Webbasierte Leittechnik vom Gerät zum System Dr. Michael Unkelbach, Energy Sector, PG LDE1

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1 WEBmation Presseworkshop Siemens Power Plant Automation Webbasierte Leittechnik vom Gerät zum System Dr Michael Unkelbach, Energy Sector, PG LDE1

2 Generationen der Leittechnik Vier Generationen in den letzten 40 Jahren Prozessrechner Client / Web-ertüchtigt Web-basiert Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Folie 2 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

3 Generationen der Leittechnik Client/-Architekturen bei der zweiten Lose gekoppelte Teilsysteme mit eigenen Datenhaltungen Thick clients B&B lokale Bedienterminals Archiv Engineering nose Automation Aufwendiger Datenabgleich zwischen den Teilsystemen Hoher Aufwand zur Administration Hohe Komplexität Schwieriger Remotezugriff Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten E/A-Einheiten Folie 3 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

4 Generationen der Leittechnik und bei der dritten Generation Web B&B Thin Clients lokale Bedienterminals Archiv Engineering nose Automation Applikation unter dem Web- setzt lokale Views in Web-Views um Thin Web-Clients und lokale Thick clients gemischt Verbesserter Remotezugriff Verminderter Aufwand für Administration Hoher Ressourcenbedarf zum spiegeln der lokalen Views Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten E/A-Einheiten Folie 4 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

5 Generationen der Leittechnik Die vierte Generation ist web-basiert Darstellungsschicht Verarbeitungsschicht Datenschicht Application Automation Thin Clients E/A-Einheiten Komponenten und Service basierte Architektur an Stelle von Teilsystemen Voller Einsatz von Web- Techniken Reiner Einsatz von Web- Clients geringe Systemkomplexität intrinsischer Datenabgleich geringer Aufwand für Wartung Exzellenter Remotezugriff geringer Ressourcenverbrauch Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Folie 5 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

6 SPPA-T3000 Architektur Übersicht Darstellungsschicht Verarbeitungsschicht Application RT Cont Web Browser Eng Persist Plant Display Project Cont Web- & Servlet-Engine nostic Managemnt IN Eng RT Container (on board) Report Generator Managemnt Automation IN Eng RT Container (realtime) Web-Browser Java Applets Portal-Technik HTML (S)HTTP Web Java Servlets Komponenten-Services Java RMI XML HTML Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Datenschicht I/O I/O Modules I/O Folie 6 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

7 RT Cont Eng Persist IN Eng IN Eng SPPA-T3000 Architektur Automation Service als Web-Service? Der Automatisierungsservice ist klein klassischer Web-Service Request (Multiple) Reply Muster nur zum Web-Client hin Hauptaufgabe Automatisierung entspricht diesem Muster nicht Anforderungen Automatisierung im Kraftwerk: zyklische Bearbeitung typisch 100ms Zykluszeit, minimal 20ms (Turbinenregler bis 4ms) Deterministik Klassische Web-Technolgien erfüllen diese Anforderungen in ihrer gegenwärtigen Implementierung nicht Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Übertragung des Web-Architekturmusters Web-Services mit SOAP in eine deterministische Implementierung führt zum Ziel: Web-Architektur in Richtung Client Deterministisches Steuern und Regeln in Richtung Prozess Folie 7 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

8 RT Cont Eng Persist IN Eng IN Eng SPPA-T3000 Architektur Runtime Container Der Automation Service Ablaufrahmen für eingettete Komponenten Services ( Embedded Component Services, ECS) nostics IN ion Engineering ion Verwaltung und Ausführung der eingebetteten Automation Functions Hardware Proxies Management Proxies Verbindungen Garantie der deterministischen Zykluszeit und der Ausführungsreihenfolge Bündelung der Kommunikation nach außen Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Zwei Implementierungen S7 Runtime Container (Step 7, Simatic S7) Java Runtime Container (Echtzeit Java, Application und CM) Folie 8 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

9 RT Cont Eng Persist IN Eng IN Eng SPPA-T3000 Architektur Runtime Container Erfahrung und Ergebnisse Übertragung des Architekturmusters: Web-Services -> embedded Component Services Automation Functions, Hardware Proxies SOAP-Framework -> Runtime Container Vermittelt die Kommunikation im Innern Sichert die Deterministik Ergebnisse: Umkonfiguration der Automatisierung im Sekundenbereich (ohne Codegenerieren und Laden) Jeder Wert kann geforced werden Schnelle Undo-Funktion einer Aktivierung Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Folie 9 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1

10 RT Cont Eng Persist IN Eng IN Eng Zusammenfassung Web-basiertes Leitsystem - Erfahrungen Im Client-Bereich sind die vorhandenen Web-Techniken voll geeignet und einsatzfähig Im -Bereich erfordern die vorhandenen Web-Techniken einige Modifikationen (Kommunikation) Im Automatisierungsbereich ist eine eigene Implementierung der Web- Architekturmuster notwendig (Deterministik, Performance) Die Web-basierte Architektur ist eine geeignete Plattform zur Integration hochwertiger Power-Management Applikationen Eine in der Entwicklung von 24-7 Anwendungen erfahrenes Team ist unerlässlich Siemens AG 2008 Alle Rechte vorbehalten Entwicklungsaufwände sind deutlich niedriger als für Leitsysteme der 2 und 3 Generation Folie 10 WEBmation Presseworkshop Dr M Unkelbach / PG LDE1