\’Nichts tun\‘ ist alles Wie rein webbasierte Technologie und Vertical Objects auf OPC-UA-Basis die HMI/Scada-Welt verändern

Man hat sich bei der Firma Certec immer schon viel vorgenommen und mit dem ersten großen Coup, nämlich der Umsetzung der HMI/Scada-Lösung atvise auf Basis nativer Webtechnologie, bewiesen, dass \’nichts tun\‘ wirklich überzeugt. Denn dank atvise kann nun einfach via gängigem Webbrowser, mit einer Vielzahl von Endgeräten wie Displays, Smartphones, Tablett-PCs oder Standard-Laptops/PCs, auf die jeweilige Anlage zugegriffen werden. Gänzlich ohne vorher aufwendig installierter Plug-ins oder sonstiger Applikationen. Damit gibt es clientseitig \’nichts\‘ mehr zu tun. Anwendung: Fernwärme Wien vereinfacht Datenübermittlung Das Wärmeversorgungsunternehmen Fernwärme Wien hat diesen Umstand früh erkannt und für sich genutzt. Das Unternehmen betreibt ein 1.400km langes Leitungsnetz mit ca. 1.700 fernüberwachten Umformer- und Übergabestationen, von denen wiederum jede bis zu 500 Datenpunkte umfasst. Die Stationen übermitteln sowohl abrechnungsspezifische als auch technische Daten, die in einer zentralen Datenbank erfasst und dann anwenderspezifisch einer Vielzahl von internen Anwendern zur Verfügung gestellt werden. Durch den Einsatz von atvise Scada konnten R&D-Leiter Dipl.-Ing. Martin Höller und sein Team mehrere Probleme gleichzeitig lösen und den Aufwand beträchtlich verringern: – Reduzierung des Supportaufwands: keine clientseitigen Installationen, sondern Zugang ausschließlich durch Browser-gestützte Tech- nologie – ohne Plug-ins, Applets usw – Zugriff: eine straffe Zugriffsordnung gesichert durch Firewalls sowie weitere technische Hindernisse verhindern den Zugang zu Clients herkömmlicher Scada-Lösungen. Der Webbrowser ist jedoch jedem Mitarbeiter zugänglich. – Skalierbarkeit. Den letzten Punkt erläutert Dipl.-Ing. Martin Höller, Verantwortlicher für R&D der Fernwärme Wien, wie folgt: \“Vom gängigen Tablett-PC für den Support über Displays in der Station bis hin zur Leitstation, alles wird nur mit einem Produkt und nur mit einmaligem Engineering-Aufwand durch objektorientiertes Arbeiten umgesetzt. Diese Skalierbarkeit des Produkts macht atvise einfach unglaublich interessant.\“ Die international agierende Andritz Graz AG setzte in einem Pilotversuch atvise für die Überwachung und Fernwartung sämtlicher haustechnischer Anlagen am Werksgelände in Graz ein. Im Rahmen des Versuches wurden zunächst Kühlwasserpumpen, Druckluftanlagen sowie sämtliche Kompressoren und Heizkessel eingebunden. Die Aufgabenstellung beinhaltete die Einbindung der global agierenden Technikmannschaft in den Support. Das heißt: Sie müssen jederzeit von jedem Ort der Welt mit jedem Standard-Windows- Laptop oder -PC als auch über Smartphones wie das BlackBerry Torch punktgenau und schnell auf die Störung zugreifen können. Dass sich in Support-Situationen die Reaktionszeit sowie die Flexibilität im Einsatz der Techniker wesentlich verbessert hat, wurde nach der Installation schnell offensichtlich: \“Das Ergebnis des Pilotversuches war, dass nun auch die komplette Haustechnik in Andritz damit umgerüstet wird\“, fasst der verantwortliche technische Leiter, Gerhard Schiefer, zufrieden zusammen. Verwendete Technologien: Ein Licht bleibt ein Licht! Ein weiterer wichtiger Schritt im \’nichts tun\‘-Konzept der Certec betrifft das Engineering. Das Projekt wird unter dem Namen Vertical. Objects geführt. Hierbei steht die herstellerübergreifende Umsetzung der gemeinsamen technischen Spezifikation der PLCopen und OPC Foundation im Mittelpunkt, die von diesen Organisationen als OPC UA Information Model for IEC61131-3 bezeichnet wird. Die Basis zur Nutzung der Vorteile dieses Standards für den HMI/Scada-Bereich ist eine OPC-UA-konforme Umsetzung, wie es das atvise scada bietet. Um nun auf das Ergebnis des OPC UA Information Model for IEC61131-3 der Zusammenarbeit von PLCopen und OPC Foundation einzugehen, so handelt es sich hier um die Wiederverwendbarkeit von Steuerungs- und Visualisierungs-Modulen und darum, deren Kommunikation zu erhöhen und somit die Effizienz beim Engineeringprozess deutlich zu steigern. Der Standard IEC61131-3 definiert verschiedene Programmiersprachen und ein Softwaremodell für die Programmierung von Steuerungssystemen. In der von beiden Organisationen verabschiedeten, gemeinsamen Spezifikation wird eine Abbildung dieses IEC61131-3 Softwaremodells auf einen OPC-UA-Server-Adressraum definiert. So entstehen z.B. aus Deklarationen von Funktionsbausteinen in der Steuerung entsprechende OPC- UA-Objekttypen und aus Instanzen der Funktionsbausteine entsprechende OPC-UA-Objekte. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass ein Steuerungsprogramm, unabhängig davon auf welcher Steuerung es ausgeführt wird und über welchen OPC-UA-Server auf die Daten zugegriffen wird, immer in die gleiche Struktur von Objekten im Adressraum umgesetzt wird. Für UA-Clients ergibt sich ein immer identischer UA-Zugriff auf semantischer Ebene. Technologien in der Praxis Im Praxiseinsatz bedeutet dies, dass ein OPC-UA-konformes HMI- oder ScadaSystem wie atvise von Certec die SPS-Objekte ohne zusätzliches Engineering übernehmen kann und viele bisher notwendige Arbeitsschritte entfallen. Diese Form der Umsetzung reduziert zudem die Komplexität der Programmierung, ist kompakter, somit besser lesbar und erleichtert Inbetriebnahme und Wartung. Da das objektorientierte Engineering bei atvise seit jeher OPC-UA- konform ist, werden Änderungen bei Objekttypen in allen Instanzen der Scada-Ebene automatisch durchgeführt. Diese Objekte sind bei atvise sehr ausführlich beschrieben und beinhalten alle parametrierspezifischen Eigenschaften wie serverseitiges Scripting, Alarming, Historisierung, Glättung, grafische Repräsentanten (Displays) usw. Unternehmen: Beckhoff und Certec demonstrieren \’Vertical.Objects\‘ Dass das Thema in der Industrie angekommen ist, zeigt sich daran, dass namhafte SPS Hersteller, die auch OPC- UA-konform sind, nun nach dem Prinzip von \’Vertical.Objects\‘ vorgehen und bereits an der Erstellung entsprechender Bibliotheken arbeiten. Ein gutes Beispiel für das Funktionieren einer Symbiose unterschiedlicher Ebenen zeigen Beckhoff und Certec. Beckhoff hat den Nutzen von OPC UA frühzeitig erkannt und UA bis in den kleinsten Embedded-SPS-Controller integriert. Die Beckhoff-Building Automation-Library Objekte stehen genormt per UA zur Verfügung. Certec kann mit atvise eine leistungsfähige Scada-Lösung auf dem UA-Standard bieten. Gemeinsam demonstriert man somit ein wirklich vertikal durchgängiges, objektorientiertes Engineering: der HMI- und Scada-Anbieter kann nun zu den SPS-Objekten der BA-Library passende Gegenstücke für die Visualisierung einmalig anfertigen, die dann vielfach wiederverwendet werden können. Diese Objekte werden in atvise namentlich aufgerufen und können durch die objektorientierte Umsetzung, die atvise scada bietet, ohne Aufwand vielfach instanziiert werden. Ein weiterer interessanter Aspekt abseits der erwähnten Arbeitserleichterung ist der Umstand, dass wiederverwendbare Objekte geschaffen werden, die der breiten Masse der Systemintegratoren und Endanwendern zur Verfügung gestellt werden könnten. Produkte mit OPC UA Dass sich OPC UA nicht nur auf Vorteile im Zusammenspiel zwischen SPS und Scada beschränkt, zeigt sich anhand des Produktes MelSYS (Alarming via Sprache und SMS) und Acron von Videc, die in ihre Produkte – ab Ende Q3 – auch OPC UA implementieren werden. Die Vorteile liegen auf der Hand: – UA bietet ein integriertes Sicherheitskonzept basierend auf aktuellen internationalen Stan- dards. Authentifizierung und Verschlüsselung sind im UA-Stack enthalten. – Gewährleistung einer Unabhängigkeit in der Kommunikation. – Betriebssystemübergreifende Ankopplung zwischen den verschiedenen Automatisie- rungsebenen. Zukünftig sollen die Produkte durch das OPC UA eine tiefere Integration der genannten Produkte in die HMI/Scada- Umgebung erfahren. Ziel ist auch hier eine schnellere und fehlerreduzierte Projektierung. Fazit