Getting Started SIMATIC BATCH Teil 1 bis 4 - Siemens AG · Getting Started SIMATIC BATCH A5E00217407-01 iii Inhaltsverzeichnis Teil 1: Einleitung 1 Batchprozesse 3 1.1 Einteilung

s Inhaltsverzeichnis

Teil 1: Einleitung Teil 2: Quickstart Teil 3: Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC und BATCH-Schnittstellenbausteinen

Teil 4: Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC-Typ

SIMATIC

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Ausgabe 04/2004 A5E00217407-01

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A5E00217407-01

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! Gefahr bedeutet, dass Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten werden, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

! Warnung bedeutet, dass Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

! Vorsicht bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung oder ein Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

Vorsicht

bedeutet, dass ein Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

Achtung

ist eine wichtige Information über das Produkt, die Handhabung des Produktes oder den jeweiligen Teil der Dokumentation, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll.

Qualifiziertes Personal Inbetriebsetzung und Betrieb eines Gerätes dürfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuchs sind Personen, die Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen, zu erden und zu kennzeichnen.

Bestimmungsgemäßer Gebrauch

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Getting Started SIMATIC BATCH A5E00217407-01 iii

Inhaltsverzeichnis

Teil 1: Einleitung 1 Batchprozesse 3

1.1 Einteilung technischer Prozesse ........................................................................ 3 1.2 Charakteristika von Konti und Batch .................................................................. 4 1.3 Übung: Wo ist das so ? ...................................................................................... 5 1.4 Branchen für SIMATIC BATCH .......................................................................... 7 1.5 Ursprung der Batchproduktion: Die Küche......................................................... 8 1.6 Der Koch - Arbeitsumgebung und Arbeitsablauf ................................................ 9 1.7 Batch-Begriffe ................................................................................................... 10 1.8 Die Küche: Grundrezepte � Kopfdaten............................................................. 11 1.9 Die Küche: Grundrezepte � Prozedur (Verfahrensvorschrift) .......................... 12 1.10 Die Küche: Anforderungen an die Automatisierung ........................................ .13 1.11 Die Küche: Automatisierungskonzept............................................................... 14 1.12 Automatisierungskonzept - Neuer Ansatz ........................................................ 15 1.13 Trennung von Automatisierungsebene und Rezeptebene............................... 16 1.14 ISA S88.01 - Physisches Modell ...................................................................... 17 1.15 Modell des Steuerungsablaufs (Prozedurales Modell)..................................... 18 1.16 Umsetzung � Physisches und Prozedurales Modell ........................................ 19 1.17 S88.01 Modell � PCS 7 .................................................................................... 20 1.18 Arbeitsablauf in der Küche: Auftrag-Grundrezept-Anlage................................ 21 1.19 Klassifizierung von Batch-Anlagen....................................................................22 1.20 SIMATIC BATCH: Kundennutzen..................................................................... 24

Teil 2: Quickstart

Modellbeschreibung 5

Kap. 1 Dearchivieren des Projektes 8

Kap. 2 BATCH Server und BATCH Client konfigurieren 12

Kap. 3 Öffnen der Technologischen Sicht 15

Kap. 4 Anlage nach der ISA-Norm S88.01 typisieren 16

Kap. 5 Anlegen von Teilanlagenklassen in den Batch-Typen 17

Kap. 6 Erstellen der technologischen Hierarchie für SIMATIC BATCH 21

Kap. 7 Batch-Ausprägung �EPH� vergeben 26

Kap. 8 Generieren der Typbeschreibung in den Batch-Typen 29

Kap. 9 Übersetzen der Batch-Anlagendaten 31

Inhaltsverzeichnis

Getting Started SIMATIC BATCH iv A5E00217407-01

Kap. 10 Laden der Batch-Anlagendaten 36

Kap. 11 Laden der AS nach PLCSim 38

Kap. 12 Starten der OS 42

Kap. 13 Starten des BATCH Start Koordinators 44

Kap. 14 Einlesen der mitgelieferten Rezepte und Stoffe 47

Kap. 15 Aktualisieren der geladenen Batch-Anlagendaten 49

Kap. 16 Das Kochrezept für Nudeln Piccata Milanese 50

Kap. 17 Anlegen eines Ausgangsstoffes 51

Kap. 18 Anlegen eines Grundrezeptes im BatchCC 52

Kap. 19 Erstellen der Rezeptstruktur im Rezepteditor 54

Kap. 20 Freigeben des Grundrezeptes zur Produktion 78

Kap. 21 Anlegen eines Auftrags (Charge) 80

Kap. 22 Freigeben und Starten einer Charge (Steuerrezept) 83

Teil 3: Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC und BATCH- Schnittstellenbausteinen

Kap. 1 Aufgabenstellung/Umsetzungskonzept 5

Kap. 2 Erweitern der technologischen Hierarchie 9

Kap. 3 Projektieren der Einzelsteuerebene (Ventil V1) 11

Kap. 4 BATCH-Schnittstellenbausteine für die Steuerbefehle und Prozesswertübergabe projektieren 13

Kap. 5 SFC erstellen 18

Kap. 6 Verbinden der Batch-Steuerbefehle mit dem SFC 27

Kap. 7 AS, OS übersetzen und laden 30

Kap. 8 Batch-Typen generieren 32

Kap. 9 Übersetzen, OS Übertragung und Laden von Batch 34

Kap. 10 Unit -Faceplate im WinCC-Explorer erweitern 38

knorngun

Kap. 11 Rezept erweitern 40

Inhaltsverzeichnis

Getting Started SIMATIC BATCH A5E00217407-01 v

Teil 4: Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC-Typ

Kap. 1 Aufgabenstellung/Umsetzungskonzept �Lueften� 5

Kap. 2 SFC-Typ �Lueften� erstellen 9

Kap. 3 Schrittketten anlegen 15

Kap. 4 Erweitern der technologischen Hierarchie 23

Kap. 5 Instanzieren des SFC-Typs �Lueften� am Topf_1 27

Kap. 6 Übersetzen und Laden von AS, OS und Batch 31

Kap. 7 Unit-Faceplate im WinCC-Explorer erweitern 32

Kap. 8 Rezept erweitern 35

Inhaltsverzeichnis

Getting Started SIMATIC BATCH vi A5E00217407-01

Einleitung

Getting Started SIMATIC BATCH Seite 1 A5E00217407-01

Getting Started SIMATIC BATCH

Teil 1

Einleitung

Einleitung


Einleitung Inhaltsverzeichnis 1 Batchprozesse ...................................................................................................................................... 3

1.1 Einteilung technischer Prozesse .................................................................................................. 3 1.2 Charakteristika von Konti und Batch ............................................................................................ 4 1.3 Übung: Wo ist das so ? ................................................................................................................ 5 1.4 Branchen für SIMATIC BATCH .................................................................................................... 7 1.5 Ursprung der Batchproduktion: Die Küche................................................................................... 8 1.6 Der Koch - Arbeitsumgebung und Arbeitsablauf .......................................................................... 9 1.7 Batch-Begriffe ............................................................................................................................. 10 1.8 Die Küche: Grundrezepte � Kopfdaten....................................................................................... 11 1.9 Die Küche: Grundrezepte � Prozedur (Verfahrensvorschrift) .................................................... 12 1.10 Die Küche: Anforderungen an die Automatisierung ................................................................... 13 1.11 Die Küche: Automatisierungskonzept......................................................................................... 14 1.12 Automatisierungskonzept - Neuer Ansatz .................................................................................. 15 1.13 Trennung von Automatisierungsebene und Rezeptebene......................................................... 16 1.14 ISA S88.01 - Physisches Modell ................................................................................................ 17 1.15 Modell des Steuerungsablaufs (Prozedurales Modell)............................................................... 18 1.16 Umsetzung � Physisches und Prozedurales Modell .................................................................. 19 1.17 S88.01 Modell � PCS 7 .............................................................................................................. 20 1.18 Arbeitsablauf in der Küche: Auftrag-Grundrezept-Anlage.......................................................... 21 1.19 Klassifizierung von Batch-Anlagen..............................................................................................22 1.20 SIMATIC BATCH: Kundennutzen............................................................................................... 24

Einleitung


1 Batchprozesse

1.1 Einteilung technischer Prozesse 1) Abgrenzung Prozessautomatisierung - Fertigungsautomatisierung -- verfahrenstechnischer Prozess stellt meist flüssige oder feste Stoffe als Produkt her -- physikalische / chemische / biologische Vorgänge -- Sicherheit, Beherrschung des (gefährlichen) Prozesses -- undeterminiert (nicht bestimmbar) -- zeitweise nicht unterbrechbar -- fertigungstechnischer Prozess dient der Stückgutproduktion, z.B. Schrauben, Computer.... -- mechanische Vorgänge -- Durchsatz, Schnelligkeit -- determiniert (bestimmbar)

-- unterbrechbar 2) Abgrenzung innerhalb der verfahrenstechnischen Prozesse -- Kontinuierlicher Prozess -- wird einmal angefahren und dann über lange Zeiträume kontinuierlich betrieben -- Synonym: Fließprozess -- Beispiele: Ammoniaksynthese, Ethylenerzeugung -- Diskontinuierlicher Prozess (Chargenprozess) -- stellt Produkt in einzelnen Schüben, eben den Chargen her -- Synonym: Batchprozess

-- Beispiele: Kunstharzherstellung, Farbstoffherstellung, Herstellung von Düngemitteln

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Einteilung technischer Prozesse

Verfahrens-technik

Fertigungs-technik

Dreherei,Walzwerk

Gasnetz,Pipeline

Montagestraße,Verpackung

Tank,Bunker

Lager

Erzeugungsprozess�Umformung�

Verteilungsprozess�Transport�

Aufbewahrungs-prozess

�Speicherung�

Raffinerie,ChemischeReaktionen

Einleitung


1.2 Charakteristika von Konti und Batch Der Hauptunterschied zwischen Batch und Konti liegt in der Produktion. Beim Batchprozess sind die Produktmengen abgeschlossen und können deshalb eindeutig identifiziert werden. Rezepte beinhalten nicht nur die Sollwerte der relevanten Prozessgrößen und Produktmengen, sondern beschreiben auch die Methode oder Prozedur wie das Produkt gemacht wird. In einem Kontiprozess sind die Anlagenteile für ihre Aufgabe spezialisiert. In einem Batchprozess kann dasselbe Anlagenteil mehrfach (von verschiedenen Chargen) benutzt werden (gemeinsame Betriebsmittel oder shared resources). Es gibt relativ häufig Mischformen, bei denen Konti- u. Batchprozesse gekoppelt sind oder kleinere Anteile eines Batchprozesses durch eine kontinuierlich arbeitende Zwischenstufe abgedeckt wird.


Charakteristika von Konti und Batch

!Begrenzte Produktmengen!Kleines Produktvolumen!Rezept gefahren!Häufige Änderungen am Ablauf!Verschiedene Produkte auf gleicher Anlage!Oft nur teilautomatisiert -> Handeingriffe!Produktions-Know-How ist in den

Abläufen (Rezepten) enthalten

BatchBatch

Chemische Reaktorgruppe

!Kontinuierlicher Produktfluß!Großes Produktvolumen!Sollwert gefahren!Seltene Änderungen an der Anlage!Einproduktanlage!Gleichgewichtszustände!Seltene Handeingriffe!Die Automatisierung beinhaltet das

Produktions-Know-How

KontiKonti

Verdampfer

VacuumPan

Evaporator

LT

PT

PIC

Condenser

to Hot Well

LIC

DT

DRC

Product

PTPIC

Steam

Water

CondensateFeedFeed

Einleitung


1.3 Übung: Wo ist das so ? Die Produktionsabläufe werden in Rezepten beschrieben, in denen die Herstellungsverfahren abgebildet werden. Im Gegensatz zu typischen Kontianwendungen oder auch fertigungstechnischen Anwendungen drückt sich der Produktionsablauf nicht in der Automatisierungslösung aus, sondern wird in einem �Rezept� beschrieben. Die Produktionsabläufe können auf neue Produkte umgestellt werden. Es ist also keineswegs so, dass die automatisierte Produktion immer das Gleiche herstellt, sondern es können verschiedene Endprodukte, deren Herstellungsverfahren sich in verschiedenen Rezepten ausdrücken, produziert werden. Diese werden ständig optimiert, sowohl was Parametereinstellungen als auch Optimierungen am Ablauf selbst angeht. Bei der Produktion ist sehr oft wichtig, dass der Ablauf nachvollziehbar dokumentiert wird. Dies ist wichtig für die Qualitätssicherung und zur Feststellung von Mängeln. Entscheidend für viele Endkunden ist die Möglichkeit die Produktionsabläufe selbst auf verschiedene Produkte umstellen zu können, neue Produkte selbst einzuführen oder bestehende Abläufe zu ändern. Dies soll für das Betriebspersonal selbst möglich sein, ohne auf Systemspezialisten angewiesen zu sein. Am Automatisierungssystem selbst sollen keine Änderungen gemacht werden, vielmehr soll die Umstellung der Abläufe in den Rezepten erfolgen, die das Herstellungsverfahren abbilden. Wird ein Produktionsablauf, der in einem Rezept beschrieben wird, zur konkreten Herstellung des Produktes angewandt, stellt sich häufig die Frage: �Wo produziere ich�. In der Regel gibt es mehrere Produktionseinrichtungen, die den gleichen Produktionsablauf durchführen können (z.B. mehrere gleiche Produktionslinien). Es soll also möglich sein, die Produktionsabläufe verschiedenen Produktions-einrichtungen zuzuordnen. Auch dies muss eine Systemfunktionalität sein und darf keine Änderungen am Automatisierungsprogramm notwendig machen.


Übung: Wo ist das so ?

BatchBatch

Chemische Reaktorgruppe

Überlegen Sie Beispiele für Batch/Kontiprozesse

Produktionsabläufe

Führen zu verschiedenen Produkten (auf der gleichen Anlage)

werden ständig optimiert

können auf neue Produkte umgestellt werden

werden in �Rezepten� beschrieben

Werden vom Betriebspersonal erstellt / geändert

Werden protokolliert

können auf verschiedenen Anlagen(teilen) laufen

Einleitung


Notizen:

Einleitung


1.4 Branchen für SIMATIC BATCH Typische Branchen, die Batchprozesse anwenden, sind oben genannt. Beispiel hierfür ist die Bierproduktion bei den Nahrungs- und Genussmitteln.


Branchen für SIMATIC BATCH

Biotechnologie

Pharmazie

Lacke / Farben

Düngemittel/Pflanzenschutz

Nahrungs- undGenußmittel

Wasch- undPutzmittel

Kunststoffe /Klebstoffe

Chemie- undMineralfasern

Einleitung


1.5 Ursprung der Batchproduktion: Die Küche Das beste Beispiel aus dem täglichen Alltag ist die Produktionsanlage �Küche�. Hier werden verschiedene Produkte hergestellt. Das Herstellungsverfahren ist in Rezepten beschrieben. Diese können ständig optimiert und verbessert werden, es werden auch völlig neue Rezepte eingeführt. Die Köchin / der Koch ist in der Lage dies selbst zu tun, ohne die Hilfe des Küchenherstellers in Anspruch nehmen zu müssen. Oft ist das Rezept �geheim�, denn es enthält das Know-How zur Produktion eines Gerichtes. Beim Kochen selbst möchte man dann entscheiden, auf welchen Produktionseinrichtungen ein Rezept umgesetzt wird. Hätte man mehrere Küchen (z.B. Industrieküche), so könnte man zuweisen, in welcher Küche man ein Rezept umsetzt. Es soll unabhängig von der Küche, die man wählt, das gleiche Produkt herauskommen und erst bei der Produktionsplanung entschieden werden, wo tatsächlich produziert wird. Es kann unter Umständen wichtig sein, den Produktionsablauf zu dokumentieren (z.B. zur Qualitätssicherung fürs Gesundheitsamt und für Gäste, die nachvollziehen wollen, wie das Produkt, das sie konsumieren eigentlich entstanden ist)


Ursprung der Batchproduktion:Die Küche

Einleitung


1.6 Der Koch - Arbeitsumgebung und Arbeitsablauf Die Arbeitsumgebung des Kochs sieht folgendermaßen aus. Er hat Rezepte zur Verfügung, die sowohl die Anleitung, als auch die notwendigen Zutaten und Mengen enthalten. Wir nennen diese Rezepte Grundrezepte. Zur Herstellung werden Materialien benötigt, die bei der Produktion eingesetzt werden. Um die Produktion anzustoßen, ist ein Auftrag erforderlich. Er enthält mindestens die Information, was in welcher Menge bis wann hergestellt werden soll. Zur Abwicklung des Auftrages wird der Koch nach dem entsprechenden Rezept verfahren. Er muss auch zuordnen, wo (z.B. auf welchem Herd) gekocht wird. Normalerweise werden mehrere Aufträge in Arbeit sein, so dass manche Produktionseinrichtungen belegt sind und nicht zur Verfügung stehen. Als Ergebnis entsteht das fertige Produkt.

knorngun

Einleitung


1.7 Batch-Begriffe Wir haben bisher mit Begriffen gearbeitet, die dem allgemeinen Sprachgebrauch entliehen sind. Dabei ergibt sich die Situation, dass die Begriffe einem Interpretationsspielraum unterliegen. Je nachdem mit wem man redet oder wer die Begriffe benutzt, versteht man doch unterschiedliche Dinge. Insbesondere dann, wenn Personen aus verschiedenen Bereichen miteinander reden (z.B. Systemingenieur, Chemiker, Verfahrensingenieur). So könnte z.B. ein Chemiker unter einem Rezept die chemische Zusammen-setzung verstehen (die er auf keinen Fall preisgeben möchte), der Systemingenieur einen automatisierungstechnischen Ablauf (z.B. Schrittkette). Um eine wunschgemäss funktionierende Produktionsanlage zu bauen, müssen jedoch alle zusammenarbeiten. Es deshalb wichtig, dass auch alle die gleiche �Sprache� sprechen. Die Definition und Vereinheitlichung der Begriffe haben sich die NAMUR und ISA SP88 zum Ziel gesetzt. Wir werden schrittweise den Sprachgebrauch durch die Begriffe aus der Norm ersetzen. In unserer Küche können wir also nach dem Rezept �Spagetti� ein Steuerrezept für Ernas Küche ableiten, dass den Produktionsablauf bestimmt, und nach Ablauf eine Charge Spaghetti erzeugt hat. Für die Produktion ist also das vom Grundrezept abgeleitete Steuerrezept verantwortlich. Das Steuerezept muss also wissen, auf welche Produktionseinrichtungen es zugreift, während das Grundrezept neutral ist.


Batch-Begriffe

! GrundrezeptVorschrift zur Herstellung eines Produktes nach einem Verfahren.

! Steuerrezept Kopie des Grundrezeptes, ergänzt um anlagenspezifische Information, steuert die Produktion

! ChargeApparateabhängige Menge eines Produktes, welche in einem definierten Produktionsablauf diskontinuierlich (chargenweise) hergestellt wird.

! VerfahrenAblauf von chemischen, physikalischen oder biologischen Vorgängen zur Gewinnung, Herstellung oder Beseitigung von Stoffen oder Produkten.

Einleitung


1.8 Die Küche: Grundrezepte � Kopfdaten Wie sehen Grundrezepte im Detail aus? Sie enthalten typischerweise 2 Teile: Einen Rezeptkopf, der allgemeine Angaben zum Produkt enthält (Name, Normmenge, Einsatzstoffe, Mengen). Des weiteren muss ein Rezept auch eine Anleitung oder Verfahrensvorschrift zur Herstellung enthalten. Wir nennen dies eine Rezeptprozedur. Es enthält insbesondere noch keine Information darüber auf welcher Anlage produziert wird.


Die Küche Grundrezepte - Kopfdaten:

Gericht

Anzahl Personen

Zutaten

Spaghetti

Bolognese

4 (Normmenge)

1 kg Hackfleisch100 g Champignons1kg NudelnPrise Salz1 Zwiebel4 Tomaten: :: :

Produkt

Normansatz

Einsatzstoffe

S88-BegriffSprache des Kochs

Einleitung


1.9 Die Küche: Grundrezepte � Prozedur (Verfahrensvorschrift) Die Rezeptprozedur bildet die Anleitung zur Herstellung ab. Sie wird in verschiedene Abschnitte (Teilrezepte) gegliedert. Die Teilrezepte selbst sind aus Rezeptoperationen aufgebaut. So können wir die Herstellung von Bolognese, die wir zur Herstellung von Spaghetti Bolognese brauchen, in einem Teilrezept für Bolognese beschreiben. Diesen Vorgang können wir weiter verfeinern, in dem wir die Schritte in Rezeptoperationen detaillieren. Im Teilrezept für die Bolognese starten wir also mit der Rezeptoperation �Vorbereiten�. Beim Vorbereiten werden die Einsatzstoffe Zwiebel und Tomate zerkleinert, Hackfleisch abgewogen und in eine Pfanne gegeben. Es ist also hier noch ganz allgemein die Rede von einer Pfanne oder einem Kochtopf. Dies sind Bezüge auf die Produktionseinrichtung, die benötigt wird. In der Normsprache spricht man hier von einer Teilanlagenklasse. Das Grundrezept selbst ist trotzdem noch �anlagenneutral�, d.h. man sagt noch nicht, auf welcher Teilanlage tatsächlich produziert wird (z.B. Ernas Küche � Ernas Lieblingskochtopf).


Grundrezepte � Prozedur (Verfahrensvorschrift)Die Küche

Anleitung1. Bolognese machen

2. Nudeln kochen

3. Würzen

4. Abschmecken

Zwiebel und Tomatenzerkleinernund in Pfanne geben,Hackfleisch abwiegen und dazugeben

Pfanne auf Stufe 6einheizen

Pfanne mit geschlos-senem Deckel 1 Std köcheln lassen

.....

.....Kochtopf

.....

.....Pfanne

VerfahrensvorschriftTeilrezept 1

ROP 1: Vorbereiten

ROP 2: Heizen

ROP 3: Köcheln

Teilrezept 2

Teilrezept 3

Probe nehmen

Einleitung


1.10 Die Küche: Anforderungen an die Automatisierung

Die Charakteristika von Batchprozessen bedeuten am Beispiel der Küche obige Analogie. Bei der Automatisierung von solchen Prozessen müssen wir also obige Anforderungen erfüllen.


Anforderungen an die AutomatisierungDie Küche

Spaghetti, Schnitzel, Bratkartoffeln,�

Verfeinerungen, Rezeptanpassungen

Koch muss neue Gerichte kreieren

Rezepte können in verschieden Küchen angewandt werden

Rezepte werden vom Koch ge-macht, nicht vom Gerätelieferanten

Herstellung der Gerichte soll nachvollziehbar protokolliert werden

Produktionsabläufe








Kochrezept für Spaghetti,�

Einleitung


1.11 Die Küche: Automatisierungskonzept Was bedeuten diese Anforderungen für ein Automatisierungskonzept ? Betrachten wir PCS7 als Systemplattform. Wie können wir Produktionsabläufe in Rezepten beschreiben ? � Man könnte sich vorstellen, alle möglichen Abläufe mittels CFC, SFC zu strukturieren und durch Parameter, die z.B. in der OS hinterlegt sind auf �Rezepte� abzubilden. Die Strukturierung der Abläufe wird aber u.U. sehr komplex, da man alle Möglichkeiten mit einbeziehen muss. Schließlich sollen die Rezepte ja änderbar sein, bzw. neue Rezepte erstellt werden können. Dies kann dann dazu führen, dass das Automatisierungsprogramm (CFC,SFC) geändert werden muss. Das Betriebspersonal ist dazu aber nicht mehr in der Lage, sondern es muss ein Automatisierungstechniker hinzugezogen werden. Die Protokollierung der Abläufe könnte man über Meldungen lösen, die in der OS über Reports ausgegeben werden. Dies müsste projektspezifisch implementiert werden. Die Problematik bei neuen oder geänderten Rezepten bestünde hier genauso. Die Komplexität der Automatisierungslösung steigt noch mal, wenn wir die Abläufe auch noch für verschiedene Teilanlagen ertüchtigen müssen. Dies würde bedeuten, das wir in den SFCs noch unterscheiden müssten, welche Teilanlage angesprochen werden soll.


AutomatisierungskonzeptDie Küche

Wäre mit AWL,SCL,SFCsWinCC noch möglich, wird u.U sehr komplex

AWL,SCL,SFCs könnten angepasst werden

Geht nicht mehr

Geht nicht mehr

Produktionsabläufe










Wäre mit AWL,SCL,SFCsWinCC noch möglich, wird u.U sehr komplex

Einleitung


1.12 Automatisierungskonzept - Neuer Ansatz Dies führt zu einem neuen Ansatz zur Entflechtung der Komplexität, die wir über die Trennung der Automatisierungsebene von der Rezeptebene erreichen. Wir gehen davon aus, dass die physische Struktur der Anlage gleich bleibt und sich nur die Abläufe ändern. Also lassen wir die anlagenspezifischen Teile im Automatisierungssystem umsetzen und bilden die Abläufe in einem �Rezeptsystem� ab, das vom Betrieb gehandhabt werden kann. Dort werden die Grundrezepte erstellt und gehalten. Von den Grundrezepten werden Steuerrezepte abgeleitet, die dann das Automatisierungssystem ansprechen.


AutomatisierungskonzeptNeuer Ansatz

!Trennung von Automatisierungsebene und Rezeptebene


2. Nudeln kochen

3. Würzen

4. Abschmecken

Zwiebel und Tomatenzerkleinernund in Pfanne geben,Hackfleisch abwiegen und dazugeben

RezepteAnlage

Steuerrezept

Einleitung


1.13 Trennung von Automatisierungsebene und Rezeptebene Auf Anlagenseite können wir eine Struktur aufbauen, die aus Teilanlagen (Dosierwaage, Pfanne, Küchenmaschine,..) besteht. Diese haben wiederum technische Funktionen wie wiegen, dosieren, etc. Die Funktionen können Parameter haben wie den Parameter Menge der technischen Funktion Dosieren. All dies wird im Automatisierungssystem abgebildet. Man spricht vom Anlagenmodell. Es stellt den �Werkzeugkasten� für den Ersteller eines Grundrezeptes dar. Im Grundrezept benutze ich diese Teilanlagen mit ihren technischen Funktionen, um den Ablauf zu komponieren. Am Beispiel der Bolognese bedeutet dies, das ich die Küchenmaschine brauche. Sie hat die technischen Funktionen Füllen, Mischen, Zerkleinern. Im ersten Schritt Fülle ich 1 Zwiebel. Dann Fülle ich 4 Tomaten. Danach Zerkleinere ich 1 Minute lang, usw.


AutomatisierungskonzeptNeuer Ansatz

!Trennung von Automatisierungsebene und Rezeptebene


2. Nudeln kochen

3. Würzen

4. Abschmecken

Küchenmaschine:Fülle 1 Zwiebel und 4 Tomaten einZerkleinere 1 min. ...

Pfanne:Fülle WasserHeize auf (90°)Gebe Nudeln dazuWarte 10min.Abgiessen

Handeingriff

GrundrezepteAnlage (Küche)

Dosierwaagewiegen (Menge)Material dosieren (Menge)

KüchenmaschineFüllen (Menge)Mischen (Dauer)Zerkleinern (Dauer)

PfanneAufheizen (Temp.)Füllen,....

Steuerrezept

Einleitung


1.14 ISA S88.01 - Physisches Modell Die hierarchische Struktur ist in obigen nochmals zusammengefasst dargestellt. Das Modell hat 7 Ebenen, wobei die oberen 3 Ebenen nicht in der Norm behandelt werden, weil diese jenseits des Rahmens der chargenorientierten Fahrweise liegen. Die unteren 4 Ebenen werden auch als Anlagenmodell bezeichnet. Die Bezeichnung �technische Einrichtung� meint dabei die �technisch Funktion� (Dosieren, Wiegen,..). Im PCS7 Umfeld wird von der �EPH (Equipment Phase)� gesprochen. Alle drei Begriffe meinen das Gleiche.


ISA S88.01Physisches Modell

außerhalbvon S88

Pizza Hut Karlsruhe

Pizza Hut UnternehmenUnternehmen

WerkWerk

Anlagen-komplex

Anlagen-komplex

AnlageAnlage

TeilanlageTeilanlage

TechnischeEinrichtung


Einzelsteuer-einheit

Einzelsteuer-einheit

kann enthalten

kann enthalten

kann enthalten

kann enthalten

kann enthalten

kann enthalten

kann enthalten

muß enthalten

Was soll für die Herstellung

benutzt werden?

Küche

Kochtopf

Läger, Küchen, Auslieferung..

In PCS7:EPH / EOP

Einleitung


1.15 Modell des Steuerungsablaufs (Prozedurales Modell) Dem physischen Modell entsprechend, wird ein hierarchisches Modell zur Beschreibung der Prozeduren festgelegt.


Modell des Steuerungsablaufs (Prozedurales Modell)

Wie soll es hergestellt werden?

RezeptProzedur (RP)

RezeptProzedur (RP)

TeilrezeptProzedur (TRP)

TeilrezeptProzedur (TRP)

RezeptOperation (ROP)

RezeptOperation (ROP)

RezeptFunktionRezept

Funktion

Produziere SpaghettiProduziere Spaghetti

Nudeln kochenBolognese Sauce zubereiten

Nudeln kochenBolognese Sauce zubereiten

Vorbereitung: Wasser einfüllen, Salz und Öl zugeben, auf Temperatur bringen

Füllen: Nudeln zugebenZubereitung: Nudeln kochen, parallel rühren,

probieren, Wasser abgiessen

Vorbereitung: Wasser einfüllen, Salz und Öl zugeben, auf Temperatur bringen

Füllen: Nudeln zugebenZubereitung: Nudeln kochen, parallel rühren,

probieren, Wasser abgiessen

Wasser füllen, Heizen, Rühren, �.Wasser füllen, Heizen, Rühren, �.

besteht aus einergeordneten Menge von



Einleitung


1.16 Umsetzung � Physisches und Prozedurales Modell Die beiden Modelle werden in der Architektur von PCS 7 wie im Bild gezeigt abgebildet. Das physische Modell wird im PCS7 ES realisiert. Die daraus entstehenden Programmstrukturen laufen in der AS ab. Das prozedurale Modell wird in SIMATIC BATCH realisiert. Die Steuerrezepte laufen ebenfalls in SIMATIC BATCH und arbeiten auf die AS Systeme.


Umsetzung � Was läuft woPhysisches und Prozedurales Modell

LI

Kochtopf

T510

TC

AS

SIMATICManager

SIMATICManager

SIMATICBATCH

SIMATICBATCH

Realisierung des

physischen Modells

Realisierung des

prozeduralen Modells

Einleitung


1.17 S88.01 Modell � PCS 7 Die ISA S88.01 beschreibt verschiedene Modelle, die mit PCS 7 und SIMATIC BATCH vollständig abgedeckt werden können. Das Anlagenmodell beschreibt die Anlage, Teilanlage, Technische Einrichtung und Einzelsteuerebene, die über die Technologische Hierarchie in der Anlagensicht des SIMATIC Managers abgebildet wird. Das Anlagenmodell wird SIMATIC BATCH bereitgestellt, damit das prozedurale Modell, in Form von Rezepten darauf abgebildet werden kann.

• Eine Rezeptprozedur läuft auf einer Anlage, um einen Prozess zu steuern und eine Charge eines Produkt herzustellen.

• Eine Teilrezeptprozedur läuft auf einer Teilanlage, um eine Rezeptstufe zu steuern. Eine

Teilanlage kann zu einem Zeitpunkt nur von einer Charge belegt werden.

• Eine Rezeptoperation oder eine Rezeptfunktion läuft auf einer Technischen Einrichtung, um eine verfahrenstechnische Aufgabe oder Funktion zu erfüllen.

• Die Einzelsteuerebene liegt nicht im Scope des Batch-Systems. und wird nur über die

Technische Einrichtung angesprochen. Die Einzelsteuerebene befindet sich komplett im AS-System.


S88.01 Modell � PCS 7

AnlageAnlage

TeilanlageTeilanlage



EinzelsteuerEinheit

EinzelsteuerEinheit

RezeptOperationRezept

Operation

TeilrezeptProzedur

TeilrezeptProzedur

RezeptProzedurRezept

Prozedur

RezeptFunktionRezept

Funktion

Einleitung


1.18 Arbeitsablauf in der Küche: Auftrag-Grundrezept-Anlage Dieter erteilt den Auftrag für 3 Portionen Picata Milanese. Der Auftrag ist für Tisch 5 bestimmt und soll in 40 Minuten abgewickelt sein. Zur Produktion steht das Grundrezept �Picata� zur Verfügung. Es beschreibt das Verfahren für 1 Portion. Benötigt werden 2 Pfannen. Um 3 Portionen parallel herzustellen, braucht man also 6 Pfannen. Man legt also 3 Steuerrezepte (die je 2 Pfannen belegen) an. Jedes Steuerrezept produziert 1 Charge Picata. Sind nun 6 Pfannen frei, kann ich die 3 Steuerrezepte parallel starten (wie im Bild gezeigt). Wären nur 2 Pfannen frei, könnte ich die 3 Chargen nur sequentiell, eine nach der anderen, herstellen.


Arbeitsablauf in der KücheAuftrag-Grundrezept-Anlage

Anleitung1. Bolognese Machen

2. Nudeln kochen

3. Würzen

4. Ab-schmecken

Zwiebel und Tomatenzerkleinernund in Pfannegeben,Hackfleisch abwiegen und dazugeben

GrundrezeptAnlage

Für Gabi:4x Spaghetti für Tisch 1

Für Gerd:4x Wiener Schnitzel für Tisch3

Auftrag

Spaghetti Bolognese, Picata...Für Dieter:3x Picata Milanese für Tisch 5in 40 min

Für 3 Picata brauche ich 3 Chargen auf 6 Pfannen

Pfannen 7-18 sind frei-> Portion1-> Pfanne 7,8-> Portion2-> Pfanne 9,10-> Portion3-> Pfanne 11,12= 3 Chargen entspricht 3 Steuerrezepten

Pfanne 1-6 Pfanne 7-12

Pfanne 13-18 Pfanne 19-24

Rezept �Picata� macht 1 Portion auf 2 PfannenSteuerrezept

starten

Einleitung


1.19 Klassifizierung von Batch-Anlagen Erstes Kriterium für die Einteilung ist die Anzahl der Produkte, die auf der Anlage hergestellt wird: - Einproduktanlagen

- Mehrproduktanlagen Zweites Kriterium ist die Anzahl der Stränge, die parallelen Produktstrom erlauben - Einstrang-Struktur - Mehrstrang-Struktur - Netzwerk-Struktur (alle Wege völlig flexibel)


Klassifizierung von Batch-Anlagen

Einstrangeinproduktanlage Einstrangmehrproduktanlage

Mehrstrangeinproduktanlage Mehrstrangmehrproduktanlage

Einsatzstoffe

Strang

Produkt

Einsatzstoffe

Strang

Produkt

Einleitung


SIMATIC BATCH eignet sich durch seine Skalierbarkeit sowohl für kleinere Anlagen, als auch für große Mengengerüste, die nun mit V6 möglich sind. Während die Vorgängerversion noch Beschränkungen bezüglich des Mengengerüstes hatte (nur 1 OS Server), können mit V6 bis zu 11 OS Server eingesetzt werden. Die Komplexität steigt mit der Anzahl der Produkte und der Anzahl der Stränge. Mit SIMATIC BATCH können Mehrstrang-Mehrproduktanlagen automatisiert werden. Bei kleinen Anlagen, die nur ein Produkt über einen Strang herstellen und keine flexiblen Rezepte benötigen, kann man zwischen einer PCS 7 Lösung oder dem Einsatz von SIMATIC BATCH abwägen. Hier sind im wesentlichen die Lizenzkosten gegen den Engineeringaufwand zur Erstellung der Lösung zu betrachten.


Klassifizierung von Batch-Anlagen

klein gross

einfach

mittel

Einfach bis komplex ...

Klein bis gross

komplex

SIMATIC B

ATCH

SIMATIC

BATCH

oder PCS7 L

ösung

Einleitung


1.20 SIMATIC BATCH: Kundennutzen


SIMATIC BATCHKundennutzen

Einsatz eines Standardproduktes von Siemens-> Reduzierte Betriebs- und Lebenszykluskosten

Produktionsabläufe werden in Grundrezepten beschrieben, die vom Betriebspersonal jederzeit erstellt/geändert werden->Höhere Produktionsflexibilität, Verkürzung �Time to market�

Belegung der Teilanlagen kann geplant werden. Die Belegungsplanung kann bis zur tatsächlichen Belegung geändert werden. Simatic Batch unterstützt automatische Teilanlagenauswahl.-> Verbesserung der Auslastung

Produktionsablauf wird im Chargenprotokoll dokumentiert (Papier oder elektronisch). Die Produktionsabläufe sind reproduzierbar durch Rezeptfahrweise.->Einfaches Qualitätsmanagement

Bei Validierungspflicht / FDA besonders interessantVersionskontrolle, Zugangskontrolle, Audit Trails (21CFR Part11) werden unterstützt->Geringe Validierungs- / Compliancekosten, Nachvollziebare Änderungen an Rezepten

Quickstart



Teil 2

Quickstart

Quickstart


Quickstart


Getting Started SIMATIC BATCHQuickstart

Dearchivieren des Projektes

BATCH Server und BATCH Clientkonfigurieren

Öffnen der Technologischen Sicht

Anlage nach der ISA-Norm S88.01typisieren

Anlegen von Teilanlagenklassen inden Batch-Typen

Erstellen der technologischenHierarchie für SIMATIC BATCH

Batch-Ausprägung "EPH" vergeben

Generieren der Typbeschreibung inden Batch-Typen

Übersetzen der Batch-Anlagendaten

Laden der Batch-Anlagendaten

Arb

eite

n im

SIM

ATI

C M

anag

er

Laden der AS in PLCSim

Starten der OS

Kap. 1

Kap. 4

Kap. 2

Kap. 5

Kap. 8

Kap. 7

Kap. 6

Kap. 11

Kap. 10

Kap. 9

Kap. 12

Kap. 3

Quickstart


Getting Started SIMATIC BATCHQuickstart

Einlesen der mitgelieferten Rezepteund Stoffe

Aktualisieren der geladenen Batch-Anlagendaten

Das Kochrezept fürNudeln Piccata Milanese

Anlegen eines Ausgangsstoffes

Erstellen der Rezeptstruktur imRezepteditor

Freigeben des Grundrezeptes zurProduktion

Arb

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BA

TCH

Con

trol

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C)

und

Rez

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r (R

P)

Anlegen eines Auftrages (Charge)

Freigeben und Starten einer Charge(Steuerrezept)

Starten des BATCH Start Koordinators

Anlegen eines Grundrezeptes imBatchCC

Kap. 14

Kap. 17

Kap. 16

Kap. 15

Kap. 18

Kap. 20

Kap. 19

Kap. 13

Kap. 22

Kap. 21

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Modellbeschreibung

Technische Einrichtungen

Tisch (Klasse Tisch)

Pfanne (Klasse Pfanne)

Topf 1 (Klasse Topf)



Backofen (Klasse Backofen)

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Anlage

Teilanlagen

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Ansicht TH in SIMATIC Manager Das Anlagenmodell wird SIMATIC BATCH bereitgestellt, damit das prozedurale Modell, in Form von Rezepten darauf abgebildet werden kann.

Eine Rezeptprozedur läuft auf einer Anlage, um einen Prozess zu steuern und eine Charge eines Produktes herzustellen.

Eine Teilrezeptprozedur läuft auf einer Teilanlage, um eine Rezeptstufe zu steuern. Eine Teilanlage kann zu einem Zeitpunkt nur von einer Charge belegt werden.

Eine Rezeptoperation oder eine Rezeptfunktion läuft auf einer Technischen Einrichtung, um eine verfahrenstechnische Aufgabe oder Funktion zu erfüllen.

Die Einzelsteuerebene liegt nicht im Fokus des Batch-Systems und wird nur über die Technische Einrichtung angesprochen. Die Einzelsteuerebene befindet sich komplett im AS-System.

knorngun

knorngun

Anlage

knorngun

Teilanlage

knorngun

Technische Einrichtung

knorngun

Einzelsteuer Einheit

knorngun

Rezept Prozedur

knorngun

Teilrezept Prozedur

knorngun

Rezept Operation

knorngun

Rezept Funktion

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Voraussetzungen:

Grundinstallation PCS 7 V6.0 SP3 • + BATCH Server

• + BATCH Client

• + Batch Engineering

• + PLCSim

• ohne SIMATIC Logon

• ohne Elektronic Signature

• eine Netzwerkkarte, keine Zweite

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Kap. 1 Dearchivieren des Projektes

1. Dearchivieren Sie das Projekt (Archivierte Projekt heißt Zdt33_01.zip und Sie finden es unter ..\Siemens\STEP7\examples) und legen Sie das Projekt unter ..\Siemens\STEP7\S7Proj.

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2. Selektieren Sie in der Komponentenansicht die PC-Station �Server� und öffnen Sie die Objekteigenschaften. Tragen Sie in unter �Rechnernamen� Ihren tatsächlichen Rechnernamen ein.

Zu diesem eingetragenen Rechner werden später die auf der ES erzeugten Batch-Anlagendaten geladen.

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3. Ändern Sie den Rechnernamen im WinCC-Explorer auf den Rechnernamen Ihres Rechners.

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Mit folgender Möglichkeit können Sie den Rechnernamen Ihres Rechners herausfinden:

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Kap. 2 BATCH Server und BATCH Client konfigurieren

• Für jeden Rechner auf dem eine BATCH Server-Applikation läuft, muss im SIMATIC Manager eine SIMATIC PC-Station angelegt und mit einer �BATCH Applikation� in HW Konfig konfiguriert werden.

• Will man lokal am ES-Rechner mit BATCH Server/Clients arbeiten (Einzelprojekt-Engineering), braucht nur eine PC-Station mit Server- und Client-Applikation eingerichtet werden, bei der der Runtime-Rechnername leer bleibt (oder der lokalen Rechnername eintragen wird).

BATCH Clients können auch auf PC-Stationen laufen, auf denen kein OS-Client installiert ist.

1. Selektieren Sie in der Komponentenansicht die PC-Station �Server� und öffnen Sie dessen Konfiguration.

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2. Selektieren Sie die �BATCH Applikation� und ziehen bzw. fügen diese in die Position 2 ein.

3. Selektieren Sie die �BATCH Applikation Client� und ziehen bzw. fügen diese in die Position 3 ein.

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4. Speichern und übersetzen Sie die HW Konfiguration der PC-Station �Server� mit den neu hinzugefügten BATCH Applikationen.

5. Schließen Sie HW Konfig.

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Kap. 3 Öffnen der Technologischen Sicht

1. Öffnen Sie die Technologische Sicht des Projektes im SIMATIC Manager und platzieren Sie die Sichten nebeneinander.

knorngun

Technologische Sicht

knorngun

Komponentensicht

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Kap. 4 Anlage nach der ISA-Norm S88.01 typisieren

1. Vergeben Sie dem Hierarchieordner �Kueche� in der Technologischen Sicht unter S88-Typisierung Objekttyp den Typ �Anlage�. Anschließend wird der Ordner �Kueche� grün und ist damit als �Anlage� in ISA S88 typisiert.

Ergebnis: Nach erfolgreicher Durchführung wird automatisch ein neues Batch-Anlage Objekt in der Projektebene (Ebene 1) angelegt. Der Name der Batch-Anlage wird automatisch angepasst.

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Kap. 5 Anlegen von Teilanlagenklassen in den Batch-Typen

Legen Sie die Teilanlagen Backofen, Pfanne, Tisch und Topf in der Typbeschreibung (Batch-Typen) an.

Tisch Pfanne Topf 1 Topf 2 Topf 3 Backofen

Teilanlagen

Teilanlagen-Klassen

Tisch Pfanne Topf Backofen

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1. Selektieren Sie in der Technologischen Sicht die Hierarchieebene Anlage (hier Kueche). Danach öffnen Sie SIMATIC BATCH und selektieren die Teilanlagenklassen.

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2. Fügen Sie die Teilanlagenklasse �Backofen� hinzu.

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3. Fügen Sie in die Teilanlagenklasse die neuen Klassen �Pfanne�, �Tisch� und �Topf� wie unter Punkt 2 beschrieben hinzu. Anschließend verlassen Sie mit OK das Fenster �Batch Anlage� projektieren.

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Kap. 6 Erstellen der technologischen Hierarchie für SIMATIC BATCH

Vergeben Sie den bestehenden Hierarchieordnern die S88-Typisierung �Teilanlage�, �Technische Einrichtung�.

Ebene 3: Teilanlagen

Ebene 2: Anlage

Ebene 4:

Technische Einrichtung

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1. Vergeben Sie dem Hierarchieordner �Tisch_1� unter S88-Typisierung den Objektyp �Teilanlage� und die Teilanlagenklasse �Tisch�. Anschließend wird der Ordner �Tisch_1� grün und ist damit als Teilanlage nach der ISA-Norm S88.01 gekennzeichnet.

Auf der Ebene der Teilanlage befindet sich der zugehörige �Unit Baustein� für die Teilanlage �Tisch_1�

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2. Vergeben Sie den Hierarchieordnern �Backofen�, �Pfanne�, �Topf_1�, �Topf_2� und �Topf_3�, wie unter Punkt 1 erläutert, unter S88-Typisierung den Objekttyp �Teilanlage� sowie die Zuordnung der Teilanlage zur Teilanlagenklasse. (Pfanne ! Pfanne; Backofen ! Backofen; Topf_1 ! Topf; Topf_2 ! Topf; Topf_3 ! Topf).

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3. Vergeben Sie dem Hierarchieordner �Entleeren� unter Kueche/Arbeitsflaeche_1/Tisch_1 unter S88-Typisierung den Objekttyp �Technische Einrichtung� Anschließend wird der Ordner �Entleeren� grün und ist damit als Technische Einrichtung nach der ISA-Norm S88.01 gekennzeichnet.

4. Auf Ebene der technischen Einrichtung befinden sich die Instanzen der SFC-Typen und/oder die Batch-Schnittstellenbausteine (IEPH, IEPO, IEPAR_xxx).

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5. Vergeben Sie den Hierarchieordnern die auf der ersten Seite als technische Einrichtung ausgewiesen wurden, unter S88-Typisierung den Objekttyp �Technische Einrichtung� wie unter Punkt 3 erläutert.

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Kap. 7 Batch-Ausprägung �EPH� vergeben

Vergeben Sie den bereits vorhandenen SFC-Typen die Batch Kategorie �EPH�. Dadurch werden die S88.01-relevanten Informationen bei der späteren Typgenerierung automatisch angelegt.

Die bereits vorhandenen SFC-Typen (Heizen, Ruehren, Stoff_Entleere, Stoff_hinzufue, Wenden und Zutaten_Hinzufue) finden Sie in der Komponentenansicht im Planordner der AS.

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1. Öffnen Sie den SFC-Typ �Heizen�.

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2. Vergeben Sie dem SFC-Typ �Heizen� die Batch Kategorie �EPH�.

3. Vergeben Sie den verbleibenden SFC-Typen �Ruehren�, �Stoff_Entleere�, �Stoff_hinzufue�, �Wenden� und �Zutaten_Hinzufue� ebenfalls, wie unter Punkt 1 und 2 erläutert, ihre Batch Kategorie �EPH�

4. Schließen Sie den SFC-Editor.

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Kap. 8 Generieren der Typbeschreibung in den Batch-Typen

Als Basis für die Rezepterstellung in SIMATIC BATCH muss die Typbeschreibung der Anlage generiert werden und mit den Bausteininstanzen der CFC Pläne abgeglichen werden.

Typbeschreibung einer Anlage Typ Bearbeitungsmöglichkeiten und Ergebnisse Datentypen Vom System sind die Standard-Datentypen Gleitkommazahl, Integer, String,

Eingangsmaterial (Stoffeinsatz), Ausgangsmaterial (Stoffausstoß), Material (V4) und Boolean vorgegeben. Zusätzlich können Sie eigene Datentypen anlegen und dessen Eigenschaften ändern.

Einheiten Sie können neue physikalische Einheiten anlegen und dessen Eigenschaften ändern.

Teilanlagenklassen Sie können neue Teilanlagenklassen anlegen und dessen Eigenschaften ändern.

Operationstypen, Funktionstypen und Messstellentypen

Um die Rezepterstellung rein auf der Basis von Typen zu ermöglichen, ist die Vorgabe weiterer Typen notwendig, ohne dass dafür die Bausteininstanzen vorhanden sind. 1. Operationstypen: Typinformation der Technischen Operationen (EOP) 2. Funktionstypen: Typinformation der Technischen Funktionen (EPH) 3. Messgrößentypen: Typinformation der TAG_Coll-Bausteine Operationstypen, Funktionstypen und Messgrößentypen können Fahrweisenparameter zugeordnet werden.

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1. Öffnen Sie SIMATIC BATCH und selektieren Sie Batch-Typen. Anschließend generieren Sie die Batch Typen und verlassen das Fenster mit OK.

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Kap. 9 Übersetzen der Batch-Anlagendaten

1. Öffnen Sie einen beliebigen CFC-Plan und führen Sie ein Gesamt-Übersetzen der AS durch.

2. Schließen Sie den CFC-Editor.

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3. Führen Sie ein Gesamtübersetzen mit Urlöschen der OS durch.

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4. Übersetzen Sie die Batch-Anlagendaten. Selektieren Sie in der Technologischen Sicht Ihr Projekt (Kueche) und wählen Sie SIMATIC BATCH > Batch-Instanzen >Übersetzen.

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5. Übertragung Batch (ISA S88.01)-relevanter Daten in die OS . Das Batch Übersetzen kann bis zu mehreren Minuten dauern, da beim ersten Übersetzen, die Batch OS Meldungen in die OS übertragen bzw. generiert werden.

Dieser Vorgang kann einige Minuten in Anspruch nehmen

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Kap. 10 Laden der Batch-Anlagendaten

1. Aktualisieren Sie den Status der Gesamtanlage im Projektierenfenster Batch-Anlage unter Einstellungen > OS-Objekte Lasche > Aktualisieren und verlassen anschließend das Fenster mit OK.

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2. Laden Sie die auf der ES erzeugten Batch-Anlagendaten auf den BATCH Server und BATCH Client. In Ihrem Fall ist der BATCH Server und BATCH Client auf dem selben Rechner.

3. Mit OK verlassen Sie den Dialog �Batch Anlage projektieren�.

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Kap. 11 Laden der AS nach PLCSim

Laden Sie die im SIMATIC Manager übersetzten AS Daten in das Simulationsprogramm �PLCSim�.

Für das Getting Started wird der �Komponenten Konfigurator� nicht berücksichtigt, da die AS mittels PLCSim simuliert wird und sich die ES, der OS Server, sowie BATCH Server auf einem Einzelplatz (auf dem selben Rechner) befinden.

1. Starten bzw. Öffnen Sie PLCSim aus dem SIMATIC Manager.

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2. Laden Sie die HW-Konfiguration in PLCSIM.

3. Schließen Sie HW Konfig.

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4. Öffnen Sie einen Plan aus dem Projekt und laden Sie die Pläne nach PLCSim.

5. Schließen Sie den CFC-Editor.

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6. Starten Sie PLCSim mit �RUN-P�.

7. Speichern Sie die von Ihnen geladene Simulation, damit diese nicht durch Schließen von PLCSim verloren geht.

Schließen Sie PLCSim ohne zu speichern, müssen Sie beim nächsten Arbeiten mit PLCSim die Schritte 1 bis 5 erneut ausführen.

Gespeicherte PLCSim-Daten können durch Öffnen der gespeicherten Datei direkt in Run genommen werden.

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Kap. 12 Starten der OS

1. Öffnen Sie den WinCC-Explorer der OS. Legen Sie unter User Administrator einen Benutzer mit entsprechenden Rechten an.

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2. Starten Sie die OS in Runtime, das erstmalige Hochlaufen kann einige Minuten dauern.

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Kap. 13 Starten des BATCH Start Koordinators

Der BATCH Start Koordinator startet automatisch beim Einloggen. Er hat keine eigene Benutzeroberfläche sondern ist als Systray Icon in der Taskleiste sichtbar.

Falls der BATCH Start Koordinator beendet wurde, haben Sie die Möglichkeit ihn aus dem Windows Start Menü über Start > Simatic > BATCH > BATCH Start Koordinator zu starten.

Mit dem Start des BATCH Start Koordinator werden der Batch Control Server (BCS), der Sequence Interception Server (SIS) und die Batch Chargendatenverwaltung (CDV) gestartet und erreichen den Status �Ready�.

Batch Start

Sequence Interception Server

Batch Control

Batch CDV

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Über das Systray Icon können Sie das Anlaufverhalten von SIMATIC BATCH konfigurieren. Es gibt 3 verschiedene Startmöglichkeiten des Batch Start-Koordinators (rechter Mausklick auf den Startkoordinator):

- �automatischer Start von SIMATIC BATCH nach Start von WinCC�,

- �automatischer Start von SIMATIC BATCH unabhängig von WinCC� und

- �manueller Start von SIMATIC BATCH�

1. Wählen Sie die Startoption �automatischer Start von SIMATIC BATCH nach Start von WinCC�. Der Hochlauf der BATCH Applikationen (BCS, SIS, CDV) erfolgt automatisch nach dem WinCC Start, die Applikationen nehmen den Status �Running� ein.

Alle Batch-Applikationen sind gestartet.

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Hinweis Ab der Version PCS 7 V6.0 SP3 gibt es eine Benutzeroberfläche zur Konfiguration des Startverhaltens. Die Einstellungen werden beim Start des BATCH Start Koordinator übernommen.

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Kap. 14 Einlesen der mitgelieferten Rezepte und Stoffe

Lesen Sie die mitgelieferte Rezeptdatenbank zu diesem Projekt ein.

1. Öffnen Sie das Batch Control Center (BatchCC).

Nach einem Neustart des BatchCC sieht das Fenster anders aus. Es sind zusätzlich die Fenster Verweise, Steuerung und Ausgabefenster geöffnet.

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Das Batch Control Center ist die zentrale Komponente für

• die Chargenplanung

• die Chargensteuerung

• Verwaltung aller Batch relevanten Daten

• (Bibliotheken, Grundrezepte, Formulars, Stoffe, Rechteverwaltung)

2. Führen Sie im Batch Control Center ein Restore des mitgelieferten XML-Files durch.

Browsen Sie zum mitgelieferten sb_gs1_a.XML File

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Kap. 15 Aktualisieren der geladenen Batch-Anlagendaten

1. Aktualisieren Sie die von Ihnen geladenen Batch-Anlagendaten im Batch Control Center.

Je nach Erzeugungs-Datum der Anlage kann dieses Bild anders aussehen.

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Kap. 16 Das Kochrezept für Nudeln Piccata Milanese

Gericht Menge

Zutaten

Piccata Milanese 2,9 Kg (Normansatz)

100 ml Öl

1,9 Kg Nudeln

50 g Salz

50 g Peffer

1 Kg Tomatensauce

Anleitung

1. Wasser vorbereiten

2. Nudeln kochen

3. Sosse vorbereiten (parallel zum Nudeln kochen)

7. Fertig

3 Liter Wasser in einen Topf geben, 100ml Öl und eine Brise Salz hinzugeben, auf 100° aufheizen

1,9 kg Nudeln in das kochende Wasser geben und 6 Min kochen

1Kg Tomatensosse in einen Topf geben, 5 Min auf 40° aufheizen und rühren

Mit Salz und/oder Pfeffer nachwürzen

Nudeln und Sosse servieren

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Kap. 17 Anlegen eines Ausgangsstoffes

Zu Beginn müssen Sie bzgl. Einsatzstoffe / Stoffausstoß einmalig für SIMATIC BATCH die Stoffe und optional die Qualitäten definieren.

Diese Stofffestlegungen werden Ihnen in den weiteren Dialogfeldern zur Rezepterstellung und Chargenplanung in den Auswahlfeldern angeboten. Stoffe und Qualitäten müssen hier auch mit einem eindeutigen Code (z. B. einem internen Firmencode) versehen werden. Dieser Code kann z.B. zur Sollwert-Vorgabe und Istwert-Übernahme an den Schnittstellenbausteinen bzw. SFC-Typen angegeben werden, um den Stoff bzw. das Produkt zu identifizieren. Um Rezepte schreiben zu können ist es notwendig Stoffdaten zu definieren. Es können Eingangs- und Ausgangsstoffe mit verschiedenen Qualitäten angelegt werden. Diese werden im BatchCC unter der eingelesenen Anlage im Ordner Stoffe angelegt.

1. Legen Sie einen neuen Ausgangsstoff mit dem Namen �Piccata Milanese� und dem Stoff-Code �4711� an und platzieren Sie ihn im Ordner �Gericht/Produkt�.

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Kap. 18 Anlegen eines Grundrezeptes im BatchCC

1. Erzeugen Sie ein neues hierarchisches Grundrezept für das Produkt �Piccata Milanese� mit dem Normansatz 2,9 kg (Auf diese Menge beziehen sich alle weiteren Angaben im Rezept gemäß dem Kochrezept für �Piccata Milanese�). Die Mindestmenge zur Produktion ist 1kg und die Höchstmenge 10 kg (Höchste und niedrigste Menge die auf der Anlage, hier die Kueche, gekocht werden kann).

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2. Definieren Sie das Hauptprodukt (hier Piccata Milanese) als Stoffausstoß

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Kap. 19 Erstellen der Rezeptstruktur im Rezepteditor

Aufbau des Hauptfensters im Rezepteditor Der grundsätzliche Aufbau der Bedienoberfläche des BATCH Rezepteditors ist im nachfolgenden Bild am Beispiel eines Hierarchischen Rezeptes gezeigt. In Editierfenstern können Sie die Rezepte erstellen oder ändern. Hierzu benutzen Sie die Strukturelemente aus dem Menü Einfügen.

Editierfenster mit einer

Titelleiste Funktionsleiste Schaltflächen zur Ansichtsänderung

Zoomleiste Menüleiste

Statuszeile mit kontextabhängigen Informationen

Editierfenster mit Rezeptstruktur eines Hierarchischen Grundrezeptes mit ROPs (Editierebene 1)

Editierfenster mit einer ROP Schrittkette

(Editierebene2)

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Prinzip Umsetzung der Hierarchie im BATCH Rezepteditor

Das folgende Bild zeigt die prinzipielle Umsetzung der hierarchischen Struktur beim Editieren mit dem BATCH Rezepteditor. Die Rezeptstruktur eines Hierarchischen Rezeptes wird in zwei Ebenen (Editierebene 1 und 2) editiert.

Editierebene 1 Die Editierebene 1 ist für die Technologische Sicht gedacht, in der die Abläufe über mehrere Teilanlagen synchronisiert werden. Eine Teilrezeptprozedur (TRP) setzt sich aus Rezeptoperationen (ROPs) zusammen. Zur Strukturierung stehen Synchronisationen zur Verfügung (Doppelstriche). Mit einer Synchronisation können Sie ROPs mehrerer Teilanlagen zeitlich synchronisieren.

Editierebene 2 Die Editierebene 2 dient zur Erstellung der ROP-Schrittketten. Eine ROP-Schrittkette beginnt mit einem Start-Schritt. Auf den Start-Schritt folgt eine Transition, die die Startbedingungen definiert. Jeder ROP-Schrittkette endet mit einem Ende-Schritt. Vor jedem Ende-Schritt steht eine Transition, die die Ende-Bedingung definiert.

ROP

ROP

ROP

ROP

Start

Editierebene 1Rezeptprozedur (RP)

(mit Teilrezeptprozeduren (TRP 1 ...))

ROP

RF

RF RF

Editierebene 2 Rezeptoperation (ROP)

Start

Ende

TRP 2TRP 1

Ende

ROP

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Umsetzung im BATCH Rezepteditor

1. Teilanlagenprozedur (TRP 1) mit ROPs und

Rezeptoperationen

2.Teilanlagenprozedur (TRP 2) mit ROPs und

RezeptoperationenROP Schrittkette mit den

SFC-Strukturelementen, Schritten, Transitionen,

Verzweigungen usw.Eine TRP wird immer innerhalb einer Spalte dargestellt, d.h. die ROPs sind vertikal angeordnet.

Editierebene 1 Editierebene 2

Synchroni- sationslinie zwischen den TRPs

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Werkzeuge zum Erstellen der Rezeptstruktur

Der Rezepteditor verfügt über Werkzeuge zur einfachen Erstellung von Rezept-Strukturen, wie

• Einfügen von S88-Prozedur-Elementen wie Teilrezeptprozedur (TRP), Rezeptoperation (ROP) und Rezeptfunktion (RF)

• Anstatt einer Rezeptoperation kann auch eine referenzierte Bibliotheks-Operation (Bib.-ROP) eingefügt werden

• Einfügen von Bediener-Anweisungen oder Bediener-Dialogen

• Einfügen von Transitionen

• Einfügen von Parallel-Zweigen

• Einfügen von Alternativ-Zweigen

• Einfügen von Synchronisationslinien

• Einfügen von Schleifen

Bediener Di l

Trai

P Z Alt Z S S

Bediener Di l

Trai

ROP Bib.-ROP Bediener Dialog Transition

P Z Alt Z S SParallel Zweig Alternativ Zweig Synch -Linie Schleife

RF

Quickstart


Erstellen Sie die Rezeptstruktur im Rezepteditor nach Beschreibung des Kochrezeptes 1. Öffnen Sie den Rezepteditor zu Ihrem Grundrezept �Rezept_Übung�.

Quickstart


2. Erstellen Sie mit den Werkzeugen und der Rezeptbeschreibung, das Gericht �Piccata Milanese�.

Als Hilfe verwenden Sie das Diagramm auf dieser Seite, sowie das beiliegende Video.

ROP: Wasser vorbereiten (parallel zum Braten)

3 Liter Wasser in einen Topf geben und 100 ml Öl, sowie eine Brise Salz hinzufügen. Anschliessend auf 100 °C aufheizen

ROP: Nudeln kochen

1,9 kg Nudeln in kochendes Wasser geben und 6 min kochen

ROP: Sosse vorbereiten (parallel zum Nudeln kochen)

1 kg Tomatensosse in einen Topf geben, 5 Min auf 40 °C aufheizen und Mit Salz und Pfeffer nachwürzen.

Teilanlage (TRP) Topf_1

Teilanlage (TRP) Topf_3

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2.1) Legen Sie zwei TRPs (TeilRezeptProzeduren) [Units/Teilanlagen] an.

2.2) Weisen Sie der linken TRP die Teilanlage �Topf_1�mit der Strategie �Bevorzugte Teilanlage� zu.

Quickstart


2.3) Weisen Sie der rechten TRP die Teilanlage �Topf_3�mit der Strategie �Bevorzugte Teilanlage� zu.

Quickstart


2.4) Fügen Sie die jeweiligen ROPs (Rezeptoperationen) ein.

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2.5) Vergeben Sie den ROPs (Rezeptoperationen) die Texte �Wasser vorbereiten�, �Nudeln kochen� und �Soße vorbereiten�.

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2.6) Fügen Sie in der ROP �Wasser vorbereiten�, über Doppelklick auf die ROP, eine Rezeptfunktion bzw. eine NOP (No Operation) ein.

2.7) Weisen Sie der NOP (No Operation) bzw. Rezeptfunktion, die Funktion �Zutaten_Hinzufue� mit der Fahrweise �Wasser hinzufuegen� zu.

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2.8) Übergeben Sie den Einsatzstoffen und Parametern der Funktion �Zutaten_Hinzufue� Ihre Werte und Informationen.

Dem Eingangsstoff �Li_Menge� muss der Stoff, hier Wasser, und die zu befüllende Menge, hier 3 l, zugewiesen werden.

Hinweis

Hier und in sämtlichen Funktionen dient der Parameter �Laufzeit� zur Simulation (Er hat keinen Einfluss auf das Laufzeitverhalten von Funktionen (Phasen) in einer Charge.)

Quickstart


2.9) Fügen Sie einen Parallel-Zweig und 3 NOPs ein.

Quickstart


2.10) Fügen Sie die Rezeptfunktion �Zutaten_Hinzufue� mit der Fahrweise �Oel_hinzufuegen� hinzu und übergeben dem Eingangsstoff �Li_Menge� den Stoff �Oel� mit einer Menge von �0,1 l�. Der Laufzeit übergeben Sie den Wert �5sec�

Fügen Sie die Rezeptfunktion �Heizen� hinzu und weisen dem Parameter �Temperatur� den Wert �100 °C zu. Der Laufzeit übergeben Sie den Wert �5sec�

Fügen Sie innerhalb des Parallelzweiges unterhalb der Rezeptfunktion �Zutaten_Hinzufue� eine weitere Rezeptfunktion �Zutaten_Hinzufue� mit der Fahrweise �Salz_hinzufuegen� hinzu und übergeben dem Eingangsstoff �Li_Menge� den Stoff �Salz� mit einer Menge von �0,01 kg�. Der Laufzeit übergeben Sie den Wert �5sec�.

Quickstart


Quickstart


2.11) Vervollständigen Sie die ROP �Nudeln kochen� nach der Rezeptbeschreibung für das Gericht �Piccata Milanese�.

Quickstart


2.12) Vervollständigen Sie die ROP �Soße vorbereiten� nach der Rezeptbeschreibung für das Gericht �Piccata Milanese�.

Quickstart


Quickstart


Quickstart


2.13) Fügen Sie eine Synchronisationslinie ein, indem Sie mit der Maus die Anfangsposition selektieren und mit gedrückter Maustaste zur Endeposition fahren.

Quickstart


2.14) Fügen Sie die ROP´s (Rezeptoperationen) �Nudeln servieren� und �Soße servieren� ein und vervollständigen diese nach der Rezeptbeschreibung für das Gericht �Piccata Milanese�.

Quickstart


Quickstart


2.15) Speichern Sie Ihr erzeugtes Grundrezept.

Quickstart


2.16) Führen Sie eine Plausibilitätsprüfung des Rezeptes durch.

2.17) Schließen Sie den Rezepteditor.

Quickstart


Kap. 20 Freigeben des Grundrezeptes zur Produktion

Um Ihr erstelltes Grundrezept �Rezept_Übung V1.0� für die Erstellung einer Charge zu nutzen, ist es erforderlich, das Rezept zur Produktion oder zum Test freizugeben.

1. Geben Sie Ihr Rezept zur Produktion frei.

Quickstart


Hinweis

Um Rezepte die bereits freigegeben wurden bearbeiten zu können, ist es erforderlich, die Freigabe aufzuheben. Öffnen Sie dazu im BATCH Control Center den Eigenschaftendialog über Extras > Einstellungen und aktivieren Sie die Funktion �Editieren von Rezepten im Zustand Freigabe aufgehoben ermöglichen�.

Quickstart


Kap. 21 Anlegen eines Auftrags (Charge)

1. Legen Sie eine Auftragskategorie mit dem Namen �Auftragskategorie_GS� an

Quickstart


2. Legen Sie zu der �Auftragskategorie_GS� einen Auftrag mit dem Namen �Auftrag_GS� an.

Quickstart


3. Legen Sie zu dem �Auftrag_GS� eine Charge, mit dem Grundrezept �Rezept_Übung V1.0� an.

Quickstart


Kap. 22 Freigeben und Starten einer Charge (Steuerrezept)

1. Öffnen Sie die Charge (Steuerrezept) �Charge1�.

Quickstart


2. Geben Sie das Steuerrezept �Charge1� frei. Das Icon des Steuerrezeptes wird hellblau.

Quickstart


3. Starten Sie das freigegebene Steuerrezept. Das Icon wird grün und die Teilanlagen werden belegt und gemäß der Rezeptstruktur gestartet.

Quickstart


Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC und BATCH-Schnittstellenbausteine



Teil 3

Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC und BATCH-Schnittstellenbausteinen





Getting Started SIMATIC BATCHErstellen einer technischen Funktion

mittels SFC und BATCH-Schnittstellenbausteinen (IEPH, IEPAR_xxx)

Aufgabenstellung /Umsetzungskonzept

Erweitern der technologischenHierarchie

Projektieren der Einzelsteuerebene(Ventil)

BATCH-Schnittstellenbausteinefür die Steuerbefehle und

Prozesswertübergabe projektieren

SFC erstellen

Verbinden der Batch-Steuerbefehlemit dem SFC

AS, OS übersetzen und laden

Batch-Typen generieren

Unit-Faceplate im WinCC-Explorererweitern

Übersetzen, OS Übertragung undLaden von Batch

Arb

eite

n im

SIM

ATI

C M

anag

er

Kap. 1

Kap. 4

Kap. 3

Kap. 2

Kap. 5

Kap. 9

Kap. 7

Kap. 6

Kap. 11

Kap. 10

Rezept erweitern

Kap. 8





Kap. 1 Aufgabenstellung/Umsetzungskonzept Für die Pfanne wird eine zusätzliche technische Funktion gebraucht: Er soll um eine Funktion �Abloeschen� erweitert werden. Dabei soll über ein Löschventil eine vorgebbare Stoffmenge (z.B. Rotwein,..) zugegeben werden.

Den Vorgang zum Erreichen des Mengensollwertes simulieren wir vereinfachend durch eine vorgebbare Zeit. Beim Anhalten oder Abbrechen soll das Ventil geschlossen werden.

Zur Realisierung der technischen Funktion wählen wir die Bausteine aus der Batchbibliothek.







Entleeren

Feststoff_vorlegen

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Anlage

Teilanlagen

Technische Funktionen

Abloeschen



Prozesswerte

Prozesswertname Baustein Datentyp Kommentar

Menge IEPAR_PI STRING REAL

Dauer IEPAR_REAL REAL Bausteinkontakte

Bausteinname Baustein Kommentar

V1 VALVE



Skizze der �RUN�-Kette (RUN=1)

StartV1.LIOP_SEL = TRUE

V1.AUT_L = TRUE

Ventil in AUTOV1.QMAN_OUT=TRUE

Timer startenDauer_Timer.I0 = TRUE

Ventil aufV1.AUTO_OC = TRUE

Timer beendet?V1.QOPEND=TRUE

Dauer_Timer_Q0=FALSE

Ventil schließenV1.AUTO_OC = FALSE

Ventil zuV1.QCLOSED=TRUE

EndeV1.AUTO_OC = FALSE

V1.Dauer_Timer.I0 = FALSE



Skizze der �Hold/Abort/Complete�-Kette (Holding=1 oder Aborting=1 oder Completing=1)

Ventil zu V1.QCLOSED=TRUE

Ende

Ventil schließen

V1.AUTO_OC = FALSE

Start



Kap. 2 Erweitern der technologischen Hierarchie 1. Öffnen Sie Ihr bearbeitetes Getting Started SIMATIC BATCH �Quickstart�.

2. Erweitern Sie die Teilanlage �Pfanne� um einen Hierarchieordner mit dem Namen �Abloeschen�.

Der neu hinzugefügte Hierarchieordner wird automatisch als Technische Einrichtung und somit als Batch-relevant deklariert (Ordner ist grün).

Auf dieser Ebene befinden sich die Batch Schnittstellenbausteine (IEPH, IEPAR_xxx).



3. Erweitern Sie den Hierarchieordner �Abloeschen� um einen Hierarchieordner mit dem Namen �Loeschventil�, auf dieser Ebene befinden sich die Einzelsteuerungen (hier das zugehörige Ventil).



Kap. 3 Projektieren der Einzelsteuerebene (Ventil V1) 1. Legen Sie im Hierarchieordner �Loeschventil� einen CFC-Plan mit dem Namen �Valve� an.



2. Öffnen Sie den CFC-Plan �Valve� und fügen Sie einen Ventilbaustein ein. Geben Sie dem Ventilbaustein den Bausteinnamen �V1�.

3. Schalten Sie die Ein- und Ausgänge � QControl�, �BA_EN�, �BA_ID�, �OCCUPIED�, �BA_NA�, sowie �STEP_NO� sichtbar.

4. Verschalten Sie den Ausgang �QControl� mit den Eingängen �FB_OPEN� und �FB_Close� und negieren Sie den �FB_CLOSE�.



Kap. 4 BATCH-Schnittstellenbausteine für die Steuerbefehle und Prozesswertübergabe projektieren 1. Legen Sie im Hierarchieordner �Abloeschen� einen CFC-Plan mit dem Namen �Abloeschen_EPH� an.



2. Öffnen Sie den CFC-Plan �Abloeschen_EPH� und fügen Sie aus der Bibliothek �SIMATIC BATCH Blocks� die Bausteine �IEPH�, �IEPAR_PI� und �IEPAR_REAL� ein. Für den IEPH Baustein vergeben Sie den Namen �Abloeschen�, dem Eingang �F_TYPE� geben Sie denselben Namen. Dem Baustein IEPAR_PI geben Sie den Namen �Menge� und dem Baustein IEPAR_REAL den Namen �Dauer�.



3. Zuordnen der Parameter-Bausteine IEPAR_PI �Menge� und IEPAR_REAL �Dauer� mit dem

Schnittstellenbaustein IEPH �Abloeschen�.

Verschalten Sie den Ausgang �EPE_CONN� des IEPH Baustein (Abloeschen) mit den Eingängen �EPE_CONN� der EPAR Bausteine (Menge, Dauer).



4. Fügen Sie einen TIMER_P Baustein für die Simulation des Prozesswertes �Dauer� ein und geben Sie

dem Baustein den Namen �Dauer_Timer�, sowie den MODE 1.

Verschalten Sie den IEPAR_REAL Baustein �Dauer� mit dem TIMER_P Baustein wie folgt.

Dauer / Q_SP_VAL mit Dauer_Timer / TIMER0

Dauer_Timer / PTIME mit Dauer / ACT_VAL 5. Verschalten Sie den IEPAR_PI Baustein �Menge� zur Simulation, wie folgt.

Menge / Q_SP_VAL mit Menge / ACT_VAL

Menge / QMAT_SP mit Menge / MAT_SP

Menge / QBAID_SP mit Menge / BA_ID_SP



6. Um am Ventilbaustein �V1� den BATCH Namen, Batch ID, Batch Step Number, Batch Enable, Occupied zur Verfügung zu haben, muss der Ventilbaustein mit dem Batch Steuerbaustein IEPH �Abloeschen� verschaltet werden.

Verschalten Sie wie folgt.

Abloeschen / QBA_EN mit V1 / BA_EN

Abloeschen / VSTEP_NO mit V1 / STEP_NO

Abloeschen / VBA_ID mit V1 / BA_ID

Abloeschen / VBA_NAME mit V1 / BA_NA

Abloeschen / Q_OCCUPI mit V1 / OCCUPIED

Alternativ können BA_EN, BA_ID, BA_NA , OCCUPIED und STEP_NO vom Unit Baustein versorgt werden.

CFC-Plan �Abloeschen EPH� CFC-Plan �Valve�



Kap. 5 SFC erstellen 1. Legen Sie im Hierarchieordner �Abloeschen� einen SFC-Plan mit dem Namen �Abloeschen_SFC� an. 2. Öffnen Sie den SFC-Plan und projektieren Sie die unter Kapitel 1 �Umsetzungskonzept� aufgeführte

Schrittkette RUN.



Schritt: Start Transition: Ventil in AUTO Schritt: Ventil auf



Schritt: Timer start Transition: Timer ende Schritt: Ventil Schließen



Transition: Ventil zu Schritt: ENDE



3. Fügen Sie eine neue Kette in �Abloeschen_SFC� ein.

Offnen Sie das Eigenschaften-Fenster von SEQ1 (Doppelklick auf die SEQ1 Lasche).

In der Lasche �Allgemein� geben Sie den Name �Abort-Hold-Comp� ein. Anschließend übernehmen Sie die Einstellungen.



4. Projektieren Sie die Startbedingungen der Kette

Machen Sie die Ansicht �Anschlüsse� sichtbar.

Per Drag & Drop fügen Sie die Parameter �HOLDING� ,�ABORTING� und �COMPLETING� (diese Parameter finden Sie unter OUT) als Startbedingung unter der Lasche �Startbedingung� ein.

Übernehmen Sie die Einstellungen und Schließen Sie das Fenster �Eigenschaften�.

12



5. Projektieren Sie die unter Kapitel 1 �Umsetzungskonzept� aufgeführte Schrittkette Abort-Hold-Complete.



Schritt: Ventil Schließen Transition: Ventil zu



6. Selektieren Sie in dem SFC Plan �Abloeschen_SFC� die Betriebsart �AUTO�. 7. Schließen Sie den SFC-Editor.



Kap. 6 Verbinden der Batch-Steuerbefehle mit dem SFC 1. Öffnen Sie die Außenansicht des SFC-Plans �Abloeschen_SFC�.



2. Öffnen Sie den CFC-Plan �Abloeschen_EPH� mit dem Schnittstellenbaustein �Abloeschen�.

3. Verschalten Sie den Schnittstellenbaustein �Abloeschen� wie folgt mit der Außenansicht des SFC.Plans �Abloeschen_SFC�.

Hinweis Alle Parameter der folgenden Liste sind nicht sichtbar. Zur Verschaltung müssen sie zuerst sichtbar geschaltet werden.

.

Abloeschen / QSTART mit Abloeschen_SFC / START

Abloeschen / QHOLD mit Abloeschen_SFC / HOLD

Abloeschen / QSTOP mit Abloeschen_SFC / STOP

Abloeschen / QABORT mit Abloeschen_SFC / ABORT

Abloeschen / QRESET mit Abloeschen_SFC / RESET

Abloeschen / QTERM mit Abloeschen_SFC / COMPLETE

Abloeschen / QCONT mit Abloeschen_SFC / CONT

Abloeschen / QBA_EN mit Abloeschen_SFC / BA_EN

Abloeschen / VSTEP_NO mit Abloeschen_SFC / STEP_NO

Abloeschen / VBA_ID mit Abloeschen_SFC / BA_ID

Abloeschen / VBA_NAME mit Abloeschen_SFC / BA_NA

Abloeschen / Q_OCCUPI mit Abloeschen_SFC / OCCUPIED

Abloeschen / USTAT_L mit Abloeschen_SFC / BA_STATE





Kap. 7 AS, OS übersetzen und laden 1. Führen Sie ein Änderungs-Übersetzen der AS durch und laden Sie anschließend die neu übersetzten

Daten mit einem �Änderungsladen� nach PLCSim. Dazu muss die Runtime OS beendet sein.

2. Führen Sie ein Änderungs-Übersetzen der OS durch.

Nach dem Laden kontrollieren Sie, ob die AS im Zustand RUN_P ist.





Kap. 8 Batch-Typen generieren 1. Öffnen Sie den Dialog �Batch Anlage projektieren� in der Technologischen Sicht in Ihrem Projekt.

Selektieren Sie �Batch-Typen�.



2. Generieren Sie die Batch Typen. Ihre im CFC-Plan Abloeschen_EPH� neu projektierten Batch-Daten werden nun eingelesen.



Kap. 9 Übersetzen, OS Übertragung und Laden von Batch 1. Übersetzen Sie die Batch-Anlagendaten.

Selektieren Sie hierzu �Batch-Instanzen� und wählen Sie die Schaltfläche �Übersetzen�.



2. Übertragung Sie die Batch-Anlagendaten in die OS. Selektieren Sie hierzu die Batch-Anlage (hier Kueche) und führen Sie �Übertragen in OS� aus.

Im Dialog �Übertragung BATCH relevanter Daten� starten Sie die Übertragung (WinCC muss vorher geschlossen werden.

3. Schließen Sie den Dialog.



4. Laden Sie die Batch-Anlagendaten. Selektieren Sie die Batch-Anlage (hier Kueche) und führen Sie �Laden� aus.

Speichern Sie die Änderungen (Dialogbox mit Ja bestätigen).

Laden Sie die auf der ES erzeugten Batch-Anlagedaten auf den BATCH Server und BATCH Client.

In diesem Fall befindet sich der BATCH Server und der BATCH Client auf dem selben Rechner. 5. Schließen Sie den Dialog.

Bitte alle Häkchen setzen



6. Schließen Sie den Dialog �Batch Anlage projektieren�.



Kap. 10 Unit-Faceplate im WinCC-Explorer erweitern

1. Öffnen Sie das WinCC-Bild �Kueche.PDL� aus dem WinCCExplorer.



2. Selektieren Sie das Unit-Bausteinsymbol �Pfanne� und öffnen Sie per Doppelklick dessen Eigenschaften. Wählen Sie im Feld �Projektierung� über den Button �Browser� die Teilanlage �Pfanne� aus. Im Feld �Selekt. Funktionen/EPH� erscheint nun Ihre zuvor projektierte Funktion �Abloeschen�. Mit einem Doppelklick auf die linke Maustaste bei selektierter Funktion �Abloeschen� fügen Sie diese zur Projektierung hinzu.

3. Speichern Sie das Bild.

�Abloeschen� selektieren und mit Doppelklick auf die linke Maustaste zur Projektierung hinzufügen

Beim Doppelklick auf das Unit Bausteinsymbol wird dieses Fenster geöffnet



Kap. 11 Rezept erweitern 1. Starten Sie die OS in Runtime.



Das Unit Faceplate �Pfanne� enthält nun auch die Funktion �Abloeschen�. 2. Der Start-Koordinator wird automatisch gestartet, sobald Ihr WinCC-Projekt in Runtime ist. Warten Sie

bis dieser alle Applikationen (BCS, SIS, CDV) vollständig gestartet hat.



3. Starten Sie das Batch Control Center und aktualisieren Sie die neu geladenen Batch-Anlagendaten.



Nach der Aktualisierung steht Ihnen Ihre neu projektierte Funktion �Abloeschen� für die Teilanlage �Pfanne� zur Rezepterstellung zur Verfügung.

4. Öffnen Sie das Grundrezept �Rezeptvorlage_Getting_Started� und speichern Sie dieses unter dem Namen �Rezept_Abloeschen�.



5. In das soeben erzeugte Rezept �Rezept_Abloeschen� fügen Sie die neu projektierte Funktion �Abloeschen� ein.



6. Speichern Sie das Rezept und prüfen Sie die Plausibilität. Anschließend schließen Sie den Rezepteditor.



7. Im BatchCC geben Sie das Rezept zur Produktion frei. Anschließend legen Sie eine neue Charge mit dem Rezept �Rezept_Abloeschen� an, geben Sie frei und starten Sie diese.

Erstellen einer technischen Funktion mittels SFC-Typ



Teil 4






Getting Started SIMATIC BATCHErstellen einer technischen Funktion

mittels SFC-Typ

Aufgabenstellung /Umsetzungskonzept "Lueften"

SFC Typ "Lueften" erstellen

Schrittketten anlegen

Erweitern dertechnologischen Hierarchie

Instanzieren des SFC-Typs "Lueften"am Topf_1

Übersetzen und Laden vonAS, OS und Batch

Unit-Faceplate im WinCC-Explorererweitern

Rezept erweitern

Arb

eite

n im

SIM

ATI

C M

anag

er

Kap. 1

Kap. 4

Kap. 3

Kap. 2

Kap. 5

Kap. 8

Kap. 7

Kap. 6





Kap. 1 Aufgabenstellung/Umsetzungskonzept �Lueften� An den Töpfen wird eine zusätzliche technische Funktion gebraucht: Er soll um eine Funktion �Lueften� erweitert werden. Dabei soll ein Entlüftungsventil für eine vorgebbare Zeit geöffnet werden. Beim Anhalten oder Abbrechen soll das Ventil geschlossen werden.

Da die gleiche Funktion an den Töpfen 1-3 gebraucht wird, wählen wir zur Realisierung den SFC-Typ.







Entleeren

Feststoff_vorlegen

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Wenden

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Hinzufuegen

Ruehren

Entleeren

Feststoff_vorlegen

Heizen

Anlage

Teilanlagen

Technische Funktionen

Abloeschen

Lueften Lueften Lueften



Umsetzungskonzept SFC-Typ �Lueften� Fahrweisen

Fahrweisenname Kommentar

Lueften Erste Fahrweise, QCS=1

Sollwerte

Sollwertname Datentyp Kommentar

Dauer Real Einheit Sekunden

Prozesswerte

Prozesswertname Datentyp Kommentar

keine

Zeiten

Name Datentyp Kommentar

T_Dauer Zeit Timer für Sollwert �Dauer�, Mode=1

Bausteinkontakte

Bausteinname Baustein Kommentar

V1 VALVE Entlüftungsventil



Skizze der �Run�-Kette (Run=1) für Fahrweise �Lueften� (QCS=1) Der Timer des SFC-Typ verhält sich wie der Standardbaustein �Timer_P�.

Start

EndeT_Daue_IO=0

V1 auf V1_Auto_OC=1

Timer laden T_Daue_Time0=Dauer_Q

V1 AutoV1_LIOP_SEL=1 V1 AUT L=1

Timer starten T_Daue_IO=1

Timer läuftT_Daue_IO=0

V1 zuV1_Auto_OC=0

abgelaufen:T_Daue_Q0=0

Geöffnet?: V1_QOPENED=1 und Läuft: T_Daue_Q0=1

Geschlossen?: V1_QCLOSED=1



Skizze der �Hold/Abort/Complete�-Kette (Holding=1 oder Aborting=1 oder Completing=1)

Start

Ende

V1 zuV1_Auto_OC=0

Geschlossen?:V1_QCLOSED=1



Kap. 2 SFC-Typ �Lueften� erstellen 1. Öffnen Sie die Komponentensicht und fügen Sie einen neuen SFC-Typ �Lueften� ein.



2. Öffnen Sie den unten dargestellten Merkmaldialog des Typs �Lueften� durch Doppelklick. Selektieren Sie das Menü �Merkmale�.



3. Wählen Sie das Merkmal �Fahrweise� an und geben Sie im rechten Feld den Namen �Lueften� ein.



4. Wählen Sie nun das Merkmal �Sollwerte� aus und tragen Sie im rechten Feld den Sollwertnamen �Dauer� ein. Selektieren Sie als Datentyp für Dauer den Typ �REAL�. Tragen Sie als Einheit für Dauer �sec� ein.



5. Im nächsten Schritt definieren wir den Timer. Dazu wählen Sie das Merkmal �Zeiten� an. Im rechten Teil geben wir den Namen �T_Dauer� an. Die Timer, die innerhalb der SFC-Typen auf diese Weise benutzt werden können, verhalten sich wie der Standardbaustein �Timer_P� aus der PCS7 Bibliothek.



6. Im letzten Schritt legen wir das Ventil an. Dazu selektieren Sie das Merkmal �Bausteinkontakte� und tragen im rechten Teil den Namen �V1� ein. In der Spalte �Baustein� wählen Sie den zugehörigen Bausteintypen aus. In unserem Fall den Bausteintypen �VALVE�.

Damit sind alle Merkmale, die wir für das Beispiel �Lueften� brauchen, festgelegt. Nun müssen die Schrittketten angelegt und projektiert werden.



Kap. 3 Schrittketten anlegen Die Run-Kette, die im Zustand �Run� bearbeitet wird, ist bereits angelegt. Es fehlt noch die Schrittkette, die im Zustand �Holding� �Aborting� �Completing� bearbeitet wird. Da der Inhalt in unserem Fall bei allen drei Ketten gleich ist, legen wird nur eine Kette an und nennen diese �Abort-Hold-Comp�. 1. Um eine neue Kette einzufügen, betätigen Sie die rechte Maustaste, während der Mauszeiger auf die

Lasche �RUN� zeigt. Wählen Sie �Neue Kette am Ende einfügen�.



2. Es entsteht die neue Lasche �SEQ1�. Stellen Sie die Eigenschaften zu SEQ1 ein. In den allgemeinen Eigenschaften geben wir den Namen Abort-Hold-Comp ein.



3. Nun werden in den Eigenschaften die Startbedingungen der Kette projektiert. In unserem Fall lautet die Startbedingung:

Aborting=True oder Holding=True oder Completing=True.

Wechseln Sie dazu in die Ansicht �Anschlüsse�. Die Anschlüsse Aborting, Holding und Completing finden Sie unter �OUT�.

Die Anschlüsse werden durch Drag & Drop aus dem oberen Teil in den Dialog zum Projektieren der Startbedingung gezogen.

Übernehmen Sie die Änderungen und schließen Sie danach das Eigenschaftenfenster

Anschlüsse



4. Im Folgenden müssen Sie die Schrittketten der �RUN�-Kette projektieren.

Bleiben Sie dazu in der Ansicht �Anschlüsse�. Im linken Teil des Fensters erscheinen die Anschlüsse des SFC-Typs �Lueften�, gegliedert nach Eingängen, Ausgängen und Ein-Ausgängen. Im rechten Teil wird die Liste der zugehörigen Anschlüsse angezeigt.

Die Steuerausgänge für das Ventil V1 oder den Timer T_Dauer sind unter �OUT� zu finden.

Rückmeldungen des Ventils V1 sind unter �IN� angelegt.



5. Die Anschlüsse werden durch Drag & Drop aus dem oberen Teil in den Dialog zum Projektieren der Schritte/Transitionen gezogen. Auf diese Weise werden die Run und die Abort-Hold-Complete Kette wie im Kapitel 1 angegeben aufgebaut.



6. Setzen Sie den Anfangswert für den verwendeten Timer Mode mit �1� (verlängerter Impuls).

Setzen Sie den Anfangswert für den Parameter CS (Fahrweise) auf den Defaultwert 1.



7. Selektieren Sie die SIMATIC BATCH Kategorie �EPH�.



8. Stellen Sie die Betriebsparameter AS auf �Auto� als Defaultbetriebsart.

Damit sind alle Schritte zur Projektierung des Typs �Lueften� abgeschlossen.

9. Beenden Sie den SFC-Editor.



Kap. 4 Erweitern der technologischen Hierarchie 1. Öffnen Sie im SIMATIC Manager die Technologische Sicht des Projektes. Wir möchten am Topf_1

eine neue technische Funktion �Lueften� einfügen. Legen Sie dazu einen neuen Hierarchieordner an. Nennen Sie den Ordner �Lueften�.



2. In dem Hierarchieordner �Lueften� legen Sie einen CFC Plan an. Dieser Plan �Lueften_Topf1� wird für die Instanz des SFC-Typen benötigt. Legen Sie nun unter dem Ordner �Lueften� einen weiteren Ordner �Val_Lueften� an. Dort legen Sie den CFC Plan �To1_Ventil� an. In diesem Plan wird das zum Lüften an Topf_1 gebrauchte Ventil projektiert.

Danach ergibt sich folgendes Bild:



3. Legen Sie den Plan �To1_Ventil� an.



4. Öffnen Sie den Plan �To1_Ventil�. Platzieren Sie einen VALVE Baustein mit Namen T1_V1. Zur Simulation der Rückmeldungen verschalten Sie den Ausgang QCONTROL auf den Eingang FB_OPEN und negiert auf den Eingang FB_CLOSE (QCONTROL muss vorher sichtbar gemacht werden). Es ergibt sich folgendes Bild:



Kap. 5 Instanzieren des SFC-Typs �Lueften� am Topf_1 1. Öffnen Sie den Plan �Lueften_Topf1�. Unter dem Katalog/Bausteine/Sonstige Bausteine finden Sie

den zuvor erstellten Typ. Platzieren Sie einen Baustein mit Namen �T1_Lueften� vom Typ �Lueften� in den Plan.

Es ergibt sich danach folgendes Bild:



2. Öffnen Sie nun zusätzlich den Plan �To1_Ventil� Plan und ordnen Sie die beiden Fenstern wie unten gezeigt nebeneinander an.

.



3. Nun muss das Ventil T1_V1 mit T1_Lueften verschaltet werden.

Wählen Sie dazu den Ausgang V1_AUTO_OC von T1_Lueften an. Wählen Sie danach den zugehörigen Ventileingang AUTO_OC des Ventils T1_V1 an. Nun werden alle relevanten Verschaltungen zum Ventil automatisch angelegt.

Damit alle batch-relevanten Informationen, die SIMATIC BATCH an die Bausteininstanz von �Lueften� schreibt, auch am zugehörigen Ventil ankommen, müssen die batchrelevanten Ausgänge noch mit dem Ventil verschaltet werden. Es müssen zunächst folgende Parameter sichtbar gemacht werden:

Am Ventil T1_V1:

BA_EN, BA_ID, BA_NA, STEP_NO,OCCUPIED

An der Funktion �lueften� T1_Lueften:

QBA_EN, QBA_ID, QBA_NA, QSTEP_NO, QOCCUPIED

Verschalten Sie die fünf Ausgänge von T1_Lueften mit den namensgleichen Eingängen des Ventils T1_V1.

Nun verbinden wir noch den zum Sollwert �Dauer� zugehörigen Istwert. Dies ist wichtig zur Anzeige im OS-Faceplate, sowie zum Lesen der Istwerte durch SIMATIC BATCH. Der Istwerteingang an �T1_Lueften� heißt �Dauer_AI� (Actual Value Input).

Den jeweils aktuellen Timerwert können wir am Ausgang �T_Daue_PTIME� abgreifen. Wir verschalten also � T_Daue_PTIME� mit �Dauer_AI�.

Überprüfen Sie die Verschaltung anhand folgendem Bild.





Kap. 6 Übersetzen und Laden von AS, OS und Batch Führen Sie ein Änderungs-Übersetzen der AS durch und laden Sie anschließend die neu übersetzten Daten mit einem �Änderungsladen� nach PLCSim.

Hinweis

Dazu muss die Runtime OS beendet sein.

Führen Sie danach ein Änderungs-Übersetzen der OS durch.

Öffnen Sie den Dialog �Batch-Anlage projektieren� in der Technologischen Sicht in Ihrem Projekt. Selektieren Sie �Batch-Typen�. Generieren Sie die Batch Typen, Übersetzen und Laden Sie die Anlage.

Gehen Sie dabei wie in Kapitel 7 bis 9 im Teil 3 beschrieben vor.



Kap. 7 Unit-Faceplate im WinCC-Explorer erweitern 1. Öffnen Sie das WinCC-Bild �Kueche.pdl� aus dem WinCC-Explorer.

2. Selektieren Sie das Unit-Bausteinsymbol �Topf_1� und öffnen Sie per Doppelklick dessen Eigenschaften.



3. Wählen Sie im Feld Projektierung über den Button �Browser� die Teilanlage �Topf_1� aus.

Im Feld �Selekt. Funktionen/EPH� erscheint nun Ihre zuvor projektierte Funktion �T1_Lueften�.



4. Mit einem Doppelklick auf die linke Maustaste bei selektierter Funktion �T1_Lueften� fügen Sie dieses zur Projektierung hinzu.

5. Tragen Sie als WinCC Runtime Name �Topf_1� ein.

6. Speichern Sie das Bild und beenden Sie den Graphics Designer.

Doppelklick



Kap. 8 Rezept erweitern 1. Starten Sie die OS in Runtime. 2. Der Start-Koordinator wird automatisch gestartet, sobald Ihr WinCC-Projekt in Runtime ist. Warten Sie

bis dieser alle Applikationen (BCS, SIS, CDV) vollständig gestartet hat.



3. Starten Sie das Batch Control Center und aktualisieren Sie die neu geladenen Batch-Anlagendaten. 4. Nach der Aktualisierung steht Ihnen Ihre neu projektierte Funktion �Lueften� in die Teilanlage �Topf1�

zur Verfügung.

5. Öffnen Sie das Grundrezept �Rezeptvorlage_Getting_Started� und speichern dieses unter dem Namen �Rezept_ Lueften�.

Hinweis

Sollten Sie das Rezept nicht ändern können, so wählen Sie in Extras - Einstellungen des Batch Control Centers die Option �Editieren von Rezepten im Zustand �Freigabe aufgehoben� ermöglichen� an.





6. Öffnen Sie das soeben erzeugte Rezept �Rezept_lueften� und fügen die neu projektierte Funktion �Lueften� in das Rezept ein.



7. Speichern Sie das Rezept und Prüfen Sie die Plausibilität. Anschließend beenden Sie den Rezepteditor.



8. Im BatchCC geben Sie das Rezept zur Produktion frei. Anschließend legen Sie eine neue Charge mit dem Rezept �Rezept_Lueften� an, geben sie frei und starten diese.

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Getting Started SIMATIC BATCH Teil 1 bis 4 - Siemens AG · Getting Started SIMATIC BATCH A5E00217407-01 iii Inhaltsverzeichnis Teil 1: Einleitung 1 Batchprozesse 3 1.1 Einteilung