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Vortrag DESY Zeuthen, 13. 03. 2007 13. 03. 2007 Folie 01 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft The Control.

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1 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 01 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft The Control System of Strahlungsquelle ELBE at Forschungszentrum Dresden-Rossendorf

2 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 02 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Verbindung WinCC-Bedienoberfläche (Maschienensteuerung) und Bilderfassungssystem (Strahldiagnose) WinCC-Bedienoberfläche der Strahlungsquelle ELBE Zugriffsmöglichkeiten für externe Applikationen - Realisierung einer konsequenten Client- / Server-Struktur - Verwendete Informationssverbindungen: Ethernet, MPI-/ Profi-Bus, Spezialbus für elektr. Drehgeber - Bedienstrategie: Aufgabenteilung SPS (SIMATIC) Bedien-PC (WinCC) - hierarchisch strukturierte Prozessbilder Grundstruktur des Leitsystems der Strahlungsquelle ELBE - ELBE Vision - OPC-Gateway - Diagnosetools - SQL-Datenzugriffe - Add ons

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4 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 04 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Bedienstrategie: Aufgabenteilung SIMATIC WinCC (PCs) SIMATIC: direkte / unmittelbare Prozesssteuerung (Ausgabe analoger und digitaler Führungsgrößen) Datenerfassung (incl. Konvertierung bzw. Normierung) Überwachung / Erfassung von Alarmzuständen Verriegelung kritischer Prozessgrößen (Ventile, Strahldiagnoseelemente u.ä.) Realisierung zeitkritischer Ablaufsteuer- oder Regelvorgänge mehrere SPSn können parallel laufen, d.h. die Steuerprogrammschleifen werden unabhängig voneinander abgearbeitet WinCC (Bedien-PCs): Sollwertvorgabe von Prozessführungsgrößen (Prozessvariable) durch manuelle Bedienereingaben oder Abarbeitung von Steuerprozeduren Numerische / grafische Darstellung von Prozessvariablen (Visualisierung) Darstellung von Prozessabläufen und Prozessschemen Archivierung der (ausgewählten) Prozessdaten Darstellung der archivierten Daten in Kurven, Diagrammen und Tabellen Alarmbehandlung und – archivierung (automatisch) Logging der Bedienvorgänge ( Scriptanbindung an Bedienelemente (- buttons) Umfang der Aufgaben und Bedienungsmöglichkeiten (örtlich gesehen: konzentriert bzw. räumlich verteilt, einschließlich Fernsteuerung) bedingt ein Mehrrechnersystem (Client- / Server-System)

5 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 05 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft WinCC (Windows Control Center) Konfigurationen / Mengengerüste (V. 6.0) Einplatz- Projekte:- Win 2000 Professional, Win 2000 Server, Windows Server 2003, Windows XP (MS SQL Server 2000) - Hardware-Kommunikationskontroller (MPI / Profi-Bus) Mehrplatz- Projekte: Max. 12 WinCC Server - Win 2000 Server, Windows Server 2003 (+ 12 red. WinCC Server) (MS SQL Server 2000) - Hardware-Kommunikationskontroller (MPI / Profi-Bus) Multi-Server/(Client)- Projekte: je max. 32 WinCC (SCADA-) Clients - Win 2000 Professional, Windows XP (MS SQL Server 2000) oder 1 WinCC (Engineering-) Client - Win 2000 Professional, Windows XP (MS SQL Server 2000) + max. 50 WinCC Web-Clients - Win 2000 Professional, Windows XP 1 WinCC Server - Win 2000 Server, Windows Server 2003 (+ red. WinCC Server) (MS SQL Server 2000) - Hardware-Kommunikationskontroller (MPI / Profi-Bus) max. 32 WinCC (SCADA-) Clients - Win 2000 Professional, Windows XP (MS SQL Server 2000) + max. 3 WinCC Web-Clients - Win 2000 Professional, Windows XP

6 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 06 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Übersicht WinCC- Projekt ELBE-Strahlungsquelle (Mehrplatz- Projekt) Hilfsmittel: Steuerung der kompletten Projektierung Parallelarbeit mehrerer Entwickler (mit Einschränkungen auch im Run- Time-Mode möglich) Erzeugen / Verwalten von Projekten Erzeugen / Verwalten / Anzeigen von Prozessvariablen Verbindung zu Step 7- Prokekten auf SPS möglich Export / Import von Symbol- (Prozessvariablen-) Listen 1 WinCC- Projekt ELBE-Control für 1 WinCC Server und 25 WinCC Clients Erstellung / Projektierung auf WinCC Server oder WinCC Client möglich Voraussetzung:Projektierungslizenz auf 1 WinCC-PC (RCMax. ca EUR) (Demomode 1 h mit Abspeicherungsmöglichkeit !) Wincc- Explorer:

7 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 07 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Graphics Designer: Erstellen / Bearbeiten von Prozessbildern Global Script: Programmierung von Aktionen und Prozessfunktionen in C und VB Dynamisierung von Prozessobjekten Tag Logging: Messwertarchivierung (Kurzzeit- und Langzeitarchive) und Verarbeitung (Funktionen mit Archivierung gekoppelt) Alarm Logging: Erzeugen von Meldungen und Auslösung von Aktionen incl. automatischer Archivierung Report Designer: Erstellung von Prozessdokumentationen User Administrator: Verwalten von Userdaten Vergabe / Zuordnung von Berechtigungen (unabhängig von Windows), die i.d.R. an Prozessbildobjekte gebunden sind. Text Library: Sprachumschaltung von Meldungen und Beschriftungen Cross Reference: ermittelt Variablenverwendung in Prozessbildern und Scripten realisiert Umverdrahtungen Online-Änderunsladen: ermöglicht u.a. die Veränderung der Symbolliste auf Projektierungsclient ohne Run-Time-System zu beeinflussen (V. 6.0) Wirksamwerden erst nach entsprechendem Kommando + Funktionsmodule (Editoren + Run-Time-Module):

8 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 08 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Abarbeitung von Projekten ( Run Time Mode Mehrplatz-Projekt) Auf allen aktiven WinCC- Rechnern läuft das gleiche Projekt Ablage / Verwaltung des aktiven Projektes erfolgt auf WinCC Server Abarbeitung läuft parallel auf WinCC Server und allen aktiven WinCC Clients vor jedem Run wird aktuelles Projekt vom WinCC Server geladen alle Funktionsmodule haben eigenen Run-Time- Modul (Speicheroptimierung: Clients können unter- schiedlich konfiguriert werden) w ichtiger Funktionsmodul: Data Manager Data Manager auf WinCC Server - alleinige Verbindung zur Prozess-Peripherie über Kommunikationstreiber (Profi-Bus: S7- / FMS-Protokoll) - Aufbau von Datenkanälen (SPS- Verbindungen) bei Projektierung Data Manager auf WinCC Clients - Verbindung mit Data Manager auf WinCC Server über Ethernet - Aktualisierung der Prozessbilder entsprechend der Zykluszeiten der einzelnen Prozessbildelemente Data Manager optimiert Datenzugriffe - Aktualisierung nur der Daten auf den aktiven Prozessbildern und aktiven Scripten (Aktionen) - Übertragung der Daten nur bei Veränderungen - kleinste Zykluszeiten: 250 ms (Problem: SQL- Zugriffe auf Datenbank)

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42 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 42 Zentralabteilung Forschungstechnik Roland Jainsch Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Video-System am ELBE-Beschleuniger und Beamline Aufbau Einsatz analoger Kameras, Monitore und Video-Multiplexer (CCIR) ca. 80 Videokameras KH500 (Statikon) und JAI-A55 (CCD)ca. 80 Videokameras KH500 (Statikon) und JAI-A55 (CCD) PCI-1407 Frame GrabberPCI-1407 Frame Grabber Ernitec SYSTEM 1000 Video-Switch (5x)Ernitec SYSTEM 1000 Video-Switch (5x) Video-PotentialtrennerVideo-PotentialtrennerAufgaben Monitoring des Elektronenstrahls im "Viewer-ModeMonitoring des Elektronenstrahls im "Viewer-Mode Bildbearbeitung und Berechnung des StrahlprofilsBildbearbeitung und Berechnung des Strahlprofils Speicherung der Bilder und ProfileSpeicherung der Bilder und Profile Übertragung zum Diagnoserechner (Emittanz-Berechnung)Übertragung zum Diagnoserechner (Emittanz-Berechnung)

43 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 43 Zentralabteilung Forschungstechnik Roland Jainsch Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Video-System am ELBE-Beschleuniger und FEL

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46 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 46 Zentralabteilung Forschungstechnik Roland Jainsch Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Universeller Gateway zum Datenaustausch an der Strahlungsquelle ELBE Motivation –Die in den Experimenten gewonnenen Daten müssen mit den aktuellen Einstellungen des Beschleunigers/FELs verknüpft werden können –Der Anlagenoperator muss aktuelle Informationen über relevante Daten des Experiments erhalten –Die Experimentatoren sollen bestimmte Einstellungen des Beschleunigers/FELs verändern können –Integration von PCs in die Anlagensteuerung

47 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 47 Zentralabteilung Forschungstechnik Roland Jainsch Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Universeller Gateway zum Datenaustausch an der Strahlungsquelle ELBE Lösung –PC mit Profibus-Karten (Verbindung zu SPSen) 2 Netzwerkkarten (Verbindung zum internen ELBE-LAN bzw. Intranet) –Zugriffskontrolle Projektierung der Datenbausteine mit Zugriffsrechten –Software OPCServer.SimaticNET LabWindows/CVI-Programm OPC-Schnittstelle zum Leitsystem TCP-Server als Nutzerschnittstelle

48 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 48 Zentralabteilung Forschungstechnik Roland Jainsch Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Universeller Gateway zum Datenaustausch an der Strahlungsquelle ELBE Anwendungen –Kernphysik-Experimente VME-System mit LynxOS (MBS readout software) –BPM-Datenübergabe an das Leitsystem (WinCC) PC mit LabVIEW –Cavity-Length-Scan PC mit LabVIEW –Gap-Scan FELBE-Experimente PC mit LabVIEW

49 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 49 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Finanzielle Aufwendungen – Preise für Softwarelizenzen + spez. Hardware BESCHREIBUNG DER SOFTWAREKOMPONENTEL-Preis WINCC-SYSTEMSOFTWARE V6.2, RUNTIME, AUF CD-ROM RT128 (128 POWER TAGS) DEUTSCH, ENGLISCH, FRANZOESISCH ITALIENISCH, SPANISCH EINZELLIZENZ 2115 WINCC-SYSTEMSOFTWARE V6.2, RUNTIME, AUF CD-ROM RTMAX (64K POWER TAGS) DEUTSCH, ENGLISCH, FRANZOESISCH ITALIENISCH, SPANISCH EINZELLIZENZ WINCC-SYSTEMSOFTWARE V6.2, KOMPLETT, AUF CD-ROM RCMAX (64K POWER TAGS) DEUTSCH, ENGLISCH, FRANZOESISCH ITALIENISCH, SPANISCH EINZELLIZENZ WINCC OPTION KOMMUNIKATIONSKANAL PROFIBUS-FMS, V 5.0 (S7-Komm. Im Grundpaket)550 WINCC OPTION SERVERBETRIEB FUER VERSION 5.0 (6.0)2.890 WINCC OPTION ARCHIVE 1500 FUER VERSION 6.0 (512 GP - bis ca EUR)2.300 WINCC OPTION REDUNDANZPAKET FUER VERSION V5.0 (6.0)2890 SIMATIC PCS7. STORAGE ZUR LANGZEITDATEN- ARCHIVIERUNG AUF EXTERNE LAUFWERKE, Z.B.:MOD/EOD MELDUNGSARCHIV, MESSWERT- ARCHIV, UND PROTOKOLLE WERDEN NACH PARAMETRIERBAREM ZEIT- ZYKLUS AUSGELAGERT 562 SIMATIC NET, PB OLM/P12 V3.1 OPTICAL LINK MODULE MIT 1 RS485 UND 2 PLASTIK-LWL- SCHNITTSTELLE (4 BFOC-BUCHSEN), MIT MELDE- KONTAKT UND MESSAUSGANG INKLUSIVE 4 BFOC-STECKER 378 SIMATIC NET, CP 5614, PCI-KARTE (32BIT) M. MASTER- U. SL.ANSCHL AN PB INKL.DP-BASE SW M. NCM PC DP-RAM INTERF.F.DP-MASTER INKL. PG- UND FDL-PROTOKOLL SINGLE LICENSE F.1 INSTALLATION R-SW, SW + ELEKTR. HB AUF CD KLASSE A, 2-SPRACHIG (D,E) ABLAUFFAEHIG UNT. 1120

50 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 50 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Datenzugriffe von externen Applikationen (ca EUR): eigene Applikation (Voraussetzung: WinCC Web Navigator Server) - Anzeige und Auswertung aktueller Prozesszustände und historischer Daten von einem beliebigen PC aus (über Inetrnet Explorer o.ä.). - Protokollierwerkzeug, das Archivdaten und aktuelle Prozess- werte aus WinCC in MS Excel-Tabellen integriert und somit die Auswertung und Darstellung mit Mitteln von Excel erlaubt. WinCC/Connectivity Pack (ca. 990 EUR): SQL-Schnittstelle für die WinCC-Archive (gepackte Archive) - Zugriffstechniken: OLE-DB, OPC HDA und OPC XML - Datenauslese aus Archiv und Speicherung als Textdatei (z.B. für Origin)

51 Vortrag DESY Zeuthen, Folie 51 Zentralabteilung Forschungstechnik Karl-Wilhelm Leege Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Bedienen und Beobachten über das Web WinCC/Web Navigator (ca EUR incl. 3 Client-Lizenz): voller WinCC-Zugriff über das Web mit Standard-PCs - WinCC Web Navigator Server Installation auf WinCC Scada-Client (WinCC Einplatzsystem, WinCC Server) Kommunikation mit max. 50 Web-Clients Lizenzen: 3, 10, 25, 50 Web-Clients ( gleichzeitig ) Web Server Farmen (mehrere Hundert Clients) - WinCC Web Navigator Clients Installation auf Standard-PC lizenzfrei


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