Referentie
NAMUR-MTP ruimt visualisatie op

In de lente van 2015 besloot de belangengroep NAMUR om de DIMA-aanpak van WAGO over te nemen en het belangrijste stuk van de methode - het zogenaamd MTP - samen met de ZVEI verder te ontwikkelen. Precies op tijd voor de hoofdmeeting van de NAMUR in november 2016 werden de resultaten van deze samenwerking gepresenteerd.

Een gebruiksvriendelijke mens-machine-interface is een basisvoorwaarde voor de economische werking van een systeem. Omdat modulefabrikanten verschillende engineeringtools gebruiken bij het programmeren van hun systeemmodules, ontvangt de exploitant een wirwar van modulespecifieke operating screens voor de visualisatie van zijn volledige systeem. Het doel van het MTP (Module Type Package) is het, voor een uniforme weergave van de bedieningselementen bij de integratie van installatiemodules van verschillende fabrikanten over de grenzen van de modules heen te zorgen. Omdat de bedieningsschermen moeten worden weergegeven in een neutrale beschrijvingsvorm, gebruikt de MTP een rolgebaseerde beschrijving van de afzonderlijke bedieningselementen: zowel bij het maken van bedieningsschermen door de fabrikant van de module alsook bij het besturings- en controlesysteem van de exploitant van de module worden bibliotheken gebruikt, die om een semantische betekenis van de afzonderlijke bedieningselementen werden gecomplementeerd. Voor dit doel heeft een werkgroep bestaande uit leden van de Interessengemeinschaft NAMUR en de ZVEI een set elementen geïdentificeerd die nodig zijn voor het bedienen en bewaken van modules en gespecificeerd, welke elementen (zoals klep, aandrijving of meetpunt) met welke informatie (richtwaarde, werkelijke waarde, vervangingswaarde , ...) moet worden overgedragen.

Uw WAGO-voordeel:

  • Met HMI-engineering in DIMA vindt een uniforme bediening en bewaking onafhankelijk van het bronsysteem van de fabrikant van de module plaats.
  • Een minimale set elementen dicteert, welke elementen met welke informatie moeten worden verzonden.

  • Dankzij de engineering-tool e!COCKPIT kunnen alle variabelen die nodig zijn voor communicatie met het besturingssysteem, worden geladen in de OPC UA-server van de PLC in overeenstemming met de normen..

e!COCKPIT als overtuigingstool

In het kader van de NAMUR-hoofdvergadering in het verleden jaar werd onder meer getoond hoe de MTP met behulp van de engineeringtool e!COCKPIT van WAGO wordt gegenereerd en in de verschillende managementsystemen van de firma's ABB, Siemens en Yokogawa wordt ingelezen. Hier werd het grote voordeel van de DIMA-aanpak van WAGO duidelijk, met name de fabrikantneutraliteit. Na het inlezen van de MTPs werd het in°e!COCKPIT gegenereerde bedieningbeeld in het besturingssysteem van Siemens anders weergegeven dan in het besturingssysteem van ABB. Deze systeemspecifieke aanpassing zorgt ervoor dat ook bedieningsschermen van verschillende modules in het vertrouwde look-and-feel van het gebruikte besturingssysteem worden weergegeven.

process_dima_hmi-engineering_einheitliches_bedienen_2000x1125.jpg

Met HMI-engineering in DIMA vindt een uniforme bediening en bewaking onafhankelijk van het bronsysteem van de fabrikant van de module plaats.

Beschrijving door middel van AutomationML

Voor de beschrijving van de bedieningsschermen heeft de werkgroep de op XMLML gebaseerde descriptor AutomationML gebruikt. Dit metamodel is gespecificeerd in IEC 62714 en bestaat uit de CAEX (Computer Aided Engineering Exchange), PLCopen XML en Collada-modellen. Alleen het CAEX-gedeelte werd gebruikt voor de beschrijving van het bedieningsscherm. Elk scherm bestaat uit een AML-bestand, waarnaar wordt verwezen vanuit het manifest van de MTP. Het root-element (elementen worden InternalElement genoemd in AML) bevat informatie over het bedieningsscherm zelf, zoals de resolutie van het bedieningsscherm in het bronsysteem. De niveaus onder het root-element symboliseren de elementen op het bedieningsscherm, d.w.z. de kleppen, motoren en pijpleidingen. Opdat deze beschrijving van een bedieningsscherm in een doelsysteem kan worden gelezen, is echter nadere informatie vereist:

  • De betekenis van het element; dus wat wordt getoond? Bijvoorbeeld: een klep.
  • De locatie-informatie; dus waar is het element op het bedieningsscherm? Bijvoorbeeld: x=180, y=803
  • De maatinformatie; dus hoe groot is het element? Bijvoorbeeld: x=13, y=24.

Door middel van deze aanvullende informatie kan het doelsysteem zijn eigen bibliotheekelement in een gedefinieerde afmeting op een gedefinieerde positie plaatsen. Tot deze stap wordt het bedieningsscherm alleen statisch weergegeven en dus zonder de mogelijkheid om toegang te krijgen tot sensoren en actuatoren in de module. Om dit ook mogelijk te maken, moeten de elementen die op het bedieningsscherm zijn geplaatst, worden verbonden met variabelen. Afhankelijk van de geselecteerde communicatietechnologie worden de variabelen in het Data management van het doelsysteem uit het MTP ontleend en aangelegd. Als OPC UA is geselecteerd als communicatieprotocol, worden er per element meerdere OPC-nodes (klep = 20 variabelen) aangelegd. Aangezien voor de correcte verwerking ook de informatie over de betekenis van de variabele noodzakelijk is (bijvoorbeeld: nominale waarde of vervangingswaarde), moet deze informatie ook in het MTP worden gemodelleerd.

Naast de positie-informatie, wordt de informatie over de verbinding van bedieningselementen in de MTP gemodelleerd. Dat is handig, wanneer de resolutie tussen het bron- en doelsysteem sterk varieert en de afzonderlijke bedieningselementen voor hun weergave sterk moeten worden uitgerekt of gecomprimeerd. Een goede weergave van de bedieningsschermelementen kan dan alleen worden bereikt, als de elementen opnieuw worden gerangschikt op het bedieningsscherm. Als de verbindingen tussen bedieningselementen worden genegeerd, kan zich een flens bijvoorbeeld snel van de container verwijderen en daardoor een scherm genereren, dat afwijkt van de fysieke realiteit. De gevolgen van de resulterende onjuiste bewerking kunnen fataal zijn. De informatie die in het MTP moet worden gemodelleerd via een gemiddeld bedieningsscherm (20 elementen), kan zo snel tienduizend lijnen bereiken.

process_systemgrafik_rollenbasiertes-bibliothekskonzept_2000x1125.jpg

Rolgebaseerd bibliotheekconcept voor HMI-integratie: een minimale set elementen specificeert, welke elementen met welke informatie moeten worden overgebracht.

Meester over de bedieningsschermen

Met de specificatie van de MTP-aspect visualisatie/HMI heeft de werkgroep van NAMUR en ZVEI de vereisten voor de bedieningsschermbeschrijving alsook de vereisten voor de bijbehorende variabelen in de MTP uitgewerkt. De naleving van de specificatie is nu aan de gebruiker. Om deze uitgebreide en foutgevoelige processen van het aanleggen van een programmacode en het opvolgen van alle specificaties niet aan de gebruiker en vervaardiger van de module-engineering over te laten, heeft WAGO een bibliotheek ontwikkeld. Deze bibliotheek heeft een functieblok volgens IEC 61131 en een overeenkomstig bedieningsschermelement. Met behulp van deze bibliotheek kan de programmacode van de module op equipmentniveau worden ontwikkeld, zonder dat men zich hoeft te onthouden van typische functies, zoals vergrendeling en alarmmanagement.

Een ander groot voordeel van deze bibliotheek is de OPC UA-configuratie, die al in de functieblokken is voorbereid. Met slechts één muisklik in de e!COCKPIT engineeringtool kunnen alle variabelen die nodig zijn voor communicatie met het besturingssysteem (enkele honderden) overeenkomstig de normen in de OPC UA-server van de PLC worden geladen. Het extra werk dat ontstaat door de DIMA-conforme communicatie onder toepassing van de MTP, kan dus aanzienlijk worden geminimaliseerd. Gebruikers hoeven hun bekende engineering-omgeving niet te verlaten. De WAGO-bibliotheek is momenteel in proefstatus en wordt thans in verschillende industriële pilotprojecten gebruikt en verder verbeterd.

Tekst: Thomas Holm | WAGO

Foto: WAGO