Überblick

1

Funktionen

2

Systemkonfiguration

3

Projektierung / Bedienung

4

PM-OPEN PI Online-Kopplung zu PI-Plant Information System

Systembeschreibung PM-OPEN PI Version 4 / 6

Ausgabe 01.06.2008

PM-OPEN PI

Systembeschreibung

Inhaltsverzeichnis 1

2

Überblick

4

1-1

Allgemeines

Seite

1-1

1.2

Universeller Einsatz

Seite

1-1

Funktionen

Seite

2-1

2.1

Kopplung

Seite

2-1

2.2

Übertragung von Variablenwerten zu PI

Seite

2-1

2.3 2.4

Übertragung von Variablenwerten von PI Variablenstatus

Seite Seite

2-1 2-1

2.5

Seite

2-1

2.6 2.7

Übertragung von aktuellen Meldungen zu PI Einsatz bei redundanten WinCC-Servern Einsatz auf einem Multiclient

Seite Seite

2-1 2-2

2.8

Diagnose

Seite

2-2

2.9 2.10

Puffernder Modus

Seite Seite

2-2 2-2

Seite

2-2

2.11

3

Seite

1.1

Verbindungsstatus Sprache

Systemkonfiguration

Seite

3-1

3.1 3.2

Allgemeines Lokales PI-System

Seite Seite

3-1 3-1

3.3

Zentrales PI-System

Seite

3-2

Projektierung / Bedienung

Seite

4-1

4.1

Allgemeines

Seite

4-1

4.2

Projektierungsdatei

Seite

4-1

4.3 4.4

Projektierung in PI-Plant Information System Projektierung in WinCC

Seite Seite

4-3 4-3

4.5

Online-Projektierung

Seite

4-3

4.6 4.7

PM-OPEN PI Programmfenster “LOG”-Dateien

Seite Seite

4-4 4-4

Änderungen vorbehalten

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Seite I-1

PM-OPEN PI 1 1.1

Systembeschreibung

Überblick Allgemeines

1.2 TM

Das Softwareprodukt PI-Plant Information System der Firma OSI Software Inc. CA, USA ist ein universelles Anlageninformationssystem zur Darstellung, Auswertung und Archivierung von Prozessdaten. PM-OPEN PI ermöglicht eine flexible und schnell projektierbare Ankopplung von Automatisierungssystemen an das PI-System. PM-OPEN PI ist „designed for WinCC and PCS7” und somit vollständig integrierbar in das leistungsstarke Visualisierungssystem SIMATIC WinCCTM und das Prozessleitsystem SIMATIC PCS7TM von Siemens. Diesen Systemkonfigurationen stehen zahlreiche Prozesskopplungen zur Verfügung. Nähere Informationen entnehmen Sie bitte den gültigen Bestellunterlagen. Die Prozessdaten aus den Automatisierungssystemen werden in WinCC-/PCS7-Variablen abgelegt und können online an das PI-System übertragen werden. Zusätzlich zu diesen externen Variablen können auch interne Variablen und Meldungen (Status) übertragen werden. Die Übertragung erfolgt entweder zyklisch, bei Wertänderung oder getriggert. Auch Wertänderungen im PI-Archiv können online an WinCC-/PCS7-Variablen übertragen werden. In der aktuellen Version wird jede halbe Sekunde überprüft, ob die Werte der angemeldeten Variablen geändert wurden. Diese Werte werden blockweise gelesen und in die entsprechenden Variablen übertragen.

Universeller Einsatz

Bei der Konzeption und Realisierung von Anlageninformationssystemen liegt der Schwerpunkt meistens bei der Darstellung, Auswertung und Archivierung von Prozessdaten. Oft steht der Anwender vor dem Problem der Datenübernahme aus seinen Automatisierungssystemen. Mit PM-OPEN PI steht dem Anwender ein leistungsfähiges Software-Paket zur Verfügung, um mit einem Minimum an Projektierungsaufwand diese Daten an das Anlageninformationssystem PI zu übertragen. PM-OPEN PI unterstützt verschiedene Systemkonfigurationen vom lokalen System bis hin zu komplexen anlagenübergreifenden, vernetzten Systemen mit mehreren WinCC-/PCS7-Stationen. PM-OPEN PI leistet somit einen wesentlichen Beitrag bei der Realisierung eines optimalen Informationsmanagement. Die langfristige Datenarchivierung im PI-System ermöglicht Prognosen und Optimierungen auf Basis fundierter Ist-Analysen und trägt damit zur Kostenersparnis bei. Die Einbindung von PM-OPEN PI in das Prozessvisualisierungssystem SIMATIC WinCC und das Prozessleitsystem SIMATIC PCS7 bietet integrierte Kommunikationslösungen für die durchgängige Industrieautomatisierung. Im weiteren Dokument kann der Begriff „WinCC“ auch durch „PCS7“ ersetzt werden Diese Beschreibung gilt für die Versionen V4.1 und V6.0 von PM-OPEN PI. Der Einsatz der PM-OPEN PI Version ist abhängig von der installierten WinCC Version. Nähere Informationen dazu, ebenso zur Betriebssystemplattform, entnehmen Sie bitte der gültigen Bestellunterlage.

PI

PM-OPEN PI WinCC WinCC

Server

PM-OPEN PI

WinCC

Client

Prozessbus

Anlage 1

Gateway

Prozessbus

Anlage x

PM-OPEN PI: integrierte Kommunikationslösungen vom lokalen System bis hin zur anlagenübergreifenden Systemkonfiguration

Änderungen vorbehalten

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Seite 1-1

PM-OPEN PI 2

2.1

Funktionen

Kopplung

2.3

PM-OPEN PI überträgt Variablenwerte und Meldungsstati zwischen WinCC und dem PI-System. Der PI-Server kann sowohl lokal (auf demselben PC), als auch über ein TCP/IP-Netzwerk gekoppelt werden. Bei Ausfall der Verbindung zum PI-Server versucht PM-OPEN PI zyklisch die Verbindung wieder herzustellen. Bei Ausfall der Kanalverbindungen zu unterlagerten Automatisierungssystemen versucht WinCC zyklisch die Verbindung wieder herzustellen.

2.2

Systembeschreibung

Übertragung von Variablenwerten zu PI

WinCC-Variablenwerte (Prozessvariablen / interne Variablen) können •

in den Zyklen



in den Zyklen1) 250 ms, 500 ms, 1 s, 2 s, 5 s, 10 s, 1 min, 2 min, 5 min, 10 min und 1 h (nur wenn sich der Wert geändert hat)

250 ms, 500 ms, 1 s, 2 s, 5 s, 10 s, 1 min, 2 min, 5 min, 10 min und 1 h (unabhängig, ob der Wert sich geändert hat)



bei Änderung ihres Wertes



bei Änderung eines Triggers

2)

von PM-OPEN PI an den PI-Server übertragen werden. 1)

Die Übertragung bei “Änderung” bietet den Vorteil die Datenlast auf dem Netzwerk und den Speicherbedarf im PI-System zu reduzieren. In der Projektierungsdatei wird festgelegt, welche WinCCVariablen an das PI-System zu übertragen sind.

2)

Binäre oder numerische WinCC-Variablen können auch als Trigger für andere Variablen dienen. Wenn sich der Wert der Triggervariable ändert werden die Werte der zugehörigen Variablen gelesen und übertragen. Die Triggerfunktion kann zusätzlich zur zyklischen Übertragung bzw. Übertragung bei Änderung verwendet werden. Es gibt verschiedene Trigger-Arten: Die Variablen werden immer übertragen, wenn sich die Triggervariable ändert, oder nur wenn sich die Triggervariable auf den Wert 1 ändert. Der aktuelle Zeitstempel des Wertes oder der Zeitstempel des Triggers wird eingetragen.

Übertragung von Variablenwerten von PI

PI-Variablenwerte können online an die entsprechenden WinCC-Variablen übertragen werden. In der aktuellen Version wird jede halbe Sekunde überprüft, ob die Werte der angemeldeten Variablen geändert wurden. Diese Werte werden blockweise gelesen und an die entsprechenden Variablen übertragen.

2.4

Variablenstatus

PM-OPEN PI wertet den Status der gekoppelten WinCCVariablen (“Variable nicht gefunden”, “Ober-/ Untergrenze überschritten”, “Formatgrenzen verletzt”, “KanalAdressfehler” etc.) aus und überträgt den entsprechenden Statuswert an das PI-System. Beim Start von PM-OPEN PI wird für alle projektierten Variablen der PI-Status “Config” und beim Beenden von PM-OPEN PI der PI-Status “I/O-Timeout” geschrieben und übertragen. Dadurch wird ersichtlich, in welchem Zeitraum reelle Prozessdaten übertragen werden.

2.5

Übertragung von aktuellen Meldungen zu PI

In PM-OPEN PI wird der Status (gekommen, gegangen, quittiert) einer im WinCC-Alarm Logging projektierten Meldung als Zahlenwert übertragen. Im PI-Archiv wird dazu ein Digital-Tag für diese Meldung angelegt. Über ein "Digital State Set" kann jedem Zahlenwert ein entsprechender Meldungstext zugeordnet werden. Die WinCC-Meldungsnummer dient als Ausgangspunkt für die Übertragung. In der Projektierungsdatei wird pro Meldung die übertragen werden soll eine Zeile angelegt. Als Tagname im PI-Archiv wird die Meldungsnummer verwendet. Sie kann jedoch auch im Feld WinCC-Variablenname eingetragen und ein anderer Tagname im PI-Archiv vergeben werden.

2.6

Einsatz bei redundanten WinCC-Servern

PM-OPEN PI unterstützt die WinCC-Option “Redundancy“ (nicht im Lieferumfang von PM-OPEN PI enthalten). PM-OPEN PI wird dazu auf allen am Projekt beteiligten WinCC-Servern gestartet, ist aber nur auf dem jeweils aktuellen Master-Server aktiv. Bei einer Umschaltung des WinCC Master-Server erfolgt auch eine Umschaltung von PM-OPEN PI.

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Seite 2-1

PM-OPEN PI 2

2.7

Funktionen

Einsatz auf einem Multiclient

2.10

Ab dieser Version ist PM-OPEN PI auch für den Einsatz auf einem Multiclient freigegeben. Es wird jedoch weiterhin der Einsatz auf einem Server empfohlen. Der Einsatz auf einem Multiclient bringt eventuell Vorteile bei der Übertragung von Prozesswerten mehrerer Server mit unterschiedlichen Projekten zu einem PI-System. Es sollte jedoch nicht außer Acht gelassen werden, dass dadurch weitere Komponenten, Übertragungsstrecken und Übertragungsmechanismen beteiligt sind, was gerade bei Massendaten u.a. zu Performanceproblemen führen kann. Die Vielfalt der Übertragungsmöglichkeiten, die sich durch den Einsatz auf einem Multiclient ergibt, erschweren im Falle auftretender Probleme die Reproduktion und die Suche nach der Ursache erheblich. Eine Unterstützung dabei ist nur sehr begrenzt möglich.

2.8

Systembeschreibung

Verbindungsstatus

Verbindungsausfall zwischen PM-OPEN PI und PI-Archiv Der Verbindungsausfall kann in einer projektierbaren WinCC-Variable mit “Wert=1“ angezeigt werden. Aktivstatus von PM-OPEN PI Der Aktivstatus (Lebenszeichen) kann in einer projektierbaren WinCC-Variablen zyklisch mit “Wert=1“ angezeigt werden. Es kann auch projektiert werden, dass der Wert zyklisch zwischen 0 und 1 wechselt.

2.11

Sprache

Die Systemtexte von PM-OPEN PI sind online zwischen deutscher und englischer Sprache umschaltbar.

Diagnose

Im Programmfenster von PM-OPEN PI werden Fehlermeldungen und Diagnosedaten angezeigt. Zusätzlich können diese Daten in “LOG”-Dateien geschrieben werden.

2.9

Puffernder Modus

Für die Übertragung der Variablenwerte kann ein puffernder Modus eingeschaltet werden. Wenn die Verbindung zum PI-Archiv unterbrochen ist, speichert das PI-API die Variablenwerte automatisch auf der Festplatte (siehe PI-API-Manual). Für diesen Fall sollte ausreichend Festplattenspeicher zur Verfügung stehen. Der Speicherbedarf ist von der Anzahl der Variablen, deren Zyklus, der Häufigkeit der Änderung und der Zeit des Verbindungsausfalls abhängig. Vor dem Start von PMOPEN PI muss das Programm Bufserv.exe (Lieferumfang der PI-API) gestartet werden. Nach dem Wiederherstellen der Verbindung werden die gepufferten Variablenwerte automatisch an das PI-Archiv gesendet. Variablen vom Typ String können zur Zeit nicht gepuffert werden.

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Seite 2-2

PM-OPEN PI 3

3.1

Systembeschreibung

Systemkonfiguration

Allgemeines

Für die Systemkonfiguration "WinCC-Verbund" stehen zum Anschluss an den Prozess die im Lieferumfang von WinCC enthaltenen Prozesskopplungen zur Verfügung.

Die PM-OPEN PI Systemsoftware bietet durch ihren modularen Aufbau und durch die Netzwerkfähigkeit optimale Lösungen auch für spezielle Kundenanforderungen. Die PM-OPEN PI Systemsoftware läuft im WinCCVerbund.

PIPlant Information System

WinCC-Basismodule

Graphics Designer

Alarm Logging

Tag Logging

PM-OPEN PI

Datenmananger

Prozessbus

PM-OPEN PI im WinCC-Verbund

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Seite 3-1

PM-OPEN PI 3

Systembeschreibung

Systemkonfiguration

3.3

Zentrales PI-System

Die Projektierung von PM-OPEN PI kann sowohl über das PI-System als auch über die einzelnen PM-OPEN PI Systeme erfolgen.

Ein zentrales PI-System besteht aus: •

einem PI-Plant Information System



einem oder mehreren PM-OPEN PI System(en)

Je nach Anforderung können die PM-OPEN PI Systeme innerhalb eines Mehrplatzsystems unterschiedlich aufgebaut werden: •

Die einzelnen Rechner sind über ein TCP/IP-Netzwerk miteinander verbunden.

PM-OPEN PI im WinCC-Verbund

Automation and Drives

- PI-Plant Information System

PI

- SIMATIC WinCC - PM-OPEN PI „WinCC-Verbund“

WinCC

- SIMATIC WinCC - PM-OPEN PI „WinCC-Verbund“

WinCC

Gateway

SIEMENS

Anlage 1

Anlage 2

Beispiel für ein zentrales PI-System

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Seite 3-2

PM-OPEN PI 4

4.1

Projektierung / Bedienung

Allgemeines

Die Projektierungsdatei ist als Textdatei (ähnlich dem CSV-Format) aufgebaut und kann mittels Texteditor oder Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. MS Excel) manuell erstellt werden. Alternativ ist die Erstellung mit den entsprechenden Tools des PI-Systems möglich.

Nach dem Programmstart läuft PM-OPEN PI im Hintergrund, d.h. die projektierten Variablenwerte werden ohne Bedienerhandlung automatisch zwischen WinCC und dem PI-System übertragen.

Eine wesentliche Projektierungserleichterung ist hierbei die Möglichkeit der automatischen Generierung der notwendigen WinCC-Variablen aus der Projektierungsdatei.

Zur Diagnose können im PM-OPEN PI Programmfenster Informationen und Fehlermeldungen angezeigt werden.

4.2

Systembeschreibung

Projektierungsdatei

PM-OPEN PI generiert aus der Projektierungsdatei beim Programmstart eine äquivalente Laufzeitdatei. Auftretende Fehler werden in der “LOG”-Datei eingetragen.

Die Projektierung von PM-OPEN PI erfolgt über die Projektierungsdatei “PM_OPEN_PI.PRO”. Diese Datei bildet die Grundlage für die Übertragung von Variablenwerten zwischen WinCC und dem PI-System.

Die Projektierung von PM-OPEN PI kann auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden:

In der Projektierungsdatei wird festgelegt, welche Variablen in welchem Modus (zyklisch / bei Änderung / getriggert) übertragen werden.

Projektierungsbeispiel 1: PI-Plant Information System

PM-OPEN PI

WinCC

PM_OPEN_PI.PRIO WinCC-Variable

Manuelle Projektierung über das PI-

Manuelle Projektierung der

Manuelle Projektierung der

Tool “PICONFIG”

“Projektierungsdatei”

WinCC-Variablen

Projektierungsbeispiel 2: PI-Plant Information System

PM-OPEN PI

WinCC

PM_OPEN_PI.PRIO WinCC-Variable

Manuelle Projektierung über das PI-

Manuelle Projektierung der

Die WinCC-Variablen werden

Tool “PICONFIG”

“Projektierungsdatei”

automatisch generiert

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Seite 4-1

PM-OPEN PI 4

Systembeschreibung

Projektierung / Bedienung

Projektierungsbeispiel 3: PI-Plant Information System

PM-OPEN PI

WinCC

PM_OPEN_PI.PRIO WinCC-Variable

Manuelle Projektierung über das PI-

Die “Projektierungsdatei”

Manuelle Projektierung der

Tool “PICONFIG”

wird automatisch durch

WinCC-Variablen

PM-OPEN PI generiert

Projektierungsbeispiel 4: PI-Plant Information System

PM-OPEN PI

WinCC

PM_OPEN_PI.PRIO WinCC-Variable

Manuelle Projektierung über das PI-

Die “Projektierungsdatei”

Die WinCC-Variablen werden

Tool “PICONFIG”

wird automatisch durch

automatisch generiert

PM-OPEN PI generiert

Projektierungsbeispiel 5: PI-Plant Information System

PM-OPEN PI

WinCC

PM_OPEN_PI.PRIO PI

WinCC-Variable

Automatische Projektierung

Manuelle Projektierung der

Die WinCC-Variablen werden

in PI

“Projektierungsdatei”

automatisch generiert

Änderungen vorbehalten

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Seite 4-2

PM-OPEN PI 4

4.3

Systembeschreibung

Projektierung / Bedienung

Projektierung in PI-Plant Information System

Um Werte in das PI-Archiv schreiben zu können, müssen dort “Tags” angelegt werden. Dies erfolgt •

über das Programm PICONFIG (Bestandteil des PI-Systems)



automatisch über die “Projektierungsdatei”.

Für das Interface werden die Tag-Attribute •

TAG

Namen der Variable in PI und WinCC



POINTTYPE

Datentyp der Variable z.B. Digital, Int16, Int32, Float16, Float32, Float64



POINTSOURCE

legt die Bearbeitung durch PM-OPEN PI fest



ZERO

Nullpunkt



SPAN

Spanne bzw. den Bereich



DIGITALSET

Typzuweisung für digitale Werte.



EXDESC

“extended descriptor” Informationen, die für WinCC relevant sind (dieses Attribut muß nur ausgefüllt werden, wenn das Interface die Projektierungsdaten auslesen soll, d.h. automatische Generierung der notwendigen WinCC Projektierungsdaten)

Verwendet.

4.5

Online-Projektierung

Es ist möglich die Übertragung von Variablenwerten online, also im laufenden Betreib, zu aktivieren und das sowohl vom PI-Archiv aus, als auch von PM-OPEN PI aus. Es wird zyklisch überprüft, ob im PI-System Tags für PMOPEN PI neu angelegt, modifiziert oder gelöscht wurden. Ist das der Fall, wird versucht in WinCC nicht vorhandene Variablen online anzulegen. Für vorhandene Variablen wird die Übertragung der Variablenwerte direkt gestartet. Bei modifizierten Tags im PI-System, wird überprüft, ob sich der Wert für den Parameter ScanPoint geändert hat und die Übertragung der Variablenwerte entsprechend gestoppt oder gestartet. Für im PI-System gelöschte Tags, wird die Übertragung der Variablenwerte gestoppt. Der Start der Übertragung von Variablenwerten ist online von PM-OPEN PI aus möglich, wenn im PI-System ein Tag mit dem gleichen Namen existiert. Im Menü Optionen, Variablenprojektierung kann der Übertragungszyklus und die Übertragungsrichtung ausgewählt werden. Danach erscheint der WinCC-Dialog zur Variablenauswahl, in dem auch Mehrfachselektionen möglich sind. Wenn dieser Dialog mit OK bestätigt wird, wird versucht die Übertragung online zu starten. Zusätzlich wird für alle selektierten Variablen in der Datei PM_OPEN_PI.PRO ein Konfigurationsdatensatz angelegt. Dadurch ist es sehr leicht möglich, fehlende Tags im PI-System anzulegen. Dadurch kann auch die Inbetriebsetzung bei neuen Projekten wesentlich vereinfacht werden.

Vom PI-System aus kann die “Projektierungsdatei” generiert werden.

4.4

Projektierung in WinCC

Die Projektierung der WinCC-Variablen kann •

manuell



über Wizards



automatisch über die Projektierungsdatei

erfolgen. Neben dem Namen der Verbindung und der Adresse wird u.a. der Startwert, der Ersatzwert sowie Ober- und Untergrenzen festgelegt. Notwendige Wertanpassungen (z.B. Float to S5Float) können einfach über die Umwandlungsfunktionen von WinCC vorgenommen werden.

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Seite 4-3

PM-OPEN PI 4

4.6

Projektierung / Bedienung

4.7

PM-OPEN PI Programmfenster

Nach dem Programmstart erscheint das Programmfenster von PM-OPEN PI. Hier erfolgt die Bedienung sowie die Anzeige der Fehlermeldungen und Diagnosedaten. Das Programmfenster bietet folgende Bedienfunktionalitäten:

“LOG”-Dateien

PM-OPEN PI verwaltet mehrere “LOG”-Dateien, in die •



aufgetretene Fehler •

Übertragungsfehler



Verbindungsunterbrechung

zusätzliche Informationen



Ein-/Ausschalten der WinCC Diagnosedaten





zum Anlauf

Ein-/Ausschalten der PI Diagnosedaten





zu den Variablen

Löschen der Einträge des Programmfensters





zur Verbindung

Ein-/Ausschalten der Diagnose-Protokollierung in den “LOG”-Dateien



Systembeschreibung

Online Sprachumschaltung für die Systemtexte von PM-OPEN PI.

Zur Diagnose werden im Programmfenster von PM-OPEN PI Informationen •

zum Programmstart



über den Verbindungsaufbau



über die angemeldeten Variablen

eingetragen werden. Über verschiedene Diagnosemodi kann der Anwender die für Ihn notwendigen Einträge bestimmen. Die “LOG”Dateien werden zyklisch auf ihre Größe überprüft. Bei Überschreitung von 4 MByte werden automatisch Sicherheitskopien erstellt und neue Einträge in neue “LOG”-Dateien geschrieben.

eingetragen. Während der Kopplung können Fehlermeldungen und weitere Diagnoseinformationen angezeigt werden. Die Einträge des Programmfensters können zusätzlich in “LOG”-Dateien mitgeschrieben werden, um die Diagnosedaten über einen längeren Zeitraum zur Verfügung zu stellen. Wichtige Fehlermeldungen werden direkt protokolliert.

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Process Management System Economical Automation with Standard Software PM-CONTROL Recipe/Product Data Management, Job Control PM-QUALITY Job/Batch-oriented Archiving and Recording PM-MAINT Intelligent Maintenance Management System PM-ANALYZE Analysis of Alarms and Process Data PM-OPEN Solutions for Communication and Integration

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