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FH Braunschweig/Wolfenbüttel Fachbereich Maschinenbau Erstellen der Visualisierung und Programmierung des nicht-fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen Flammrohrkessel Diplomarbeit Verfasser: Arne Reimer Betreuer: Dipl.-Ing. Bensenouci Zemmiri Zeitraum: Sommersemester 2005 (Wintersemester 2005/06)

Erstellen der Visualisierung und Programmierung des nicht ... · FH Braunschweig/Wolfenbüttel Visualisierung und Programmierung des nicht-gat GmbH, Geesthacht Fachbereich Maschinenbau

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FH Braunschweig/Wolfenbüttel Fachbereich Maschinenbau

Erstellen der Visualisierung und Programmierung des nicht-fehlersicheren Bereichs

einer Steuerung für einen Flammrohrkessel

Diplomarbeit Verfasser: Arne Reimer Betreuer: Dipl.-Ing. Bensenouci Zemmiri Zeitraum: Sommersemester 2005 (Wintersemester 2005/06)

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FH Braunschweig/Wolfenbüttel Visualisierung und Programmierung des nicht- gat GmbH, Geesthacht Fachbereich Maschinenbau fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen Niederlassung Nord Automatisierungstechnik Flammrohrkessel

Arne Reimer Seite 2 / 104 Diplomarbeit

Vorwort Diese Diplomarbeit behandelt das Thema „Erstellen der Visualisierung und

Programmierung des nicht-fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen

Flammrohrkessel“. Sie behandelt damit ein Thema der Automatisierungstechnik in

der Verbrennungstechnik.

Sie wurde im Rahmen eines Projektes der Fa. gat GmbH, Gesellschaft für

Automatisierungstechnik mbH, erstellt. Dabei handelt es sich um die Aufrüstung

eines Flammrohrkessels der Fa. SCA in Aschaffenburg auf SPS-Technik mit

entsprechender Prozessvisualisierung.

An dem Projekt waren die Niederlassung Mitte, Ost und Nord der Fa. gat beteiligt.

Ich war zusammen mit einem Kollegen in der Niederlassung Nord tätig, der auch

später die Inbetriebnahme leitete.

Dank geht an dieser Stelle an meinen Kollegen Dipl.-Ing. Gunnar Sell, mit dem ich

dieses Projekt zusammen bearbeitete, an Herrn Dipl.-Ing. Manfred Hackbarth, der

mich in der Firma vor und während der Projektzeit betreute und an alle übrigen gat-

Mitarbeiter, die mir stets Antwort auf meine Fragen gaben und mir ein Gefühl gaben,

vom ersten Tag an dazu zu gehören.

Des weiteren möchte ich meinem Betreuer von Seiten der Hochschule Herrn Dipl.-

Ing. Bensenouci Zemmiri danken, der sich sofort bereit erklärte, meine Diplomarbeit

zu betreuen und Herrn Professor Dr. Rolf Roskam, der sich als Zweitprüfer für mich

zur Verfügung stellte.

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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Arne Reimer Seite 3 / 104 Diplomarbeit

1 Inhaltsverzeichnis

1 Inhaltsverzeichnis ............................................................................3 2 Einleitung..........................................................................................6

2.1 Beschreibung des Themas ..........................................................6 2.2 Beschreibung des Kessels...........................................................6 2.3 Beschreibung der Visualisierung..................................................7 2.4 Beschreibung der Steuerung .......................................................7 2.5 Themeneinteilung der Diplomarbeit .............................................8

3 Visualisierung...................................................................................9 3.1 HMI (Human Machine Interface) ..................................................9 3.2 Beschreibung des Programms WinCC flexible ..........................10

3.2.1 Arbeitsprinzip ............................................................................... 11 3.3 Anbindung der Visualisierung an eine Steuerung ......................11

3.3.1 Integration in SIMATIC STEP 7................................................... 11 3.3.2 Beschreibung des vorliegenden HMI-Systems............................ 12 3.3.3 Allgemeiner Austausch von Daten .............................................. 12 3.3.4 Vernetzung CPU TP170A.................................................... 13 3.3.5 Vernetzung CPU WinCC PC ............................................... 13

3.4 Bediengerät TP170A..................................................................13 3.5 Bedienung vom WinCC PC........................................................14 3.6 Visualisierungen erstellen mit WinCC flexible............................14

3.6.1 Erstellen eines Projektes in WinCC flexible................................. 14 3.6.2 Bedienoberfläche in WinCC flexible ............................................ 15 3.6.3 Beispiel: Erstellung der Bedienung der Warmhalteregelung....... 17

4 Bedienungsanleitung.....................................................................22 4.1 WinCC PC..................................................................................22

4.1.1 Schnelleinstieg............................................................................. 22 4.1.1.a) Brenner starten ......................................................................................... 22 4.1.1.b) Brenner stoppen........................................................................................ 23

4.1.2 Navigation.................................................................................... 23 4.1.3 Statusleiste .................................................................................. 24 4.1.4 Störungen quittieren .................................................................... 24 4.1.5 Kesselschema ............................................................................. 26 4.1.6 Brennerschema / Brennerschema Hand ..................................... 30

4.1.6.a) Frischluftzweig......................................................................................... 30 4.1.6.b) Erdgaszweig ............................................................................................. 31 4.1.6.c) Brennerdarstellung ................................................................................... 32 4.1.6.d) Steuerfenster (Brennerschema) ................................................................ 32 4.1.6.e) Steuerfenster (Brennerschema Hand)....................................................... 33

4.1.7 Lastregler..................................................................................... 34 4.1.7.a) Lastregler im Handbetrieb........................................................................ 34 4.1.7.b) Lastregler im Automatikbetrieb ............................................................... 36

4.1.8 Regler und Automaten................................................................. 37 4.1.8.a) Trommelniveauregelung .......................................................................... 38

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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4.1.8.b) Warmhalteregelung .................................................................................. 38 4.1.8.c) Absalzregelung......................................................................................... 39 4.1.8.d) Abschlammautomatik............................................................................... 39 4.1.8.e) Frischlüfter ............................................................................................... 39

4.1.9 Trendkurven I............................................................................... 40 4.1.10 Trendkurven II.............................................................................. 41 4.1.11 Datum, Uhrzeit, Passwörter......................................................... 42 4.1.12 Störmeldeanzeige........................................................................ 43

4.2 TP170A ......................................................................................44 4.2.1 Startbildschirm............................................................................. 44 4.2.2 Betriebsfenster I........................................................................... 44 4.2.3 Handbetrieb ................................................................................. 45 4.2.4 Betriebsfenster II.......................................................................... 45 4.2.5 Lastregler..................................................................................... 46 4.2.6 HD-Schieber ................................................................................ 46 4.2.7 Frischlüfter ................................................................................... 47 4.2.8 Trommelniveau Regler ................................................................ 47 4.2.9 Warmhalteregelung ..................................................................... 48 4.2.10 Absalzregelung............................................................................ 48 4.2.11 Abschlammung / Kesselentleerung ............................................. 49 4.2.12 Passwort ändern.......................................................................... 49 4.2.13 Meldefenster ................................................................................ 50

5 Steuerung .......................................................................................51 5.1 Aufbau der CPU.........................................................................51

5.1.1 Teilung in Fehlersicheren und Nicht-Fehlersicheren Bereich...... 51 5.2 Aufteilung der Automatisierungsaufgaben auf nicht-fehlersicheren und fehlersicheren Bereich ..........................................52 5.3 Aufbau nicht-fehlersicherer Bereich: ..........................................52

5.3.1 Ablauf OB1 .................................................................................. 53 5.3.2 Ablauf OB35 ................................................................................ 53 5.3.3 FC- und FB-Aufrufe in OB1 ......................................................... 54

5.3.3.a) Erzeugen von Impulsmerkern (FB32, DB32) .......................................... 54 5.3.3.b) Uhrzeitaktualisierung jede Sekunde (FC11) ............................................ 54 5.3.3.c) Einlesen der nicht-fehlersicheren digitalen Eingänge (FC1,DB1)........... 54 5.3.3.d) Einlesen der nicht-fehlersicheren analogen Eingänge (FC2,DB2) .......... 54 5.3.3.e) Signale be-/verarbeiten, die von den Panels kommen (FC5) ................... 54 5.3.3.f) Signale be-, verarbeiten, die speziell von dem WinCC PC kommen (FC8) 55 5.3.3.g) Quittierung alter Störungen (FC17) ......................................................... 55 5.3.3.h) Ausgabe neuer Störungen (FC18) ............................................................ 55 5.3.3.i) Lambdakurve bearbeiten/speichern/reseten (FC20)..................................... 55 5.3.3.j) Passwortprüfung (FC26) .............................................................................. 57 5.3.3.k) Regler und Automaten die nicht-zyklisch abgearbeitet werden müssen (FC50) 59 5.3.3.l) Steuerung HD-Schieber (FB55) ................................................................... 59 5.3.3.m) Übergabe von Befehlen von den Panels in den F-Bereich (FC29) .......... 61 5.3.3.n) Aufbereitung von Daten für die Panels (FC100) ..................................... 62 5.3.3.o) Aufbereitung von Daten speziell für den WinCC PC (FC103)................ 62

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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5.3.3.p) Ausgabe von NF digitalen Ausgängen (FC106) ...................................... 62 5.3.3.q) Ausgabe von NF analogen Ausgängen (FC107)...................................... 62 5.3.3.r) Datenübergabe in den F-Bereich (FC110) ................................................... 62

5.3.4 FC- und FB-Aufrufe in OB35 ....................................................... 63 5.3.4.a) Aufruf des Sicherheitsprogramms (FC120) ............................................. 63 5.3.4.b) Lastregelung (FC51) ................................................................................ 63 5.3.4.c) Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FC52)............................................ 63 5.3.4.d) Trommelniveau-Regelung (FC53) ........................................................... 66 5.3.4.e) Auslesen von Störungen der fehlersicheren Baugruppen (FC15)............ 66

5.4 Funktionsweise der Regler- und Automaten-FBs ......................67 5.4.1 Lastregler (FB49)......................................................................... 67 5.4.2 Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FB50) ................................. 73 5.4.3 Trommelniveau Regelung (FB51) ............................................... 86 5.4.4 Abschlammautomatik (FB52) ...................................................... 94 5.4.5 Warmhalteregelung (FB53) ......................................................... 94 5.4.6 Absalzregelung (FB54)................................................................ 94 5.4.7 Nonlin (FC21) .............................................................................. 95

6 Inbetriebnahme ..............................................................................99 6.1 Trocken-Inbetriebnahme............................................................99 6.2 Inbetriebnahme vor Ort ..............................................................99

7 Ergebnis der Diplomarbeit ..........................................................101 8 Abbildungsverzeichnis................................................................102 9 Verwendete Literatur ...................................................................104

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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2 Einleitung

2.1 Beschreibung des Themas Thema: „Erstellen der Visualisierung und Programmierung des nicht-fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen Flammrohrkessel.“ Ein mit Gas betriebener Dampfkessel soll von alter Klappertechnik auf moderne SPS-Technik umgerüstet werden. Der Feuerungsautomat und etliche andere Baugruppen sollen in der Steuerung realisiert werden. Zudem sollen die erforderlichen Regelungen auch in der SPS ablaufen. Zu diesem Zweck wird eine Siemens 315F-2DP CPU verwendet. Sie ist intern in zwei Bereiche aufgeteilt. Einen fehlersicheren und einen nicht-fehlersicheren Bereich. Der fehlersichere Bereich wird für die eigentliche Steuerung des Kessels mit allen sicherheitsrelevanten Schnittstellen eingesetzt – der nicht-fehlersichere Bereich für die Regelung, Kommunikation mit Anzeigegeräten und sonstige Nebenberech-nungen. Der Arbeitsumfang der hier vorliegenden Diplomarbeit beinhaltet die Programmierung der kompletten Regelung des Kessels im nicht-fehlersicheren Bereich, Verarbeitung aller nicht-fehlersicheren Ein- und Ausgänge, sowie die Visualisierung der Anlage auf zwei unterschiedlichen Anzeigegeräten. Dabei mussten bestimmte Schnittstellen-Parameter zwischen dem nicht-fehlersicheren und fehlersicheren Bereich festgelegt werden, da dieser von einem anderen Kollegen programmiert wurde. Außerdem war noch eine Dokumentation bzw. Bedienungsanleitung der Anlage anzufertigen.

2.2 Beschreibung des Kessels Bei dem hier vorliegenden Kessel handelt es sich um einen Flammrohrkessel. Ein Gas-Luft-Gemisch wird in einen länglichen Brennraum eingeblasen und verbrennt. Umgeben ist dieser von Wasser, welches sich nach und nach erhitzt. Es verdampft und wird an der Oberseite des Kessels abgenommen und durch ein Rohrsystem noch mal an der Flamme vorbeigeleitet. Das heiße Abgas wird zusätzlich durch Rohre durch das Speisewasser geleitet, wodurch sich dieses noch weiter erhitzt. Der gewonnene Heißwasserdampf wird einem Verbraucher zur Verfügung gestellt. Dieser fordert den Dampf mit einem bestimmten Druck ab. Ein Lastregler in der Steuerung soll nun dafür sorgen, dass dieser Druck immer zur Verfügung steht. Um den Brenner mit Gas und Luft zu befeuern, wird eine Brennstoff-Luftverhältnisregelung benötigt. Diese mischt Gas und Luft so, dass der erforderliche Druck zur Verfügung gestellt wird und das Gemisch in einem optimalen ökonomischen und ökologischen Verhältnis verbrennt. Über die gesamte Kessellast-Bandbreite von ca. 10 bis 100% verändern sich bestimmte Faktoren, die von der Regelung berücksichtigt werden müssen.

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Zusätzlich muss das Speisewasserlevel stets auf einem bestimmten Niveau gehalten werden. Hierfür ist ebenfalls eine Regelung notwendig. Über eine Niveausonde wird der Wasserstand gemessen und über ein Regelventil der Zufluss geregelt, der notwendig ist, um den Wasserverbrauch auszugleichen. Des Weiteren ist es notwendig den Salzgehalt des Speisewassers zu messen, da ein zu hoher Gehalt den Kessel schädigen würde. Deshalb wird der Salzgehalt über die Leitfähigkeit des Speisewassers gemessen. Übersteigt der gemessene Wert einen bestimmten Maximalwert, wird Wasser abgelassen. Dies ist die so genannte Absalzregelung. Im Laufe der Betriebszeit sammeln sich auf dem Grund des Kessels Schlamm und andere Stoffe an. Diese werden durch eine Abschlammautomatik in bestimmten Zeitabständen ausgespült. Wird der Kessel gerade nicht benötigt, da zu wenige Verbraucher am Netz sind, schaltet sich dieser in einen so genannten Standby-Modus. Dabei muss das Speisewasser auf Temperatur gehalten werden. Hierfür wird Wasserdampf über ein Ventil eingeblasen, welcher zu Wasser kondensiert und das Speisewasser gleichzeitig aufheizt. Damit der Wasserstand des Kessels dabei nicht zu hoch steigt, gibt es noch ein Ablassventil, das überschüssiges Wasser ablässt, wenn der Wasserstand zu hoch ansteigt.

2.3 Beschreibung der Visualisierung Direkt neben dem Kessel befindet sich ein Touchpanel TP170A eingebaut im Schaltschrank, an dem Grundeinstellungen vorgenommen werden können, der Kessel in Betrieb genommen werden kann und das Bedienen möglich sein soll. Zum anderen gibt es einen PC mit Flachbildschirm, der in der Leitwarte stehen soll. An ihm kann man alle wichtigen Kesseldaten ablesen und den Kessel steuern. Dafür wird der gesamte Kessel und Brenner schematisch dargestellt, so dass ein leichtes Verständnis der Daten möglich ist. Beide Panels werden mit WinCC flexible 2004 von Siemens programmiert. Das TP170A wird über MPI mit der CPU verbunden, der Rechner besitzt eine PROFIBUS Steckkarte und ist mit dieser mit der CPU verbunden.

2.4 Beschreibung der Steuerung Bei der hier vorliegenden Steuerung handelt es sich um eine sogenannte fehlersichere Steuerung. Dies bedeutet nicht etwa, dass mit dieser Steuerung keine Fehler mehr auftreten, sondern dass diese so aufgebaut ist, dass tatsächliche Fehler richtig erkannt und sicherheitsgerichtet verarbeitet werden können. Die zugrunde gelegte CPU ist im Kern in zwei Bereiche aufgeteilt - Fehlersicherer und Nicht-Fehlersicherer Bereich. So ist es auch möglich nicht-sicherheitsgerichtete Signale in der gleichen CPU zu verarbeiten. In dem fehlersicheren Bereich befinden sich die Ablauf-Schrittketten und Abschaltbedingungen sowie die Störungserzeugung. In dem nicht-fehlersicheren Bereich befinden sich die Regelung der einzelnen Kesselkomponenten, sowie alles was mit der Visualisierung zusammen hängt.

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2.5 Themeneinteilung der Diplomarbeit In dieser Diplomarbeit werden im Grunde zwei große Bereiche behandelt. Als erstes die Visualisierung und danach die Steuerung. Die Visualisierung wird vor der Steuerung behandelt, um ein besseres Verständnis der gesamten Abläufe zu erhalten, bevor in die Programmierung dieser eingestiegen wird. Visualisierung Die Visualisierung nahm etwa 40% des Zeitaufwandes beim Schreiben der Diplomarbeit ein und etwa 35% der Zeit beim Erstellen in der Firma. Zuerst wird das Projektierungsprogramm WinCC flexible beschrieben. Dazu zählt auch ein ausführliches Projektierungsbeispiel. Danach werden die kompletten Visualisierungen von dem Touchpanel und dem PC beschrieben. Steuerung Die Steuerung mit Regelung nahm etwa 50% des Zeitaufwandes beim Schreiben der Diplomarbeit ein. Der Zeitaufwand beim Erstellen in der Firma betrug für die reine Steuerung etwa 35% für die Regelung mit Simulation etwa 20%. Zuerst wird grob der Aufbau der Steuerung beschrieben. Danach folgt der grundlegende Programmaufbau mit der Beschreibung aller verwendeten FBs und FCs in den OBs. Die FBs, die die Regelungen enthalten, werden separat im Anschluss beschrieben.

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3 Visualisierung

3.1 HMI (Human Machine Interface) Wo Prozesse immer vielschichtiger werden und die Ansprüche an die Funktionalität von Maschinen und Anlagen steigen, benötigt der Bediener ein Höchstmaß an Transparenz. Diese Transparenz bietet das Human Machine Interface (HMI). Ein HMI-System stellt die Schnittstelle zwischen dem Menschen (Bediener) und dem Prozess (Maschine/Anlage) dar. Die eigentliche Kontrolle über den Prozess hat die Steuerung. Es gibt also eine Schnittstelle zwischen dem Bediener und WinCC flexible (am Bediengerät) und eine Schnittstelle zwischen WinCC flexible und der Steuerung. Ein HMI-System übernimmt folgende Aufgaben:

• Prozess darstellen Der Prozess wird am Bediengerät abgebildet. Wenn sich im Prozess z.B. ein Zustand ändert, wird die Anzeige am Bediengerät aktualisiert.

• Prozess bedienen Der Bediener kann den Prozess über die grafische Bedienoberfläche bedienen. Der Bediener kann z.B. einen Sollwert für die Steuerung vorgeben oder einen Motor starten.

• Meldungen ausgeben Wenn im Prozess kritische Prozesszustände auftreten, wird automatisch eine Meldung ausgelöst, z.B. wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird.

• Prozesswerte und Meldungen archivieren Meldungen und Prozesswerte können vom HMI-System archiviert werden. Auf diese Weise können Sie den Prozessverlauf dokumentieren und Sie haben auch später noch Zugriff auf ältere Produktionsdaten.

• Prozesswerte und Meldungen dokumentieren Meldungen und Prozesswerte können vom HMI-System als Protokoll ausgegeben werden. Damit können Sie sich z.B. nach Schichtende die Produktionsdaten ausgeben lassen.

• Prozessparameter und Maschinenparameter verwalten Parameter für Prozesse und Maschinen können vom HMI-System in Rezepturen gespeichert werden. Diese Parameter können Sie z.B. mit einem Arbeitsschritt vom Bediengerät an die Steuerung übertragen, um die Produktion auf eine andere Produktvariante umzustellen.

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3.2 Beschreibung des Programms WinCC flexible Mit der Visualisierungssoftware WinCC flexible der Firma Siemens kann nun ein HMI-System erstellt und eingesetzt werden. Dafür muss man das Programm an sich weiter unterteilen:

• WinCC flexible Engineering System ...ist die Software, mit der man alle notwendigen Projektierungsaufgaben erledigen kann. Die WinCC flexible Edition bestimmt, welche Bediengeräte des SIMATIC HMI Spektrums projektierbar sind.

• WinCC flexible Runtime ...ist die Software zur Prozessvisualisierung. In Runtime führt man das Projekt im Prozessbetrieb aus.

• WinCC flexible Optionen Mit WinCC flexible Optionen kann man die Grundfunktionalität von WinCC flexible erweitern. Für jede Option benötigt man gesonderte Lizenzen.

Im Produktspektrum der Firma Siemens befinden sich verschiedene Bediengeräte, die mit WinCC flexible programmiert werden können. Diese werden in Gruppen eingeordnet, für die man eine spezielle Edition von WinCC flexible benötigt.

Abbildung 1: WinCC flexible deckt den Leistungsbereich von Micro Panels bis zur einfachen

PC-Visualisierung ab. (Quelle: Siemens Benutzerhandbuch 6AV6691-1AB01-0AA0)

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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3.2.1 Arbeitsprinzip Wenn Sie in WinCC flexible ein neues Projekt anlegen oder ein vorhandenes Projekt öffnen, erscheint die WinCC flexible Projektierungsoberfläche auf dem Bildschirm des Projektierungsrechners. Im Projektfenster wird die Projektstruktur dargestellt und das Projekt verwaltet.

Abbildung 2: Projektieroberfläche von WinCC flexible

In WinCC flexible gibt es für jede Projektierungsaufgabe einen speziellen Editor. Man projektiert z.B. die grafische Bedienoberfläche eines Bediengerätes im Editor "Bilder". Für das Projektieren von Meldungen verwendet man z.B. den Editor "Bitmeldungen". Alle zu einem Projekt gehörenden Projektierungsdaten werden in der Projektdatenbank gespeichert.

3.3 Anbindung der Visualisierung an eine Steuerung Da ein Bediengerät im späteren Betrieb meist mit einer Steuerung verbunden ist, ist es sinnvoll, dies auch schon während der Projektierung zu berücksichtigen. Innerhalb der Siemens Produktpalette gibt es dafür die Einstellungsoption „Integration in SIMATIC STEP 7“.

3.3.1 Integration in SIMATIC STEP 7 Prozessvariablen sind das Bindeglied für die Kommunikation zwischen Steuerung und HMI-System. Ohne die Vorteile der Integration müsste man jede Variable zweimal definieren: einmal für die Steuerung und einmal für das HMI-System.

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Die Integration von SIMATIC STEP 7 in die Projektierungsoberflache führt zu einer geringeren Fehlerhäufigkeit und zu einem geringeren Projektierungsaufwand. Während der Projektierung greift man direkt auf die STEP 7-Symboltabelle und die Kommunikationseinstellungen zu:

• Die STEP 7-Symboltabelle enthält die Datenpunktdefinitionen (z.B. Adressen oder Datentypen), die man bei der Erstellung des Steuerungsprogramms festgelegt hat.

• Die Kommunikationseinstellungen beinhalten die Busadressen und Steuerungsprotokolle. Die Kommunikationseinstellungen nimmt man z.B. mit NetPro vor.

3.3.2 Beschreibung des vorliegenden HMI-Systems Das vorliegende HMI-System besteht im Grunde aus drei Komponenten.

• 1 TP170A Touchpanel (Nähere Beschreibung siehe 3.4 Bediengerät TP170A) • 1 WinCC PC (Nähere Beschreibung siehe 3.5 Bedienung vom WinCC PC) • 1 CPU 315F-DP (Nähere Beschreibung siehe 5.1 Aufbau der CPU)

Die Einstellungen für die Vernetzung der einzelnen Bestandteile werden ausschließlich in der Steuerung vorgenommen. Dies resultiert aus der eingestellten Option „Integriert in Step7“.

PROFIBUSMPI

TP170A WinCC PC

CPU 315F-2DP

Abbildung 3: Vernetzung des vorliegenden HMI-Systems

3.3.3 Allgemeiner Austausch von Daten Die Bediengeräte können sowohl lesend als auch schreibend direkt auf die Datenbausteine, Merker- und Prozessabbildbereiche der Steuerung zugreifen. Dabei muss den einzelnen Variablen jeweils eine Zykluszeit zugeordnet werden, in der sie gelesen oder geschrieben werden. Die Zykluszeit und die Anzahl der Variablen haben einen Einfluss auf die geforderte Geschwindigkeit des Busses. Bei der Projektierung wird direkt symbolisch auf die Variablen in der Steuerung zugegriffen. D.h. man wählt die Variablen nicht anhand ihrer Adressen aus, sondern anhand ihres symbolischen Namens (Die direkte Adressierung ist möglich).

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3.3.4 Vernetzung CPU TP170A Das Touchpanel TP170A ist über den MPI-Bus mit der Steuerung verbunden. Die Kommunikationsgeschwindigkeit beträgt 187,5 kbit/s. Zwischen den beiden Geräten werden nur geringe Datenmengen ausgetauscht. Aufgrund der kleinen Größe des Panels kommt es nicht zum Aufruf vieler Variablen gleichzeitig. Deshalb ist der Datendurchsatz von 187,5 kbit/s völlig ausreichend. Es werden hauptsächlich Einstellungen vorgenommen und Werte angezeigt, bei denen auf eine hohe Aktualisierungsgeschwindigkeit verzichtet werden kann. Durch einen eigenständigen Bus wird außerdem erreicht, dass weniger Datenmengen auf dem Profibus unterwegs sind.

3.3.5 Vernetzung CPU WinCC PC Bei dem WinCC PC handelt es sich um einen gewöhnlichen Desktop-PC, der über eine Steckkarte verfügt, die es im ermöglicht, an ein Profibus/MPI-Netz angeschlossen zu werden. Die Kommunikation erfolgt über Profibus. Die Kommunikationsgeschwindigkeit beträgt 1,5 Mbit/s. Zwischen der Steuerung und dem PC werden viele Daten ausgetauscht, da auf dem Bildschirm alle wichtigen Prozessdaten gleichzeitig angezeigt werden. Deshalb ist ein höherer Datendurchsatz nötig.

3.4 Bediengerät TP170A

Das Touchpanel TP170A der Firma Siemens besitzt ein 4 Farben 5,7“ Display, dass nur von Hand bedient wird. Es hat eine Auflösung von 320 x 240 Bildpunkten und einen Anwendungs-speicher von 320 kByte.

Abbildung 4: Touchpanel TP170A

Das Programm läuft auf Windows CE. 1 Display mit Touchscreen

Im vorliegenden Fall erfolgt der Einbau im Schaltschrank direkt vor Ort. Im Grunde stellt das Panel die Möglichkeit für den Notbetrieb dar, wenn die Leitzentrale ausfallen sollte.

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3.5 Bedienung vom WinCC PC

Die Bedienung des Kessels ist auch aus einer Leitwarte heraus möglich. Dies geschieht über einen PC, der über eine Profibus-Steckkarte verfügt und auf dem eine Runtime-Version von WinCC flexible installiert ist. Angezeigt werden die Daten über einen handelsüblichen Flachbildschirm. Die Bedienung erfolgt mit Maus und Tastatur. Das Betriebssystem ist Windows XP. Abbildung 5: WinCC PC

3.6 Visualisierungen erstellen mit WinCC flexible Im folgenden Kapitel wird aufgezeigt, wie die grundsätzliche Vorgehensweise beim Erstellen von Visualisierungen mit WinCC flexible ist. Dies wird anhand eines speziellen Beispiels sehr ausführlich gezeigt werden. Im weiteren wird die gesamte Visualisierung beider Bediengeräte genauer erläutert werden. D.h. es werden die Funktionen und Bedienungen sowie deren Auswirkungen auf die Steuerung beschrieben werden. Im weiteren Sinne soll dies auch eine Bedienungsanleitung darstellen, weil so die Funktionsweisen der Anlage am Besten vermittelt werden können.

3.6.1 Erstellen eines Projektes in WinCC flexible Aufgrund der großen Komplexität und Möglichkeiten unter WinCC flexible soll hier auf die Beschreibung zum Erstellen von neuen Projekten nicht weiter eingegangen werden. Durch die Vielzahl verschiedener Bediengeräte ergibt sich stets ein individueller Funktionsumfang eine jeden Projektes. Den maximalen Funktionsumfang zu beschreiben würde hier sicherlich den Rahmen sprengen. Deshalb soll ein bereits erstelltes Projekt mit den zugehörigen Einstellungen vorausgesetzt werden und dabei auf die Siemens-Handbücher zu diesem Kapitel verwiesen werden:

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Abbildung 6: Auszug aus der Siemens Manual-Collection

3.6.2 Bedienoberfläche in WinCC flexible Die Bedienoberfläche von WinCC flexible ist individuell gestaltbar. Für jede Aufgabe gibt es bestimmte Editoren, die beliebig angeordnet, sichtbar/unsichtbar, geschlossen/geöffnet werden können. Dadurch kann man sich seine Arbeitsumgebung stets den geforderten Aufgaben anpassen.

Abbildung 7: Projektieroberfläche von WinCC flexible

• In der Menüleiste kann auf alle Funktionen zugegriffen werden. • Die Symbolleiste ist anpassbar und beinhaltet alle wichtigen Funktionen. Mit

Hilfe des Mauszeiger kann auch ein Quickinfo zu jedem Symbol angezeigt werden.

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• Im Projektfenster kann auf alle projektierten Bilder, Meldungen, Rezepte, Archive und Einstellungen zugegriffen werden. Die Navigation erfolgt wie in der gewohnt übersichtlichen Ordnerstruktur.

• Im Objektfenster werden die gerade ausgewählten Elemente angezeigt. • Der Arbeitsbereich ist die eigentliche Arbeitsgrundlage. Hier ist der

„Bildschirm“ des späteren Bediengerätes zu sehen. Hier werden die Elemente so angeordnet, wie sie später auch auf dem Bildschirm erscheinen sollen.

• Über das Eigenschaftsfenster ist es möglich auf die einzelnen Parameter und Eigenschaften des ausgewählten Objektes zuzugreifen und dies zu verändern

• Im Ausgabefenster werden Systemmeldungen angezeigt. Z.B. beim Speichern, Generieren oder Transferieren.

• Im Werkzeugfenster werden die einzelnen Elemente ausgewählt die auf dem Arbeitsbereich eingefügt werden sollen.

• In der Bibliothek hat man eine grafische Vorschau auf die Objekte, die eine Bibliothek enthält, wenn man diese aufgerufen hat.

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3.6.3 Beispiel: Erstellung der Bedienung der Warmhalteregelung Ausgangssituation:

• Es ist ein Bild erstellt worden, in dem die Objekte eingefügt werden können. • Die Variablen sind in der Steuerung in den Datenbausteinen bereits deklariert. • Das Werkzeug- und Eigenschaftsfenster ist geöffnet.

Abbildung 8: Vorschau der zu erstellenden Bedienung

Im Folgenden werden die einzelnen Schritte erklärt, die für die Erstellung notwendig waren. Erstellen des Rahmens und der Beschriftung: Vorgehensweise Rahmen erstellen:

1. Im Werkzeugfenster das „Rechteck“ auswählen und auf der Arbeitsfläche ein entsprechend großes Rechteck mit der Maus aufziehen.

2. Im Eigenschaftsfenster unter „Eigenschaften\Gestaltung“ die gewünschte „Füllfarbe“ einstellen und die „Breite“ unter „Rahmen“ auf 2 ändern.

3. Auf der Arbeitsfläche das Objekt nun wie gewünscht positionieren und wie unter Windows bekannt die Größe des Rechtecks entsprechend anpassen.

Abbildung 9: Zwischenergebnis Rahmen erstellt

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Vorgehensweise Beschriftung erstellen: 1. Im Werkzeugfenster das „Textfeld“ auswählen, an die gewünschte Position im

Rahmen klicken und den Text eingeben. 2. Im Eigenschaftsfenster unter „Eigenschaften\Gestaltung“ die Füllart auf

„Massiv“ setzen und eine Farbe auswählen. Mit dem „Rahmen“ ebenso verfahren und das Kästchen „3D“ aktivieren.

3. Unter „Eigenschaften\Text“ nun eine geeignete Schriftgröße auswählen und den Text auf „Fett“ stellen. Die „Ausrichtung“ unter „Vertikal“ auf „Mitte“ stellen.

Abbildung 10: Zwischenergebnis Rahmen mit Beschriftung

Erstellen der Ein- und Ausgabefelder: Gefordert werden 1 Ausgabefeld und 1 Eingabe/Ausgabefeld sowie deren Anbindung an die Variablen für Ist- und Solltemperatur. Außerdem soll das Eingabe/Ausgabefeld nur bedienbar sein, wenn ein entsprechendes Bit in der Steuerung gesetzt ist und der Benutzer eine entsprechende Autorisation hat. Vorgehensweise Ausgabefeld erstellen:

1. Im Werkzeugfenster das „EA-Feld“ auswählen und auf der Arbeitsfläche links im Rahmen dieses erzeugen.

2. Gestaltung festlegen: Füllung grau massiv, Rahmen massiv und 3D 3. Unter „Eigenschaften\Darstellung“ die Größe auf 45 Breite und 25 Höhe

festlegen. 4. Schriftgröße auf 10 stellen und Ausrichtung Rechts Mitte. 5. Im Eigenschaftsfenster in den Punkt „Allgemein“ wechseln. 6. Unter „Einstellungen“ den „Modus“ „Ausgabe“ auswählen 7. Im Feld „Variable“ auf das Auswahlfeld klicken. Es öffnet sich folgendes

Fenster:

Hier auf das „+“ bei „SCA_12_07“ klicken (Bezeichnung projektbezogen). Anschließend solange auf das „+“ klicken, bis man sich im gewünschten Datenbaustein befindet und schließlich im richtigen „STRUCT“ des Datenbausteins.

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Auf der rechten Seite nun die gewünschte Variable auswählen. Hier „TemperaturIst“ mit der direkten Adressierung DB100.DBD124.

8. Der „Zyklus“ unter „Variable“ kann später noch geändert werden. 9. Unter „Anzeige“ das „Darstellungsformat“ 999,9 wählen.

9 :ist eine Platzhaltervariable für eine Ziffer , :ist das Dezimaltrennzeichen s :(hier nicht vorhanden) gibt an, dass das Vorzeichen mit dargestellt werden soll

10. „Textfelder“ erstellen oben behandelt zur Beschriftung.

Abbildung 11: Zwischenergebnis mit Ausgabefeld

Vorgehensweise Eingabe/Ausgabefeld erstellen:

1. EA-Feld erzeugen wie im vorigen Punkt 2. Formatierung gleich bis auf Füllung. Diese weiß zur Unterscheidung der

beiden Feldertypen. 3. Im Eigenschaftsfenster unter dem Punkt „Allgemein“ den Modus

„Eingabe/Ausgabe“ wählen. 4. Im Eigenschaftsfenster in den Punkt „Animationen\Bedienbarkeit“ wechseln. 5. Die Bool-Variable anbinden, die die Freigabe für die Bedienbarkeit anzeigt. In

diesem Falle ist die Bedienbarkeit „deaktiviert“ wenn der Zustand der Variablen zwischen „0“ und „0“ liegt – also „0“ ist.

6. Im Eigenschaftsfenster in den Punkt „Eigenschaften\Sicherheit“ wechseln. 7. Die entsprechende Berechtigung einstellen (Diese muss im Vorfeld bereits

vergeben worden sein und gibt an, welche Berechtigung/Passwort erforderlich ist, um dieses Feld zu bedienen.)

8. Feld beschriften (siehe Ausgabefeld)

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Abbildung 12: Zwischenergebnis Eingabe/Ausgabefeld eingefügt

Vorgehensweise Balkenanzeigen einfügen:

1. Im Werkzeugfenster das Element „Balken“ auswählen und auf der Arbeitsfläche links im Rahmen zwei davon erzeugen.

2. Bei der linken Balkenanzeige unter „Allgemein“ bei „Prozess“ die Variable verknüpfen für die Ist-Temperatur; bei der rechten Balkenanzeige für die Soll-Temperatur

3. Unter „Eigenschaften\Skala“ bei „Einstellungen“ die Werte 5,4,2 eintragen 4. Bei der linken Anzeige die Skala rechts anordnen, bei der rechten links

anordnen. Dies geschieht unter „Eigenschaften\Darstellung“. 5. Größe, Ausrichtung und Gestaltung entsprechend formatieren.

Abbildung 13: Zwischenergebnis Balkenanzeigen eingefügt

Vorgehensweise Schaltflächen einfügen:

1. Im Werkzeugfenster das Element „Schaltfläche“ auswählen und auf der Arbeitsfläche links im Rahmen vier davon erzeugen. Zwei dienen dem Verstellen der Soll-Temperatur; zwei zum Starteen und Stoppen der Regelung

2. Für die Temperatur-Schaltflächen unter „Allgemein“ den Typ Grafik einstellen und unter Grafik das entsprechende Pfeil-Symbol auswählen.

3. Unter „Ereignisse“ bei Klicken die Funktion auswählen „Erhoehe Wert“ bzw. „Verringere Wert“ und mir dem Sollwert verknüpfen.

4. Bei den Text-Schaltflächen unter „Allgemein“ den Text bei Text AUS einfügen „Start“ bzw. „Stopp“.

5. Unter „Ereignisse“ bei Klicken die Funktion auswählen „SetzeBit“ für Start und „RuecksetzeBit“ für Stopp und verknüpfen mit der Variable Reglerfreigabe.

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Abbildung 14: Zwischenergebnis Schaltflächen eingefügt

Vorgehensweise Lampe einfügen:

1. Zuerst zwei Kreise einfügen, die über einander liegen. Der zweite kleiner als der erste.

2. Den unteren grau füllen, den oberen rot. 3. Bei dem oberen unter „Animationen\Gestaltung“ bei Variable die Regler-

freigabe einfügen. Den Typ auf Bit 0 stellen und in der rechten Tabelle folgende Zeile einfügen: Wert: 1 Vordergrundfarbe: schwarz Hintergrundfarbe: grün Blinken: nein

Abbildung 15: Zwischenergebnis Lampe eingefügt

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4 Bedienungsanleitung Erläuterung der kompletten Visualisierung in Form eines Bedienungs-Handbuches, welches in fast ähnlicher Form dann auch für den Kunden verwendet wurde.

4.1 WinCC PC

4.1.1 Schnelleinstieg Um den Kessel über den PC steuern zu können, muss dieser zu aller erst eingeschaltet werden. Nach dem Hochlaufen und der Windows Kennwort-Abfrage wird WinCC1 automatisch mit dem Startbild gestartet. Von hieraus ist nun die Navigation zu den wichtigsten Fenstern möglich von denen aus wiederum andere erreicht werden können. (siehe 4.1.2 Navigation)

4.1.1.a) Brenner starten Um den Brenner starten zu können muss nun in das Fenster „Brennerschema“ gewechselt werden. In dem Kasten „Brennersteuerung und Schrittketten“ sind nun alle wichtigen Funktionen und Informationen vorhanden um den Brenner in Betrieb zu nehmen. Sind alle Bedingungen für einen Start erfüllt, leuchtet die Lampe „Start möglich“ grün auf. Mit einem Klicken auf die Schaltfläche „Brenner START“ wird der Startvorgang nun eingeleitet. In den kleinen Kästchen wird immer der aktuelle Schritt angezeigt, in dem sich der Kessel befindet. Der Startvorgang wurde beendet, wenn im Kästchen neben der Schaltfläche „Brenner STOPP“ steht „Brenner feuert“. Der Brenner feuert nun in Kleinstlast. Um den Brenner in den vollständigen Automatikmodus zu bringen, muss nun in das Fenster „Lastregler“ gewechselt werden. Hier kann die Brennerlast von Hand gesteuert werden und der Brenner in den Automatikmodus umgeschaltet werden. (siehe 4.1.7 Lastregler) Auf der linken Seite im Kasten „Handbetrieb“ kann die Last nun von Hand Schritt für Schritt erhöht werden. Dazu muss die Schaltfläche mit dem Pfeil nach oben gedrückt werden. Je länger diese gedrückt wird, desto schneller ist der Anstieg. Auch der HD-Schieber kann an dieser Stelle geöffnet und geschlossen werden. Dazu auf die Schaltflächen drücken, die mit „Zu“ und „Auf“ beschriftet sind. Wird eine Schaltfläche gedrückt, leuchtet die entsprechende Lampe dazu auf. Wird die Schaltfläche wieder losgelassen, leuchtet für eine kurze Zeit die mittlere Lampe auf. Der HD-Schieber ist dann nicht bedienbar.

1 Es handelt sich hier um die Version WinCC flexible 2004 Runtime, 128

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Auf der rechten Seite des Kastens können noch die Werte für den Kessel Istdruck, Lambda Soll und Lambda Ist abgelesen werden. Entspricht nun der Kesseldruck dem gewünschten Sollwert (siehe linker Kasten) und ist der HD-Schieber geöffnet, kann mit dem Schiebeschalter (oben im Bild) auf Automatikbetrieb umgeschaltet werden. Von nun an wird die Last vollautomatisch geregelt und der Startvorgang ist abgeschlossen.

4.1.1.b) Brenner stoppen Um den Brenner nun wieder zu stoppen, muss umgekehrt verfahren werden. Der Brenner muss in den Handbetrieb geschaltet werden und der HD-Schieber muss geschlossen werden, während die Last nach und nach verringert wird. Ist der Brenner weit genug heruntergefahren worden, kann in dem Fenster „Brennerschema“ auf die Schaltfläche „Brenner STOPP“ geklickt werden. Der Brenner wird nun ausgeschaltet.

4.1.2 Navigation Um in WinCC navigieren zu können gibt es die Navigationsleiste am unteren Rand des Bildschirms. Hier kann entweder über die Pfeiltasten zwischen den einzelnen Fenstern gesprungen werden oder es können die einzelnen Fenster direkt angesprungen werden.

Navigation über Direkttasten

Navigation über Pfeiltasten

Abbildung 16: Navigationsleiste

Bedienung mit Pfeiltasten Das linke Symbol steht für das Startfenster und ruft diese auf, wenn darauf geklickt wird. Die Pfeiltasten links und rechts navigieren innerhalb der Ebene. Die Pfeiltasten oben und unten wechseln die Ebene.

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Abbildung 17: Navigationsschema mit Ebenen

4.1.3 Statusleiste Die Statusleiste kann man auch als Kopfzeile eines jeden Fensters bezeichnen. Sie wird in jedem Fenster angezeigt und beinhaltet globale Funktionen.

Abbildung 18: Statusleiste

Das SCA-Logo in der oberen linken Ecke besitzt eine unsichtbare Schaltfläche. Mit ihr ist eine Quittierung / ein Reset für die Steuerung möglich. (siehe auch 4.1.4 Störungen quittieren).

Die Überschrift eines jeden Fensters ist auch die Bezeichnung der Direktsprungtasten in der Navigationsleiste für dieses Fenster.

Zeigt das aktuelle Datum mit Uhrzeit an. Änderungen können im Fenster „Datum Uhrzeit Passwörter“ vorgenommen werden. (siehe 4.1.11 Datum, Uhrzeit, Passwörter)

4.1.4 Störungen quittieren

Abbildung 19: Störungen quittieren

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Tritt eine Störung auf, wird dies ein einem Fenster angezeigt. Die aktuellste Störung steht immer oben. Die Anzahl der Störungen zeigt das Symbol an. Um die Anzeige wieder störungsfrei zu bekommen, müssen folgende Dinge erledigt werden:

1. Die Ursache der Störung muss beseitigt werden! 2. Es müssen alle Meldungen mit der Taste quittiert werden! 3. Es muss zweimal kurz hintereinander auf das SCA-Symbol geklickt werden!

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4.1.5 Kesselschema Hier werden alle wichtigen Daten des Kessels und der Peripherie angezeigt. Im folgenden Kapitel sind die einzelnen Komponenten mit ihren Eigenschaften beschrieben.

Abbildung 20: Fenster Kesselschema

Druckmessungen

„Trommeldampfdruck Max.“ und „Dampfdruckwächter“ sind in ordnungsgemäßem Zustand grün. Bei „Kesseldruck“ ist der momentane Dampfdruck im Kessel zu sehen

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Wasserstandsmessungen

„Wassermangelsicherung 1+2“ zeigen beide an, ob der sich das Trommelniveau über dem minimalen Wert befindet (Zustand grün). „Wasserstand Max.“ ist solange grün wie sich das Trommelniveau unterhalb des maximalen Niveaus befindet. „Ist-Trommelniveau“ zeigt die positive oder negative Abweichung des Ist-Niveaus vom Soll-Niveau in mm an.

„Trommelniveau Soll“ gibt das Niveau des Kesselwassers in mm an (unterer dünner Strich).

Die Wasseroberfläche kann steigen und fallen und zeigt das Ist-Trommelniveau an. Die Position des Sollniveaus ändert sich je nach Festlegung. Speisewasser Zufluss

„Speisewasser“ zeigt die Stellung des Regelventils in % an. 0% bedeutet geschlossen, 100% bedeutet offen. Je weiter das Ventil geöffnet ist, desto dunkler ist auch dessen Färbung. Sobald das Ventil geöffnet ist, färbt sich der Leitungsteil hinter dem Ventil blau.

HD-Schieber

Ist der „HD-Schieber“ geöffnet wird das Ventil schwarz, die dahinter liegende Leitung rot.

Warmhaltung Ablauf

Bei eingeschalteter Warmhalteregelung wird über den Ablauf der Druck gehalten. Ist das Ventil geöffnet, ist dieses schwarz und die Leitungen blau.

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Warmhaltung Zulauf

Ist die Warmhaltung aktiv und das Ventil geöffnet, wird dieses schwarz und aus dem Rohr im Kessel steigen kleine Blasen auf. Kesseltemperatur

„Wassertemperatur“ zeigt die momentane Temperatur des Kesselwassers an in °C an.

Abschlammung

Wenn die Abschlammung aktiv ist und das Ventil geöffnet ist, wird dieses schwarz und die Leitung dahinter blau.

Absalzung

„Ist-Leitfähigkeit“ gibt die Leitfähigkeit des Kesselwassers an. Ist die Leitfähigkeit zu hoch, wird Wasser abgelassen. Das Ventil wird geöffnet (ist schwarz) und die Leitung hinter dem Ventil wird blau. Ist das Ventil in der Betriebsstellung, ist die Leitung hellblau. Es fließt dann kontinuierlich eine gewisse Menge Wasser ab.

Rauchgas

Ist die Rauchgasklappe geöffnet, wird diese schwarz und die dahinter liegende Leitung färbt sich grau.

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Brenner Ist der Brenner an, wird dies durch eine Flamme symbolisiert. Die Größe der Flamme spiegelt die Last-anforderung wieder und ändert sich in

bestimmten Bereichen. Ist der Brenner aus, ist auch keine Flamme zu sehen. Gas- Sauerstoffzufuhr

Zeigt die Gas- und Luftmenge in Nm³/h an, die der Brenner verbraucht. Sind die vorgelagerten Ventile geschlossen, haben die Leitungen keine Färbung und die Werte sind 0.

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4.1.6 Brennerschema / Brennerschema Hand Hier werden sowohl brennerspezifische Daten angezeigt wie auch verarbeitet. D.h. hier kann der Brenner gestartet oder gestoppt werden.

Abbildung 21: Brennerschema - Brenner feuert

4.1.6.a) Frischluftzweig

Zeigt den Zustand des Lüfters an. Wenn der Lüftermotor an ist (grün) und der Druck groß genug ist (Luftdruck Min. grün), wird die Leitung blau gefärbt.

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Zeigt die Klappenstellung der Luftregelklappe an. Von 0..1% ist die Klappe geschlossen, von 2..20% halb geöffnet und von 21..100% geöffnet dargestellt. Der dazugehörige Wert wird darüber dargestellt. Ist die Luftklappe halb geöffnet / geöffnet wird die dahinter liegende Leitung blau. Wenn sich die Klappe in Zündstellung befindet, wird dies durch ein grünes

Flag signalisiert.

Gibt den Durchfluss in Nm³/h (Normkubikmeter je Stunde) an.

4.1.6.b) Erdgaszweig

Ist der Druck groß genug (Gasdruck Min. grün) wird die dahinter liegende Leitung gelb.

Ist das Schnellschlussventil 1 (SSV 1) geöffnet, wird dieses schwarz dargestellt. Ebenso beim SSV 2 und Entlüftungsventil. Die Leitungen werden gelb, wenn vor dem Ventil Gas ansteht und dieses geöffnet ist.

Zeigt die Stellung des Gasregelventils an. Das Ventil verfärbt sich von weiß (0% - geschlossen) bis schwarz (100% - offen). Wird das Ventil geöffnet, färbt sich die Leitung dahinter gelb, wenn die Leitung vor dem Ventil auch gelb ist. Wenn sich das Ventil in Zündstellung befindet, wird dies durch ein grünes

Flag signalisiert.

Gibt den Durchfluss in Nm³/h (Normkubikmeter je Stunde) an.

Solange ein bestimmter maximaler Druck nicht überschritten wird, ist das Flag grün. Im Fehlerfall rot.

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4.1.6.c) Brennerdarstellung

Das Flag meldet die Betriebsbereitschaft des Flammenwächters mit grün. Detektiert der Flammenwächter eine Flamme blinkt eine Flamme und der Hintergrund wird grün.

Beim Zünden wird der Zündtrafo grün und Blitze zucken im Feuerraum.

Statuszeile die den Betriebszustand des Brenners anzeigt. Mögliche Betriebszustände sind:

• Brenner ist aus • Durchlüften aktiv • Zündstellung anfahren • Zünden • Brenner feuert (Hand) • Brenner feuert (Auto) • Regelabschaltung aktiv

4.1.6.d) Steuerfenster (Brennerschema)

Mit dieser Schaltfläche kann der Brenner vollautomatisch gestartet

werden, wenn die „Start möglich“ Lampe grün leuchtet.

Mit dieser Schaltfläche kann der Brenner jederzeit gestoppt werden.

In den grauen Kästchen wird der jeweilige Betriebszustand angezeigt. Auf der linken Seite die Hauptschrittkette, auf der rechten Seite die Nebenschrittketten.

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4.1.6.e) Steuerfenster (Brennerschema Hand)

Mit dieser Schaltfläche wird das manuelle Durchlüften

gestartet, wenn die „Start möglich“ Lampe grün leuchtet. Wenn das Durchlüften erfolgreich war, kann der Brenner gestartet werden. Die maximale Zeit hierfür nach dem Durchlüften beträgt 30 Minuten.

Mit dieser Schaltfläche kann das Durchlüften jederzeit abgebrochen werden.

Mit dieser Schaltfläche wird der Brenner manuell gestartet (gezündet). Dies ist nur möglich, wenn das Durchlüften erfolgreich war.

Mit dieser Schaltfläche kann der Brenner jederzeit gestoppt werden.

In den grauen Kästchen wird der jeweilige Betriebszustand angezeigt. Auf der linken Seite die Hauptschrittkette, auf der rechten Seite die Nebenschrittketten.

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4.1.7 Lastregler Hier kann der Brenner in den Hand- oder Automatikmodus geschaltet werden. Außerdem wird hier das Lastmanagement geregelt.

Abbildung 22: Lastregler - Handbetrieb

Mit Hilfe des Schiebeschalters Hand/Automatik (oben im Fenster) kann zwischen den beiden Betriebsmodi gewechselt werden. Dazu entweder den Schalter in die neue Position ziehen oder auf die neue Position doppelklicken. Die aktivierte Seite ist dunkelgelb gefärbt, die deaktivierte blassgelb.

4.1.7.a) Lastregler im Handbetrieb Ist der Lastregler im Handbetrieb, spielt der Kesseldruck für die Regelung keine Rolle. Das Lastsignal wird ausschließlich dem Handwert nachgeführt. Wird der Handbetrieb verlassen, ist eine Bedienung nicht mehr möglich. Für den Handwert wird der Automatikwert übernommen. Wird in den Handbetrieb gewechselt, startet der Benutzer mit dem letzten Wert aus dem Automatikbetrieb.

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• Auf der linken Seite ist die Balken-anzeige für die Stellgröße des Lastsignals zu sehen. Sie reicht von 0..100%. Der aktuelle Wert ist in dem Kästchen rechts daneben zu sehen (Manuelle Stellgröße).

• Mit den Pfeiltasten Hoch/Runter kann die Stellgröße nach oben und unten verändert werden. Bei einmaligem Klicken verändert sich der Wert um 0,1%. Wird die Taste gedrückt gehalten ändert sicher der Wert jede Sekunde um 1,0%; nach fünf Sekunden jede Sekunde um 5,0%.

• Wird die Schaltfläche „Kleinstlast“ 5 Sekunden lang gedrückt, wird die Stellgröße auf den Minimalwert gesetzt. In diesem Falle 33%.

Abbildung 23: Lastregler - Kasten für Handbetrieb

• Auf der rechten Seite können die Werte für den „Kessel Istdruck“, „Lambda Soll“ und „Lambda Ist“ abgelesen werden.

• Oben rechts befindet sich der Kasten für den HD-Schieber. Um den HD-Schieber zu öffnen oder zu schließen, muss man auf die Pfeiltasten drücken, die mit „Zu“ und „Auf“ beschriftet sind. Wird eine Taste gedrückt, leuchtet die entsprechende Lampe dazu auf. Wird die Taste wieder losgelassen, leuchtet für eine kurze Zeit die mittlere Lampe auf. Der HD-Schieber ist dann nicht bedienbar.

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4.1.7.b) Lastregler im Automatikbetrieb

• Auf der linken Seite ist die Balken-anzeige für die Stellgröße des Lastsignals zu sehen. Sie reicht von 0..100%. Der aktuelle Wert ist in dem Kästchen rechts daneben zu sehen (Manuelle Stellgröße).

• Im Kasten rechts oben wird der Kessel Solldruck und Istdruck angezeigt. Die Skala reicht von 0..21bar.

Für das Ändern des Solldrucks ist ein Kennwort erforderlich!

• Im Kasten rechts unten werden die Werte für Lambda Soll und Ist dargestellt. Die Skala reicht von 0..3.

Abbildung 24: Lastregler - Kasten für Automatikbetrieb

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4.1.8 Regler und Automaten Hier können die einzelnen Regler und Automaten ein- und ausgeschaltet werden.

Für das Ändern von Einstellungen ist ein Kennwort erforderlich!

Abbildung 25: Regler und Automaten

Ist die Bedienung für den WinCC PC nicht freigeschaltet leuchtet ein Band blinkend mit dieser Meldung auf!

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4.1.8.a) Trommelniveauregelung

• Auf der linken Seite wird das Trommelniveau grafisch angezeigt. Einmal das „Trommelniveau Ist“ mit Balkenanzeige und numerisch und einmal das „Trommelniveau Soll“ mit Balkenanzeige und numerisch. Zusätzlich ändert sich der Wasserstand bei dem Istwert.

• In der Mitte kann der Sollwert eingestellt werden. Mit den Pfeiltasten Hoch/Runter kann dieser nach oben und unten verändert werden. Bei einmaligem Klicken verändert sich der Wert um 1mm. Wird die Taste gedrückt gehalten ändert sich der Wert jede Sekunde um 5mm; nach fünf Sekunden jede Sekunde um 20mm.

Abbildung 26: Trommelniveauregelung

• Wird die Schaltfläche „Nullpunkt“ 5 Sekunden lang gedrückt, wird das Sollniveau auf Null gesetzt.

• Auf der rechten Seite kann der Regler mit den Schaltflächen „Start“ und „Stopp“ ein- und ausgeschaltet werden. Bei grüner Lampe ist dieser in Betrieb.

4.1.8.b) Warmhalteregelung

• Auf der linken Seite wird die „Ist-Temperatur“ des Kesselwassers in °C angezeigt. Einmal numerisch und einmal als Balkenanzeige.

• In der Mitte wird die Soll-Temperatur angezeigt. Einmal als Balkenanzeige und einmal nume-risch. Diese kann sowohl mit den Pfeiltasten verändert werden als auch direkt eingegeben werden.

Abbildung 27: Warmhalteregelung

• Auf der rechten Seite kann der Regler mit den Schaltflächen „Start“ und „Stopp“ ein- und ausgeschaltet werden. Bei grüner Lampe ist dieser in Betrieb.

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4.1.8.c) Absalzregelung

• Auf der linken Seite wird die „Ist-Leitfähigkeit“ des Kesselwassers in µS/cm angezeigt. Einmal nume-risch und einmal als Balken-anzeige.

• In der Mitte wird die Soll-Leitfähigkeit angezeigt. Einmal als Balkenanzeige und einmal nume-risch. Diese kann sowohl mit den

Pfeiltasten verändert werden als auch direkt eingegeben werden.

Abbildung 28: Absalzregelung

• Auf der rechten Seite kann der Regler mit den Schaltflächen „Start“ und „Stopp“ ein- und ausgeschaltet werden. Bei grüner Lampe ist dieser in Betrieb.

4.1.8.d) Abschlammautomatik

• Mit dem Schiebeschalter kann zwischen Automatik- und Handbetrieb gewechselt werden.

• Auf der linken Seite zeigt die Lampe an, ob im Automatikbetrieb das Ventil

geöffnet ist (grün) oder nicht (rot).

• Auf der rechten Seite kann im Handbetrieb die Abschlammung gestartet oder gestoppt werden bzw. das Ventil geöffnet/geschlossen werden. Die Lampe gibt den Zustand des Ventils an.

Abbildung 29: Abschlammautomatik

4.1.8.e) Frischlüfter

• Mit dem Schiebeschalter kann zwischen Automatik- und Handbetrieb gewechselt werden.

• Auf der linken Seite zeigt die Lampe an, ob im Automatikbetrieb der Frischlüfter an (grün) oder aus (rot) ist.

• Auf der rechten Seite kann im Handbetrieb der Frischlüfter gestartet oder gestoppt werden. Die Lampe gibt den Zustand des Lüfters an.

Abbildung 30: Frischlüfter

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4.1.9 Trendkurven I Mit den Trendkurven können die Verläufe der wichtigsten Werte aufgezeichnet und grafisch angezeigt werden. Des Weiteren kann ein Lineal das Ablesen von Prozesswerten aus der Kurvenanzeige erleichtern. Das Lineal zeigt den zu einem X-Wert gehörenden Kurvenwert an. Es können jeweils die letzten 7.200 Sekunden bzw. 2 Stunden dargestellt und die Werte abgelesen werden.

Abbildung 31: Trendkurven I

Dargestellte Werte:

• Lastsignal (0..100%) • Stellung Gasregelventil (0..100%) • Stellung Luftregelklappe (0..100%) • Gasdurchfluss (0..900 Nm³/h) • Luftdurchfluss (0..12000 Nm³/h) • Kesseldruck Ist (0..21 bar) • Kesseldruck Soll (0..21 bar)

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Beim Ablesen der Werte muss darauf geachtet werden, dass die richtige Skala verwendet wird (linke – rechte Skala)! Bedienelemente

Abbildung 32: Bedienelemente Trendkurven Quelle: WinCC flexible Information System Siemens

4.1.10 Trendkurven II Dargestellte Werte

• Lambda Istwert • Lambda Sollwert • Trommelniveau

(-500..0..+500 mm) • Kesselwasser-

temperatur (0..150 °C)

• Leitfähigkeit Kesselwasser (0..1000 *10 µS/cm)

Abbildung 33: Trendkurven II

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4.1.11 Datum, Uhrzeit, Passwörter Mit der nötigen Autorisierung können hier Passwörter verwaltet werden. Dazu gehört das erstellen, ändern und löschen von Benutzern und Passwörtern. Im unteren Teil können die Uhrzeit und das Datum geändert werden.

Abbildung 34: Datum, Uhrzeit, Passwörter

Datum/Uhrzeit neu einstellen Zuerst ist zu sagen, dass das Datum und die Uhrzeit getrennt voneinander gestellt werden können! Im Feld „Aktuell“ wird das aktuell eingestellte Datum mit Uhrzeit angezeigt.

Um das Datum neu zu stellen müssen Tag, Monat und Jahr eingegeben werden. Ist die Eingabe vollständig muss danach auf die

Schaltfläche „Datum stellen“ geklickt werden.

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Um die Uhrzeit neu zu stellen müssen Stunde, Minute und Sekunde eingegeben werden. Ist die Eingabe vollständig muss danach auf die

Schaltfläche „Uhrzeit stellen“ geklickt werden.

4.1.12 Störmeldeanzeige In der Störmeldeanzeige kann man sich die letzten Meldungsereignisse mit Uhrzeit noch einmal ansehen. Der Meldepuffer ist ein Umlaufspeicher und kann maximal 1024 Meldungen speichern. D.h. wenn der Speicher voll ist, werden die ältesten Meldungen gelöscht – hier die letzten 10%.

Abbildung 35: Störmeldeanzeige

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4.2 TP170A

4.2.1 Startbildschirm Der Startbildschirm erscheint bei jedem Start des Touchpanels. Von ihm aus gelangt man in jedes andere Fenster.

• Über die Schaltfläche (SF) „Betrieb“ gelangt man in alle Unterfenster, die für den Betrieb des Brenners von Interesse sind.

• Die SF „Einstellungen“ ist nur für den Service wichtig.

• Mit der SF „Meldefenster“ wird dieses ein- bzw. ausgeblendet.

• Durch die SF „Reset Störungen“ werden alle quittierten Störungen in der Steuerung zurück gesetzt.

Abbildung 36: Startbildschirm TP170A

• Der Schieberschalter schaltet zwischen der Bedienung am Touchpanel (Lokal) und am PC (Fern) um. Eine Änderung ist nur am Touchpanel möglich.

An der nicht freigegebenen Bedienstation sind einige Funktionen nicht möglich!

4.2.2 Betriebsfenster I

In dem „Betriebsfenster I“ ist die automatische Steuerung des Brenners möglich. Bei Bedienung auf „Lokal“ kann hier der Brenner gestartet werden. Gestoppt werden kann er jederzeit. Die Betriebszustände werden durch die entsprechenden Lämpchen angezeigt. Auf der rechten Seite sind alle wichtigen Brennerdaten zu sehen.

Ist der Brenner am Feuern, kann von hier aus zum „Lastregler“ gewechselt werden.

Abbildung 37: Betriebsfenster I TP170A

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4.2.3 Handbetrieb Hier kann der Brenner in Hand gestartet werden, wenn die Bedienung auf „Lokal“ steht. Der Unterschied zum automatischen Starten ist der, dass das Durchlüften separat erfolgt. Zum Starten und Stoppen des Durchlüftens dienen die SF „START Durchlüften“ und „STOPP Durchlüften“. Die Lampe gibt an, dass Durchlüften aktiv ist. Mit dem Drücken der SF „Brenner STARTEN“ beginnt die nebenstehende Lampe zu

leuchten und der Brenner startet.

Abbildung 38: Handbetrieb TP170A

Ist der Brenner an, leuchtet die entsprechende Lampe. Der Brenner kann nun mit der SF „Brenner STOPPEN“ wieder ausgeschaltet werden. Über die SF „Lastregler gelangt man zu eben diesem.

4.2.4 Betriebsfenster II Von hier aus kann man in die Einstellungen für die einzelnen Regler und Automaten gelangen. Diese sind mit einem Passwort vor Veränderungen geschützt. Gestartet und gestoppt werden können sie ohne Passwort. Um Veränderungen vornehmen zu können, muss das richtige Passwort im Feld „Parameter-Passwort Eingabe“ eingegeben werden. Man hat nun solange Zugangs-berechtigung, bis man sich auslogt über die SF „Log Out“. Abbildung 39: Betriebsfenster II TP170A

Das Passwort kann auch geändert werden. Dafür muss die SF „Passwort ändern“ (siehe auch 4.2.12 Passwort ändern) gedrückt werden. Dies geht nur im eingelogten Zustand.

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4.2.5 Lastregler

Wurde der Brenner hochgefahren und feuert, steht der Lastregler in Hand. Auf der linken Seite des Bildschirms kann nun die Last von Hand erniedrigt und erhöht werden. Dies geschieht mit den Pfeiltasten „Hoch“ und „Runter“.

• Bei einmaligem Klicken verändert sich der Wert um 0,1%. Wird die Taste gedrückt gehalten ändert sicher der Wert jede Sekunde um 1,0%; nach fünf Sekunden jede Sekunde um 5,0%.

• Wird die Schaltfläche „Kleinstlast“ 5 Sekunden lang gedrückt, wird die

Stellgröße auf den Minimalwert gesetzt. In diesem Falle 33%.

Abbildung 40: Lastregler TP170A

Die aktuelle Last wird in dem Kästchen neben der linken Balkenanzeige in % angezeigt.

Um beim Hochfahren den HD-Schieber zu verstellen, muss mit der SF „HD-Schieber“ in dessen Fenster gewechselt werden. Ist der Brenner bis zur Betriebslast hochgefahren und der Nutzdampf wird ins Netz eingespeist, kann der Lastregler in Auto geschaltet werden, um Schwankungen im Netz auszugleichen. Die Schaltflächen auf der linken Bildschirmseite sind nun nicht mehr bedienbar. Alle wichtigen Informationen können auf der rechten Seite abgelesen werden. Um den Sollwert für den Kesseldruck ändern zu können, muss das Passwort im „Betriebsfenster II“ richtig eingegeben sein (siehe 4.2.4 Betriebsfenster II).

4.2.6 HD-Schieber Um den HD-Schieber zu öffnen oder zu schließen, muss man auf die entsprechenden Schaltflächen „AUF“ und „ZU“ drücken. Wird eine Taste gedrückt, leuchtet die neben-stehende Lampe dazu auf. Wird die Taste wieder losgelassen, leuchtet für eine kurze Zeit die mittlere Lampe auf. Der HD-Schieber ist dann nicht bedienbar.

Abbildung 41: HD-Schieber TP170A

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4.2.7 Frischlüfter Hier kann man den Frischlüfter zwischen Hand und Automodus umschalten. Im Handmodus kann man den Frischlüfter über die SF ein- und ausschalten. Die Lampe gibt hierfür den Betriebszustand des Lüfters an. Im Automodus ist nur die Betriebszustands-Lampe zu sehen.

Abbildung 42: Frischlüfter TP170A

4.2.8 Trommelniveau Regler

Mit den SF „START“ und „STOPP“ wird die Reglerfreigabe gesetzt bzw. zurückgesetzt.

Einstellungen zum Regler können nur mit voriger Passworteingabe vorgenommen werden! Das Soll-Niveau kann ausschließlich über die Pfeiltasten und die SF geändert werden.

• Zum erhöhen bzw. erniedrigen des Soll-Niveaus müssen die Pfeiltasten gedrückt werden. Bei einmaligem Drücken verändert sich der Wert um

1mm. Wird die Taste gedrückt gehalten ändert sich der Wert jede Sekunde um 5mm; nach fünf Sekunden jede Sekunde um 20mm.

Abbildung 43: Trommelniveau Regler TP170A

• Wird die Schaltfläche „Nullpunkt“ 5 Sekunden lang gedrückt, wird das Sollniveau auf Null gesetzt.

Die Anzeige erfolgt sowohl in % wie auch in mm.

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4.2.9 Warmhalteregelung Mit den SF „START“ und „STOPP“ wird die Reglerfreigabe gesetzt bzw. zurückgesetzt.

Einstellungen zum Regler können nur mit voriger Passworteingabe vorgenommen werden! Zum Ändern der Soll-Temperatur einfach den gewünschten Wert in das Feld eintragen. Das Feld „Max. Abweichung vom Sollwert“ gibt an, wie groß die Schwankungsbandbreite

des Reglers sein soll.

Abbildung 44: Warmhalteregelung TP170A

• Ein kleinerer Wert minimiert die Schwankungen, verkleinert aber auch die Lebensdauer des Ventils und der Relais!

• Ein größerer Wert vergrößert die Schwankungen, verlängert aber die Lebensdauer des Ventils und der Relais!

4.2.10 Absalzregelung

Mit den SF „START“ und „STOPP“ wird die Reglerfreigabe gesetzt bzw. zurückgesetzt.

Einstellungen zum Regler können nur mit voriger Passworteingabe vorgenommen werden! Zum Ändern der Soll-Leitfähigkeit einfach den gewünschten Wert in das Feld eintragen. Das Feld „Max. Abweichung vom Sollwert“ gibt an, wie groß die Schwankungsbandbreite des Reglers sein soll. Bei Überschreiten des

Maxwertes wird das Absalzventil komplett geöffnet. Bei Unterschreiten des Minwertes wird das Ventil in die Betriebsstellung zurückgefahren.

Abbildung 45: Absalzregelung TP170A

• Ein kleinerer Wert minimiert die Schwankungen, verkleinert aber auch die Lebensdauer des Ventils und der Relais!

• Ein größerer Wert vergrößert die Schwankungen, verlängert aber die Lebensdauer des Ventils und der Relais!

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4.2.11 Abschlammung / Kesselentleerung Hier kann man die Abschlammung zwischen Hand und Automodus umschalten. Im Handmodus kann man das Abschlammventil über die SF öffnen und schließen bzw. die Kesselentleerung starten und stoppen. Die Lampe gibt hierfür den Betriebszustand an. Im Automodus ist nur die Betriebszustands-Lampe zu sehen, die angibt ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist.

Abbildung 46: Abschlammung / Kesselentleerung TP170A

4.2.12 Passwort ändern In dieses Fenster gelangt man nur, wenn man vorher das alte Passwort korrekt eingegeben hat. In der Grundseinstellung lautet das Passwort: 00000000 In dem Feld „Neues Passwort eingeben“ muss nun das neue Passwort eingetragen werden (maximal 8 Zeichen). Um das neue Passwort abzuspeichern muss die SF „Neues Passwort übernehmen“ gedrückt werden.

Ab jetzt gilt das neue Passwort! Schreiben Sie sich das neue Passwort auf und bewahren es getrennt von der Anlage sicher auf! Das Zurücksetzen des Passwortes kann nur vom Administrator vorgenommen werden!

Abbildung 47: Passwort ändern TP170A

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4.2.13 Meldefenster Vom Startbildschirm aus kann mit der SF „Meldefenster“ dieses ein- und ausgeblendet werden. Bei einer Störung öffnet es sich automatisch. Alle Störungen müssen quittiert werden. Dies geschieht mit der Quittiertaste . Sind alle Störungen quittiert worden, müssen diese in der Steuerung zurückgesetzt werden. Dazu muss die SF „Reset Störungen“ gedrückt werden. Dann verschwindet auch wieder das Meldefenster.

Abbildung 48: Meldefenster TP170A

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5 Steuerung Bei der vorliegenden Steuerung handelt es sich um eine SPS der Fa. Siemens. Sie ist fehlersicher ausgelegt, was nicht etwa bedeutet, dass mit ihr keine Fehler mehr passieren, sondern dass sie Fehler sicher erkennt und anzeigt. Dafür ist eine spezielle Prozessor- und Programmstruktur notwendig. Zusätzlich werden noch spezielle Baugruppen benötigt und eine bestimmte Anschlussart der Sensoren und Geber vorausgesetzt. Für diese Aufgaben eignet sich unter anderem die Siemens CPU 315F-2DP. Sie besitzt die nötige Leistungsfähigkeit und den Funktionsumfang, der für diese Aufgabe gefordert ist.

5.1 Aufbau der CPU Wie schon weiter oben erwähnt, besitzt die fehlersichere CPU eine besondere Prozessorstruktur, wodurch sie sich von anderen CPUs der gleichen Baureihe unterscheidet. Die ist für das Programmieren allerdings nicht von Belangen und so soll auch darauf nicht weiter eingegangen werden. Anders verhält es sich mit der Programmstruktur. Hier liegt ein tiefgreifender Einschnitt in die gewöhnlichen Programmierpraktiken vor, der näher erläutert werden muss.

5.1.1 Teilung in Fehlersicheren und Nicht-Fehlersicheren Bereich Um ein Programm zu programmieren, welches keine fehlersicheren Elemente enthalten soll, sind keine zusätzlichen Kenntnisse erforderlich. Dies geschieht wie gewohnt im STEP7-Manager mit den bekannten Bausteinen und Programmier-sprachen, wie man sie gewöhnt ist. Um nun das Programm um fehlersichere Bestandteile zu erweitern sind folgende Dinge zusätzlich notwendig:

• Die neusten Versionen der Software „S7 Distributed Safety Programming“, „S7 F ConfigurationPack“, „S7 F Systems” von Siemens

• Geeignet F-Baugruppen für die Ein- und Ausgabe von Signalen • Ein separates Sicherheitsprogramm im S7-Projekt

Zum ersten Punkt: Die Software ist meist als Paket bei der Fa. Siemens erhältlich. Es muss darauf geachtet werden, dass stets die neusten Versionen mit den neusten Service-Packs installiert sind, da nur die neuste Version TÜV-Standard für neue Anlage ist. Zum zweiten Punkt: Es gibt zurzeit digitale Ein- und Ausgabebaugruppen, sowie analoge Eingangsbaugruppen, die fehlersicher sind. Eine fehlersichere analoge Ausgabebaugruppe gibt es noch nicht. Zum dritten Punkt: In dem vorhanden S7-Projekt muss ein zusätzliches Sicherheitsprogramm eingefügt werden, welches anderen Programmierpraktiken und -regeln unterliegt, wie der restliche Teil.

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Außerdem sind Regeln zu beachten, die die Kommunikation zwischen fehlersicherem und nicht-fehlersicherem Bereich betreffen! In der weiteren Kapiteln wird stets immer nur teilweise auf den fehlersicheren Bereich eingegangen werden, weil dieser nicht im eigentlichen Sinne Teil dieser Arbeit ist. Allerdings werden die Ausführungen für das Verständnis ausreichend beschrieben werden.

5.2 Aufteilung der Automatisierungsaufgaben auf nicht-fehlersicheren und fehlersicheren Bereich

Im nicht-fehlersicheren Bereich sollen folgende Aufgaben abgewickelt werden:

• Kommunikation und Bearbeitung der Daten von und zu den Bedienstationen • Einlesen und Verarbeiten nicht-fehlersicherer Eingänge • Steuern von nicht-fehlersicheren Abläufen • Abarbeitung aller vorhanden Regelungen • Ausgabe von Störmeldungen

Im fehlersicheren Bereich sollen folgende Aufgaben abgewickelt werden:

• Abarbeitung von Schrittketten • Erzeugung von Freigaben und Störungen für den nicht-fehlersicheren Bereich • Einlesen und Ausgabe von fehlersicheren Signalen

Zusätzlich gibt es in den beiden Bereichen noch Funktionen und Bausteine, die die Kommunikation zwischen den beiden Bereichen abwickeln. Auch wenn die gestellte Aufgabe sich auf Seiten der Steuerung nur mit dem nicht-fehlersicheren Bereich befassen sollte, so war doch das komplette Verständnis der fehlersicheren Teils von Nöten, um ein optimales Ergebnis zu erzielen! Aufgrund der Komplexität und dem Umfang der gesamten Arbeit war es leider nicht möglich, auch noch den gesamten fehlersicheren Bereich zu erklären. Es würde wahrscheinlich noch einmal den gesamten Umfang dieser Arbeit erfordern, um den fehlersicheren Bereich zu erklären aufgrund von vielen Vorschriften, Sonder-ausnahmen und dem eigentlichen Umfang. Es wird deshalb im weiteren nur der nicht-fehlersichere Bereich beschrieben werden. Wo allerdings Verbindungen mit dem F-Bereich auftauchen, werden diese auch ausreichend beschrieben werden.

5.3 Aufbau nicht-fehlersicherer Bereich: Der nicht-fehlersichere Bereich ist im Grunde in zwei wichtige Programmteile aufgeteilt. Der eine Teil läuft im OB1 ab, der andere im Weckalarm OB35. In OB1 befinden sich alle nicht zeitkritischen Programmteile – in OB35 alle die, die eine zyklische Programmabarbeitung voraussetzen.

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5.3.1 Ablauf OB1 Die genannten Punkte sind jeweils FCs beziehungsweise FBs, die jeweils in einem separaten Netzwerk nacheinander aufgerufen werden:

• Erzeugen von Impulsmerkern • Uhrzeitaktualisierung jede Sekunde • Einlesen der nicht-fehlersicheren (NF) digitalen Eingänge • Einlesen der NF analogen Eingänge • Signale be-, verarbeiten, die von den Panels kommen • Signale be-, verarbeiten, die speziell von dem WinCC PC kommen • Quittierung alter Störungen • Ausgabe neuer Störungen • Lambdakurve bearbeiten/speichern/reseten • Passwortprüfung • Regler und Automaten die nicht-zyklisch abgearbeitet werden müssen • Steuerung HD-Schieber • Übergabe von Befehlen von den Panels in den F-Bereich • Aufbereitung von Daten für die Panels • Aufbereitung von Daten speziell für den WinCC PC • Ausgabe von NF digitalen Ausgängen • Ausgabe von NF analogen Ausgängen • Datenübergabe in den F-Bereich

5.3.2 Ablauf OB35 Der OB35 wird zyklisch alle 100ms aufgerufen. Die genannten Punkte sind jeweils FCs beziehungsweise FBs, die jeweils in einem separaten Netzwerk nacheinander aufgerufen werden:

• Aufruf des Sicherheitsprogramms • Lastregelung • Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung • Trommelniveau-Regelung • Auslesen von Störungen der fehlersicheren Baugruppen

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5.3.3 FC- und FB-Aufrufe in OB1

5.3.3.a) Erzeugen von Impulsmerkern (FB32, DB32) In diesem FB werden Pulse erzeugt, die jeweils einen Zyklus anstehen und in verschiedenen Zeitabständen aufgerufen werden. Sie werden dem Merkerbyte 3 zugewiesen. Die einzelnen Zeitabstände betragen jeweils in Sekunden: 0.1; 0.2; 0.4; 0.5; 0.8; 1.0; 1.6; 2.0 Achtung: Es ist zu beachten, dass die Pulsmerker nur in FCs oder FBs funktionieren, die über den OB1 aufgerufen werden! Im OB35 funktionieren sie nicht!

5.3.3.b) Uhrzeitaktualisierung jede Sekunde (FC11) Dieser FC wird mittels Pulsmerker jede Sekunde für jeweils einen Zyklus aufgerufen. Er ist für das Stellen des Datums und der Uhrzeit für die SPS zuständig und übergibt diese an das Touchpanel. Schematischer Aufbau: Netzwerk 1: Datum stellen, wenn entsprechendes Bit gesetzt ist. Netzwerk 2: Uhrzeit stellen, wenn entsprechendes Bit gesetzt ist. Netzwerk 3: Datum und Uhrzeit auslesen und dem Touchpanel zur Verfügung

stellen.

5.3.3.c) Einlesen der nicht-fehlersicheren digitalen Eingänge (FC1,DB1) Hier werden die digitalen Eingangssignale in den DB1 geschrieben. Über diesen können sie dann überall abgerufen werden.

5.3.3.d) Einlesen der nicht-fehlersicheren analogen Eingänge (FC2,DB2) Hier werden die analogen Eingangssignale in den DB2 geschrieben. Über diesen können sie dann überall abgerufen werden. Es findet dabei keine Konvertierung statt. Die Werte werden im Format WORD abgespeichert.

5.3.3.e) Signale be-/verarbeiten, die von den Panels kommen (FC5) Hier werden Daten bearbeitet, die von den Panels kommen:

• Korrigierung / Linearisierung der Kennlinie der Luftregelklappe • Trommelniveau Soll einstellen

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5.3.3.f) Signale be-, verarbeiten, die speziell von dem WinCC PC kommen (FC8)

Dieser FC ist zwar vorhanden aber leer. Er wurde im Voraus eingeplant erfüllt zur Zeit aber keinen Nutzen.

5.3.3.g) Quittierung alter Störungen (FC17) Hier werden die einzelnen Störungen quittiert. D.h. wenn an einem Bediengerät eine Störung quittiert wurde, wird diese damit gleichzeitig am anderen Bediengerät quittiert. Außerdem wird hier die Quittierung für den F-Bereich erzeugt und weitergeleitet.

5.3.3.h) Ausgabe neuer Störungen (FC18) Hier werden folgende Störungen ausgegeben, die auf den Bediengeräten erscheinen:

• Kartenstörungen • Input-Störungen • Störungen der Schrittketten

Außerdem werden auch noch einige Warnmeldungen ausgegeben. Diese müssen nicht quittiert werden.

5.3.3.i) Lambdakurve bearbeiten/speichern/reseten (FC20)

Das Synonym „Lambda“ oder auch λ steht für einen wichtigen Faktor bei der Regelung des Brennstoff-Luftverhältnisses (siehe 5.4.2 Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FB50)). Um später auf die Lambdawerte zugreifen zu können, muss vorher die Kennlinie festgelegt werden. Dies geschieht über Messungen und wird nach dem Einstellen nicht mehr verändert. Der vorliegende FC ist nun dafür zuständig, die einzelnen Werte der Kennlinie einzugeben und darzustellen, zu speichern und zu reseten.

Abbildung 49: Bildschirm auf TP170A - Lambdakurve

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Erläuterung der Funktionsweise anhand der einzelnen Netzwerke Die nachfolgenden Netzwerke werden nicht abgearbeitet, wenn die entsprechende Seite auf dem Touchpanel nicht aufgerufen wurde.

Sollte auf dem Panel die Schaltfläche (SF) „Reset“ gedrückt werden, wird die Systemfunktion (SFC) „BLKMOV“ ausgeführt. Mit ihr werden die gespeicherten Stützstellen der Kennlinie aus dem DB20 wieder in den DB5 geladen. Aus dem DB5 werden die Werte für die Darstellung auf dem Panel gelesen.

In den Netzwerken 3 bis 13 werden nun jeweils der x-Wert und der y-Wert für die Kennlinie in den DB21 kopiert. Der x-Wert ist stets eine konstante Zahl von 0 bis 100%; der y-Wert wird über das Touchpanel eingegeben.

Sollte auf dem Panel die SF „Speichern“ gedrückt werden, wird die Systemfunktion (SFC) „BLKMOV“ ausgeführt. Mit ihr werden die augenblicklichen Stützstellen der Kennlinie aus dem DB5 in den DB20 kopiert.

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Am Panel kann ein bestimmter Prozent-Wert eingegeben werden, zu dem der entsprechende Lambda-Wert ausgegeben wird. Dies geschieht in Netzwerk 15. Dafür wird der FC21 benötigt. Funktionsweise siehe 5.4.7 Nonlin (FC21).

5.3.3.j) Passwortprüfung (FC26) Da mit dem Touchpanel TP170A keine befriedigende Benutzerverwaltung möglich ist, muss dies über Umwege sprich die SPS realisiert werden. Manche Bereiche des Programms dürfen nur mit entsprechenden Passwörtern eingesehen werden. Dies wird erreicht, indem auf dem Panel eine Zeichenkette über ein Eingabefeld eingegeben werden muss, die mit einer abgespeicherten Zeichenkette innerhalb der SPS verglichen wird. Stimmen die beiden Zeichenketten überein, wird eine Freigabe gesetzt. Wird der sichere Bereich wieder verlassen oder wird wieder ausgeloggt, wird das Passwort, die Zeichenkette, wieder gelöscht und die Freigabe so zurückgesetzt.

Abbildung 50: Bildschirm TP170A - Passwort-Eingabe

Erläuterung der Funktionsweise anhand der einzelnen Netzwerke

Abbildung 51: Variablenliste FC26

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Wird eine vorhandene Freigabe zurückgesetzt, werden auch die Eingabe-Passwörter –Zeichenketten zurückgesetzt.

Im nächsten Netzwerk werden die Zeichen, die auf dem Panel eingegeben werden, in temporäre Variablen kopiert um danach verglichen zu werden.

Im darauf folgenden Netzwerk werden die Zeichen aus denen das Vergleichspasswort besteht in temporäre Variablen kopiert um danach verglichen zu werden.

Wenn die eingegebene Zeichenkette mit der festgelegten übereinstimmt, wird die Freigabe gesetzt. D.h. ein Zugriff auf den passwortgesicherten Bereich ist jetzt möglich.

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Der gleiche Ablauf gilt für Netzwerk 5 bis 8 und für Netzwerk 9 bis 12 wobei bei letzterem noch ein zusätzliches Netzwerk existiert. Dies dient zum Speichern eines neuen Passworts. Wird am Panel die Schaltfläche für Passwort Speichern gedrückt werden die gerade eingegebenen Zeichen in den DB für die Passwörter kopiert.

5.3.3.k) Regler und Automaten die nicht-zyklisch abgearbeitet werden müssen (FC50)

In diesem FC sind folgende Steuerungen, Regelungen und Simulationen enthalten:

• Abschlammautomatik • Warmhalteregelung mit Simulationsstrecke • Absalzregelung mit Simulationsstrecke • Frischlüfter

Die Funktionsweise der einzelnen FBs wird für jeden noch einmal speziell erklärt werden siehe Kapitel 5.4 Funktionsweise der Regler- und Automaten-FBs. Die Simulationsstrecken sind einfache Integrationsregelstrecken.

5.3.3.l) Steuerung HD-Schieber (FB55) Der HD-Schieber ist eine Klappe, die elektromechanisch betätigt wird und den Dampf des Kessels in das Verbrauchernetz durchlässt. Die Elektronik des Schiebers bietet folgende externe Anschlüsse:

• Schieber öffnen • Schieber Stopp • Schieber schließen

Auf dem Panel gibt es nur zwei Schaltflächen. Eine für Öffnen und eine für Schließen. Solange eine Schaltfläche gedrückt gehalten wird, bleibt der entsprechende Befehl bestehen. Wird die Taste losgelassen wird der Ausgang „Schieber Stopp“ gesetzt. Zusätzlich ist ein Timer vorhanden. Dieser sorgt dafür, dass nicht sofort umgeschaltet werden kann, sondern erst gewartet werden muss, bis die Klappe steht.

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Abbildung 52: Bildschirm TP170A - HD-Schieber

Erläuterung der Funktionsweise anhand der einzelnen Netzwerke

Abbildung 53: Variablenliste FB55

Wird eine Schaltfläche losgelassen, wird der HD-Schieber angehalten.

Solange der Timer läuft werden die folgenden Netzwerke übersprungen.

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Befehle durchschleifen für HD-Schieber öffnen und schließen.

5.3.3.m) Übergabe von Befehlen von den Panels in den F-Bereich (FC29) Hier werden die Befehle, die vom Bediener kommen, in den DB110 geschrieben. Dieser ist für die Kommunikation mit dem F-Bereich zuständig. Wurde der Befehl im F-Bereich erhalten, wird ein Rückmelde-Merker gesetzt. Wird dieser Merker „True“, werden der ursprüngliche Befehl und der Rückmelde-Merker zurückgesetzt. So wird sichergegangen, das der Befehl auch wirklich im F-Bereich angekommen ist.

Abbildung 54: Beispiel Rückmelde-Merker für Start Durchlüften

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5.3.3.n) Aufbereitung von Daten für die Panels (FC100) Hier werden Daten aufbereitet, die für die Bediengeräte bestimmt sind. Sie beeinflussen sowohl die Visualisierung als auch Freigaben für Schaltflächen und Ein- Ausgabewerte.

5.3.3.o) Aufbereitung von Daten speziell für den WinCC PC (FC103) Im Grunde dasselbe wie in FC100. Der Unterschied besteht darin, dass hier zusätzlich Daten verarbeitet werden, die nur für den WinCC PC bestimmt sind.

5.3.3.p) Ausgabe von NF digitalen Ausgängen (FC106) Hier werden die digitalen Ausgangssignale aus dem DB106 auf die Ausgänge geschrieben.

5.3.3.q) Ausgabe von NF analogen Ausgängen (FC107) Die analogen Ausgangswerte werden aus dem DB107 auf die Ausgangsworte geschrieben.

5.3.3.r) Datenübergabe in den F-Bereich (FC110) Hier werden die Daten aus dem NF-Bereich (abgelegt in DB110) in Merker geschrieben, die aus dem F-Bereich gelesen werden. Somit stellt dieser FC die direkte Schnittstelle zwischen NF-Bereich und F-Bereich dar. Es ist anzumerken, dass hier nur der Datentransfer in Richtung des F-Bereichs stattfindet. Für die Daten in umgekehrter Richtung ist ein FC im Sicherheitsbereich zuständig. Dieser schreibt die Daten für den NF-Bereich in den DB150.

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5.3.4 FC- und FB-Aufrufe in OB35

5.3.4.a) Aufruf des Sicherheitsprogramms (FC120) Als erstes wird im OB35 das Sicherheitsprogramm aufgerufen. Dies ist notwendig, weil dieses immer äquidistant geschehen soll – also immer in gleichen Zeitabständen. Würde das Sicherheitsprogramm am Ende des OBs aufgerufen werden, würde dies zu Problemen führen, da die davor liegenden FCs und FBs jeden Zyklus eine unterschiedliche Abarbeitungszeit aufweisen.

5.3.4.b) Lastregelung (FC51) In diesem FC ist die Lastregelung oder auch Druckregelung des Kessels untergebracht. Am Anfang werden ein paar Voreinstellungen vorgenommen bevor die Simulationsstrecke des Kessels in Form eines PT1-Gliedes folgt. Zum Schluss wird schließlich der FB49 (siehe 5.4.1 Lastregler (FB49)) aufgerufen der den eigentlichen Lastregler enthält.

5.3.4.c) Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FC52) Dieser FC befasst sich sowohl mit der Brennstoff-Luftverhältnisregelung als auch mit allem was die Luftregelklappe und das Gasregelventil betrifft. Im Grunde kann der FC in zwei große Teile aufgeteilt werden. Einmal den Betriebsteil (Netzwerk 1 bis 15) und dann noch den Simulationsteil (Netzwerk 16 bis 25). Der Betriebsteil zeichnet sich nun wiederum dadurch aus, dass hier mit einer Prioritätsstruktur gearbeitet wurde. Um die Werte für die Klappen- und Ventilstellung auszugeben, werden zwei temporäre Variablen erzeugt, in die die Werte zuerst geschrieben werden, bevor die Werte dieser Variablen in die Ausgangsworte geschrieben werden. Der Prozess der die niedrigste Priorität hat, schreibt zuerst seine Werte in die Variablen. Die nachfolgenden Prozesse mit steigender Priorität überschreiben, wenn sie eine Freigabe erhalten, die vorigen Werte mit niedrigerer Priorität. Die höchste Priorität hat NOT-Aus. Hier werden am Ende jeweils Nullen geschrieben, d.h. Ventil und Klappe schließen komplett. Zusätzlich schließen beim Gaszweig noch die Schnellschlussventile (SSV) um sicher zu gehen, das auch wirklich kein Gas mehr in die Brennkammer einströmen kann. Dies geschieht aus dem F-Bereich heraus. Im Simulationsteil werden das Ventil und die Klappe mit Hilfe eines Integrationsgliedes simuliert. Die Integrationszeit bestimmt der OB35 mit 100ms.

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Erläuterung der Funktionsweise anhand der einzelnen Netzwerke Am Anfang werden die Temp-Variablen mit Nullen beschrieben. Somit wird sicher gegangen, dass das Ventil und die Klappe geschlossen bleiben, wenn kein nachfolgender Prozess einer Freigabe erhält.

Im Netzwerk 4 wird der eigentliche Regler FB50 aufgerufen. Siehe 5.4.2 Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FB50). Netzwerk 6 bis 10 beschäftigen sich mit den Zündstellungen des Gasregelventils und der Luftregelklappe. Diese werden manuell angefahren und bei Erreichen der gewünschten Position kann diese abgespeichert werden.

Abbildung 55: Bildschirm TP170A - Zündstellungen einstellen

In Netzwerk 11 werden die Stellungen für das Durchlüften angefahren.

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In Netzwerk 12 werden die Zündstellungen angefahren.

Ist der Brenner aus, werden Ventil und Klappe geschlossen.

Auch bei NOT-Aus werden Ventil und Klappe geschlossen.

Am Ende werden die Stellwerte ausgegeben und in den DB107 geschrieben von wo aus sie mittels FC107 in die Ausgangsworte geschrieben werden.

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5.3.4.d) Trommelniveau-Regelung (FC53) In diesem FC befinden sich die Simulation für das Trommelniveau und der FB mit der eigentlichen Trommelniveau-Regelung.

5.3.4.e) Auslesen von Störungen der fehlersicheren Baugruppen (FC15) Dieser FC beschäftigt sich mit der Fehlerauswertung der fehlersicheren Baugruppen und wurde von einem anderen Arbeitskollegen erstellt.

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5.4 Funktionsweise der Regler- und Automaten-FBs

5.4.1 Lastregler (FB49) Dieser Regler sorgt dafür, das der Kessel stets den Dampfdruck nachliefert der abgefordert wird. Führungs- und Eingangsgröße sind der Kessel-Soll- und Ist-Druck; die Ausgangsgröße ist ein Lastsignal von 0..100%, welches der Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (BLV-Regelung) übergeben wird.

Abbildung 56: Regelungsschema der Verbrennung mit Lastregler und BLV-Regelung

IN-Variablen:

Abbildung 57: Liste IN-Variablen FB49 Lastregler

OUT-Variablen:

Abbildung 58: Liste OUT-Variablen FB49 Lastregler

IN_OUT-Variablen:

Abbildung 59: Liste IN_OUT-Variablen FB49 Lastregler

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Erklärung der Netzwerke und ihre Funktion Im Netzwerk 2 bis 5 wird der Kessel-Istdruck eingelesen, normiert und als Real-Zahl wieder ausgegeben. Zusätzlich wird der Wert in eine Variable kopiert für die weitere Verwendung.

In Netzwerk 6 wird der Handwert für die Stellgröße (Lastsignal) an die Beziehung 900Nm³/h entsprechen 100% angepasst.

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Wird am Bediengerät der Kessel-Solldruck während des laufenden Betriebs geändert, sorgt ein PT1-Glied dafür, dass es nicht zu Sprüngen der Führungsgröße kommt.

Im Netzwerk 8 folgt der eigentliche Regler. Es ist ein Baustein der Fa. Siemens aus der Standardbibliothek unter PID Control Blocks. Er ist als PID-Regler ausgelegt, besitzt eine Beschaltung für den Handmodus und es sind Grenzen für die Stellgröße vorhanden. Abgearbeitet wird der Regler alle 100ms, was sich durch den Weckalarm OB35 ergibt. Wichtig zu erwähnen ist, das der Regler ohne Beschaltung einmal im OB100 ausgeführt werden muss, damit er initialisiert werden kann. Dafür muss der Eingang COM_RST beschaltet sein.

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Aus den Eingangswerten SP_INT und PV_IN wird die Regeldifferenz gebildet, woraus sich nach dem Regelalgorithmus das Stellsignal an LMN ergibt. Bei Umschaltung in den Handmodus über den Eingang MAN_ON wird für das Stellsignal der Wert vom Eingang MAN übernommen. Wird wieder in Automatik umgeschaltet, geschieht dies sanft ohne Sprung des Stellgliedes.

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In Netzwerk 10 ist der FB30 vorhanden. Dieser ist für das Verstellen des Lastsignals Hand zuständig.

Netzwerk 11 beschäftigt sich auch mit dem Lastsignal Hand.

Schließlich wird die Führungsgröße Hand noch über ein PT1-Glied geleitet um beim Verstellen Sprünge zu vermeiden.

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Die letzten beiden Netzwerke beschäftigen sich mit den Zuständen Hand- und Automatikbetrieb. Ist die Anlage im Automatikbetrieb, wird der Handwert dem Automatikwert nachgeführt und dieser dann ausgegeben; ist die Anlage im Handbetrieb wird dieser Wert ausgegeben.

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5.4.2 Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung (FB50) Dieser Regler sorgt dafür, das Brennstoff und Luft stets im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Dies muss sowohl beim Hoch- wie auch Runterfahren des Kessels gegeben sein. Außerdem ist noch ein Positionsregler für die Luftklappe enthalten. Dieser wird benötigt um eine evtl. Nichtlinearität der Luftregelklappe auszugleichen.

Abbildung 60: Regelschema Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung

Erklärungen der verwendeten Symbole:

Multipliziert die beiden Eingänge Dividiert den oberen Eingangswert durch den unteren Gibt den größeren Eingangswert weiter

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Gibt den kleineren Eingangswert weiter Symbol für die Kennlinie der Lambda-Kurve Symbol für eine beliebige Kennlinie PI-Regler Variablen- und Konstantenfeld für numerische Festwerte

GasMax : Gasmenge in Nm³/h die 100% Last entspricht StöchioK : Stöchiometrischer Koeffizient 100% : Konstantenwert von 100% IN-Variablen:

Abbildung 61: Liste IN-Variablen FB50 Brennstoff-Luft-Regelung

OUT-Variablen:

Abbildung 62: Liste OUT-Variablen FB50 Brennstoff-Luft-Regelung

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Erklärung der Netzwerke und ihre Funktion Als erstes wird die Stellung der Luftregelklappe eingelesen. Sie einerseits in einem Prozentwert von 0..100% und einem Durchflusswert von 0..12000Nm³/h dargestellt. Da bei maximaler Klappenstellung der Wert nicht 100% ist, muss dieser Wert mit einem Faktor multipliziert werden. So ergibt sich für das prozentuale HI_LIM ein Wert von 109.0 und für das Durchfluss HI_LIM (dargestellt durch #Luftmenge_Max) ein Wert von 13080.0 (enthalten in FC52).

Die beiden Stellungswerte werden für die Visualisierung ausgegeben, bevor sie weiter bearbeitet werden.

Der Verlauf des Durchflusses über die Klappenöffnung ist nicht linear. Daher wird der Stellungswert in den FC21 gegeben, der über eine vorher ermittelte Kennlinie einen liniearisierten Durchflusswert ausgibt. Dieser Wert wird auch gleichzeitig noch ausgegeben.

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Die im vorigen Netzwerk angesprochene Liniearisierung kann manuell zu oder weg geschaltet werden. Hierfür ist die Variable #DurchflusskaliAn zuständig. Ist diese aus Gründen von Einstellmaßnahmen nicht zu geschaltet wird in diesem Netzwerk der lineare Wert übernommen.

Wie in Netzwerk 2 werden hier die analogen Werte für die Stellung des Gasregelventils eingelesen. Dabei wird postuliert, dass der Zusammenhang zwischen Durchfluss und Stellung linear ist.

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Die beiden Stellungswerte werden für die Visualisierung ausgegeben.

Aus der Istmenge des Gasdurchflusses wird nun mit Hilfe des FC21 das entsprechende Lambda2 gebildet. Da angenommen wurde, dass der Zusammenhang zwischen Gasdurchfluss und dem Lastsignal linear ist, wird zuerst aus dem Istwert des Gasdurchflusses der Istwert des LOAD oder auch Lastsignals gebildet.

Der Lambda-Wert wird mit dem Stöchiometrischen Faktor / Koeffizienten3 multipliziert. Daraus ergibt sich der hier genannte BLV-Faktor (Brennstoff-Luftverhältnis-Faktor). Betonung: Der hier errechnete BLV-Faktor ergibt sich aus dem Istwert von Gasmenge nicht dem Sollwert!

2 Der Lambda-Wert gibt das Verhältnis zwischen tatsächlicher Frischluftmenge und theoretisch benötigter Frischluftmenge an. Ein Lambda>1 bedeutet Luftüberschuss – mageres Gemisch; ein Lambda<1 bedeutet Luftmangel – fettes Gemisch. Es ist aus Sicherheitsgründen stets ein Lambda>1 gefordert. 3 Stöchiometrischer Faktor / Koeffizient: Gibt das Verhältnis von Luftmenge zu Brennstoffmenge an, bei dem eine ideale Verbrennung stattfinden würde. Für Erdgas liegt dieser Wert im allgemeinen zwischen 8..10.

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Im folgenden Netzwerk wird der Sollwert für das Lastsignal in einen Sollwert für den Gasdurchfluss umgerechnet.

Um im Netzwerk 12 eine Division durch 0 zu verhindern, wird vorher abgeprüft, ob der BLV-Faktor 0 ist. Ist dieser 0 wird der Ersatzwert 99.9 eingesetzt. Dies ist ein sicherheitsgerichteter Wert, da in diesem Falle der Sollwert für den Gasdurchfluss sehr klein werden würde.

Berechnung des Sollwertes für den Gasdurchfluss.

Das folgende Netzwerk regelt die maximale Menge des Soll-Gasdurchflusses. Beim Hoch- und Runterfahren können durch Trägheiten der Ventil Zustände auftreten, dass das Lambda kleiner 1 wird. Dies wird vermieden, in dem immer der niedrigere Wert des Soll-Gasdurchflusses übernommen wird.

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Wenn NOT-Aus aktiv ist, soll das Ventil schließen, d.h. der Sollwert wird auf 0 gesetzt.

In Netzwerk 15 wird der Sollwert für den Gasdurchfluss in die Ventilstellung umgewandelt und in Netzwerk 16 dann im Format WORD ausgegeben.

In den nächsten Netzwerken wird die Luftklappestellung bestimmt. Dafür wird zuerst der Sollwert für die Luftmenge gebildet. Einmal aus der Ist-Gasmenge und einmal aus der Soll-Last.

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Ähnlich wie in Netzwerk 13 wird jetzt eine Entscheidung getroffen. Aus Sicherheitsgründen darf nur der größere Sollwert weitergeleitet werden. Mehr Luft als nötig ist kein Sicherheitsrisiko.

Der Sollwert wird für die Visualisierung ausgegeben.

Das nächste Netzwerk beschäftigt sich mit der Umrechnung der Verstärkung für den PI-Regler.

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Um die Regelklappe manuell bedienen zu können (erforderlich für Liniearisierung), sind die Netzwerke 24 bis 26 vorhanden.

In Netzwerk 28 befindet sich der PI-Regler für die Stellungsregelung der Luftklappe. Er ist beschaltet wie der Lastregler, nur ohne die Verzögerungszeit TD und hat zusätzlich eine Totzonenbreite (Deadband). Bis zu dieser Regeldifferenz wird diese zu 0 angenommen.

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Bei NOT-Aus wird die Luftklappe geschlossen, d.h. der Wert 0 wird geschrieben.

Der analoge Sollwert wird nun in das Peripheriedatenformat konvertiert und als WORD ausgegeben.

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Die am Ende des FBs kommenden Bausteine beschäftigen sich mit der „Lambdaabschaltung“. D.h. kommt der Istwert für Lambda unter den Sollwert und steht dieser Fehler mindestens 2 Sekunden an, wird ein Bit ausgegeben, dass den Fehler meldet. Dieses wird dann in den F-Bereich übergeben und sorgt so für eine Abschaltung des Kessels. Zusätzlich gibt es noch andere Sicherheitsmaßnahmen. Diese werden aber komplett im F-Bereich abgearbeitet. Im folgenden Netzwerk wird die Lambdaabschaltung übersprungen, wenn die Handverstellung der Luftregelklappe eingeschaltet ist.

Über die Lambda-Kennlinie und den FC21 wird mit dem Soll-Lastsignal das Soll-Lambda gebildet.

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Im nächsten Netzwerk wird das Ist-Lambda gebildet. Aus Ist-Gasmenge, Ist-Luftmenge und dem Stöchiometrischen Koeffizienten.

Das folgende Netzwerk dient der Vermeidung einer Division durch Null. Wenn die Gasmenge Null ist, wird Ist-Lambda gleich 9,99 gesetzt.

Es wird die Abweichung des Ist-Lambdas vom Soll-Lambda in Prozent ausgerechnet.

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Wenn die Abweichung einen bestimmten Prozentwert überschreitet (hier 3%) und das für eine bestimmte Zeit (hier 2 Sekunden), wird ein Fehler ausgegeben (hier #LambdaAbwZuGross).

Zum Schluss werden noch die Werte für Ist-Lambda und Soll-Lambda ausgegeben.

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5.4.3 Trommelniveau Regelung (FB51) In diesem Kessel soll Wasserdampf erzeugt werden. Dafür wird Wasser benötigt, welches solange erhitzt wird, bis es verdampft. Um den Verlust an verdampftem Wasser wieder auszugleichen, muss stets neues Wasser nachgeführt werden. Dies ist auch notwendig um den Wasserspiegel innerhalb des Kessels immer auf dem gleichen Niveau zu halten, da von ihm auch der Druck im Kessel abhängig ist. Auch andere Einflüsse sorgen dafür, dass stets Wasser nachgeführt werden muss (Warmhalteregelung, Abschlammung). Um dies zu bewerkstelligen gibt es nun die Trommelniveau Regelung. Diese hält das Niveau des Speisewassers in der Trommel des Kessel stets bei einem vorher gewähltem Wert. Ausgelegt ist dieser Regler als PI-Regler um die diversen Störgrößen ausgleichen zu können. Unterlagert ist noch ein 2-Punkt-Regler vorhanden, der die Stellung des Zulaufventils regelt.

Abbildung 63: Regelschema Trommelniveau-Regelung

IN-Variablen:

Abbildung 64: Liste IN-Variablen FB51 Trommelniveau Regelung

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OUT-Variablen:

Abbildung 65: Liste OUT-Variablen FB51 Trommelniveau Regelung

Erklärung der Netzwerke und ihre Funktion Netzwerk 2 bis 7 befassen sich mit dem Einlesen und der Umrechnung des Messwertes für die Ist-Stellung des Speisewasserregelventils.

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Netzwerk 9 bis 12 befassen sich mit dem Einlesen und der Umrechnung des Messwertes für das Ist-Trommelniveau.

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Wenn der Kessel neu befüllt wird, ist der Wasserstand außerhalb des Messbereichs. Um nun zu verhindern, dass der I-Anteil des Reglers zu groß wird und das System hoffnungslos überschwingt, wird dieser Anteil in regelmäßigen Abständen vorher gelöscht. Dies geschieht in Netzwerk 14 und 15.

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In Netzwerk 16 befindet sich der PI-Regler. Er gibt als Stellgröße die Soll-Ventilstellung des Speisewasserregelventils aus, die mit dem unterlagerten 2-Punkt-Regler erreicht wird.

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Netzwerk 18 bis 21 befassen sich mit dem manuellen Befüllen des Kessels.

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Netzwerk 23 bis 30 sind für den 2-Punkt-Regler gedacht. Es handelt sich hierbei um einen einfachen 2-Punkt-Regler mit Hysterese-Verhalten. Entsprechend unterem und oberem Schaltpunkt wird das Ventil zu- oder aufgefahren.

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5.4.4 Abschlammautomatik (FB52) Mit der Abschlammautomatik wird in bestimmten Zeitabständen für eine gewisse Zeit ein Schnellschlussventil geöffnet, durch das Wasser abfließen kann. Dies dient einerseits zur Abschlammung des Kessels und andererseits im Handbetrieb dem manuellen Entleeren des Kessels.

5.4.5 Warmhalteregelung (FB53) Die Warmhalteregelung steuert zwei Ventile an. Eines für den Zulauf von Wasserdampf, das andere für den Ablauf von Überlauf-Wasser. Der Zulauf wird mit Hilfe eines Temperaturwiderstandes (PT100) und einem Ventil realisiert. Der Regler ist ein einfacher 2-Punkt-Regler mit Hysterese. Geregelt wird auf eine vorher festgelegte Temperatur. Liegt die gemessene unter der festgelegten, wird das Ventil geöffnet. Es strömt Wasserdampf in den Kessel, der in dem Speisewasser kondensiert und dieses erwärmt. Durch den Zulauf von Wasserdampf erhöht sich der Wasserspiegel, das Trommelniveau. Zur Begrenzung ist ein Gerät vorgesehen, dass den augenblicklichen Wasserstand mit einem Maximalwert vergleicht. Wird dieser Wert überschritten, gibt das Gerät ein Signal aus, das von der SPS in Form eines digitalen Einganges gelesen wird. Dieses Bit wird dann weitergeleitet und wieder digital ausgegeben um ein Ablaufventil zu öffnen, damit der Wasserstand wieder sinken kann.

5.4.6 Absalzregelung (FB54) Um eine Übersalzung des Speisewassers zu verhindern, ist die Absalzregelung vorhanden. Über ein Ventil, das drei Stellungen einnehmen kann, wird Wasser abgelassen, damit neues nachfließen kann. So bleibt der Salzgehalt auf einem bestimmten Niveau. Die drei Stellungen sind Zu, Betrieb und Auf. Die meiste Zeit befindet sich das Ventil in der Betriebsstellung. So fließt kontinuierlich eine gewisse Menge Wasser ab. Die Betriebsstellung ist so eingestellt, dass bei laufendem Betrieb der Salzgehalt langsam ansteigt. Dieser wird nun über die Leitfähigkeit von einer Sonde gemessen und dient ist als Istwert für die Regelung. Sie vergleicht die Ist-Leitfähigkeit mit einer Sollleitfähigkeit. Überschreitet die Abweichung von Istwert zu Sollwert einen bestimmten Wert nach oben, wird das Ventil ganz geöffnet, bis der Istwert einen bestimmten Wert wieder unterschreitet. Dann wird das Ventil wieder in die Betriebsstellung gefahren. Verwendet wird ein einfacher 2-Punkt-Regler mit Hysterese.

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5.4.7 Nonlin (FC21) Mit „Nonlin“ kann ein Eingangswert, z.B. Messwert von einem Thermoelement, über eine vorgebbare Kennlinie (Polygonzug) angepasst werden. Zwar gibt es bereits einen fertigen Baustein der Firma Siemens. Dieser liefert allerdings nur sinnvolles Werte, wenn die Stützstellen der Kennlinie in aufsteigender Reihenfolge streng monoton steigend sind. Dem hier vorliegenden Baustein ist es egal, ob die Kennlinie steigt oder fällt oder auch beides. Mathematisches Grundprinzip: Die Kennlinie wird aus mehreren Stützpunkten gebildet, die jeweils mit x- und y-Wert bekannt sind. Liegt nun ein Eingangswert (x-Wert) zwischen zwei Stützpunkten, wird aus diesen beiden eine Geradengleichung gebildet, mit deren Hilfe der Ausgangswert (y-Wert) bestimmt wird. Dies geschieht nun bei allen Eingangswerten. Liegt ein Eingangswert links von dem ersten Stützpunkt oder rechts vom letzten, wird die Gerade der ersten bzw. letzten beiden Stützpunkte verlängert und so der Ausgangswert berechnet. Die Formel für die Geradengleichung zwischen zwei Stützpunkten lautet:

ii

iiii

ii

ii

xxyyxyEingang

xxyyAusgang

−−

⋅++⋅−−

=+

+++

+

+

1

111

1

1

i : Laufvariable der Stützstellennummer Programmierung: Programmiert ist der Baustein SCL einer Hochsprache in STEP7. Die grundlegende Struktur lautet folgendermaßen: 1. bis 5. Programmkopf und Deklarationen 6. bis 8. Programmrumpf

1. Bausteinname 2. Baustein Eigenschaften 3. Deklaration Eingangsvariablen 4. Deklaration Ausgangsvariablen 5. Deklaration temporäre Variablen 6. Fall1: Eingangswert kleiner als x-Wert des ersten Stützpunktes

Wenn ja, dann... Berechnung des Ausgangswertes wenn nicht, dann...

7. Fall2: Eingangswert größer als x-Wert des letzten Stützpunktes Wenn ja, dann... Berechnung des Ausgangswertes wenn nicht, dann...

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8. Fall3: Eingangswert zwischen x-Werten des ersten und letzten Stützpunktes Abfrageschleife zur Bestimmung der beiden relevanten Stützpunkte Berechnung des Ausgangswertes

Zusätzlich wird bei Fall 1 und 2 abgefragt, ob die beiden Stützpunkte den gleichen x-Wert verwenden. Wenn dies zutrifft, kann das Ergebnis nicht berechnet werden und es wird ein Fehler ausgegeben. Quellcode:

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Zugehöriger DB: Verwendet wird der FC stets zusammen mit einem DB, der die Stützstellen enthält. Es können bis zu 64 Stützstellen eingegeben werden. Die tatsächlich verwendet Stützstellen werden direkt am Baustein eingegeben. Die AWL-Quelle für den Stützpunkte-DB hat folgenden Quellcode:

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Verwendung:

AnzahlWerte : Eingabe der Anzahl der tatsächlich verwendeten Stützpunkte Stuetzstellen : Array aus dem DB mit den Stützstellen Eingang : Eingangswert Fehler : Meldet Fehler, wenn zwei Stützpunkte den gleichen x-Wert aufweisen Ausgang : Ausgangswert

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6 Inbetriebnahme Zuerst muss gesagt werden, dass man zwei Stufen bei der Inbetriebnahme unterscheiden muss. Als da wären als erstes die Trocken-Inbetriebnahme. Sie wurde bereits in der Firma durchgeführt. Dort war die komplette Steuerung aufgebaut und mit den Bedienelementen TP170A und WinCC PC bereits wie in der Praxis verbunden. Allerdings wurden die Ein- und Ausgänge von Hand geschaltet und die Regelvorgänge liefen mit in der CPU simulierten Regelstrecken ab. Zum zweiten gibt es die Inbetriebnahme vor Ort. Diese war zu dem jetzigen Zeitpunkt noch nicht ganz abgeschlossen, jedoch sehr weit fortgeschritten, so dass eine gewisse Beurteilung abgegeben werden kann. Die folgenden Kapitel behandeln die jeweiligen Themengebiete nur oberflächenhaft, weil die weitere Vertiefung zu einer eigenständigen Arbeit führen würde.

6.1 Trocken-Inbetriebnahme Dadurch das alle Steuerungskomponenten schon im Vorfeld zusammen aufgebaut wurden, war es möglich gewisse Vorgänge bereits bei der Projektierung und Programmierung zu testen und zu optimieren. Als da wären z. B. die optimierte Aktualisierungsdauer bei Werten über das Touchpanel (angeschlossen über MPI), oder auch das Störverhalten der fehlersicheren Baugruppen (Wann störungsfrei? Richtig konfiguriert? Funktioniert die Wiedereingliederung?). Aber auch innerhalb des späteren Steuerungsprogramms konnten durch einen „Trockentest“ schon Probleme im Vorfeld beseitigt werden. Als da wären zu nennen: Funktionieren die Regler? Kommen die Störungen an und werden diese auch wieder richtig zurückgesetzt? Funktioniert der Austausch F- und NF-Bereich? Schließlich wurde noch ein abschließender Test durchgeführt, bei dem auch die sicherheitsgerichteten Schrittketten auf Herz und Nieren geprüft wurden und etliche denkbare Fehler und Störungen simuliert wurden. Dabei sollte neben den Funktionen auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Programms getestet werden. Erst nachdem alle Tests zufriedenstellend verlaufen waren, wurden die Komponenten demontiert und ausgeliefert.

6.2 Inbetriebnahme vor Ort Nachdem die Steuerung mit den vor Ort befindlichen Bauteilen verschaltet worden war, mussten die einzelnen Schnittstellen getestet werden. D. h. jeder Sensor und Aktor musste einzeln getestet werden, bevor einzelne Anlagenteile zusammen getestet werden konnten. Nachdem alles getestet worden war und kein Fehler mehr auftrat, konnten die einzelnen Anlagenteile getestet werden. Es wurde mit den nicht-sicherheits-relevanten Teilen begonnen. Folgende Bereiche wurden bis jetzt erfolgreich getestet:

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• Frischluftgebläse • Abschlammautomatik • Absalzregelung • Warmhalteregelung • Trommelniveau-Regelung • Kessel Durchlüften • Zünden

Folgende Aufgaben sind zu dem jetzigen Zeitpunkt noch nicht abgearbeitet und werden zu einem späteren Zeitpunkt in Angriff genommen, so dass diese in dieser Arbeit nicht mehr behandelt werden konnten:

• Lastregelung • Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung • Feineinstellung der Verbrennungsparameter zur Leistungs- und Abgas-

optimierung Im Allgemeinen ist festzustellen, dass alle Bereiche bis zum jetzigen Zeitpunkt in der Praxis zu 95% so funktionieren, wie es in der Theorie gedacht war und vorher simuliert wurde. Es kam zu keinen großen Fehlern oder Grundlagenfehlern, die eine Verzögerung bei der Inbetriebnahme zur Folge gehabt hätten. Die Simulation ist also ein wichtiges Instrument um im Vorfeld Fehler zu eliminieren und die eigentliche Inbetriebnahmezeit vor Ort zu minimieren!

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7 Ergebnis der Diplomarbeit Rückblickend betrachte ich meine Diplomarbeit zufriedenstellend und denke dass sie auch dem Niveau einer solchen entspricht. Während der Bearbeitung der Aufgabe konnte ich sehr viele Erfahrungen sammeln. Dies ergab sich einerseits aus der für mich neuen Komplexität des Themas (Fehlersichere Steuerung, Steuerung und Regelung verschiedener Prozesse, Visualisierung, Vernetzung), andererseits auch aus dem Umfang der Arbeit. Dadurch dass ich vom Beginn bis zum Abschluss des Projektes alle Schritte miterlebt habe (Planung, Projektierung und Programmierung, Simulation und Test, Inbetriebnahme), konnte ich viel über die Zusammenhänge eines Projektes und einer solchen Anlage lernen. Insgesamt muss ich sagen, dass mich diese Arbeit sehr voran gebracht hat und ich mich schon auf das nächste Projekt freue. Dazu hat auch sehr mein Kollege Gunnar Sell beigetragen, der mich in Form des Projektleiters immer wieder mit Fragen und Antworten versorgte, die mir dann in mancher Situation den entscheidenden Hinweis gaben. Für die Ausarbeitung der Diplomarbeit hätte ich mir natürlich sehr gewünscht mehr in die Tiefe gehen zu können. Dies war aber leider aufgrund der Komplexität und des Umfanges der gesamten Arbeit nicht möglich. Ich denke trotzdem, das ich mit dieser Arbeit den mir gestellten Aufgabenbereich ausreichend gut erklären konnte und auch ein bisschen Grundwissen vermittelt habe. Arne Reimer Bardowick, den 6. September 2005

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8 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: WinCC flexible deckt den Leistungsbereich von Micro Panels bis zur einfachen................................. 10 Abbildung 2: Projektieroberfläche von WinCC flexible.......................................................................... 11 Abbildung 3: Vernetzung des vorliegenden HMI-Systems...................................................................... 12 Abbildung 4: Touchpanel TP170A.............................................................................................. 13 Abbildung 5: WinCC PC ........................................................................................................ 14 Abbildung 6: Auszug aus der Siemens Manual-Collection ..................................................................... 15 Abbildung 7: Projektieroberfläche von WinCC flexible.......................................................................... 15 Abbildung 8: Vorschau der zu erstellenden Bedienung ........................................................................ 17 Abbildung 9: Zwischenergebnis Rahmen erstellt ............................................................................... 17 Abbildung 10: Zwischenergebnis Rahmen mit Beschriftung.................................................................... 18 Abbildung 11: Zwischenergebnis mit Ausgabefeld ............................................................................. 19 Abbildung 12: Zwischenergebnis Eingabe/Ausgabefeld eingefügt ............................................................. 20 Abbildung 13: Zwischenergebnis Balkenanzeigen eingefügt ................................................................... 20 Abbildung 14: Zwischenergebnis Schaltflächen eingefügt...................................................................... 21 Abbildung 15: Zwischenergebnis Lampe eingefügt............................................................................. 21 Abbildung 16: Navigationsleiste ................................................................................................ 23 Abbildung 17: Navigationsschema mit Ebenen................................................................................. 24 Abbildung 18: Statusleiste ...................................................................................................... 24 Abbildung 19: Störungen quittieren............................................................................................. 24 Abbildung 20: Fenster Kesselschema .......................................................................................... 26 Abbildung 21: Brennerschema - Brenner feuert ................................................................................ 30 Abbildung 22: Lastregler - Handbetrieb ........................................................................................ 34 Abbildung 23: Lastregler - Kasten für Handbetrieb ............................................................................. 35 Abbildung 24: Lastregler - Kasten für Automatikbetrieb ........................................................................ 36 Abbildung 25: Regler und Automaten .......................................................................................... 37 Abbildung 26: Trommelniveauregelung......................................................................................... 38 Abbildung 27: Warmhalteregelung ............................................................................................. 38 Abbildung 28: Absalzregelung.................................................................................................. 39 Abbildung 29: Abschlammautomatik ........................................................................................... 39 Abbildung 30: Frischlüfter ...................................................................................................... 39 Abbildung 31: Trendkurven I ................................................................................................... 40 Abbildung 32: Bedienelemente Trendkurven Quelle: WinCC flexible Information System Siemens......................... 41 Abbildung 33: Trendkurven II ................................................................................................... 41 Abbildung 34: Datum, Uhrzeit, Passwörter ..................................................................................... 42 Abbildung 35: Störmeldeanzeige ............................................................................................... 43 Abbildung 36: Startbildschirm TP170A ......................................................................................... 44 Abbildung 37: Betriebsfenster I TP170A........................................................................................ 44 Abbildung 38: Handbetrieb TP170A ............................................................................................ 45 Abbildung 39: Betriebsfenster II TP170A ....................................................................................... 45 Abbildung 40: Lastregler TP170A .............................................................................................. 46 Abbildung 41: HD-Schieber TP170A ........................................................................................... 46 Abbildung 42: Frischlüfter TP170A ............................................................................................. 47 Abbildung 43: Trommelniveau Regler TP170A ................................................................................. 47 Abbildung 44: Warmhalteregelung TP170A .................................................................................... 48 Abbildung 45: Absalzregelung TP170A......................................................................................... 48 Abbildung 46: Abschlammung / Kesselentleerung TP170A .................................................................... 49

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FH Braunschweig/Wolfenbüttel Visualisierung und Programmierung des nicht- gat GmbH, Geesthacht Fachbereich Maschinenbau fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen Niederlassung Nord Automatisierungstechnik Flammrohrkessel

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Abbildung 47: Passwort ändern TP170A ....................................................................................... 49 Abbildung 48: Meldefenster TP170A ........................................................................................... 50 Abbildung 49: Bildschirm auf TP170A - Lambdakurve ......................................................................... 55 Abbildung 50: Bildschirm TP170A - Passwort-Eingabe ........................................................................ 57 Abbildung 51: Variablenliste FC26 ............................................................................................. 57 Abbildung 52: Bildschirm TP170A - HD-Schieber .............................................................................. 60 Abbildung 53: Variablenliste FB55.............................................................................................. 60 Abbildung 54: Beispiel Rückmelde-Merker für Start Durchlüften ............................................................... 61 Abbildung 55: Bildschirm TP170A - Zündstellungen einstellen................................................................. 64 Abbildung 56: Regelungsschema der Verbrennung mit Lastregler und BLV-Regelung ........................................ 67 Abbildung 57: Liste IN-Variablen FB49 Lastregler.............................................................................. 67 Abbildung 58: Liste OUT-Variablen FB49 Lastregler ........................................................................... 67 Abbildung 59: Liste IN_OUT-Variablen FB49 Lastregler ....................................................................... 67 Abbildung 60: Regelschema Brennstoff-Luftverhältnis-Regelung .............................................................. 73 Abbildung 61: Liste IN-Variablen FB50 Brennstoff-Luft-Regelung.............................................................. 74 Abbildung 62: Liste OUT-Variablen FB50 Brennstoff-Luft-Regelung ........................................................... 74 Abbildung 63: Regelschema Trommelniveau-Regelung........................................................................ 86 Abbildung 64: Liste IN-Variablen FB51 Trommelniveau Regelung ............................................................. 86 Abbildung 65: Liste OUT-Variablen FB51 Trommelniveau Regelung .......................................................... 87

Matrnr: 20155155 WS 2005/06

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FH Braunschweig/Wolfenbüttel Visualisierung und Programmierung des nicht- gat GmbH, Geesthacht Fachbereich Maschinenbau fehlersicheren Bereichs einer Steuerung für einen Niederlassung Nord Automatisierungstechnik Flammrohrkessel

Arne Reimer Seite 104 / 104 Diplomarbeit

9 Verwendete Literatur Es wurde einzig die Fachliteratur der Firma Siemens für das Erstellen dieser Arbeit verwendet. Für das Verständnis im Vorfeld waren zu aller erst die hervorragend motivierten und erfahrenen Mitarbeiter der Firma gat verantwortlich und erst an zweiter Stelle die Literatur der Firma Siemens.

Matrnr: 20155155 WS 2005/06