-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf die Anlagenüberwachung
und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Überwachen
von Anlagen unter Verwendung eines eigenständigen Anlagenüberwachungssystems
in Verbindung mit einem Prozessautomatisierungssystem.
-
Ein
Unternehmen, wie eine industrielle Fabrik, mit einer Vielzahl von
Anlagen zum Ausführen eines Prozesses weist in der Regel
ein Prozessautomatisierungssystem zum Steuern des Prozesses und eine
Vielzahl von "eigenständigen" Systemen zum Überwachen
der Anlagen auf. Um dem Bedienpersonal ein einzelnes Fenster zum
Anzeigen von Informationen sowohl aus dem Prozessautomatisierungssystem
als auch den eigenständigen Systemen bereitzustellen, ist
das Prozessautomatisierungssystem oftmals mit Schnittstellen zum
Empfangen von Informationen von dem eigenständigen System
versehen. In einem von dem Zessionar der vorliegenden Erfindung
erhältlichen Prozessautomatisierungssystem, System 800 × ATM, sind beispielsweise Standardanlagenmonitore
zum Abrufen von Daten aus den eigenständigen Systemen bereitgestellt.
Jeder dieser Standardanlagenmonitore ist speziell für ein
bestimmtes eigenständiges System entwickelt und implementiert
hochspezialisierte Analysealgorithmen zum Bestimmen des Status der
Ausrüstung. Eine solche Anpassung ist recht kompliziert
und erhöht die Kosten für die Entwicklung und
die Wartung von Standardanlagenmonitoren. Diese Kosten machen Standardanlagenmonitore
nur für diejenigen eigenständigen Systeme, die
weit verbreitet sind, ökonomisch machbar. Dadurch sind
Standardanlagenmonitore in der Regel für weniger weit verbreitete
eigenständige Systeme nicht verfügbar.
-
Auf
der Grundlage des Vorstehenden besteht ein Bedarf im Fachgebiet
an einem vereinfachten System und Verfahren zum Überwachen
von Anlagen unter Verwendung eines eigenständigen Anlagenüberwachungssystems
in Verbindung mit einem Prozessautomatisierungssystem. Die vorliegende Erfindung
richtet sich auf ein solches System und Verfahren.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen
einer Anlage in einem Unternehmen bereitgestellt. In Übereinstimmung
mit dem Verfahren wird mindestens ein Computer mit einem Anzeigemonitor
und einem eigenständigen Softwaresystem zum Überwachen
der Anlage bereitgestellt. Das eigenständige Softwaresystem
ist auf dem mindestens einen Computer ablauffähig und kann
betrieben werden, um Daten für einen Zustand der Anlage
zu übertragen. Die Daten enthalten eine Beschreibung des
Zustands und einen Status des Zustands. Ein Prozessautomatisierungs-Softwaresystem
ist ebenfalls bereitgestellt und ist auf dem mindestens einen Computer
ablauffähig. Das Prozessautomatisierungs-Softwaresystem
enthält eine Mensch-System-Schnittstelle (HSI) und einen
generischen Anlagenmonitor mit einer veränderbaren Zustandstabelle
mit einem generischen Zustandseintrag. Der generische Anlagenmonitor
ist modifiziert, um einen für die Anlage spezifischen angepassten
Anlagenmonitor zu erzeugen. Die Modifikation enthält die Änderung
des generischen Zustandseintrags in der Zustandstabelle, so dass
er dem Zustand der Anlage entspricht. Die Daten werden von dem eigenständigen
Softwaresystem in dem Prozessautomatisierungs-Softwaresystem empfangen
und der Status des Zustands wird in dem angepassten Anlagenmonitor überwacht.
Die Daten werden in der HSI angezeigt.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird auch ein System zum Überwachen
einer Anlage eines Unternehmens bereitgestellt. Das System enthält
mindestens einen Computer mit einem Anzeigemonitor und einem eigenständigen
Softwaresystem zum Überwachen der Anlage. Das eigenständige
Softwaresystem ist auf dem mindestens einen Computer ablauffähig
und kann betrieben werden, um Daten für einen Zustand der
Anlage zu übertragen. Die Daten enthalten eine Beschreibung
des Zustands und einen Status des Zustands. Ein Prozessautomatisierungs-Softwaresystem
ist ebenfalls auf dem mindestens einen Computer ablauffähig
und enthält eine Mensch-System-Schnittstelle (HSI) und einen
generischen Anlagenmonitor mit einer veränderbaren Zustandstabelle
mit einem generischen Zustandseintrag. Ein Softwareentwicklungswerkzeug kann
betrieben werden, um Modifikationen an dem generischen Anlagenmonitor
vorzunehmen, um einen für die Anlage spezifischen angepassten
Anlagenmonitor zu erzeugen. Zu diesen Modifikationen gehört
das Ändern des generischen Zustandseintrags in der Zustandstabelle,
so dass er dem Zustand der Anlage entspricht. Ein Kommunikationsnetz
verbindet das Prozessautomatisierungssystem mit dem eigenständigen
Softwaresystem, so dass das Prozessautomatisierungssystem die Daten
von dem eigenständigen Softwaresystem empfangen kann. Der angepasste
Anlagenmonitor kann betrieben werden, um den Status des Zustands
zu überwachen, und die HSI kann betrieben werden, um die
Daten auf dem Anzeigemonitor des mindestens einen Computers anzuzeigen.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Verwendung
in einem Unternehmen mit einer Anlage bereitgestellt. In Übereinstimmung
mit dem Verfahren werden Daten über mindestens einen Zustand
der Anlage gesammelt. Ein Status des mindestens einen Zustands wird
aus den gesammelten Daten bestimmt. Für jeden Zustand wird
eine Webseite erzeugt, die Informationen über den Zustand
enthält, und Daten werden in einem einzelnen Datenstrang übertragen.
Die Daten enthalten den Status des Zustands und eine URL für
die Webseite. Der Datenstrang wird empfangen und analysiert und
der Status wir angezeigt.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
bezüglich der folgenden Beschreibung, beigefügten
Ansprüche und beigefügten Zeichnungen besser verständlich,
in denen:
-
1 eine
schematische Ansicht eines Unternehmens mit einer Vielzahl von Anlagen
ist;
-
2 eine
schematische Ansicht eines Prozessautomatisierungssystems ist, das
mit den Anlagen des Unternehmens verbunden ist;
-
3 eine
schematische Ansicht des Unternehmens ist, die den Informationsfluss
von einer der Anlagen durch ein eigenständiges Anlagenüberwachungssystem
und das Prozessautomatisierungssystem an ein computerisiertes Wartungsmanagementsystem
zeigt;
-
4 ein
Screenshot eines Bedienerarbeitsplatzes des Prozessautomatisierungssystems
ist;
-
5 ein
Screenshot eines Fabrikexplorerarbeitsplatzes des Prozessautomatisierungssystems ist,
welcher einen ESAM-Aspekt in einer Aspektsystemstruktur zeigt;
-
6 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, welcher ein ESAM-Objekt
in einer Steuerstruktur zeigt;
-
7 ein
Screenshot eines Arbeitsbuches in einem Tabellenkalkulationsprogramm
des Prozessautomatisierungssystems ist, welcher Definitionen des
ESAM-Aspekts zeigt;
-
8 ein
Screenshot des Arbeitsbuches in dem Tabellenkalkulationsprogramm
ist, welcher Parameter eines Servers zeigt, der in einer Thin-Client-Webanwendung
läuft;
-
9 ein
Screenshot des Arbeitsbuches in dem Tabellenkalkulationsprogramm
ist, welcher eine Zustandstabelle des ESAM-Aspekts zeigt;
-
10 ein
Screenshot des Arbeitsbuches in dem Tabellenkalkulationsprogramm
ist, das die Zustandstabelle des ESAM-Aspekts zeigt, nachdem sie modifiziert
worden ist, um einen neuen AM-Aspekt zu bilden.
-
11 ein
Screenshot eines Fensters in dem Fabrikexplorerarbeitsplatzes zum
Zuweisen des ESAM-Objekts an ein Objekt für einen Motor,
der von einem eigenständigen AM/CM-System überwacht wird,
ist;
-
12 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der das ESAM-Objekt
unter dem Objekt für den Motor zeigt, bevor das ESAM-Objekt
modifiziert wird, um ein neues AM-Objekt zu bilden;
-
13 ein
Screenshot eines Popup-Menüs des Fabrikexplorerarbeitsplatzes
zum Zuweisen des neuen AM-Aspekts zu dem neuen AM-Objekt, um einen
neuen Anlagenmonitor zu erzeugen, ist;
-
14 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der das neue AM-Objekt
unter dem Objekt für den Motor zeigt;
-
15 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Ansicht
der Zustandstabelle des neuen AM-Aspekts zeigt;
-
16 ein
Screenshot ist, der eine Thin-Client-Ansicht eines Anlagenzustandsbaums
zeigt;
-
17 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Ansicht
der Zustandstabelle des neuen AM-Aspekts mit einem Popup-Menü zeigt;
-
18 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der einen Fehlerreportanzeiger
für einen Wärmetauscheranlagenmonitor zeigt;
-
19 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Fehlerreport-Abschicken-Ansicht
für den Wärmetauscheranlagenmonitor zeigt;
-
20 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Aktive-Arbeitsaufträge-Ansicht
für den Wärmetauscheranlagenmonitor zeigt;
-
21 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Anlagenmonitorstatusansicht
des neuen Anlagenmonitors zeigt; und
-
22 ein
Screenshot des Fabrikexplorerarbeitsplatzes ist, der eine Seite
mit einer Vielzahl von Schaltern zum Zugreifen auf URLs von Zuständen des
neuen Anlagenmonitors ist.
-
AUSFÜRHLICHE BESCHREIBUNG
BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass in der folgenden ausführlichen
Beschreibung identische Komponenten dieselben Bezugszahlen aufweisen,
unabhängig davon, ob sie in unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt werden. Es sei außerdem daraufhin
gewiesen, dass zur klaren und präzisen Offenbarung der
vorliegenden Erfindung die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
sein müssen und dass bestimmte Merkmale der Erfindung in
etwas schematischer Form gezeigt werden können.
-
Im
Folgenden erscheint eine Liste von Abkürzungen und ihren
jeweiligen Bedeutungen, welche in der Beschreibung verwendet werden.
- "CMMS" ist ein computerisiertes Wartungsmanagementsystem.
- "DCOM" ist ein verteiltes Komponentenobjektmodell.
- "DLL" bedeutet Dynamische Linkbibliothek.
- "FDCMS" bedeutet Feldvorrichtungskalibrierungs- und -managementsystem.
- "HTML" bedeutet Hypertext Markup Language.
- "HTTP" bedeutet Hypertext Transfer Protocol.
- "ODBC" bedeutet Open Data Base Connectivity, wobei es sich um
ein Verfahren der Kommunikation zu Client/Server-Datenbanken handelt.
ODBC ist ein Teil der offenen Systemarchitektur von Microsoft Windows,
welche eine Reihe von Anwendungsprogrammschnittstellen zur Vereinfachung
und Bereitstellung von Standards für verschiedene Programmaktivitäten
bereitstellt.
- "OPC" bedeutet Objektverknüpfung und Einbettung für
die Prozesssteuerung, bei der es sich um einen veröffentlichten
industriellen Standard für die System-Interkonnektivität
handelt.
- "OPC DA" bedeutet OPC-Datenzugriff, wobei es sich um einen veröffentlichten
industriellen Standard zum Bereitstellen von Zugriff auf Echtzeitprozessdaten handelt.
-
Unter
Bezugnahme nun auf 1 wird ein Blockdiagramm eines
Unternehmens 10 gezeigt, welches von der Verwendung der
vorliegenden Erfindung profitieren kann. Das Unternehmen 10 enthält eine
Vielzahl von Anlagen 12 für unter anderem das Ausführen
mindestens eines Prozesses. Das Unternehmen 10 kann eine
einzige Örtlichkeit oder eine Vielzahl von Örtlichkeiten
enthalten, die an einer oder mehreren geographischen Stellen angeordnet
ist. Das Unternehmen 10 kann eine Windfarm sein und der
Prozess kann das Erzeugen von Elektrizität aus Wind sein.
In einem solchen Fall können die Anlagen 12 einen
Motor 14, einen Wärmetauscher 16 und Windmühlen 20 enthalten.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung
keineswegs auf die Verwendung in einer Windfarm eingeschränkt
ist.
-
Zu
Zwecken des Überwachens und Steuerns der Anlagen 12 kann
das Unternehmen 10 mit einem oder mehreren separaten Anlagenüberwachungs-/Zustandsüberwachungs(AM/CM)-Systemen 24,
Prozessfeldvorrichtungen 26, einem Prozessautomatisierungssystem 30 und
vorzugsweise einem computerisiertes Wartungsmanagementsystem (CMMS) 32,
einem Feldvorrichtungskalibrierungs- und -managementsystem (FDCMS) 34 und
einem räumlich abgesetzten Client 36 versehen
sein, von denen alle über ein Netz 38 miteinander
verbunden sind.
-
Das
AM-/CM-System 24 ist eine eigenständige Softwareanwendung
(d. h. eine Softwareanwendung, die unabhängig von anderen
Softwareanwendungen ablauffähig ist), die Daten über
eine Anlage 12 sammelt und diese Daten verwendet, um einen Status
mindestens eines Zustands der Anlage 12 zu bestimmen. Insbesondere
kann es sich bei dem AM/CM-System 24 um ein Echtzeitdatenerfassungs- und
-analysesystem handeln, das unter anderem den Betrieb des Motors 14 überwacht.
Ein Beispiel für ein solches Echtzeitdatenerfassungs- und
-analysesystem ist Real TPITM, welches von
dem Zessionar der vorliegenden Anmeldung, ABB Inc., erhältlich
ist. In einer solchen Ausführungsform kann das AM/CM-System 24 Daten
von dem Motor 14 über das Netz 38 empfangen.
Das AM/CM-System 24 hat einen OPC DA-Server 40 und
einen Webserver 41 und kann ferner ein Datenbanksystem,
ein Anwendungsprogramm und eine Mensch-System-Schnittstelle (HSI)
mit einem Browser enthalten. Unter Bezugnahme nun auf 2 kann
das AM/CM-System 24 auf einer CPU 42 einer Arbeitsstation 44 laufen. Alternativ
kann das AM/CM-System 24 auf einer CPU 48 einer
Steuerarbeitsstation 50 in dem Prozessautomatisierungssystem 30 oder
auf einer CPU 52 eines Servercomputers 54 in dem
Prozessautomatisierungssystem 30 laufen.
-
Das
AM/CM-System 24 sammelt Daten über den Motor 14 und
verwendet die Daten zur Überwachung von Zuständen
des Motors 14, wie beispielsweise Leistung, Verfügbarkeit,
Qualität und Gesamtgeräteteffektivität
(OEE). Das AM/CM-System 24 erzeugt eine Webseite und einen
Datenstrang 46 für jeden Zustand. Der Webserver 41 macht
die Webseiten für Webclients in dem Netz 38 verfügbar,
während der OPC DA-Server 40 die Datenstränge 46 für die
OPC DA-Clients in dem Netz 38 verfügbar macht. Wie
unten ausführlicher erörtert werden wird, enthält ein
Datenstrang 46 für einen Zustand eine URL (Uniform
Resource Locator) für die Webseite für den Zustand.
-
PROZESSFELDVORRICHTUNGEN
-
Die
Prozessfeldvorrichtungen 26 enthalten Überwachungsvorrichtungen
(wie Sensoren und Sender) und Steuervorrichtungen (wie Ventile und Treiber)
zum Überwachen und Steuern des Prozesses. Die Prozessfeldvorrichtungen 26 kommunizieren
Betriebswerte des Prozesses an das Prozessautomatisierungssystem 30 über
ein Feldnetz 56, welches abgeschirmte verdrehte Leitungspaare, Koaxialkabel,
faseroptische Kabel oder drahtlose Kommunikationskanäle
verwenden kann.
-
PROZESSAUTOMATISIERUNGSSYSTEM
-
Unter
Bezugnahme nun auf 2 und 3 handelt
es sich bei dem Prozessautomatisierungssystem 30 vorzugsweise
um ein verteiltes Steuersystem, wie beispielsweise um ein verteiltes
Steuersystem 800 × A, welches im Handel von dem Zessionar der
vorliegenden Erfindung, ABB Inc., erhältlich ist. Das Prozessautomatisierungssystem 30 enthält
allgemein mindestens eine Steuerarbeitsstation 50 und eine
oder mehrere Steuerungen 58. Eingabesignale von den Feldvorrichtungen 26 werden über
das Feldnetz 56 zu dem Netzwerk 38 durch 4–20
mA-Signalgebung und/oder durch ein oder mehrere der herkömmlichen
Steuerprotokolle, wie beispielsweise das HART®-Protokoll,
das FoundationTM-Fieldbus-Protokoll, oder
das Profibus-Protokoll kommuniziert. Für jede der Feldvorrichtungen 26,
die über das FoundationTM-Fieldbus-Protokoll
kommunizieren, umfasst das Feldnetz 56 HSE/H1-Verknüpfungsvorrichtungen,
welche die Feldvorrichtungen 26 mit einem Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Unternetz
verbinden, welches mit dem Netz 38 über eine FF-HSE-Kommunikationsschnittstelle
der Steuerung(en) 58 oder durch einen (nicht gezeigten)
FF OPC-Server verbunden ist. Für jede Feldvorrichtung 26,
die über das Profibus-Protokoll kommuniziert, umfasst das
Feldnetz 56 DP/PA-Verknüpfungsvorrichtungen, welche
die Feldvorrichtungen 26 mit einer Profibus-DP-Leitung
verbinden, welche über eine Profibus-Kommunikationsschnittstelle
der Steuerung(en) 58 oder über einen (nicht gezeigten)
Profibus-OPC-Server mit dem Netz 38 verbunden ist. Für alle
Feldvorrichtungen 26, die über 4-20-mA-Signalgebung
und/oder das HART®-Protokoll kommunizieren,
umfasst das Feldnetz 56 in der Regel abgeschirmte verdrehte
Leitungspaare, welche die Feldvorrichtungen 26 mit einem
E/A-Untersystem 60 verbinden, welches ein oder mehrere
E/A-Module mit einer oder mehreren zugeordneten Modulterminierungseinheiten,
wie in 2 gezeigt, enthält. Das E/A-Untersystem 60 ist über
ein Modulbus mit den/der Steuerung(en) 58 verbunden, welche
mit dem Netz 38 verbunden ist/sind.
-
Das
Netz 38 verbindet die Steuerarbeitsstation 50,
die Steuerung(en) 58 und das AM/CM-System 24.
Das Netz 38 enthält ein Paar redundanter Ethernetkabel, über
die Informationen unter Verwendung des MMS-(Manufacturing Message
Specification)-Kommunikationsprotokolls und eines reduzierten OSI-Stapels
mit TCP/IP-Protokoll in der Transport/Netzwerk-Schicht kommuniziert
werden. Gemeinsam hilft das Netz 38 und das Feldnetz 56 bei der
Bildung einer Kommunikationsstrecke, über die Informationen
zwischen den Feldvorrichtungen 26 und den Clients übertragen
werden können.
-
Die
Steuerung(en) 58 enthält/enthalten Steuerprogramme
zum Steuern des Prozesses des Unternehmens 10 und seiner
Unterprozesse. Die Steuerprogramme verwenden Betriebswerte von den Feldvorrichtungen 26,
welche von der/den Steuerung(en) 58 von dem E/A-Untersystem 60 empfangen
werden. Die Steuerprogramme werden in einer oder mehreren der fünf IEC
61131-3-Standardsprachen geschrieben: Leiterdiagramm, strukturierter Text,
Funktionsblockdiagramm, Befehlsliste und sequenzielle Funktionskarte.
Ausgaben von den Steuerprogrammen werden über das Feldnetz 56 an
die Steuervorrichtung der Prozessfeldvorrichtungen 26 übertragen.
-
Bei
der Steuerarbeitsstation 50 handelt es sich um einen PC
(Personal Computer) mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 48 und
einem Monitor 62 zum Bereitstellen visueller Anzeigen an
einen Bediener. Die CPU 48 weist ein darauf laufendes Betriebssystem
auf, bei dem es sich um ein Windows®-Betriebssystem,
das von der Microsoft Corporation erhältlich ist, handelt.
Eine Mensch-System-Schnittstelle (HSI) 66 und ein Anlagenoptimierungssystem 68 mit
Standardanlagenmonitoren 70 laufen auf dem Betriebssystem
der Steuerarbeitsstation 50. Ein Konnektivitätsserver 72 und
ein Aspektserver 74 können ebenfalls auf der Steuerarbeitsstation 50 laufen
oder stattdessen auf dem Servercomputer 54 laufen.
-
Der
Konnektivitätsserver 72 enthält ein OPC-Servernetz,
das auf OLE von Microsoft (jetzt Active X), COM- und DCOM-Technologien
beruht. Das OPC-Servernetz enthält einen OPC DA-Server 76 zum
Kommunizieren mit dem OPC DA-Server 40 des AM/CM-Systems 24 und
einen Steuer-OPC-Server, der Informationen von der/den Steuerung(en) 58 einem
mit dem Netz 38 verbundenen OPC-Client verfügbar
macht, wie beispielsweise der HSI 66. Wie oben dargelegt
kann auch ein FF OPC-Server und/oder ein Profibus-Server bereitgestellt
werden, um die Feldvorrichtungen 26 mit dem Netz 38 zu
verbinden, ohne mit der/den Steuerung(en) 58 verbunden
werden zu müssen. Der FF OPC-Server und der Profibus-Server
basieren ebenfalls auf OLE von Microsoft (jetzt Active X), COM-
und DCOM-Technologien, die Informationen für jeden OPC-Client
in dem Netz 38 verfügbar machen.
-
Der
Aspektserver
74 enthält ein Aspektverzeichnis,
das alle Aspektobjekte und ihre Aspekte enthält, sowie
einen Aspekt-Framework-(AFW)-Server. Der AFW-Server kann betrieben
werden, um HTML-Seiten (Aspekte) für ein Objekt in einer
webfähigen AFW-Datei, die von einem Objektbaum in der HSI
66 aus
gestartet werden kann, einzupacken. Der Aspektserver
74 implementiert
ein Verfahren zum Organisieren von Informationen unter Verwendung
von Aspektobjekten (oder einfach "Objekten") und Aspekten, die den
Objekten zugeordnet sind. Ein Objekt stellt physische Gegenstände
(wie eine Anlage
12) oder virtuelle Gegenstände
(wie eine Funktion) dar und fungiert als ein Halter oder Behälter
für Informationen (wie Laufzeitdaten), die das Objekt betreffen. Ein
Objekt betreffende Informationen sind in seinen Aspekten enthalten.
Ein Aspekt ist eine Anordnung von Informationen, die bestimmte Eigenschaften
eines Objekts betreffen, wie Funktionseigenschaften, Eigenschaften
des physischen Aufbaus und Positionseigenschaften. Informationen
in einem Aspekt werden in einer Ansicht dargestellt, bei der es
sich um eine Liste, eine Tabelle, ein Diagramm, eine Zeichnung oder
eine Graphik handeln kann. Ein Aspekt kann mehr als eine Ansicht
haben. Eine verwendbare Aspektobjektmethodologie wird in der
US-Patentschrift Nr. 6,694,513 von
Andersson et al. beschrieben, die an eine Schwestergesellschaft
des Zessionars der vorliegenden Erfindung erteilt wurde und hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen wird.
-
Die
Aspektobjektmethodologie des Prozessautomatisierungssystems 30 verwendet
eine Vielzahl von Objekthierarchien oder -strukturen, einschließlich:
Aspektsystem, Funktions-, Positions- und Steuerung. Die Aspektsystemstruktur
enthält alle Aspekte, ihre Typen und Kategorien. Die Funktionsstruktur zeigt,
wo ein bestimmtes Objekt in einen Funktionskontext passt. Die Funktionsstruktur
würde beispielsweise zeigen, welche Steuerschleifen dem
Motor 14 zugeordnet sind und welche Feldvorrichtungen 26 jeder
Steuerschleife zugeordnet sind. Die Positionsstruktur zeigt, wo
ein Objekt in einen physischen (geographischen) Kontext passt. Die
Positionsstruktur würde beispielsweise genau zeigen, wo
in dem Unternehmen 10 sich der Motor 14 befindet.
Die Steuerstruktur zeigt, wo eine Softwarefunktion oder eine Hardwarevorrichtung
in dem Prozessautomatisierungssystem 30 oder dem AM/CM-System 24 gefunden
werden kann. Die Steuerstruktur würde beispielsweise zeigen,
welche analogen/digitalen Ausgabesignale den Motor 14 steuern,
welche Ausgabepanels die Ausgabesignale tragen und wie diese Signale
mit dem Steuerprogramm, das den Motor 14 steuert, verbunden
sind.
-
In
der HSI 66 werden Objekte und Aspekte graphisch durch Icons
dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn in der unten
stehenden Beschreibung Bezug auf ein Objekt oder einen Aspekt genommen
wird, dieser Bezug auf das Icon des Objekts oder des Aspekts und/oder,
je nach Zusammenhang, auf sein zugeordnetes Objekt oder seinen zugeordneten
Aspekt erfolgt.
-
Die
HSI 66 hat eine Client/Server-Architektur und kann OPC-basierte
Kommunikation aufweisen. Eine Mensch-System-Schnittstelle, die sich
zur Verwendung für die HSI 66 eignet, ist das
Process PortalTM, das im Handel von dem
Zessionar der vorliegenden Erfindung, ABB Inc., erhältlich
ist. Die HSI 66 ist eine Vielzahl von Clients, die verwendet
werden können. Jeder Arbeitsplatz umfasst eine Sammlung von
nutzerinteraktiven Funktionen (wie Toolleisten, Faceplates, Fenstern,
Pulldown-Menüs, Schalter, Scrollleisten, Iconbilder, Wizards
usw.), die für eine bestimmte Verwendung, wie die Steuerung
des Prozesses, die Wartung von Anlagen 12 in dem Unternehmen 10 oder
das Konfigurieren eines Modells das Unternehmens 10, kombiniert
werden. Von einer Arbeitsplatz-Einloggseite der HSI 66 kann
das Anlagenpersonal einen bestimmten Arbeitsplatz auswählen.
Zwei der auswählbaren Arbeitsplätze sind ein Bedienerarbeitsplatz 80 und
ein Fabrikexplorerarbeitsplatz 82.
-
Unter
Bezugnahme nun auf 4 ist der Bedienerarbeitsplatz 80 für
Prozessbediener konfiguriert, die für das Steuern des Prozesses
verantwortlich sind. Der Bedienerarbeitsplatz 80 enthält
eine obere Anwendungsleiste 84, einen zentralen Anzeigebereich 86 und
eine untere Statusleiste 88. Die Anwendungsleiste 84 enthält
ein Alarmband, das eine zusammenfassende Anzeige ausgewählter Alarmlisten
sowie Links zu den Alarmlisten bereitstellt, sowie eine Alarmzeile,
die die drei letzten Alarme anzeigt. Die Statusleiste 88 enthält
eine Bedienernachrichtenzeile, die die letzte Bedienernachricht
aus dem Prozessautomatisierungssystem 30 anzeigt, einen Schalter
zum Zugreifen auf eine Liste der Bedienernachrichten und ein Aktueller-Nutzer-Tool
zum Anzeigen der Identität des aktuellen Nutzers. Der Anzeigebereich 164 ist
der Bereich, von dem aus der Prozess gesteuert wird. Der Anzeigebereich 86 wird
zum Anzeigen von Aspekten, wie graphischen Anzeigen, Faceplates,
Alarmanzeigen und/oder Trendanzeigen verwendet. In 4 werden
beispielsweise eine graphische Anzeige 90 sowie ein Faceplate 92 gezeigt. Die
graphischen Anzeigen (wie die graphische Anzeige 90) und
die Faceplates (wie Faceplate 92) verwenden Microsoft ActiveX-Steuerungen
und enthalten sowohl statische als auch dynamische Elemente. Dynamische
Betätigungselemente in den graphischen Anzeigen und Faceplates
(wie Schalter 94) sind mit den Steuerprogrammen in der/den
Steuerung(en) 58 verbunden und können von einem
Bediener manipuliert werden, um: Statusänderungen zu initiieren
(z. B. Blockalarme oder Umschaltung vom manuellen Modus zum Automodus);
Prozesswerte, Grenzen und Sollwerte zu ändern und um Alarme
zu bestätigen. Außer dass sie dynamische Betätigungselemente
enthalten, zeigen die graphischen Anzeigen und Faceplates in der
Regel Betriebswerte des Prozesses an.
-
Unter
Bezugnahme nun auf 5, wird der Fabrikexplorerarbeitsplatz 82 verwendet,
um hierarchisch strukturierte Modelle des Unternehmens 10 zu untersuchen
und aufzubauen. Der Fabrikexplorerarbeitsplatz 82 enthält
eine Anwendungsleiste 98 und eine Vielzahl von Frames oder
Bereichen, einschließlich eines Aspektobjektbereichs 100,
eines Aspektlistenbereichs 102 und eines Vorschaubereichs 104. Die
Anwendungsleiste 98 enthält einen festen Anzeigebereich,
eine Toolsammlung und Shortcuts. Der Aspektobjektbereich 100 ist
dort, wo der Objektbrowser eine Liste oder ein Baum 106 von
Objekten für eine ausgewählte Objektstruktur (Funktion,
Position oder Steuerung) anzeigt, wobei jedes Stammobjekt an einer
obersten Ebene und seine Nachfolgeobjekte an einer unteren oder
Blattebene angezeigt wird. Auf ein Objekt kann durch Klicken mit
der rechten Maustaste auf das Objekt in einem Objektbaum 106 zugegriffen
werden, wodurch ein Kontextmenü geöffnet wird,
das eine Reihe von Aktionen enthält, die ausgeführt
werden können. Der Aspektlistenbereich 102 zeigt
alle Aspekte eines aktuell ausgewählten Objekts in dem
Objektbaum 106 an. Der Vorschaubereich 104 zeigt
den aktuell in dem Aspektlistenbereich 102 ausgewählten
Aspekt an.
-
Unter
Bezugnahme wieder auf
3 integriert das Anlagenoptimierungssystem
68 die
Anlagenüberwachung und Entscheidungsunterstützungsanwendungen
der HSI
66 sowie des CMMS
32 und typischerweise
des FDCMS
34. Ein unter der Warenbezeichnung MAXIMO
® von MRO Software, Inc., verkauftes
strategisches Wartungsmanagementsoftwarepaket hat sich als für
die Verwendung als CMMS
32 geeignet herausgestellt, während
sich ein unter der Warenbezeichnung DMS von Meriam Process Technologies
verkauftes Vorrichtungsmanagementsoftwarepaket als für
die Verwendung als FDCMS
34 geeignet herausgestellt hat.
Das Anlagenoptimierungssystem
68 enthält die Standardanlagenmonitore
70,
einen Anlagenmonitor
108 für den Wärmetauscher
16 und
andere Standardanlagenmonitore, die andere physische Komponenten
des Prozesses und/oder der Prozessfeldvorrichtungen
26 und
Informationstechnologieanlagen des Prozessautomatisierungssystems
30 überwachen
können. Das Anlagenoptimierungssystem
68 enthält
auch einen Anlagenüberwachungsserver
110 und ein
Softwareentwicklungskit (SDK)
112 mit einem Add-In-Tabellenkalkulationsprogramm
113 mit
graphischer Nutzerschnittstelle (GUI). Das SDK
112 kann
auf der Programmiersprache Visual Basic
® und
der von Microsoft Corporation erhältlichen Entwicklungsumgebung basieren
und bei dem Tabellenkalkulationsprogramm kann es sich um das Tabellenkalkulationsprogramm EXCEL
TM handeln, welches ebenfalls von der Microsoft
Corporation erhältlich ist. Das Anlagenoptimierungssystem
68 kann
eine Architektur aufweisen, die im Wesentlichen mit der in der
US-Patentschrift NR. 09/770,167 (Veröffentlichungsnummer
US2002/0103828A1 ),
welche dem Zessionar der vorliegenden Erfindung zugewiesen wurde
und hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschriebenen AO-Struktur übereinstimmt.
-
Der
Anlagenüberwachungsserver 110 wirkt mit dem Konnektivitätsserver 72 und/oder
dem FF OPC-Server und/oder dem Profibusserver zusammen, um Betriebswerte
von den Prozessfeldvorrichtungen 26 über das Netz 38 zu
empfangen. Außerdem empfängt der Anlagenüberwachungsserver 110 Informationen
von dem AM/CM-System 41 über das Netzwerk 38 über
den OPC/DA-Server 76.
-
Die
Standardanlagenmonitore 70 können unter Verwendung
des SDK 112 in Visual Basic® geschrieben
sein und ihre Parameter werden unter Verwendung des Kalkulationsprogramms
definiert. Die StandardAnlagenmonitore 70 können
so konfiguriert sein, dass sie Boolsche Prüfungen, Qualitätsprüfungen,
Laufzeitakkumulationsprüfungen, Ober-, Unter-, Ober-/Untergrenzprüfungen,
XY-Profilabweichungsprüfungen und Flussdeltaprüfungen
ausführen können. Ein Zustand eines Anlagenmonitors 70 kann eine
Betriebseigenschaft (wie eine Vibration) einer überwachten
Anlage sein (wie des Motors 14), während ein Unterzustand
die Qualität oder der Status des Zustands (wie beispielsweise
"normal" oder "extrem") sein kann. Ein Anlagenmonitor 70 kann
so konfiguriert sein, dass wenn ein Unterzustand gilt oder vorliegt
(wie beispielsweise "extrem"), der Anlagenmonitor 70 ein
Anlagenzustandsdokument 114 erzeugt, bei dem es sich um eine
XML-Datei handelt, die alle Informationen enthält, welche
zur Beschreibung eines Anlagenzustands notwendig sind. Der Anlagenmonitor 70 überträgt
das Anlagenzustandsdokument 114 an die HSI 66 und
kann das Anlagenzustandsdokument 114 auch neu formatieren
und es an einen Systemnachrichtendienst 116 zur Lieferung an
Fabrikbedienerpersonal über E-Mail und/oder Pager senden.
Der Systemnachrichtendienst 116 ermöglicht es
dem Fabrikbedienerpersonal, an einer Vielzahl von Anlagenmonitoren 70 teilzunehmen,
für die das Fabrikbedienerpersonal Statusänderungsinformationen
zu empfangen wünscht.
-
Unter
Bezugnahme auf 6 enthält der Anlagenmonitor 108 für
den Wärmetauscher 16 ein Objekt 120 mit
einem Anlagenmonitoraspekt. Der Anlagenmonitor 108 für
den Wärmetauscher 16 kann denselben Aufbau und
dieselbe Funktion wie der Wärmetauscheranlagenmonitor aufweisen,
der in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung von
dem Anmelder (Seriennummer 10/896,732) mit dem Titel A SYSTEM AND
METHOD FOR MONITORING THE PERFORMANCE OF A HEAT EXCHANGER, welche hierin
durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben wird. Mit einem solchen
Aufbau stellt der Anlagenmonitor 108 ein Maß der
Leistung (als "E" bezeichnet) des Wärmetauscher 16 bereit,
ohne Informationen bezüglich des physischen Aufbaus des Wärmetauschers 16 zu
verwenden. Das Leistungsmaß E wird nur unter Verwendung
von Differentialtemperaturen berechnet. Der Anlagenmonitoraspekt stellt
eine ausführliche Ansicht der Zustände und der Unterzustände
des Anlagenmonitors 108 bereit. Der Status der Unterzustände
wird durch Text sowie durch Farbe bereitgestellt, wobei die Farbe
basierend auf der Natur des Status ausgewählt wird.
-
ESAM
-
Außer
den Standardanlagenmonitoren 70 und dem Anlagenmonitor 108 enthält
das Anlagenoptimierungssystem 68 auch einen externen Statusanlagenmonitor
(ESAM) 126. Der ESAM 126 ist ein generischer oder
Vorlagenanlagenmonitor, der kopiert werden und schnell modifiziert
werden kann, um einen angepassten Anlagenmonitor zum Empfangen und
Analysieren von Zustandsdaten von einem separaten oder eigenständigen
AM/CM-System, wie dem AM/CM-System 24, zu empfangen und
zu analysieren. Der ESAM 126 verwendet einen herkömmlichen Datenaustauschstandard
(wie beispielsweise OPC-DA), um Zustandsdaten in einem vorgegebenen
Format von einem AM/CM-System zu erfassen. Das vorgegebene Format
für Zustandsdaten befindet sich in der Form von Datensträngen 46.
Ein einzelner Datenstrang 46 wird für jeden Zustand
der von einem AM/CM-System überwachten Anlage bereitgestellt. Der
Datenstrang 46 wird mit einer Reihe von geschweiften Klammern
("{}") in Abschnitte unterteilt. Die Abschnitte des Datenstrangs 46 enthalten
die Schwere des Zustands, einen Unterzustand des Zustands, eine
Beschreibung des Zustands, eine mögliche Ursache des Zustands,
eine vorgeschlagene Maßnahme und eine URL für
eine über das Web zugreifbare Datei in einem AM/CM-System,
welche Informationen über den Zustand enthält.
Der Datenstrang 46 hat die folgende Form:
{Schwere}{Unterzustand}{Beschreibung}{mögliche Ursache}{vorgeschlagene
Maßnahme}{URL}
-
Jeder
der Abschnitte, mit Ausnahme des Schwere-Abschnitts, kann 0 bis
250 Zeichen enthalten. Der Schwere-Abschnitt enthält eine
Zahl, die sich im Bereich von 0 bis 1000 oder in einem Bereich von –1
bis –1000 befindet. Eine "1" für die Schwerezahl
zeigt einen normalen Unterzustand für den Zustand an. Schwerezahlen,
die größer als 1 sind, zeigen einen nicht normalen
Unterzustand an, je größer die Zahl, desto größer
die Schwere. Wenn der ESAM 126 eine "0" in dem Schwere-Abschnitt
des Datenstrangs 46 empfängt, interpretiert der
ESAM 126 die "0" so, dass sie anzeigt, dass ein AM/CM-System den
relevanten Zustand nicht auswertet, da der Zustand absichtlich deaktiviert
worden ist. Der ESAM 126 stellt den Zustand in eine Qualität
"gut" und stellt dem Zustand eine voreingestellte Beschreibung von "AM/CM-System
absichtlich deaktiviert" bereit, es sei denn, das AM/CM-System hat
seine eigene Beschreibung in dem Beschreibungsabschnitt des Datenstrangs
bereitgestellt. Der ESAM 126 stellt den Unterzustand auf
eine Voreinstellung von "nicht ausgewertet" ein und die Schwere
wird geändert und mit einem Wert von "1" weitergeleitet.
-
Wenn
der ESAM 126 eine negative Schwerezahl erhält,
interpretiert der ESAM 126 die negative Schwerezahl so,
dass sie anzeigt, dass ein AM/CM-System einen internen Fehlerzustand
zur Auswertung des relevanten Zustands identifiziert. Dies kann
am Empfang schlechter Daten oder an einem anderen internen Problem
liegen. Der ESAM 126 wird den Zustand in eine Qualität
von "schlechte Vorrichtungsfehler" setzen und den Zustand mit einer voreingestellten
Beschreibung von "CM-System hat einen Fehler identifiziert" bereitstellen,
es sei denn, das AM/CM-System hat seine eigene Beschreibung in dem
Beschreibungsabschnitt des Datenstrangs bereitgestellt. Der ESAM 126 stellt
die Schwere des Zustands auf den absoluten Wert der negativen Schwere
in dem Schwere-Abschnitt des Datenstrangs ein und der Unterzustand
wird auf "Fehler" eingestellt.
-
Das
Erfordernis, dass ein AM/CM-System Zustandsdaten in dem vorgegebenen
Format veröffentlicht, kann die Modifikation des AM/CM-Systems erfordern,
wie beispielsweise auftreten kann, wenn das AM/CM-System von einer
anderen Partei, als die Partei, die das Prozessautomatisierungssystem 30 bereitstellt,
bereitgestellt wird. In einem solchen Fall kann das AM/CM-System
durch seinen Provider, einen Endnutzer, einen Drittintegrierer oder
den Provider des Prozessautomatisierungssystems 30 modifiziert
werden. Die Modifikation kann in Reaktion auf die Übertragung
des vorgegebenen Formats von dem Provider des Prozessautomatisierungssystems 30 zu
dem Provider des AM/CM-Systems, dem Endnutzer oder dem Drittintegrierer
durch direkte Korrespondenz, beispielsweise durch E-Mail oder normale Post,
oder durch Veröffentlichung des vorgegebenen Formats, wie
beispielsweise durch Handelsjournale, Marketingliteratur usw. erfolgen.
Danach kann der Provider des AM/CM-Systems als ein Teil seines Standardangebots
das AM/CM-System mit der Fähigkeit zum Veröffentlichen
von Zustandsdaten in dem vorgegebenen Format bereitstellen.
-
Der
ESAM 126 enthält eine ESAM-Aspektkategoriedefinition
(ESAM-Aspekt) 128, eine ESAM-Objektdefinition (ESAM-Objekt) 130 und
eine ESAM-Logikimplementation. Der ESAM-Aspekt 128 befindet
sich in der Aspektsystemstruktur des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82,
wie in 5 gezeigt. Der ESAM-Aspekt 128 ist eine
Aspektframework-(AFW)-Datei, die eine Zustandstabelle 132 mit mindestens
einem generischen Zustand mit einer generischen Kennung, wie beispielsweise
"Zustand 1" und mindestens zwei Unterzustände für
den generischen Zustand, nämlich "normal" und "Fehler"
enthält. Das ESAM-Objekt 130 befindet sich in
der Steuerstruktur des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82,
wie in 6 gezeigt. Das ESAM-Objekt 130 ist eine AFW-Datei,
die alle Aspekte enthält, die für die Definition
eines Objekts einer zu überwachenden Anlage notwendig sind.
Die ESAM-Logikimplementation ist eine dynamische Linkbibliothek-(DLL)-Datei,
die die ESAM-Logik enthält.
-
Unter
Bezug auf das AM/CM-System 24 und den Motor 14,
den es überwacht, wird nun der Prozess des Modifizierens
und Implementierens des ESAM 126 zur Erzeugung eines angepassten
Anlagenmonitors für ein AM/CM-System beschrieben. Der Modifikationsprozess
enthält das Modifizieren des ESAM-Aspekts 128 in
dem Tabellenkalkulationsprogramm 113 des SDK 112.
Der ESAM-Aspekt 128 wird durch ein Exporttool des Tabellenkalkulationsprogramms 113,
das durch einen Toolschalter 136, wie in 7 gezeigt,
aktiviert wird, in das Tabellenkalkulationsprogramm 113 exportiert.
In dem Tabellenkalkulationsprogramm 113 wird der ESAM-Aspekt 128 als
Arbeitsmappe 138 mit einer Vielzahl von Seiten, einschließlich
einer AM-Definitionsseite 140, einer Startup-Konfigurationsseite 142,
einer Zuständeseite 144 und einer Anlagenparameterseite 146, wie
in 7 bis 10 gezeigt, geöffnet.
Nach dem Klicken auf die AM-Definitionsseite 140 zum Öffnen wird
die Zelle B1 so modifiziert, dass der Name des ESAM-Aspekts 128 von
"ESAM" zu einem gewünschten neuen Namen geändert
wird, wie beispielsweise einem Namen, der das AM/CM-System 24 und/oder
den Motor 14 bezeichnet. Der Name des ESAM-Aspekts 128 kann
beispielsweise, wie in 7 gezeigt, zu "RTPI AM" geändert
werden. Auf diese Weise wird der ESAM-Aspekt 128 kopiert,
um einen neuen AM-Aspekt 148 zu erzeugen. Dann wird die
Anlagenparameterseite 146 geöffnet und der IP- oder
DNS-Name des Servers, auf dem eine Thin-Client-Webanwendung läuft
(wie einem räumlich abgesetzten Client 36), wird
dann wie in 8 gezeigt, eingegeben. Dann
wird auf die Zuständeseite 144 geklickt, wodurch
bewirkt wird, dass die Zustandstabelle 132, wie in 9 gezeigt,
angezeigt wird. Wie oben beschrieben, hat die Zustandstabelle 132 einen generischen
Zustand mit einer generischen Kennung, d. h. "Zustand 1", und zwei
Unterzustände für den generischen Zustand, nämlich
"normal" und "Fehler". Eine Vielzahl neuer Zustände kann
erzeugt werden, indem Reihen 2 und 3 der Zustandstabelle 132 für
die erforderliche Anzahl neuer Zustände dupliziert werden.
Die Namen der neuen Zustände und der generische Zustand
in Spalte A werden dann zu den Namen der Zustände des AM/CM-Systems 24 geändert.
Der Name "Zustand 1" für den generischen Zustand kann beispielsweise
zu "Verfügbarkeit" geändert werden, und die Namen
der neuen Zustände können zu "Leistung", "Qualität"
und "Gesamt-OEE", wie in 10 gezeigt,
geändert werden. Nach der Modifizierung der Zustandstabelle 132 wird
der neue AM-Aspekt 148 unter Verwendung eines AM-Kategorie-Aktualisieren-Tools
in dem Tabellenkalkulationsprogramm 113, welches durch
einen Toolschalter 150 betätigt wird, in die Aspektsystemstruktur
gespeichert. Das Tabellenkalkulationsprogramm 113 wird
dann geschlossen.
-
Nach
der Erzeugung und Modifizierung des neuen AM-Aspekts 148 wird
das ESAM-Objekt 130 und der neue AM-Aspekt 148 einem
Objekt 154 für den Motor 14, der von
dem AM/CM-System 24 überwacht wird, zugewiesen.
Das Objekt 154 für den Motor 14 wird
zunächst in der Funktions- oder Positionsstruktur des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82 positioniert
und dann mit der rechten Maustaste angeklickt, wodurch das Erscheinen
eines Popup-Menüs (nicht gezeigt) bewirkt wird. Aus dem
Popup-Menü wird eine "Objekt einfügen"-Aufgabe
ausgewählt, wodurch bewirkt wird, dass ein Fenster 156 erscheint, wie
in 11 gezeigt. In dem Fenster 156 wird ein Objekt 158 für
den Anlagenüberwachungsserver 110 erweitert, um
das ESAM-Objekt 130 zu lokalisieren. Das ESAM-Objekt 130 wird
ausgewählt und ein "Einfügen"-Schalter 160 wird
angeklickt. Nach Abschluss dieser Vorgehensweise kann wieder auf
die Funktions- oder Positionsstruktur des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82 zugegriffen
werden. Das ESAM-Objekt 130 befindet sich nun unter dem
Objekt 154, wie in 12 gezeigt.
Der Name des ESAM-Objekts 130 wird dann durch Auswählen
eines "Name"-Aspekts 162 für das ESAM-Objekt 130 in
dem Aspektlistenbereich 102 des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82 geändert,
indem ein neuer gewünschter Name in dem Vorschaubereich 104 ausgewählt
wird und auf einen Anwendenschalter 164 geklickt wird.
Der neue Name kann das AM/CM-System 24 und/oder eine Anlage, die
es überwacht, anzeigen. Der Name des ESAM-Objekts 130 kann beispielsweise
zu "RTPI" geändert werden. Auf diese Weise wird das ESAM-Objekt 130 kopiert,
um ein neues AM-Objekt 166 zu erzeugen, das alle Standardaspekte
enthält, die von dem Anlagenoptimierungssystem 68 verwendet
werden, mit Ausnahme des neuen AM-Aspekts 148, der noch
zugefügt werden muss. Der neue AM-Aspekt 148 wird
zugefügt, indem das neue AM-Objekt 166 aus der
Funktions- oder Positionsstruktur des Fabrikexplorerarbeitsplatzes 182 ausgewählt
wird und mit der rechten Maustaste auf das neue AM-Objekt 166 geklickt
wird, um ein Popup-Menü 168 (in 13 gezeigt)
zu erzeugen, das eine Liste aller verfügbaren Aspekte anzeigt.
Der neue AM-Aspekt 148 wird aus der Liste ausgewählt
und es wird auf einen "Erzeugen"-Schalter 170 geklickt.
Das neue AM-Objekt 166 hat nun den neuen AM-Aspekt 148,
wie in 14 gezeigt. Das neue AM-Objekt 166 und
der neue AM-Aspekt 148 werden gemeinsam als der neue Anlagenmonitor 172 bezeichnet.
-
Nach
Erzeugung des neuen AM-Objekts 166 und des neuen AM-Aspekts 148 wird
dem neuen AM-Objekt 166 ein Datenquellaspekt 174 bereitgestellt,
der Zustandsdatenstränge von dem OPC DA-Server 76 empfängt,
welcher wiederum die Zustandsdatenstränge 46 von
dem OPC DA-Server 40 des AM/CM-Systems 24 empfängt.
Der Datenquellaspekt 174 wird mit einem Namen mit dem folgenden Format
versehen: <Name
des neuen AM-Objekts>_DS.
Wenn der Name des neuen AM-Objekts 166 "RTPI" ist, ist
der Name des Datenquellaspekts 174 somit RTPI_DS, wie in 14 gezeigt.
Der Datenquellaspekt 174 kann erzeugt werden, indem ein Steuerverbindungsaspekt
eines Objekts für das OPC-Servernetz 126 kopiert
wird und dann der kopierte Aspekt umbenannt wird.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist die Duplizierung
und Modifizierung des ESAM 126 zur Erzeugung eines neuen
Anlagenmonitors ein schnelles und einfaches Verfahren, um Informationen
von einem eigenständigen AM/CM-System in einem Prozessautomatisierungssystem
verfügbar zu machen.
-
ANLAGENBERICHTER UND ANZEIGER (EINSCHLIESSLICH
THIN CLIENT)
-
Ein
Anlagenberichteraspekt 180 wird für das neue AM-Objekt 166 in
dem Fabrikexplorerarbeitsplatz 82 wie in 15 gezeigt
bereitgestellt. Anlagenberichteraspekte können auch für
die anderen Objekte mit Anlagenmonitoren bereitgestellt werden. Ein
(nicht gezeigter) Anlagenberichteraspekt kann beispielsweise für
das Objekt 120 bereitgestellt werden. Ein Anlagenberichteraspekt
für ein Objekt stellt eine ausführliche Ansicht
aller Anlagenmonitorzustände und Unterzustände
für eine durch das Objekt dargestellte Anlage bereit. Außerdem
zeigt der Anlagenberichteraspekt einen Schwereanzeiger für
das Objekt selbst an.
-
Der
Anlagenanzeigeraspekt 182 wird auch für das neue
AM-Objekt 166 wie in 15 gezeigt bereitgestellt.
Anlagenanzeigeraspekte können auch für die anderen
Objekte mit Anlagenmonitoren bereitgestellt werden. Ein Anlagenanzeigeraspekt
kann beispielsweise für das Objekt 120 bereitgestellt
sein. Für ein bestimmtes Objekt zeigt der dem Objekt zugeordnete
Anlagenanzeigeaspekt das Objekt und alle seine Nachfahrenobjekte
in einem Anlagenzustandsbaum 184 in dem Aspektobjektbereich 100 des
Fabrikexplorerarbeitsplatzes 82 sowie in dem Bedienerarbeitsplatz 80 an.
Auf den Anlagenanzeigeaspekt 182 kann auch als eine webfähige
Ansicht 185 (in 16 gezeigt)
an einem räumlich abgesetzten Client, der nicht Teil des
Prozessautomatisierungssystems 30 ist, das heißt,
ein Thin Client, zugegriffen werden. Ein Thin Client, wie der räumlich
abgesetzte Client 36 in 2 greift
auf den Anlagenanzeigeaspekt 182 über einen Webserver
auf der Maschine zu, die der Host für den Anlagenüberwachungsserver 110 ist.
Der Status der Objekte in einem Anlagenzustandsbaum 184 wird über
Icons 186 angezeigt, die jeweils den Objekten zugeordnet
sind. Jedes Icon 186 für ein Objekt stellt die
Gesamtschwere seiner Nachfahrenobjekte dar, das heißt die höchste
Schwere für ein Nachfahrenobjekt. Die Form eines Icons 186 für
ein Objekt basiert auf der höchsten Schwerezahl der Unterzustände
von den Anlagenmonitoren der Nachfahrenobjekte. Wenn alle Unterzustände
beispielsweise eine Schwerezahl von eins haben, ist das Icon 186 ein
Häkchen, wodurch normale Unterzustände angezeigt
werden; wenn die höchste Schwerezahl der Unterzustände
zwischen 2 und 250 ist, ist das Icon 186 ein "i" in einer
weißen Blase, was nicht normale Unterzustände
geringer Schwere anzeigt; wenn die höchste Schwerezahl
der Unterzustände zwischen 251 und 500 ist, ist das Icon 186 eine
blaue Fahne, was einen nicht normalen Unterzustand mittlerer Schwere
anzeigt; wenn die höchste Schwerezahl der Unterzustände
zwischen 501 und 750 ist, ist das Icon 186 ein gelbes Achtung-Dreieck,
was einen nicht normalen Unterzustand hoher Schwere anzeigt; und
wenn die höchste Schwerezahl der Unterzustände
zwischen 751 und 1000 ist, ist das Icon 186 ein roter Kreis
mit einem Kreuz, was einen nicht normalen Unterzustand sehr hoher
Schwere anzeigt. Die Icons 186 können voreingestellt
sein oder durch Unternehmenspersonal konfigurierbar sein. In den
Bediener- und Fabrikexplorerarbeitsplätzen 80, 82 wird
der Status eines Anlagenzustandsbaums 184 dynamisch angepasst.
In einer Thin-Client-Ansicht eines Anlagenzustandsbaums 184 wird
der Status der Objekte nur durch eine manuelle Anpassung aktualisiert.
-
Der
Status der Objekte und ihre Unterzustände, die in einem
Anlagenzustandsbaum 184 angezeigt werden, und die Anlagenberichter
werden durch die von den Anlagenmonitoren 70 ausgegebenen
Anlagenzustandsdokumenten 114 bestimmt. Wenn ein Anlagenmonitor 70 ein
Anlagenzustandsdokument 114 für eine Statusänderung
(d. h. ein neuer Unterzustand gilt) ausgibt, werden das in dem Anlagenzustandsbaum 184 angezeigte
Icon 186 und die Farbe des Unterzustands in dem entsprechenden Anlagenberichter
geändert. Wenn die Statusänderung von normal oder
OK zu einem anormalen Zustand erfolgt, werden außerdem
automatisch ein Alarm und ein elektronischer Fehlerbericht 188 erzeugt.
-
BENACHRICHTIGUNG (A & E).
-
Ein
Alarm- und Ereignislistenaspekt 190 wird für das
neue AM-Objekt 166, wie in 15 gezeigt, bereitgestellt.
Alarm- und Ereignislistenaspekte können auch für
die anderen Objekte mit Anlagenmonitoren bereitgestellt werden.
Beispielsweise kann ein Alarm- und Ereignislistenaspekt für
das Objekt 120 bereitgestellt werden. Für jedes
Objekt mit einem Alarm- und Ereignislistenaspekt stellt der Alarm-
und Ereignislistenaspekt eine Ansicht in dem Vorschaubereich 104 bereit,
die alle Alarme und Ereignisse anzeigt, die von dem Objekt erzeugt
wurden, einschließlich der Schwere und des Zeitpunkts des
Auftretens der Alarme und Ereignisse.
-
BENACHRICHTIGUNG (CMMS).
-
Ein
Fehlerberichtübermittleraspekt 192 wird wie in 17 gezeigt
für das neue AM-Objekt 166 bereitgestellt. Auch
für die anderen Objekte mit Anlagenmonitoren können
Fehlerberichtsenderaspekte bereitgestellt werden. Ein Fehlerberichtsenderaspekt kann
beispielsweise für das Objekt 120 bereitgestellt werden.
Auf einen Fehlerberichtsenderaspekt kann von dem Aspektlistenbereich 102 oder
von einem Anlagenzustandsbaum 184 oder einem Anlagenberichter
zugegriffen werden, indem gegebenenfalls mit der rechten Maustaste
auf das relevante Icon in dem Anlagenzustandsbaum 184 oder
den Unterzustand in dem Anlagenberichter geklickt wird, wodurch
ein Popup-Kontextmenü erzeugt wird, das Zugriff zu dem Fehlerberichtsenderaspekt
bereitstellt. Jeder Fehlerberichtsenderaspekt hat eine Fehlerberichtanzeige, die
alle Fehlerberichte 198 für einen zugeordneten Anlagenmonitor
anzeigt. Der Fehlerberichtsenderaspekt für das Objekt 120 hat
beispielsweise einen Fehlerberichtanzeiger 194, der die
Fehlerberichte anzeigt, die von dem Anlagenmonitor 108 erzeugt
wurden, wie in 18 gezeigt. Klicken mit der
rechten Maustaste irgendwo in einer Fehlerberichtzeile erzeugt ein
Kontextmenü mit der Option, den Fehlerbericht 198 zu
verwerfen oder zu senden. Wenn der Fehlerbericht 198 gesendet
werden soll, wird eine Fehlerbericht-Senden-Anzeige gestartet. Eine
Fehlerbericht-Senden-Anzeige 196 für den Fehlerberichteraspekt
des Objekts 120 wird beispielsweise in 19 gezeigt.
Die Fehlerbericht-Senden-Anzeige 196 enthält eine
Beschreibung der Arbeit, die ausgeführt werden soll (Arbeitsauftrag,
WO) und einen Sende-Schalter 199. Die WO-Beschreibung enthält die
Fehlerdiagnose und die empfohlene Abhilfemaßnahme. Wenn
ein Nutzer auf den Sende-Schalter 199 in der Fehlerbericht-Senden-Anzeige 196 klickt, wird
der die Informationen von der Fehlerbericht-Senden-Anzeige enthaltende
Fehlerbericht 198 an das CMMS 32 und das FDCMS 34 gesendet.
-
Unter
Bezugnahme nun auf 2 und 3, läuft
das CMMS 32 auf einer CPU 200 eines Computers 202,
der über Netz 38 mit dem Prozessautomatisierungssystem 30 verbunden
ist. Das CMMS 32 erzeugt Arbeitspläne, Arbeitsaufträge 204 und
Präventivwartungspläne für die Anlagen 12 des Unternehmens 10,
gibt sie aus und verfolgt sie. Ein Arbeitsauftrag 204 von
dem CMMS 32 ist elektronisch und enthält umfassende
und detaillierte Informationen für Arbeit, die an einer
Anlage 12 ausgeführt werden muss. Zu solchen Informationen
gehört eine Beschreibung der Arbeit, die ausgeführt
werden muss, und ein Plan und eine Einteilung zum Ausführen
der Arbeit. Zu solchen Informationen gehören typischerweise
auch die Menge, Art und Kosten der Arbeit, das Material und die
Ausrüstung, die zum Ausführen der Arbeit notwendig
ist. Ein Arbeitsauftrag 204 kann auch auf Informationen
aus analyse- und sicherheitsbezogenen Dokumenten Bezug nehmen oder
sie enthalten. Ein Arbeitsauftrag 204 wird an Wartungspersonal
gesendet, die den Arbeitsauftrag 204 ausführen,
um den Fehler der betroffenen Anlage zu korrigieren.
-
Wenn
das CMMS 32 einen Fehlerbericht 198 von dem Prozessautomatisierungssystem 30 für
eine Anlage 12 empfängt, erzeugt das CMMS 32 einen
Arbeitsauftrag 204 für die Anlage 12.
Ein (nicht gezeigter) Arbeitsauftragaspekt wird für das
neue AM-Objekt 166 bereitgestellt und kann für
andere Objekte mit Anlagenmonitoren bereitgestellt werden. Beispielsweise
wird ein Arbeitsauftragaspekt für das Objekt 120 bereitgestellt.
Ein Arbeitsauftragaspekt für ein Objekt stellt eine Ansicht
aller Arbeitsaufträge bereit, die für die Anlage 12,
der das Objekt entspricht, offen oder aktiv sind. Der Arbeitsauftragaspekt
für das Objekt 120 hat beispielsweise eine Ansicht 206, die
mindestens drei Arbeitsaufträge zeigt (nämlich 5071,
5070, 5069), die für den Wärmetauscher 16 offen
sind, wie in 20 gezeigt. Eine Arbeitsauftragspalte
in einer Ansicht enthält Links zu dem CMMS 32.
Das Klicken auf einen Link für einen bestimmten Arbeitsauftrag öffnet
ein Portal, das eine CMMS-Ansicht des Arbeitsauftrags 204 enthält.
-
WEBANSICHTEN
-
Auf
die URLs für die Zustände des neuen Anlagenmonitors 172 (die
in den von dem AM/CM-System 24 empfangenen Datensträngen 46 enthalten sind)
wird durch den neuen AM-Aspekt 148 zugegriffen. Wie in 17 gezeigt,
stellt der neue AM-Aspekt 148 eine Anlagenmonitoransicht 210 in
dem Vorschaubereich 104 bereit. Die Statusdetails des neuen
Anlagenmonitors 172 können über die Anlagenmonitoransicht 210 durch
ein erstes Klicken mit der rechten Maustaste auf einen Zustand zur
Erzeugung eines Popup-Menüs 208 betrachtet werden.
In dem Popup-Menü 208 wird der "Anlagenmonitorstatus" angeklickt,
wodurch ein neues Fenster 212 (in 21 gezeigt)
geöffnet wird, welches den Zustand des neuen Anlagenmonitors 172 anzeigt.
Durch Anklicken der "Anlagen-URL" wird eine neue Seite 214 (in 22 gezeigt)
geöffnet, die eine Vielzahl von Schaltern 216 für
die URLs der Zustände des neuen Anlagenmonitors 172 anzeigt.
Die Schalter 216 sind farbcodiert, um die Schweren der
zugeordneten Zustände anzuzeigen. Das Klicken auf einen
Schalter 216 führt zur Anzeige des Webseite an
der entsprechenden URL.
-
Zusätzlich
zu den Zustands-URLs des neuen Anlagenmonitors 172 können
URLs für alle Anlagenmonitoraspekte, Anlagenreporteraspekte,
Fehlerberichtsenderaspekte und aktiven Arbeitsaufträgeaspekte
erzeugt werden, wodurch einem Thin Client, wie dem räumlich
abgesetzten Client 36 der Zugriff auf diese Aspekte ermöglicht
wird. Auf die vorgenannten Aspekte eines Objekts kann von der Thin-Client-Ansicht
eines Anlagenzustandsbaums 184 zugegriffen werden, indem
das Objekt mit der rechten Maustaste angeklickt wird, was die Anzeige eines
Kontextmenüs bewirkt. Das Kontextmenü listet die
für den Zugriff über den Webbrowser des Thin Client
verfügbaren Aspekte auf. Durch Anklicken des Aspekts in
dem Kontextmenü wird auf einen gewünschten Aspekt
zugegriffen.
-
Die
Erfindung wurde unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen
davon gezeigt und beschrieben, diese Ausführungsformen
dienen aber nur zu Veranschaulichungszwecken und nicht zur Einschränkung,
und andere Variationen und Modifikationen der spezifischen hier
beschriebenen Ausführungsformen, welche in der beabsichtigten
Idee und dem Umfang der Erfindung liegen, werden einem Fachmann
klar sein. Dementsprechend soll die Erfindung in Umfang und Wirkung
nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen
oder auf andere Weise beschränkt sein, die nicht mit dem Ausmaß übereinstimmt,
in dem die Erfindung einen Fortschritt in der Technik bewirkt.
-
Zusammenfassung:
-
Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf ein System und ein Verfahren
zum Überwachen von Anlagen in einem Unternehmen unter Verwendung
eines eigenständigen Softwaresystems und eines Prozessautomatisierungs-Softwaresystems.
Das eigenständige Softwaresystem kann betrieben werden,
um eine Webseite über einen Zustand der Anlage zu erzeugen,
und um Daten für den Zustand in einem einzelnen Datenstrang
zu übertragen. Die Daten enthalten einen Status des Zustands
und eine URL der Webseite. Das Prozessautomatisierungs-Softwaresystem
enthält eine Mensch-System-Schnittstelle (HSI) und einen
generischen Anlagenmonitor mit einer veränderbaren Zustandstabelle.
Der generische Anlagenmonitor kann modifiziert werden, um einen für
die Anlage spezifischen angepassten Anlagenmonitor zu erzeugen.
Der angepasste Anlagenmonitor kann betrieben werden, um den Status
des Zustands zu überwachen, und die HSI kann betrieben werden,
um die Daten und die Webseite aus dem eigenständigen Softwaresystem
anzuzeigen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6694513 [0042]
- - US 09/770167 [0048]
- - US 2002/0103828 A1 [0048]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-