DE102007007539A1

DE102007007539A1 - Prozessleitsystem mit einer nicht-redundanten Austauschkomponente und Verfahren zu deren funktionalen Stilllegung unter Verwenden einer Migrationskomponente

Info

Publication number: DE102007007539A1
Application number: DE102007007539A
Authority: DE
Inventors: Gerd Arzberger; Horst Walz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-21
Also published as: WO2008098998A1

Abstract

Ein Prozessleitsystem für eine Anlage weist eine nicht-redundante Austauschkomponente auf, wobei das Prozessleitsystem derart eingerichtet ist, dass die Funktion der Austauschkomponente auf eine geeignete Migrationskomponente temporär migrierbar ist und dabei die Austauschkomponente ohne eine Funktionseinschränkung des Prozessleitsystems funktional stilllegbar ist. Die Migrationskomponente ist individuell für eine und/oder mehrere ausgewählte Austauschkomponente(n) konfigurierbar. Ein Verfahren zur funktionalen Stilllegung der nicht-redundanten Austauschkomponente unter Verwenden der Migrationskomponente weist die Schritte auf: Einrichten der Migrationskomponente, derart, dass die Funktion von der Austauschkomponente auf die Migrationskomponente migrierbar ist; Anschließen der Migrationskomponente an das Prozessleitsystem; Migration der Funktion der Austauschkomponente auf die Migrationskomponente und funktionelles Stilllegen der Austauschkomponente.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prozessleitsystem für eine Anlage, insbesondere ein Kraftwerk, mit einer nicht-redundanten Austauschkomponente und ein Verfahren zur funktionalen Stilllegung der nicht-redundanten Austauschkomponente in dem Prozessleitsystem.
Eine Anlage, beispielsweise ein Kraftwerk, ist aus einer Vielzahl von Kraftwerkskomponenten zusammengesetzt. Beim Betrieb des Kraftwerks wirken die einzelnen Kraftwerkskomponenten in komplexer Art und Weise zusammen. Zum Steuern des Kraftwerks sind die einzelnen Kraftwerkskomponenten entsprechend anzusteuern. Hierfür ist eine Vielzahl von Betriebsdaten der Kraftwerkskomponenten zu erfassen, auszuwerten und zur Erzielung einer gewünschten Betriebsweise des Kraftwerks in diesem umzusetzen.
Das Kraftwerk ist mit einem Prozessleitsystem ausgestattet, mit dem die Erfassung und Auswertung der Betriebsdaten bewerkstelligt wird. Das Prozessleitsystem stellt einem Kraftwerksfahrer die Auswertung von Betriebsdaten zur Verfügung, auf deren Basis der Kraftwerksfahrer das Kraftwerk fahren kann. Außerdem kann der Kraftwerksfahrer mittels des Prozessleitsystems eine Manipulation der einzelnen Kraftwerkskomponenten vornehmen.
Das Prozessleitsystem weist prozessnahe Komponenten auf, die mit Feldsensoren und Feldaktuatoren zusammenwirken, die im Feld in bzw. an den Kraftwerkskomponenten installiert sind. Ferner weist das Prozessleitsystem eine Bedien- und Beobachtungsstation auf, die einerseits der Visualisierung von Betriebsdaten dient und andererseits dem Kraftwerksfahrer eine Bedienoberfläche zum Fahren des Kraftwerks bereitstellt.
Zwischen den prozessnahen Komponenten und der Bedien- und Beobachtungsstation ist ein Server geschaltet, mit dem die Verarbeitung der Betriebsdaten bewerkstelligt wird. Die Betriebsdaten werden zwischen den prozessnahen Komponenten und der Bedien- und Beobachtungsstation via den Server ausgetauscht.
Herkömmlich ist das Prozessleitsystem mit einem Systembus, via den die prozessnahen Komponenten mit dem Server verbunden sind, und einen Terminalbus ausgestattet, mit dem die Bedien- und Beobachtungsstation mit dem Server verbunden ist. Der Systembus ist insbesondere ein serieller, externer Bus, beispielsweise ein Profibus.
Ist der Server außer Betrieb gesetzt, beispielsweise aufgrund eines Defekts oder während Wartungsarbeiten, ist der Datentransfer zwischen den prozessnahen Komponenten und der Bedien- und Beobachtungsstation unterbrochen. Dadurch ist das Prozessleistsystem nicht funktionstüchtig, so dass das Kraftwerk nicht mittels des Prozessleitsystems gefahren werden kann.
Um dies abzuwenden, ist es bekannt, das Prozessleitsystem mit einem zum Server redundanten Redundanzserver auszustatten. Im Falle, dass der Server abgeschaltet ist, kann der Redundanzserver an die Stelle des Servers treten, wodurch der Betrieb des Prozessleitsystems aufrecht erhalten ist. Dadurch, dass entweder nur der Server oder nur der Redundanzserver in Betrieb geschaltet ist, wird der jeweils andere, nicht in Betrieb geschaltete Server nicht genutzt. Somit ist der Ausrüstungsaufwand für das Prozessleitsystem hoch, so dass das Prozessleitsystem teuer ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Prozessleitsystem für eine Anlage zu schaffen, das einfach wartbar und kostengünstig ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Warten des Prozessleitsystems zu schaffen.
Das erfindungsgemäße Prozessleitsystem für eine Anlage weist eine nicht-redundante Austauschkomponente auf, wobei das Prozessleitsystem derart eingerichtet ist, dass die Funktion der Austauschkomponente auf eine geeignete Migrationskomponente temporär migrierbar ist und dabei die Austauschkomponente ohne eine Funktionseinschränkung des Prozessleitsystems funktional stilllegbar ist.
Die Austauschkomponente ist eine Automatisierungskomponente, beispielsweise ein Server. Bei einer Manipulation der Austauschkomponente kann die Funktionsfähigkeit des Prozessleitsystems beeinträchtigt sein. So ist beispielsweise bei hardware- und/oder softwaremäßigen Wartungsarbeiten an der Austauschkomponente diese funktional in dem Prozessleitsystem stillzulegen. Dies kann beispielsweise ein vollständiges Abschalten der Austauschkomponente bedeuten. Dadurch ist die Funktionsfähigkeit der Austauschkomponente in dem Prozessleitsystem nicht mehr erhalten, wodurch die Funktionsfähigkeit des Prozessleitsystems eingeschränkt ist.
Durch das erfindungsgemäße Einrichten des Prozessleitsystems derart, dass die Funktion der Austauschkomponente auf die geeignete Migrationskomponente temporär migrierbar ist, kann in das Prozessleitsystem die Migrationskomponente eingebaut werden, so dass bei der funktionalen Stilllegung der Austauschkomponente die Migrationskomponente die Funktion der Austauschkomponente übernehmen kann. Dadurch ist die Funktion des Prozessleitsystems erhalten, obwohl die Austauschkomponente funktional stillgelegt ist.
In dem erfindungsgemäßen Prozessleitsystem ist die Austauschkomponente als nicht-redundant vorgesehen. D. h., in dem Prozessleitsystem ist per se eine Komponente nicht vorgesehen, die die Funktionalität der Austauschkomponente übernehmen könnte. Somit weist das Prozessleitsystem wenig Bauteile auf, wodurch es kostengünstig ist.
Bevorzugt weist das Prozessleitsystem einen Systembus und einen Terminalbus auf, an die die Austauschkomponente angeschlossen ist bzw. von denen die Austauschkomponente getrennt ist und an die die Migrationskomponente anschließbar ist.
Dadurch kann die Datenkommunikation zwischen dem Prozessleitsystem und der Migrationskomponente via den Systemsbus und den Terminalbus bewerkstelligt werden. Da der Systembus und der Terminalbus mit bekannten Standards betrieben werden können, ist eine spezielle Anpassung der Migrationskomoponente an das Prozessleitsystem vorteilhaft nicht notwendig.
Die erfindungsgemäße Migrationskomponente für das Prozessleitsystem ist individuell für eine und/oder mehrere ausgewählte Austauschkomponente(n) konfigurierbar.
Weist das Prozessleitsystem mehrere nicht-redundante Austauschkomponenten auf, die beispielsweise nacheinander funktional stillgelegt werden sollen, kann zur jeweiligen Funktionsübernahme der mehreren Austauschkomponenten vorteilhaft ein und dieselbe Migrationskomponente verwendet werden. Hierfür ist die Migrationskomponente für beispielsweise eine erste Austauschkomponente zu konfigurieren und in das Prozessleitsystem zur Übernahme der Funktion der ersten Austauschkomponente einzubauen. In analoger Weise ist beim Stilllegen beispielsweise einer zweite Austauschkomponente zu verfahren.
Bevorzugt ist die Migrationskomponente ein Standard-PC, auf den eine Betriebssoftware installiert ist, die eingerichtet ist die Funktionalität der ausgewählten Austauschkomponente zu übernehmen.
Bevorzugt ist die Migrationskomponente für eine und/oder mehrere ausgewählte Austauschkomponente(n) mobil einsetzbar.
Dadurch ist die Migrationskomponente an örtlich unterschiedlichen Stellen im Prozessleistsystem oder in verschiedenen Prozessleitsystemen einsetzbar. Somit kann vorteilhaft beispielsweise ein Systemtechniker die Migrationskomponente in seiner Werkstatt entsprechend konfigurieren, die Migrationskomponente in das Feld zu dem Prozessleitsystem bringen und dort entsprechend an das Prozessleitsystem anschließen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur funktionalen Stilllegung einer nicht-redundanten Austauschkomponente in einem Prozessleitsystem unter Verwenden der Migrationskomponente weist die Schritte auf: Einrichten der Migrationskomponente derart, dass die Funktion von der Austauschkomponente auf die Migrationskomponente migrierbar ist; Anschließen der Migrationskomponente an das Prozessleitsystem; Migration der Funktion der Austauschkomponente auf die Migrationskomponente; und funktionelles Stilllegen der Austauschkomponente.
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Anschließen der Migrationskomponente an ein Bus-System des Prozessleitsystems, an das die Austauschkomponente angeschlossen ist.
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Initialisieren der Migrationskomponente durch Übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufzeitdaten von der Austauschkomponente auf die Migrationskomponente.
Dadurch wird die Migrationskomponente hinsichtlich des in der Austauschkomponente befindlichen Datenbestands aktualisiert, so dass die Migrationskomponente die Funktion der Austauschkomponente übernehmen kann.
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Abschalten und/oder manipulieren der Austauschkomponente.
Dadurch, dass die Migrationskomponente die Funktionalität der Austauschkomponente in dem Prozessleitsystem übernommen hat, kann ohne eine Funktionseinschränkung des Prozessleitsystems die Austauschkomponente abgeschaltet und/oder manipuliert werden.
Unter Abschalten der Austauschkomponente wird beispielsweise das Wegnehmen der Leistungszuführung zu der Austauschkomponente verstanden. Unter Manipulieren der Austauschkomponente wird beispielsweise das Installieren einer Software auf der Austauschkomponente, insbesondere einer Betriebssoftware, insbesondere eines Updates der Betriebssoftware, verstanden.
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Initialisieren der Austauschkomponente durch Übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufzeitsdaten von der Migrationskomponente auf die Austauschkomponente.
Dadurch wird erreicht, dass die Austauschkomponente von der Migrationskomponente mit einem aktualisierten Datensatz beliefert wird, auf dessen Basis die Austauschkomponente wieder in Betrieb nehmbar ist.
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Abschalten und/oder Abtrennen der Migrationskomponente von dem Prozessleitsystem.
Dadurch ist die Migrationskomponente in dem Prozessleitsystem funktional nicht mehr integriert, so dass das Prozessleitsystem ohne der Migrationskomponente betrieben werden kann.
Die Migrationskomponente kann dann bevorzugt individuell für eine andere Auswahlkomponente in einem anderen Prozessleitsystem konfiguriert werden und darin zum Übernehmen der Funktion der anderen Austauschkomponente vorgesehen werden.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Prozessleitsystems, der erfindungsgemäßen Migrationskomponente und des erfindungsgemäßen Verfahrens an hand der beigefügten schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt die
1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des Prozessleitsystems mit der Migrationskomponente.
Ein Prozessleitsystem 1 weist mehrere prozessnahe Komponenten 2 auf, die mit Feldsensoren und Feldaktuatoren (nicht gezeigt) zusammenwirken. Ferner weist das Prozessleitsystem 1 eine Bedien- und Beobachtungsstation 3 auf, mit der die von den prozessnahen Komponenten 2 gelieferten Daten visualisiert sind und mit der die prozessnahen Komponenten 2 über eine Dateneingabe in die Bedien- und Beobachtungsstation 3 steuerbar sind.
Das Prozessleitsystem 1 weist eine Automatisierungskomponente 4 und eine Austauschkomponente 5 auf. Ferner weist das Prozessleitsystem 1 einen Systembus 9, via den die prozessnahen Komponenten 2 und die Automatisierungskomponente 4 datenübertragend verbunden sind, und einen Terminalbus 10 auf, via den die Bedien- und Beobachtungsstation 3 mit der Automatisierungskomponente 4 datenübertragend verbunden ist.
Die Austauschkomponente 5 weist Schnittstellen 7 auf, mittels denen die Austauschkomponente 5 sowohl an den Systembus 9 als auch an dem Terminalbus 10 datenübertragend anschließbar ist.
In der Fig. sind die Schnittstellen 7 der Austauschkomponente 5 unterbrochen dargestellt, so dass die Datenübertragung zwischen der Austauschkomponente 5 und dem Systembus 9 und dem Terminalbus 10 unterbunden ist. Dadurch ist die Austauschkomponente 5 in dem Prozessleistsystem 1 nicht angeschlossen.
An dem Prozessleitsystem 1 ist eine Migrationskomponente 6 vorgesehen, die Schnittstellen 8 aufweist, mit denen die Migrationskomponente 6 sowohl an den Systemsbus 9 als auch an den Terminalbus 10 datenübertragend angeschlossen ist.
Die Migrationskomponente 6 ist derart konfiguriert, dass sie die Funktion der Austauschkomponente 5 in dem Prozessleitsystem 1 übernehmen kann.
Ferner ist die Migrationskomponente 6 derart eingerichtet, dass sie auch auf die Automatisierungskomponente 4 konfigurierbar ist, so dass die Migrationskomponente 6 die Funktion der Automatisierungskomponente 4 in dem Prozessleitsystem 1 übernehmen könnte.
Außerdem ist die Migrationskomponente 6 derart eingerichtet, dass sie derart konfigurierbar ist, dass sie sowohl die Funktion entweder der Automatisierungskomponente 4 oder die Funktion der Austauschkomponente 5, und insbesondere ggf. auch gleichzeitig die Funktionen der Automatisierungskomponente 4 und der Austauschkomponente 5 übernehmen könnte.
Ein Verfahren zum Warten der Austauschkomponente 5 weist die folgenden Schritte auf:
Konfigurieren der Migrationskomponente 6 für die Austauschkomponente 5, so dass die Funktion der Austauschkomponente 5 auf die Migrationskomponente 6 migrierbar ist.
Anschließen der Migrationskomponente 6 mit ihren Schnittstellen 8 an den Systembus 9 und an den Terminalbus 10 in das Prozessleitsystem 1.
Initialisieren der Migrationskomponente 6 durch Übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufdaten von der Austauschkomponente 5 auf die Migrationskomponente 6.
Migration der Funktion der Austauschkomponente 5 auf die Migrationskomponente 6.
Abschalten der Austauschkomponente 5 durch Unterbrechen der Schnittstellen 7 der Austauschkomponente 5 von dem Systembus 9 und dem Terminalbus 10. Dadurch wird die Austauschkomponente 5 in dem Prozessleitsystem 1 funktional stillgelegt. Dadurch kann zur Wartung der Austauschkomponente 5 an dieser eine Manipulation vorgenommen werden.
Verbinden der Schnittstellen 7 der Austauschkomponente 5 mit dem Systemsbus 9 und dem Terminalbus 10.
Initialisieren der Austauschkomponente 5 durch Übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufdaten von der Migrationskomponente 6 auf die Austauschkomponente 5.
In Betrieb nehmen der Austauschkomponente 5 in dem Prozessleitsystem 1.
Abschalten und/oder Abtrennen der Migrationskomponente 6 von dem Prozessleitsystem 1.
Wegnehmen der Migrationkomponente 6 von dem Prozessleitsystem 1.
Eventuelles neues Konfigurieren der Migrationskomponente 6 für eine andere Austauschkomponente, beispielsweise der Automatisierungskomponente 4.
Ein Verfahren zur funktionalen Stilllegung der Automatisierungskomponete 4 gestaltet sich in analoger Weise als das vorgehend beschriebene Verfahren zur funktionalen Stilllegung der Austauschkomponente 5.

1: Prozessleitsystem
2: prozessnahe Komponente
3: Bedien- und Beobachtungsstation
4: Automatisierungskomponente
5: Austauschkomponente
6: Migrationskomponente
7: Schnittstelle der Austauschkomponente
8: Schnittstelle der Migrationskomponente
9: Systembus
10: Terminalbus

Claims

Prozessleitsystem (1) für eine Anlage, mit einer nicht-redundanten Austauschkomponente (5), wobei das Prozessleitsystem (1) derart eingerichtet ist, dass die Funktion der Austauschkomponente (5) auf eine geeignete Migrationskomponente (6) temporär migrierbar ist und dabei die Austauschkomponente (5) ohne eine Funktionseinschränkung des Prozessleitsystems (1) funktional stilllegbar ist.
Prozessleitsystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Prozessleitsystem (1) einen Systembus (9) und einen Terminalbus (10) aufweist, an die die Austauschkomponente (5) angeschlossen ist bzw. von denen die Austauschkomponente (5) getrennt ist und an die die Migrationskomponente (6) anschließbar ist.
Migrationskomponente (6) für ein Prozessleitsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Migrationskomponente (6) individuell für eine und/oder mehrere ausgewählte Austauschkomponente(n) (5) konfigurierbar ist.
Migrationskomponente (6) gemäß Anspruch 3, wobei die Migrationskomponente (6) für eine und/oder mehrere ausgewählte Austauschkomponente(n) (5) mobil einsetzbar ist.
Verfahren zur funktionalen Stilllegung einer nicht-redundanten Austauschkomponente (5) in einem Prozessleitsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 unter Verwenden einer Migrationskomponente (6), mit den Schritten: – Einrichten der Migrationskomponente (6) derart, dass die Funktion von der Austauschkomponente (5) auf die Migrationskomponente (6) migrierbar ist; – Anschließen der Migrationskomponente (6) an das Prozessleitsystem (1); – Migration der Funktion der Austauschkomponente (5) auf die Migrationskomponente (6); und – funktionales Stilllegen der Austauschkomponente (5).
Verfahren gemäß Anspruch 5, mit dem Schritt: – Anschließen der Migrationskomponente (6) an ein Bus-System (9, 10) des Prozessleitsystems (1), an das die Austauschkomponente (5) angeschlossen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, mit dem Schritt: – Initialisieren der Migrationskomponente (6) durch übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufzeitdaten von der Austauschkomponente (5) auf die Migrationskomponente (6).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 oder 7, mit dem Schritt: – Abschalten und/oder Manipulieten der Austauschkomponente (5).
Verfahren gemäß Anspruch 8, mit dem Schritt: – Initialisieren der Austauschkomponente (5) durch übertragen von Konfigurationsdaten und/oder Prozesslaufzeitdaten von der Migrationskomponente (6) auf die Austauschkomponente (5).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 oder 9, mit dem Schritt: – Abschalten und/oder Abtrennen der Migrationskomponente (6) von dem Prozessleitsystem (1).