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PROFECTRONICS
Software

Prüfsoftware und Bedienoberfläche

Zur Software eines Prüfstands gehören Bedienbild, Ablauf, Regelung, Grenzwerte, Kalibrierung und Prüfprotokoll. Profectronics programmiert in LabVIEW, Beckhoff, B&R und Siemens.

Beispiel MK-12

Fließbild der Konditionieranlage MK-12

Konditionieranlage in einem Container (40 ft) mit 4 Medienkreisen und 26 Messstellen: Wasser-Glykol, Thermalöl, Kaltwasser sowie Stickstoff und Druckluft.

MK-12 Medienkonditionierung · vier Kreise · 26 Messstellen 01 · WASSER / GLYKOL 30 % B-01 · VORLAGE 400 l LI 01 — PU-01 · FU PI 01 — F-01 PDI — WT-01 · PLATTEN KW TI 03 — E-01 · 18 kW V-01 · 3-WEGE FI 01 — TI 01 — QI 01 — TI 02 — PI 02 — 02 · THERMALÖL B-02 · ÖL 250 l PU-02 · ZAHNRAD PI 11 — E-02 · 24 kW WT-02 · ÖLKÜHLER KW TI 13 — V-02 FI 11 — TI 11 — TI 12 — PI 12 — 03 · KALTWASSER KM-01 · 45 kW PS-01 · PUFFER 300 l PU-03 · FU FI 21 — TI 21 — PI 21 — ZU WT-01 · WT-02 VON WT-01 · WT-02 TI 22 — 04 · STICKSTOFF UND DRUCKLUFT N2 · 300 bar DR-01 PI 31 — MFC-01 FI 31 — SV-01 DL 8 bar DR-02 PI 32 — MFC-02 FI 32 — P-01 · PRÜFLING · KUNDENSEITE TI 41 — TI 42 — MI 41 —
Abb. 1 · Fließbild MK-12 mit 4 Medienkreisen und 26 Messstellen, Symbolik nach ISO 10628 und IEC 60617

Das Fließbild ist ein Beispiel. Die Messwerte sind nicht dargestellt. In der Bedienoberfläche steht an jeder Messstelle der Messwert.

Bedienoberfläche

6 Ansichten der Bedienoberfläche

Jede Ansicht zeigt die Information für die nächste Entscheidung des Bedieners.

AnsichtInhalt
ÜbersichtFließbild mit dem Messwert neben jeder Messstelle. Ein Klick auf die Messstelle zeigt den Verlauf der letzten 45 s. Eine durchströmte Leitung wechselt die Farbe.
MessungZeigerinstrumente mit Feinteilung, Warnmarke und Abschaltmarke. Ein Schrieb zeigt 4 Kanäle über der Zeit mit Grenzwertband und Ereignismarken. Aktualisierung mit 2 Hz.
SequenzPrüfablauf in Schritten. Jeder Schritt hat eine Freigabekette und eigene Sollwerte. Eine Meldeliste mit Zeit, Klasse, Quelle und Quittierung begleitet den Ablauf.
RegelungRegelkreise mit den Beiwerten Kp, Ti und Td. Profectronics legt jeden Kreis an einer Strecke aus Verzögerung 1. Ordnung und Totzeit aus. Die Sprungantwort steht gegen ein Toleranzband.
GrenzwerteJede Messstelle hat eine eigene Grenze mit Art, Hysterese, Ansprechverzögerung und Reaktion. Die Hysterese verhindert eine flatternde Meldung an der Grenze.
KalibrierungDie Software macht aus dem Rohsignal des Aufnehmers einen Messwert. Prüfpunkte bewerten die Kennlinie gegen die Toleranz.
Funktionen

Regelung, Grenzwerte und Kalibrierung im Detail

Die Werte unten sind Beispiele aus einer Abnahmevorgabe. Die Werte einer Anlage legt das Pflichtenheft fest.

Abnahme eines Regelkreises (Beispiel)

  • Ausregelzeithöchstens 120 s auf ± 0,5 K
  • Überschwingenhöchstens 8 % der Sprunghöhe
  • Regelabweichungbleibend kleiner 0,2 K
  • Stellgrößenreservemindestens 15 % im Beharrungszustand

Einstellungen je Grenzwert

  • ArtObergrenze, Untergrenze oder Band
  • BetriebszustandGrundstellung, Anfahren, Prüflauf, Abstellen
  • Reaktionmelden, warnen, Sequenz halten, abstellen
  • QuittierungMeldung bleibt bis zur Bestätigung

Wirkung eines Grenzwerts

  • Der Grenzwert wirkt nur in den gewählten Betriebszuständen. Beim Anfahren gilt ein weiteres Band als im Prüflauf.
  • Die Reaktion „Abstellen“ fährt die Sequenz geordnet herunter. Sie ist kein Not-Halt. Der Not-Halt ist verdrahtet.
  • Das Änderungsprotokoll der Anlage speichert jede Änderung mit Benutzer, Zeitstempel und altem Wert.

Verfahren der Kalibrierung

  • Zwei-Punkt-GeradeSteigung und Nullpunkt aus 2 Prüfpunkten, für Aufnehmer mit linearer Kennlinie im Messbereich.
  • KennlinientabelleStützstellen mit linearer Interpolation
  • Polynom 3. Gradesfür gekrümmte Aufnehmerkennlinien
  • Festwertfester Wert für den Ersatzbetrieb

Beispiel Pt100: Toleranz nach IEC 60751 Klasse A: ± (0,15 + 0,002 · |t|) °C. Ein Prüfpunkt außerhalb der Toleranz sperrt die Übernahme der Kennlinie, bis der Punkt neu aufgenommen ist.

Gestaltung

Regeln für die Bedienoberfläche

Der Bildschirm zeigt die Information für die nächste Entscheidung und keine weitere.

Plattformen

Steuerungsplattformen

Profectronics programmiert auf der Plattform, die im Werk des Betreibers bereits läuft. Die Instandhaltung des Betreibers kann die Anlage nach der Abnahme selbst öffnen.

PlattformEbeneWerkzeuge und Einsatz
LabVIEWMesstechnik und PrüfablaufProfectronics programmiert seit der Gründung in LabVIEW: Bedienoberfläche, Messwerterfassung, Prüfablauf und Protokoll. TestStand für die Ablaufsteuerung in der Serie, PXI und C-Serie für die Erfassung, TDMS als Messdatenformat.
BeckhoffSPSTwinCAT 3 mit strukturiertem Text nach IEC 61131-3, TwinCAT HMI für das Bedienbild, EtherCAT als Feldbus, TwinSAFE für die Sicherheitsebene. Standard bei Profectronics, wenn Messtechnik und Steuerung eng gekoppelt sind.
B&RSPSAutomation Studio mit mapp-Bausteinen, POWERLINK und openSAFETY. In Werken mit B&R-Standard entsteht die ganze Anlage in dieser Umgebung.
SiemensSPSTIA Portal mit SIMATIC S7-1200 und S7-1500, SCL und Kontaktplan, WinCC als Visualisierung, PROFINET und PROFIsafe. Für Werke mit Siemens-Standard in der Instandhaltung.

Programmiersprachen

Profectronics programmiert in den Sprachen der IEC 61131-3. Die Aufgabe bestimmt die Sprache: Regelalgorithmen und Rechenwerke in strukturiertem Text, Verriegelungen im Kontaktplan, Abläufe in der Ablaufsprache.

Übergabe

Zur Übergabe gehört der Quelltext mit Kommentaren, Änderungsprotokoll und Bibliotheksstand. Kein Baustein ist gesperrt. Die Instandhaltung des Betreibers kann jeden Baustein öffnen.

  • STStrukturierter Text
  • FUPFunktionsbausteinsprache
  • KOPKontaktplan
  • ASAblaufsprache
  • GLabVIEW
  • C#Auswertung und Schnittstellen
  • PythonNachrechnung und Prüfmittelverwaltung
Aufbau

Schichten der Prüfsoftware

Die Bedienoberfläche ist die oberste Schicht. Darunter liegen Ablauf, Regelung und Messwertaufbereitung. Die Sicherheit ist verdrahtet und liegt außerhalb der Software.

Concept Suite

Concept Suite: Konzept aus einer Quelle

Die Concept Suite ist ein eigenes Werkzeug von Profectronics. Aus einer Quelle entstehen Fließbild, 3D-Modell, Signalliste, Stromlaufplan und Stückliste.

Fließbild mit Regelprüfung

Die Concept Suite prüft das Fließbild gegen Regeln. Ein Vorschlag weist Abweichungen aus.

Bildschirm · Concept Suite, Fließbild mit Regelprüfung

3D-Modell aus dem Fließbild

Eine Änderung im Fließbild geht bis in das 3D-Modell durch. Ausgabe als STEP.

Bildschirm · Concept Suite, 3D-Modell aus dem Fließbild

Simulation

Aufheizen, Halten und Abkühlen eines Autoklaven. 3D-Strömung und Wärmeübergang entstehen aus demselben Konzeptmodell. Halten bei 200 °C mit Heizmanschette, Abkühlen mit Gebläse 2 m³/min.

Bildschirm · Concept Suite, Simulation Halten bei 200 °C

Ausgaben aus einer Quelle

  • Fließbildmit Regelprüfung
  • Vorschlagmit ausgewiesenen Abweichungen
  • 3D-ModellSTEP
  • Ursache und WirkungSicherheitsfunktionen
  • ZeichnungenPDF, DXF
  • I/O- und SignallisteOPC UA
  • StromlaufplanIEC oder NFPA 79
  • StücklisteCSV

Gleiche Kennungen in allen Unterlagen

Fließbild, SPS und Bedienoberfläche verwenden dieselben Kennungen.

Ablauf von Konzept bis Inbetriebnahme

Anfrage

Anfrage zu Software und Bedienoberfläche

Für ein erstes Gespräch nennen Sie Messstellen, Abläufe, Protokolle und die Steuerungsplattform in Ihrem Werk. Geben Sie an, ob Sie eine bestehende Anlage nachrüsten oder eine neue Anlage planen.

Anfrage stellen Schwerpunkte im Prüfstandsbau