Leitsystem für eine technische Anlage

Die Erfindung betrifft ein Leitsystem für eine technische An- lage, welches wenigstens einen Operator Station Server und einen Operator Station Client aufweist, welcher Operator Sta- tion Server einen Visualisierungsdienst zur Ausgabe von Bild- informationen an den Operator Station Client aufweist, wobei der Operator Station Server dazu ausgebildet ist, zu einer Laufzeit der technischen Anlage zu wenigstens einem techni- schen Objekt der technischen Anlage eine visuelle Repräsenta- tionsinformation zu erzeugen, und wobei der Visualisierungs- dienst dazu ausgebildet ist, die visuelle Repräsentationsin- formation an den Operator Station Client zu übertragen, und wobei der Operator Station Client dazu ausgebildet ist, die visuelle Repräsentationsinformation einem Operator der tech- nischen Anlage visuell darzubieten. Außerdem betrifft die Er- findung ein Verfahren und eine Verwendung eines Leitsystems zum Betrieb einer technischen Anlage.

Für die Bedienung und Beobachtung verfahrenstechnischer Anla- gen werden Operatoren dynamisierte Anlagenbilder und unter- schiedliche grafische Ansichten zur Darstellung von Trendver- läufen, Alarmsequenzen oder Zuständen von Prozessobjekten an- geboten. Im Regelbetrieb sind insbesondere Übersichtsbilder von Bedeutung, in denen der aktuelle Zustand der verfahrens- technischen Anlagenteile „komprimiert" dargestellt wird. Ty- pischerweise handelt ein Operator, wenn beim Betrieb Alarme auftreten, oder um routinemäßige Prüfungen oder Optimierungen vorzunehmen.

Bei routinemäßigen Prüfungen stützt sich ein Operator bei- spielsweise auf in Anlagenbildern enthaltene dynamisierte Ob- jekte wie Füllstandsanzeigen, Fließpfeile, Farbumschläge, Warnzeichen, usw. Auch bei außerordentlichen Prüfungen - z.B. beim Hochrüsten eines Anlagenteils - kann sich ein Operator auf dynamisierte Objekte stützen. Die Überwachung von dynamisierten Objekten erfolgt nach dem Stand der Technik manuell, d.h. der Operator wählt die dafür notwendigen Anlagenbilder an und überprüft visuell die für ihn interessanten dynamisierten, grafischen Objekte. Je nach Umfang der Prüfungen kann es entsprechend lange dauern, bis der Operator eine relevante Änderung im Prozess erkennt und darauf eingehen kann. Idealerweise sollte jedoch ein Operator auf eine Änderung im Prozess reagieren können, bevor ein ver- fahrenstechnischer Alarm auf die Änderung fokussiert. Das kann bei bekannten Leitsystemen jedoch nicht gewährleitet werden können. Ebenfalls kann es Vorkommen, dass bei routine- mäßigen Prüfungen Objekte übersehen werden, die eigentlich beobachtet werden sollen.

In der DE 102018 124 358 Al ist eine graphische Anzeige ei- ner Prozessanlage mit dynamisierten Objekten wie einer Füll- standsanzeige offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitsystem für eine technische Anlage anzugeben, welches eine effizientere Lenkung eines Operators des Leitsystems hin zu relevanten Än- derungen in der technischen Anlage ermöglicht.

Die zuvor formulierte Aufgabe wird durch ein Leitsystem für eine technische Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst. Das Leitsystem weist wenigstens einen Operator Station Server und einen Operator Station Client auf, wobei der Ope- rator Station Server einen Visualisierungsdienst zur Ausgabe von Bildinformationen an den Operator Station Client auf- weist.

Der Operator Station Server ist dazu ausgebildet, zu einer Laufzeit der technischen Anlage zu wenigstens einem techni- schen Objekt der technischen Anlage eine visuelle Repräsenta- tionsinformation zu erzeugen. Dabei ist der Visualisierungs- dienst dazu ausgebildet, die visuelle Repräsentationsinforma- tion an den Operator Station Client zu übertragen. Der Operator Station Client ist dazu ausgebildet, die visuel- le Repräsentationsinformation einem Operator der technischen Anlage visuell darzubieten.

Das erfindungsgemäße Leitsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Operator Station Client dazu ausgebildet ist, von dem Operator einen Überwachungstrigger bezüglich der visuel- len Repräsentationsinformation zu empfangen und an den Opera- tor Station Server weiterzuleiten. Dabei ist der Operator Station Server dazu ausgebildet, in Reaktion auf den empfan- genen Überwachungstrigger eine Überwachung der visuellen Re- präsentationsinformation dahingehend einzurichten.

Weiterhin ist das Leitsystem dadurch gekennzeichnet, dass der Operator Station Server in Reaktion auf eine Änderung der vi- suellen Repräsentationsinformation hin eine dahingehende In- formation an den Operator Station Client überträgt, um den Operator visuell, vorzugsweise zusätzlich akustisch und/oder haptisch, auf die Änderung der visuellen Repräsentationsin- formation hinzuweisen.

Bei der technischen Anlage kann es sich um eine Anlage aus der Prozessindustrie wie beispielsweise eine chemische, phar- mazeutische, petrochemische oder eine Anlage aus der Nah- rungs- und Genussmittelindustrie handeln. Hiermit umfasst sind auch jegliche Anlagen aus der Produktionsindustrie, Wer- ke, in denen z.B. Autos oder Güter aller Art produziert wer- den. Technische Anlagen, die zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens geeignet sind, können auch aus dem Bereich der Energieerzeugung kommen. Windräder, Solaranlagen oder Kraftwerke zur Energieerzeugung sind ebenso von dem Begriff der technischen Anlage umfasst.

Diese Anlagen verfügen jeweils über ein Leitsystem oder zu- mindest ein computerunterstütztes Modul zur Steuerung und Re- gelung des ablaufenden Prozesses oder der Produktion. Unter einem Leitsystem wird im vorliegenden Kontext ein computerge- stütztes technisches System verstanden, das Funktionalitäten zum Darstellen, Bedienen und Leiten eines technischen Systems wie einer Fertigungs- oder Produktionsanlage umfasst. Das Leitsystem kann zusätzlich Sensoren zur Ermittlung von Mess- werten sowie verschiedene Aktoren umfassen. Zudem kann das Leitsystem zusätzlich sogenannte prozessnahe Komponenten um- fassen, die zur Ansteuerung der Aktoren bzw. Sensoren dienen

Unter einem „Operator Station Server" wird vorliegend ein Server verstanden, der zentral Daten eines Bedien- und Be- obachtungssystems sowie in der Regel Alarm- und Messwertar- chive eines Leitsystems einer technischen Anlage erfasst und Benutzern (sogenannten Operatoren) zur Verfügung stellt. Der Operator Station Server stellt in der Regel eine Kommunikati- onsverbindung zu Automatisierungssystemen der technischen An- lage her und gibt Daten der technischen Anlage an den soge- nannten Operator Station Client weiter, die zur Bedienung und Beobachtung eines Betriebs der einzelnen Funktionselemente der technischen Anlage dienen.

Der Operator Station Server kann über Client-Funktionen ver- fügen, um auf die Daten (Archive, Meldungen, Tags, Variablen) anderer Operator Station Server zuzugreifen. Dadurch sind Bilder eines Betriebs der technischen Anlage auf dem Operator Station Server mit Variablen anderer Operator Station Server (Server-Server-Kommunikation) kombinierbar. Bei dem Operator Station Server kann es sich, ohne sich darauf zu beschränken, um einen SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation Server der Fir- ma SIEMENS handeln.

Unter einem Operator wird ein menschlicher Bediener der tech- nischen Anlage verstanden. Der Operator interagiert mittels spezieller Benutzerschnittstellen mit der technischen Anlage bzw. dessen Leitsystem und steuert spezielle technische Funk- tionen der technischen Anlage. Hierzu kann der Operator ein Bedien- und Beobachtungss ystem (den Operator Station Client in Verbindung mit dem Operator Station Server) des Leitsystems nutzen. Unter einem technischen Objekt wird eine abgeschlossene technische Einheit verstanden, die in eine übergeordnete Steuerungsebene integrierbar ist. Ein solches techni- sches Objekt kann zum Beispiel ein Zusammenschluss meh- rerer Messstellen oder ein größerer Anlagenteil einer industriellen Anlage sein. Das technische Objekt muss aber nicht dem Feld der Industrieanlagen entstammen, sondern kann beispielsweise auch ein Motormodul eines Automobils, eines Schiffs oder dergleichen sein.

Der Operator kann mithilfe des erfindungsgemäßen Leitsystems die technische Anlage effizienter und auch sicherer bedienen und beobachten. Durch den Überwachungstrigger, den der Opera- tor für die visuelle Repräsentationsinformation setzen und sich einrichten lassen kann, wird der Operator gezielt auf Änderungen innerhalb der visuellen Repräsentationsinformation hingewiesen .

Bei der visuellen Repräsentationsinformation kann es sich beispielsweise um einen Pfeil zur Anzeige einer Fließrichtung innerhalb einer Rohrleitung handeln. Das dazugehörige techni- sche Objekt kann ein Durchflussmessgerät sein, welches einen Fluss durch die Rohrleitung überwacht. Ändert sich beispiels- weise die Fließrichtung innerhalb der Rohrleitung, erkennt der Operator Station Server diese Änderung und ändert darauf- hin die Darstellung des Pfeils (der Pfeil ändert seine Rich- tung), d.h. die visuelle Repräsentationsinformation wird an- gepasst bzw. geändert.

Hierauf wird der Operator dann mittels des erfindungsgemäßen Leitsystems vorteilhafterweise hingewiesen. Der Hinweis kann beispielsweise in Form einer graphischen Umrandung des be- treffenden Pfeils liegen, optional auch zusätzlich unter- stützt durch einen akustischen Warnton und/oder ein hapti- sches Feedback. Letzteres kann beispielsweise einfach zur An- wendung kommen, wenn der Operator Station Client, den der Operator nutzt, ein Smartphone ist. Der Operator ist nicht darauf beschränkt, nur einmal einen Überwachungstrigger zu setzen, sondern er kann die Operation mehrere Male vornehmen, um beispielsweise neu hinzugekommene technische Objekte der technischen Anlage seiner Überwachung hinzuzufügen. Es ist dem Operator ebenfalls möglich, beste- hende Überwachungen wieder zu widerrufen, wenn er diese nicht mehr benötigt.

Das Leitsystem ist nicht darauf beschränkt, dem Operator nur eine visuelle Repräsentationsinformation eines einzigen tech- nischen Objektes visuell darzubieten. Vielmehr erzeugt das Leitsystem in der Regel für eine Vielzahl von technischen Ob- jekten dazugehörige visuelle Repräsentationsinformationen und bietet sie dem Operator visuell dar. Man spricht hier auch von sogenannten Anlagenbildern, in denen die technischen Ob- jekte der ganzen technischen Anlage oder eines Teils davon visuell wiedergegeben werden. Der Operator kann das Leitsys- tem dazu verwenden, nur für eine Teilmenge der visuellen Re- präsentationsinformationen (für eine einzige oder für eine Gruppe) den Überwachungstrigger zu setzen.

Bevorzugt ist das Leitsystem dazu ausgebildet, den Operator unabhängig von einer dem Operator aktuell visuell dargebote- nen Information visuell auf die Änderung der visuellen Reprä- sentationsinformation hinzuweisen. Hat der Operator einen oder mehrere Überwachungstrigger gesetzt, wird dem Operator der visuelle (und ggf. akustische und/oder haptische) Hinwei- se mit hoher Priorität angezeigt - unabhängig davon, was ihm aktuell durch das Leitsystem visuell dargeboten wird. Hier- durch steigert sich die Wirksamkeit der Überwachung bzw. des Hinweisens deutlich.

Das Leitsystem ist nicht auf einen einzigen Operator Station Client beschränkt. Es ist eher die Regel als die Ausnahme, dass ein Operator mehrere verschiedene Operator Station Cli- ents zum Bedienen und Beobachten der technischen Anlage nut- zen kann. Das Leitsystem umfasst daher bevorzugt wenigstens einen weiteren Operator Station Client, der analog zu dem (ersten) Operator Station Client wie zuvor beschrieben ausge- bildet ist. Der Operator kann sich beispielsweise nach dem Anweisen der Überwachung von dem ersten Operator Station Cli- ent ausloggen und auf dem zweiten Operator Station Client einloggen und bekommt von dem Operator Station Server weiter- hin die Funktionalität der Überwachung und des Hinweisens zur Verfügung gestellt.

Die obenstehende Aufgabe wird zudem gelöst durch die Verwen- dung eines Leitsystems, wie es zuvor erläutert wurde, zum Be- trieb einer technischen Anlage.

Die obenstehende Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfah- ren, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) Zu einer Laufzeit einer technischen Anlage, Erzeugen ei- ner visuellen Repräsentationsinformation zu wenigstens einem technischen Objekt der technischen Anlage durch einen Opera- tor Station Server eines Leitsystems der technischen Anlage, b) Übertragen der visuellen Repräsentationsinformation durch einen Visualisierungsdienst des Operator Station Servers an einen Operator Station Client des Leitsystems der technischen Anlage, c) Visuelles Darbieten der visuellen Repräsentationsinforma- tion an einen Operator der technischen Anlage durch den Ope- rator Station Client, d) Empfangen eines Überwachungstriggers bezüglich der visu- ellen Repräsentationsinformation von dem Operator durch den Operator Station Client e) Weiterleiten des Überwachungstriggers an den Operator Station Server, f) In Reaktion auf den empfangenen Überwachungstrigger Ein- richten einer Überwachung der visuellen Repräsentationsinfor- mation durch den Operator Station Server, dahingehend, dass der Operator Station Server in Reaktion auf eine Änderung der visuellen Repräsentationsinformation hin eine dahingehende Information an den Operator Station Client überträgt, um den Operator visuell, vorzugsweise zusätzlich akustisch und/oder haptisch, auf die Änderung der visuellen Repräsentationsin- formation hinzuweisen. Bevorzugt erzeugt der Operator Station Server zu einer Lauf- zeit der technischen Anlage zu wenigstens zwei technischen Objekten der technischen Anlage eine visuelle Repräsentati- onsinformation, und der Operator Station Client empfängt von dem Operator einen Überwachungstrigger bezüglich einer Teil- menge bezüglich der visuellen Repräsentationsinformation der wenigstens zwei technischen Objekte und leitet diese an den Operator Station Server weiter, wobei die übrigen Schritte wie zuvor beschrieben analog ausgeführt werden.

Besonders bevorzugt wird der Operator unabhängig von einer dem Operator aktuell visuell dargebotenen Information visuell auf die Änderung der visuellen Repräsentationsinformation hingewiesen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbei- spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert wird. Es zeigen:

FIG 1 eine grafische Benutzeroberfläche eines erfin- dungsgemäßen Leitsystems einer technischen Anlage gemäß einem ersten Aspekt;

FIG 2 eine grafische Benutzeroberfläche eines erfin- dungsgemäßen Leitsystems einer technischen Anlage gemäß einem zweiten Aspekt; und

FIG 3 eine schematische Zeichnung eines Teils eines er- findungsgemäßen Leitsystems.

FIG 1 zeigt eine grafische Benutzeroberfläche 1 eines Leit- systems einer als Prozessanlage ausgebildeten technischen An- lage. Auf der grafischen Benutzeroberfläche 1 ist ein Anla- genbild der Prozessanlage dargestellt. Das Anlagenbild um- fasst eine Vielzahl von visuellen Repräsentationsinformatio- nen, die technische Objekte der Prozessanlage repräsentieren. Eine erste visuelle Repräsentationsinformation 2 und eine zweite visuelle Repräsentationsinformation 3 stellen Fließ- pfeile dar, die eine Flussrichtung eines Mediums durch Rohr- leitungen 4, 5 anzeigen. Eine dritte visuelle Repräsentati- onsinformation 6 stellt einen Öffnungszustand eines Ventils dar. Eine vierte visuelle Repräsentationsinformation 7 stellt einen Füllstand eines Tanks 8 dar.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 setzt ein Operator für jede der zuvor erläuterten vier visuellen Repräsentationsin- formationen 2, 3, 6, 7 einen Überwachungstrigger 9, 10, 11,

12. Hierzu kann er beispielsweise einen Rahmen um einen zu beobachteten Bereich der graphischen Benutzeroberfläche zie- hen, wobei der Operator Station Client dann automatisch er- kennt, welche visuellen Repräsentationsinformationen 2, 3, 6,

7 der Operator überwacht haben möchte. Der Operator kann aber auch gezielt eine bestimmte visuelle Repräsentationsinforma- tion 2, 3, 6, 7 anwählen (durch ein Anklicken oder derglei- chen). Der Operator Station Client, der die graphische Benut- zeroberfläche zur Verfügung stellt, gibt die vier Überwa- chungstrigger 9, 10, 11, 12 oder die Bereiche um die vier Überwachungstrigger 9, 10, 11, 12 herum an einen mit dem Ope- rator Station Client verbundenen Operator Station Server wei- ter.

Der Operator Station Server richtet darauf eine Überwachung der von dem Operator ausgewählten visuellen Repräsentati- onsinformationen 2, 3, 6, 7 ein. Wenn sich eine Änderung der visuellen Repräsentationsinformation ergibt, überträgt der Operator Station Server eine dahingehende Information an den Operator Station Client. Eine solche Änderung kann sich für das Beispiel der Fließpfeile der ersten und zweiten Visuali- sierungsinformation 2 ,3 aus einer entsprechenden Sensorin- formation ergeben, die dem Operator Station Server mitgeteilt wird (z.B. „Sensorwert ändert das Vorzeichen"). Eine solche Änderung kann sich aber auch aus einer geänderten Projektie- rung der Prozessanlage ergeben. In diesem Fall würde eine Än- derung beispielsweise in einem Wegfall eines technischen Ob- jektes der Prozessanlage bestehen, welcher wiederum zu einem Wegfall der entsprechenden visuellen Repräsentationsinforma- tion in der graphischen Benutzeroberfläche 1 führen würde.

In Reaktion auf die von dem Operator Station Server empfange- ne Information bezüglich einer erfolgten Änderung oder er- folgten Änderungen weist der Operator Station Client den Ope- rator visuell auf die Änderung(en) hin. FIG 2 verdeutlicht einen solchen Hinweis. Der Fließpfeil der ersten visuellen Repräsentationsinformation 2 hat aufgrund einer entsprechen- den Sensorinformation der Prozessanlage seine Richtung geän- dert. Auf diese Änderung wird der Operator durch eine (farbi- ge) Umrandung des Fließpfeils direkt hingewiesen. Zur Beto- nung des Hinweises kann auch beispielsweise ein blinkendes oder sich bewegendes Grafikelement verwendet werden.

Hat der Operator ein anderes Anlagenbild geöffnet, auf dem die visuellen Repräsentationsinformationen 2, 3, 6, 7 nicht dargestellt sind, weist ihn der Operator Station Client den- noch auf eine erfolgte Änderung bei seinen beauftragten Ände- rungsüberwachungen hin, indem die betroffene visuelle Reprä- sentationsinformation 2, 3, 6, 7 beispielsweise in einem se- paraten Fenster „aufpoppt" oder indem das dem Operator darge- botene Anlagenbild automatisch auf das betroffene Anlagenbild wechselt.

In FIG 3 ist ein Teil eines erfindungsgemäßen Leitsystems 13 einer Prozessanlage dargestellt. Das Leitsystem 13 umfasst einen Server eines Bediensystems bzw. einen Operator Station Server 14 und einen dazugehörigen Operator Station Client 15. Der Operator Station Server 14 und der Operator Station Cli- ent 15 sind über einen Terminalbus 16 miteinander und mit nicht dargestellten weiteren Komponenten des Leitsystems 13 wie einem Engineering System Server oder einem Prozessdaten- archiv verbunden.

Ein Benutzer bzw. Operator hat mittels des Operator Station Clients 15 mittels des Terminalbus 16 im Kontext eines Bedie- nens und Beobachtens Zugriff auf den Operator Station Server 14. Der Terminalbus 16 kann, ohne sich darauf zu beschränken, beispielsweise als Industrial Ethernet ausgebildet sein.

Der Operator Station Server 14 weist eine Geräteschnittstelle 17 auf, die mit einem Anlagenbus 18 verbunden ist. Hierüber kann der Operator System Server 14 mit einem Automatisie- rungsgerät 19 des Leitsystems 13 kommunizieren. Der Anlagen- bus 18 kann, ohne sich darauf zu beschränken, beispielsweise als Industrial Ethernet ausgebildet sein. Das Automatisie- rungsgerät 19 kann wiederum mit einer beliebigen Anzahl an Subsystemen (nicht dargestellt) verbunden sein.

In dem Operator Station Server 14 ist ein Visualisierungs- dienst 20 integriert, über den eine Übertragung von (Visuali- sierungs-)Daten an den Operator Station Client 15 erfolgen kann. Zudem weist der Operator Station Server 14 ein Prozess- abbild (Process Image) 21 der Prozessanlage und eine Nutzer- selektionsdatenbank 22 auf.

Im Folgenden wird der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfah- rens erläutert. Der Operator Station Server 14 erzeugt visu- elle Repräsentationsinformationen für eine Vielzahl von tech- nischen Objekten der Prozessanlage (auf Basis von Projektie- rungsdaten aus einer Projektierungsphase der Prozessanlage). Diese visuellen Repräsentationsinformationen überträgt der Operator Station Server 14 an den Operator Station Client 15, welcher einem Operator eine graphische Benutzeroberfläche 1 mit darin enthaltenen visuellen Repräsentationsinformationen darbietet.

Der Operator der Prozessanlage setzt auf der graphischen Be- nutzeroberfläche 1 auf dem Operator Station Client 15 einen Überwachungstrigger für eine oder mehrere der visuellen Re- präsentationsinformationen. Der oder die Überwachungstrigger werden daraufhin von dem Operator Station Client 15 an den Operator Station Server 14 übermittelt (Schritt I). Ein Ver- waltungsdienst 23 des Operator Station Servers 14 hinterlegt die von dem Operator getriggerten Überwachungsaufträge in der Nutzerselektionsdatenbank 22 (Schritt II). Dadurch stehen die Überwachungsaufträge dem Operator auch bei einem Wechsel des Operator Station Clients 15 zur Verfügung. Zusätzlich veran- lasst der Verwaltungsdienst 23, dass dem Operator in einer Selektionsübersicht 24 angezeigt wird (Schritt III), welche Überwachungen welcher visuellen Repräsentationsinformationen er in Auftrag gegeben hat und wie deren Status ist (aktiv, deaktiviert, gelöscht etc.).

Liegt der visuellen Repräsentationsinformation ein Prozess- wert (Sensorwert) zugrunde, ruft der Verwaltungsdienst 23 in regelmäßigen Abständen die entsprechenden aktuellen Prozess- werte aus dem Prozessabbild 21 ab (Schritt IV). Ändert sich der angefragte Prozesswert derart, dass sich die visuelle Re- präsentationsinformation ändert, veranlasst der Verwaltungs- dienst 23 die entsprechende Notifikation auf dem Operator Station Client 15 (Schritt V).

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel und die Figuren näher illustriert und beschrie- ben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.