EP1540432A1 - System zum bedienen und beobachten mit integrierter historien-funktionalität - Google Patents

System zum bedienen und beobachten mit integrierter historien-funktionalität

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EP1540432A1
EP1540432A1 EP03747824A EP03747824A EP1540432A1 EP 1540432 A1 EP1540432 A1 EP 1540432A1 EP 03747824 A EP03747824 A EP 03747824A EP 03747824 A EP03747824 A EP 03747824A EP 1540432 A1 EP1540432 A1 EP 1540432A1
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EP
European Patent Office
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clients
monitoring
database
data
information data
Prior art date
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Ceased
Application number
EP03747824A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Frensch
Roland Heymann
Frank Volkmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1540432A1 publication Critical patent/EP1540432A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0264—Control of logging system, e.g. decision on which data to store; time-stamping measurements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
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    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/32112—PPS and MS Office integrated
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    • G05B2219/32—Operator till task planning
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    • G05B2219/32404—Scada supervisory control and data acquisition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
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    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/80—Management or planning

Definitions

  • the invention relates to a system for operating and monitoring a production process with an integrated database for archiving the process information data.
  • PIMS Plant Information Management System
  • B&B systems The operating and monitoring systems used today (B&B systems) therefore acquire process data in order to display the instantaneous values, for example in graphic form.
  • the B&B systems also generate alarms and events from the data. You also archive the process values insofar as this is necessary for later display. This archiving is typically proprietary
  • B&B clients form made in a separate file system.
  • the process data can be graphically represented on so-called B&B clients.
  • B&B clients As a rule, proprietary interfaces are used here. It is extremely important for B&B systems that they ensure that the system is operated at all times, with high availability. Therefore, they offer highly developed redundancy mechanisms and do not allow distribution functionality itself over the internet.
  • large operator control and monitoring systems are often distributed systems to take the topology of the system into account. This means that data acquisition, the derivation of messages and archiving are also distributed.
  • operating and monitoring systems offer mechanisms for the clients that make this distribution transparent.
  • the plant information systems (PIMS) used today in industry serve the very fast, central acquisition of process data.
  • This data is usually stored in a database.
  • the clients of these systems for example simple database clients, can later query and process this data via standard interfaces (ODBC, OLE DB, ADO, SQL or similar).
  • ODBC OLE DB
  • ADO ADO
  • SQL SQL
  • the focus here is on access via a generic interface. Redundancy mechanisms and access to historical data via the Internet do not exist.
  • Both B&B and Historian systems use the same process data.
  • the required data must therefore be picked up twice from the corresponding data sources. This puts a strain on both the data sources, ie controls and sensors, and the respective communication channels such as networks.
  • the data used by the two systems are not synchronized here, since the acquiring system generally assigns a time stamp and a comparison between the two systems or time stamps would require considerable effort.
  • the currently required double configuration of the overall system is also complex, since, for example, acquisition cycles have to be configured twice.
  • the redundancy and the transparency of the distribution in process data acquisition and archiving which is provided by a B&B system, for example, is not used for the Historian clients and can only be achieved through complex cluster mechanisms (of the operating system or the database), hardware redundancy and explicit configuration of distribution will be realized.
  • Internet access with the support of network mechanisms such as proxy servers or firewalls to the H historiann database is not possible via the standard interfaces, such as ODBC.
  • the invention is based on the object of specifying a system which enables simple and location-independent operation and monitoring of a system and at the same time serves for permanent archiving of process data for analysis and evaluation methods.
  • a system for operating and monitoring a production process with first means for providing automation devices or systems and / or diagnostic devices or systems and / or other devices acquired process information data, a device for processing and / or displaying the acquired Process information data for at least one user of the system and a Historian database for archiving the acquired process information data for evaluating and / or displaying the archived process information data.
  • the invention is based on the knowledge that the prevailing separation between the systems for operating and monitoring a system or a process and the system information systems, that is to say the Historian systems, leads to increased expenditure in the acquisition of the process data or in the Configuration of process communication or a safety system, for example.
  • the advantage of the inventive design presented is that the properties and advantages of B&B systems and Historian systems are combined.
  • the system for operator control and monitoring is expanded in such a way that, in addition to its original functionality, it also offers Historian functionality and also versa.
  • This means that the B&B process communication is used to archive the acquired process information data in a high-performance database locally in the HMI, or vice versa, that the data acquired by the Historian system for long-term archiving is used in an integrated B&B system.
  • the B&B system takes over the tasks of the previously separate archive system with and vice versa.
  • a powerful Historian is therefore combined with the functionalities of a modern HMI system.
  • the database serves as a central information hub in a company or for a plant and places special demands on the
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the system is provided for coupling to the automation devices or systems and / or diagnostic devices or systems and / or other devices via a data transmission device.
  • the system according to the invention can be installed at any location on the system and receives the required process information data, for example via an Ethernet, a bus system or any other device which is used for data transmission from the field devices to the B&B system.
  • the flexibility of the system is also advantageous here, since additional field devices can be connected to the data transmission device at any time.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the system has second means for generating alarms and / or events.
  • the integration of such a safety system which provides the acquired real-time information data for the generation of alarms or events for an operator and observer of the system, depending on the respective configuration, is advantageous since a system operator can be warned immediately when in the production process certain parameters do not meet requirements. The operator can react immediately and intervene in the production process or, in the event of a false alarm, also carry out a setpoint adjustment.
  • the system for operating and monitoring therefore does one thing
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the system has at least one Has interface for communication with at least one client.
  • the advantage here is that a system operator does not have to work directly on a PC or on which the system for operating and monitoring the system is installed. The real-time data and the corresponding graphical representation of this data can also be accessed by a client located elsewhere. This provides a certain degree of mobility when operating the system.
  • this embodiment of the invention has the advantage that, in the case of a distributed system, the actual HMI system only has to be installed once on a powerful machine, while system operators can use this system independently of one another from several clients. A distributed operation of the system is also given.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the client is provided as a web client for communication via an Internet and / or intranet.
  • the advantage of this embodiment of the invention is that the process information data for operation and monitoring can also be accessed from locations that are further away, for example if a system consists of several subsystems or if a company has different locations is distributed. This enables company management to call up production data centrally.
  • a browser is provided as the web client.
  • the advantage of using a browser is that any internet-enabled client can be used to use the system to operate and monitor a system.
  • the client can thus be a so-called “thin client ⁇ .
  • the evaluation functionality that is required for the system for operating and monitoring is provided here by the system for operating and monitoring itself, for example the www, via a communication network.
  • An available Information is therefore available at any time and anywhere by using a simple web browser.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the clients and / or the web clients are designed as SCADA clients of the system for operating and monitoring.
  • the advantage here is that SCADA clients that have already been installed can still be used to operate and monitor the system in the future, for example to access the archive data newly stored in the system via the clients.
  • the SCADA clients thus also serve as operator stations for the archive system.
  • historical process data and alarms in the form of trends and tables are visible to the user via the client.
  • Existing analysis functions such as filter conditions and sorting criteria in the various visualization objects of the client, are also available.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the clients and / or the web clients are designed as clients that are independent of the system for operating and monitoring. It is advantageous here that independent clients, so-called 3 rd party components, for example typical Historian clients, have access to the archive system via the system for operating and monitoring a system. Existing Historian clients with special analysis and evaluation functionality do not have to be replaced. These clients are supplied with the corresponding process information data via remoting, for example the standard interfaces of the database. However, access can also take place via the proprietary interfaces of a system for operator control and monitoring. The use of the special history clients, for example as analysis clients, is advantageous for the analysis of optimization potential in the process.
  • An analysis of the data can not only be interactive, but also triggered through events within the various processes in the company.
  • the combination of the system for operating and monitoring a system with the history system and the possibility of displaying the data of the combined system in a special analysis client ensures a better overview of the company in question at all times.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the independent clients are designed as history clients with analysis and / or statistics and / or graphics functionality for evaluating and / or displaying the archived process information data.
  • the use of the corresponding clients for example as report clients for printing and displaying pre-prepared reports with online data and historical data from all levels of a company, is advantageous. Any data from databases, third-party applications and also from the automation level can be included.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the functionality of the independent clients is integrated in the SCADA clients of the system for operating and monitoring.
  • the highly complex analysis functionality and the graphics functionality of an analysis client which is used especially in a Historian system, are integrated into the surface of the system for operation and monitoring.
  • Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the functionality of the SCADA clients is integrated in the independent clients.
  • This training enables standard clients or special clients suitable for data analysis to simultaneously display the functions specific to a B&B system. Monitoring and operating the system is possible, for example, from a Historian client, since the special B&B surface is integrated.
  • monitoring and operating the system is possible, for example, from a Historian client, since the special B&B surface is integrated.
  • passive information processing it is also possible to actively intervene in the production process from the same client.
  • Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the functionality of the clients is integrated in standard applications, in particular in office applications.
  • This training enables the implementation of so-called “management clients” for the display of historical data on standard office PCs with standard tools, such as Microsoft Excel, so that the management of the company can get an overview of the situation in production at any time Can provide points in time or over different time runs.
  • Special pre-prepared reports with data summarized for management can be displayed by the standard office applications.
  • Teen can get an overview, including of the different production locations of a company. can be generated anywhere on a normal standard PC.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the database is provided for fast and / or central archiving of the acquired process information data.
  • the database for archiving process information data must be high-performing, since thousands of process data have to be written to the system and archived there in a short time. So there are special demands on the performance, but also the availability and security of such a database.
  • the structure of using a central database is particularly advantageous. This ensures that the archived data is synchronized. It also ensures that all information consumers have access to a uniform database. Distributed data storage with the problem of synchronization is avoided by this central database and the data storage is advantageously solved.
  • Another advantageous embodiment of the system is characterized in that the database is designed as a relational database. This ensures fast storage and access times to the data.
  • Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that access to the database is provided by means of SQL queries via standard interfaces.
  • standard Microsoft technology can be used.
  • a Microsoft SQL server can be used for the database, and access can then take place via, for example, OLE-DB, OPC, COM.
  • the special development or programming of specific interfaces in order to be able to access the database is unnecessary due to this advantageous embodiment of the invention.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the process information data archived in the database are provided for access by clients communicating with the system.
  • the clients for example SCADA clients or special analysis clients, can directly access the data that is stored in the archive database. This ensures that the respective users are supplied with process archive data directly. Outsourcing of the data, intermediate storage within another system or the system for operating and monitoring or other complicated methods or mechanisms for providing the data are unnecessary.
  • the data access is rather direct.
  • a further advantageous embodiment of the system is characterized in that the standard interfaces of the database (4) are remoted.
  • Remoting the standardized database interfaces ODBC, OLE DB, ADO, SQL or similar
  • ODBC standardized database interfaces
  • OLE DB OLE DB
  • ADO standardized database interfaces
  • SQL SQL
  • Another advantageous embodiment of the system is characterized in that the system and the clients are provided for bidirectional web communication. Communication between clients and the system for operator control and monitoring can thus take place via standard HTTP protocols.
  • the advantage here is that the communication is bidirectional, ie the clients can trigger data independently of the server and request data from the system for operation and monitoring and display them accordingly, and also send commands to the system for operating and monitoring a system , which are then carried out accordingly and may have an influence on the production process.
  • This advantageous training means that the production process can also be controlled remotely.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the clients are provided for the input of specifications and / or target values for the control of the production process. It is advantageous here that there is also the possibility to remotely change or adjust special values that serve as threshold values, for example for generating alarms and / or events. This advantageous design enables “remote tuning” of the system.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the system for operating and monitoring is provided for managing users of the system and / or for configuring a process communication and / or a security system. It is advantageous here that, for example, user rights and access rights are managed directly in the system and by the system.
  • the system itself has information, for example, as to whether a particular user is authorized to adjust a setpoint, for example to trigger an alarm.
  • the system also enables uniform configuration, for example of communication structures or the security system.
  • the main advantage here is that the structures only have to be configured once within the system and are then available both for the H historiann system and for the operator control and monitoring system. This eliminates the need for complex, double configuration.
  • Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the system for operating and monitoring is designed redundantly, redundancy also being present for independent clients. Since the system must be operated and monitored at all times by the system, it is an important prerequisite that highly developed redundancy mechanisms are available in the system. Rapid access to the data acquired by the automation systems or diagnostic devices is essential be guaranteed to be able to continue working immediately in the event of a partial failure. Redundancy can be achieved by mirroring the data in the system or by using redundant hardware such as servers and double polling of the process information data from the sources. In the case of mirroring, an additional load on the data lines is avoided since the respective process information data only have to be acquired once. In the system according to the invention, the Historian system benefits from the redundancy already present in the B&B system.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that at least one multiplex component is provided to cover the redundancy and / or several data servers.
  • the redundancy mechanisms switchover of the server / data sources
  • the masking takes place in servers or intermediate layers (proxies, multiplexers).
  • proxies, multiplexers In the event of a server failure, for example, this automatically switches to a redundant server and the users on the clients continue to be supplied with the relevant information. They are not affected by the failure of the component and no special actions need to be taken to set up on the redundant server. Rather, the changeover takes place without the clients becoming aware of the failure through the multiplexer.
  • FIG. 1 shows a system for operating and monitoring a production process with integrated historian functionality.
  • the system 1 acquires process information data PI from a production process PP.
  • the process information data PI comes from automation or diagnostic devices 5. These can be controls or sensors.
  • the process information data PI are transmitted to the system 1 via a data transmission device 6.
  • the data transmission device 6 can be a bus system, for example.
  • the data are provided by the means 2 for real-time provision for use in the system 1.
  • a device 3 for processing or displaying the acquired process information data PI is present in the system 1.
  • the database can be an SQL server.
  • the process information data can be used by further means 7 for generating alarms or events.
  • the system 1 communicates with via an interface 8
  • a multiplexer 11 obscures redundancy and / or multiple data servers.
  • the process data PI which are collected by automation or diagnostic devices 5 on a production process PP, are forwarded directly to a system for operating and monitoring 1.
  • any data transmission device 6 can also be used
  • the process information data PI are used by the system 1 for operator control and monitoring in order to present a current system status for a user.
  • a user Via the system 1, a user can generally also influence the corresponding production process PP, in that the controls can be addressed via the data transmission device 6.
  • the adjustment of setpoints is conceivable, for example.
  • influence can be exerted, for example, on supplied quantities of different raw materials that are used in the production process via the system 1 for operation and monitoring.
  • the system 1 is able to generate alarms or events based on the acquired process data PP. Simple analysis of the process data is therefore possible by means 7 for creating the alarms and events.
  • An extensive analysis of production processes over a longer period of time is also made possible by the system 1 by archiving all process information data PI within the system 1 on a database 4. All measured values taken from the production process are stored in the database 4.
  • the system for operator control and monitoring enables quick access to the historical data that describe a production process PP even over a longer period of time. An analysis, such as a comparison of different batches, is thereby made possible by the system 1.
  • the process information data PI acquired by the automation or diagnostic devices 5 are therefore used by the system both for displaying the current system status and for archiving for the purpose of a later precise analysis. The data therefore only have to be collected once.
  • the data archived in the database 4 can hereby, for example, on special analysis clients, the specific evaluation, possess analysis, statistics and graphics functionality, displayed and processed.
  • Standard programs such as an office environment from Microsoft, can also be used. Worldwide information about the current status of the system and the system history in relation to the production process is therefore possible at any time. Access can take place on the one hand via the proprietary B&B interfaces, but on the other hand by remoting the corresponding generic database interfaces.
  • a hybrid interface that enables direct access to the data in database 4 and access to data in system 1 for operation and monitoring is also conceivable.
  • the system 1 enables any access to the process information data PI of a system from any location at any time via a wide variety of clients 9, 9a, 99, 99a, on the one hand to operate the system and on the other hand to supply information.
  • the invention relates to a system 1 for operating and monitoring a production process PP and for archiving process data for a Historian system.
  • B&B functionality and Historian functionality are integrated in one system 1.
  • a historian database 4 is used to store process information data PI.
  • System 1 enables access to the PP production process and access to long-term archived data.
  • the process information data PI need only be collected once from the corresponding devices 5.
  • the Historian system benefits from the redundancy of the B&B system.
  • Special multiplexer components 11 ensure transparent covering of subordinate systems.
  • the system 1 is internet-enabled 10 and suitable for use by any clients 9, 9a, 99, 99a. Remoting the database interfaces enables the use of commercially available Historian clients in Internet scenarios.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses (PP) sowie zur Prozessdatenarchivierung für ein Historian-System. B & B-Funktionalität und Historian-Funktionalität werden in einem System (1) integriert. Eine Historian-Datenbank (4) dient zur Speicherung von Prozessinformationsdaten (PI). Zugriff auf den Produktionsprozess (PP) und Zugriff auf langzeitarchivierte Daten werden in einem System (1) ermöglicht. Die Prozessinformationsdaten (PI) müssen nur einmal von den entsprechenden Geräten (5) erhoben werden. Das Historian-System profitiert von der Redundanz des B&B Systems. Spezielle Multiplexer-Komponenten (11) sorgen für eine transparente Verdeckung von unterlagerten Systemen. Das System (1) ist internetfähig (10) und zur Nutzung durch beliebige Clients (9,9a,99,99a) geeignet. Ein Remoting der Datenbankschnittstellen ermöglicht den Einsatz handelsüblicher Historian-Clients in Internetszenarien.

Description

Beschreibung
System zum Bedienen und Beobachten mit integrierter Historien-Funktionalität
Die Erfindung betrifft ein System zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses mit integrierter Datenbank zur Archivierung der Prozessinfor ationsdaten.
In modernen Produktionsanlagen, insbesondere in der Prozessindustrie, fallen während des Produktionsprozesses, bedingt durch den vermehrten Einsatz intelligenter Feldgeräte, immer mehr Daten an. Diese Daten werden teilweise direkt in Systemen zur Bedienung und Beobachtung (auch HMI- oder SCADA- Systeme) für die Überwachung und Steuerung des jeweiligen Produktionsprozesses genutzt. Desgleichen werden Daten über den Produktionsprozess aber auch von sogenannten Historian- Syste en bzw. Systemen zur Verwaltung der Anlageninformation (Plant Information Management System, PIMS) derart genutzt, dass die Daten in performanten Datenbanken archiviert werden und für eine spätere Analyse mit Hilfe statistischer Auswertsysteme zur Verfügung stehen.
Die heutzutage verwendeten Systeme zum Bedienen und Beobach- ten (B&B-Systeme) akquirieren also Prozessdaten, um die Augenblickswerte, beispielsweise in graphischer Form anzuzeigen. Darüber hinaus erzeugen die B&B-Systeme aus den Daten auch Alarme und Ereignisse. Sie archivieren die Prozesswerte ebenfalls, soweit dies für eine spätere Anzeige notwendig ist. Diese Archivierung wird typischerweise in proprietärer
Form in einem eigenen Dateisystem vorgenommen. Die graphische Repräsentation der Prozessdaten kann auf sogenannten B&B- Clients vorgenommen werden. Hierbei werden in der Regel proprietäre Schnittstellen benutzt. Für B&B-Systeme ist es über- aus wichtig, dass sie hochverfügbar zu jeder Zeit ein Bedienen der Anlage sicherstellen. Deshalb bieten sie hochentwickelte Redundanzmechanismen und lassen eine Verteilung der Funktionalität selbst über das Internet zu. Außerdem handelt es sich bei großen Systemen zum Bedienen und Beobachten oftmals um verteilte Systeme, um der Topologie der Anlage Rechnung zu tragen. Dadurch ist auch die Datenerfassung sowie das Ableiten von Meldungen und das Archivieren verteilt. Systeme zum Bedienen und Beobachten bieten jedoch für die Clients Mechanismen, die diese Verteilung transparent machen.
Die heute in der Industrie verwendeten Anlageninformations- Systeme (PIMS) dienen der sehr schnellen, zentralen Akquise von Prozessdaten. Diese Daten werde in der Regel in einer Datenbank bespeichert. Die Clients dieser Systeme, beispielsweise einfache Datenbank-Clients, können diese Daten dann später über Standard-Schnittstellen (ODBC, OLE DB, ADO, SQL o. ä.) abfragen und weiterverarbeiten. Hierbei steht der Zugriff über eine generische Schnittstelle im Vordergrund. Redundanzmechanismen und der Zugriff auf die historischen Daten über Internet existieren nicht.
Sowohl B&B- als auch Historian-Systeme greifen auf die gleichen Prozessdaten zurück. Die benötigten Daten müssen also doppelt von den entsprechenden Datenquellen abgeholt werden. Dieses belastet sowohl die Datenquellen, also Steuerungen und Sensoren, als auch die jeweiligen Kommunikationswege wie bei- spielsweise Netzwerke. Die von den beiden Systemen verwendeten Daten sind hierbei nicht synchronisiert, da in der Regel das akquirierende System einen Zeitstempel vergibt und ein Abgleich zwischen beiden Systemen bzw. Zeitstempeln einen erheblichen Aufwand erfordern würde. Aufwendig ist auch die derzeit nötige doppelte Konfiguration des Gesamtsystems, da beispielsweise Akquisitionszyklen zweimal projektiert werden müssen. Die Redundanz und die Transparenz der Verteilung bei der Prozessdatenerfassung und -archivierung, die beispielsweise ein B&B-System zur Verfügung stellt, wird für die Historian-Clients nicht genutzt und kann nur über aufwendige Clustermechanismen (des Betriebssystems oder der Datenbank) , Hardwareredundanz und explizite Projektierung der Verteilung realisiert werden. Über die Standardschnittstellen, wie beispielsweise ODBC ist kein Internetzugriff mit Unterstützung von Netzwerkmechanismen wie Proxy-Server oder Firewalls auf die Historian-Datenbank möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System anzugeben, welches ein einfaches und ortsungebundenes Bedienen und Beobachten einer Anlage ermöglicht und gleichzeitig zur dauerhaften Archivierung von Prozessdaten für Analyse und Auswerteverfahren dient.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses mit ersten Mitteln zur Bereitstellung von Automatisierungsgeräten bzw. -Systemen und/oder Diagnosegeräten bzw. -Systemen und/oder weiteren Geräten akquirierten Prozessinformationsdaten, einer Vorrichtung zur Aufbereitung und/oder Darstellung der akquirierten Prozessinformationsdaten für mindestens einen Anwender des Systems und einer Historian-Datenbank zur Archivierung der akquirierten Prozessinformationsdaten für eine Auswertung und/oder Darstellung der archivierten Prozessinformationsdaten.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die heutzu- tage vorherrschende Trennung zwischen den Systemen zum Bedienen und Beobachten einer Anlage bzw. eines Prozesses und den Anlageninformationssystemen, also den Historian-Systemen, zu einem vermehrten Aufwand, bei der Akquise der Prozessdaten oder bei der Projektierung beispielsweise der Prozesskommuni- kation oder eines Sicherheitssystems führt.
Der Vorteil der vorgestellten erfindungsgemäßen Ausbildung liegt nun darin, dass die Eigenschaften bzw. Vorteile von B&B-Systemen und Historian-Systemen kombiniert werden. Hier- bei wird das System zum Bedienen und Beobachten derart erweitert, dass es zusätzlich zu seiner ursprünglichen Funktionalität auch Historian-Funktionalität anbietet und auch umge- kehrt. Das heißt, dass die B&B-Prozesskommunikation genutzt wird, um die akquirierten Prozessinformationsdaten in einer lokal im HMI enthaltenen Datenbank hochperformant zu archivieren bzw. umgekehrt, dass die für die Langzeitarchivierung vom Historian-System akquirierten Daten in einem integrierten B&B-System genutzt werden. Hierbei übernimmt das B&B-System die Aufgaben des bisher separaten Archivsystems mit bzw. umgekehrt. Es wird also ein leistungsfähiger Historian mit den Funktionalitäten eines modernen HMI-Systems kombiniert. Damit steht eine skalierbare Historian-Funktionalität zur Verfügung, die vom einfachen HMI-Einzelplatzsystem bis hin zu einer unternehmensweiten Lösung reicht, welche auch in Prozess- leitsystemen eingesetzt wird. Die Datenbank dient hierbei als zentrale Informationsdrehscheibe in einem Unternehmen bzw. für eine Anlage und stellt besondere Anforderungen an die
Performance, Verfügbarkeit und Sicherheit. Hierbei sind leistungsfähige Mechanismen implementiert, die über die Funktion einer Standard-Datenbank weit hinaus gehen und die Datenbank industrietauglich machen, ohne dabei Einschränkungen bezüg- lieh der Offenheit und des Standards beispielsweise eines
Microsoft-SQL-Server hinnehmen zu müssen. Datenkomprimierung, verschiedene Möglichkeiten einer für die Applikation und anwendertransparenten Redundanz, Online-Änderbarkeit, sowie eine Langzeitarchivierung sind in das Basissystem integriert. Da der Historian integraler Bestandteil des HMI-Systems ist, werden kostenträchtige Doppeleingabe und aufwendige Pflege von Projektierungsdaten effektiv verhindert. Daten werden aus den Automatisierungssystemen über Standardschnittstellen oder aber auch aus Datenbanken akquiriert, aggregiert und archi- viert. Die Verbindung von HMI und Historian in einer Anwendung führt auch dazu, dass Daten lediglich einmal von den Informationsquellen, also den Automatisierungsgeräten bzw. Diagnosegeräten, akquiriert werden müssen. Dies resultiert in einer geringeren Last für Netz und Quellen. Außerdem sorgt es für eine Konsistenz der Archivdaten. Möglichkeit zur Erfassung sowie zur Anzeige des Sicherheitsstatus verfügen. Dem Anlagenbetreiber wird hierdurch jederzeit ermöglicht, den Si- cherheitszustand von Teilen der Automatisierung seiner Anlage zu überwachen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass das System zur Kopplung an die Automatisierungsgeräte bzw. -Systeme und/oder Diagnosegeräte bzw. -Systeme und/oder weitere Geräte über eine Datenübertragungsvorrichtung vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße System kann an einem beliebigen Ort auf der Anlage installiert wer- den und erhält die benötigten Prozessinformationsdaten beispielsweise über ein Ethernet, ein Bussystem oder eine beliebige andere Vorrichtung, die der Datenübertragung von den Feldgeräten zum B&B System dient. Neben der Ortsungebunden- heit ist hierbei auch die Flexibilität des Systems vorteil- haft, da zusätzliche Feldgeräte jederzeit an das Datenübertragungsvorrichtung angeschlossen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist durch gekennzeichnet, dass das System zweite Mittel zur Erzeugung von Alarmen und/oder Ereignissen aufweist. Die Integration eines derartigen Sicherheitssystems, welches in Abhängigkeit von der jeweiligen Projektierung die akquirierten Echtzeit- informationsdaten für die Erzeugung von Alarmen oder Ereignissen für einen Bediener und Beobachter der Anlage bereit- stellt, ist vorteilhaft, da ein Anlagenbediener sofort gewarnt werden kann, wenn im Produktionsprozess bestimmte Parameter nicht den Erfordernissen entsprechen. Der Bediener kann sofort reagieren und in den Produktionsprozess eingreifen bzw. bei Falschalarm auch eine Sollwertverstellung durchfüh- ren. Das System zum Bedienen und Beobachten macht also einen
Anlagenbediener durch besondere Informationen darauf aufmerksam, dass eine bestimmte Situation gegeben ist, gegebenenfalls evtl. eine Ausnahmesituation, die eine sofortige Reaktion des Anlagenbedieners erfordert.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das System mindestens eine Schnittstelle zur Kommunikation mit mindestens einem Client aufweist. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Anlagenbediener nicht direkt an einem PC oder arbeiten muss, auf dem das System zum Bedienen und Beobachten der Anlage installiert ist. Der Zugriff auf die Echtzeitdaten und die entsprechende graphische Darstellung dieser Daten kann auch von an einem anderen Ort stehenden Client erfolgen. Eine gewisse Mobilität bei der Bedienung der Anlage ist dadurch gegeben. Des Weiteren hat diese Ausbildung der Erfindung den Vorteil, dass bei ei- ner verteilten Anlage das eigentliche HMI-System nur einmal auf einer leistungsfähigen Maschine installiert werden muss, während Anlagenbediener von mehreren Clients unabhängig voneinander auf dieses System zurückgreifen können. Eine verteilte Bedienung des Systems ist somit auch gegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Client als Web-Client zur Kommunikation über ein Internet und/oder Intranet vorgesehen ist. Der Vorteil bei dieser Ausbildung der Erfindung ist da- durch gegeben, dass auch von Orten, die weiter entfernt sind, auf die Prozessinformationsdaten zur Bedienung und Beobachtung zugegriffen werden kann, beispielsweise wenn eine Anlage aus mehreren Teilanlagen besteht, oder wenn ein Unternehmen auf unterschiedliche Standorte verteilt ist. Der Unterneh- mensführung ist es dadurch ermöglicht, die Produktionsdaten auch zentral abzurufen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Web-Client ein Browser vorge- sehen ist. Vorteilhaft bei der Nutzung eines Browsers ist, dass jeder internetfähige Client zur Nutzung des Systems zum Bedienen und Beobachten einer Anlage verwendet werden kann. Der Client kann somit ein sogenannter „Thin-ClientλΛ sein. Die Auswertefunktionalität, die für das System zum Bedienen und Beobachten benötigt wird, wird hierbei über ein Kommunikationsnetz also beispielsweise das www vom System zum Bedienen und Beobachten selbst zur Verfügung gestellt. Eine Verfügbar- keit von Informationen ist also zu jeder Zeit und an jedem Ort durch die Nutzung eines einfachen Web-Browsers gegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass die Clients und/oder die Web- Clients als SCADA-Clients des Systems zum Bedienen und Beobachten ausgebildet sind. Vorteilhaft hierbei ist, dass bereits installierte SCADA-Clients zum Bedienen und Beobachten des Systems auch in Zukunft genutzt werden können, um bei- spielsweise über die Clients auf die neu im System hinterlegten Archivdaten zurückzugreifen. Die SCADA-Clients dienen somit auch als Bedienstationen für das Archivsystem. Zusätzlich zu dem Zugriff auf den aktuellen Anlagenzustand werden historische Prozessdaten und Alarme in Form von Trends und Tabel- len für den Anwender über den Client sichtbar. Bereits bestehende Analysefunktionalitäten, wie Filterbedingungen und Sortierkriterien in den verschiedenen Visualisierungsobjekten des Clients stehen hierbei ebenfalls zur Verfügung.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Clients und/oder die Web- Clients als vom System zum Bedienen und Beobachten unabhängige Clients ausgebildet sind. Vorteilhaft hierbei ist, dass unabhängige Clients, sogenannte 3rd party Komponenten also z.B. typische Historian-Clients über das System zum Bedienen und Beobachten einer Anlage Zugriff auf das Archivsystem haben. Bereits existierende Historian-Clients mit spezieller Anlayse- und Auswertefunktionalität müssen also nicht ausgetauscht werden. Diese Clients werden über ein Remoting, beispielsweise der Standardschnittstellen der Datenbank mit den entsprechenden Prozessinformationsdaten versorgt. Der Zugriff hierbei kann jedoch auch über die proprietären Schnittstellen eines Systems zum Bedienen und Beobachten erfolgen. Die Verwendung der speziellen Historien-Clients bei- spielsweise als Analyse-Clients ist vorteilhaft für die Analyse von Optimierungspotentialen im Prozess. Eine Analyse der Daten kann nicht nur interaktiv, sondern auch getriggert durch Ereignisse innerhalb der verschiedenen Prozesse im Unternehmen erfolgen. Durch die Kombination des Systems zum Bedienen und Beobachten einer Anlage mit dem Historiensystem und der Möglichkeit, die Daten des kombinierten Systems in einem speziellen Analyse-Client darzustellen, ist eine bessere Übersicht zu jedem Zeitpunkt über das entsprechende Unternehmen gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass die unabhängigen Clients als Historien-Clients mit Analyse- und/oder Statistik- und/oder Graphikfunktionalität zur Auswertung und/oder Darstellung der archivierten Prozessinformationsdaten ausgebildet sind. Die Verwendung der entsprechenden Clients beispielsweise als Re- port-Clients für das Ausdrucken und die Anzeige von vorgefertigten Reports mit Online-Daten und historischen Daten aus allen Ebenen eines Unternehmens ist vorteilhaft. Hierbei können beliebige Daten aus Datenbanken, Fremdapplikation und auch aus der Automatisierungsebene einbezogen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionalität der unabhängigen Clients in die SCADA-Clients des Systems zum Bedienen und Beobachten integriert ist. Bei diese vorteilhaften Ausbildung wird beispielsweise die hochkomplexe Analysefunktionalität sowie die Graphikfunktionalität eines Analyse- Clients, die speziell in einem Historian-System verwendet wird, in die Oberfläche des Systems zum Bedienen und Beobachten eingebunden. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, mit einer einzigen Darstellung bzw. von einem einzigen Client aus das System zum Bedienen und Beobachten derart zu nutzen, dass die Anlage bedient und überwacht werden kann, und dass gleichzeitig eine Übersicht über die historischen Archivdaten, also beispielsweise Trends über mehrere Jahre erfolgen kann. Der Vorteil hierbei ist, dass nicht verschiedene
Clients mit unterschiedlichen Funktionalitäten installiert werden müssen, was vor allem eine kostengünstige Lösung dar- stellt. Des weiteren ist es jedoch auch von Vorteil, wenn ein Bediener einer Anlage beispielsweise in der Situation eines Alarmes, die eine Reaktion von ihm erfordert, gleichzeitig auf Archivdaten und Trends zurückgreifen kann, um so vorhandenes Wissen über den Produktionsprozess als Erfahrung für seine Reaktion zu nutzen. Die Verwendung eines solchen kombinierten Clients ermöglicht es also, eine „Prozessinformati- onsdaten-Knowledgebaseλ jederzeit für den Bediener zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionalität der SCADA- Clients in die unabhängigen Clients integriert ist. Diese Ausbildung ermöglicht, Standard Clients oder auch spezielle, für die Datenanalyse geeignete Clients gleichzeitig für die Darstellung der für ein B&B-System spezifischen Funktionen. Die Beobachtung und Bedienung der Anlage wird beispielsweise von einem Historian-Client möglich, da die spezielle B&B- Oberflache integriert ist. Neben der passiven Infor ations- Verarbeitung ist auch ein aktiver Eingriff in den Produktionsprozess vom gleichen Client aus möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionalität der Clients in Standard-Applikationen, insbesondere in Office-Applikationen, integriert ist. Diese Ausbildung ermöglicht die Realisierung von sogenannten „Management Clients^ für die Anzeige der historischen Daten auf Standard Office-PCs mit Standardwerkzeugen, wie beispielsweise Microsoft Excel, so dass das Manage- ment des Unternehmens sich jederzeit einen Überblick über die Situation in der Produktion zu verschiedenen Zeitpunkten bzw. über verschiedene Zeitläufe verschaffen kann. Hierbei können spezielle vorgefertigte Reports mit für das Management zusam- mengefassten Daten durch die Standard-Office-Applikationen dargestellt werden. Ein Überblick, auch über die verschiedenen Produktionsstandorte eines Unternehmens, kann also jeder- zeit an jedem Ort auf einem normalen Standard-PC generiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass die Datenbank zur schnellen und/oder zentralen Archivierung der akquirierten Prozessinformationsdaten vorgesehen ist. Die Datenbank für die Archivierung der Prozessinformationsdaten muss hochperformant sein, da Tausende von Prozessdaten in kurzer Zeit in das Sys- tem geschrieben und dort archiviert werden müssen. Es werden also besondere Anforderungen an die Performanz, aber auch die Verfügbarkeit und Sicherheit einer derartigen Datenbank gestellt. Neben der hohen Performanz ist vor allem die Struktur, eine zentrale Datenbank zu verwenden vorteilhaft. Eine Synchronität der archivierten Daten wird hierdurch gewährleistet. Außerdem ist gewährleistet, dass alle Informationsverbraucher auf einen einheitlichen Datenbestand zurückgreifen. Eine verteilte Datenhaltung mit dem Problem der Synchronisation wird durch diese zentrale Datenbank umgangen und die Datenhaltung wird vorteilhaft gelöst.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank als relationale Datenbank ausgebildet ist. Hierdurch werden schnelle Speicher und Zugriffszeiten auf die Daten gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf die Datenbank mittels SQL-Abfragen über Standardschnittstellen vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass Standard-Microsoft-Technologie verwendet werden kann. Es kann beispielsweise ein Microsoft- SQL-Server für die Datenbank verwendet werden, wobei ein Zugriff dann über beispielsweise OLE-DB, OPC, COM erfolgen kann. Die spezielle Entwicklung bzw. Programmierung von spe- zifischen Schnittstellen, um auf die Datenbank zugreifen zu können, erübrigt sich durch diese vorteilhafte Ausbildung der Erfindung. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in der Datenbank archivierten Prozessinformationsdaten für den Zugriff von mit dem System kommunizierenden Clients vorgesehen sind. Die Clients, also beispielsweise SCADA-Clients oder spezielle Analyse-Clients können direkt auf die Daten, welche in der Archivdatenbank gespeichert sind, zurückgreifen. Eine direkte Versorgung der jeweiligen Nutzer mit Prozessarchivdaten ist dadurch gewährleistet. Auslagerung der Daten, Zwischenspeicherung innerhalb eines weiteren Systems oder dem System zum Bedienen und Beobachten oder andere komplizierte Verfahren oder Mechanismen zur Bereitstellung der Daten sind hierdurch unnötig. Der Datenzugriff erfolgt vielmehr direkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Remoting der Standardschnittstellen der Datenbank (4) vorgesehen ist. Das Remoting der standardisierter Datenbankschnittstellen (ODBC, OLE DB, ADO, SQL o. ä.) ermöglicht, handelsübliche Historian-Clients in entfern- ten Internetszenarien einsetzen zu können. Die Clients können direkt auf die Prozessinformationsdaten zugreifen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das System und die Clients zur bidirek- tionalen Web-Kommunikation vorgesehen sind. Die Kommunikation zwischen Clients und dem System zum Bedienen und Beobachten kann somit über Standard-HTTP-Protokolle erfolgen. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Kommunikation bidirektional ist, d.h. die Clients können zeitlich unabhängig vom Server ge- triggert ohne Anforderung des Clients sowohl Daten vom System zur Bedienung und Beobachtung erhalten und entsprechend darstellen und auch Befehle an das System zum Bedienen und Beobachten einer Anlage absenden, welche dort dann entsprechend ausgeführt werden und unter Umständen einen Einfluss auf den Produktionsprozess nehmen. Der Produktionsprozess kann durch diese vorteilhafte Ausbildung also auch von Ferne aus gesteuert werden. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Clients zur Eingabe von Vorgaben und/oder Sollwerten für die Steuerung des Produktionsprozesses vorgesehen sind. Vorteilhaft ist hierbei, dass auch die Möglichkeit gegeben ist, spezielle Werte, die beispielsweise für die Erzeugung von Alarmen und/oder Ereignissen als Schwellwerte dienen aus der Ferne durch die jeweiligen Clients zu verändern bzw. zu justieren. Ein „Remote-Tuning"' der Anlage wird durch diese vorteilhafte Ausbildung möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Bedienen und Beobachten zur Verwaltung von Anwendern des Systems und/oder zum Projektieren von einer Prozesskommunikation und/oder eines Sicherheitssystems vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass beispielsweise Nutzerrechte und Zugriffsrechte direkt im System und vom System verwaltet werden. Das System selbst hat also Informationen beispielsweise darüber, ob ein bestimmter Anwender zum Verstellen eines Sollwertes beispielsweise für das Auslösen eines Alarmes berechtigt ist. Außerdem ermöglicht das System eine einheitliche Projektierung beispielsweise von Kommunikationsstrukturen oder dem Sicherheitssystem. Vorteilhaft ist hierbei vor allem, dass innerhalb des Systems die Strukturen nur einmal projektiert werden müssen und dann sowohl für das Historian-System als auch das System zum Bedienen und Beobachten zur Verfügung stehen. Eine aufwendige doppelte Projektierung erübrigt sich dadurch.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass das System zum Bedienen und Beobachten redundant ausgelegt ist, wobei auch für unabhängige Clients Redundanz vorliegt. Da das Bedienen und Beobachten einer Anlage zu jeder Zeit vom System gewährleistet werden muss, ist es eine wichtige Voraussetzung, dass hochentwi- ekelte Redundanzmechanismen im System vorhanden sind. Ein schneller Zugriff auf die Daten, die von den Automatisierungssystemen bzw. Diagnosegeräten akquiriert wurden, muss gewährleistet sein, um bei Teilausfall sofort weiterarbeiten zu können. Hierbei kann die Redundanz durch eine Spiegelung der Daten im System realisiert werden oder aber auch durch Verwendung redundanter Hardware, wie Server und doppelte Ab- frage der Prozessinformationsdaten bei den Quellen. Bei einer Spiegelung wird eine zusätzliche Belastung der Datenleitungen vermieden, da die jeweiligen Prozessinformationsdaten nur einmal akquiriert werden müssen. Das Historian-System profitiert bei dem erfindungsgemäßen System von der ohnehin vor- handenen Redundanz im B&B-System.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Multiplex- Komponente zur Verdeckung der Redundanz und/oder mehrerer Da- tenserver vorgesehen ist. Die Redundanzmechanismen (Umschaltung der Server/Datenquellen) sind für den Client transparent. Die Verdeckung findet in Servern oder Zwischenschichten (Proxys, Multiplexern) statt. Bei Ausfall beispielsweise eines Servers wird hierdurch automatisch auf einen redundanten Server umgeschaltet und die Anwender an den Clients werden weiterhin mit den relevanten Informationen versorgt. Sie sind vom Ausfall der Komponente nicht betroffen und es müssen keine besonderen Aktionen eingeleitet werden, um auf dem redundanten Server aufzusetzen. Die Umstellung erfolgt vielmehr, ohne dass die Clients vom Ausfall Kenntnis erlangen durch den Multiplexer.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläu- tert:
FIG 1 zeigt ein System zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses mit integrierter Historian- Funktionalität.
Das System 1 akquiriert Prozessinformationsdaten PI von einem Produktionsprozess PP. Die Prozessinformationsdaten PI stam- men von Automatisierungs- bzw. Diagnosegeräten 5. Hierbei kann es sich um Steuerungen oder Sensoren handeln. Die Prozessinformationsdaten PI werden über eine Datenübertragungsvorrichtung 6 an das System 1 übertragen. Bei der Datenüber- tragungsvorrichtung 6 kann es sich beispielsweise um ein Bussystem handeln. Die Daten werden von den Mitteln 2 zur Echtzeitbereitstellung zur Verwendung im System 1 bereitgestellt. Eine Vorrichtung 3 zur Aufbereitung oder Darstellung der akquirierten Prozessinformationsdaten PI ist im System 1 vor- handen. Des weiteren existiert eine Datenbank 4 zur Archivierung der akquirierten Prozessinformationsdaten PI . Bei der Datenbank kann es sich um einen SQL-Server handeln. Die Prozessinformationsdaten können durch weitere Mittel 7 zur Erzeugung von Alarmen oder Ereignissen genutzt werden. Über ei- ne Schnittstelle 8 ist die Kommunikation des Systems 1 mit
Clients 9, 9a, 99, 99a möglich. Hierbei kann die Kommunikation über ein Internet 10 erfolgen. Ein Multiplexer 11 macht die Verdeckung bei Redundanz und/oder mehreren Datenservern.
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Prozessdaten PI, die durch Automatisie- rungs- bzw. Diagnosegeräte 5 an einem Produktionsprozess PP erhoben werden, an ein System zum Bedienen und Beobachten 1 direkt weitergeleitet. Neben dem Einsatz von Bussystemen sind hierbei als Datenübertragungsvorrichtung 6 auch beliebige
Kommunikationsnetze, wie beispielsweise die Übertragung über ein Internet, denkbar. Die Prozessinformationsdaten PI werden vom System 1 zum Bedienen und Beobachten genutzt, um einen aktuellen Anlagenzustand für einen Anwender darzustellen. Ü- ber das System 1 kann ein Anwender in der Regel auch Einfluss auf den entsprechenden Produktionsprozess PP nehmen, indem über die Datenübertragungsvorrichtung 6 die Steuerungen angesprochen werden können. Hierbei ist beispielsweise die Verstellung von Sollwerten denkbar. Desgleichen kann beispiels- weise Einfluss auf zugeführte Mengen verschiedener Grundstoffe, die in dem Produktionsprozess verwendet werden, über das System 1 zum Bedienen und Beobachten genommen werden. Um den Anwender auf spezielle Situationen aufmerksam zum machen, ist das System 1 in der Lage, Alarme oder auch Ereignisse auf Basis der akquirierten Prozessdaten PP zu erstellen. Einfache Analysen der Prozessdaten sind also durch die Mittel 7 zum Erstellen der Alarme und Ereignisse möglich.
Eine umfangreiche Analyse von Produktionsprozessen über einen längeren Zeitraum wird durch das System 1 ebenfalls ermöglicht, indem sämtliche Prozessinformationsdaten PI innerhalb des Systems 1 auf einer Datenbank 4 archiviert werden. Alle dem Produktionsprozess entnommenen Messwerte werden auf der Datenbank 4 gespeichert. Über das System zum Bedienen und Beobachten ist also jederzeit ein schneller Zugriff auf die historischen Daten, die einen Produktionsprozess PP auch über einen längeren Zeitraum beschreiben, möglich. Eine Analyse, wie beispielsweise ein Vergleich verschiedener Chargen wird hierdurch durch das System 1 ermöglicht.
Die von den Automatisierungs- bzw. Diagnosegeräten 5 akqui- rierten Prozessinformationsdaten PI werden vom System also sowohl zum Darstellen des aktuellen Anlagenzustands verwendet als auch für die Archivierung zum Zweck einer späteren genauen Analyse. Die Daten müssen also nur einmal erhoben werden.
An das System 1 können über eine proprietäre Schnittstelle 8 beliebige Clients 9, die beispielsweise spezielle Clients zum Bedienen und Beobachten, wie SCADA-Clients oder auch webfähige Clients 9a, wie beispielsweise ein Web-Navigator für ein System zum Bedienen und Beobachten angeschlossen werden. Auch unabhängige Clients 99, 99a, die selbst spezielle Funktionalität mitbringen, aber nicht direkt mit Funktionalität zum Bedienen und Beobachten ausgestattet sind, können an das System 1 über die Schnittstelle 8 angeschlossen werden und auf Prozessinformationsdaten PI zurückgreifen. Die in der Da- tenbank 4 archivierten Daten können hierdurch beispielsweise auf speziellen Analyseclients, die spezifische Auswerte-, A- nalyse-, Statistik- und Grafikfunktionalität besitzen, dargestellt und verarbeitet werden.
Ebenfalls können Standardprogramme, wie beispielsweise eine Office-Umgebung von Microsoft genutzt werden. Eine weltweite Information über den aktuellen Zustand der Anlage sowie über die Anlagenhistorie in Bezug auf den Produktionsprozess ist also zu jeder Zeit möglich. Der Zugriff kann hierbei zum einen über die proprietären B&B-Schnittstellen erfolgen, zum anderen aber auch durch ein Remoting der entsprechenden gene- rischen Datenbank-Schnittstellen.
Eine hybride Schnittstelle, die direkten Zugriff auf die Daten der Datenbank 4 und Zugriff zu Daten des Systems 1 zum Bedienen und Beobachten ermöglicht, ist ebenfalls denkbar.
Insgesamt ermöglicht das System 1 einen beliebigen Zugriff zu jeder Zeit von jedem Ort über unterschiedlichste Clients 9, 9a, 99, 99a auf die Prozessinformationsdaten PI einer Anlage, zum einen zum Bedienen der Anlage und zum anderen zur Infor- mationsversorgung.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein System 1 zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses PP sowie zur Prozessdatenarchivierung für ein Historian-System. B&B- Funktionalität und Historian-Funktionalität werden in einem System 1 integriert. Eine Historian-Datenbank 4 dient zur Speicherung von Prozessinformationsdaten PI . Zugriff auf den Produktionsprozess PP und Zugriff auf langzeitarchivierte Daten werden in einem System 1 ermöglicht. Die Prozessinforma- tionsdaten PI müssen nur einmal von den entsprechenden Geräten 5 erhoben werden. Das Historian-System profitiert von der Redundanz des B&B Systems. Spezielle Multiplexer-Komponenten 11 sorgen für eine transparente Verdeckung von unterlagerten Systemen. Das System 1 ist internetfähig 10 und zur Nutzung durch beliebige Clients 9, 9a, 99, 99a geeignet. Ein Remoting der Datenbankschnittstellen ermöglicht den Einsatz handelsüblicher Historian-Clients in Internetszenarien.

Claims

Patentansprüche
1. System (1) zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses (PP) mit - ersten Mitteln (2) zur Bereitstellung von von Automatisierungsgeräten bzw. -Systemen und/oder Diagnosegeräten bzw. -Systemen und/oder weiteren Geräten (5) akquirierten Prozessinformationsdaten (PI) , einer Vorrichtung (3) zur Aufbereitung und/oder Darstel- lung der akquirierten Prozessinformationsdaten für mindestens einen Anwender des Systems (1) und einer Historian-Datenbank (4) zur Archivierung der akquirierten Prozessinformationsdaten (PI) für eine Auswertung und/oder Darstellung der archivierten Prozessinformations- daten (PI) .
2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (1) zur Kopplung an die Automatisierungsgerä- te bzw. -Systeme und/oder Diagnosegeräte bzw. -Systeme und/oder weitere Geräte (5) über eine Datenübertragungsvorrichtung (6) vorgesehen ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das System (1) zweite Mittel (7) zur Erzeugung von Alarmen und/oder Ereignissen aufweist.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (1) mindestens eine Schnittstelle (8) zur Kommunikation mit mindestens einem Client (9) aufweist.
5. System nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Client (9) als Web-Client (9a) zur Kommunikation über ein Internet und/oder Intranet (10) vorgesehen ist.
6. System nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Web-Client (9a) ein Browser vorgesehen ist.
7. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Clients (9) und/oder die Web-Clients (9a) als SCADA- Clients des System (1) zum Bedienen und Beobachten ausgebildet sind.
8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Clients (9) und/oder die Web-Clients (9a) als vom System (1) zum Bedienen und Beobachten unabhängige Clients (99, 99a) ausgebildet sind.
9. System nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die unabhängigen Clients (99, 99a) als Historian-Clients mit Analyse- und/oder Statistik- und/oder Grafikfunktionalität zur Auswertung und/oder Darstellung der archivierten Prozessinformationsdaten (PI) ausgebildet sind.
10. System nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Funktionalität der unabhängigen Clients (99, 99a) in die SCADA-Clients des Systems (1) zum Bedienen und Beobachten integriert ist.
11. System nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Funktionalität der SCADA-Clients in die unabhängigen
Clients integriert ist.
12. System nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Funktionalität der Clients (9, 9a, 99, 99a) in Standard-Applikationen, insbesondere in Office-Applikationen, in- tegriert ist.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Datenbank (4) zur schnellen und/oder zentralen Ar- chivierung der akquirierten Prozessinformationsdaten vorgesehen ist.
14. System nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Datenbank (4) als relationale Datenbank ausgebildet ist .
15. System nach den Ansprüchen 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zugriff auf die Datenbank (4) mittels SQL Abfragen über Standardschnittstellen vorgesehen ist.
16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die in der Datenbank (4) archivierten Prozessinformationsdaten (PI) für den Zugriff von mit dem System (1) kommunizierenden Clients (9, 9a, 99, 99a) vorgesehen sind.
17. System nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Remoting der Standardschnittstellen der Datenbank (4) vorgesehen ist.
18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (1) und die Clients (9, 9a, 99, 99a) zur bidirektionalen Web-Kommunikation vorgesehen sind.
19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Clients (9, 9a, 99, 99a) zur Eingabe von Vorgaben und/oder Sollwerten für die Steuerung des Produktionsprozes- ses vorgesehen sind.
20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (1) zum Bedienen und Beobachten zur Verwal- tung von Anwendern des Systems (1) und/oder zum Projektieren von einer Prozesskommunikation und/oder eines Sicherheitssystems vorgesehen ist.
21. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (1) zum Bedienen und Beobachten redundant ausgelegt ist, wobei auch für unabhängige Clients Redundanz vorliegt.
22. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens eine Multiplex-Komponente (11), zur Verdeckung der Redundanz und/oder mehrerer Datenserver vorgesehen ist.
23. Datenbank (4) zur Archivierung von akquirierten Prozessinformationsdaten (PI) für eine Auswertung und/oder Darstellung der archivierten Prozessinformationsdaten (PI), wobei die Datenbank (4) zur Integration in ein System (1) zum Be- dienen und Beobachten eines Produktionsprozesses (PP) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 vorgesehen ist.
24. Computerprogrammprodukt zum Bedienen und Beobachten eines Produktionsprozesses (PP) mittels eines Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
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