SPPA-D3000 Plant Monitor Technische Beschreibung

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1 SPPA-D3000 Plant Monitor Technische Beschreibung Modellbasierte Überwachung und Fehlerfrüherkennung von Komponenten und Prozessen Mai 2008 Answers for energy. 1 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...2 Einleitung...3 Anwendungsbereiche...3 Systemkomponenten...3 Kopplungen und Integration...3 Modellbasierte Zustandsbeschreibung...5 Funktionsweise des Plant Monitor...5 Modell bilden und Normalverhalten lernen...7 Erstellung von Modellen...7 Training von Modellen...8 Veränderung von Modellen...11 Parametrierung von Modellen...12 Vernetzung von Modellen...13 Bedienen und Analysieren...14 Alarmierung und Bedienung...14 Analyse...16 Technische Daten...18 SPPA-T3000 Technologie-Server...18 SPPA-D3000 Plant Monitor...19 Abkürzungen...19 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 2

3 Einleitung Anwendungsbereiche SPPA-D3000 Plant Monitor ist eine Lösung aus dem Portfolio der SPPA-D3000 Diagnostic Suite (SPPA Siemens Power Plant Automation). Sie ermöglicht die kontinuierliche Beurteilung des Zustandes von Komponenten und Prozessen. Die Zustandsbeurteilung wird auf der Basis einer modellbasierten Zustandsbeschreibung der betrachteten Komponenten und Prozessen vorgenommen. Dabei kommen datengetriebene neuronale Modelle zum Einsatz die einen Verzicht auf aufwändiges Engineering ermöglichen. Die Erstellung und das gesamte Engineering der Modelle erfolgt ausschließlich auf der Basis von archivierten Messdaten, da bereits in den Messdaten alle relevanten Informationen über das physikalische Zusammenwirken von Komponenten und Prozessen sowie die gesamte Historie lückenlos vorhanden ist. Systemkomponenten Zum Betrieb des SPPA-D3000 Plant Monitor sind lediglich zwei Komponenten notwendig: Eine Plant Monitor Lizenz sowie ein Technologie-Server des Siemens Leitsystems SPPA-T3000. Die Lizenz ist an der verwendeten Kennzeichen-Anzahl ( KKS -Anzahl, sogenannte TAGs ) orientiert. Die Plant Monitor Lizenzen sind in verschieden Staffelungen von 300 bis Kennzeichen vorhanden und bieten dem Anwender die Möglichkeit im Rahmen dieser TAG-Anzahl beliebig viele Modelle unterschiedlicher Größe und für die verschiedensten Anwendungen zu erstellen und jederzeit problemlos zu variieren und zu nutzen. Die Modellerstellung und das datengetriebene Engineering werden auf dem SPPA-T3000 Technologie-Server vorgenommen, der alle Vorrausetzungen für den Betrieb, Datenhaltung, Training, Analyse und Reporting der Modelle und Zustandsveränderungen bietet. Kopplungen und Integration Grundsätzlich wird Plant Monitor auf zwei verschiedene Arten angewendet: als vollintegrierte Komponente in die Leittechnik SPPA-T3000 ab Release R4 oder stand-alone im Betrieb mit allen älteren Siemens Leittechniksystemen und Leittechniksystemen anderer Hersteller Wird Plant Monitor im Rahmen der SPPA-T3000 Leittechnik ab R4 verwendet, so integriert er sich nahtlos in die vorhandene Architektur und verwendet dieselben Projektierungs- und Engineering-Vorgaben. Plant Monitor kann daher im Rahmen der SPPA-T3000 Benutzerrechte von jedem ThinClient aus bedient werden. Zudem können alle Ergebnisse von Plant Monitor sowie alle Analysen direkt in bereits vorhandenen Anlagenbildern vorgenommen werden. 3 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

4 Server Prozessschnittstellen Applikations- Server Automati- sierungs- Server Plant Monitor auf dem Technologie-Server Benutzeroberfläche Topologie der Netzwerkanbindung eines Plant Monitors auf dem Technologie-Server bei SPPA-T3000 Projekten ab Release 4 Wird Plant Monitor nicht mit SPPA-T3000 verwendet, so bleibt jedoch das gesamte Engineering, Bedienen und Analysieren aufgrund der Plattform des Technologie-Server vollständig erhalten. Werden zum Beispiel die Messdaten via OPC von einer anderen Leittechnik oder z.b. aus einem PI-Archiv ausgelesen, so stellt der Technologie-Server ein eigenständiges SPPA- T3000 System dar. Es verfügt über alle komfortablen Eigenschaften und Vorzüge wie die integrierte Variante. Datenquellen Plant Monitor Thin Client Leittechnik anderer Hersteller oder beliebige Datenquellen Prozessschnittstellen Benutzeroberfläche OPC-Server Web Engineerinnossystesierung (Java) Daten Daten Daten Daten Daten System SW System SW System SW System SW System SW System Diag- Archiv- Automati- Server BuB SW Plant Monitor auf dem SPPA-T3000 Technologie-Server Topologie der Netzwerkanbindung eines Plant Monitors bei Kopplung an ältere Siemens Leittechniksysteme oder Leittechniksysteme anderer Hersteller Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 4

5 Modellbasierte Zustandsbeschreibung Funktionsweise des Plant Monitor Der SPPA-D3000 Plant Monitor ist eine modellbasierte Lösung, die mit Hilfe eines datengetriebenen neuronalen Netzes in der Lage ist, den Zustand einer Komponente oder eines Prozesses alleine auf der Basis von archivierten Messdaten zu bestimmen und mit dem aktuellen Zustand zu vergleichen und zu beurteilen, ob dieser Zustand noch normal ist. Grundlage für diese Zustandsbeurteilung ist ein Modell, das für diese Aufgabe aus vorhandenen Messdaten erstellt worden ist und auf dem Technologie-Server aktiviert wurde. Die nachstehenden schematischen Darstellungen sollen die prinzipielle Funktionsweise kurz näher erläutern. Der in der nachstehenden Grafik in Rot dargestellte Wert repräsentiert ein reales Messsignal von der betrachteten Komponente oder Prozess. Über der Zeit nimmt es eine Vielzahl von Werten an, die entsprechend der Betriebsart mit unter auch sehr schwanken können. Signale dieser Art werden bis heute in der Regel durch einfache Grenzwerte gegen Über- und Unterschreitung überwacht, wobei oft nur eine Überschreitung vom Bediener erst genommen wird, bzw. Beachtung findet, auch wenn derartige hohe Werte nichts Ungewöhnliches in bestimmen Betriebssituationen sind. Ist das Plant Monitor Modell ausreichend mit historischen Messdaten trainiert worden, so liefert es in Echtzeit parallel zu den Messwerten aus der Anlage (Rot) einen Erwartungswert, der hier in Blau dargestellt ist. Bei gut trainierten Modellen liegen daher der reale Messwert sowie der Erwartungswert nahezu deckungsgleich übereinander. 100 % Fester oberer Grenzwerte 50 % 0 % t Gesetzter unterer Grenzwerte Schematische Darstellung des Messwertes und Erwartungswertes bei der Funktionsweise von Plant Monitor. Es kommt nun zu einer Abweichung zwischen dem realen Messwert (Rot) und dem Erwartungswert (Blau). Das Plant Monitor Modell kommt aufgrund des bisher aus den archivierten Messdaten gelernten Verhaltens zu dem Schluss, dass diese hier dargestellte Messgröße in Abhängigkeit aller übrigen Messwerte in diesem Modell einen höheren Verlauf annehmen müsste. Plant Monitor erkennt also, dass das Verhalten an dieser Messstelle im Zusammenhang mit allen übrigen Messstellen im Modell bisher als normal zu beurteilen ist, auch wenn es stellenweise recht hoch ist. Dagegen weist Plant Monitor auf ein Verhalten hin, dass niedriger ist, als es aus dem Normalverhalten bisher abzuleiten ist. Abweichungen vom Normalverhalten, also dort wo der reale Messwert und der Erwartungswert von Plant Monitor nicht nahezu deckungsgleich liegen, erkennt man am einfachsten, wenn man das Residuum, also die Differenz aus Mess- und Erwartungswert betrachtet. Für dieses schematische Beispiel ist das zugehörige Residuum im nachfolgenden Bild dargestellt. 5 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

6 Plant Monitor erkennt dieses Betriebsverhalten als Normal 0 Darstellung des Residuum durch Plant Monitor Wie zu erwarten, ist das Residuum für den linken Bereich nahezu Null, da Mess- und Erwartungswert nahezu gleich sind. Das Residuum im rechten Teil ist jedoch deutlich größer als Null und zeigt somit an, dass es hier eine Abweichung vom Messwert gibt. Plant Monitor überwacht das Residuum in Echtzeit und alarmiert sofort über jede Abweichung. Auch in diesem Beispiel würde Plant Monitor diese Abweichung in der Meldefolgeanzeige zur Anzeige bringen. Der Anwender wird also über diese mögliche Schieflage informiert und kann sofort zum zugehörigen Anlagenbild navigieren oder gleich eine erste Analyse beginnen, da er von der Meldefolgeanzeige direkt zu dem auffällig gewordenen Messwert springen kann. Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 6

7 Modell bilden und Normalverhalten lernen Erstellung von Modellen Plant Monitor ist in der Lage alle Prozesse und Komponenten im Kraftwerk hinsichtlich des Normalzustandes zu überwachen. Was in einem oder mehreren Modellen von Plant Monitor abgebildet und somit überwacht wird, hängt alleine von den durch den Anwender festgelegten Messwerten ab. Dabei ist es belanglos, woher im Kraftwerk diese Werte stammen. So können zum Beispiel alle Gebläse eines Teilgewerks zusammen gefasst werden, ebenso einzelne Maschinen oder ganze Prozessbzw. Anlagenteile. Wichtig ist dabei einzig, dass sich die zu erkennenden Phänomene, die das normale Betriebsverhalten ändern, in diesen Messgrößen zu finden bzw. zu erkennen sind. Bisher hat es sich in der betrieblichen Praxis bewährt, wenn man bei der Modellierung und Überwachung von einzelnen Maschinen alle KKS verwendet, die tatsächlich an der betrachteten Maschine gemessen werden. Hinzu nimmt man die Messwerte, die auf den Zustand sowie die Regelung dieser Maschinen einen Einfluss haben. Zum Beispiel sollte man bei der Überwachung einer Gasturbine neben den an der Gasturbine gemessen Werte auch die Werte dem Modell hinzufügen, die einen Einfluss auf die Leistung, den Zustand oder die Lebensdauer haben und nicht an der Gasturbine direkt gemessen werden, wie zum Beispiel Umgebungstemperatur und druck. Anders als bei den meisten klassischen Systemen erfolgt beim Plant Monitor die eigentliche Modellerstellung aus der Liste der vorhandenen Kennzeichen vollautomatisch durch das neuronale Netz des Plant Monitor. Wird Plant Monitor integriert, also mit SPPA-T3000 betrieben, werden zur Erstellung der Modelle alle aktuell im Projektcontainer angelegten KKS zur Selektion angezeigt. Aus dieser Liste wählt der Anwender die für ihn interessanten KKS aus. In allen anderen Anwendungsfällen werden über das zum Anschluss an den Technologie-Server verwendete Medium, z. B. OPC die vorhandenen KKS aus dem Archiv ausgelesen und in ähnlicher Form wie im integrierten Fall zur Selektion angezeigt. Mit dieser Selektion ist bereits das Modell angelegt, also bestimmt, was durch Plant Monitor überwacht wird. Auswahl der zur Modellierung verwendeten Messkanäle in der Bedienmaske des Plant Monitor 7 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

8 Das Modell wird in Form von so genannten Blöcken oder Automatisierungsfunktionen dargestellt. Jeder Sensor wird in SPPA- T3000 durch einen eigenständigen Block repräsentiert, einen sogenannten Zustandsschätzer (state estimator). Alle diese Blöcke werden, zusammen mit einem Kopfbaustein, über den die Administrierung und Parametrierung des Modells erfolgt, zu einem Modell verknüpft. Editierung der im Modell verwendeten Signale im Editor der SPPA-T3000 Workbench (Funktionsdiagramm des Modells) Training von Modellen Sobald das Modell durch die Selektion der zu verwendenden KKS der betrachteten Komponente oder Prozess festgelegt ist, muss es trainiert werden. Training bedeutet in diesem Zusammenhang, dass dem Modell ein Zeitbereich aus dem Archiv zur Verfügung gestellt wird, in dem die betrachtete Komponente oder Prozess in einem als normal zu erachtendem Zustand war. Normal bedeutet in der Regel ungeschädigt, wenngleich nicht notwendigerweise optimal. Zum Beispiel kann auch ein raues Laufverhalten einer Komponente als normal bezeichnet werden, wenn es sich über viele Jahre immer identisch verhalten hat und keine Verschlechterung aufweist. Im integrierten wie im nicht integrierten Anwendungsfall wird dieser Zeitbereich im Plant Monitor identisch ausgewählt, entweder über die Kalenderfunktion oder grafisch. Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 8

9 Auswahl des Normalverhaltens zum Training eines Modells (blaue Markierung) im Bedienfenster des Plant Monitor Durch die Auswahl der Trainingszeiten wird das Modell beim ersten Training mit dem Normalverhalten der Komponente oder des Prozesses vertraut gemacht. Die Zeitspanne für dieses Training erstreckt sich in der Regel über wenig Stunden oder Tage, sofern kein stark wechselhaftes Verhalten über Monate zu berücksichtigen ist (in diesem Fall ist ein längerer Trainingszeitraum notwendig). Wird durch hinzunehmen von weiteren Trainingsdaten ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt, und Plant Monitor liefert nur noch vergleichsweise geringe Abweichungen zwischen Mess- und Modellwert, kann das Training zunächst abgeschlossen werden. Darstellung der Trainingsergebnisse mit Übersicht der Abweichungen im oberen Fenster mit roten Fehlerbalken 9 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

10 Treten nun größere Abweichungen auf, so muss entschieden werden, ob die Abweichung auf einen beginnenden Fehler hinweist oder ob es sich um ein normales, aber bisher nicht betrachtetes, Normalverhalten handelt. In diesem Fall wird einfach per Selektion des Bereiches dieser als normal gekennzeichnet und dem Modellwissen hinzu gefügt. In der Regel ist dieses sogenannte Nachtrainieren nur selten notwendig, sofern im Ersttraining ein ausreichend langes Trainingsintervall verwendet wurde. Wurde versehentlich dem Modell ein nicht normaler Zustand beim Training mitgegeben, so kann er problemlos jederzeit aus dem Trainingswissen per Selektion entfernt werden. Oberes Fenster: Darstellung von Abweichungen (rote Fehlerbalken), vom Bediener als ein normales aber bisher nicht betrachtetes Normalverhalten eingestuft. Unteres Fenster: Nachtrainieren des Modells für dieses bisher nicht betrachtetes Normalverhalten per Selektion des Zeitbereiches (blaue Markierung) Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 10

11 Veränderung von Modellen Da die Komponenten und Prozesse im Kraftwerk einem kontinuierlichen Wandel unterworfen sind, der durch technische Änderungen aber auch durch normale Alterung ausgelöst wird, muss auch das Modell gelegentlich angepasst werden. Hierzu stehen prinzipiell zwei Möglichkeiten zur Verfügung: 1. Anpassung an Alterung oder veränderte Betriebsweise und Betriebsarten Veränderungen im Verhalten der Komponente oder in Betriebsweise und Betriebsarten werden über eine Veränderung des hinterlegten Normalverhaltens erreicht. In diesem Fall wird zum Beispiel nach einer Revision das neue Betriebsverhalten einfach hinzu gelernt, 2. Anpassung an neue oder geänderte KKS Werden neue Messstellen hinzu gefügt, entfernt oder neu instrumentiert, so kann das grafisch mit Plant Monitor abgebildet werden. Da jeder KKS über einen eigenständigen Block repräsentiert wird, kann dieser problemlos vom Anwender gelöscht, hinzugefügt oder parametriert werden. Aufbau eines Plant Monitor Modells im Editor der SPPA-T3000 Workbench 11 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

12 Parametrierung von Modellen Nach der Auswahl der gewünschten KKS und nach erfolgreich durchgeführtem Training kann das Plant Monitor Modell sofort in Betrieb genommen werden. Dabei werden die standardmäßig eingestellten Grenzwerte für das Residuum und weitere Standardeinstellungen verwendet, die in erster Näherung ein zufriedenstellendes Arbeiten ermöglichen. Diese Einstellungen können jedoch jederzeit in einfachster Weise durch den Anwender verändert und situativ angepasst werden. Plant Monitor bietet hierzu zum einen die Möglichkeit die Parameter übersichtlich direkt darzustellen und zu verändern. Parametrierung der Modelle innerhalb von Plant Monitor Zudem gibt es aber die Möglichkeit, alle einstellbaren Parameter nach Excel zu exportieren, dort zu verändern und dann zurück zu lesen. Hierbei können alle Vorzüge von Excel genutzt werden. Spreadsheet-Engineering mit Excel zur Parametrierung von Plant Monitor Modellen Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 12

13 Vernetzung von Modellen Plant Monitor ist in der Lage beliebige Komponenten und Prozesse mit Modellen zu beschreiben und zu überwachen. Der Umfang dieser Modelle ist frei wählbar und kann auch über die Grenzen eines technischen Gewerks hinaus definiert werden. Jedoch ist in diesem Fall zu beachten, dass je mehr unterschiedliche und von den Informationen her unabhängige (d.h. nicht von einander abhängige) Komponenten und Prozesse zusammengefasst werden, die Genauigkeit der Zustandsbeschreibung darunter naturgemäß leidet. Abhilfe lässt sich in diesem Fall schaffen, indem man verschiedene Komponenten und Prozesse mit unterschiedlichen Modellen abbildet, z.b. ein Modell für Kessel, Gasturbine, NH3-Aufbereitung, etc. Selbstverständlich kann man wichtige Größen, die allen Modellen gemeinsam angehören, auch mehrfach in unterschiedlichen Modellen verwenden. Hierdurch erzielt man eine deutlich höhere Genauigkeit bei der Fehlerfrüherkennung und kann auch klar die Verantwortlichkeiten und Zuständigkeiten bei Alarmierungen kanalisieren. Ebenfalls sollte man vermeiden, dass man Modelle für unterschiedliche Anwendungsfälle an einer Komponente oder Prozess gemeinsam trainiert. Zwar ist ein Modell für eine Maschine in der Lage z.b. den stationären Betrieb sowie den Auslauf zu ü- berwachen. Erheblich genauer werden aber die Zustandsbeschreibungen und damit die möglichen Analysen, wenn man ein vorhandenes Modell dupliziert und einmal für ein stationäres Verhalten, z.b. für ein festes Drehzahlband, und parallel für z.b. den Abfahrvorgang trainiert. Plant Monitor kann dann automatisch entsprechend der Situation das richtige und spezialisierte Modell aktiv schalten. Selbstverständlich wäre auch ein Parallelbetrieb solcher Modelle möglich. Über dieses hinaus bietet Plant Monitor die Möglichkeit Modelle mit verschiedenen Informationstiefen kaskadiert zu betreiben. Liefert zum Beispiel ein kleines und überschaubares Modell für einen Prozess eine Abweichung, die an einem Kessel auftritt, so kann automatisch ein bereits vorbereites Modell, das alle KKS des Kessels betrachtet, aktiviert werden. Damit verringert sich die mögliche Flut an Informationen für den Operator, stellt aber sicher, dass kein Zustand unberücksichtigt bleibt. 13 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

14 Bedienen und Analysieren Alarmierung und Bedienung Stellt der Plant Monitor Abweichungen vom Normalverhalten der Anlage fest, meldet er diese Abweichungen in den Standardansichten von SPPA-T3000: in der Meldefolgeanzeige in den Anzeigen der Kopfzeile in den Anlagenbildern Jeder Wert, der in Plant Monitor verwendet wird, also alle Messwerte, Modellwerte, Abweichungen und auch die Alarme, kann hier einen Alarmzustand melden. Dabei kann jederzeit die Form und die Priorität der Alarmierung verändert und an die gewünschten Vorgaben angepasst werden. Alarme, die in der Meldefolgeanzeige zur Anzeige gebracht werden, enthalten naturgemäß den höchsten Informationsgehalt. Hier wird tabellarisch aufgelistet, welcher Typ Alarm aufgetreten ist, der Ort und der Status. Daneben kann die Meldefolgeanzeige aber auch gleich als Sprung zum betreffenden Anlagenbild, zur Trenddarstellung oder zum Setup-Dialog verwendet werden. Auflistung der aufgetretenen Alarme und ihrer Reihenfolge in der SPPA-T3000 Meldefolgeanzeige MFA Neben der allgemeinen Meldefolgeanzeige werden die Plant Monitor Alarme gesondert in der Kopfleiste zusammengefasst. Von hier springt der Anwender direkt in die Anlagenbilder, in denen Plant Monitor Alarme aufgetreten sind. Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 14

15 Auswahl der Anlagenbilder, die einen Plant Monitor Alarm aufweisen und per Selektion dargestellt werden. Als dritte Möglichkeit, kann der Anwender direkt aus jedem Anlagenbild, das einen Plant Monitor Alarm darstellt, zur Trenddarstellung der Alarmwerte, zum Funktionsdiagramm des Modells oder zur Plant Monitor Ansicht selber springen. Anlagenbild mit Plant Monitor Alarmierungen (lila PM flags) 15 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

16 Analyse In der Regel beginnt eine Analyse mit einer Meldung des Plant Monitor, dass eine Messstelle eine Abweichung vom Normalverhalten aufweist. Diese Information wird zum einen in der Meldefolgeanzeige und parallel im Anlagenbild selber angezeigt. Mit dieser Information steht für die Analyse der Zusammenhänge und Hintergründe dieser Meldung und damit für die Analyse des möglichen Problems bereits eine Reihe von Informationen fest: An welchem Modell, bzw. an welcher Komponente oder Prozess der Fehler aufgetreten ist. Welche Messstelle(n) eine Auffälligkeit hat bzw. welche Messstelle(n) nicht. In welcher Reihenfolge sind die Abweichungen aufgetreten Wie hoch sind die Abweichungen im Verhältnis zum Messwert Zusätzlich zu diesen eindeutigen Informationen hat der Anwender zwei grundlegende Analysemöglichkeiten, die beliebig mit einander kombiniert werden können: 1. Analyse in der Plant Monitor Ansicht In der Plant Monitor Ansicht sind alle KKS, die zu einem Modell gehören übereinander im gleichen Zeitraum dargestellt. In der Kopfleiste ist zudem eine zeitrichtige Übersicht aller aufgetretenen Abweichungen als rote Fehlerbalken dargestellt. Durch einfaches Anwählen eines dieser Fehlerbalken, wird die Plant Monitor Anzeige auf das entsprechende KKS umgeschaltet und darunter das zugehörige Residuum dargestellt In dieser Darstellung können bereits viele Ursachen ermittelt werden. Insbesondere kann in dieser Ansicht ein Zeitbereich als Normalverhalten dem Modell hinzugefügt oder davon entfernt werden. Im oberen Fenster: Im unteren Fenster: Darstellung der aktuellen Abweichungen durch rote Fehlerbalken Zugehörige Messwerte (rot), Erwartungswerte (blau) und ganz unten die Residuen Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 16

17 2. Analyse in der Trenddiagrammdarstellung Hinter jeder Plant Monitor Darstellung von Werten, also Messwert, Modellwert und Residuum ist bereits eine vorkonfigurierte Trenddarstellung mit diesen Werten hinerlegt. Diese Trenddarstellung kann, wie jede andere Trenddarstellung in jedem beliebigen Anlagenbild kann zur Analyse verwendet werden. Trenddarstellung aller für eine detaillierte Analyse notwendigen Informationen direkt in den Anlagenbildern Der Vorteil dieser Darstellung ist, dass in Abhängigkeit von der Analyse beliebige Werte per Drag&Drop aus anderen Darstellungen und aus anderen Anzeigen per Maus in jedes beliebige Diagramm gezogen werden können. Damit können zum Beispiel sehr einfach Schwingungswerte im Kontext mit Prozessgrößen analysiert werden. Zusammenstellungen, die sich für Analysen bewährt haben können darüber hinaus auch als Ansichten gespeichert werden, um sie jederzeit wieder zu verwenden. Mit den durch Plant Monitor ermittelten Abweichungen vom Normalverhalten der Anlage und den Ursachen jeder Abweichung kann das Bedienpersonal oder der Instandhalter Zusammenhänge intuitiv analysieren und Entscheidungen treffen, wie Fahrweisen anzupassen sind oder Instandhaltungsmaßnahmen geplant werden. 17 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

18 Technische Daten SPPA-T3000 Technologie-Server Der SPPA-T3000 Technologie-Server ist die Hard- und Softwareplattform für SPPA-D3000 Plant Monitor und eine Vielzahl von weiteren Applikationen für die Diagnose und Optimierung von Anlagen und Prozessen. Betrachtet man den Technologie Server zunächst getrennt von allen übrigen Komponenten und Schnittstellen, so ist er eine in sich eigenständige SPPA-T3000 Komponente, die in der Regel nicht redundant (nicht-fehlertolerant) ausgeführt ist, jedoch bei erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen auch als redundanter (fehlertoleranter) Server ausgeführt sein kann. Im Gegensatz zu einem Leitsystem, das für die Automatisierung eines Kraftwerks eingesetzt wird, verfügt der Technologie Server nicht über die Schnittstellen zur Automatisierung und kann folglich nicht zum Automatisieren verwendet werden. Der Technologie-Server verfügt jedoch über eine Komponente, den so genannten Technical Calculation Container, kurz TCC. In diesem TCC laufen Applikationen wie der Plant Monitor ab und ist damit in die Embedded Component Services ECS von SPPA-T3000 voll integriert. So profitieren alle Applikationen, die im TCC ausgeführt werden, von den Funktionen und Vorteilen von SPPA-T3000. Die wichtigsten sind: Die einzige Benutzeroberfläche für Bedienung & Beobachtung, Analysen und Projektierung Das Integrierte Engineering Das Archiv Die Protokollfunktion und Alle Bausteine und Darstellungsformen. Darüber hinaus werden durch den TCC alle Schnittstellen und Bedienungen in SPPA-T3000 realisiert. Das bedeutet, dass zum Beispiel Ausgaben der Applikation vollständig homogen sind, so dass alle Ausgaben nach Außen das gleiche Erscheinungsbild und die selbe Bedienphilosophie wie SPPA-T3000 haben. Ein weiterer Vorteil, dass alle Applikationen im TCC wie eine SPPA-T3000 Funktion ausgeführt werden ist, dass alle Applikationen das identische Engineering mit demselben Editor verwenden. Damit erhält man nicht nur dasselbe Look&Feel, sondern Projektierungsdaten werden nur einmal eingegeben (einmalige, konsistente Dateneingabe) und es wird eine vollständige Integration der Applikationen erreicht. Im Gegensatz zu klassischen Plattformen umfasst der Technologie-Server nicht eine Sammlung von Applikationen, die sich nur dasselbe Betriebssystem auf einem Server teilen und ansonsten jede getrennt von allen anderen Applikationen ausgeführt wird. Auf der Plattform Technologie-Server nutzen alle dort ausgeführten Applikationen die vom Technologie-Server bereitgestellten Dienste. Damit gibt es nur noch exklusiv einen Editor, eine Benutzeroberfläche, ein Archiv und so weiter. Der Technologie Server ermöglicht somit eine wirkliche und vollständige Integration von Applikationen untereinander. In der Stand-alone Ausprägung, also ohne SPPA-T3000 Leitsystem, ist der Technologie Server bereits mit den notwenigen Lizenzen für Engineering und Bedienung ausgerüstet. Lediglich die Lizenzen für Plant Monitor müssen hinzugefügt werden. Wird dagegen der Technologie Server mit dem Leitsystem SPPA-T3000 eingesetzt, so werden dessen Lizenzen bei Bedarf verwendet. Diese Lizenzen können natürlich jederzeit im Rahmen des Leitsystems erweitert werden. Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 18

19 SPPA-D3000 Plant Monitor Lizenz basierend auf der zur Modellbildung verwendbaren Kennzeichen-Anzahl ( TAGs ), die in folgenden Staffelungen möglich ist: 100 TAGs, 300 TAGs, 500 TAGs, TAGs, TAGs, TAGs und TAGs Zykluszeit kleiner 3 Sekunden Überwachung stationärer Zustände ja Überwachung transienter Zustände ja Anzahl Modelle beliebig viele im Rahmen der Gesamtanzahl lizenzierter TAGs Vernetzung von Modellen ja Verwendung von Datenquellen verschiedene Datenquellen parallel möglich Ankopplung über Schnittstellen OPC DA und HDA Integrierbar in SPPA-T2000 ja, mittels OPC-Kopplung (via OPC-Server) Integrierbar in SPPA-T3000 ja, ab Release 4, sonst über OPC-Kopplung Im Rahmen einer integrierten Verwendung von Plant Monitor mit SPPA-T3000 ab R4 wird die Bedienung und das Engineering über die vorhandenen ThinClient Arbeitsplatzlizenzen vorgenommen. Weitere Lizenzen für Engineering und Bedienung können im Rahmen einer Lizenzerweiterung hinzugenommen werden. Bei der Verwendung ohne SPPA-T3000 R4 Leittechnik kommt ein so genannter stand-alone Technologie-Server zum Einsatz, an dem direkt die Bedienung und das Engineering vorgenommen wird. Die zum Betrieb notwendigen Lizenzen sind mit dem Erwerb des stand-alone Technologie-Servers bereits enthalten. Werden weitere ThinClient Arbeitsplätze am stand-alone Technologie-Server gewünscht, kann eine Lizenzerweiterung auf dem Technologie Server vorgenommen werden. Die verwendete Leittechnik bleibt davon unberührt. Abkürzungen ECS Embedded Component Services KKS Kraftwerks-Kennzeichnungs-System OPC OLE for process control DA Data access (life data) HDA Historical data access MFA Meldefolgeanzeige in SPPA-T3000 PI Echtzeitdatenbank der Fa. OSI-Soft PM SPPA-D3000 Plant Monitor R4 SPPA-T3000 Release 4 SPPA Siemens Power Plant Automation TAG Kennzeichen (eng.: tag ), KKS TCC Technical Calculation Container TS SPPA-T3000 Technologie-Server 19 Siemens AG Alle Rechte vorbehalten

20 Herausgeber und Copyright 2008 Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstraße 1 D Erlangen Siemens AG Energy Sector Fossil Power Generation Siemensallee 84 D Karlsruhe sppa-d3000.pg@siemens.com D3PPM_DT1_TechDesc_d_V1-1 Alle Rechte vorbehalten. Änderungen vorbehalten. Gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Papier. In diesem Dokument genannte Handelsmarken und Warenzeichen sind Eigentum der Siemens AG bzw. ihrer Beteiligungs- Gesellschaften oder der jeweiligen Inhaber. Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen. Siemens AG Alle Rechte vorbehalten 20