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OPC und SCADA

im ÜberblickOPC und SCADA

im Überblick

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Vergangenheit

Bedarf Information in Echtzeit zwischen Kontrollsystem und Geräten auszutauschen

Zahlreiche proprietäre Lösungen/Treiber(25 % bis 30 % Entwicklungszeit)

Hardware-Erneuerungen erforderten neue Treiber

Inkonsistenzen zwischen Treibern verschiedener Hersteller

Zwei verschiedene Anwendungen konnten nicht gleichzeitig auf das gleiche Gerät zugreifen

Nicht alle Geräte hatten Treiber für alle Anwendungen (gebunden an Hersteller)

Microsoft DDE und NetDDE

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Die Ziele

Plug&Play-Software und Hardware-Komponenten von verschiedenen Herstellern

Kein Bedarf proprietäre I/O-Gerätetreiber zu entwickeln

Schnelle Integration

Jede HMI/SCADA-Software kann mit jedem Gerät kommunizieren.

Konsistentes Interface

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Neue Entwicklung: OPC Unified Architecture

Ziel: Offener Standard, betriebssystem-unabhängige Lösung

Basis statt COM/DCOM nun TCP/IP, HTTP, SOAP, XML

Rückwärtskompatibilität gefordert

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OPC

OLE for Process ControlObject Linking and Embedding

nun: “Openness, Productivity, Connectivity”

Initiierende Arbeiten durchFisher-Rosemount (nun Emerson), Rockwell Software, Opto 22, Intellution und Intuitive Technology

nun überwacht von der OPC Foundationüber 440 Mitglieder, einschließlich Microsoft

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Haupt-Komponenten

OPC stellt eine allgemeine Schnittstelle zur Kommunikation mit verschiedenen Prozess-Steuerungen bereit, unabhängig von der Steuerungssoftware oder den Geräten im Prozess.

Haupt-Komponenten:

OPC-Server – vom Geräte-Hersteller geliefert.Erzeugt Daten über das Gerät in einem einheitlichen OPC-Format.

OPC-Client – nimmt Daten von einem Server entgegen und stellt diese für andere Anwendungen bereit

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Typische Tags

Digital I/O

Analogue I/O

Message I/O

Calculations / Process Variables

Timers

Statistical control functions / Exceptions

Alarms

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OPC-Funktionen

OPC DA – Data Access vergleichbar mit SNMP-Polling

OPC Batch Specification ergänzt OPC DA für die Batch-Verarbeitung von Daten

OPC XML-DA ergänzt OPC DA – Kommunikation mit nicht-MS-Geräten

OPC HDA – Historical Data Access SNMP RMON History

OPC A & E – Alarm and Events vergleichbar mit SNMP-Traps

OPC DX – Data Exchange Gateway OPC-Server können direkt miteinander kommunizieren

OPC-Client(SCADA)

OPC-Server(MS-OS)

OPC-Server(Linux u.a.)OPC DX

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OPC Client

HMI Database

Historian GUI Alarm Log

OPC-Server

Hardware

Process Control Workstation

SPS

Kommunikations-medium

Server und Clients

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OPC-Clients

Mehrere Clients können gleichzeitig auf einen OPC-Server zugreifen

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Warum OPC für Ethernet-Netze?

Ethernet ist ein grundlegender und kritischer Teil industrieller Prozesse

Das LAN ist nicht länger “das Problem von einem anderen”

Ethernet-Geräte müssen in ein existierendes industrielles Management-System eingebunden werden

Überwachen der Gesamt-System-Leistung

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Industrielle Steuerung – die Ziele

Überwachung und Steuerung geografisch verteilter oder komplexer industrieller Prozesse

Darstellung der Information in einem einheitlichen anwender-freundlichen Format

Verbessert Wirkungsgrad – stellt Echtzeit-Information bereit, damit geeignete Betriebsentscheidungen getroffen werden können.

Bietet Steuerungslösung, die ohne spezielle Programmier-kenntnisse an individuelle Bedürfnisse angepasst werden kann

Benutzt ein einziges “Front-End” zur Überwachung, Steuerung und Data-Acquisition

Integriert verschiedene Steuerungsumgebungen in ein einziges Kontrollzentrum

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Supervisory Control And Data Acquisition

SCADA

“Ein Bild sagt mehr als tausend Worte”

Supervisory – Überwachung und Darstellung industrieller Prozesse

Control – Steuerung auf Anlagen-Ebene und von entfernten Geräten

Data Acquisition – Archivierung, Trend-Erstellung, Alarmierung, Aktivitäten-Logging

Grundlegender Teil einer unternehmensweiten Struktur für das Information-Management

Wichtige Informationsquelle

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Weitere Eigenschaften von SCADA-Software

Ablaufplanung

Projekt-Management

Sicherheit

Abrechnung / Gruppen-Profile

Runtime Configurator / Cut-&-Paste

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Supervision – Überwachung

Graphische Darstellung auf Fabrik-Ebene

Einheitliches Front-End für alle Geräte

Aktive Elemente zeigen den Komponentenstatus

Alarme

Schwellwerte

Graphing

Echtzeit-Anzeige

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Control

Manuelle Eingriffe

Automatische Eingriffe

Komplexe Befehlssequenzen Wenn der Tank voll ist, dann ....

schließe das Ventil und ....

schalte die Pumpe ab

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Data Acquisition

Es gibt drei Daten-Typen

Digital an / aus

Analog echte Werte, Füllstände, Temperaturen etc.

Puls Umdrehungen von Antrieben, Pumpen, Ringkolbenzählern etc.

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Runtime Subsystem

HistorianSubsystem

AlarmSubsystem

RealtimeDatabase

DisplayBuilder

OperatorHMI

I/OSubsystem

ManagementDatabase

HistoryDatabase

Typische Komponenten einer SCADA-Software

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Software-Komponenten-Library

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Komponenten-Visualisierung und -Steuerung

Aktives Eingreifenper Klick

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Komponentenstatus und OPC

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Prozess-Übersicht

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Trends

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Integration von ActiveX-Controls

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Archivierung, Trends, Alarmierung, Export

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Bekannte Software-Pakete

Intellution – iFix

Wonderware – FactorySuite 2000 (inklusive InTouch)

Iconics – Genesis 32

Rockwell – RSView32

GE Fanuc – Cimplicity

ABB – Maestro

Modcomp - Scadabase

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Einsatz von OPC

Windows XP Ggf. OPC-Clients und –Server, MS Management Console und das

OPC-Tool OPCEnum.exe (Windows\System32) in der Windows Firewall als Ausnahme festlegen. Mit „Programm …“ können nicht dargestellte Funktionen in die Liste geladen werden. Nur EXE-Dateien können in die Liste eingefügt werden. Bei OPC-Server und –Clients – DLLs und OCXs – müssen stattdessen die aufrufenden Programme in die Liste geladen werden.

TCP-Port 135 freischalten, über den die DCOM-Verbindung initiiert wird.