DE19613666A1 - Datenverarbeitungssystem für Prozeßdaten einer technischen Anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenverarbeitungssystem für Prozeßdaten einer technischen Anlage, mit einem Archi­ vierungssystem, und mit einem Bedienbaustein zum Anfordern ausgewählter Prozeßdaten. Unter technischer Anlage wird hier­ bei insbesondere ein Kraftwerksanlage verstanden.

In einer Kraftwerksanlage soll ein Überwachungs- und Informa­ tionssystem für den Anlagenprozeß die aktuellen Betriebszu­ stände der Anlage erkennbar machen und Abweichungen von einem Sollzustand melden sowie Diagnosen von möglicherweise auftre­ tenden Fehlern ermöglichen. Dazu ist eine umfangreiche Erfas­ sung und Speicherung von die Betriebszustände aller Anlagen­ teile charakterisierenden Meßwerten oder Prozeßsignalen er­ forderlich. Mit zunehmender Energie- und/oder Arbeitsausnut­ zung derartiger Anlagen und mit zunehmender Steigerung ihres Sicherheitsstandards wachsen auch die Anforderungen an das Überwachungs- und Informationssystem der Anlage hinsichtlich der Verarbeitung und Speicherung großer Datenmengen.

Die Speicherung von zeitlichen Prozeßabläufen erfolgt übli­ cherweise durch chronologische Hinterlegung von aus Meßwerten und/oder Anlagenzuständen abgeleiteten Prozeßdaten. Insbeson­ dere zu Diagnosezwecken können aus den gespeicherten Prozeß­ daten Abbilder des in der Anlage ablaufenden Prozesses er­ stellt werden, die komplexe Zustände der Anlage zu bestimmten Zeiten beschreiben. Da derartige Diagnosen für jeden beliebi­ gen Zeitpunkt oder Zeitraum zu erstellen sind, müssen große Datenmengen zuverlässig hinterlegt werden. Zu diesem Zweck umfaßt das Überwachungs- und Informationssystem einer Kraft­ werksanlage üblicherweise ein Datenverarbeitungssystem mit einem Archivierungssystem mit einer Anzahl von Datenarchiven.

Die Archivierung der Prozeßdaten erfolgt innerhalb des Archi­ vierungssystems in Kurzzeitarchiven und in Langzeitarchiven sowie in Sonder- oder Bilanzarchiven für nach vorgebbaren Kriterien verdichtete Prozeßdaten. Aufgrund der unterschied­ lichen Strukturen der verschiedenen Archive oder Archivarten ist für jede Struktur ein spezieller Zugriff auf die archi­ vierten Prozeßdaten erforderlich. Dies wiederum erfordert eine genaue Kenntnis der gesamten Archivierungsstruktur sowie der archivspezifischen Zeitbereiche, um für eine Datenauswer­ tung innerhalb kurzer Zeit die erforderlichen Prozeßdaten verfügbar zu machen. Darüber hinaus erfordert eine Implemen­ tierung neuer Auswertefunktionen unerwünschte Eingriffe in das Archivierungssystem, so daß eine Datenarchivierung und eine Datenauswertung mittels eines derartigen Datenverarbei­ tungssystems äußerst zeitintensiv und unflexibel ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Datenver­ arbeitungssystem für Prozeßdaten einer technischen Anlage an­ zugeben, das einen transparenten Zugriff auf archivierte Pro­ zeßdaten ermöglicht und eine flexible Datenauswertung gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird bei einem Datenverarbeitungssystem mit ei­ nem Archivierungssystem und einem Bedienbaustein erfindungs­ gemäß gelöst, indem das Archivierungssystem mit dem Bedien­ baustein über einen Datenserver verbunden ist, der anhand ei­ ner aus Parametern zur Datenselektion erstellten Anforderung Prozeßdaten aus dem Archivierungssystem ausliest und an den Bedienbaustein übergibt.

Um Prozeßdaten sowohl kurzzeitig als auch über einen beliebi­ gen Zeitraum speichern zu können, umfaßt das Archivierungssy­ stem zweckmäßigerweise ein Kurzzeitarchiv und ein Langzeitar­ chiv. Um darüber hinaus ausgewählte und nach beliebig defi­ nierbaren Kriterien verdichtete Prozeßdaten speichern zu kön­ nen, umfaßt das Archivierungssystem vorteilhafterweise außer­ dem ein Sonder- oder Bilanzarchiv.

Um zusätzlich zu den Prozeßdaten auch Datenmodelle, die den Prozeßdaten zugrundeliegende Prozeßsignale oder Prozeßgrößen beschreiben, separat speichern und aufrufen zu können, ist vorteilhafterweise ein weiteres Datenarchiv vorgesehen, das mit dem Datenserver verbunden ist. Zur Ermittlung von Zeitbe­ reichen der archivierten Prozeßdaten ist der Datenserver vor­ teilhafterweise mit einem Informationsserver verbunden, der bei einer Prozeßdatenanforderung einen vorgegebenen Zeitpunkt oder Zeitbereich aus den Archiven des Archivierungssystems ausliest.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch ein Datenverarbeitungssystem mit Komponenten zum transparen­ ten Zugriff auf Archive.

Die in der Figur dargestellte Datenverarbeitungsanlage 1 ist Teil eines Überwachungs- oder Informationssystems eines Pro­ zesses 2 einer Kraftwerksanlage. Das Datenverarbeitungssystem 1 umfaßt in einer Archivierungsebene ein Archivierungssystem 4 mit einem Kurzzeitarchiv 6 in Form eines Ringspeichers. Es umfaßt weiter ein Langzeitarchiv 8 mit Wechselarchiven WA so­ wie ferner ein Sonderarchiv in Form eines Bilanzarchivs 10. Das Archivierungssystem 4 ist über Datenleitungen 12 und 14 zum Informations- bzw. Datenaustausch mit einem Datenserver 16 in einer transparenten Zugriffsebene verbunden. Der Daten­ server 16 ist über Datenleitungen 18 und 20 mit einem Appli­ kationsbaustein 22 in einer Verarbeitungs- und Bedienebene verbunden. Der Applikationsbaustein 22 ist über eine Daten­ leitung 24 mit einem Bedienbaustein 26 und über eine Daten­ leitung 28 mit Ausgabesystemen 30 bis 36 verbunden.

Im Prozeß 2 erfaßte Prozeßdaten PD werden zunächst in das Kurzzeitarchiv 6, d. h. in den Ringspeicher, eingeschrieben. Aus dem Kurzzeitarchiv 6 werden die Prozeßdaten PD kon­ tinuierlich ausgelesen und nach unterschiedlichen Kriterien in die Wechselarchive WA des Langzeitarchivs 8 abgelegt. Das Archivierungssystem 4 beinhaltet somit das gesamte Prozeßge­ schehen. Dabei sind die Prozeßdaten PD der Wechselarchive WA zur Langzeitspeicherung auf Harddiscs zusammengestellt, die in eine Jukebox 38 ausgelagert werden. Über die Wechselar­ chive WA des Langzeitarchivs 8 wird ein Buchhalter 40 ge­ führt, in dem die auf den Medien der Jukebox 38 archivierten Zeitbereiche vermerkt sind. Zusätzlich zu den Prozeßdaten PD werden in den Wechselarchiven WA auch Datenmodelle DM zur Be­ schreibung der den Prozeßdaten PD zugrundeliegenden Prozeß­ größen sowie Änderungen der Datenmodelle DM archiviert. Im Bilanzarchiv 10 werden nach definierten Kriterien verdichtete Werte ausgewählter Prozeßdaten PD geführt.

Durch eine zyklisch (Pfeil 42) oder ereignisgesteuerte (Pfeil 44) Bedienung wird eine Anwendung oder Anforderung (Applikation) aktiviert, um aktuelle und/oder historische Prozeßdaten PD nach unterschiedlichsten Aspekten auszuwerten. Dazu benötigt die Applikation 22 Parameter P_n für die Aus­ wertezeit und für eine Liste auszuwertender Signale sowie für eine Kennung der Datenmodellversorgung. In Applikationen, die auf archivierte Prozeßdaten PD zugreifen wollen, sollten Funktionen aus einer Prozeß-Library eingebunden werden, die einen normierten Zugriff auf den Datenserver 16 ermöglichen. Dabei sind die Parameter P_n an die einzubindenden Funktionen zu übergeben. Anhand der Parameter P_n werden verschiedene Ar­ beitsmodi für den Datenserver 16 eingestellt. Diese sind z. B.: Übertragen eines Abbildes, zyklisches oder ereignis­ orientiertes Senden von Prozeßdaten PD und/oder Übergeben eines Datenmodells DM.

Um mehreren Anforderungen im Applikationbaustein 22 gleich­ zeitig den Zugriff auf archivierte Prozeßdaten PD zu ermögli­ chen, ist der Datenserver 16 in nicht Näher dargestellter Art und Weise in mehrere projektierbare Subprozeße aufgespalten, die von einem Zentralprozeß verwaltet werden. Dabei wird je­ der aufrufenden Anforderung dynamisch ein Subprozeß des Da­ tenservers 16 zugeordnet.

Nach Empfang eines Auftrags oder einer Anforderung prüft der Datenserver 16 zunächst, in welcher Datenbasis welches Ar­ chivs 6, 8, 10 der vorgegebene Zeitbereich oder Zeitpunkt ar­ chiviert wurde. Dabei ist für Prozeßdaten PD bei mehrfach vorhandenem gleichem Zeitraum das Lesen in den Archiven 6, 8, 10 des Archivierungssystems 4 priorisiert, wobei zunächst im Kurzzeitarchiv 6 und erst danach im Langzeitarchiv 8 oder im Bilanzarchiv 10 zu lesen ist. Zur Ermittlung der Zeitbereiche in den Datenbasen der Archive 6, 8, 10 nutzt der Datenserver 16 die Funktionalität eines mit diesem verbundenen Infor­ mationsservers 46.

Der Informationsserver 46 liest bei einer Anforderung von Prozeßdaten PD die gesamte Buchführung des Archivierungs­ systems 4 für den vorgegebenen Zeitbereich oder Zeitpunkt und den Buchhalter 40 der Wechselarchive WA sowie die Ringspei­ cherzeit des Kurzzeitarchiv 6. Dabei wird für Werte des Bi­ lanzarchivs 10 dessen Zeit ermittelt. Anschließend werden die Zeitinformationen und die zugehörigen Archivnummern an den Datenserver 16 übergeben. Dieser entscheidet anhand der fest­ gelegten Prioritäten, aus welchem Archiv 6, 8, 10 die archi­ vierten Prozeßdaten PD gelesen werden. Sollte ein direkter Zugriff auf eines der Archive 6, 8, 10, z. B. auf die Jukebox 38, nicht möglich sein, so gibt der Datenserver 16 unter An­ gabe der Archivnummer eine Meldung an die aufrufende Applika­ tion 22. Diese bricht dann die Auswertung ab oder fordert an­ hand einer Meldung vom Bedienbaustein 26 das oder jedes Ar­ chiv 6, 8, 10 an. Andernfalls stellt der Datenserver 16 eine Verbindung zu einem Auswerteserver 50, 52, 54 der Datenbasis des ermittelten Archivs 6, 8 bzw. 10 her und fordert die ge­ wünschten Prozeßdaten PD an. Aus dem Langzeitarchiv 8 können zusätzlich die Daten der Datenmodelle DM sowie deren Änderun­ gen im Auswertezeitraum ausgelesen werden.

Ist für eine Anforderung der aufrufenden Applikation 22 le­ diglich das aktuelle Datenmodell DM relevant, oder wird das Kurzzeitarchiv 6 oder das Bilanzarchiv 10 als Datenbasis ge­ nutzt, so werden die Datenmodelle DM der auszuwertenden Signale über einen mit dem Datenserver 16 verbundenen Daten­ modell-Server 56 angefordert. Anschließend übergibt der Da­ tenserver 16 die ermittelten Prozeßdaten PD und gegebenen­ falls die angeforderten Datenmodelle DM in normierten, systemeinheitlichen Strukturen an die aufrufende Applikation 22. Die Applikation 22 bereitet dann die aus dem Archivierungssystem 4 ausgelesenen Prozeßdaten PD und die Da­ tenmodelle DM für die Datenausgabegeräte 30 bis 36 anwendungsspezifisch auf, z. B. für Plots 30, Protokolle 32, Grafikausgaben 34 oder Fremdsysteme 36.

Claims (4)

1. Datenverarbeitungssystem für Prozeßdaten einer technischen Anlage, mit einem Archivierungssystem (4), und mit einem Be­ dienbaustein (26) zum Anfordern ausgewählter Prozeßdaten (PD), wobei das Archivierungssystem (4) mit dem Bedienbau­ stein (26) über einen Datenserver (16) verbunden ist, der an­ hand einer aus Parametern (P_n) zur Datenselektion erstellten Anforderung (22) Prozeßdaten (PD) aus dem Archivierungssystem (4) ausliest und an den Bedienbaustein (26) übergibt.

2. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei das Archi­ vierungssystem (4) ein Kurzzeitarchiv (6) und ein Langzeitar­ chiv (8) sowie ein Bilanzarchiv (10) für aus Prozeßdaten (PD) gebildete Bilanzwerte umfaßt.

3. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, mit einem mit dem Datenserver (16) verbundenen Wechselarchiv (WA) für den Anlagenprozeß beschreibende Datenmodelle (DM).

4. Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem mit dem Datenserver (16) verbundenen Informtions­ server (46) zu Ermittlung von Zeitbereichen oder Zeitpunkten der archivierten Prozeßdaten (PD).