Plant Direct iT ist ein offenes, komponentenbasiertes Prozessleitsystem, das die technologischen Anforderungen an ein derartiges System in den Mittelpunkt stellt. Die Client/Server-Architektur, kombiniert mit einem objektorientierten Klassenkonzept, macht es zu einer zukunftssicheren Alternative zur konventionell programmierten Steuerung mit überlagerter Visualisierung.

Klassen – Module für die anlagenweite Automatisierung

Eine sichere Prozesssteuerung, kombiniert mit maximaler Transparenz für das Personal des Betreibers, sowie eine effiziente Projektierung sind die wesentlichen Anforderungen an ein Leitsystem, unabhängig davon, ob es für Neuanlagen, Erweiterungen oder zur Umrüstung bestehender Anlagen eingesetzt wird. Plant Direct iT ermöglicht die weitgehende Parametrierung technologischer Funktionalität. Nur die Abbildung spezifischer Anforderungen erfordert eine direkte Programmierung. Das Klassenkonzept von Plant Direct iT gewährleistet höchste funktionale Qualität, da gleichartige Objekte von genau einem Softwaremodul gesteuert und überwacht werden. Das stellt die Wiederverwendbarkeit sicher. Es ermöglicht erforderlichenfalls auch die effektive Qualifizierung des Systems und sorgt damit für die Reduzierung des Aufwandes für eine Validierung.
Plant Direct iT bietet maximale Flexibilität für Eingriffe im laufenden Betrieb und reduziert damit die Häufigkeit und Dauer von Stillständen. Das System gestattet Anpassungen im laufenden Produktionsbetrieb, ohne die Sicherheit zu vernachlässigen, da alle Änderungen vom System im Detail protokolliert werden können. Das gilt für alle Arten von Bedienhandlungen ebenso wie für Eingriffe in das Engineering der Anlage (Audit Trail).

Aufbau einer Klasse

Eine Klasse umfasst ein in sich geschlossenes System aus drei nahtlos integrierten Komponenten, das die Funktion einer technischen Einrichtung (z.B. eines Ventils) oder eines kompletten, schrittgesteuerten Prozessablaufs vollständig kontrolliert:

• Klassenbeschreibung (Class Description)
• Bediendialog (Class Dialogue)
• Steuerlogik (Class Handler)

Die Klassenbeschreibung liegt in der zentralen Datenbank des System-Servers und umfasst ein strukturiertes Abbild aller Eigenschaften dieser Klasse einschließlich aller Statusinformationen und des Befehlsatzes.
Die Bediendialoge stehen den Bedienern in den Prozessbildern auf dem Client, über den sie die Anlage steuern, zur Verfügung. Über die Bediendialoge kann jedes einzelne Objekt bedient und beobachtet werden.

Die Steuerlogik ist in der SPS implementiert und kontrolliert über die E/A-Peripherie die technische Einrichtung (z.B. das Ventil). Alle Komponenten bilden eine funktionale Einheit und synchronisieren sich in Bezug auf Statusinformationen und Betriebsparameter. Diese Parameter können im laufenden Betrieb geändert werden. Dabei besteht maximale Flexibilität sowohl bezüglich der Auswahl zu übertragender Änderungen als auch bezüglich des Übertragungszeitpunktes. Falls erforderlich, kann gezielt ein einziger Parameter zu einem ganz bestimmten Objekt im laufenden Betrieb geändert werden.
Der Systemstandard beinhaltet bereits einen umfangreichen Satz an

• technischen und
• technologischen Klassen,

der permanent weiterentwickelt wird. Das Spektrum der technischen Basisklassen reicht dabei von weitgehend equipmentneutraler Funktionalität wie Ventile, Antriebe, Messwerte und Regler über Logikfunktionen bis hin zu hochqualifizierten, equipment-spezifischen Funktionen, z.B. zur vollständigen Steuerung einer bestimmten Modellreihe von Frequenzumrichtern.
Mit dem Sequence Controller und der Object Control Matrix (OCM) stehen zwei leistungsfähige, technologische Klassen zur Abbildung kompletter Prozessabläufe zur Verfügung. Das System unterstützt außerdem die Entwicklung und vollständige Integration anwendungsspezifischer Klassen oder Klassenbibliotheken. Die dafür erforderliche Infrastruktur einschließlich Vorlagen und Dokumentation ist im Systemstandard verfügbar.
Plant iT-Objekte sind kaskadierbar und bieten ein API, das es erlaubt, sie aus konventionellem SPS-Code heraus anzusprechen.
Da die Plant iT-Systemsoftware und applikationsspezifische SPS-Programme parallel in einer Steuerung betrieben werden können, erlaubt das System auch die Umsetzung von sehr komplexen Aufgabenstellungen.

Video Mode

Die Klassen unterstützen außerdem den Video Mode, eine Funktion von Plant Direct iT, mit der Abläufe aus der Vergangenheit direkt in der Bedienoberfläche „abgespielt“ werden können, um das Personal bei der Fehlerdiagnose zu unterstützen.

Durchgängigkeit vom Ventil bis zur Ablaufsteuerung

Plant Direct iT bietet nicht nur Klassen für technische Objekte. Zusätzlich stehen Klassen zur Parametrierung kompletter Prozessabläufe nach verschiedenen Methoden zur Verfügung. Insbesondere kontinuierliche Prozesse werden bevorzugt durch eine rein verriegelungsbasierte Ablaufsteuerung abgebildet. Dazu steht neben den Klassen für Automatisierungsobjekte eine Logik-Klasse zur Verfügung, mit deren Hilfe die Ansteuerungs- und Verriegelungsbedingungen für jedes einzelne Objekt parametriert werden können.
Die zweite Methode ist die Abbildung von Prozessabläufen in Form von Schrittketten und auch hierfür stellt Plant Direct iT entsprechende Klassen zur Verfügung:
Die Klasse „OCM“ ermöglicht die Parametrierung der Ansteuerungen und Überwachungen einer definierbaren Gruppe technischer Objekte (Aktoren und Sensoren) für verschiedene Aktivitäten, die im Prozessablauf auszuführen sind. In einer Matrix wird für jedes Objekt parametriert, wie es
bei Aufruf jeder einzelnen Aktivität behandelt werden soll (z.B. Überwachen auf Zustand „Aus“ und „Alarm“ bei der Aktivität „Eigensicher“). Die in einer OCM definierten Aktivitäten sind von einer überlagerten Ablaufsteuerung in beliebiger Kombination aufrufbar.
Die Klasse „Sequence Controller“ ermöglicht die Parametrierung kompletter Abfolgen von Prozessschritten einschließlich der benötigten Transitionen und Sprungziele. Der Aufruf der in einer OCM parametrierten Aktivitäten aus den Schritten heraus führt damit zu einer durchgängig parametrierten Ablaufsteuerung.

Effiziente Quell-/Zielsteuerung

Die Verwendung von Sequence Controller und OCM ermöglicht eine variable Prozessführung hinsichtlich der zugeordneten Anlagen- Ressourcen. Die Parametrierung der von einer OCM zu nutzenden technischen Objekte erfolgt in Form von Objektlisten, die dann dynamisch einer OCM-Matrix zugeordnet werden können. Auf diese Weise müssen die Aktivitäten für einen bestimmten Ablauf nur einmalig parametriert werden. Sie können aber durch Kombination mit verschiedenen Objektlisten für unterschiedliche Ressourcen (z.B. Quelltanks) ausgeführt werden.

Rezeptursteuerung

Plant Direct iT bietet spezielle Funktionalität für rezepturgesteuerte Prozesse basierend auf einem vereinfachten prozeduralen Modell. Prozessabläufe werden in Form von Prozeduren beschrieben, die aus einer oder mehreren Teilprozeduren bestehen und diese widerum umfassen eine oder mehrere Operationen. Jede Teilprozedur entspricht einer Instanz der Klasse Sequence Controller, die für diese Instanz definierten Schritte den Operationen. Durch Kombination einer solchen Prozedur mit verschiedenen Parametersätzen gleicher Struktur lassen sich Grundrezepte erzeugen, z.B. zur Herstellung verschiedener Produkte nach dem gleichen Verfahren.
Das System unterscheidet zwischen Rezept- und Equipmentparametern. Für die Rezeptparameter stehen verschiedene Ersetzungsmethoden zur Wahl, die für jeden Parameter separat festlegen, ob er bezogen auf ein Rezept als Konstante zu behandeln ist oder z.B. beim Start eines Prozessablaufs individuell festgelegt werden kann. Equipmentparameter sind bezogen auf Rezepte immer Konstante, da sie produktunabhängige, lediglich technische Eigenschaften von Anlagenkomponenten beschreiben. Damit bietet das Prozessleitsystem Plant Direct iT umfangreiche Möglichkeiten zur Automatisierung rezepturgesteuerter Prozesse.

Prozesssteuerung mit Materialbezug

Plant Direct iT erlaubt die Realisierung von Automatisierungslösungen mit Materialbezug. Plant iT material, die Systemkomponente für prozessnahes Material-Management, kann direkt aus der Prozesssteuerung heraus angesprochen werden. Über systeminterne Standardfunktionen können transaktionsgenaue Buchungssätze für jede einzelne Materialbewegung praktisch in Echtzeit aus dem laufenden Prozess heraus erzeugt werden. Damit ist eine materialbezogene Prozessführung einschließlich Bestandsführung und – in Kombination mit einer überlagerten Auftragsverwaltung – auch Chargenverfolgung möglich.