OPC und SCADA im Überblick

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1 OPC und SCADA im Überblick Folie 5-1 Vergangenheit Bedarf Information in Echtzeit zwischen Kontrollsystem und Geräten auszutauschen Zahlreiche proprietäre Lösungen/Treiber (25 % bis 30 % Entwicklungszeit) Hardware-Erneuerungen erforderten neue Treiber Inkonsistenzen zwischen Treibern verschiedener Hersteller Zwei verschiedene Anwendungen konnten nicht gleichzeitig auf das gleiche Gerät zugreifen Nicht alle Geräte hatten Treiber für alle Anwendungen (gebunden an Hersteller) Microsoft DDE und NetDDE Folie 5-2

2 Die Ziele Plug&Play-Software und Hardware-Komponenten von verschiedenen Herstellern Kein Bedarf proprietäre I/O-Gerätetreiber zu entwickeln Schnelle Integration Jede HMI/SCADA-Software kann mit jedem Gerät kommunizieren. Konsistentes Interface Folie 5-3 Neue Entwicklung: OPC Unified Architecture Ziel: Offener Standard, betriebssystem-unabhängige Lösung Basis statt COM/DCOM nun TCP/IP, HTTP, SOAP, XML Rückwärtskompatibilität gefordert Folie 5-4

3 OPC OLE for Process Control Object Linking and Embedding nun: Openness, Productivity, Connectivity Initiierende Arbeiten durch Fisher-Rosemount (nun Emerson), Rockwell Software, Opto 22, Intellution und Intuitive Technology nun überwacht von der OPC Foundation über 440 Mitglieder, einschließlich Microsoft Folie 5-5 Haupt-Komponenten OPC stellt eine allgemeine Schnittstelle zur Kommunikation mit verschiedenen Prozess-Steuerungen bereit, unabhängig von der Steuerungssoftware oder den Geräten im Prozess. Haupt-Komponenten: OPC-Server vom Geräte-Hersteller geliefert. Erzeugt Daten über das Gerät in einem einheitlichen OPC- Format. OPC-Client nimmt Daten von einem Server entgegen und stellt diese für andere Anwendungen bereit Folie 5-6

4 Typische Tags Digital I/O Analogue I/O Message I/O Calculations / Process Variables Timers Statistical control functions / Exceptions Alarms Folie 5-7 OPC-Funktionen OPC DA Data Access vergleichbar mit SNMP-Polling OPC Batch Specification ergänzt OPC DA für die Batch-Verarbeitung von Daten OPC XML-DA ergänzt OPC DA Kommunikation mit nicht-ms-geräten OPC HDA Historical Data Access SNMP RMON History OPC A & E Alarm and Events vergleichbar mit SNMP-Traps OPC-Client (SCADA) OPC DX Data Exchange OPC-Server (MS-OS) Gateway OPC-Server können direkt miteinander kommunizieren OPC DX OPC-Server (Linux u.a.) Folie 5-8

5 Server und Clients Historian GUI Alarm Log HMI Database Process Control Workstation OPC Client Kommunikationsmedium SPS OPC-Server Hardware Folie 5-9 OPC-Clients Mehrere Clients können gleichzeitig auf einen OPC-Server zugreifen Folie 5-10

6 Warum OPC für Ethernet-Netze? Ethernet ist ein grundlegender und kritischer Teil industrieller Prozesse Das LAN ist nicht länger das Problem von einem anderen Ethernet-Geräte müssen in ein existierendes industrielles Management-System eingebunden werden Überwachen der Gesamt-System-Leistung Folie 5-11 Industrielle Steuerung die Ziele Überwachung und Steuerung geografisch verteilter oder komplexer industrieller Prozesse Darstellung der Information in einem einheitlichen anwender-freundlichen Format Verbessert Wirkungsgrad stellt Echtzeit-Information bereit, damit geeignete Betriebsentscheidungen getroffen werden können. Bietet Steuerungslösung, die ohne spezielle Programmierkenntnisse an individuelle Bedürfnisse angepasst werden kann Benutzt ein einziges Front-End zur Überwachung, Steuerung und Data-Acquisition Integriert verschiedene Steuerungsumgebungen in ein einziges Kontrollzentrum Folie 5-12

7 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Ein Bild sagt mehr als tausend Worte Supervisory Überwachung und Darstellung industrieller Prozesse Control Steuerung auf Anlagen-Ebene und von entfernten Geräten Data Acquisition Archivierung, Trend-Erstellung, Alarmierung, Aktivitäten-Logging Grundlegender Teil einer unternehmensweiten Struktur für das Information-Management Wichtige Informationsquelle Folie 5-13 Weitere Eigenschaften von SCADA-Software Ablaufplanung Projekt-Management Sicherheit Abrechnung / Gruppen-Profile Runtime Configurator / Cut-&-Paste Folie 5-14

8 Supervision Überwachung Graphische Darstellung auf Fabrik-Ebene Einheitliches Front-End für alle Geräte Aktive Elemente zeigen den Komponentenstatus Alarme Schwellwerte Graphing Echtzeit-Anzeige Folie 5-15 Control Manuelle Eingriffe Automatische Eingriffe Komplexe Befehlssequenzen Wenn der Tank voll ist, dann... schließe das Ventil und... schalte die Pumpe ab Folie 5-16

9 Data Acquisition Es gibt drei Daten-Typen Digital an / aus Analog echte Werte, Füllstände, Temperaturen etc. Puls Umdrehungen von Antrieben, Pumpen, Ringkolbenzählern etc. Folie 5-17 Typische Komponenten einer SCADA-Software I/O Subsystem Display Builder Operator HMI Historian Subsystem Runtime Subsystem Alarm Subsystem History Database Realtime Database Management Database Folie 5-18

10 Software-Komponenten-Library Folie 5-19 Komponenten-Visualisierung und -Steuerung Aktives Eingreifen per Klick Folie 5-20

11 Komponentenstatus und OPC Folie 5-21 Prozess-Übersicht Folie 5-22

12 Trends Folie 5-23 Archivierung, Trends, Alarmierung, Export Folie 5-24

13 Integration von ActiveX-Controls Folie 5-25 Bekannte Software-Pakete Intellution ifix Wonderware FactorySuite 2000 (inklusive InTouch) Iconics Genesis 32 Rockwell RSView32 GE Fanuc Cimplicity ABB Maestro Modcomp - Scadabase Folie 5-26

14 Einsatz von OPC Windows XP Ggf. OPC-Clients und Server, MS Management Console und das OPC-Tool OPCEnum.exe (Windows\System32) in der Windows Firewall als Ausnahme festlegen. Mit Programm können nicht dargestellte Funktionen in die Liste geladen werden. Nur EXE- Dateien können in die Liste eingefügt werden. Bei OPC-Server und Clients DLLs und OCXs müssen stattdessen die aufrufenden Programme in die Liste geladen werden. TCP-Port 135 freischalten, über den die DCOM-Verbindung initiiert wird. Folie 5-27