. Hier gilt es zu entscheiden, ob der CPU STOP oder der CPU Notbetrieb der sichere/definierte Betrieb sind. Z.B. kann man die Max_RTRG = 1 stellen. Somit wird nur die Stufe 1 der Maßnahmen zur Stoppvermeidung eingeleitet. OBs die zeitkritische, prozess- oder sicherheitsrelevante Berechnungen durchführen, können von Stufe 1 ausgenommen werden und werden somit immer noch richtig berechnet. Sollte der Lastabwurf durch die Stufe 1 nicht ausreichen, geht die CPU bei Max_RTRG = 1 in STOP und die Stufe 2 wird nicht eingeleitet. Steht der Max_RTRG = 2, so wird die Stufe 2 eingeleitet. Alle OBs werden nun einmal untersetzt. Ist auch dieser Lastabwurf nicht ausreichend, würde die CPU in STOP gehen. Der Anwender kann somit sein gewünschtes Verhalten einstellen. Mit dem Hintergrund, dass eine CPU Überlast meistens nach Fehlprojektierungen oder dem Auftreten azyklischen Ereignissen (OB8x) auftritt, wird die Vermeidung des CPU STOPs. favorisiert und ist deshalb vom System so voreingestellt. Die Bedienbarkeit der AS und die Möglichkeit der Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sind in diesen Fällen der temporären Überlastsituationen vorrangig. 34 V 2.0, Beitrags-ID:

35 1.3 Gesamtexport der Identdaten der Assets Schaltfläche "Export der Identdaten" im Diagnose-Übersichtsbild Abbildung 1-21 Schaltfläche "Export der Identdaten" Notwendige Berechtigung Freigabe für den Diagnosebereich (Prozessbedienungen) Funktion Bereitstellung der Informationen (Identdaten) von diagnosefähigen Objekten (z. B. Feldgeräten, PCs, Netzwerkkomponenten) Anwendung Diese Funktion nutzen Sie, wenn Sie die Identifikationsdaten der Asset Objekte (z. B. Feldgeräten, PCs, Netzwerkkomponenten) exportieren wollen. Die Funktion ist nur auf dem MS Client verfügbar. Die Daten werden per default im Projektverzeichnis in der abgelegt. Zusätzlich kann eine Variable für einen beliebigen UNC Pfad definiert werden. Bei einem redundanten MS Server finden Sie die Datei auf dem Master-Server. Abbildung im Projektpfad V 2.0, Beitrags-ID:

36 1.3.4 Exportierte Daten Die Daten dienen als Informationsquelle für überlagerte System (MES). Abbildung 1-23 Beispiel 36 V 2.0, Beitrags-ID:

37 1.4 Meldungskorrektur für Assetmeldungen Schaltfläche Meldungskorrektur" Abbildung 1-24 Schaltfläche Meldungskorrektur" Notwendige Berechtigung Funktion Freigabe für den Diagnosebereich (höherwertige Prozessbedienungen) Ändert den Zustand Kommend nach Gehend von Meldungen, für die der Bezug zum Projekt gelöscht wurde. Bezieht sich auf Meldungen von Netzobjekten und PCs die nicht mehr im Projekt sind Anwendung Diese Funktion nutzen Sie z. B. wenn Sie Hardware aus der Anlage entfernt haben, während eine Meldung aktiviert war. V 2.0, Beitrags-ID:

38 1.5 Komponentenkommentar in der Identsicht In der Identsicht wird in einem neuen Feld der in der HW Konfig oder SIMATIC Manager eingetragene Kommentar der jeweiligen Komponente angezeigt. Abbildung 1-25 Kommentar der CPU in HW Konfig Abbildung 1-26 Kommentar der CPU im Faceplate 38 V 2.0, Beitrags-ID:

39 Für die AS kann der Kommentar im SIMATIC Manager bearbeitet werden. Abbildung 1-27 Kommentar der AS im SIMATIC Manager Abbildung 1-28 Kommentar der AS im Faceplate V 2.0, Beitrags-ID:

40 Für PC Stationen kann im SIMATIC Manager ebenfalls ein Kommentar vergeben werden. Abbildung 1-29 Kommentar einer PC Station im SIMATIC Manager Abbildung 1-30 Kommentar einer IPC Station im Faceplate 40 V 2.0, Beitrags-ID:

41 Für Netzobjekte werden die Kommentare bei der OPC Serverprojektierung eingetragen. Abbildung 1-31 Kommentar eines Netzobjekts im OPC Server Abbildung 1-32 Kommentar eines Netzobjekts im Faceplate V 2.0, Beitrags-ID:

42 1.6 Darstellung des CONEC Bausteins Der CONEC Baustein wird ab der PCS 7 V7.0 durch ein Diagnosesymbol und ein Faceplate im Asset Management visualisiert. Der CONEC Baustein überwacht in der AS projektierte Verbindungen. Das Diagnosesymbol des CONEC Bausteins wird in die 3. Ebene neben dem Diagnosesymbol für das Rack eingebaut. Der Tagname für das Diagnosesymbol ist gleich dem des Racks der AS. In der Ident- Sicht wird der Kommentar des Racks aus der HW Konfig angezeigt. Abbildung 1-33 Diagnosesymbol des CONEC Bausteins Abbildung 1-34 Meldung des CONEC Bausteins 42 V 2.0, Beitrags-ID:

43 Bildung des Wartungsstatus MS für den CONEC Baustein Wenn eine beliebige Verbindung im CONEC Baustein als ausgefallen erkannt wird, dann wird der Wartungsstatus "Instandhaltung (IH): Alarm" ausgegeben. Wenn eine beliebige Verbindung im CONEC Baustein als Redundanzverlust erkannt wird, dann wird der Wartungsstatus "Instandhaltung (IH): Anforderung" ausgegeben. Wenn im CONEC Baustein die Meldungen über den Parameter EN_MSG gesperrt sind, dann wird der Wartungsstatus "Ungeprüft / unbekannt" ausgegeben V 2.0, Beitrags-ID:

44 1.7 Diagnosebilder erzeugen im Dialog Objekte übersetzen und laden Wird der MS Server mit dem Dialog Objekte übersetzen und laden übersetzt, werden die Diagnosebilder automatisch miterzeugt. 44 V 2.0, Beitrags-ID:

45 1.8 Erfassung von Parametrieränderungen in Feldgeräten Oft werden Parametrieränderungen direkt an Feldgeräten vor Ort durchgeführt. Um trotzdem eine zentrale Datenhaltung sicherzustellen, zeigt Asset Management eine etwaige Parametrieränderung eines Gerätes auf dem MS Client an. Mit Hilfe dieser Information weiß der Anwender sofort, für welche Feldgeräte die Datensätze ins PG geladen werden müssen. Für Erfassung von Parametrieränderungen muss die Detaillierte Diagnose für den MS Client aktiviert werden. Die Funktion Detaillierte Diagnose ist Teil der Leittechnikoptionen. Abbildung 1-35 Funktion Detaillierte Diagnose aktivieren Voraussetzung für die Erfassung von Parametrieränderungen ist ein entsprechendes Absetzen eines Diagnosealarms des Feldgerätes in der CPU. Für HART Geräte erfolgt dies über das 6. Statusbit im zweiten HART Statusbyte. Für PA Geräte erfolgt die Änderungsverfolgung über den Revisionzähler. PA Feldgeräte haben Funktionsblöcke in PDM (EDD) und Gerät, denen statische Revisionzähler zugeordnet sind. Diese werden online im Gerät und offline in der zentralen Datenhaltung von PDM hoch gezählt. Wird ein Gerät für einen solchen Funktionsblock fremd parametriert, ändert sich der Revisionzähler online aber nicht offline in der PDM Datenhaltung. Somit wird erkannt, ob eine Parametrieränderung erfolgt ist. V 2.0, Beitrags-ID:

46 Eine Parametrieränderung wird in folgenden Schritten erkannt und angezeigt: Parametrieränderung am Gerät Absetzen des Diagnosealarms Parametrieränderung erkannt Aufruf des Treiberbausteins in der CPU und Absetzen einer AS Statusmeldung Aufruf der detaillierten Diagnose auf dem MS Client Aktualisierung der Diagnosedaten und Setzen des MS auf Konfiguration geändert Im Folgenden werden die oben genannten Schritte am Beispiel eines HART Feldgerätes näher erläutert. Über den Online Dialog von PDM kann eine Parametrieränderung am Feldgerät durchgeführt werden. Optional kann ein anderes PG oder ein Handheld verwendet werden. Abbildung 1-36 Parametrieränderung am HART Feldgerät 46 V 2.0, Beitrags-ID:

47 Auf die Änderung erfolgt ein Diagnoseeintrag in der CPU Baugruppe gestört oder Wartung erforderlich. Abbildung 1-37 Diagnoseeintrag in der CPU V 2.0, Beitrags-ID:

48 Der Diagnoseeintrag löst einen OB82 Aufruf aus. Der Treiberbaustein MOD_HA analysiert azyklisch die Diagnosedaten, sprich die HART Statusbytes, und setzt darauf hin eine Statusmeldung AS Umparametrierung in die OS ab. Diese Meldung ist nicht quittierpflichtig. Abbildung 1-38 Statusmeldung AS Umparametrierung Abbildung 1-39 Statusmeldung AS Umparametrierung 48 V 2.0, Beitrags-ID:

49 Auf die AS-Statusmeldung Umparametrierung erfolgt ein Anstoß der Funktion detaillierte Diagnose. Diese führt ein Diagnosestatus aktualisieren für das Gerät durch und setzt den Maintenance State für das Gerät am MOD_HA auf Konfiguration geändert. Abbildung 1-40 MS für das Gerät am MOD_HA Abbildung 1-41 Konfiguration geändert in RT V 2.0, Beitrags-ID:

50 Die Ereignisse werden im Changelog von PDM mitprotokolliert und können ebenfalls im Faceplate angezeigt werden. Abbildung 1-42 Konfiguration geändert in OS Runtime Nun kann über den MS Client das Gerät in PDM geöffnet werden. In PDM wird ebenfalls die Konfigurationsänderung visualisiert. Nun kann mit einem Wertevergleich (online/offline) festgestellt werden, welche Parameter im Gerät geändert wurden. Abbildung 1-43 Konfiguration geändert in PDM 50 V 2.0, Beitrags-ID:

51 Abbildung 1-44 Wertevergleich in PDM Ein Hochladen der Parameter aus dem Gerät ins PG setzt den Status Konfiguration geändert wieder zurück. Im Faceplate wird der Status Konfiguration geändert durch ein erneutes Aktualisieren des Diagnosezustandes im Faceplate zurückgesetzt. V 2.0, Beitrags-ID:

52 1.9 Zeitgesteuerte Abfrage von Diagnosezuständen der Assets Ab PCS 7 V7.0 können PDM integrierte Assets für die zeitgesteuerte Abfrage ihrer Diagnosezustände auf dem MS Client aktiviert werden. Neben der zyklischen Überwachung durch die Treiberbausteine werden so auch die detaillierten Diagnosen der PDM Geräte auf der OS zyklisch aktualisiert. Hierfür muss die Detaillierte Diagnose für den MS Client aktiviert werden. Die Funktion Detaillierte Diagnose ist Teil der Leittechnikoptionen. Abbildung 1-45 Aktivierung Detaillierte Diagnose 52 V 2.0, Beitrags-ID:

53 Im Faceplate des jeweiligen PDM Gerätes auf dem MS Client wird die zyklische Aktualisierung aktiviert. Abbildung 1-46 Aktivierung der zyklischen Aktualisierung Die zeitgesteuerte Abfrage wird für alle aktivierten PDM Geräte heuristisch verteilt auf 7 Tage durchgeführt. Das heißt, dass spätestens nach 7 Tagen jedes Gerät mindestens einmal auf dessen Diagnosezustand abgefragt wurde. Somit wird eine Kommunikationsüberlast auf dem PROFIBUS vermieden. V 2.0, Beitrags-ID:

54 1.10 Passivierung/Depassivierung redundanter Baugruppen Ab PCS 7 V7.0 werden die kanalgranulare Passivierung und Depassivierung redundanter Baugruppen unterstützt und im Asset Management visualisiert. Baugruppengranulare Redundanz und kanalgranulare Redundanz Sie können festlegen, ob Sie redundante Baugruppen mit baugruppengranularer Redundanz oder mit kanalgranularer Redundanz betreiben. Hiefür gibt es zwei Bausteinbibliotheken Funktionale Peripherie-Redundanz. Prinzip der baugruppengranularen Redundanz Redundanz gilt immer für gesamte Baugruppen, nicht für einzelne Kanäle. Tritt ein Fehler auf einem Kanal der ersten redundanten Baugruppe auf, wird die gesamte Baugruppe mit allen Kanälen passiviert. Tritt ein Fehler auf einem anderen Kanal der zweiten Baugruppe auf, bevor der erste Fehler behoben und die erste Baugruppe depassiviert wurde, so wird dieser zweite Fehler nicht beherrscht. Die BG arbeitet normal im Einzelbetrieb weiter mit entsprechender Kanaldiagnose, wenn ein Partner ausgefallen ist. Prinzip der kanalgranularen Redundanz Kanalfehler, sei es durch Diskrepanz, sei es durch Diagnosealarm (OB82), führen nicht zur Passivierung der gesamten Baugruppe. Stattdessen wird nur der betroffene Kanal passiviert. Eine Depassivierung (AS-weit) aktiviert wieder den betroffenen Kanal sowie die auf Grund von Baugruppenfehlern passivierten Baugruppen. Durch kanalgranulare Passivierung wird die Verfügbarkeit für folgende Fälle deutlich erhöht: Relativ häufige Geberausfälle Lange Reparaturdauer Mehrere Kanalfehler auf einer Baugruppe Sicherheit 54 V 2.0, Beitrags-ID:

55 Einstellen des Passivierungsverhaltens von AS-Baugruppen Ab STEP 7 V5.4 können Sie das Passivierungsverhalten einstellen, nur bei PCS 7- Projekten sichtbar. Abbildung 1-47 Passivierungsverhalten projektieren CPU Kanalgranular Die CPU nutzt die Treiberbibliothek "Redundant IO CGP", um bei Kanalfehler bzw. Ausfall eines Kanals einer Baugruppe genau diesen Kanal zu passivieren. Die übrigen Kanäle der Baugruppe sind durch diesen Kanalfehler nicht beeinträchtigt. Durch dieses Verhalten steigt die Verfügbarkeit insbesondere bei häufigen Ausfällen einzelner Geber bzw. bei langer Reparaturdauer. V 2.0, Beitrags-ID:

56 Baugruppengranular Die CPU nutzt die Treiberbibliothek "Redundant IO (V1)", um bei Baugruppenfehlern und bei Kanalfehlern bzw. Ausfall eines Kanals die gesamte Baugruppe zu passivieren. Die Beschreibung des Passivierungsverhaltens finden Sie in der Hilfe zu Hochverfügbaren Systemen. Hinweis Wenn Sie kanalgranulares Passivierungsverhalten einstellen, dürfen Sie nur folgende Baugruppen im gesamten Automatisierungssystem einsetzen. DI BH01 DO BH01 AI NF00 AO HF00 DO BF01 Setzen Sie andere Baugruppen ein, bricht der Baugruppentreiber mit Fehler ab. Ein Mischen von kanalgranularem und baugruppengranularem Verhalten in einem Automatisierungssystem ist nicht möglich. 56 V 2.0, Beitrags-ID:

57 Diskrepanz Für digitale und analoge Eingabebaugruppen kann zusätzlich noch die Diskrepanz konfiguriert werden. Abbildung 1-48 Passivierungsverhalten projektieren digitale Eingabebaugruppe Parameter Digitaleingabebaugruppen Diskrepanzzeit Maximal zulässige Zeit, in der die redundanten Eingangssignale unterschiedlich sein dürfen. Wenn eine Diskrepanz der Eingangswerte auch nach Ablauf der projektierten Diskrepanzzeit noch besteht, liegt ein Fehler vor. Reaktion nach Diskrepanz Der letzte gemeinsame Wert, des redundanten Baugruppenpaares wird in das Prozessabbild der Baugruppe mit der niederen Adresse geschrieben. Bis zum nächsten Signalwechsel wird keine der Baugruppen passiviert, es findet lediglich ein Eintrag im Diagnosepuffer statt. V 2.0, Beitrags-ID:

58 Für alle Fälle gilt: Kommt es nun zu einem weiteren Signalwechsel, so ist die Baugruppe, bei der der Signalwechsel aufgetreten ist, die intakte Baugruppe und die andere Baugruppe wird passiviert. Abbildung 1-49 Passivierungsverhalten projektieren analoge Eingabebaugruppe Parameter Analogeingabebaugruppen Toleranzfenster wird in Prozent des Endwertes des Messbereiches projektiert. Zwei Analogwerte gelten als gleich, wenn sie innerhalb des Toleranzfensters liegen. Wenn eine Diskrepanz der Eingangswerte auch nach Ablauf der projektierten Diskrepanzzeit noch besteht, liegt ein Fehler vor. Der projektierte Übernahmewert (siehe Abbildung 1-49) ist derjenige der beiden Analogeingabewerte, der ins Anwenderprogramm übernommen wird. Baugruppen werden bei folgenden Ereignissen passiviert. Baugruppen/Kanalfehler und Diskrepanz zwischen zwei redundanten Kanälen. 58 V 2.0, Beitrags-ID:

59 Passivierung bei Diskrepanzfehler Wird eine Diskrepanz festgestellt und damit ein Kanal passiviert, erhält man in Asset Management eine entsprechenden Alarm und den Maintenance state des OR (Vergleichs-) Bausteins. Der OR Baustein wird immer im Asset Symbol der Baugruppe mit der kleineren Adresse dargestellt. Im Folgenden wird der Redundanzverlust auf Grund einer Diskrepanz für einen redundanten digitalen Kanal dargestellt. Asset Management visualisiert den Ablauf der Diskrepanzzeit, das Ereignis der Passivierung des Kanals und damit des Redundanzverlust. Der Ablauf der Diskrepanzzeit ist dabei ein Wartungsbedarf. Der Redundanzverlust ist eine Wartungsanforderung. Abbildung 1-50 Ablauf Diskrepanzzeit V 2.0, Beitrags-ID:

60 Abbildung 1-51 Ablauf Diskrepanzzeit Meldung Abbildung 1-52 Redundanzverlust Kanal 60 V 2.0, Beitrags-ID:

61 Abbildung 1-53 Redundanzverlust Kanal Meldung V 2.0, Beitrags-ID:

62 Passivierung bei Kanal- oder Baugruppenfehler Tritt ein Baugruppen- oder Kanalfehler auf, so wird dieser Fehler und die Passivierung des entsprechenden Kanals gemeldet und visualisiert. Im Folgenden wird der Redundanzverlust auf Grund eines Kanalfehlers (Drahtbruch) für einen redundanten digitalen Kanal dargestellt. Asset Management visualisiert den Kanalfehler, das Ereignis der Passivierung des Kanals und damit des Redundanzverlust. Abbildung 1-54 Drahtbruch und Redundanzverlust Kanal Meldung Depassivierung von Baugruppen und Kanälen Bei folgenden Ereignissen werden passivierte Baugruppen wieder depassiviert: Wenn das H-System anläuft Wenn das H-System in den Betriebszustand "Redundant" wechselt Nach einer Anlagenänderung im laufenden Betrieb Wenn Sie die FC 451 "RED_DEPA" aufrufen und mindestens ein redundanter Kanal bzw. eine redundante Baugruppe passiviert ist. Nachdem eines dieser Ereignisse aufgetreten ist, wird die Depassivierung im FB 450 "RED IN" ausgeführt. Wenn die Depassivierung für alle Baugruppen komplett abgeschlossen wurde, erfolgt ein Eintrag im Diagnosepuffer. 62 V 2.0, Beitrags-ID:

63 Über das Asset Management Faceplate des OR Bausteins kann ein Kanal/Baugruppe depassiviert werden. Dies wird durch den FC 451 "RED_DEPA" der RED Lib realisiert. Abbildung 1-55 Depassivierung über Asset Management Faceplate Abbildung 1-56 Baugruppe depassiviert (Redundanzfehler gehend) Ein Depassivieren wird nur durchgeführt, wenn der Diskrepanzfehler oder der Baugruppen/Kanalfehler bereits gegangen ist. V 2.0, Beitrags-ID:

64 1.11 Meldungen sperren/freigeben für Diagnosebereich Im Diagnosebereich können ab PCS 7 V7.0 Meldungen für AS Objekte gesperrt werden. Meldungen für Netzobjekte und PC-Objekte können nicht gesperrt werden. Gesperrte Meldungen werden in der Sammelanzeige durch ein X für das eigentliche Objekt und für unterlagerte Objekte in den Diagnosesymbolen der überlagerten Objekte angezeigt. In der Sammelanzeige des Diagnosebereichs werden gesperrte Meldungen ebenfalls visualisiert. Der Mechanismus Meldung sperren funktioniert identisch zu den technologischen Bausteinen. Beispiel für das Sperren von Meldungen eines PA Feldgerätes. Das Sperren erfolgt über die Taste im Faceplate. Abbildung 1-57 Gesperrte Meldung für PA Gerät In der Meldesicht des Faceplate werden gesperrte Meldungen für das Objekt gekennzeichnet. Abbildung 1-58 Kennzeichnung gesperrte Meldung 64 V 2.0, Beitrags-ID:

65 Gesperrte Meldungen für unterlagerte Objekte werden in der Sammelanzeige im kleinen Kästchen unten rechts angezeigt. In der Abbildung 1-59 wird am DP/PA Link 100 die Sperrung der Meldungen vom unterlagerten PA Gerät aus der Abbildung 1-57 angezeigt. Abbildung 1-59 Gesperrte Meldung unterlagertes Objekt Im Übersichtsbild werden gesperrte Meldungen durch die Sammelanzeige für die AS Objekte und die Sammelanzeige des Diagnosebereichs visualisiert. Abbildung 1-60 Gesperrte Meldung im Übersichtsbild Hinweis Meldungen im Diagnosebereich können nur im zugehörigen Faceplate des Objekts gesperrt werden. Die globalen Tasten (Tastensatz 2) zum sperren/ freigeben sind im Diagnosebereich deaktiviert. V 2.0, Beitrags-ID:

66 Gesperrte Meldungen werden über das Faceplate des Objektes wieder freigegeben. Abbildung 1-61 Freigegebene Meldung 66 V 2.0, Beitrags-ID:

67 1.12 Netzobjekte und Rechner Projektierung Alle Netzobjekte und PCs, außer Scalance X400, X200, OSM und SIMATIC IPCs, die den DiagMonitor unterstützen, werden mit dem Standard MIB 2 Profil projektiert. Somit stehen Grundinformationen für 3rd Party Geräte zur Verfügung. SIMATIC PC DiagMonitor V3.0 In PCS 7 V7.0 kommt für die Industrierechner der SIMATIC PC DiagMonitor V3.0 zum Einsatz. Freischaltung Wartungssicht Für Netzobjekte und PC-Objekte können ab PCS 7 V7.0 Wartungsanforderungen vom Bediener generiert werden. Abbildung 1-62 Generierung einer Wartungsanforderung V 2.0, Beitrags-ID:

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