Advanced Process Functions. Parametersteuerung und Materialverwaltung schnell, einfach und effizient. siemens.de/simatic-pcs7/apf

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1 Advanced Process Functions Parametersteuerung und Materialverwaltung schnell, einfach und effizient siemens.de/simatic-pcs7/apf

2 Das ganze Potenzial ausschöpfen Mit den Advanced Process Functions nutzen Sie prozessnahe Funktionen, die in das Leitsystem SIMATIC PCS 7 integriert sind, ganz ohne aufwändige Projektierung, um einfache Chargenprozesse zu automatisieren. Mit überzeugendem Ergebnis: So steigern Sie die Flexibilität Ihrer Produktion, erhöhen die Transparenz Ihres Qualitätsmanagements und minimieren gleichzeitig Engineeringzeit. Um sich schneller an Marktbewegungen anpassen oder rascher auf die Anforderungen des Marktes reagieren zu können, ist Flexibilität in der Prozessindustrie gefragt! Die Vergrößerung der Produktpalette darf dabei natürlich nicht zu Lasten der Qualität gehen. Die Reproduzierbarkeit einzelner Produktionsschritte muss stets gewährleistet bleiben. Um diese Herausforderungen zu meistern, bieten die Advanced Process Functions (APF) eine technologische Erweiterung des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7. APF lassen sich für die Automatisierung von chargenorientierten Prozessen mit einfachen Rezeptstrukturen wie Listen oder Parameterrezepten einsetzen. Entwickelt wurden sie für kleinere und mittlere Teilanlagen mit fixen Ablaufsteuerungen, die mit unterschiedlichen Parametersätzen gefahren werden. Die hierfür benötigte Verwaltung von Aufträgen, Lagerorten, Materialien sowie die Archivierung entsprechender Produktionsprozesse sind die Kernaufgaben der APF. Für jeden Einsatzbereich die richtige Lösung Sie wollen Material-, Materiallos- und Parametersatzdaten effizient verwalten oder von einer unkomplizierten Lagerortverwaltung inklusive Lagerort- bzw. Materialsuche und Materialbuchvorgängen profitieren? Sie sind auf der Suche nach einem Werkzeug, das Auftragsplanungen und Ablaufsteuerungen auf Teilanlagenebene effizient durchführt? Zudem soll die lückenlose und zuverlässige Archivierung chargenbezogener Daten für Tracking und Tracing gewährleistet sein und zwar von der Rohstoffannahme bis hin zur Verpackung? Oder suchen Sie nach einer Schnittstelle, mit der Sie Chargen in SIMATIC BATCH zur Laufzeit anlegen, freigeben und starten können? In jedem Fall gilt: Die Lösung heißt Advanced Process Functions! Lagerortmanagement Materiallosmanagement Pulverförmige Rohstoffe Flüssige Rohstoffe Dosieren Material Transfer Mischen / Reaktor Materiallosmanagement Parametermanagement Lagerortmanagement 2

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4 Die Gesamtlösung im Blick In vielen Anlagen ist die Steuerung von Aufträgen auf Teilanlagen charakteristisch für den Produktionsprozess. Hier werden in der Regel in einzelnen Bereichen voneinander unabhängige Aufträge auf Teilanlagen abgewickelt und in einem Gesamtproduktionsprozess koordiniert. Ob Parametersätze und Einsatzstoffe für Mischprozesse, End- bzw. Zwischenprodukte oder eine parametersatzbasierte Auftragssteuerung für Prozessschritte mit Materialbehandlung wie z. B. Erhitzen, Kühlen oder Separieren für die sichere Abwicklung solcher Teilprozesse können Sie die Funktionalität eines oder mehrerer Module der APF einsetzen. Mit Standardsoftware unterstützen sie die Automatisierung von auftragsbezogenen Produktionsprozessen von der Rohstoffannahme bis zur Freigabe für Abfüllung bzw. Verpackung. Schon das leistungsstarke Leitsystem SIMATIC PCS 7 trägt wesentlich zu Prozesssicherheit, Nachvollziehbarkeit, Standardisierung und effektivem Engineering bei. Auf dieser Basis lassen sich mit APF optimierte Gesamtlösungen schaffen, die hervorragend auf die Anforderungen der Teilprozesse abgestimmt sind. APF die ideale Ergänzung zu SIMATIC PCS 7 Die APF bauen auf den Standardfunktionen von SIMATIC PCS 7 auf und ergänzen das Leitsystem um Funktionsbausteine, Faceplates sowie Parametrier- und Engineering-Werkzeuge. Die APF Module bilden ein Framework für eine effektive Verwaltung von Parametern Aufträgen Material Lagerorten Produktionsdaten bei gleichzeitiger systeminterner Verwaltung produktionsrelevanter Daten. Das zusammen ermöglicht eine flexible und sichere Produktion auf Basis von Standardkomponenten ohne zusätzliche Hardware. Das APF Engineering-Tool ermöglicht es Projekteuren, Funktionsbausteine, Anwenderarchive und Bedienbild- Elemente zu erzeugen. Die APF Funktionsbausteine repräsentieren u. a. Materialien, Parametersätze oder Produktionsaufträge. Sie lassen sich einfach parametrieren und sind mit dem SIMATIC PCS 7 Engineering-System in CFC-Plänen verschaltbar. Über vordefinierte OS-Bilder können z. B. Auftragsverwaltung, Stammdatenpflege sowie Archivierung oder Auswertung von Ergebnisdaten bequem an SIMATIC PCS 7 Operator Stations erfolgen. Die APF bauen auf den Standardfunktionen von SIMATIC PCS 7 auf und bilden ein Framework für eine effektive Verwaltung von Parametern, Aufträgen, Material und Lagerorten. Storage Material Master Data Material Lot SIMATIC PCS 7 Job Parameter Archiving 4

5 Eingespieltes Team: SIMATIC BATCH und APF Die Advanced Process Functions lassen sich auch zusammen mit SIMATIC BATCH wirksam einsetzen. Das Software-Paket für die flexible Automatisierung komplexer Chargenprozesse mit SIMATIC PCS 7 ist für den Einsatz von APF jedoch keine Voraussetzung. Vielmehr lassen sich die Funktionen von SIMATIC BATCH mithilfe der APF sinnvoll erweitern, beispielsweise durch: den automatischen Abgleich der Materialien (inkl. Materialklassen/-typen) mit den Materialstammdaten von SIMATIC BATCH das flexible Aufteilen von Produktionsaufträgen in einzelne Chargen zur weiteren Abarbeitung in SIMATIC BATCH die Festlegung der Auftrags- und Chargennamen, die flexible Berechnung der Chargengrößen etc. eine leistungsfähige Suchfunktion für Materialien und Lagerorte ein Archivierungsmanagement inklusive Berichterstattungsmöglichkeiten Mit diesem Zusammenspiel schöpfen Sie die Möglichkeiten Ihrer Anlage weiter aus, da Teilanlagen nun optimal ausgenutzt werden können. Die Bearbeitung von Chargenprozessen wird nicht nur verkürzt, sondern auch transparenter: APF verbessern die Nachverfolgbarkeit von Produktionsprozessen und integrieren einfache MES- Funktionen (Manufacturing Execution System) in Ihre SIMATIC PCS 7 Systemlandschaft. 5

6 Überzeugend in Engineering und Betrieb Die Advanced Process Functions zielen auf die Optimierung der Produktion durch transparente Informationen über Aufträge, Materialien und Lagerorte. Neben diesen Vorteilen in der Betriebsphase bieten sie aber auch im Engineering viele Vorzüge. Die APF sind systemgetestete Softwaremodule, die sich durch Flexibilität und hohe Zuverlässigkeit auszeichnen. Anstatt projektspezifische Sonderlösungen aufzusetzen, nutzen Sie mit APF eine Standardsoftware zur Lösung Ihrer Automatisierungsaufgaben, die sich nahtlos in die SIMATIC PCS 7 Umgebung einfügt. Durch ihren modularen Aufbau lassen sich APF einfach an Anlagenerweiterungen oder Produktanforderungen anpassen. So schützen Sie Ihre Investitionen in mehrfacher Hinsicht: Sie müssen keine individuellen Softwarebausteine erstellen und pflegen, können sich auf ein im Markt etabliertes System verlassen und haben die Möglichkeit, den Funktionsumfang jederzeit beliebig zu erweitern. Da zusätzlich zum SIMATIC PCS 7 System keine Hardwarekosten anfallen und die Softwarekosten ebenfalls überschaubar sind, profitieren Sie sowohl als Anlagenbetreiber als auch als Systemintegrator von niedrigeren System- und Lebenszykluskosten. Erhöhte Effizienz im Engineering Bereits in der Engineering-Phase steigern APF die Effizienz: Notwendige Archivtabellen und zugehörige Funk - tionsbausteine für die Automatisierungssysteme werden mit den APF Engineering-Tools angelegt. Dadurch entfallen die aufwändige manuelle Anlage von Datenbanktabellen und die Programmierung von Funktionsbausteinen sowie der Schnittstelle zwischen beiden. Großer Vorteil dieses Vorgehens: Es ist weniger fehleranfällig und verkürzt daher Inbetriebsetzungszeiten. Die Bedienoberfläche des Engineering-Tools ist analog zum SIMATIC PCS 7 Engineering-System aufgebaut und kann so von denselben Spezialisten bedient werden. Mehr Transparenz und Qualität im Anlagenbetrieb Ihre eigentlichen Stärken spielen die APF im Anlagenbetrieb voll aus. Der Einsatz der einzelnen Module trägt zu mehr Transparenz, gesteigerter Produktqualität und damit letztendlich zu höherer Anlageneffizienz bei. Die gesamte Produktion wird durch die Aufzeichnung aller produktionsrelevanter Soll- / Ist-Daten und eine projektspezifische Protokollierung transparenter und nachvollziehbarer. Dank konsistenter Parameter und reproduzierbarer Produktionsschritte gestalten sich Produktionsabläufe sicherer, und durch den Zugriff auf Archivdaten lassen sich Chargen sicher rückverfolgen: Sämtliche produktionsund produktrelevanten Daten werden schrittweise aufgezeichnet. 6

7 Flexibles und übersichtliches Auftragsmanagement Die APF ermöglichen eine flexible Definition und Online- Verwaltung von Produktions- und Materialparametern. Diese Flexibilität setzt sich im Auftragsmanagement fort: Der Operator kann vor Ort oder in einer zentralen Warte Aufträge teilanlagenbezogen verwalten, starten, stoppen oder ändern. Übersichtlich präsentierte Online-Informationen liefern ihm eine sichere Grundlage für schnelle Entscheidungsprozesse. Die volle Kontrolle über Materialien und Lagerorte sorgt für optimierte Fahrweisen so lassen sich Fehlproduktionen durch falsche Parameter oder falsche Lagerung sicher vermeiden. Die Bedienphilosophie der APF orientiert sich an SIMATIC PCS 7 und ist über alle Module einheitlich. Ihre Vorteile im Überblick Kostengünstige, modulare Standardsoftware: Die Software ist im Markt etabliert, der Funktionsumfang beliebig erweiterbar. Verkürzte Inbetriebsetzungszeiten: Manuell erstellte Datenbanktabellen und die Programmierung von Funktionsbausteinen werden überflüssig, Fehler dadurch minimiert. Optimierte Produktion: Der Anlagenbetrieb wird protokolliert und dadurch transparenter. Konsistente Parameter machen die Abläufe sicherer, Chargen lassen sich rückverfolgen. Flexibles und transparentes : Aufträge lassen sich je Teilanlage individuell managen. Kontrolle über Material und Lagerort vermeidet Fehlproduktionen. 7

8 Module für alle Anforderungen Die Module decken eine breite Palette von Anforderungen in den unterschiedlichsten Anlagenbetrieben ab vom Parametermanagement wie Mischzeiten über die Planung und Steuerung von Aufträgen in Teilanlagen bis hin zur Auswertung von Produktionsdaten. Parametermanagement: Verwaltung von Parametersätzen für die Produktion Das Parametermanagement dient der zentralen Verwaltung von Parametersätzen für die Produktion. Dies können Parametersätze in Form von Einsatzstofflisten mit Sollwerten, z. B. Mischzeiten, sein. Es kann sich aber auch um Parametersätze zur Anlagensteuerung, wie beispielsweise für einen Erhitzer, handeln. Selbstverständlich sind auch Kombinationen aus beiden möglich. Das Parametermanagement verfügt über einen OS-Editor zum Bearbeiten der Parametersätze sowie über eine Schnittstelle für Datenübernahme und Datenabgleich. Im Engineering ist es möglich, Parametersatzgruppen zu definieren. Für unterschiedliche Ablaufsteuerungen können eigene Parametersatzgruppen angelegt werden. Der Aufbau der Gruppen kann sich unterscheiden und jeweils bis zu 100 Parameter enthalten. Auftragsmanagement: Planung und Steuerung von Teilanlagenaufträgen Das Auftragsmanagement stellt für die Planung und Steuerung von Teilanlagenaufträgen Funktionsbausteine und Faceplates zur Verfügung. Es besteht die Möglichkeit, bis zu 10 Aufträge anzulegen und einen aktiven Auftrag zu starten, anzuhalten etc. und somit zu steuern. Das Anlegen eines Auftrags kann durch den Operator oder über das Automatisierungssystem erfolgen. Dem Auftrag wird bei der Erstellung ein Parametersatz zugeordnet. Wenn erforderlich, kann ein Auftragssollwert eingestellt werden. Das Anzeigen und Ändern des Parametersatzes erfolgt über das Faceplate des Parametermanagements. Sind mehrere geplante Aufträge vorhanden, ist ein Verschieben in der Reihenfolge durch den Operator oder über das Automatisierungssystem möglich. Die Funktionsbausteine dienen hier als Steuerschnittstelle zum Prozess, der zum Beispiel durch eine SFC-Schrittkette abgebildet werden kann. Die Parametersatzdaten für den aktiven Auftrag stehen an einer definierten Stelle im Automatisierungssystem zur Verfügung und können für den Prozessablauf verwendet werden. Materialmanagement: Verwalten von Materialstammdaten Das Materialmanagement vereint das Materialstammdatenmanagement mit dem Materiallosmanagement. Das können Informationen wie zum Beispiel Haltbarkeitsdauer, Dichte, Schüttgewicht, minimale/maximale Lagertemperatur etc. sein. Die Eigenschaften lassen sich im Prozess für Entscheidungen zur Auswahl, Berechnungen oder auch rein informativ nutzen. Für die bessere Übersicht und Handhabung werden Materialien in Klassen und Typen unterteilt: Materialklassen erlauben eine Einteilung in feste oder flüssige Materialien und können sich in bis zu 100 Parametern unterscheiden. Materialtypen werden oft zum einfacheren Auffinden von Lagerorten verwendet, weshalb man für sie Einteilungen wie Rohmaterialien, Zwischen- oder Endprodukte wählt. Materialverwaltung Auftragsverwaltung Parameterverwaltung Lagerortverwaltung Archivverwaltung (Datenarchivierung für Material-, Parameter-, Auftrags- und Lagerortverwaltung) 8

9 Materiallosmanagement: Anlage und Beschreibung von Materiallosen Als Materiallos wird in den APF eine definierte Untermenge eines bestimmten Materials (Rohmaterial ebenso wie durch Produktionsschritte erzeugte Zwischenprodukte) an einem bestimmten Lagerort bezeichnet. Über das Materiallosmanagement ist es möglich, Materiallose anzulegen und mit Eigenschaften in Form von Parametern zu beschreiben. Im Engineering können bis zu 100 Parameter wie Mindesthaltbarkeitsdatum, Lieferantennummer oder ähnliche definiert werden. Alle Lose haben eine eindeutige Kennung, über die sämtliche Materialbewegungen dokumentiert werden. Lagerortmanagement: Verwaltung von Menge und Ort der Materiallose Die Menge beziehungsweise die Teilmengen eines Materialloses und die Lagerorte, in denen sich Teilmengen des Loses befinden, werden über das Lagerortmanagement verwaltet. Darüber hinaus haben Sie mit dem Lagerortmanagement Eigenschaften, Inhalte, Prozessinformationen und Statusinformationen von Lagerorten im Griff. Über die Ein- und Ausbuchfunktionen des Lagerortmanagements werden die Lagerorte mit den Informationen über die jeweils enthaltenen Materiallose versorgt. Somit ist eine kombinierte Verwendung von Materiallosmanagement und Lagerortmanagement sinnvoll. Alle Informationen zu einem Lagerort stehen sowohl im Faceplate als auch in den Funktionsbausteinen zur Verfügung, geeignete Lagerorte sind schnell und sicher auffindbar. Das System versorgt Sie außerdem stets mit aktuellen Lagerstandberichten. Archivierungsmanagement: Speicherung und Auswertung von Produktionsdaten Mithilfe des Archivierungsmanagements sind Speicherung und Bereitstellung zur Auswertung von Produktionsdaten möglich. So können Daten wie zum Beispiel Soll- / Ist- Werte von Dosier- oder Materialtransfervorgängen oder auch Parameter von Reinigungsabläufen archiviert werden. Analog zum Parametermanagement werden im Archivierungsmanagement mithilfe eines Engineering- Tools schnell und einfach User-Archive und Funktionsbausteine erzeugt. Es besteht auch hier die Möglichkeit, Gruppen zu definieren, die sich im Datensatzaufbau unterscheiden. Die Datensätze jeder Archivierungsgruppe können aus bis zu 100 Werten bestehen. Das Archivierungsmanagement stellt Methoden zum automatischen Export, Löschen und Backup der Daten während der Laufzeit zur Verfügung. Archivierte Datensätze lassen sich auf den Operator Stations anzeigen. Projektspezifische Report- und Chargenprotokolle werden auf Wunsch automatisch erstellt Zur besseren Handhabung werden Materialien beim Materialmanagement in Klassen und Typen unterteilt. Das Parametermanagement dient der zentralen Verwaltung von Parametersätzen für die Produktion. 9

10 APF und SIMATIC BATCH für anspruchsvolle Rezeptsteuerungen Setzen Sie die Advanced Process Functions für anspruchsvollere Rezeptsteuerungen zusammen mit SIMATIC BATCH ein: Denn die APF sind mit ihrem übersichtlichen Lagerort- und Materialmanagement eine sinnvolle Erweiterung von SIMATIC BATCH. Die APF unterstützen Sie bei der Suche nach Materialien oder Lagerorten und bei weiteren branchenspezifischen Aufgaben zum Beispiel, wenn es darum geht, Trackingund Tracing-Daten zu erzeugen und zur Verfügung zu stellen. Die APF stellen außerdem Stammmaterialien für SIMATIC BATCH bereit. Der Abgleich der Materialstammdaten (inkl. Materialklassen/-typen) zwischen SIMATIC BATCH und den APF funktioniert automatisch. Zur weiteren Abarbeitung in SIMATIC BATCH können Sie Aufträge innerhalb der APF über einen Order Creation Dialog flexibel in einzelne Chargen aufteilen. Zusammen mit den SIMATIC BATCH OCX Controls lassen sich einfach OS-Bilder für die Chargenbedienung erstellen. Über das Runtime Interface können Chargen per Scripting in SIMATIC BATCH angelegt werden. Diese Schnittstelle kann auch für übergeordnete Systeme (beispielsweise Enterprise Resource Planning Systeme) genutzt werden, um Daten in den Variablenhaushalt einzupflegen. Mithilfe dieser Programmierschnittstelle können Sie aus Aufträgen, die in überlagerten Systemen angelegt wurden, Chargen in SIMATIC BATCH erzeugen. Die Schnittstelle dient nicht nur zum externen Anlegen, sondern auch zum Freigeben und Starten von Chargen. Chargenkopfparameter wie Auftrags- und Chargennamen, Rezepte bzw. Formula für die Charge, Chargengröße, Chargen-Startmodus und -Startzeit können auch mithilfe der APF eingetragen werden. 10

11 Effizientes Engineering für schnellere Inbetriebsetzung Die APF sorgen für doppelte Effizienz im Engineering: Zum einen entfallen durch die Engineering-Tools aufwändige manuelle Arbeiten, zum anderen laufen Engineering und Bedienung bei allen APF Modulen gleich ab das gilt für das Material- und Parametermanagement ebenso wie für das Auftrags- und Archivierungsmanagement. Das spart Zeit und ermöglicht eine schnellere Inbetriebsetzung. Zunächst werden projektspezifische Attribute für sämtliche APF -Module im Engineering-Tool in die Konfigurationsdatenbank eingepflegt. Das System erzeugt daraus automatisch Archivtabellen und Funktionsbausteine für die Kommunikation zwischen Automatisierung und Anwenderarchiven. Um den Zugriff vom Automatisierungssystem auf die User-Archive zu ermöglichen, generieren Sie über die im Engineering-Tool hinterlegten Daten ganz einfach Funktionsbausteine und verschalten diese mit den Funktionsbausteinen der User-Archive. Die mithilfe des APF Engineering-Tools projektierten Daten beobachten und bedienen Sie in der Prozessführung über vorprojektierte Bildobjekte (Prozessbilder und Bildbausteine), die im APF Software-Paket enthalten sind. Das aufwändige manuelle Anlegen von Datenbanktabellen, die Programmierung von Funktionsbausteinen und die Programmierung der Schnittstelle zwischen beiden sind nicht mehr erforderlich. Passende Editorbilder und Faceplates für die Funktionsbaustein-Instanzen im Automatisierungssystem werden vom System vorbereitet und während der Laufzeit teilweise dynamisch erzeugt. Anforderungen + Randbedingungen -> Konzept Definition Strukturdaten Engineering-Tool Generierung Einpflegen Projektdaten: Materialien, Lagerorte Operation: Parametersätze Aufträge Buchungen Strukturdaten Aufträge Eigenschaften Datensätze Parametersätze Felder Formate Materialien Feldlängen Lagerorte Verbindungen Faceplates Tabellen Kommunikations- Bausteine 11

12 Erfahren Sie mehr: siemens.de/simatic-pcs7/apf Advanced Process Functions Ihr Vorteil! Kostengünstige, modulare Standardsoftware Verkürzte IBS im Engineering Flexibles und transparentes Optimierte Produktion Advanced Process Functions alle Infos! Änderungen vorbehalten Artikel-Nr.: PDPA-B Dispostelle W-FPN16-PD-PA223 WS Gedruckt in Deutschland Siemens AG 2015 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Industrial Security Siemens bietet Automatisierungs- und Antriebsprodukte mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb der Anlage oder Maschine unterstützen. Sie sind ein wichtiger Baustein für ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept. Unsere Produkte werden unter diesem Gesichtspunkt ständig weiterentwickelt. Wir empfehlen Ihnen daher, dass Sie sich regelmäßig über Aktualisierungen und Updates unserer Produkte informieren und nur die jeweils aktuellen Versionen einsetzen. Informationen hierzu finden Sie unter: Dort können Sie sich auch für einen produktspezifischen Newsletter anmelden. Für den sicheren Betrieb einer Anlage oder Maschine ist es darüber hinaus notwendig, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutzkonzept) zu ergreifen und die Automatisierungs- und Antriebskomponenten in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept der gesamten Anlage oder Maschine zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Dabei sind auch eingesetzte Produkte von anderen Herstellern zu berücksichtigen. Weitergehende Informationen finden Sie unter: Folgen Sie uns auf: twitter.com/siemensindustry youtube.com/siemens Siemens AG Process Industries and Drives Automation and Engineering Karlsruhe DEUTSCHLAND