DE102005020902A1

DE102005020902A1 - Verfahrenstechnische, insbesondere mikroverfahrenstechnische Anlage

Info

Publication number: DE102005020902A1
Application number: DE200510020902
Authority: DE
Inventors: Reiner BÜHLER; Günther Krohlas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2006-09-28
Also published as: RU2412093C2; RU2006137223A

Abstract

Um bei einer verfahrenstechnischen Anlage, bestehend aus Prozessmodulen, die vorgegebene verfahrenstechnische Funktionen autark ausführen, und einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung mit Bedien- und Beobachtungsfunktion, die über eine Kommunikationsverbindung mit den Prozessmodulen verbunden ist, den Aufwand zur Erstellung bzw. Änderung eines Anlagenbildes zu verringern, ist in einer Datenbank der Automatisierungseinrichtung für alle unterschiedlichen Prozessmodule jeweils ein Modulbild (18) hinterlegt, das die verfahrenstechnische Funktion als Fließbild (19) mit Eingängen (20) und Ausgängen (21) darstellt, wobei die Automatisierungseinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Konfigurieren der Anlage automatisch aus den zur Verfügung stehenden Modulbildern (18) das Anlagenbild (23) zu erstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine verfahrenstechnische, insbesondere mikroverfahrenstechnische Anlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Anlage ist gleichermaßen aus der DE 199 54 855 C1 oder der DE 103 35 122 A1 bekannt. Die bekannte Anlage besteht aus unterschiedlichen Hardware-Modulen in Form von Prozessmodulen, in denen modulspezifische verfahrenstechnische Funktionen (Prozessfunktionen) autark ausgeführt werden. Die Prozessfunktionen betreffen dabei die Behandlung von Fluiden, wie zum Beispiel deren Analyse oder Synthese durch chemische Reaktion. Dementsprechend kann es sich bei den Prozessmodulen um Pumpen-, Mischer-, Verweiler-, Filtermodule usw. handeln. Jedes Prozessmodul enthält eine Fluideinheit, zum Beispiel einen Mikromischer, eine Verweilerstrecke, eine Pumpe oder eine Ventilschaltung, sowie eine Steuereinheit zur Auswertung von in der Fluideinheit erfassten Prozesssignalen, wie zum Beispiel Temperatur, Druck, Durchfluss, und zur Erzeugung von Stellbefehlen für Stellglieder der Fluideinheit, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen. Die Prozessmodule sind an einer Montageschiene in einer sich aus der Art des jeweils durchzuführenden verfahrenstechnischen Prozesses ergebenden Auswahl und Reihenfolge montiert, wobei die Fluideinheiten miteinander fluidisch verbunden sind. Die Steuereinheiten der Prozessmodule sind dabei über eine gemeinsame Kommunikationsverbindung, hier einen Datenbus untereinander und mit einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung mit Bedien- und Beobachtungsfunktion verbunden.

Es ist allgemein bekannt, bei verfahrenstechnischen und sonstigen technischen Anlagen aus den Projektierungs- bzw. Konfigurierungsdaten ein Anlagenbild in Form eines Fließbildes mit Anzeigemöglichkeiten für Informationen aus dem Prozess zu erzeugen und über die Bedien- und Beobachtungseinrichtung darzustellen. Eine Änderung der Anlagenkonfiguration zieht Änderungen in der Automatisierung nach sich, wobei auch das Anlagenbild jedes Mal an die neue Hardware-Konfiguration der Anlage angepasst werden muss. Der Anwender, der Änderungen oder Umbauten an der Anlage vornimmt, ist in der Regel kein Automatisierungstechniker. Daher muss das zu visualisierende Anlagenbild bei jeder Neu- bzw. Umkonfiguration der Anlage manuell neu erstellt oder abgeändert werden, wozu ein Projekteur mit entsprechenden automatisierungstechnischen Kenntnissen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer modularen verfahrenstechnischen Anlage den Aufwand zur Erstellung bzw. Änderung des Anlagenbildes zu verringern.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene verfahrenstechnische Anlage gelöst, von der vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind.

Erfindungsgemäß sind allen unterschiedlichen Prozessmodulen entsprechende Modulbilder zugeordnet, die für jedes Prozessmodul einmal erstellt und dann in der Automatisierungseinrichtung abgespeichert werden. Bei Konfiguration bzw. Umkonfiguration der Anlage wird aus den so zur Verfügung stehenden Modulbildern automatisch das Anlagenbild erzeugt. Die Modulbilder visualisieren jeweils die modulspezifische verfahrenstechnische Funktion in Form eines Fließbildes mit Eingängen und Ausgängen und enthalten darüber hinaus vorteilhafterweise Anzeigefelder für Prozesswerte, Status- und Alarminformationen.

Die zur Erstellung eines Anlagenbildes jeweils erforderlichen Modulbilder können von der Automatisierungseinrichtung automatisch auf einer Bedien- und Beobachtungsfläche platziert werden, so dass sie anschließend manuell oder automatisiert mit Unterstützung eines Autoengineering-Tools zu dem Anlagenbild angeordnet werden können. Vorzugsweise werden bei der Erstellung des Anlagenbildes die Eingänge und Ausgänge der Modulbilder entsprechend der Konfiguration der Anlage automatisch miteinander verbunden.

Die Modulbilder können von vorne herein in der Datenbank der Automatisierungseinrichtung enthalten oder in den jeweiligen Modulen gespeichert sein und dann über die Kommunikationsvorrichtung an die Automatisierungseinrichtung übertragen werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen modularen mikroverfahrenstechnischen Anlage in Form eines Blockschaltbildes und
2 ein Beispiel für die Erzeugung des Anlagenbildes aus den Modulbildern.
1 zeigt eine modulare mikroverfahrenstechnische Anlage zur automatisierten Behandlung von Fluiden, zum Beispiel unterschiedliche Flüssigkeiten oder Gase. Unter Behandlung ist zum Beispiel die Analyse der Fluide und/oder die Synthese durch chemische Reaktionen der Fluide einschließlich der dazu erforderlichen Nebenfunktionen wie Aufbereiten, Mischen, Filtrieren, Förderung oder Druckaufbau mittels Pumpen, Erwärmung, Verdampfung usw. zu verstehen. Die Anlage besteht aus unterschiedlichen Prozessmodulen 1, 2, 3, 4, 5, 6, in denen vorgegebene verfahrenstechnische Funktionen wie Fluidverteilung, Pumpen, Durchflussmessung oder Mischen autonom ausgeführt werden und die aneinander gereiht an einer Montageschiene 7 montiert sind. Bei den Prozessmodulen 1 bis 6 kann es sich dementsprechend um verschiedenartige Fluidverteil-, Pump-, Durchflussmess-, oder Reaktionsmodule handeln. Jedes Prozessmodul 1 bis 6 weist jeweils eine Steuerungseinheit 8 und eine Fluideinheit 9 auf, wobei die jeweilige verfahrenstechnische Funktion innerhalb der Fluideinheit 9 in Abhängigkeit von Steuersignalen 10 der Steuerungseinheit 8 ausgeführt wird. In der Fluideinheit 9 aufgenommene Prozesssignale 11, zum Beispiel Druckwerte, Temperaturwerte oder Analysenwerte, werden an die Steuerungseinheit 8 übertragen. Die Steuerungseinheiten 8 in den unterschiedlichen Prozessmodulen 1 bis 6 sind über eine Kommunikationsverbindung 12 in Form eines Datenbusses untereinander und mit einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung 13 verbunden. Die Fluideinheiten 9 sind über mehrere Fluidkanäle 14 und Fluidkonnektoren 15 miteinander verbunden, wobei die jeweils außen liegenden Fluidkonnektoren 15 der beiden Endmodule 1 und 6 zur Einleitung von Fluiden in bzw. zur Ausschleusung der Fluide aus der Anlage dienen. Die Automatisierungseinrichtung 13 enthält eine Bedien- und Beobachtungsfunktion 16 und eine Datenbank 17, in der für jedes der unterschiedlichen Module 1 bis 6 jeweils ein Modulbild hinterlegt ist.
2 zeigt ein Beispiel für die hinterlegten Modulbilder 18, die die jeweilige verfahrenstechnische Funktion des betreffenden Prozessmoduls als Fließbild 19 mit Eingängen 20 und Ausgängen 21 darstellen. Die Modulbilder 18 enthalten ferner Anzeigefelder 22 für Prozesswerte, Status- und Alarminformationen. Die Automatisierungseinrichtung 13 ist dazu ausgebildet, beim Konfigurieren der Anlage automatisch aus den in der Datenbank 17 zur Verfügung stehenden Modulbildern 18 ein Anlagenbild 23 zu erstellen und mittels der Bedien- und Beobachtungsfunktion 16 darzustellen; d. h. die Modulbilder 18 werden bei der Übersetzung des Projekts von der Automatisierungseinrichtung 13 automatisch in das Anlagenbild 23 instanziiert. Dabei werden die Eingänge 20 und Ausgänge 21 der einzelnen Modulbilder 18 bzw. Fließbilder 19 entsprechend der Konfiguration der Anlage automatisch miteinander verbunden. Die Modulbilder 18 können zunächst in den Steuerungseinheiten 8 der einzelnen Module 1 bis 6 abgespeichert sein und über die Kommunikationsverbindung 12 in die Datenbank 17 übertragen werden.

Claims

Verfahrenstechnische, insbesondere mikroverfahrenstechnische Anlage bestehend aus Prozessmodulen (1 bis 6), die vorgegebene verfahrenstechnische Funktionen autark ausführen, und einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung (13) mit Bedien- und Beobachtungsfunktion (16), die über eine Kommunikationsverbindung (12) mit den Prozessmodulen (1 bis 6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Datenbank (17) der Automatisierungseinrichtung (13) für alle unterschiedlichen Prozessmodule (1 bis 6) jeweils ein Modulbild (18) hinterlegt ist, das die verfahrenstechnische Funktion als Fließbild (19) mit Eingängen (20) und Ausgängen (21) darstellt, und dass die Automatisierungseinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, beim Konfigurieren der Anlage automatisch aus den zur Verfügung stehenden Modulbildern (18) ein Anlagenbild (23) zu erstellen.
Verfahrenstechnische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulbilder (18) Anzeigefelder (22) für Prozesswerte, Status- und Alarminformationen enthalten.
Verfahrenstechnische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatisierungseinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, bei der Erstellung des Anlagenbildes (23) die Eingänge (20) und Ausgänge (21) der Modulbilder (18) entsprechend der Konfiguration der Anlage automatisch miteinander zu verbinden.
Verfahrenstechnische Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulbilder (18) in den jeweiligen Prozessmodulen (1 bis 6) gespeichert sind und über die Kommunikationsverbindung (12) an die Automatisierungseinrichtung (13) übertragbar sind.