I-Plant Infrastructure - Produktübersicht Informationslogistik für die hoch automatisierte Produktion
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Langner Communications Dokumentation
i-Plant Infrastructure
Informationslogistik für die
hoch automatisierte Produktion
Produktübersicht
Juli 2009
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH, Foßredder 12, D-22359 Hamburg
Alle Rechte vorbehalten.
Marken
Langner, P2B, i-Plant, das i-Plant-Logo, ProduTicker, FactoryXML und das FactoryXML-Logo sind eingetragene Marken von
Langner Communications GmbH.
SAP und R/3 sind eingetragene Marken von SAP. Microsoft und Microsoft Windows sind eingetragene Marken von Microsoft.
WebSphere MQ ist eine eingetragene Marke von IBM. Alle anderen genannten Marken sind eingetragene Marken der
betreffenden Hersteller.
Über Langner Communications
Langner Communications GmbH ist Hersteller der Middleware i-Plant für die produktionsnahe IT. Das 1988 gegründete
Softwarehaus hat seinen Firmensitz in Hamburg und betreut über 3000 Kunden in Europa, den USA, und Asien. Durch die
konsequente Fokussierung auf automatisierte Meldesysteme speziell im industriellen Umfeld ist Langner Communications
einer der international anerkannten Know-How-Führer auf diesem Sektor. Zahlreiche namhafte Softwarehersteller nutzen
OEM-Softwarekomponenten von Langner Communications in ihren eigenen Produkten. Weitere Informationen über Langner
Communications finden Sie im Internet unter www.langner.com. Weitere Informationen über i-Plant finden Sie unter
www.factoryxml.com.
Seite 2 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehalten
Übersicht ................................................................................................................................................ 4 i-Plant Infrastructure: Daten-Autobahn für die hoch automatisierte Produktion ........................................................................................... 5 Gute Gründe für i-Plant Infrastructure .......................................................................................................................................................... 6 Back End................................................................................................................................................. 7 i-Plant Management Center .......................................................................................................................................................................... 8 i-Plant Historian + Resource Center ............................................................................................................................................................. 8 i-Plant Alarm Center ..................................................................................................................................................................................... 9 Interfaces .............................................................................................................................................. 10 i-Plant Factory Automation Connector (FAC) ............................................................................................................................................. 11 i-Plant Integration Broker ............................................................................................................................................................................ 12 i-Plant Database Connector ....................................................................................................................................................................... 13 i-Plant WinCC/PCS7 Connector ................................................................................................................................................................. 14 i-Plant Software Development Kits ............................................................................................................................................................. 15 Front End .............................................................................................................................................. 16 Philosophie: Weniger ist mehr .................................................................................................................................................................... 17 i-Plant Process Portal ................................................................................................................................................................................. 17 Die Innovation der Kennzahlen-Anzeige: i-Plant Desktop Widgets............................................................................................................ 18 Ihr Weg zu i-Plant Infrastructure ......................................................................................................... 20 Zehn einfache Kriterien zur Entscheidungsfindung .................................................................................................................................... 21 Auswahl der benötigten Komponenten....................................................................................................................................................... 21 i-Plant für Maschinenbauer und Softwarehersteller.................................................................................................................................... 22 Lernen Sie i-Plant kennen: i-Plant Evolution .............................................................................................................................................. 22 i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 3 Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehalten
Übersicht Seite 4 i-Plant Infrastructure Produktübersicht Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehalten
i-Plant Infrastructure: Daten-Autobahn für die hoch automatisierte
Produktion
Eine hoch oder voll automatisierte Produktion ist ohne leistungsfähige Vernetzung und unterstützende IT nicht mehr möglich.
In der modernen Fabrik müssen nicht nur Material und Energie bereitgestellt werden, sondern auch Informationen.
Prozessüberwachung, Materialflußverfolgung, Materiallogistik, Qualitätskontrolle, BDE und MDE erfordern den Online-
Datenzugriff auf Maschinen, Anlagen und Steuerungen. Hierbei kommen typischerweise unterschiedlichste IT-Anwendungen
zum Einsatz. Von Standard-Visualisierungssoftware über Nischensoftware (z.B. BDE/MDE, CAQ) bis zu "selbstgestrickten"
Inhouse-Anwendungen und MES findet sich üblicherweise eine heterogene Applikations- und Systemlandschaft im
Unternehmen. All diese Anwendungen erfüllen ihren Zweck, sind aber nicht dafür ausgelegt, transparent miteinander Daten
auszutauschen. Bei fortschreitender Prozessintegration erweist sich dies als Hemmschuh.
Hier setzt i-Plant Infrastructure an. Wie der Name sagt, handelt es sich nicht um eine IT-Anwendung, sondern um eine
Infrastruktur zur Weiterleitung von Daten, mit Online-Zugriff auf die Automatisierungsperipherie. Alle Anwendungen und
datenverarbeitenden Prozesse erhalten dadurch einen soliden Unterbau. Prozesswerte, Qualitätsdaten, Maschinendaten und
Betriebsdaten werden dank i-Plant jederzeit live dort verarbeitet, angezeigt und gespeichert werden, wo sie benötigt werden.
i-Plant Infrastructure kümmert sich um die Informationslogistik – es sorgt dafür, dass die richtigen Daten zum richtigen
Zeitpunkt am richtigen Ort zur Verfügung stehen.
i-Plant Infrastructure ist keine zentrale Datenbank, in der Prozesswerte archiviert werden. Die beste Analogie zu i-Plant
Infrastructure findet sich in der Office-IT unter dem Begriff EAI (Enterprise Application Integration). Die Hauptaufgabe von i-
Plant Infrastructure besteht darin, heterogene Systeme von der Enterprise IT über Arbeitsplatzsysteme bis zur SPS zu
verbinden und dadurch ein transparentes, unternehmensweites Netzwerk für die Online-Verteilung von Produktionsdaten zu
schaffen. Die Aufgabe von i-Plant Infrastructure besteht nicht darin, Prozesswerte zu analysieren oder zu archivieren.
Sämtliche Datenkonvertierungen und –aggregationen, die mit i-Plant durchgeführt werden, wie zum Beispiel das Ausführen
von Scripts, geschehen online und "live", während der Datenübertragung. Dadurch erreicht i-Plant eine Performance und
Skalierbarkeit, die mit datenbankgestützten Lösungen nicht möglich ist.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 5
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenGute Gründe für i-Plant Infrastructure
Standardsoftware konfigurieren statt Individuallösung entwickeln
Die Ankopplung von IT-Anwendungen an Prozesswerte wird heute oft noch in Form "selbstgestrickter" Individuallösungen
vorgenommen. Das ist mit einem exorbitanten Entwicklungsaufwand verbunden, und die resultierenden Lösungen genügen
selten den Anforderungen an moderne IT-Architekturen: Stabilität, Erweiterbarkeit und Dokumentation lassen meist zu
wünschen übrig. All dies gehört mit i-Plant Infrastructure der Vergangenheit an. Wo früher mit wochenlangem
Entwicklungsaufwand Sonderlösungen geschaffen wurden, entstehen heute mit i-Plant Infrastructure nur noch wenige
Stunden Konfigurationsaufwand.
Klein anfangen, Schritt für Schritt erweitern
i-Plant Infrastructure arbeitet nach dem Prinzip eines modularen, verteilten Systems. Einen zentralen Serverprozess, der alle
Daten speichert und dann weiterverteilt, gibt es innerhalb der Produktarchitektur von i-Plant Infrastructure nicht. Deshalb gibt
es auch keine Performancegrenzen, an die so ein Serverprozess je nach Ausbaugrad notwendigerweise irgendwann stößt.
Die Softwaremodule von i-Plant Infrastructure, auch Knoten genannt, lassen sich auf beliebig viele Rechner verteilen.
Dadurch kann i-Plant Infrastructure auch sehr hohe Datenvolumina und Mengengerüste mit Prozessvariablen im
sechsstelligen Bereich bewältigen.
Obwohl die Softwaremodule von i-Plant Infrastructure dezentral arbeiten, können sie dennoch zentral konfiguriert und
administriert werden. Hierfür ist das i-Plant Management Center zuständig. Dieser Dienst versorgt alle i-Plant Infrastructure
Komponenten mit ihren Konfigurationen. Er wird aber nicht zur Weiterleitung oder Speicherung von Prozesswerten benötigt.
Konfigurationsänderungen einer Softwarekomponente von i-Plant Infrastructure betreffen stets nur die Komponente selbst,
nicht aber das Gesamtsystem. Änderungen im laufenden Betrieb sind somit rückwirkungsfrei möglich.
Hochverfügbarkeit auch für die Datenübertragung
Eine hoch automatisierte Produktion ist von Daten und somit von der zuverlässigen Verteilung dieser Daten ebenso abhängig
wie von Energie. Datenverluste wie z.B. der Verlust von Qualitätsdaten oder Störungen bei der Verbuchung von
Betriebsdaten können zu Produktionsstillständen führen. Die Verfügbarkeit der Kommunikationswege muss daher den
gleichen Anforderungen genügen wie die Automatisierungs- und IT-Systeme selbst. i-Plant Infrastructure kann vollständig
redundant aufgebaut werden und ist dadurch in der Lage, Netzwerk- und Serververluste ohne Funktionseinschränkung und
Datenverlust zu überstehen.
Die in i-Plant Infrastructure implementierte Redundanz läuft auch auf einfachen handelsüblichen IT-Systemen.
Neuinvestitionen in fehlertolerante Hardware sind nicht erforderlich.
Plattformunabhängig vom PC bis zum High-End-Serversystem
i-Plant Infrastructure läuft auf allen Plattformen, die Java unterstützen. Im speziellen läuft i-Plant auf Windows, Linux, Unix
und IBM System i5. Der gemischte Einsatz von Betriebssystemen ist möglich.
Kundenfreundliche Lizenzierung
i-Plant Infrastructure wird in Form von Runtime-Lizenzen angeboten. Die Anzahl der Prozessvariablen spielt dabei ebenso
wenig eine Rolle wie die Zahl der Benutzer. Die Höhe der Lizenzgebühren wird in erster Linie von der Zahl der
angeschlossenen Automatisierungskomponenten bestimmt sowie von der Frage, ob eine fehlertolerante Architektur mit
Redundanz aufgebaut wird.
Aufgrund der modularen Produktarchitektur, die in dieser Broschüre beschrieben wird, müssen nur die Komponenten
lizenziert werden, die tatsächlich im konkreten Einsatzfall genutzt werden.
Praxisbewährt im Dauerbetrieb
i-Plant Infrastructure wurde 2001 in den Markt eingeführt und läuft seit Jahren bei zahlreichen Kunden im ununterbrochenen
Dauerbetrieb.
Seite 6 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
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i-Plant Management Center
Das i-Plant Management Center ist die zentrale Verwaltungsinstanz für jedes i-Plant-Netzwerk. Es übernimmt folgende
Aufgaben:
Registrierung und Adressauflösung der im Netzwerk verfügbaren i-Plant-Knoten. Alle i-Plant-Knoten (Konnektoren und
Server-Prozesse) melden sich beim i-Plant Management Center automatisch bei Systemstart an und sind daraufhin mit
ihren Prozessvariablen für Client-Anwendungen sichtbar. In einem i-Plant-Netzwerk wird intern ein homogener und
strukturierter Adressraum verwendet.
Systemkonfiguration der einzelnen i-Plant-
Knoten. Das i-Plant Management Center ist
der zentrale Ort für die Systemkonfiguration,
speziell auch für Factory Automation
Connectoren. Die Konfiguration wird
automatisch dezentral auf die jeweiligen
Komponenten verteilt.
Überwachung des einwandfreien Betriebs
der angemeldeten i-Plant-Knoten. Fällt ein
Knoten aus, wird (über das i-Plant Alarm
Center) ein Systemalarm ausgelöst. Bei einer
redundanten i-Plant-Installation wird
außerdem automatisch auf einen Standby-
Knoten umgeschaltet.
Benutzerverwaltung. Neben der
Gruppenzugehörigkeit werden im Benutzermanagement auch Details wie Email-Adresse und Telefonnummer des
Benutzers verwaltet, auf die von anderen Produktkomponenten wie dem i-Plant Alarm Center zugegriffen wird. Die
Authentifizierung des Benutzers erfolgt über gesicherte Verbindungen (SSL) und ist dadurch wirksam gegen Ausspähen
geschützt.
Anders als bei klassischen Visualisierungen und Leitsystemen werden Prozesswerte nicht durch das i-Plant Management
Center oder durch einen anderen zentralen Serverprozess durchgeschleust. Selbst bei einem Ausfall des i-Plant
Management Centers kommt es deshalb nicht zu Datenverlusten. Das i-Plant Management Center dient ausschließlich zu
Verwaltungs- und Überwachungszwecken.
i-Plant Historian + Resource Center
Zur Archivierung von Prozesswerten dient der i-Plant Historian. Technisch gesehen ist der i-Plant Historian ein Gateway,
welches auf der einen Seite FactoryXML verwendet, auf der anderen Seite JDBC. Als Datenbank-Backend kommt jedes
Produkt mit JDBC-Schnittstelle in Betracht.
Input
Alle Prozessvariablen in einem i-Plant-Netzwerk, inklusive virtueller Prozessvariablen, können im Historian archiviert werden.
Die Konfiguration der zu archivierenden Variablen erfolgt bei den Factory Automation Connectors.
Output
Als Datenbank-Backend kommt jedes
Produkt mit JDBC-Schnittstelle in
Betracht. Laufende i-Plant-
Installationen verwenden zum
Beispiel Oracle-Datenbanken und MS
SQL Server.
Deployment
Zur besseren Skalierbarkeit können in einem i-Plant-Netzwerk mehrere Historians gleichzeitig laufen. Alternativ zum i-Plant-
Historian kann die Speicherung von Verlaufsdaten auch vom i-Plant Integration Broker vorgenommen werden.
Seite 8 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenZugriff auf die Archive
Der i-Plant Historian dient nicht zur Datenintegration mit Fremdanwendungen. Hierfür kann der sehr viel besser geeignete i-
Plant Integration Broker genutzt werden.
i-Plant Resource Center
Das i-Plant Resource Center bereitet die von einem i-Plant Historian gespeicherten Verlaufsdaten grafisch auf. Die so
erzeugten Trends können dann z.B. im i-Plant Process Portal und mit den i-Plant Desktop Widgets angezeigt werden.
i-Plant Alarm Center
Das i-Plant Alarm Center ist ein Systemdienst, der ausgewählte Prozessvariablen im Hinblick auf benutzerdefinierte
Eintrittsbedingungen überwacht. Jeder Benutzer kann beliebig viele Alarme mit unterschiedlichen Prioritäten definieren. Dabei
können einzelne Prozessvariablen oder auch Kombinationen von Prozessvariablen aus dem gesamten i-Plant-Netzwerk
abgeprüft werden.
Alarmkonfiguration
Die Konfiguration des i-Plant
Alarm Centers erfolgt über das
i-Plant Process Portal.
Zur Alarmkonfiguration
können mehrere
Prozessvariablen logisch
miteinander verknüpft
werden. Bereichs-
überschreitungen lassen sich auf einfache Weise als Alarmkriterien festlegen.
Alarme können als Benutzer- oder als Gruppenalarme festgelegt werden. Ein Gruppenalarm ist bei Aktivierung für alle
Mitglieder einer Benutzergruppe (z.B. Instandhaltung) sichtbar.
Alarme können als bestätigungspflichtig gekennzeichnet werden und bleiben dann solange aktiviert, bis eine
Bestätigung erfolgte. Zusammen mit der Bestätigung kann ein kurzer Infotext abgelegt werden.
Alarme werden automatisch archiviert und können über das i-Plant Process Portal als Archiv oder als Hitliste (wahlweise
sortiert nach Häufigkeit oder Dauer) angezeigt werden.
Systemalarme
Das i-Plant Alarm Center überwacht nicht nur
Prozessvariablen, sondern auch den einwandfreien Betrieb
aller Systemkomponenten eines i-Plant-Netzwerks. Im
Störungsfall wird automatisch ein Systemalarm generiert.
Meldung von Alarmen
Alarme können auf unterschiedliche Weise gemeldet
werden:
per Email. Bei der Meldung per Email wird
automatisch eine HTML-Email erzeugt, die die Trends
der verursachenden Prozessvariablen beinhaltet.
per SMS
Anzeige in einer Webseite, z.B. innerhalb des i-Plant Process Portals
Anzeige als i-Plant Desktop Widget
Auswertung in eigenen Anwendungen über das i-Plant Software Development Kit.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 9
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i-Plant Factory Automation Connector (FAC)
Zur Automatisierungswelt bietet i-Plant standardisierte Konnektoren für die typischen Datenquellen (Steuerungen, Soft-
SPSen, Busklemmen, Roboter usw.).
Connectivity-Varianten
Die Datenübertragung zur Automatisierungskomponente erfolgt technisch wahlweise per OPC oder direkt über die
betreffenden proprietären Industrieprotokolle. So ist beispielsweise die Siemens-Welt vollständig in i-Plant integriert; die
Nutzung von OPC oder Simatic Net ist nicht erforderlich. Über die Anbindung per S7-Verbindung hinaus gibt es spezielle
FAC-Funktionsbausteine in Step7. Diese FBs können ganz einfach mit dem Simatic Manager projektiert werden. Der Aufruf
erfolgt ähnlich wie bei AG_SEND bzw. T_SEND. Im Unterschied zu den Siemens-FBs unterstützen die FBs von i-Plant eine
automatische Verbindungsüberwachung und einen automatischen Sendepuffer. Im Fall einer Leitungsunterbrechung gehen
somit keine Daten verloren; sie werden bei Wiederverfügbarkeit der Verbindung automatisch wiederhergestellt.
Auch das Modbus-Protokoll wird unterstützt und
bietet somit direkten Zugriff auf die große Mehrzahl
der ethernet-fähigen
Automatisierungskomponenten. Hier ist ebenfalls
kein spezieller OPC-Server erforderlich.
Deployment
In einem i-Plant-Netzwerk laufen normalerweise
eine Vielzahl von Factory Automation Connectors
gleichzeitig (zwei Konnektoren pro Datenquelle für
redundanten Betrieb). In einer einfachen
redundanten Konfiguration werden die FACs
gespiegelt auf den beiden Serversystemen
installiert, auf denen auch die – ebenfalls
redundanten – i-Plant Management Center laufen.
Die Konnektoren können zur Lastverteilung darüber hinaus auf beliebige weitere Rechner innerhalb des Netzwerks verteilt
werden.
FACs für OPC werden sinnvollerweise direkt auf dem Peripheriesystem aufgespielt, wo der entsprechende OPC-Server läuft
(sofern dies nicht aufgrund von Überlegungen zur Fehlertoleranz ausgeschlossen ist). Der Vorteil dieser Architektur besteht
darin, dass der DCOM-Zugriff auf den OPC-Server nicht geöffnet werden muss. Der Zugriff erfolgt netzwerkseitig dann
ausschließlich über das FactoryXML-Protokoll, welches per Firewall leicht abgesichert werden kann. Ein sogenannter OPC
Tunneler zur Erhöhung der Zugriffssicherheit ist daher unnötig.
Konfiguration
Die Konfiguration von FACs erfolgt zentral über das i-Plant Management Center. Konfigurationsänderungen werden den
dezentralen FACs automatisch übermittelt. Bei Konfigurationsänderungen wird nicht das gesamte i-Plant-Netzwerk neu
gestartet, sondern nur der betroffene FAC.
Zur dezentralen Konfiguration gehört auch die Definition von Zugriffsberechtigungen. Für jede Prozessvariable kann der
Zugriff eingeschränkt werden (read/write, read-only, write-only, invisible). Der Vorteil dieser Architektur liegt darin, dass die
Zugriffsautorisierung gewissermaßen "auf der letzten Meile" überprüft wird, also dort, wo unberechtigte Zugriffe im
schlimmsten Fall Schäden an der Aktorik und Prozessführung auslösen können.
Scriptfähige Plugin-Schnittstelle zur Datenaggregation
Ein i-Plant Factory Automation Connector kann Basis-Kennzahlen online berechnen und stellt diese dann als virtuelle
Prozessvariablen zusätzlich zu den Rohdaten zur Verfügung. Die Plugin-Schnittstelle kann wie folgt genutzt werden:
mit JavaScript selbst erstellte Scripts. Es werden Beispiel-Scripts mitgeliefert, die speziell demjenigen, der bisher in
VBScript gearbeitet hat, den Umstieg erleichtern.
"Einstöpseln" standardisierter Plugins, die zum Lieferumfang des Factory Automation Connectors gehören. Vorgefertigte
Plugins gibt es z.B. für die Grundrechenarten, für Basis-Statistiken (Durchschnitt, Minimum, Maximum), für
Komparatoren (größer, kleiner usw.) sowie für Triggerbedingungen. Die Standard-Plugins können wahlweise auch
komplett ohne Programmierung in einer grafischen Benutzeroberfläche innerhalb des i-Plant Process Portals
"zusammengestöpselt" werden.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 11
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenDer Leistungsumfang der Plugin-Schnittstelle ist so groß, dass damit komplette Prozesssimulationen erstellt werden können.
Die in der Demoversion von i-Plant Evolution laufende Simulation einer Papierfabrik beispielsweise wurde ausschließlich mit
Plugins erstellt.
Für die Konfiguration von Plugins gibt es auch eine grafische Benutzeroberfläche innerhalb des i-Plant Process Portal.
i-Plant Integration Broker
Der i-Plant Integration Broker ist das Arbeitspferd zur Datenkonsolidierung. Die Daten einzelner Stationen oder Linien können
hier zusammengefasst und zu Kennzahlen aufbereitet werden. Über vorgefertigte oder selbst erstellte Plugins kann
Prozesslogik in beliebigem Umfang integriert und an Fremdanwendungen übergeben werden.
Input
Der i-Plant Integration Broker
kann alle im i-Plant-Netzwerk
verfügbaren Variablen als
Eingangsdaten verwenden.
Dies umfasst Daten von
i-Plant Factory
Automation Connectors
Benutzer-Frontends wie
z.B. WinCC oder i-Plant
Production Portal, die
auch als maschinennahe
Bedienpanels zum
Einsatz kommen können
(speziell für BDE/MDE)
Output
Ein i-Plant Integration Broker schreibt seine Ausgabe normalerweise in eine anwendungsspezifische Datenbank oder in eine
Message Queue einer vorhandenen Messaging Middleware:
Seite 12 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenDatenbanken: Oracle, MS SQL Server, MySQL, DB/2
Messaging Middleware: IBM MQSeries, JMS
anwendungsspezifische Schnittstellen: SAP Remote Function Calls
Zusätzlich sind Rückwirkungen auf den Prozess möglich.
Plugins
Ähnlich wie auch die i-Plant Factory Automation Connectors können die durch den i-Plant Integration Broker laufenden Daten
über Plugins online modifiziert werden. Drei verschiedene Varianten stehen zur Verfügung, die auch gleichzeitig benutzt
werden können:
vorgefertigte Plugins z.B. für einfache Statistiken
in JavaScript geschriebene Scripte
in Java geschriebene Plugins.
Der wesentliche Unterschied zum i-Plant Factory Automation Connector besteht darin, dass ein Plugin für den i-Plant
Integration Broker Zugriff auf die Daten von mehreren Automatisierungskomponenten hat. Dadurch sind
Datenkonsolidierungen möglich, die auf der Ebene der FACs nicht durchgeführt werden können.
Deployment
In einem i-Plant-Netzwerk können mehrere (anwendungsspezifische) Integration Broker gleichzeitig laufen. Ein i-Plant
Integration Broker kann zur Erhöhung der Ausfallsicherheit redundant betrieben werden.
Anwendungsbeispiel
MDE-Daten (Betriebszustände und zugeordnete Zeiten von drei Fertigungslinien) sollen automatisiert direkt von den SPSen
erfasst werden, von Stationsdaten zu Liniendaten zusammengefasst werden, und in eine vorhandene Oracle-Datenbank
geschrieben werden. Die vorhandene Tabellenstruktur sieht vor, dass jeweils am Schichtende ein Record pro Linie erzeugt
wird, der die konsolidierten Daten enthält. Auf die Tabelle wird von einer bereits existierenden MDE-Anwendung sowie mit
einem Reporting-Tool zugegriffen.
Die Aufgabe wird sehr einfach durch einen i-Plant Integration Broker gelöst, der die Daten der entsprechenden drei Factory
Automation Connectors integriert. Die Konsolidierung erfolgt per Java oder JavaScript. Dem Integration Broker wird die
vorhandene Tabellenstruktur per Konfiguration einmalig bekannt gemacht. Anschließend werden ereignisgesteuert am
Schichtende die Datensätze geschrieben.
i-Plant Database Connector
Der i-Plant Database Connector ist in gewissem Sinne das Gegenstück zum i-Plant Integration Broker. Er wird eingesetzt,
wenn Daten, die in einer
Datenbank (Oracle, MS SQL
Server, MySQL) gespeichert
sind, zum Prozess geschrieben
werden sollen.
Der Vorteil dieser Funktionalität
liegt in der einfachen
Integrationsmöglichkeit mit
vorhandenen Anwendungen wie
Laborsystemen, PPS-
Systemen, Leitsystemen etc.,
die um die Möglichkeit der
Online-Prozesssteuerung
erweitert werden sollen, die
aber nur über eine vorhandene
Datenbankschnittstelle
kommunizieren können.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 13
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenDialogfähigkeit
Eine Erweiterungsmöglichkeit des i-Plant Database Connector besteht darin, dass der Inhalt einer Tabelle zunächst im i-Plant
Process Portal visualisiert wird. Der Prozessführer hat dort die Möglichkeit, aus der Tabelle in einem Grid-Objekt per Maus
einen bestimmten Eintrag (z.B. eine bestimmte Rezeptur) auszwählen und diese dann zum Prozess zu schicken.
Input
Als Input dient eine vorhandene Datenbanktabelle, die über eine Fremdanwendung mit neuen Datensätzen versorgt wird.
Das Ereignis "neue Tabellenzeile geschrieben" wird vom i-Plant Database Connector überwacht und führt zur Aktualisierung
der internen Variablen mit anschließender Weiterleitung an die Automatisierungsperipherie.
Output
Prozessvariablen innerhalb von i-Plant. Änderungen von Prozessvariablen führen zu Schreibzugriffen auf die jeweilige
Peripherie, also beispielsweise zur Übertragung der Werte in SPSen.
Anwendungsbeispiel
Ein Inhouse erstelltes PPS-System mit Auftrags- und Rezepturverwaltung soll online an die Automatisierungstechnik
angebunden werden. Das PPS-System ist in der Lage, Auftragsdaten in eine SQL-Datenbank zu schreiben. Auf diese
Datenbank wird mit dem i-Plant Database Connector zugegriffen. Der Database Connector wird so konfiguriert, dass er die
vorhandene Tabellenstruktur "versteht". Die PPS-Tabelle wird nun kontinuierlich überwacht. Ein neuer Tabelleneintrag
seitens des PPS-Systems führt dazu, dass beim i-Plant Database Connector ein neuer Auftrag gemeldet wird. Dieser Auftrag
kann direkt automatisiert in ein oder mehrere SPSen geschrieben werden, die per Factory Automation Connector
angebunden sind.
Alternativ kann die Datenbanktabelle oder ein Teil daraus auch zunächst innerhalb des i-Plant Production Portal in einem
Database Grid Object angezeigt werden. Der Maschinenführer hat dann die Möglichkeit, einen Datensatz manuell
auszuwählen und explizit zur Bearbeitung freizugeben.
i-Plant WinCC/PCS7 Connector
Als Bindeglied zur Prozessvisualisierung mit WinCC dient der i-Plant WinCC Connector. Mit dieser Softwareschnittstelle kann
lesend und schreibend auf das Prozesswertarchiv von WinCC zugegriffen werden. WinCC kann somit mit Daten aus dem i-
Plant-Netzwerk beliefert werden, und umgekehrt können Benutzereingaben an einem WinCC-Terminal anderen
Anwendungen, die an i-Plant angekoppelt sind, zur Verfügung gestellt werden.
Deployment
Der i-Plant WinCC Connector wird direkt auf dem Zielsystem installiert, auf dem auch das anzubindende WinCC-System
läuft. Die Netzwerkintegration erfolgt dann über das von i-Plant intern verwendete FactoryXML-Protokoll, welches leicht mit
Firewalls abgesichert werden kann.
Anwendungsbeispiel 1
Eine vorhandene Prozessvisualisierung soll zusätzlich zum Anlagenbild BDE-Daten anzeigen, die von einem Legacy-BDE-
System erzeugt und verwaltet werden. Der Zugriff auf das BDE-System ist mit WinCC-eigenen Mitteln nicht möglich. Da zum
BDE-System jedoch eine Anbindung über i-Plant besteht, können die BDE-Daten von WinCC angezeigt werden.
Seite 14 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenAnwendungsbeispiel 2
Ein BDE/MDE-System soll direkt mit der Automatisierungsperipherie gekoppelt werden. Die entsprechenden Informationen
sollen nicht als Rohdaten direkt aus den SPSen geholt werden, sondern es sollen die bereits in PCS7 aufbereiteten Daten
verwendet werden. Mit dem i-Plant PCS7 Connector kein Problem: Alle PCS7-Variablen können innerhalb des i-Plant-
Netzwerks genutzt werden und somit auch an das BDE/MDE-System übergeben werden, dass z.B. mit dem i-Plant
Integration Broker angesprochen wird.
i-Plant Software Development Kits
Für Unternehmen, die selbst produktionsnahe IT-Anwendungen erstellen, besteht mit Software Development Kits die
einfache Möglichkeit einer direkten Integration dieser Anwendungen in ein i-Plant-Netzwerk. Langner Communications bietet
hierfür zwei Produkte an, die sich durch die unterstützten Zielplattformen bzw. Entwicklungsumgebungen unterscheiden.
i-Plant Java Client SDK
Moderne produktionsnahe IT-Anwendungen, die in Java geschrieben werden,
können mit dem i-Plant Java Client SDK direkt in ein i-Plant-Netzwerk integriert
werden. Das SDK bietet eine komfortable, ereignisgesteuerte Schnittstelle zum
Zugriff auf alle Prozessvariablen innerhalb des i-Plant-Netzwerks.
Technisch wird das i-Plant Java SDK als Java-Archivdatei (.jar) geliefert.
i-Plant Client SDK innerhalb von LUCA
Eine weitere Möglichkeit der Integration von selbst erstellten Anwendungen in ein i-Plant-
Netzwerk bietet die marktführende Softwarebibiliothek LUCA® von Langner
Communications. Innerhalb von LUCA gibt es eine Softwarekomponente, die sich
ähnlich wie das Java Client SDK in i-Plant integriert. Dadurch können eigene
Anwendungen, die in Visual Basic, Delphi, C++ oder C# erstellt wurden, in kürzester Zeit
i-Plant-fähig gemacht werden.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 15
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Philosophie: Weniger ist mehr
Als Infrastrukturlösung ist i-Plant Infrastructure keine IT-Anwendung im engeren Sinn und hat somit auch keine
Benutzeroberfläche. Dennoch gibt es Anwendungskomponenten, die hier beschrieben sind. Diese Anwendungen sind nicht
dazu gedacht, die klassischen Funktionen von Prozessvisualisierung, BDE/MDE oder CAQ zu übernehmen bzw. zu ersetzen.
Sie dienen eher als Ergänzung bereits vorhandener IT-Anwendungen.
Der Ansatz der i-Plant Endbenutzeranwendungen kann als "schlank" bezeichnet werden. Ziel ist es nicht, den seit Jahren am
Markt befindlichen und bewährten Visualisierungen und anderen Spartenanwendungen Konkurrenz zu machen. Ziel ist es
vielmehr, die breite Nische von Anwenderforderungen dort abzudecken, wo diese Anwendungen einfach zu mächtig, zu
umfangreich, zu schwerfällig oder schlichtweg zu teuer sind. Wo beispielsweise nur einige wenige Kennzahlen aus der
laufenden Produktion angezeigt werden sollen, ist eine Leitsystem-Bedienstation überdimensioniert. Genau diese Lücke
füllen die Enduser-Anwendungen von i-Plant.
Da die hier beschriebenen Produktkomponenten stets unabhängig von der Benutzerzahl lizenziert werden und immer
netzwerkfähig sind, können mit i-Plant alle Arbeitsplatz-PCs mit Prozesswerten und Kennzahlen beliefert werden, ohne dass
dies an finanziellen Hürden scheitern müsste.
i-Plant Process Portal
Das i-Plant Process Portal ist eine Web-Anwendung, die die wichtigsten Endbenutzerfunktionen von i-Plant vereinigt:
Prozessvisualisierung, inklusive Erstellen neuer Anlagenbilder und Ändern von Anlagenbildern
Zugriff auf das Prozesswertarchiv und Anzeige von Trends
Anzeige und ggf. Bestätigung von Prozess- und Systemalarmen, inklusive Konfiguration neuer Alarme
Zugriff auf das Alarmarchiv und auf die Alarm-Hitliste
Konfiguration von Benutzerkonten und Systemdiensten
Konfiguration von Plugins (Logikeditor)
Anzeige des i-Plant ProduTicker®
Browser-basiert für installationsfreie unternehmensweite Nutzung
Das i-Plant Process Portal läuft innerhalb des Web-Browsers. Die Installation spezieller Client-Software (außer einer Java-
Laufzeitumgebung) auf den Bedienstationen ist nicht erforderlich.
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 17
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehaltenIntegriertes Entwicklungssystem für die Erstellung von Anlagenbildern
Eine Besonderheit des i-Plant Process Portal besteht im HMI Editor. Hierbei handelt es sich um einen Grafikeditor, mit dem
neue Anlagenbilder erstellt werden können. HTML- oder Java-Kenntnisse sind dafür nicht erforderlich. Somit können auch
Anwender ohne IT-Kenntnisse ohne fremde Hilfe ihre eigenen, personalisierten Prozessansichten erstellen.
Lizenzierung: Beliebig viele Benutzer, keine Entwicklerlizenz
Das i-Plant Process Portal kann von beliebig vielen Anwendern genutzt werden. Lizenziert wird immer nur der Serverprozess;
die Anzahl der Benutzer (Clients) ist beliebig.
Außerdem gibt es für das i-Plant Process Portal keine spezielle Entwicklerlizenz. Jeder Nutzer kann somit ohne Mehrkosten
seine individuellen Anlagenbilder zusammenstellen.
Integration in vorhandene Web-Anwendungen
Anlagenbilder, Einzelwerte und Alarme sowie der i-Plant ProduTicker können auch außerhalb des i-Plant Process Portal in
eigenen Web-Anwendungen angezeigt werden. Die Grundlage hierfür ist, dass das Process Portal komplett in standard
HTML und Java bzw. JavaScript erstellt wurde. Somit ist die Einbettung von Komponenten in andere Webseiten technisch
ohne weiteres möglich. Ein spezielles Entwicklerhandbuch erläutert, wie das funktioniert.
Die Innovation der Kennzahlen-Anzeige: i-Plant Desktop Widgets
Vorbei sind die Zeiten, in denen Visualisierung ausschließlich zur Prozessführung und Prozessüberwachung genutzt wurde.
Mit fortschreitender Automatisierung gibt es über das gesamte Unternehmen hinweg immer mehr Datenkonsumenten, die
ihre eigenen, oft punktuellen Anforderungen an Live-Prozesswerte haben. Insbesondere Kennzahlen wie z.B. OEE werden
zunehmend von Entscheidern gefordert. Aufgeblasene Prozessvisualisierungen sind für diese Anwender denkbar ungeeignet.
Für Arbeitsplätze, an denen nur wenige Prozesswerte und Kennzahlen visualisiert werden sollen, gibt es die i-Plant Desktop
Widgets. Wie der Name schon sagt, handelt es sich hierbei um kleine Visualisierungsobjekte, die auf dem Desktop einfach
"mitlaufen" und so einen Überblick über Kernparameter des laufenden Produktionsprozesses geben. Widgets können auch
transparent bzw. halbtransparent über andere Anwendungen (z.B. Office-Anwendungen, Outlook, SAP, ...) gelegt werden, so
dass neben der Routinearbeit immer ein Mitverfolgen der kritischen Prozessvariablen möglich ist.
Voraussetzungen
Die i-Plant Desktop Widgets setzen ein i-Plant Resource Center voraus. Es können dann netzwerkweit per Widgets alle
Live-Daten inklusive Trends angezeigt werden. Unterschiedliche Widgets stellen Prozesswerte und Betriebszustände als
Analoginstrument, als Digitalanzeige oder farbcodiert (speziell für Betriebszustände) dar.
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Ihr Weg zu i-Plant
Infrastructure
Seite 20 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
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i-Plant Infrastructure zeichnet sich durch eine innovative Architektur aus, wie sie von anderen Produkten her nicht bekannt ist.
Es ist daher völlig normal, wenn Sie sich fragen, ob diese ungewöhnliche Achitektur für Sie überhaupt das Richtige ist.
Langner Communications als Anbieter ist nicht damit gedient, Ihnen ein Produkt zu verkaufen, welches für Ihre speziellen
Belange ungeeignet ist. Deshalb ist uns daran gelegen, nüchtern und sachlich festzustellen, ob i-Plant überhaupt für Sie
geeignet ist. Hierfür haben wir zehn einfache Kriterien zusammengestellt:
Zutreffend Unzutreffend
1. Wir sind hoch automatisiert und setzen mehr als zehn Steuerungen pro Standort ein, die
per Industrial Ethernet vernetzt sind oder vernetzt werden sollen
2. Wir haben mehrere IT-Anwendungen (z.B. BDE, MDE, CAQ, PPS, ERP) im Haus, die
online mit der Automatisierungsperipherie gekoppelt werden sollen
3. Wir verfügen über ausreichendes IT-Know-How, um Konfigurationsänderungen selbst
durchzuführen und Scripts (z.B. JavaScript) selbst zu implementieren
4. Wir suchen keine neue Endbenutzeranwendung, die komplett vom Endbenutzer ohne IT-
Kenntnisse per Mausklick konfigurierbar und benutzbar ist
5. Um IT-Hardware kümmern wir uns am liebsten selbst über unsere bestehenden
Lieferbeziehungen
6. Wir suchen eine Lösung, die nach Bedarf erweitert werden kann und im Endausbau auf
das gesamte Unternehmen ausgedehnt werden kann
7. Die Möglichkeit des direkten Datenzugriff aufs unsere Niederlassungen per WAN ist für
uns ein wichtiger Punkt
8. Wir suchen einen Anbieter, der nicht nur IT-Know-How hat, sondern auch die
Automatisierungswelt aus dem FF kennt und mit Maschinenbauern sprechen kann
9. Die Unterstützung von Nicht-Windows-Plattformen wie z.B. Linux ist für uns ein großer
Pluspunkt
10. Wir haben vorhandene Datenbankserver (z.B. Oracle, DB/2) und wollen diese optimal in
der produktionsnahen IT mit nutzen, z.B. für BDE/MDE und Qualitätsdaten
Zählen Sie nun bitte die als zutreffend beurteilten Kriterien zusammen! Wenn mehr als fünf Kriterien für Sie zutreffen, ist es
die Mühe Wert, sich i-Plant genauer anzuschauen. Wenn für Sie aber weniger als fünf Kriterien zutreffen, ist ein Produkt von
einem anderen Anbieter vermutlich besser für Sie geeignet.
Auswahl der benötigten Komponenten
Diese Broschüre dient dazu, die wichtigsten Produktkomponenten von i-Plant Infrastructure vorzustellen. Sie kann natürlich
kein persönliches Beratungsgespräch ersetzen. Trotzdem möchten wir Ihnen hier alle Hilfestellungen geben, die Sie im
Vorfeld eines solchen Beratungsgesprächs benötigen.
Stets erforderliche Produktkomponenten für jedes i-Plant-Netzwerk
Die folgenden Produktkomponenten werden praktisch immer benötigt:
i-Plant Management Center. Ohne ein i-Plant Management Center funktioniert kein i-Plant-Netzwerk.
i-Plant Factory Automation Connector. Ein Factory Automation Connector stellt die Verbindung zum
Produktionsprozess her und ist somit unverzichtbar. Wichtig ist hier die Frage, welche Automatisierungskomponenten
unterstützt werden sollen, und welches Mengengerüst gegeben ist.
Anzeige, Weiterverabeitung, Speicherung
Was mit den per FAC erfassten Daten geschehen soll, ist individuell verschieden. Dementsprechend kommen dann folgende
weitere Komponenten in Betracht:
i-Plant Infrastructure Produktübersicht Seite 21
Copyright © 2009 Langner Communications GmbH Alle Rechte vorbehalteni-Plant Integration Broker: zur Datenkonsolidierung und zur Übergabe an Fremdanwendungen, in der Regel über eine
Datenbankschnittstelle
i-Plant Database Connector: zur Datenübernahme aus Fremdanwendungen über eine Datenbankschnittstelle
i-Plant Process Portal und i-Plant Desktop Widgets: Zur Anzeige von Prozesswerten und Kennzahlen für den
Endbenutzer
Redundanz
Eine wichtige Frage ist die erforderliche Ausfallsicherheit eines i-Plant-Netzwerks. Sie kann bei Bedarf per Redundanz
hergestellt werden. Dafür gibt es keine eigene Produktkomponente, sondern spezielle Versionen der einzelnen
Produktkomponenten. Der Hauptunterschied zwischen einer redundanten und einer nicht redundanten i-Plant-Installation
besteht in der Konfiguration; im Betrieb bemerken Sie – mit Ausnahme der Ausfallsicherheit im Störungsfall – keinen
Unterschied.
Die einzige Produktkomponente, die in einem redundant ausgelegten i-Plant-Netzwerk – falls nicht ohnehin bereits vorhanden
– nachgerüstet werden sollte, ist das i-Plant Alarm Center. Die Umschaltung auf einen redundanten Knoten erfolgt im
Fehlerfall automatisch auch ohne Alarm Center, aber nur das Alarm Center wird in so einem Fall einen Administrator
automatisch benachrichtigen.
Die Redundanz können Sie auch später noch im Betrieb nachträglich einführen.
i-Plant für Maschinenbauer und Softwarehersteller
Maschinenbauer können auf einfache Weise eine Verbindung zu i-Plant schaffen, in dem auf den in der Maschine integrierten
PC (soweit zutreffend) gleich ein i-Plant Factory Automation Connector installiert wird. Dadurch wird ein Bindeglied
geschaffen zum i-Plant Process Portal, zum i-Plant Historian, zum i-Plant Alarm Center und zum i-Plant Integration Broker.
Softwarehersteller, die ihre produktionsnahe IT-Anwendung (z.B. BDE/MDE, CAQ) mit i-Plant koppeln wollen, nutzen am
besten ein i-Plant Software Development Kit. Dadurch wird eine nahtlose Integration in ein i-Plant-Netzwerk ermöglicht.
Für Softwarehersteller liefert Langner Communications eine SPS-Simulatonssoftware, die eine Siemens S7 mit einem
vorgegebenen Beispielprojekt simuliert. Der Softwarehersteller kann somit die Prozessanbindung prüfen, ohne eine SPS im
Hause haben und projektieren zu müssen.
Lernen Sie i-Plant kennen: i-Plant Evolution
Einen ersten Eindruck der Leistungsfähigkeit von i-Plant Infrastructure kann Ihnen i-Plant Evolution geben.
i-Plant Evolution ist eine eingeschränkte Standalone-Variante von i-Plant Infrastucture, bei der die Endbenutzeranwendungen
im Vordergrund stehen. Die Software bietet somit nicht die Möglichkeiten der Datenintegration mit Fremdanwendungen, gibt
Ihnen jedoch einen sehr guten Eindruck von der Softwarequalität dieser Produktfamilie. i-Plant Evolution ist kostenlos,
inklusive der kommerziellen Nutzung.
Seite 22 i-Plant Infrastructure Produktübersicht
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