DE19852864A1

DE19852864A1 - Anordnung von Komponenten in einer Prozeßschulungsanlage zur Realisierung von Schulungs- und Trainingsaufgaben in der Aus- und Fortbildung von Fachpersonal für Prozeßleitanlagen

Info

Publication number: DE19852864A1
Application number: DE1998152864
Authority: DE
Inventors: Lothar Probst
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Komponenten in einer Prozeßschulungsanlage zur Realisierung von Schulungs- und Trainingsaufgaben in der Aus- und Fortbildung von Fachpersonal für Prozeßleitanlagen. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß eine Komponente-Leitebene 1, mit einer Komponente-Steuerungsebene 2 und einer Komponente-Prozeßebene 3 über Parallelverdrahtung und/oder PROFIBUS L2 miteinander gekoppelt sind. DOLLAR A Zur Realisierung ist erfindungsgemäß in der Komponente-Leitebene 1 eine Bedien-/Beobachtungsstation 4 als Terminal ausgeführt und über ETHERNET und PROFIBUS L2 mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden, wobei die Terminals als Servicestation für Wartung und Fehlersuche in der Prozeßschulungsanlage ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Komponenten in einer Prozeßschu lungsanlage zur Realisierung von Schulungs- und Trainingsaufgaben in der Aus- und Fortbildung von Fachpersonal für Prozeßleitanlagen.

Für Aus- und Fortbildungszwecke an leittechnischen Anlagen ist es bekannt, eine Prozeßsimulation mit einem Leitrechner und einer mit diesem über eine Schnittstellenanordnung verbundene Simulations-Datenverarbeitungsanlage vorzunehmen (DE 44 07 987, 44 13 126, DE 44 21 245). Durch diese Prozeß simulation ist eine praxisnahe Ausbildung und Schulung für Auszubildende und zu Schulende beim Beobachten, Bedienen, Parametrieren, Testen und bei der Fehlersuche im Prozeßablauf mit geringem Aufwand gewährleistet.

Weiterhin ist eine Prozeßsimulation in Verbindung mit einer leittechnischen Anlage, insbesondere für eine Rauchgasentschwefelungsanlage in einem Koh lekraftwerk bekannt, wobei ein Leitrechner über eine Schnittstellenanordnung mit einer Simulations-Datenverarbeitungsanlage verbunden ist. Dabei ist die Simulations-Datenverarbeitungsanlage mit einer generierbaren Fehlersimula tions-Einrichtung und einem Fehlerprotrokolldrucker verbunden (197 19 085.5). Nachteilig dabei ist, daß grundlegende Funktionen von Regelstrecken, Prozeß leitanlagen und Bussystemen weder dargestellt noch in ihrer Funktion geprüft werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu finden, in der grundlegende Funktionen von Regelstrecken, Prozeßleitanlagen und Bussy stemen dargestellt und in ihrer Funktion vorgeführt sowie Störungen simuliert werden können.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß eine Komponente-Leitebene 1, mit einer Komponente-Steuerungsebene 2 und einer Komponente- Prozeßebene 3 über Parallelverdrahtung und/oder PROFIBUS L2 miteinander gekoppelt sind.

Zur Realisierung ist erfindungsgemäß in der Komponente-Leitebene 1 eine Be dien-/Beobachtungsstation 4 als Terminal ausgeführt und über ETHERNET und PROFIBUS L2 mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden, wo bei die Terminals als Servicestation für Wartung und Fehlersuche in der Pro zeßschulungsanlage ausgebildet sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher er läutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Schema für den Aufbau ei ner Prozeßschulungsanlage.

An einer Prozeßschulungsanlage zur Realisierung von Schulungs- und Trai ningsaufgaben in der Aus- und Fortbildung von Fachpersonal für Prozeßleitan lagen sind eine Komponente-Leitebene 1 mit einer Komponente- Steuerungsebene 2 und einer Komponente-Prozeßebene 3 mittels Parallelver drahtung und/oder PROFIBUS L2 miteinander gekoppelt.

Die Komponente-Leitebene 1 ist aus einer Bedien-/Beobachtungsstation 4 auf gebaut, wobei die angeschlossenen Bedien- und Beobachtungsgeräte IBM-kom patible PC's sind und über ein ETHERNET und PROFIBUS L2 mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden sind.

In der Komponente-Steuerungsebene 2 ist ein Prozeßrechner 5 angeordnet. In der Komponente-Prozeßebene 3 sind die Modellebene 6, die Simulationsebene 7 und die Realebene 8 angebracht.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die Komponente-Leitebene 1 mit der Bedien-/Beobachtungsstation 4 ist mit ihren Bedien- und Beobachtungsgeräten an einer speicherprogrammierbaren Steuerung, z. B. von SIEMENS 55-115 U(J), angeschlossen, die das Kern stück der Anlage bildet und eine Prozeßsteuerung ist.

Dabei sind die Bedien- und Beobachtungsgeräte als Terminal ausgeführt und über ETHERNET und PROFIBUS L2 mit der speicherprogrammierbaren Steue rung verbunden. Die angeordneten Terminals dienen als Servicestation für die Wartung und Fehlersuche in der Prozeßleitanlage. Dort sind verschiedene Zu griffsprioritäten festgelegt so daß nur ein bestimmtes Terminal auf einen be stimmten Bereich der Anlage zugreifen kann.

In der Komponente-Steuerungsebene 2 sind mittels Parallelverdrahtung ein Prozeßrechner 5, der als Simulationsrechner ausgebildet ist, ein Pegelwandler und ein Regel- und Trennverteiler mit einer speicherprogrammierbaren Steue rung verbunden.

Die Komponente-Prozeßebene 3 besteht aus drei Ebenen. Die erste Ebene ist die Modellebene 6. Diese realisiert geregelte Prozesse, die im Inselbetrieb durch angeschlossene Regeleinrichtungen und eine speicherprogrammierbare Steuerung fahrbar sind.

Darüber hinaus ist diese Anlage über den zu wählenden Parallelbus oder den PROFIBUS L2 an eine Automatisierungseinrichtung anschließbar. Darüber ist durch die Terminals und die Leitstation der Prozeß bedienbar und beobachtbar.

Die zweite Ebene ist die Simulationsebene 7. In dieser Ebene erfolgt die Nach bildung eines Prozesses durch ein in einem PC laufenden Prozeßsimulations programm.

Über einen Pegelwandler ist ein PC an der speicherprogrammierbaren Steue rung angeschlossen. Mittels einer Prozeßsimulationssoftware sind Prozeßstö rungen simulierbar, die Reaktionen des Bedienpersonals protokollierbar und über Drucker ausgebbar. Eine zusätzliche Störsimulation ist über einen Ran gierverteiler durch Abklemmen oder Unterbrechen einzelner Signale möglich.

Die dritte Ebene der Komponente-Prozeßebene 3 ist die Realebene 8. Diese bildet eine real existierende und fest installierte Pumpenanlage. Flüssigkeiten in verschiedenen technologischen Abläufen sind verarbeitbar. In der Pumpen anlage sind IS-Interface-Module und eine speicherprogrammierbare Steuerung miteinander verbunden, im Inselbetrieb automatisiert, über den PROFIBUS L2 an die Automatisierungseinrichtung angeschlossen und über Terminals und die Leitstation bedienbar und beobachtbar.

Aufgrund der Gesamtanordnung der einzelnen Prozesse sind alle Aspekte einer Prozeßleitanlage für einen Schulungsbetrieb berücksichtigt. Reale Prozeßab läufe können beobachtet werden und Störungen sind simulierbar. Über die Be dien-/Beobachtungseinheiten können Fehler geortet, eingegrenzt und in der jeweiligen Anlage beseitigt werden.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Es können grundlegende Funktionen von Regelstrecken, Prozeßleitanla gen und Bussystemen dargestellt und in Funktion vorgeführt werden.
2. Durch den Einsatz dieser Prozeßsimulation können speziell die Fahrweise und Störsituation einer Rauchgasentschwefelungsanlage und einer Pum penstrecke simuliert, protokolliert und ausgewertet werden.
3. Aufgrund der Gesamtanordnung der einzelnen Prozesse ist es möglich, alle Aspekte einer Prozeßleitanlage für den Schulungsbetrieb zu berück sichtigen.
4. Es können reale Prozeßabläufe beobachtet werden.
5. Mittels Beobachtungs- und Bedieneinheiten können Fehler geortet, einge grenzt und an der jeweiligen Anlage beseitigt werden.
6. Störungen können simuliert werden.
7. Der Ausbilder kann zwischen drei Schwierigkeitsstufen der Vermittlung des Lehrstoffes wählen, durch ein Funktionsmodell, einer PC-Simulation einer Pumpenstrecke, einer Rauchgasentschwefelungsanlage sowie einer real existierenden Anlage mit Feldebene (Pumpenstrecke). Hierbei können die Fehler auf der Hard- oder Softwareseite gesetzt werden.
8. Die Anschaffungs- und Wartungskosten für die verschiedenen Prozeßsi mulationsvarianten sind gering.
9. Es können verschiedene Prozeßsimulationsvarianten miteinander gekop pelt werden, so daß eine effektive und zielgerichtete Aus- und Fortbildung von Bedien- und Wartungspersonal für Prozeßanlagen gewährleistet ist.
10. Es können Teilautomatisierungen von einzelnen Prozessen durch die Ver wendung von Inselsteuerungen durch die Auszubildenden erstellt werden.
11. Der Aufbau der einzelnen Funktionsmodellebenen ist als zusätzlicher Aus bildungsabschnitt möglich.
12. Teilprozesse sind mit entsprechender Software visualisierbar.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Komponente-Leitebene

2

Komponente-Steuerungsebene

3

Komponente-Prozeßebene

4

Bedien-/Beobachtungsstation

5

Prozeßrechner

6

Modellebene

7

Simulationsebene

8

Realebene

Claims

1. Anordnung von Komponenten in einer Prozeßschulungsanlage zur Prozeß simulation insbesondere von Regelstrecken, Prozeßleitanlagen und Bussyste men zur Realisierung von Schulungs- und Trainingsaufgaben in der Aus- und Fortbildung von Fachpersonal für Prozeßleitanlagen, gekennzeichnet durch, daß eine Komponente-Leitebene 1, mit einer Komponente-Steuerungsebene 2 und einer Komponente-Prozeßebene 3 über Parallelverdrahtung und/oder PROFIBUS L2 miteinander gekoppelt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der Kompo nente-Leitebene 1 eine Bedien-/Beobachtungsstation 4 als Terminal ausgeführt und über ETHERNET und PROFIBUS L2 mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden ist, wobei die Terminals als Servicestationen für Wartung und Fehlersuche in der Prozeßschulungsanlage ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der Kompo nente-Steuerungsebene 2 über Parallelverdrahtung ein Prozeßrechner 5 ange schlossen ist, der als Simulationsrechner ausgeführt und mit einem Pegel wandler sowie einem Regel- und Trennverteiler und einer speicherprogram mierbaren Steuerung verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der Kompo nente-Prozeßebene 3 eine Modellebene 6, eine Simulationsebene 7 und eine Realebene 8 über Parallelverdrahtung und/oder PROFIBUS L2 miteinander ver knüpft sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Modellebene 6 aus einem Terminal und einer Leitstation aufgebaut ist und mittels einem gekoppelten und frei wählbaren Parallelbus oder mittels einem PROFIBUS L2 an eine Automatisierungseinrichtung anschließbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß in der Simulati onsebene 7 ein PC für die laufenden Prozeßsimulationsprogramme über einen Pegelwandler an einer speicherprogrammierbaren Steuerung angeschlossen ist, wobei über eine spezielle Prozeßsimulationssoftware Prozeßstörungen si muliert und über einen zusätzlich gekoppelten Drucker protokoll- und ausgeb bar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß in der Simulati onsebene 7 ein Rangierverteiler so angeordnet ist, daß durch Abklemmen oder Unterbrechen einzelner Signale eine weitere Störsimulation erzielbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß in der Realebene 8, die eine fest installierte Pumpenanlage simuliert, IS-Interface-Module und eine speicherprogrammierbare Steuerung miteinander verbunden sowie über den PROFIBUS L2 an eine Automatisierungseinrichtung angeschlossen und über Terminals und die Leitstation bedien- und beobachtbar sind.