Automatische Generierung von Prozessbedienbildern aus Engineeringdaten

Transkript

1 Elektrotechnik & Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik, Professur für Prozessleittechnik Automatische Generierung von Prozessbedienbildern aus Engineeringdaten Falk Doherr, Leon Urbas, Volker Franze, Oliver Drumm 8.Symposium IEPV 2011 Frankfurt, 02. März 2011

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3 Agenda Motivation Projektziel MIM-G allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 3

4 Engineering-Phasenmodell Fokus MMI Conceptual Design VT Basic Engineering VT Detail Engineering Betriebs- Konzept HAZOP ALARM EMR Konzept AT Basic Engineering AT Detail Engineering Ausgangspunkt HMI-Engineering sehr spät trotz intensiver Kopplung zwischen VT und AT Folie 4

5 Engineering-Phasenmodell Fokus MMI Conceptual Design VT Basic Engineering VT Detail Engineering Betriebs- Konzept HAZOP ALARM EMR Konzept AT Basic Engineering AT Detail Engineering Ziel HMI-Engineering früher berücksichtigen und durch integrative Ansätze unterstützen Folie 5

6 Agenda Motivation Projektziel MIM-G allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 6

7 MIM-G soll demonstrieren, dass wesentliche Arbeitsschritte der Prozessbedienbilderstellung automatisiert werden können. Anlagenengineering Leitsystemengineering (HMI-Entwicklungsumgebung) Filterung und Extraktion von Engineeringdaten Abstraktion (Anreicherung) und Transformation Generierung von Prozessbedienbildern und Anordnung von Strukturelementen (Symbole) Folie 7

8 MIM-G soll demonstrieren, dass wesentliche Arbeitsschritte der Prozessbilderstellung automatisiert werden können. Comos PT (Anlagenengineering ) Planungsobjekte SIMATIC PCS 7 (Leitsystemengineering SIMATIC Manager R&I- Fließbilder HW-Konfig Signalliste Anlagentopologie Technologische Hierarchie CFC, SFC WinCC Graphics Designer OS-Übersetzen: ES-Variablen Bildhierarchie Meldungen Bausteinsymbole Funktionspläne MIM-G Bedien- und Anzeigeobjekte Prozessbildgestaltung (Positionierung, Dimensionierung, statische Objekte) Inhalt der Machbarkeitsuntersuchung Generierung von SIMATIC PCS 7- Prozessbedienbildern Folie 8

9 Anforderungen an MIM-G 1:1 Abbildung P&ID:PBB Verwendung einer festen Auflösung Platzierung der generierten Bedien- und Anzeigeelemente unter Beibehaltung der wesentlichen Layoutstruktur des P&ID keine Rotation von Symbolen Erzeugung der statischen Elemente des P&ID (Behälter, Kolonnen, etc.) aus einer bereitgestellten Vorlage keine Darstellung von Wirk- und Signallinien Rohrleitungsfarben sind schwarz oder medienabhänig (VDI 2403) es sind keine Bildsprünge umzusetzen Folie 9

10 Agenda Motivation Projektziel MIM-G allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 10

11 Modularer Realisierungsansatz Separation of Concern Einteilung in Module nach Informationsbedarf Design for Evolution Einteilung in Module nach Veränderungsfrequenz Design for Intelligence Durch Menschen lesbare (und verstehbare) Schnittstellenformate Zukunftsorientiert: Änderungen in der Systemarchitektur führen nicht zwangsweise zur Überarbeitung aller Systemfunktionalitäten Folie 11

12 Metamodel SCADA-Objects: Abstracts, Classes, Behaviors & Animations Analysis SCADA-Frameworks VisiWinNET CAE - Entwicklungswerkzeug CAEX HMI Design Assistent GUI-Minator ABSTRACT HMI MODEL - TAGNAMES - STRUCTURES - GUI-OBJEKTS - (ALARMS) Model-Model Transformation WinCC/PCS7 InTouch CoDeSys XVCML Templates & Typicals - VDI/VDE HF/HCI-Guidelines - Engineering Experience HMI Design Rules Transformation Rules, Emitter Templates Folie 12

13 Agenda Motivation Projektziel MIM-G V0.1 allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 13

14 Siemens PCS7-COMOS Integration PCS 7 OS-Generierung Comos MIM-G Design Assistent WinCC Execution Wizard P&ID & CFC XML Connectors Erzeugung abstraktes HMI- Modell Erzeugung WinCC Steuerdatei Objekte einlesen Objekte zuordnen Objekte erzeugen Eigenschaften setzen CAEX - Objektstruktur (units) - rollenspezifische Eigenschaften ahmi R&I-Objekte - Namen - Positionen - Verbindungen - Stromdaten WCF - zeilenweise Anweisungsliste - Abbilden, Platzieren, Eigenschaften setzen Entscheidungen auf Basis von Hilfsdateien (xml) Folie 14

15 Filterung und Extraktion von Engineeringdaten Anlagenhierarchie P&ID & CFC Comos XML Connectors wichtige Basisdaten der Planungselemente (Name, ID, Beschreibung, Rolle (Stammobjekt, Instrument Typ)) Rollenbibliotheken mit Detailinformationen der Elemente (Apparate, Armaturen, Rohrleitungen, MSR-Stellen) CAEX - Objektstruktur (units) - rollenspezifische Eigenschaften auch fürs HMI irrelevante Elemente müssen mit extrahiert werden (Handventile, Sichtgläser, T-Stück, ) Folie 15

16 Abstraktion und Transformation MIM-G Design Assistent Erzeugung abstraktes HMI- Modell Erzeugung WinCC Steuerdatei ahmi R&I-Objekte - Namen - Positionen - Verbindungen - Stromdaten WCF - zeilenweise Anweisungsliste - Abbilden, Platzieren, Eigenschaften setzen Folie 16

17 Siemens PCS7-COMOS Integration PCS 7 OS-Generierung Comos MIM-G Design Assistent WinCC Execution Wizard P&ID & CFC XML Connectors Erzeugung abstraktes HMI- Modell Erzeugung WinCC Steuerdatei Objekte einlesen Objekte zuordnen Objekte erzeugen Eigenschaften setzen CAEX - Objektstruktur (units) - rollenspezifische Eigenschaften ahmi R&I-Objekte - Namen - Positionen - Verbindungen - Stromdaten WCF - zeilenweise Anweisungsliste - Abbilden, Platzieren, Eigenschaften setzen Entscheidungen auf Basis von Hilfsdateien (xml) Folie 19

18 Agenda Motivation Projektziel MIM-G allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 20

19 Comos: Fließbildentwurf Doherr/Urbas/Franze/Drumm Folie 21

20 SIMATIC PCS 7: Ergebnis OS-Übersetzen Doherr/Urbas/Franze/Drumm Folie 22

21 SIMATIC PCS 7: Ergebnis Bedienbildgenerierung Folie 23

22 Agenda Motivation Projektziel MIM-G V0.1 allgemeiner Lösungsansatz systemspezifischer Lösungsansatz Machbarkeitsnachweis Diskussion Folie 24

23 Folie 25