Einen verfahrenstechnischen Prozess zu optimieren ist ein kontinuierlicher Vorgang während des gesamten Lebenszyklus einer Anlage. Um einen optimalen Überblick über Prozessabläufe zu bekommen, bedarf es unterschiedlichster Informationen, meist über einen größeren Zeitraum. Darüber hinaus lassen sich die Daten häufig nur aus Quellen in unterschiedlichsten Systemen beschaffen. Diese Anforderung erzeugt in der Folge eine Informationsflut und stellt damit ein großes Problem für den Anwender dar. Ohne eine übersichtliche und vom Bediener intuitiv selbst zusammenstellbare Aufbereitung der Daten, wächst jede Langzeitdatenspeicherung somit früher oder später nur zu einem großen Datengrab beziehungsweise Datenfriedhof heran. Am Markt bekannte und auch populäre Historienpakete sind durchweg nur durch IT-Spezialisten oder versierte Programmierer und Anwender zu bedienen, selbst der Betriebsleiter findet sich deshalb häufig bei solchen Lösungen nicht wirklich zurecht. Die Firma B&R hat mit dem Prozessleitsystem Aprol einen anderen Weg beschritten und zusammen mit Anwendern und Kunden ein Historienpaket entwickelt, bei dem die Benutzerfreundlichkeit ganz oben als Entwicklungsziel stand. Das unter Suse Linux Enterprise Server betriebene Prozessleitsystem Aprol deckt mehrere Informationsschichten ab, die sehr einfach und intuitiv zusammengestellt werden können. Mit wenigen Klicks lassen sich die unterschiedlichen Daten in Bezug setzen, um verfahrenstechnische Abläufe möglichst transparent darzustellen. In einer Anlage entstehen häufig einige Gigabyte historischer Daten pro Tag. Um eine hohe Performance zu erreichen, bedarf es eines geeigneten Datenbanksystems. Eine für die Prozessleittechnik optimierte Berkeley DB unter dem Betriebssystem Linux bietet hier wesentliche Vorteile gegenüber anderen Datenbanksystemen wie zum Beispiel Microsoft SQL Server oder Oracle, da die Berkeley-Datenbank sehr einfach strukturiert ist. Beispielsweise organisiert das Programm Datenbankzugriffe in einem festen Kommunikationskanal, wodurch die Performance entscheidend steigt. Weiterhin gibt es kein Einschränkungen, wie ein Programm seine Daten ablegen muss und es werden auch keine Bedingungen an den Aufbau des Datensatzes gestellt. Die Datensätze sind immer sortiert, wodurch ein extrem effizientes Löschen, Einfügen und Suchen von Datensätzen möglich ist. Vorhandene Strukturen in Oracle und SQL sind dagegen sehr viel komplexer aufgebaut, wodurch leittechnische Anwendungen nur unter relativ hohen Performanceverlusten implementiert werden können. Aufgrund der endlichen Speicherkapazität der verwendeten Medien müssen die Daten irgendwann in Container ausgelagert werden. Dadurch, dass der Container die Struktur beinhaltet, ist es möglich, diese Container auszulagern und durch direktes Zugreifen problemlos die aufgezeichneten Daten wieder darzustellen.
Schneller Datenzugriff
Dank OPC-Konnektivität steht ein Weg zur Verfügung, der die Ankopplung an die unterschiedlichen Systeme komfortabel möglich macht. Für spezielle, unterlagerte Systeme wie zum Beispiel das ABB-Freelance-System wurden maßgeschneiderte TAG-Importer entwickelt, die ein lästiges und fehlerträchtiges Einpflegen der Daten überflüssig machen. Durch Knopfdruck wird die Basiskonfiguration im Zielsystem Aprol automatisch angelegt (Messstellen, Alarme, physikalische Bereiche, Kurz- und Langtexte, etc.). Durch einfaches Drag-and-Drop der Messstellen aus der Datenbank in das Trendbild stellt sich der Bediener seinen Arbeitsplatz selbst zusammen. Eine bedienerfreundliche Umgebung ermöglicht ihm eine individuelle Konfiguration der Skalen, Messbereiche, Min/Max- und Mittelwerte sowie Abhängigkeiten in Torten- oder Säulenform darzustellen. Aufgezeichnete Werte wie beispielsweise Druck oder Temperatur erfasst das Programm gerastert oder über eine Hysterese und zeigt sie im TrendViewer als Kurvenverlauf an. Zusätzlich zum jeweiligen Trendverlauf hat der Bediener die Möglichkeit, jegliche Informationen aus der historischen Datenbank – wie zum Beispiel Alarme, Parameter oder auch Ereignisse – zeitlich übereinstimmend einzublenden. Das können Grenzwertüberschreitungen sein, aber auch Parameter oder Sollwerte, die zu einem bestimmten Zeitpunkt übergeben wurden. Somit ist unter anderem auch eine graphische Batchvisualisierung mit Parametersatzübergabe und grafischem Verlauf des Batches möglich. Nachträglich kann der Bediener auch elektronische „Handeintragungen“ an den Kurven vornehmen (z.B. Zusatzinformationen oder Erklärungen), die direkt in die historische Datenbank einfließen.
„Golden Batch“ berechnen
Um Kurvenverläufe wie etwa einen aktuellen Batch mit einer Referenzcharge zu vergleichen, besteht die Möglichkeit der Zeitverschiebung (zeitlicher Offset) pro Signal. Auf diese Art können sehr einfach verschiedene Kurvenverläufe übereinander gelegt und anhand einer Referenz verglichen werden (Ermittlung des „Golden Batch“). Anhand der Häufigkeitsverteilung über einen großen Zeitraum können Probleme an einer Messstelle oder einem Objekt sehr schnell und einfach detektiert werden. Die Laufzeitanalyse erfolgt durch die Darstellung von Kommen-und-Gehen-Zeiten der Ereignisse. Damit kann der Anwender Zusammenhänge zwischen verschiedenen Ereignissen grafisch aufbereitet komfortabel analysieren. Die durchgeführten Maßnahmen (zum Beispiel Austausch, Reparatur, Wiederinbetriebnahme etc.) lassen sich anhand des elektronischen Schichtlogbuches gut nachvollziehen. Über die freie Zusammenstellbarkeit der Daten aus den einzelnen Informationsschichten ist es beispielsweise möglich, zu einem Objekt eine Häufigkeitsverteilung der zugehörigen Alarme darzustellen und zusätzlich sich zeitgenau im TrendViewer die jeweiligen Schichtbucheinträge anzuschauen. Neben der Analyse dieser Ereignisse besitzt der Anwender auch gleichzeitig eine objektbezogene Dokumentation, die über den PDF-Drucker abgelegt oder verschickt werden kann. Die Daten können durch einen einfachen Export auch anderen, auswertenden Applikationen (Berechnungen, Finanz-, Instandhaltungssystemen oder Excel-Applikationen) zur Verfügung gestellt werden. Eine plattformunabhängige Schnittstelle für den Datenexport (XML) ermöglicht den Zugriff auf historische Daten und Ereignisse sowie auf die aktuellen Werte von Prozessvariablen. Es ist dafür lediglich ein Arbeitsplatz mit HTML-Browser und eine Netzwerkverbindung zum Webserver des Runtime-Servers erforderlich. Damit können alle Büroarbeitsplätze zur Datenabfrage genutzt werden. Viele installierte Systeme entsprechen nicht mehr den heutigen Anforderungen bezüglich Datenerfassung und Darstellung. Da ein kompletter Austausch der eingesetzten Leittechnik aus Kostengründen meist nicht in Frage kommt, bietet das Prozessleitsystem Aprol die Möglichkeit, als Daten-Informationssystem (DIS) eingesetzt zu werden. Die vorhandenen Treiber garantieren die erforderliche Konnektivität zu im Markt vorhandenen, gängigen Automatisierungssystemen. Der Weg für einen späteren Umstieg (Migration oder komplettes System) auf das Prozessleitsystem Aprol bleibt uneingeschränkt offen, da immer die gleiche Systemsoftware zum Einsatz kommt.
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