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Die
Erfindung bezieht sich auf ein SCADA(Supervisory Control and Data
Acquisition)-System mit Client/Server-Architektur, das als Teilsystem eines
Prozessleitsystems zum Einsatz kommt. Außerdem bezieht sich die Erfindung
auf ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.
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SCADA-Systeme
umfassen sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten zur Prozessüberwachung
und zur Datensammlung in Echtzeit. Ein typisches Prozessleitsystem
enthält
mehrere Ein/Ausgabe-Einrichtungen an voneinander – und auch
von Überwachungs-
und Steuerungseinrichtungen – entfernt
liegenden Orten. Ein SCADA-System mit Client/Server-Architektur
ist mittels eines Servers dafür
eingerichtet, einerseits mit den Ein/Ausgabe-Einrichtungen und andererseits
mit Clients zu korrespondieren. Zweck des SCADA-Systems ist es,
die Ausrüstung
und den Zustand der technischen Anlagen zu erfassen und den Prozesszustand
vom jeweiligen Ort der Clients aus zu überwachen und zu steuern.
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SCADA-Systeme
erfüllen
im allgemeinen unterschiedliche Funktionen, wie zum Beispiel MMI (Mensch-Maschine-Interface),
Datenprotokollierung, erweiterte Kontrollfunktionen, Input/Output-Transaktionen,
Bereitstellung von Information für
das Management, und vieles mehr.
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PC's, auf denen unterschiedliche
Betriebssysteme, wie Windows 2000, Windows XP, IBM OS/2, UNIX Versionen
und andere Betriebssysteme laufen, werden in zuneh mendem Maß im Bereich
der Prozessleittechnik eingesetzt. Bedingt ist dies durch die offene
Architektur der PCs, die akzeptable Rechenleistung zu geringen Kosten
und die große
Vielfalt an Standard-Soft- und Hardwareprodukten, die eine große Auswahl
an Werkzeugen für
Datenerfassung, Analyse, Darstellung, und Steuerung bieten. Unterschiedliche
Rechnersysteme lassen sich auch relativ einfach in einem Rechnernetz
verbinden.
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(Literatur
hierzu:
http://www.omega.com/literature/transactions/volume2/presentation3.html,
http://www.opcfoundation.org/01_about/01_whatis.asp, http://portal.einnovation.org/technique_overview.aspx?Cat=Process&Ch=2&Cont=59, ABB Review:
Focus for the Utility Industry, No. 3, 2002, pp. 23 – 28)
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In
Prozessleitsystemen kommen auch unterschiedliche Verfahren für einen
Netzwerkbetrieb mehrerer Rechnerknoten zum Einsatz. Eines der bekanntesten
Verfahren ist OPC = OLE for Process Control, wobei OLE Object Linking
and Embedding bedeutet, also Verknüpfung oder Einbettung in andere
Datenobjekte beim Datenaustausch zwischen Windows-Programmen (vergl.
Iwanitz F., Lange J. „OLE
for Process Control",
Huethig, Heidelberg, Germany, 2001). Das Verfahren verwendet OPC-Datenzugriffs-Interfaces
zusammen mit DCOM (Distributed Component Object Model) zur Herstellung
von Netzwerkverbindungen zwischen Server und Client. Der Server
weist dabei ein OPC-Interface auf, das Lese- und Schreibfunktionen
für variable
Werte hat. Diese Funktionen werden mittels DCOM im gesamten Netzwerk
eingerichtet, so dass sie auch Clients zur Verfügung stehen. Nachdem sich ein
Client beim Server als Nutzer bestimmter OPC-Datenworte angemeldet hat,
führt jede
im Server erfasste Wertänderung
des jeweiligen OPC-Datenworts automatisch zu einer Aktualisierung
des entsprechenden OPC-Datenworts im Client. Das Verfahren hat allerdings
den Nachteil, dass es keinen Mechanismus zur Datenkompression gibt.
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Einer
der wichtigsten Faktoren beim Entwurf eines leistungsfähigen Prozessleitsystems – und damit
auch seines SCADA-Systems -, das auch für große Anlagen mit hohem Datenaufkommen
geeignet ist, ist jedoch gerade die Fähigkeit, auf schnelle und effiziente
Weise Daten zur Client-Einrichtung zu übertragen und dort zu speichern
( vergl. Patrick D., Fardo S. "Industial
Process Control Systems",
Delmar Publishing, Albany, NY, 1997). In großen Prozessleitsystemen können sich
Clients als Nutzer von Tausenden von Datenworten unterschiedlicher Ein/Ausgabeeinrichtungen
anmelden. Der von Clients verursachte Transfer großer Datenmengen
kann einen erheblichen Teil der Bandbreite der Übertragungswege des Rechnernetzwerks
beanspruchen, und damit die Leistungsfähigkeit des gesamten Prozessleitsystems
verringern. Wenn Prozessdaten lediglich in einem Cache des Servers
zwischengespeichert sind, verursacht der erforderliche Datenverkehr im
Netz für
die Bereitstellung der Daten für
eine Client-seitige graphische Präsentation – beispielsweise zum Aufbau
einer Übersichtsdarstellung
mit 50,000 Prozess-Objekten – eine
erhebliche Verschlechterung der Übertragungsleistung.
Zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
des gesamten Prozessleitsystems ist daher ein verbessertes SCADA-System wünschenswert,
bei dem die Notwendigkeit des Transports großer Datenmengen im Normalbetrieb verringert
ist. Die Handhabung des zu schaffenden Systems soll für den Prozess-Betrachter
und -Bediener einfach sein.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein SCADA-System anzugeben,
das einem Prozess-Betrachter und -Bediener gewünschte aktuelle Prozessdaten
bei gegenüber
bekannten Systemen verringerter Belastung von Datenübertragungswegen
zur Verfügung
stellt. Außerdem
soll ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems angegeben
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein SCADA-System mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und ein Verfahren zum Betreiben eines
solchen Systems sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
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Mit
der Erfindung wird demnach ein SCADA-System vorgeschlagen, bei dem
Clients mit einem Client-Cache zur Zwischenspeicherung von Prozessdaten
ausgestattet sind. Sowohl Clients als auch der Server enthalten
Einrichtungen für
einen Betrieb und eine Kommunikation gemäß dem OPC(OLE for Process Control)-Verfahren.
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Anwendungskomponenten
der Clients können
zwar über
einen SCADA-OPC-Client direkt mit dem Server kommunizieren, große Datenmengen werden
jedoch regelmäßig beim
Client-Cache angefordert.
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Der
erfindungsgemäße Systemaufbau
und die zugehörige
Verfahrensweise haben eine Reihe von Vorteilen:
- – Die Datenverfügbarkeit – beispielsweise
für den Aufbau
einer Übersichtsdarstellung – ist wesentlich
verbessert, da in der Regel die benötigten Daten vollständig oder
zu einem großen
Teil aus dem örtlichen
Zwischenspeicher bezogen werden können, ohne das Übertragungsnetzwerk
besonders zu belasten.
- – Eine
Komponenten-basierte Architektur des SCADA-Systems ist realisiert,
wobei eine Kommunikation mit einem gemeinsamen Prozessdaten-Zwischenspeicher über Standard-OPC-Schnittstellen
gegeben ist.
- – Das
System unterstützt
den Einsatz und die Nutzung redundanter Server-Einrichtungen, da auch im Störungsfall
weiterhin die zuletzt übertragenen Prozessdaten
im jeweiligen Client zur Verfügung stehen,
und der Client-Cache
die Bezugsquelle oder den Bezugsweg für Prozessdaten ohne zutun der
Anwendungen steuern kann.
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Eine
weitere Erläuterung
der Erfindung und deren Vorteile ergibt sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand von Zeichnungsfiguren.
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Es
zeigen
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1 die
Client/Server-Architektur eines erfindungsgemäßen SCADA-Systems mit einem
als Cache-Speicher ausgeführten
Client-Prozessdatenspeicher (kurz: Client-Cache) und OPC-Schnittstellen,
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2 eine
Darstellung von Prozessdatenspeichern in einer Client/Server-Umgebung,
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3 ein
Ablaufdiagramm für
den Datenfluss in einem SCADA-System mit Client-Cache,
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4 die
Architektur eines Client-Cache mit OPC-Schichten in einer Client-Einrichtung,
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5 ein
Flussdiagramm, welches die Anfangskonfiguration und die nachfolgenden
Programmabläufe
zur Datenspeicherung im Client-Cache zeigt, und
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6 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung des Datenflusses in einem Prozessleitsystem
mit einem primären
und einem redundanten SCADA-Server im Fall des Ausfalls des primären SCADA-Servers.
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1 zeigt
die Client-/Server-Architektur eines erfindungsgemäßen SCADA-Systems
mit einer Server-Einrichtung, die als Server 1 bezeichnet
ist, und einer Client-Einrichtung,
die als Client 7 bezeichnet ist. Im SCADA-System können jedoch
mehrere Clients 7 vorhanden sein.
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Im
Server 1 ist im Beispiel eine SCADA-Serveranwendung 2 eingerichtet.
Diese enthält
eine Echtzeit-Datenbank 4, ein SCADA-Prozessanbindungsmodul 5,
das mit Controllern in Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 eines
Prozessleitsystems verbunden ist, eine Verarbeitungseinrichtung 6 und
einen SCADA-OPC-Server 3.
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Der
Client 7 enthält
den erfindungswesentlichen Prozessdaten-Cache, der als Client-Cache 12 bezeichnet
ist, und der zwei OPC-Schnittstellen (Schichten) hat, die mit 10 bzw. 11 bezeichnet
sind. Weiterhin weist der Client 7 mindestens einen SCADA-Client 15 mit
SCADA-Komponenten 14 und einen SCADA-OPC-Client 13 auf.
Ein dynamisches Netzeinfärbungsmodul 9 ist über eine
erste Verbindungseinrichtung 8 mit der zweiten OPC-Schnittstelle 11 verbunden.
Eine Anzeige- und Bedienungseinrichtung 100 für einen
Prozessbeobachter ist über
eine zweite Verbindungseinrichtung 20 mit dem SCADA-Client 15 verbunden.
Der SCADA-OPC-Client 13 ist mittels einer dritten Verbindungseinrichtung 16 mit der
ersten OPC-Schnittstelle 10, sowie mittels einer vierten
Verbindungseinrichtung 17 mit dem SCADA-OPC-Server 3 verbunden.
Eine fünfte
Verbindungseinrichtung 18 verbindet die zweite OPC-Schnittstelle 11 mit
dem SCADA-OPC-Server 3.
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Die
Kommunikation zwischen Client 7 und Server 1 arbeitet
ereignisgesteuert und ist abhängig von
sogenannten Abonnements (subscriptions) bestimmter Datensätze (parameter).
Außerdem
basiert die Kommunikation auf OPC und dem TPC/IP-Protokoll. Mit einem Abonnement meldet
sich eine Anwendung des SCADA-Client 15 als Abnehmer eines
bestimmten Datenwortes (oder Parameters) einer bestimmten OPC-Server-Anwendung
des Servers 1. Dies bewirkt, dass lediglich geänderte Datenwörter zu
den jeweiligen Abonnenten übertragen
werden.
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Der
Server 1 kann mit einem der bekannten Betriebssysteme,
wie Windows 2000, Windos XP, IBM OS/2, Unix, etc. arbeiten. Die
SCADA-Serveranwendung 2 ist dafür eingerichtet, Daten aus den Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 abzurufen
und zu speichern. Die Datenbank 4 der SCADA-Serveranwendung 2 ist
dafür eingerichtet,
eine Teilmenge der Prozessvariablen zu handhaben, die sich auf die
Datenakquisition, Alarmbehandlung und Archivierung beziehen. Das
Prozessanbindungsmodul 5 ist dafür eingerichtet, Datenabfragen
bei den Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 gemäß einer
Anwender-definierten Abfragerate durchzuführen. Die Abfragerate kann
für unterschiedliche
Datenwörter
(Parameter) unterschiedlich gewählt
werden. Bei einer Abfrage geben die jeweiligen Controller der Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 die
angeforderten Datensätze
an die SCADA-Serveranwendung 2 weiter. Üblicherweise werden die Controller
für eine
Zeitstempelung des Datenwortes eingerichtet. Ein solcher Zeitstempel wird
auch vom SCADA-OPC-Server 3 übernommen und für den Abruf
zusammen mit dem zugehörigen Datenwort
durch OPC-Clients 13 bereitgehalten. Die Funktionalität des SCADA-OPC-Servers 3 bietet
eine offene und standardisierte Kommunikationsmöglichkeit für unterschiedliche Clients 7.
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Die
Einrichtung des Clients 7 arbeitet mit einem beliebigen
Betriebssystem für
Workstations, wie Windows 2000, Windows XP, UNIX-Versionen, etc. Beispiele
für SCADA-Komponenten 14 sind
Reports und Faceplates. Der OPC-Client 13 ist zwar dafür eingerichtet, über die
vierte Verbindungseinrichtung 17 direkt mit dem SCADA-OPC-Server 3 zu
kommunizieren, um Datensätze
abzurufen; in einigen Fällen erfolgt
jedoch ein Datenabruf aus dem Client-Cache 12. Der Grund
ist die bereits erwähnte
fehlende Möglichkeit
zur Datenkompression im OPC-Protokoll, die bei einer Anforderung
einer großen
Datenmenge das Übertragungsnetz
stark belasten würde.
Um dies zu vermeiden, erfolgt daher erfindungsgemäß für beispielsweise
den Aufbau einer Übersichtsdarstellung ein
Datenabruf aus dem Client-Cache 12.
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Der
Client-Cache 12 hat nicht nur die Aufgabe Prozessdaten
zwischenzuspeichern, wodurch die Verfügbarkeit aktueller Prozessdaten
wesentlich verbessert wird, son dern ist auch Schnittstelle zum Netzeinfärbungsmodul 9.
Das Modul 9 wird verwendet, um online Einfärbungsinformation
zu berechnen und bereitzustellen, die für Darstellungen auf der Anzeige-
und Bedienungseinrichtung 100 benötigt werden.
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Die
erste OPC-Schnittstelle 10 des Client-Cache 12 macht
die gespeicherten Daten OPC-fähig.
Das bedeutet, dass dem OPC-Client 13 Abonnements auf bestimmte
Prozessdaten unter Verwendung von OPC-Methoden ermöglicht sind. Die
zweite OPC-Schnittstelle 11 verleiht dem Client-Cache 12 eine
Standard-OPC-Client-Funktionalität. Das bedeutet,
dass der Client-Cache 12 Prozessdaten eines beliebigen
OPC-Servers abonnieren kann. Die Verbindungseinrichtungen 8, 16, 17, 18 und 20 sind
Kommunikationspfade, die OPC-Methoden als Kommunikationsmechanismus
benutzen. Somit ist OPC in der dargestellten Architektur nicht nur
internes Kommunikationsmittel zwischen Client 7 und Server 1,
sondern auch zwischen den Modulen des Clients. Dadurch ist auch
der Einsatz fremder OPC-kompatibler Module im System möglich, wodurch
eine hohe Flexibilität
und Wiederverwendbarkeit gegeben ist.
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2 zeigt ähnlich wie 1 die
Client-/Server-Architektur eines erfindungsgemäßen SCADA-Systems, wobei jedoch
mehrere Client-Einrichtungen 26 für Clients 1, 2 bis
N, und ein Server 21 vorhanden sind, und wobei jeweils
lediglich ein Teil der in der Server-Einrichtung 21 bzw.
in den Client-Einrichtungen 26 enthaltenen Komponenten
dargestellt sind. Anhand der 2 soll nämlich im
wesentlichen der Einsatz des Client-Cache 29 in der Client/Server-Architektur
weiter erläutert
werden.
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Eine
oder mehrere Client-Einrichtungen 26 können simultan mit der Server-Einrichtung 21 kommunizieren.
Der SCADA-OPC-Server 23 in der Server-Einrichtung 21 erhält Prozessdaten
vom SCADA-Prozessanbindungsmodul 22. Der SCADA-OPC-Server 23 stellt
die Prozessdaten als OPC tags von OPC-Objekten 24 zur Verfügung. Der
Client-Cache 29 kann mittels seiner zweiten OPC-Schnittstelle 28,
und unter Verwendung konventioneller OPC-Methoden Prozessdaten beim SCADA-OPC-Server 23 abonnieren.
Vom SCADA-OPC-Server 23 empfangene Prozessdaten werden
im Client-Cache 29 als Variable 30 gespeichert. Die
erste OPC-Schnittstelle 27 des
Client-Cache 29 ermöglicht
es, die Variablen 30 als OPC-Datenwort für OPC-Clients zur Verfügung zu
stellen. Die Verbindungseinrichtungen 25, bzw. 32 entsprechen
der fünften
Verbindungseinrichtung 18 bzw. der dritten Verbindungseinrichtung 16 aus 1 und
arbeiten nach der OPC-Kommunikationsmethode
im Client/Server-System. Ein Überwachungs-
und Organisationsmanager 31 im jeweiligen Client-Cache 29 ermöglicht es
einem Benutzer festzulegen, wie und wie lange eine Zwischenspeicherung
bestimmter Prozessdaten im Client-Cache 29 erfolgen soll.
Der Überwachungs-
und Organisationsmanager 31 ermöglicht es auch, Prioritäten für den Fall
festzulegen, dass durch ihn selten benötigte oder unwichtige Datenwörter aus
dem Zwischenspeicher entfernt werden müssen, um Speicherplatz zu schaffen.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
den Datenfluss in einem SCADA-System mit Client-Cache, also mit
Zwischenspeicherung von Prozessdaten. Der dargestellte Ablauf beginnt
damit, dass einer der SCADA-Client-Komponenten 14, der
eine OPC-Schnittstelle
hat, eine erste Nachricht 34 zur ersten OPC-Schnittstelle 10 des
Client-Cache 12 sendet,
um eine Ladung von Prozessdaten in den Client-Cache 12 zu
initiieren. Der Client-Cache 12 sendet daraufhin eine zweite
Nachricht 35 an den SCADA-OPC-Server 3, um bestimmte
Prozessdaten beim SCADA-OPC-Server 3 zu abonnieren, und
um große
Datenmengen zur Ladung in den Client-Cache 12 zu erhalten.
Der SCADA-OPC-Server 3 sendet daraufhin eine dritte Nachricht 36 an
das SCADA-Prozessanbindungsmodul 5, das daraufhin einen Abruf
von Prozessdaten aus mehreren Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 (vergl. 1)
durchführt.
Parallel dazu sendet der SCADA-OPC-Server 3 eine vierte Nachricht 37 an
die Echtzeit-Datenbank 4,
um eine Speicherung der abgerufenen Daten und deren regelmäßige Aktualisierung
zu initiieren. Wenn der Abruf der Prozessdaten, deren Übertragung
und schließlich
Speicherung im Client-Cache 12 abgeschlossen ist, kann
die SCADA-Client-Komponente 14 mit einer fünften Nachricht 38 Prozessdaten
beim Client-Cache 12 anfordern
und abonnieren. Mit einer solchen fünften Nachricht 38 wird
eine große
Datenmenge abonniert, die im Client-Cache 12 bereits vorhanden
ist. Im Vergleich zu einer Anforderung oder einem Abonnement von
Prozessdaten direkt beim SCADA-OPC-Server 3 mittels einer
sechsten Nachricht 39, durch die ein Abruf von Prozessdaten
bei Ein/Ausgabe-Einrichtungen 19 (vergl. 1)
durchgeführt
wird, führt
die Nutzung des Client-Cache 12 zu einer verbesserten Datenverfügbarkeit
und einer ganz wesentlichen Entlastung des Übertragungssystems.
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4 zeigt
weitere Einzelheiten der Architektur eines Client-Cache 44 mit
OPC-Schichten 41 und 42 in
einer Client-Einrichtung 40. Der Client-Cache 44 enthält eine
Liste mit Variablen, die als OPC tags abgebildet und in den OPC-Schichten 41 und 42 gespeichert
werden; dieser Vorgang ist mit Bezugszeichen 46 in 4 angegeben.
Ein Überwachungsmanager 43 veranlasst
Funktionen lesen 45 und setzen 47, die eine ständige Aktualisierung
der Daten in den OPC-Schichten 41 und 42 bewirken.
Der Überwachungsmanager 43 ermöglicht es
einem Benutzer festzulegen, wie und wie lange eine Zwischenspeicherung
bestimmter Prozessdaten im Client-Cache 44 erfolgen soll.
Der Überwachungsmanager 43 ermöglicht es
auch Prioritäten
festzulegen, wenn durch ihn selten benötigte oder unwichtige Datenwörter aus dem
Zwischenspeicher entfernt werden müssen, um Speicherplatz zu schaffen.
Die jeweilige Priorität kann
schon bei der Speicherung des jeweiligen Datenworts festgelegt werden.
Auch ein Zeitpunkt, zu dem ein bestimmtes Datenwort aus dem Speicher entfernt
wird, kann festgelegt werden. Zwei Beispiele für die Möglichkeiten, die der Überwachungs-
und Organisationsmanager 31 bietet, sind nachstehend dargestellt:
- 1. Hinzufügen
eines neuen Datenbankeintrags durch spezifizieren seines Schlüssels und
Werts (in Visual Basic): DataCache("NameA")=1;
- 2. Hinzufügen
eines neuen Datenbankeintrags durch Add method (in Visual Basic):
DataCache.Add("NameB"<parameterString>). Der <parameterString> definiert Festlegungen
für ein
Löschungsdatum
und Prioritätsangaben.
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Zum
Löschungsdatum
veranlasst der Überwachungsmanager 43 die
Löschung.
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5 zeigt
ein Flussschema zur Darstellung der Anfangskonfiguration und der
nachfolgenden Programmschritte zur Ausführung der Datenspeicherung
im Client-Cache 12. Im Flussschema sind die jeweiligen
Systemkomponenten übereinstimmend
mit den Bezugszeichen in 1 bezeichnet. Nach dem Start
in einem Schritt 48 abonniert der Client-Cache 12 in
einem Schritt 49 Prozessdaten beim SCADA-OPC-Server 3,
basierend auf einer durch den Benutzer vorgegebenen Anfangskonfiguration.
Nach erfolgreichem Prozessdaten-Abonnement werden in einem Schritt 50 Prozessdaten
in den Client-Cache 12 geladen. In einem Schritt 51 empfängt der
Client-Cache 12 Prozessdatenanforderungen
von SCADA-Client-Komponenten 14 und erfasst deren Abfrageperiode.
Die Behandlung der jeweiligen Prozessdatenanforderung ist von der
Abfrageperiode abhängig.
Daher wird in einem Schritt 52 ermittelt, ob die abonnierte
Abfrageperiode Null ist. Wenn die Abfrageperiode Null ist, wird
in einem Schritt 55 geprüft, ob der angeforderte Prozessdatenwert
im Client-Cache 12 gespeichert ist oder nicht. Wenn der
angeforderte Wert im Client-Cache 12 vorhanden ist, wird
er in einem Schritt 58 vom Client-Cache 12 ausgelesen.
In einem Schritt 59 wird dem Prozessdatenwert der Zeitpunkt
der letzten Aktualisierung hinzugefügt. Das so gebildete Datenwort
wird schließlich
in einem Schritt 60 der anfragenden SCADA-Client-Komponente 14 gesendet.
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Wenn
der angeforderte Prozessdatenwert nicht im Client-Cache 12 gespeichert
ist, dann setzt in einem Schritt 56 ein Verfahren zum Abonnement von
Prozessdaten beim SCADA-OPC-Server 3 ein. In einem Schritt 57 werden
daraufhin die benötigten Prozessdaten
beim SCADA-OPC-Server 3 ausgelesen und im Client-Cache 12 gespeichert.
Danach erfolgen die oben beschriebenen Schritte 58 bis 60.
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Wenn
im Schritt 52 festgestellt wird, dass die Abfrageperiode
nicht Null ist, wird in einem Schritt 53 geprüft, ob die
Abfrageperiode weniger oder gleich einem vorgegebenen Maximalwert
ist. Liegt der Wert der Abfrageperiode über dem Maximalwert, so folgt Schritt 55.
Wenn nicht, dann folgt ein Schritt 54, in dem geprüft wird,
ob das benötigte
Datenwort bereits beim SCADA-OPC-Server 3 abonniert ist.
Wenn nicht, folgen die Schritte 56 bis 60. In
anderen Fall folgen die Schritte 58 bis 60.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Datenflusses in einem Prozessleitsystem mit
einem primären
und einem redundanten SCADA-OPC-Server 3a, bzw. 3b im
Fall des Ausfalls des primären
SCADA-OPC-Servers 3a. In einem Schritt 61 sendet
eine SCADA-Client-Komponente 14 mit OPC-Schnittstelle eine
Nachricht an den Client-Cache 12, womit eine Initialisierung
durch Ladung von Prozessdaten aus dem primären SCADA-OPC-Server 3a in
den Client-Cache 12 erfolgt. In einem weiteren Schritt 62 sendet
der Client-Cache 12 eine Nachricht an den primären SCADA-OPC-Server 3a,
um eine große
Datenmenge vom primären
SCADA-OPC-Server 3a zu beziehen, und um eine Datenübertragung
im Fall von Datenänderungen
zu abonnieren. In einem Schritt 63 sendet der primäre SCADA-OPC-Server 3a eine
Nachricht an den redundanten SCADA-OPC-Server 3b, um diesen
mit dem Stand des primären
SCADA-OPC-Servers 3a zu synchronisieren. Nachdem die Prozessdaten
im Client-Cache 12 gespeichert sind, sendet in einem Schritt 64 die
SCADA-Client-Komponente 14 eine weitere
Nachricht an den Client-Cache 12, um Prozessdaten anzufordern
und um eine automatisierte Aktualisierung im Fall von Prozessdatenänderungen zu
abonnieren.
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Wenn
der primäre
SCADA-OPC-Servers 3a ausfällt erfolgt in einem Schritt 65 eine
Information des Client-Cache 12, und außerdem mittels eines Schrittes 66 eine
Information des redundanten SCADA-OPC-Servers 3b. In einem
Schritt 67 schickt der Client-Cache 12 daraufhin
sein aktuelles Prozessdatenabonnement an den redundanten SCADA-OPC-Servers 3b.
SCADA-Client-Komponenten 14 bemerken von dem Wechsel zum
redundanten SCADA-OPC-Server 3b nichts, da im Client-Cache 12 stets
und ohne Verzögerung
aktuelle Prozessdaten gespeichert sind, gleichgültig von welchem SCADA-OPC-Server
sie geliefert wurden.
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Es
versteht sich, dass zur Realisierung eines ertindungsgemäßen Systems
auch Abweichungen vom Ausführungsbeispiel
möglich
sind. Beispielsweise können
neue Versionen der OPC-Methode verwendet werden oder auch mehrere
Komponenten, z. B. mehrere SCADA-OPC-Server in der Server-Einrichtung 1 eingesetzt
werden.
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- 1
- Server
- 2
- SCADA-Serveranwendung
- 3
- SCADA-OPC-Server
- 3a
- primärer SCADA-OPC-Server
- 3b
- redundanter
SCADA-OPC-Server
- 4
- Echtzeit-Datenbank
- 5
- SCADA-Prozessanbindungsmodul
- 6
- Verarbeitungseinrichtung
- 7
- Client
- 8
- erste
Verbindungseinrichtung
- 9
- Netzeinfärbungsmodul
- 10
- erste
OPC-Schnittstelle
- 11
- zweite
OPC-Schnittstelle
- 12
- Client-Cache
- 13
- SCADA-OPC-Client
- 14
- SCADA-Komponenten
- 15
- SCADA-Client
- 16
- dritte
Verbindungseinrichtung
- 17
- vierte
Verbindungseinrichtung
- 18
- fünfte Verbindungseinrichtung
- 19
- Ein/Ausgabe-Einrichtungen
- 20
- zweite
Verbindungseinrichtung
- 21
- Server-Einrichtung,
Server
- 22
- SCADA-
Prozessanbindungsmodul
- 23
- SCADA-OPC-
Server
- 24
- OPC-Objekt
- 25
- fünfte Verbindungseinrichtung
- 26
- Client-Einrichtung
- 27
- erste
OPC-Schnittstelle
- 28
- zweite
OPC-Schnittstelle
- 29
- Client-Cache
- 30
- Variable
- 31
- Organisationsmanager
- 32
- dritte
Verbindungseinrichtung
- 33
- OPC-
Clients
- 34
bis 39
- erste
bis sechste Nachricht
- 40
- Client-Einrichtung
- 41,
42
- OPC-Schichten
- 43
- Überwachungsmanager
- 44
- Client-Cache
- 45,
46, 47
- Funktionen
- 100
- Anzeige-
und Bedienungseinrichtung