Applikation zur Prozessautomatisierung

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1 Applikation zur Prozessautomatisierung SIMATIC PCS 7 SIMATIC IT Integration SIMATIC PCS 7 / SIMATIC IT Integration Pack 2007 Datenaustausch zwischen SIMATIC PCS 7 / BATCH und

2 Gewährleistung, Haftung und Support HINWEIS Die Anwendungsbeispiele sind nicht bindend und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich der dargestellten Schaltkreise, Ausrüstung und Möglichkeiten. Die Anwendungsbeispiele zeigen keine kundenspezifischen Lösungen. Sie dienen lediglich als Unterstützung für typische Anwendungen. Für den richtigen Gebrauch der beschriebenen Produkte sind Sie selbst verantwortlich. Diese Anwendungsbeispiele entbinden Sie nicht von Ihrer Eigenverantwortung hinsichtlich sicherem und fachgerechtem Gebrauch, Installation, Betrieb und Wartung der Anlage. Mit dem Gebrauch dieser Anwendungsbeispiele erkennen Sie an, dass Siemens nicht für Schäden/Ansprüche über den in der Haftungsklausel beschriebenen Umfang hinaus haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, diese Anwendungsbeispiele jederzeit und ohne vorherige Benachrichtigung zu ändern. Bei Abweichungen zwischen den Empfehlungen, die mit diesen Anwendungsbeispielen gegeben werden, und anderen Siemens- Publikationen z.b. Katalogen hat der Inhalt der anderen Dokumente Vorrang. Gewährleistung, Haftung und Support Wir übernehmen keine Haftung für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen. Jegliche Ansprüche gegen uns gleichgültig auf welcher rechtlichen Grundlage, die sich aus dem Gebrauch der Beispiele, Informationen, Programme, technischen Daten und Leistungsdaten usw. ergeben, die in diesem Anwendungsbeispiel beschrieben sind, sind ausgeschlossen. Dieser Ausschluss erstreckt sich nicht auf die vorgeschriebene Haftung, z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz, bei Vorsatz, grober Fahrlässigkeit oder Verletzung des Lebens, Körpers oder der Gesundheit, Garantie für die Qualität eines Produkts, arglistigem Verschweigen eines Mangels oder Verletzung wesentlicher Vertragspflichten. Der Schadensanspruch für die 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 gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zum Nachteil des Bestellers ist mit den genannten Regelungen jedoch nicht verbunden. Copyright 2008 Siemens A&D. Diese Anwendungsbeispiele oder Auszüge aus ihnen dürfen ohne vorherige schriftliche Genehmigung von Siemens A&D nicht übertragen oder vervielfältigt werden. Bei Fragen zu diesem Dokument verwenden Sie bitte die folgende - Adresse: V /77

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Ziel Testumgebung Ausrüstung für die Windows-Domäne mit Active Directory Installierte Software... 8 Betriebssysteme... 8 SIMATIC Software in Kombination mit SIMATIC PCS 7 / BATCH9 2 Installation und Konfiguration Austausch von Echtzeitdaten zwischen SIMATIC PCS 7 und SIMATIC IT Production Modeler Engineering im SIMATIC PCS Engineering im Aktivieren der Schnittstelle zwischen RTDS und SIMATIC IT Production Modeler Zugriff auf RTDS-Variablen, die mit einem Attribut eines Objekttyps verknüpft sind: Datenwürfel Zugriff auf RTDS-Variablen durch Verwenden der Script-Caller-Funktionen "Read_scattered_values" und "Write_scattered_values" Austausch von Echtzeitdaten zwischen SIMATIC BATCH und SIMATIC IT Production Suite Materialsynchronisierung Ereignisengineering Methodenengineering Anhang Implementierungen der "MES sync request"-phase (in der AS) Mehrere AS, verbunden mit demselben OS Server "MES sync request"-phase und Fahrweisen Abkürzungen V /77

4 Einleitung 1 Einleitung Dieses Dokument beschreibt das grundlegende Engineering, das in SIMATIC PCS 7 und (PM) für den Datenaustausch ausgeführt werden muss. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Projektierung dieser Schnittstellen. Das Dokument zeigt dem SIMATIC PCS 7 Nutzer, was auf der SIMATIC IT Seite getan werden muss, damit die Kommunikation stattfinden kann. Umgekehr zeigt es dem Nutzer von SIMATIC IT, was auf SIMATIC PCS 7 Seite notwendig ist, damit Daten ausgetauscht werden können. Ausgangspunkt ist ein abgeschlossenes SIMATIC PCS 7 / BATCH-Projekt. Jedes zusätzliche Engineering auf der Seite von SIMATIC PCS 7 / BATCH wird detailliert beschrieben. Ebenso wird das notwendige Engineering auf der Seite von SIMATIC IT dargestellt. Der Ausgangspunkt ist ein leeres -Projekt. V /77

5 Einleitung 1.1 Ziel Nachdem man die Grundkommunikation zwischen SIMATIC PCS 7 / SIMATIC BATCH und SIMATIC IT IT Production Modeler eingerichtet hat, können zwischen diesen beiden Automatisierungslayern Daten ausgetauscht werden. Für den Datenaustausch zwischen den beiden Automatisierungssystemen wird der Terminalbus verwendet, der alle Computer miteinander verbindet. Die folgende Zeichnung zeigt die möglichen Kommunikationswege: Bild 1-1 Übersicht Kommunikationswege V /77

6 Einleitung 1.2 Testumgebung Die folgende Abbildung zeigt die Computer der Windows-Domäne. Bild 1-2: Schema der Computer, die zur Windows-Domäne gehören Es wird ein privates IP-Adressband mit festen IP-Adressen verwendet. HINWEIS Wir haben das Softwarepaket BPM auf dem Rechner mit dem Production Modeler installiert und ausgeführt. Eine weitere Möglichkeit wäre, BPM auf dem Komponentenrechner zu installieren und auszuführen. V /77

7 Einleitung Ausrüstung für die Windows-Domäne mit Active Directory 2 Windows-Domänencontroller mit Active Directory (DNS, WINS) 2 SIMATIC PCS 7 OS Server (redundant) 2 SIMATIC BATCH Server (redundant) 1 SIMATIC PCS 7 Engineering System (ES) 2 SIMATIC PCS 7 OS Multiclient + SIMATIC BATCH Client 1 1 SIMATIC IT Historian + PPA DB 1 SIMATIC IT Report Manager/ CAB Engineering 1 SIMATIC IT Komponenten-Software + SITMesBD 1 SIMATIC PLC CPU 417 mit einem CP V /77

8 Einleitung Installierte Software Betriebssysteme Die für die Domänencomputer verwendeten Betriebssysteme finden Sie in der folgenden Tabelle: Tabelle 1-1 Server Client Station Domänencontroller Installation Windows 2003 MUI (Multilingual User Interface - mehrsprachige Benutzeroberfläche) mit SP2 Internet Explorer V6.0 SP2 ( ) Image Software (Backup Software) Windows XP SP2 Image Software (Backup Software) Windows 2003 MUI (Multilingual User Interface - mehrsprachige Benutzeroberfläche) mit SP2 Internet Explorer V6.0 SP2 ( ) SIMATIC Software SIMATIC Software und die von ihr benötigten Softwarekomponenten (z.b. Message Queuing, SQL Server 2005 mit SPx etc.) werden nach Bedarf installiert. Die installierte Software für SIMATIC PCS 7 und SIMATIC IT ist der freigegebene "Integration Pack 2007" auf den freigegebenen SIMATIC- Versionen. Tabelle 1-2 Produkt SIMATIC PCS 7 SIMATIC IT V7.0 SP1 Version Microsoft SQL 2005 SP1 HF PCS 7 / SIMATIC IT Integration Pack 2007 Teil 1 Updates SIMATIC PCS 7 V6.3 SP1 Microsoft SQL 2005 SP2 PCS 7 / SIMATIC IT Integration Pack 2007 Teil 2 Updates SIMATIC IT Eine detaillierte Liste der gesamten installierten SIMATIC Software finden Sie in Anhang A des Dokuments "SIMATIC Software in einer Domäne. V /77

9 Einleitung 1.3 in Verbindung mit SIMATIC PCS 7 / BATCH Der Production Modeler kann mit SIMATIC PCS 7 und SIMATIC BATCH Echtzeitdaten austauschen. Bei der Kommunikation zwischen dem Production Modeler und SIMATIC PCS 7 wird der RTDS als Schnittstelle genutzt, wohingegen die Kommunikation zwischen SIMATIC BATCH und über einen fest zugeordneten Kommunikationskanal läuft. Bild 1-3 Integration zwischen SIMATIC PCS 7 / BATCH und Production Modeler, Einzelserver V /77

10 Einleitung Bei redundanten Servern sieht die Konfiguration wie im folgenden gezeigt aus. Bild 1-4 Integration zwischen SIMATIC PCS 7 / BATCH und Production Modeler, redundante Server Der dem kann in zwei verschiedene Kategorien unterteilt werden: 1. Echtzeit-Datenaustausch 2. Echtzeit-Austausch von Batch-Daten V /77

11 Installation und Konfiguration 2 Installation und Konfiguration Vor dem Engineering / Datenaustausch in einem integriertem Projekt muss der Integration Pack 2007 auf den SIMATIC PCS 7 Computern und den SIMATIC IT Computern installiert werden. Der Integration Pack 2007 besteht aus 2 CDs (CD1= SIMATIC PCS 7 und CD2 = SIMATIC IT). Unabhängig vom Typ der Daten, die ausgetauscht werden (Echtzeit- Variablen, Austausch von Batch-Daten etc.), sind folgende Schritte wie in der nachfolgenden Tabelle beschrieben auszuführen. Tabelle 2-1 Installations- und Konfigurationsschritte Schritt Aktion 1 Nehmen Sie CD1 des Integration Pack 2007 und installieren Sie die bereitgestellten SIMATIC PCS 7 Hotfixes. In den Release Notes des Integration Pack 2007 ist beschrieben, welches Hotfix auf welchem Rechner zu installieren ist (OS Client, OS Server, SIMATIC BATCH Server etc.). 2 Nehmen Sie CD2 des Integration Pack 2007 und installieren Sie das bereitgestellte SIMATIC IT Hotfix auf dem Rechner mit dem SIMATIC IT Production Modeler. 3 Installieren Sie zusätzlich die Software "Open PCS7+PCS7_interfaces" von CD2 auf dem Rechner mit dem. 4 Konfigurieren Sie über den SIMATIC Manager den Rechner mit dem als eine SPOSA-Station innerhalb des SIMATIC PCS 7-Projects/-Multiprojekts (detaillierte Informationen finden Sie in Anhang B des Dokuments "Datenaustausch zwischen SIMATIC PCS 7 / SIMATIC BATCH und SIMATIC IT Historian"). 5 Laden Sie über den SIMATIC Manager die SPOSA-Station (detaillierte Informationen finden Sie in Anhang B des Dokuments "Datenaustausch zwischen SIMATIC PCS 7 / SIMATIC BATCH und SIMATIC IT Historian"). V /77

12 Installation und Konfiguration Angewendet auf das in diesem Whitepaper verwendete Testsystem sieht unser Testsystem wie folgt aus (siehe Bild). Bild 2-1 Integration Pack 2007, angewendet auf unser System V /77

13 PCS 7 und 3 Austausch von Echtzeitdaten zwischen SIMATIC PCS 7 und 3.1 Engineering im SIMATIC PCS 7 Um Engineeringdaten mit dem auszutauschen, ist keine weitere Projektierung in SIMATIC PCS 7 erforderlich. 3.2 Engineering im Bei der Kommunikation zwischen dem und SIMATIC PCS 7 wird RTDS als Schnittstelle genutzt. Die Konfiguration von RTDS wird bereits in dem Dokument "Data exchange between SIMATIC PCS 7 / BATCH and SIMATIC IT Historian" beschrieben. Der einzige Teil, der dort nicht erklärt wird, ist, wie der Production Modeler lesend/ schreibend auf RTDS-Variablen zugreifen kann Aktivieren der Schnittstelle zwischen RTDS und SIMATIC IT Production Modeler Um den Production Modeler mit RTDS zu verbinden, muss eine weitere Schnittstelle gestartet werden. Dies geschieht wie in den folgenden Bildern dargestellt. Starten Sie von der Managementkonsole auf dem Rechner mit dem unter "Services > Expert System das "RTDS interface. Bild 3-1 Starten der RTDS-Schnittstelle in der Managementkonsole V /77

14 PCS 7 und Durchsuchen Sie im unter "External connections > RTDS Units > New > Rtds Unit Monitor die verfügbaren RTDS-Units und fügen Sie diese als externe Verbindung hinzu. Bild 3-2 Hinzufügen eines neuen RTDS Unit Monitors im Production Modeler V /77

15 PCS 7 und Starten Sie im SIMATIC IT-System die GSI-Schnittstelle mit dem Namen "SIMATIC IT Interface im Bereich "External Connections". Bild 3-3 Starten der SIMATIC IT-Schnittstelle im Production Modeler Nachdem diese Schnittstelle gestartet wurde, kann die Konfiguration von RTDS-Variablen im durchgeführt werden. In den nächsten beiden Abschnitten werden zwei unterschiedliche Arten dargestellt, wie man über den Production Modeler auf RTDS-Variablen zugreifen kann. V /77

16 PCS 7 und Zugriff auf RTDS-Variablen, die mit einem Attribut des Objekttyps cube variable verknüpft sind: In diesem Fall ist im Production Modeler zunächst ein Attribut des Typs "CUBE variable" für das Objekt (z.b. ein Objekt des Typs "UNIT") zu definieren und zu konfigurieren. Durch jede Leseaufforderung des Objektattributs wird der Wert des Attributs automatisch mit dem aktuellen Wert der verknüpften Variablen in RTDS aktualisiert. Bild 3-4 Konfiguration des Attributs "Level" des Reaktors im Bibliotheksbereich Die Verknüpfung der RTDS-Variablen mit den Objektattributen kann im Bibliotheksbereich auf Klassenebene durch das Verwenden von Ausdrücken wie "COLOR/ [the id of the-object]_level geschehen. Bei jeder V /77

17 PCS 7 und Instanz dieser Klasse wird der Ausdruck während der Synchronisierung durch den Instanznamen ersetzt. Beispiel: Bibliotheksklasse: Color_Reac Ausdruck (siehe Bild oben): COLOR\ [the id of the-object]_level Instanz 1 in der Anlage: RC01 Instanz 2 in der Anlage: RC02 Level-Tagname für RC01: RC01_level Level-Tagname für RC02: RC02_level Bild 3-5 Resultierendes Objektattribut nach Synchronisierung in Instanz RC01 HINWEIS Um diese Funktion nutzen zu können, muss eine geeignete Namenskonvention für die RTDS-Tagnamen, Teilanlagennamen usw. erstellt werden. Im Arbeitsbereich sehen wir das Ergebnis unserer Projektierung. Die Ebenen der Reaktorinstanzen sind dargestellt. V /77

18 PCS 7 und Bild 3-6 Ergebnis der Projektierung im Arbeitsbereich Das Verhalten und die Geschwindigkeit, mit denen die Ebene des Reaktors aktualisiert wird, hängen von den Konfigurationseinstellungen ab. Bild 3-7 Laufzeitparameter eines Datenwürfelattributs Im Folgenden werden die Parametereinstellungen beschrieben, die zum Anfordern von Daten von SIMATIC PCS 7 im PM vorgenommen werden können. Es können die folgenden Parameter eingestellt werden: "Default update interval" (Voreinstellung Aktualisierungsintervall): keines, 1 Sekunde, 2 Sekunden etc. Die Voreinstellung des Aktualisierungsintervalls ist nur für die Aktualisierung des PM von Bedeutung. Wenn der Parameter auf "none" (keines) gesetzt ist, wird der angezeigte Wert nur aktualisiert, wenn dieser Wert angefordert wird. Wenn zum Beispiel in einer Regel der Wert der Reaktorebene angefordert wird, wird der angezeigte Wert aktualisiert. V /77

19 PCS 7 und "Cube polling class": 0 bis 7 Die Cube polling class legt fest, wie oft der Wert in der RTDS-GSI- Schnittstelle aktualisiert werden muss. Ein Wert von 0 bedeutet, dass der Wert nicht aktualisiert wird, es sei denn, es gibt eine Anforderung dafür. Die Werte von 1 bis 6 aktualisieren die GSI-Schnittstelle zyklisch. Ein Wert von 7 bedeutet, dass die GSI-RTDS-Schnittstelle immer dann aktualisiert wird, wenn sich der Wert im RTDS ändert. Im diesem Fall wird der angezeigte Wert im Modeler aktualisiert, unabhängig von der Einstellung des "Default Update Interval". "Validity interval" (Gültigkeitsintervall): in Sekunden Das Gültigkeitsintervall gibt an, wie lange ein Wert als gültig anzusehen ist, nachdem er gelesen wurde. In einer Regel können Sie prüfen, ob der Wert gültig ist oder nicht. Dazu dient der folgende Ausdruck: "The Level OF THE-PLANT-OBJECT has a current value Das folgende Bild zeigt eine vollständige Übersicht über alle Komponenten, die am Datenaustausch zwischen und SIMATIC PCS 7 beteiligt sind. V /77

20 PCS 7 und Bild 3-8 Zykluszeit, die in den verschiedenen Schnittstellen verwendet wird PM Default update interval None 1 second 2 seconds. GSI-RTDS RTDS OS SERVER Cube polling class Class 0: not in polling set 1: 1 second 2: 2 seconds 3: 6 seconds 4: 10 seconds 5: 30 seconds 6: 60 seconds 7: on changes 0 : not read 1 : 1 second 2: 2 seconds 3: 6 seconds 4: 10 seconds 5: 30 seconds 6: 60 seconds cycle management Cyclic or upon change AUTOMATION SYSTEM V /77

21 PCS 7 und Zugriff auf RTDS-Variablen durch Verwenden der Script-Caller- Funktionen "Read_scattered_values" und "Write_scattered_values" Eine weitere, objekt- und attributunabhängige Möglichkeit RTDS Werte zu lesen und zu schreiben, ist die Verwendung des Objekts SCRIPT-CALLER unter Nutzung der Funktionen READ-SCATTERED-VALUES und WRITE- SCATTERED-VALUES. Im Folgenden werden die READ-SCATTERED Werte erklärt. Bild 3-9 Verwenden der Script-Caller-Funktionen für das Lesen und Schreiben von RTDS Variablen Bild 3-10 Konfiguration der Eingangsdatenparameter der Lesefunktion Es können zwei mögliche Syntaxen verwendet werden, um die Tags anzugeben, die Sie lesen möchten: sequence (structure(rtds-unit:"color", rtds-name: "name of the tag in RTDS")) sequence (sequence("color", "name of the tag in RTDS")) V /77

22 PCS 7 und Es können mehrere Tags auf einmal gelesen werden. Für weitere Informationen über die Script-Caller-Funktionen verweisen wir auf die Online-Hilfe des Production Modeler. Bild 3-11 Konfiguration der Parameter für die Eingabeoptionen der Lesefunktion Hier lautet der vollständige Ausdruck: sequence( structure ( time-out: 1,resp-with-timestamp: true,resp-withquality: true,resp-with-structure: true,on-error-continue: true)) Nach dem Synchronisieren aller Instanzen und Aktivieren der Regel sehen wir das Ergebnis unserer Projektierung. Die Füllstandsvariable wird gelesen. Die Informationen zum Quality Code werden ebenfalls gelesen. V /77

23 PCS 7 und Bild 3-12 Laufzeitverhalten Umfangreiche Hilfestellung zu diesem Thema finden Sie in der Online-Hilfe des Production Modeler unter "Interaktion mit Echtzeit-Daten" (Interact with Real Time Data): Figure 3-13 Online-Hilfe des Production Modeler V /77

24 4 Austausch von Echtzeitdaten zwischen SIMATIC Der SIMATIC Batch Data Channel ist die Datenschnittstelle zur Übertragung von Ereignissen und Methoden zwischen SIMATIC BATCH und SIMATIC IT Production Suite und/ oder SIMATIC IT Historian. Die Funktionalität ist wie folgt: SIMATIC IT ruft Methoden des Objekts PCell auf und überträgt sie über den SIMATIC Batch Data Channel, damit sie in SIMATIC BATCH ausgeführt werden (z.b. CreateBatch, ArchiveBatch, GetParameter etc.). Die im Production Modeler verfügbaren SIMATIC BATCH Methoden sind: Tabelle 4-1 Liste der Methoden im Production Modeler Name der Methode ArchiveBatch CopyFormula CreateBatch CreateFormula CreateManyMaterials CreateOrder CreateOrderCat DeleteBatch DeleteManyMaterials DeleteOrder DeleteOrderCat DownloadPCS7CustomDataTypes GetAllActiveBatches2 GetAllFormulaCatName4PCell GetAllFormulas GetAllFormulas4FormulaCat GetAllMasterRecipes2 GetAllMaterials GetAllMRs4FormulaCat2 GetAllocationsForBatch GetAllReferencedMaterials GetBatches GetBatchParameter GetBatchParameters2 GetBatchStartDateAndMode GetBatchState GetFormulaInfo GetFormulaParameter GetFormulaParameters2 GetFormulaXMLV2 GetMasterRecipeXMLV2 neue Methode neue Methode neue Methode neue Methode neue Methode neue Methode neue Methode Kommentar V /77

25 Name der Methode GetOrderCategories GetOrders GetRecipeHeaderInfo GetRecipeHeaderParameter GetRecipeHeaderParameters2 IsMaterialReferenced MESSyncReqRelease SetAllocationsForBatch SetBatchParameter SetBatchParameters SetBatchSize SetBatchStartDateAndMode SetBatchState SetBatchState_Sync SetFormulaParameter SetFormulaParameters SetFormulaState SetMR4Formula UpdateMaterials UpdateOnlyMaterial CopyRecipe GetAllActiveBatches GetAllMasterRecipes GetAllMRs4FormulaCat GetBatchParameters GetFormulaParameters GetFormulaXML GetMasterRecipeXML GetRecipeHeaderParameters ReadDeletedBatches SetCurrentUser Kommentar neue Methode neue Methode neue Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode abgekündigte Methode V /77

26 SIMATIC BATCH sendet Ereignisse über den SIMATIC Batch Data Channel an den. Der SIMATIC Batch Data Channel bereitet die Daten auf und filtert sie, so dass sie vom SIMATIC IT Production Modeler gelesen werden können. Die verfügbaren, vom Objekt PCell bereitgestellten Ereignisse im Production Modeler sind in der folgenden Tabelle aufgeführt: Tabelle 4-2 Liste der Ereignisse im Production Modeler Ereignisname Engineering in SIMATIC PCS 7/ SIMATIC BATCH erforderlich OnBatchArchived OnBatchClosed OnBatchCreated OnBatchDeleted OnBatchErrorStateChanged OnBatchRenamed OnBatchStateChanged OnFormulaCreated OnFormulaDeleted OnFormulaRenamed OnFormulaStateChanged OnIRefresh NEU OnMaterialMove OnMaterialMove_THROUGH OnMaterialTransform OnMaterialTransformAndMove OnMES_SyncReq in AS OnMES_SyncReq in recipe OnMRCreated OnMRDeleted OnMRRenamed OnMRStateChanged OnRecoveryStart OnRecoveryWarning OnROPStateChanged OnRUPStateChanged OnServerDown OnServerUp OnSynchronized X X X X X V /77

27 Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, werden nicht alle Ereignisse automatisch generiert. Einige Ereignisse erfordern Engineering auf der SIMATIC BATCH Seite. Bevor wir Materialereignisse konfigurieren können, müssen wir die Materialdefinitionen zwischen dem SIMATIC IT Material Manager (MM) und SIMATIC BATCH synchronisieren. 4.1 Materialsynchronisierung Die Synchronisation zwischen dem Material Manager und SIMATIC BATCH basiert auf der Material-ID (MM-seitig) und dem Material Code (SBseitig). Um Material zwischen SIMATIC IT Material Manager und SIMATIC BATCH zu synchronisieren, müssen die folgenden Schritte ausgeführt werden: 1. Die Materialdefinitionen im Material Manager müssen mit dem Prozessbereich (Process Scope) = "Batch" definiert werden. Bild 4-1 Materialdefinitionen im Material Manager 2. Die Materialdefinitionen müssen den Status "APPROVED" haben. V /77

28 3. Die Materialdefinitionen müssen in SIMATIC BATCH geladen werden. Dies ist in zwei Varianten möglich. Verwenden der grafischen Benutzeroberfläche der SIMATIC IT GSI- Schnittstelle für SIMATIC BATCH Verwenden einer Regel im Production Modeler Verwenden der SIMATIC IT GSI-Schnittstelle für SIMATIC BATCH In diesem Fall kann der Anwender zwischen einem vollständigen Materialdownload ("Complete material download ) und einem Delta- Materialdownload ("Delta Material Download ) wählen. Bild 4-2 Laden von Materialien durch Verwenden der SIMATIC IT GSI-Schnittstelle für SIMATIC BATCH Der vollständige Materialdownload hat folgende Eigenschaften: Alle neu definierten Materialien im SIMATIC IT Material Manager mit dem Prozessumfang "Batch und dem Status "APPROVED" werden in SIMATIC BATCH erstellt. Alle geänderten Materialien im SIMATIC IT Material Manager (nur Materialname und Kommentar können geändert werden) werden in SIMATIC BATCH aktualisiert. Alle gelöschten Materialien im SIMATIC IT Material Manager werden in SIMATIC BATCH gelöscht, wenn sie nicht in einem Grundrezept oder einer Formel referenziert sind. Der Delta-Materialdownload hat folgende Eigenschaften: Nur neu erstellte Materialien werden in SIMATIC BATCH geladen. Gelöschte Materialien auf der SIMATIC IT Material Manager-Seite werden in SIMATIC BATCH nicht gelöscht. V /77

29 Nach dem Download wird dem Anwender ein Bericht angezeigt, der wie folgt aussieht: Bild 4-3 Bericht nach dem Download In SIMATIC BATCH wird ein Material mit folgenden Eigenschaften erstellt: Bild 4-4 In SIMATIC BATCH erstelltes Material V /77

30 HINWEIS Im Beschreibungsfeld wird das Präfix "#MM#" verwendet, um anzuzeigen, dass die Materialdefinition vom Material Manager heruntergeladen wurde. Die Benutzerrechte in SIMATIC BATCH, die die Materialdefinition betreffen, sollten in SIMATIC BATCH ausgeschaltet werden. Alle Änderungen, die Materialdefinitionen betreffen, sollten im SIMATIC IT Material Manager durchgeführt werden, damit die Materialdefinitionen konsistent bleiben. HINWEIS In einem gemischten System mit SIMATIC IT und SIMATIC BATCH wird die Verwendung von Materialversionen nicht unterstützt! Beispiel: Es wird eine Charge gestartet und das Material XYZ in V1.0 verwendet. Die Charge läuft zwei Wochen. Nach einer Woche erhält das Material XYZ eine neue aktuelle Version V2.0. Alle neuen Chargen verwenden diese Version. Wenn jedoch die Originalcharge ein Materialereignis meldet, scheint es, dass V2.0 die Version des bewegten Materials ist. Das ist jedoch falsch, weil die Originalcharge noch immer V1.0 des Materials verwendet. In der letzten Registerkarte "Change log kann überprüft werden, wann eine Materialdefinition in SIMATIC BATCH geändert wurde. Bild 4-5 In SIMATIC BATCH erstelltes Material V /77

31 Verwenden einer Regel im Eine noch flexiblere Art, Materialien vom SIMATIC IT Material Manager zu SIMATIC BATCH zu synchronisieren, ist das Verwenden einer Regel und fest zugeordneter Methoden im. Die folgende Methodenliste kann zum Aufbau eines spezifischen Materialsynchronisierungsszenarios verwendet werden. Tabelle 4-3 Name der Methode Funktion Datenflussrichtung CreateManyMaterials UpdateMaterials UpdateOnlyMaterial DeleteManyMaterials IsMaterialReferenced GetAllReferencedMat erials GetAllMaterials Erstellt mehrere Materialien gleichzeitig. Das/die Material(ien) muss/müssen im Material Manager existieren und durch Verwenden der Material-ID referenziert sein. Ähnlich den Buttons der SIMATIC IT GSI-Schnittstelle für SIMATIC BATCH. Ein Eingangsparameter kann so eingestellt werden, dass man zwischen einem vollen Download und einem Delta- Download wählen kann. Ein bestimmtes Material kann aktualisiert werden. Löscht mehrere Materialien gleichzeitig. Überprüft, ob ein bestimmtes Material in SIMATIC BATCH referenziert ist. Ruft eine Liste aller in SIMATIC BATCH referenzierten Materialien auf. Ruft eine Liste aller in SIMATIC BATCH definierten Materialien auf. PM SB PM SB PM SB PM SB SB PM SB PM SB PM V /77

32 In der folgenden Abbildung ist ein Materialdownload Szenario dargestellt. Immer wenn ein neues Material in der Anlage verwendet wird, kann die Regel gestartet werden. Durch die Regel wird das Material im SIMATIC Material Manager mit Hilfe der beim Abrufen der Regel angegebenen Attributwerte erstellt und die Materialien in SIMATIC BATCH aktualisiert. Außer der letzten Methode gehören alle in dieser Regel verwendeten Methoden zu den Material Manager-Systemmethoden. Diese letzte Methode ist als Methode von PCell verfügbar. Bild 4-6 Beispiel eines Downloadszenarios HINWEIS Bei bestehenden SIMATIC BATCH Projekten, bei denen alle Materialien bereits in SIMATIC BATCH definiert sind, können die Methoden "GetAllReferencedMaterials und "GetAllMaterials zum Upload der Materialien aus SIMATIC BATCH und zum Erzeugen der Materialien im SIMATIC IT Material Manager verwendet werden. 4.2 Ereignisengineering Wie in Tabelle 4-2 Liste der Ereignisse im Production Modeler dargestellt, sind einige zusätzliche Projektierungsschritte in SIMATIC PCS 7 / BATCH erforderlich, um bestimmte Ereignisse im Production Modeler zu empfangen. Die Ereignisse, die zusätzliche Projektierung erfordern, beziehen sich auf die Phasenebene in SIMATIC BATCH. Standardmäßig filtert der SIMATIC BATCH Data Channel die Änderungen im Phasenstatus aus, so dass keine Ereignisse im Production Modeler erzeugt werden. Dies ist bei Änderungen im ROP- und TRP-Status anders. Hier werden bei Änderungen im OnROPund OnRUP-Status automatisch Ereignisse im Production Modeler erzeugt. Mit einem bestimmten Parametersatz (in der SIMATIC BATCH Terminologie "Set Points" (=Sollwerte) genannt) kann jedoch in SIMATIC V /77

33 BATCH eine Phase so erweitert werden, dass im Production Modeler Ereignisse erzeugt werden. HINWEIS Bei jeder Änderung des Phasenstatus analysiert der SIMATIC BATCH Data Channel den Inhalt des von SIMATIC BATCH gesendeten Ereignisses. Wenn der Ereignisinhalt alle Forderungen erfüllt (Syntax der zusätzlichen Sollwerte, Wert usw.), erzeugt der SIMATIC BATCH Data Channel das notwendige Ereignis und sendet es an den Production Modeler. Anderenfalls werden die Ereignisse der Phasenzustandsänderung nicht gespeichert. Die Syntax der zusätzlichen Sollwerte muss genau beachtet werden. Jeder Fehler in der Syntax bewirkt, dass das erwartete Ereignis nicht empfangen wird. V /77

34 Im folgenden Diagramm sind die vom SIMATIC BATCH Data Channel getroffenen Entscheidungen grafisch dargestellt. Bild 4-7 Übersicht der vom SIMATIC BATCH Data Channel angewendeten Logik V /77

35 Wie wir aus dem Flussdiagramm ersehen können, ist die erste Forderung, dass die Phase einen Sollwert namens "MES_EventType" enthält. Wenn dieses Stichwort nicht enthalten ist, wird das Ereignis verworfen. Dieser Sollwert kann die folgenden Werte haben: Tabelle 4-4 Wert ID Verwendet für Bedeutung Undefined 0 Keine relevante Information für SIMATIC IT im Rezept. MOVE_IN 1 Material Management Material wird zu einer Teilanlage geliefert. MOVE_OUT 2 Material Management MOVE_THRU 3 Material Management TRANSFORM 4 Material Management MES_SYNC_REQ 5 Production Operation Management TRANSFORM_IN 6 Material Management TRANSFORM_OUT 7 Material Management Material wird von einer Teilanlage entnommen. Material wird durch eine Teilanlage hindurch geleitet. Material wird in einer Teilanlage umgewandelt. Chargenprozess in SIMATIC BATCH synchronisiert mit SIMATIC IT. TRANSFORM_IN und TRANSFORM_OUT sind relevant, wenn Sie den Materialtransfer zusammen mit der Materialumwandlung aufzeichnen. Die Materialmenge wird separat aufgezeichnet. siehe oben Dieser Sollwert kann mittels Aufzählungsdaten in SIMATIC PCS 7 definiert werden, und zwar so, dass später in SIMATIC BATCH ein Fenster mit einer Liste geöffnet wird, aus der der richtige Wert für diesen Sollwert ausgewählt werden kann. Diese Aufzählung wird zuerst in der Bibliothek erzeugt und dann in das Projekt kopiert. V /77

36 Bild 4-8 Konfiguration der Aufzählung MES_EventType Je nach dem Wert dieses Sollwerte müssen noch ein paar weitere Sollwerte definiert werden. Wir können unterscheiden zwischen: Materialereignissen eine allgemeinen Ereignis (blockierend oder nicht blockierend) namens "MES sync request"-ereignis In den folgenden Abschnitten werden die zusätzlichen Sollwerte beschrieben, die zusätzlich definiert werden müssen. Materialereignisse SIMATIC BATCH beinhaltet keine eingebaute Funktion für Materialverfolgung/ Materialgenealogie. Deshalb existieren in BATCH keine festgelegten "Materialereignisse". Diese müssen auf der Engineeringstufe hinzugefügt werden. Standardmäßig erzeugt BATCH ein generisches Ereignis für jede Änderung im Rezeptphasenzustand, auf das die SIMATIC IT Seite zugreifen kann. Ein Parametersatz kann während der Rezeptprojektierung in BATCH mit jeder Rezeptphase verknüpft werden. Wenn der richtige Parametersatz mit einer Phase verknüpft ist, werden die Phasenänderungsereignisse von der SIMATIC IT Seite als "Materialereignisse" erkannt. Im Folgenden wird erklärt, welche Parametersätze welche Art Materialereignis bilden. Der SIMATIC Batch Data Channel wandelt diese Phasenänderungsereignisse mit einem eindeutig definierten Parametersatz in mehrere fest zugeordnete Materialereignisse um. Die Regeln im Production Modeler "sehen" BATCH durch den SIMATIC BATCH Data Channel, so dass er V /77

37 anstelle der Meldungen über Rohphasenänderungen einen Satz bestimmter Materialereignisse bezogen auf Teilanlagen erkennt, wie z.b. "Menge x des Materials y in Teilanlage z befördert ", "Menge x des Materials y aus Teilanlage z entnommen", "Menge x des Materials y durch Teilanlage z hindurchgeführt". Typischerweise gibt der Production Modeler diese Informationen an den SIMATIC IT Material Manager weiter. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Sollwerte, die den SIMATIC BATCH Phasen hinzugefügt werden müssen, damit ein solches Materialereignis erzeugt wird: Tabelle 4-5 Zum Empfang von Materialereignissen im Production Modeler erforderliche Sollwerte MES _Eventtype SOURCE _UNIT DEST _UNIT MAT _IN(PI) MAT _OUT(PO) Ereignis im PM MOVE MOVE_IN X X OnMaterialMove MOVE_OUT X X OnMaterialMove MOVE_THRU X X X OnMaterialMove _THROUGH TRANS- FORM TRANSFORM X X OnMaterialTransform TRANSFORM _IN TRANSFORM _OUT X X X OnMaterialTransform AndMove X X X OnMaterialTransform AndMove Im Folgenden geben wir ein Beispiel, wie Material aus einem Rohmaterialtank (RM) in einen Reaktor (RC) befördert wird. Die auf dem Reaktor konfigurierte Phase heißt "RC_DOSING" und die Phase auf dem Rohmaterialtank heißt "RM_XOUT". Es sind mehrere Vorgehensweisen möglich. Die Materialbeförderung kann ausgeführt werden als MOVE_OUT vom RM zum RC oder als MOVE_IN vom RM zum RC. V /77

38 Bild 4-9 Entwurf der MOVE_IN- / MOVE_OUT-Phasen In beiden Fällen wird dasselbe "OnMaterialMove"-Ereignis erzeugt. Da RC_DOSING die aktive Phase ist, die den Sollwert des Materials enthält (Materialname, Menge usw.), passen wir in unserem Fall die RC_DOSING- Phase so an, dass ein MOVE_IN Ereignis erzeugt wird. Die folgende Abbildung zeigt, wie die Phase angepasst wird. V /77

39 Bild 4-10 Anpassen der RC_DOSING Phase V /77

40 Bild 4-11 Die ursprüngliche RC_DOSING Phase Bei der Originaldosierphase ist der Sollwert "Amount ein Sollwert mit dem Datentyp "REAL". Gemäß Tabelle 4-5 Zum Empfang von Materialereignissen im Production Modeler erforderliche muss der Datentyp des Sollwerte PI sein, um ein MOVE_IN Ereignis zu empfangen. V /77

41 Bild 4-12 Ändern des Datentyps des Sollwerts für Material in PI Es sind mehrere Eingangs- (PI) oder Ausgangsmaterialien (PO) erlaubt. In diesem Fall werden mehrere MOVE Ereignisse erzeugt. Es wird auf die Onlinehilfe des SIMATIC BATCH Data Channel bezüglich der richtigen Syntax für mehrere Materialien verwiesen. Zusätzlich zu den Sollwerten für Material müssen ein Sollwert "SOURCE_UNIT" und ein Sollwert "MES_Eventtype" erzeugt werden (siehe Tabelle 4-5 Zum Empfang von Materialereignissen im Production Modeler erforderliche ). Bild 4-13 Erzeugen der Sollwerte "SOURCE_UNIT" und "MES_Eventtype" V /77

42 Bei den CFC-Instanzen der SFC-Typen muss eine zusätzliche Verbindung hergestellt werden, wie im folgenden Bild gezeigt. Bild 4-14 Hinzufügen einer Verbindung auf den SFC-Instanzen Source unit : actual value input Source unit: valid set point value V /77

43 Dadurch steht der "SOURCE_UNIT" Wert für die Ereignisse zur Verfügung, die zu Beginn der Phase (Sollwert) und am Ende der Phase (Istwert = Set Point Wert aufgrund dieser Verknüpfung) erzeugt wurden. Nach der Änderung der SFC-Typen müssen die SFC-Typen übersetzt und in die AS geladen werden. Die Batch types (Datentypen) müssen neu generiert und die Batch instances (Batch Instanzen) neu übersetzt werden. Danach müssen die Chargenprojektdaten geladen werden. Bild 4-15 Neugenerierung der Datentypen V /77

44 Bild 4-16 Neuübersetzung der Batch Instanzen V /77

45 Nach einer Aktualisierung der PCell in BATCH können die Rezepte angepasst werden. Bild 4-17 Anpassen des SIMATIC BATCH Rezepts V /77

46 Die folgenden Bilder zeigen die Registerkarten "Input material" und "Parameters" mit den Werten, die angegeben werden müssen, um ein MOVE_IN Ereignis zu erzeugen. Bild 4-18 Angaben der Registerkarte "Input material" zur RC01_Dosing Phase V /77

47 Bild 4-19 Angaben der Registerkarte "Parameters" zur RC01_Dosing Phase Während der Laufzeit werden für die RC01_Dosing Phase, die zum Erzeugen von Materialereignissen konfiguriert wurde, zwei Ereignisse erzeugt. Das zu Beginn der Phase erzeugte Ereignis enthält die Sollwerte (z.b l). Das am Ende der Phase erzeugte Ereignis enthält die Istwerte (z.b l). V /77

48 Bild 4-20 Ausführen der ONMATERIALMOVE Ereignisse Das announcement flag (der Ankündigungsmerker) wird verwendet, um zwischen den Ereignissen zu Beginn der Phase (1) und am Ende der Phase (0) zu unterscheiden. HINWEIS Bei den Materialereignissen gibt es nur die Material-ID, die Menge, die Teilanlage, die Quelle und das Ziel. Deshalb werden KEINE Versionen der Materialdefinitionen unterstützt! V /77

49 Auf AS-Ebene projektierte allgemeine Ereignisse ("MES sync request") Um "MES sync request" Ereignisse zu erzeugen, können verschiedene Strategien verwendet werden. Sie können eine "MES sync request" Phase komplett neu erstellen oder die vorhandenen Chargenphasen erweitern. Unabhängig von der gewählten Vorgehensweise kann man von drei verschiedenen Fällen ausgehen: Nicht blockierende "MES sync request" Phase Blockierende "MES sync request" Phase mit freigebender Transition in BATCH Blockierende "MES sync request" Phase mit freigebender Transition im SFC-Typ Das Engineering für die drei Fälle unterscheidet sich etwas und wird in den folgenden Abschnitten erklärt. Im Allgemeinen werden SFC-Typen zuerst in der Projektbibliothek entwickelt und danach ins Projekt kopiert. In der technologischen Hierarchie werden gegebenenfalls unterschiedliche Instanzen des SFC- Typs erzeugt. In unserem Fall haben wir drei verschiedene SFC-Typen (für jeden Fall einen) erzeugt, um die drei verschiedenen Fälle leichter erklären zu können. Bild 4-21 Erzeugen einer "MES sync request"-phase in der Bibliothek V /77

50 Fall 1: Nicht blockierender "MES sync request" Zusätzlich zum Sollwert "MES_Eventtype" müssen die Sollwerte "Blocking" und "Unblock_Param" definiert werden. Nach der Erzeugung müssen die Sollwerte auch den Fahrweisen zugewiesen werden. In der Online-Hilfe des SIMATIC BATCH Data Channel auf dem SITPM Rechner ist dies unter "Start > All Programs > SIMATIC IT documentation > Production Suite > English zu finden. Bild 4-22 Definition der Sollwerte einer "MES sync request" Phase HINWEIS Die Festlegung der drei oben beschriebenen Sollwerte ist unbedingt erforderlich. Wenn einer der drei Sollwerte nicht angegeben ist, wird im Production Modeler kein Ereignis erzeugt. Danach können die Fahrweisen und die Zuordnung der Sollwerte zu den Fahrweisen definiert werden. Bild 4-23 Festlegen der Fahrweisen einer "MES sync request" Phase HINWEIS Sie können Ihre eigenen Fahrweisen festlegen. Als Beispiel wurden hier folgende Fahrweisen definiert: Undefined, Manual_action, Lab_test, Routing_req. V /77