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Funktionsbeschreibung BIOSYS® Prozessleit und -Managment System

 

Systemumgebung:

BIOSYS® ist auf allen MS Betriebssystemen ab Windows XP SP 3 – auf 32bit und 64bit Systemen – uneingeschränkt lauffähig.

Multitasking und Multithreading Fähigkeiten sind selbstverständliche Features.

Für den zentralen Rechner des PLS wird ein WIN SERVER Betriebssystem (Win Server 2003,WIN SERVER 2008 / WIN SERVER 2011/ WIN SERVER 2012) empfohlen.

Für Einplatzsysteme hat sich Windows 7 (32bit und 64bit) bewährt, auf Windows 8 und Windows 10 Systemen funktioniert BIOSYS® ohne Einschränkung.

Die PC Hardware muss für 24/7 Betrieb zertifiziert sein. Der Betrieb von RAID Systemen und redundantem Systemaufbau ist möglich und empfohlen.

Grundfunktionen:

BIOSYS® erfüllt folgende Grundaufgaben:

BIOSYS® kommuniziert  mit unterschiedlichen Steuerungen / Feldsystemen. Die Kommunikation ist über Netzwerke (TCP/IP V4), Siemens Industrial Ethernet, Siemens MPI, Profibus, Seriell (RS 232 / RS 485) möglich. Dafür werden Betriebssystem eigene und kommerziell verfügbare Hard- und Software Komponenten (PCI Karten / Treiber) verwendet. BIOSYS® verwendet keine eigenen Hard- / Firmware Treiber. Damit ist ein angleichen an neue Schnittstellen Hardware immer gewährleistet. Datenquellen wie FTP-Server sind ebenfalls verwertbar.

BIOSYS® ermöglicht die Anbindung von abgesetzten Fernwirkstationen per VPN Tunnel und Internet (drahtgebunden oder Mobil Netz).

Systemarchitektur:

BIOSYS® besteht aus mindestens einem PC der alle Funktionen ausführen kann. Dieser PC wird als „SERVER“ bezeichnet. Zusätzliche Bedienplätze auf  anderen Rechnern die per Netzwerk mit dem zentralen Rechner verbunden sind, werden unterstützt. Dies gilt auch für Rechner in fremden Netzwerken (Heimwarte) die über sichere Verbindungen mit dem SERVER verbunden sind. An solchen Bedienplätzen sind  alle BIOSYS®  Funktionen ausführbar.

PLS Anpassung an die Prozessumgebung:

BIOSYS®  muss an die Prozessumgebung angepasst werden. Diese Anpassung erfolgt ausschließlich über Systemkonfiguration und Systemparametrierung. Zusätzliche Anlagenspezifische Programme werden  nicht verwendet. Das Prozessabbild wird durch Prozessvariable erzeugt.

Prozessvariablen sind:

Verarbeitung von Prozessvariablen

Messwerte:

Jeder Messwert entspricht einem Rohwert der Eigenschaft 0-20 mA, 4-20 mA, 0-10V die in  l/s, bar, m³/h, mWS etc. umzusetzen sind. Diese Skalierung vom Rohwert auf die physikalische Grösse erfolgt im BIOSYS® über eine Parametrierung wie z.B. 4-20mA entspricht 2-12 pH. Diese Parametrierung wird in die zugehörige SPS übertragen, dort von der  BIOSYS® eigenen SPS Software DAMAS verwaltet und angewendet. Damit ist sichergestellt, dass bei einer Sensor oder Messverstärkeränderung (z.B. anwenden eines neuen Sensors) keine SPS Programm Änderung notwendig ist.

Jeder Messwert kann beliebig verdichtet werden. Verdichtungen sind:

Aggregate:

Aggregate entsprechen einer Pumpe, einem Schieber, einem Kompressor, einem Notstromaggregat.

Aggregate haben die Zustände „ist im Automatik“, „ist in Handbetrieb“, „ist ein“, „ist aus“, „ist Vor Ort“

Die Zustände und Zustandswechsel können verdichtet werden zu:

Meldung:

Eine Meldung hat die Zustände „ist ein“, „ist aus“ oder „ist alarmiert“.

Die Zustände und Zustandswechsel können verdichtet werden zu:

Alarme:

Alarme werden nicht verdichtet.

Zählerstände:

Zähler können beliebige Impulswertigkeiten aufweisen, z.B. ein Impuls entspricht 45 kWh.

Zähler werden verdichtet zu:

Regler:

Regler sind komplexe Prozessvariable die einen in allen Punkten parametrierbaren PID Regler darstellen. Proportional-, Integral- und Differential Anteil sind getrennt einstellbar, ebenso sind Totband, Arbeitspunkt, Steigung (dx/dy) einstellbar. Regler werden nicht verdichtet.

 

Sollwerte:

Sollwerte stehen als 8 bit, 16 bit, 32 bit und REAL Werte zur Verfügung.

Sollwerte werden verdichtet zu:

Parametersätze:

Parametersätze sind komplexe Prozessvariable die eine Gruppe von Sollwerten enthalten.

Parametersätze werden nicht verdichtet.

Rechenwerte:

Rechenwerte sind Prozessvariable die aus anderen Prozessvariablen errechnet werden.

Typisch ist die Summierung von mehreren Durchflussmessungen zu einem Summendurchfluss. Es können beliebige Prozessvariable über mathematische und logische Operationen miteinander verrechnet werden.

Rechenwerte können beliebig verdichtet werden

Systemvariable:

Systemvariable stellen interne Systemzustände dar:

Überwachung von Prozessvariablen und deren Verdichtungen

Jede Prozessvariable und jede Verdichtung kann bis zu 8 mal überwacht werden. Die Art der Überwachung ist frei konfigurierbar.

Für Messwerte stehen 8 Standard Überwachungen zur Verfügung:

Für Alarme kann je eine Überwachung ein bzw. ausgeschaltet werden.

Für Meldungen kann jede Zustandsänderung überwacht werden.

Datenbanken

BIOSYS® speichert Aktual Werte und verdichtete Prozesswerte sowie alle Konfigurationseinstellungen in Datenbanken. Diese Datenbanken werden mindestens einmal pro Tag zu Datensicherungszwecken kopiert und als .zip Dateien abgespeichert. Um diese Datenbanken nicht übermässig anwachsen zu lassen, ist eine automatische Archivierungsfunktion vorzusehen. Eine solche Archivierungsfunktion trennt Beispielsweise, einmal pro Monat, alle gespeicherten Daten die älter sind als 15 Monate von den Datenbanken ab und speichert diese abgetrennten Daten in einem Datenbank Archiv.

Diese Archive über die Standard Visualisierungswerkzeuge des PLS einsehbar, d.h. diese archivierten Daten werden nicht gelöscht sondern nur ausgelagert.

Visualisierung:

Um Prozesszustände darzustellen sind Prozessbilder erstellbar. Dazu bietet BIOSYS® den geeigneten  Grafischen Editor als Grund Bestandteil an.

Mithilfe des Editor sind  Grafische Darstellungen der Anlage (der Anlagenteile) als wmf, cdr, bitmat, jpeg, tif verwendbar.. Einer solchen Grafik sind belebbare Elemente wie Aggregat Symbole (Schieber, Motor, Pumpe, Lüfter), Behälter, Rohrleitungen, Text Ein- und Ausgabefelder, Schalter und Menüs überlagerbar.

Jedem überlagerten Element sind mehrere Prozessvariable zuordenbar. Über die zugeordneten Prozessvariablen werden die Eigenschaften der Elemente gesteuert. Eigenschaft eines solchen Elements sind:

Ein Prozessbild ist so gestaltbar, dass alle Aktionen die zur Überwachung, Beobachtung und Einflussnahme für den dargestellten Anlageteil nötig sind durchführbar sind.

Ganglinien und Lifetrends

Alle gespeicherten Prozesswerte sind als Ganglinie darstellbar. Die Ansicht der Ganglinien erfolgt als Linien-, Balken- oder  Flächen Diagramm. Die Zeitachse eines Diagramms ist beliebig einstellbar, eine Zoomfunktion der Zeitachse steht  zur Verfügung. Beliebig viele Diagramme sind in einer Ansicht kombinierbar, die Auswahl wird vom Nutzer getroffen.

Ganglinien können von berechtigten Nutzern einfach neu erstellt, geändert oder gelöscht werden. Das löschen einer Ganglinie hat keinen Einfluss auf die gespeicherten Werte, sondern ausschliesslich auf die selektierbaren Ansichten.

Alle Ganglinien sind als Grafik wie auch als Wertetabelle darstellbar. Die Umschaltung der Ansicht erfolgt per Maus-Klick. Wertetabellen sind als CSV Dateien speicherbar und sind somit mit MS-Office Programmen weiter nutzbar.

Lifetrends sind sowohl in Prozessbilder integrierbar wie auch ad-hoc am Bildschirm von Nutzer einrichtbar. Lifetrends sind sowohl in Wert- wie Zeitachse frei konfigurierbar und stellen ab Aufruf den selektieren Wert in Echtzeit dar.

Alarm- und Meldungsverarbeitung

Alle Ereignisse im Prozess wie schalten eines Aggregates, auftreten und gehen eines Alarmes, Grenzwertunter- bzw. Überschreitungen etc. sind  im BIOSYS® erkennbar. Gleichfalls kann jedes Ereignis – sofern es als kritisch eingestuft wird – als PLS-Alarm bezeichnet werden.

BIOSYS® Alarme werden per Telefon (analog oder ISDN), Fax, GSM Modem, City Ruf, Scall, PET, e-mail an festzulegende Rufnummern / Adressaten  gesendet. Bei Nutzung einer Festnetz Telefon Leitung ist vorzugsweise die akustische Ansage des Meldungstextes zu verwenden. Dabei wird der frei konfigurierbare Meldung / Alarmtext in Echtzeit in Sprache umgesetzt und dem Bereitschaftsdienst „vorgelesen“.  Damit müssen keine .wav Dateien erzeugt und verwaltet werden,.

Die anzurufenden Telefonnummern / Adressen sind vom Bedienpersonal änderbar. Bereitschaftspläne (bis zu 99) sind zur Zeit- und Ereignisabhängigen Alarmierung verfügbar.

Für Alarme unterschiedlicher Klassen stehen bis zu 10 Alarmlinien zur Verfügung.

 Zum Beispiel:

  Alarmlinie 1: Betriebspersonal Kläranlage

  Alarmlinie 2: Wartungspersonal Kanalnetz

  Alarmlinie 3: Wartungspersonal Aussenstationen

Protokollierung

Störmeldeprotokolle werden  in Form von Ereignislisten angelegt.

Betriebstagebücher nach Vorgabe des zuständigen Wasserwirtschaftsamtes einfach erstellbar.

Weitere Protokolle nach Vorgabe des Betreibers sind  frei konfigurierbar und sind auch vom Betreiber Personal änderbar. Der Anzahl von Protokollen ist keine Grenze gesetzt.

Alle Protokolle sind nach MS EXCEL exportierbar

Aufzeichnungen und deren Darstellung

Aufgezeichnet und Gespeichert werden alle Verdichtungen (im Normalfall ohne zeitliche Begrenzung) sowie alle so konfigurierten Ereignisse.

BIOSYS® führt ein System-Log das die An- und Abmeldung von Nutzern, die Interaktion von Nutzern wie Grenzwertänderungen, Aggregat Umschaltungen, Meldungsbestätigungen etc. protokolliert.

Diese System-Log über selektierbare Ansichten einsehbar und bei Bedarf druckbar.

Auf automatischen Ausdruck ist zu verzichten, alle Protokolle, Störmeldeprotokolle sowie System-Log Auszüge bei Bedarf über beliebige Drucker (sofern diese vom Rechner unterstützt werden) ausdruckbar.

Berechtigungen

Jedem BIOSYS® Nutzer wird ein Benutzername und ein Passwort zugeordnet. Jedem Nutzer ist ein Benutzerprofil zugeordnet das die Berechtigungen des jeweiligen Nutzers festlegt. Dabei ist es möglich, einem Nutzer alle Rechte (Administrator) freizugeben und anderen Nutzern in feinster Abstufung Rechte wie zugewiesen werden:

Jedem Nutzer ist eine eigene Selektion von Prozessbildern, Trendlinien und Protokollen zuordenbar.

Die einem Nutzer gegebenen Rechte sind unabhängig vom jeweiligen Arbeitsplatz.

Die Nutzerberechtigung ist unabhängig von der Windows Benutzerverwaltung.

Einzelne Prozessvariablen können mit einem Schutz vor unberechtigtem Zugriff geschützt werden. So können z.B. Reglereinstellungen oder Rezepte von jedem Benutzer eingesehen werden, jedoch nur von Benutzern mit spezifischen Rechten verändert werden.

Grafikeigenschaften

Die Grafikeigenschaften von BIOSYS® sind nur durch die Eigenschaften von Betriebssystem und Hardwareausrüstung begrenzt. Anzahl der darstellbaren Farben, Bildschirmauflösung und Bildschirmformat werden von der PC Hard- und Software breitgestellt und werden von BIOSYS® vollumfänglich genutzt.

Mehrfach Anzeigen (bis zu 4 Monitore) werden von BIOSYS® unterstützt.

Skalierbarkeit von BIOSYS®

BIOSYS® ist in jeder Hinsicht skalierbar und wächst mit ihrem Prozess.

Sowohl

sindjederzeit unkompliziert zuschaltbar bzw. erweiterbar.sind jederzeit unkompliziert zuschaltbar bzw. erweiterbar.

Das BIOSYS® Basispacket enthält grundsätzlich:

BIOSYS® und Internet

BIOSYS® verzichtet bewusst auf eine Browser Oberfläche. Da letztendlich alle Attacken aus dem Internet über Webbrowser erfolgen (egal ob über Google Chrome, Windows Explorer, Mozilla Firefox etc) ist dies die sicherste Variante des Betriebes eines Prozessleitsytemes.

SPSen die per Internet Verbindung (z.B. GPRS Aussenstationen) angebunden sind, sollen vorzugsweise über IPSEC VPN Tunnel angebunden werden. Dies stellt sicher, dass die so transportierten Daten keinesfalls verfälscht werden können oder von Dritten (Ausnahme NSA) mitgelesen werden können. Vor allem ist über eine solche Verbindung ein Eindringen auf die Rechner und SPSen des Systemes nicht möglich. Voraussetzung dafür ist  die Verwendung geeigneter Router Hardware, der disziplinierte Umgang mit Benutzernamen und Passwörtern. Wir beraten sie gerne dazu.

Soll über beliebige Rechner ein Fernzugriff auf BIOSYS® erfolgen, empfehlen wir das Programm „TEAMVIEWER“, welches ebenfalls sichere Verbindungen gewährleistet. TEAMVIEWER ist auch als app für beinahe alle Smartphones verfügbar.

Versionshistorie:

BIOSYS® Version 3   Release 2006

BIOSYS® Version 7   Release 2007

BIOSYS® Version 8   Release 2008

BIOSYS® Version 9   Release 2009

BIOSYS® Version 10  Release 2010

BIOSYS® Version 11  Release 2011

BIOSYS® Version 12  Release 2012

BIOSYS® Version 13  Release 2014

BIOSYS® Version 14  Release 2015

BIOSYS® Version 15 Relaeas 2017

 

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