SIMATIC WinCC OA - Basis-Software

Objektorientierung hat sich in den letzten Jahren zu einem Modebegriff entwickelt und wird als Schlagwort von vielen Herstellern beansprucht. Eine wesentliche Reduktion der Realisierungszeiten lässt sich in der Praxis aber nur dann erreichen, wenn der objektorientierte Ansatz wie in SIMATIC WinCC Open Architecture durchgängig und weitreichend realisiert ist.

Der Engineeringprozess von SIMATIC WinCC Open Architecture Kunden verändert sich durch die objektorientierten Eigenschaften und dessen konsequente und überlegte Nutzung.

• Einsparung an Engineeringkosten von bis zu 70 %

• Hoher Grad an Standardisierung - Normierung

• Veränderter Projektverlauf von der Planung bis zur Inbetriebnahme

• Qualifikationen des Personals sind gezielt einsetzbar

• Mehr Komfort für den Projekteur und den Anwender

In SIMATIC WinCC Open Architecture gibt es für alle wesentlichen Funktionalitäten eigene, autonome Ausführungseinheiten, die Manager.
Unter einem "Manager" versteht man einen Prozess, welcher spezielle Aufgaben erfüllt. So gibt es beispielsweise eigene Manager für die Peripherieankopplung, für die historische Datenhaltung oder für die Bedienoberflächen (=User Interfaces). 

Jeder "Manager" verwendet einen Kern auf dem Rechner. Dadurch können Sie entscheiden, ob Sie alle Manager auf einer Maschine laufen lassen oder die Manager auf mehrere Maschinen aufteilen wollen - das erhöht die Verfügbarkeit Ihres Systems und reduziert das Risiko eines Totalausfalls aufgrund eines gestoppten Prozesses. 

• Event-Manager (EV)
  bildet den Kern eines WinCC OA Systems
• Process Manager (PMON)
  der Beschützer des Projekts. Er ermöglicht auch Remote-Verbindungen zur Projektadministration und für Monitoring
• Treiber-Manager (D)
  die Prozessanbindung erfolgt über eine beliebige Anzahl von Treibern
• Database- Manager (DB)
  speichert Prozessänderungen in einer High Speed Datenbank. Der DB ist auch das Verbindungsstück zu den wertbasierten Archiven
• Control-Manager (CTRL)
  ist eine eigene Laufzeitumgebung, welche Programme der  gleichnamigen Programmier-sprache eventgesteuert und multitaskingfähig abarbeitet
• API Manager (API)
  bildet eine Schnittstelle für gebräuchliche Programmiersprachen sowie für die Anbindung kundenspezifischer Treiber
• Archive Manager (Arch)
  unterstützt bei der Verbindung der Daten, um diese in eine dateibasierte interne Archiv-Struktur zu überführen (Value Archives /VA) 
• User Interface-Manager (UI)
  sorgt für die grafische Visualisierung von Prozesszuständen
• User Interface-Graphischer Editor (GEDI)
  diese graphische Stütze zum Erstellen von Prozessbildern und zum Erstellen von Benutzeroberflächen ist es sehr einfach, ganze Bibliotheken für Ihre Lösungen zu erstellen 

Jeder Manager hat spezialisierte Funktionalitäten und Verantwortlichkeiten. Neben den oben genannten Managern stehen weitere Manager für spezielle Aufgaben zur Verfügung (Redu Manager für Redundanz, Distribution Manager für verteilte Systeme, Webserver, Reporting, Simulation)

Durch die Client-Server-Architektur ist eine nahezu uneingeschränkte Skalierung des Systems gegeben.

SIMATIC WinCC Open Architecture wird vom kleinen Einplatzsystem bis zum verteilten und redundanten Mehrplatzsystem in den unterschiedlichsten Konfigurationen eingesetzt.

• Multiuser- und Multitasking System

• Modularer Aufbau aus funktionsbezogenen Einheiten, den Managern

• Die Kommunikation zwischen den einzelnen Prozessen erfolgt auf Basis von TCP/IP

• Funktionalität und Last sind auf mehrere Rechner verteilbar

• Das Mischen der Betriebssystemplattform (z. B. Linux) innerhalb eines Systems ist möglich

• Vollkommen ereignisorientierte, telegramm basierende Kommunikation

• Abgesetzte Client-Arbeitsplätze können via Modem angekoppelt werden

SIMATIC WinCC Open Architecture lässt sich sehr einfach installieren. Auf durchschnittlichen Industriemaschinen dauert eine Installation der Software ca. 10-15 Minuten. Updates der Software sind ebenso schnell installiert. 

Es ist einfach, das Desktop UI via Web Server zu verteilen. Da über den Web Server immer die aktuellste Version verteilt wird, kann so auf jedem Bedienplatz die neueste Version genutzt werden.

Die Apps können direkt über Google Playstore (Android) und App Store (iOS) herunter geladen werden. Dort werden Sie in den regulären Update-Mechanismus des Gerätes eingebunden. Hier kann immer die neueste Version der App genutzt werden – unabhängig von der verwendeten Version im Projekt. 

Offenheit:
Verbindungen zwischen Systemen und Wiederverwenden von Bestehendem

Aufgrund der gegebenen Offenheit für Betriebssysteme ist es möglich, Windows und Linux Systeme in einem Projekt einzusetzen.

Ebenso ist es möglich, Projekte und Objekte aus älteren Versionen mit Projekten in der aktuellsten Version zu verbinden. Das Upgrade existierender Projekte in eine neuere Version kann mit in paar Klicks durchgeführt werden. 

Einmal erstellte Objekt-Bibliotheken für eine Lösung können für neue Projekte wieder verwendet werden. Das spart Zeit und erhöht die Bedien-Freundlichkeit. . 

In SIMATIC WinCC Open Architecture ist ein umfassendes Meldekonzept nach den Richtlinien VDI/VDE 3699 und DIN 19235 für eine sichere und zuverlässige Überwachung von sensiblen Anlagen integriert

• Multiuserquittierung über mehrere Arbeitsplätze
  
• Alarmierung per Pager, SMS oder E-Mail
• Definition von gemeinsamen Meldeeigenschaften (Prioritäten nach Wichtigkeit, Quittierungsart) in Meldeklassen
• Die Hysteresebehandlung verhindert ein unnötiges Generieren von Meldungen bei flatternden Signalen
• Automatische Summenmeldungen
• Webinterface für Meldungen und Anlagenzustände
• Definieren von Aktivitäten bei “Kam” und “Ging” von Alarmen
• Teilung in Warn- und Alarmbereiche

Im grafischen Editor steht ein Trend-Widget zur Verfügung, das mit wenigen Mausklicks parametriert und auf die individuellen Anforderungen hin ausgerichtet wird. Zusätzlich bietet SIMATIC WinCC Open Architecture den variablen Trend an, ein komfortables und allgemeines Werkzeug zur Auswertung von Anlagenzuständen über längere Zeiträume

• Archivdaten sowie Online-Daten werden zusammengefasst in einem Trend dargestellt

• Unlimitierte Anzahl an Trendkurven in einem Trend

• Trends mit Zeitversatz erlauben einen Vergleich zwischen unterschiedlichen Zeiträumen

• Summentrends, Balkentrends in 2D und 3D, XY-Trends mit und ohne Zeitbezug

Mit dem "Variablen Trend" stellt der Anwender in der Laufzeitumgebung dialoggeführt per Mausklick Trendkurven individuell zusammen.

• Anwahl beliebiger Datenpunkte für die Trenddarstellung

• Beliebige Zeitbereiche sind erstellbar

• Individuelle Darstellung von Werte-Achsen (Skalen) oder gemeinsame Skalen für verschiedene Kurven
• Exportfunktion der Trenddaten in eine csv-Datei

Ein neues, modernes Trend-Feature ermöglicht die Erstellung innovativer und individueller Sichten auf die Daten des Kunden. Die Verwendung von Layout-Management und die Möglichkeiten zur Anpassung von Trends helfen, wichtige Informationen auf einen Blick zu erkennen. Die Anzeige von Alarmbereichen innerhalb des Trends hilft dabei, Veränderungen in jedem System zu analysieren und besser zu verstehen. 

Im Kontext des Layout-Managements erweitert WinCC OA ständig die Möglichkeiten, gesammelte Daten mit verschiedenen Arten von EWOs darzustellen, die dem Anwender Informationen in verständlicher Form zeigen und helfen, den Fokus auf wichtige Änderungen zu legen.

• Integrierte Vogel-Perspektive
• Zoom zu detaillierten Zeitfenstern
• Individualisierbare Beschreibungen, Trend-Achsen und Kommentare zu Datenpunkten
• Anzeige von Alarmen und von Nachrichten mit Handlungshinweisen im Trend
• Zeiger definieren für spezifische Informationen zu einem Bereich
• Kopieren in die Zwischenablage
• Neue Kurven können mittels Drag & Drop hinzugefügt werden

Reporting ist eine wichtige Aufgabe in jedem SCADA-System. Deswegen wurde bei SIMATIC WinCC Open Architecture ein besonderes Augenmerk auf diese Funktion gelegt.
Ein webbasierendes Reporting mit der standardisierten Reporting-Schnittstelle SOAP (Simple Object Access Protocol) ist implementiert.
Reportingtools von Drittanbietern können somit auch ohne zusätzlichen Aufwand verwendet werden.
Die zusätzlich zur Verfügung gestellten BIRT Vorlagen und die bereits vordefinierten Reporting-Daten vereinfachen das Reporting weiter.

• Webfähiges Reporting Interface (SOAP):
  - ECLIPSE BIRT (Vielzahl an Reporting Vorlagen für ECLIPSE BIRT werden mitgeliefert)
  - Crystal Reports
  - SIMATIC Information Server (Beispiele werden zur Verfügung gestellt)
  - Microsoft Excel

• Online-Werte, Historie

• Unterstützung von verdichteten Daten, SQL, Alarme

• Diagnosewerkzeuge

• Audit Trail

Die Archivierung ist integraler Bestandteil von SIMATIC WinCC Open Architecture. Sie erlaubt ein individuelles Management von historischen Daten sowie einen komfortablen und performanten Zugriff aus allen Komponenten einer Applikation. Das native integrierte Archivierungs-System im Lieferumfang von WinCC OA ist eingebettet in die bestehende Systemlandschaft. Es ist dateibasierend, fokussiert auf Wertänderungen in event-basierten Umgebungen und kann zur Laufzeit konfiguriert und angepasst werden. Das interne Datenbankystem kann ohne zusätzliche Kosten hinsichtlich Archivierungszyklen, Datenkompression, sowie Größe und Anzahl der Wertearchive strukturiert werden. Alle Komponenten und Schnittstellen in der folgenden Liste werden als separate Manager innerhalb Ihres Projektes zum System hinzugefügt.

• Beliebig viele Archive sind parallel möglich
• Aufbewahrungsdauer, Archivgröße, Backupstrategie etc. sind für jedes Archiv individuell einstellbar
• Einfachste Konfiguration der Archivierung
• Definition von Archiven mit verdichteten Werten (Stunden, Tages, Monatsarchive...)
• Vererbung von Korrekturwerten durch Verdichtungsstufen
• Parametrierung von Online-Backups für abgeschlossene Archivsätze
• Wertarchive mit Flat-File Struktur (HDB)
• ORACLE, Influx DB, PostgreSQL und MS SQL Archivierung
• Parallele Archivierung (Wert Archiv, Oracle, InfluxDB, PostgreSQL) - erlaubt die Speicherung von Daten in die lokale historische Datenbank und die zentrale Oracle Datenbank - je nach Kundenwunsch. Lokale Systeme basierend auf Oracle benötigen keine Oracle Server Installation
• DB Logger (MS SQL, MySQL, ORACLE)

Archivierte Werte können natürlich auch für das Reporting verwendet werden. Dafür wird eine zusätzliche Reporting Funktionalität im System benötigt. Werden Reports auf die Archive ausgedehnt, bieten diese alle Möglichkeiten der Auswertung auch für archivierte Datenpunkt-Werte

• Webfähiges Reporting Interface (SOAP)
• Reporting Vorlagen basierend auf ECLIPSE BIRT
• Gleiche Verfahrensweise für aktuelle und für archivierte Werte

SIMATIC WinCC Open Architecture wurde durchgängig für Mehrsprachigkeit konzipiert. Realisierte Anlagen in der ganzen Welt (China, Korea, Türkei, Südamerika, Mitteleuropa, Saudi-Arabien...) bestätigen ein gelungenes Sprachkonzept.

• Mehr als 40 Sprachen gleichzeitig in einem Projekt verwenden.
• Online Sprachumschaltung im laufenden Betrieb
• Arbeitsplatz- und benutzerabhängige Sprache innerhalb einer Applikation
• Einfache Integration von Sprachen durch sprachabhängige Katalogsysteme
• UTF-8 Support (Alle Unicode-Zeichen können innerhalb von 4 Byte abgebildet werden.)

Eine der herausragenden Eigenschaften von SIMATIC WinCC Open Architecture ist das Handling verteilter Systeme und die Freiheiten beim Aufbau verteilter Archtekturen.

• Transparenter Zugriff auf alle Daten der verbundenen Systeme (Historie, Online-Daten, Alarme, Konfiguration, etc. )
• Die Befehlsgewalt über ein Subsystem kann lokal oder von jedem verbundenen System gehalten werden
• Anlagenbilder von verbundenen Systemen können auf anderen Systemen aufgerufen werden
• Die Verbindung (Modem, ISDN, LAN) zwischen den einzelnen Systemen kann permanent oder temporär sein
• Alarme der verbundenen Systeme können ebenso auf anderen Systemen angezeigt und quittiert werden
• Die einzelnen Teilsysteme eines verteilten Systems können wiederum Einzelplatz- oder Mehrplatz-, singuläre oder redundante Systeme sein
• Einfache Parametrierung und Einbindung weiterer Systeme im nachhinein

Die modernen und innovativen Bedienkonzepte mit Multitouch-Gesten sind mittlerweile auch im industriellen Umfeld angekommen. Dadurch wird die Anlagenbedienung noch intuitiver und einfacher. Die gängigen Multitouch-Gesten sowie zusätzliche Schaltflächen in SIMATIC WinCC Open Architecture tragen zu einer benutzerfreundlichen Bedienung bei.

SIMATIC WinCC Open Architecture unterstützt dabei folgende Multitouch-Gesten:

• Linker Mausklick – kurzer Tap auf den gewünschten Bereich

• Rechter Mausklick – langer Tap auf den gewünschten Bereich

• Doppelklick – zwei schnell aufeinanderfolgende Taps

• Pinching – Durch das zu- bzw. auseinanderziehen zweier Finger wird das Panel gezoomt

• Panning – Zum Verschieben eines Panels wird der Panelhintergrund mit einem Finger gedrückt und dann mit dem Finger bewegt

• Zweihandbedienung - Um zu vermeiden dass auf Touch-Panels durch unbeabsichtigtes Berühren des Monitors Befehle abgesetzt werden, kann die Zweihandbedienung konfiguriert werden.

Das flexible Datenpunktkonzept ist zentrales Element in SIMATIC WinCC Open Architecture. Externe wie interne Variablen, die Datenstrukturen von Geräten, Benutzerberechtigungen, das Aufschalten von Anlagenbildern oder Alarmen, alles wird über Datenpunkte abgewickelt.
Das sorgt für eine konsistente Behandlung und erlaubt zugleich eine flexible Anpassung an spezifische Problemstellungen.

• Datenstrukturen sind intuitiv in einer Baumstruktur organisiert.
  
• In übersichtlichen Parametrierpanels erfolgen die einzelnen Parametrierungen wie Meldebehandlung, Archivierung, Adressierung, etc.
  
• Massenengineering erfolgt in MS Excel. Das Ein- und Ausspielen der Konfigurationsdaten erfolgt vollständig online.
• Zur Laufzeit können Datenpunkte generiert und komplett konfiguriert werden. Hiermit ist die Realisierung von selbstparametrierenden Objekten möglich
• Support von raschen Implementierungen durch den Einsatz von vordefinierten Importer Tools und Eingabemasken

Für die Erstellung von Anlagenbildern (Panels) steht ein benutzerfreundlicher Grafikeditor (GEDI) zur Verfügung. Die komplette Parametrierung sowie das Anlegen und Löschen von Grafikobjekten und Datenpunkten erfolgt vollständig online im laufenden Betrieb.

Eigene Objekte (Referenzen) können vollkommen frei erstellt und völlig individuell den jeweiligen Anforderungen angepasst werden.

Die Ablage erfolgt in übersichtlichen Katalogen. Symbole werden aus dem Katalog selektiert und einfach per Drag & Drop in ein Anlagenbild gezogen. Beim Einsetzen in das Anlagenbild öffnet sich ein Parametrierdialog, der einerseits als Standard-Dialog andererseits als komplett frei erstellbarer Individualdialog ausgeführt sein kann.

Erweiterungen durch Widgets und EWOs

Eine Fülle von mitgelieferten Standardsymbolen für häufige Aufgaben beim Projektieren und Visualisieren von Anlagen reduzieren wertvolle Entwicklungszeit. Ein umfassender ActiveX-Support (Zugriff auf Properties, Methoden und Events) erleichtert es, spezifische Aufgaben als vorgefertigte Lösungen zu integrieren.

Durch die Integration der aktuellen Version QT5 wird ein modernes und anspruchsvolles Benutzererlebnis möglich. Unter anderem wurden neue Widgets für 3D Balken, Trends und Tabellen hinzugefügt.Die Bandbreite der unterstützten Widgets und EWOs* steigt merklich von Version zu Version an, um eine noch höhere Benutzerfreundlichkeit für die Endnutzer zu ermöglichen.
* EWO =External Widget Object – eine spezielle Unterstützung, um systemfremde Widgets in die Benutzeroberfläche einzubinden

Layout management „Responsive design“
Zur automatischen Anpassung der Anzeigen an die Bildschirmgröße während der Laufzeit, wurde das Responsive Design eingeführt. Funktionen wie Rasterlayout, Layoutvererbung und viele weitere lassen 100% responsive Applikationen schnell und einfach realisieren.

Script Wizard
Mit dem Script Wizard können animierte und Ultralight Client kompatible Symbole (Referenzobjekte) und Anlagenbilder einfach ohne Programmierkenntnisse erstellt und animiert werden. Die Referenzobjekte können per Drag&Drop in einem Anlagenbild platziert und mit einem Datenpunkt verknüpft werden. Die Ultralight Client kompatiblen Panels können in allen gängigen Webbrowsern auf Desktop-PCs sowie auf mobilen Geräten dargestellt werden.
Um das Engineering zu vereinfachen gibt es ein vorinstalliertes Paket an Ultralight Client kompatiblen Symbolen welche mit verschiedenen Datentypen verknüpft werden können..

Unterstützung von Versionsverwaltungssystemen
Das Versionsverwaltungs-Tool SVN erhöht maßgeblich die Benutzerfreundlichkeit und ermöglicht ein einfaches und übersichtliches Projektengineering in großen Projektteams. SIMATIC WinCC Open Architecture unterstützt verschiedene Versionsverwaltungssysteme, die im grafischen Editor verwaltet und angewendet werden können.

Zusätzlich zur einfachen Parametrierung über Dialoge per Mausklick ist SIMATIC WinCC Open Architecture mit einer leistungsfähigen Programmierumgebung ausgestattet, welche weit über übliches Scripting hinausgeht.

C# API

Um WinCC OA mit Businesslogik aus neuesten Programmiertechnologien zu erweitern und bestehenden C# Code einbinden zu können, wurde eine C# API in WinCC OA integriert.

C# ist eine universelle, objektorientierte Programmiersprache. C# bietet eine große Anzahl an .net Bibliotheken und eine große Entwicklergruppe mit C# Know-how.

Mit dem neuen C# API können Prozesswerte, Alarme und historische Daten gelesen und abgefragt werden. Es können auch Prozesswerte gesetzt und Alarme quittiert werden. Darüber hinaus können Datenpunkte verwaltet werden, Configs gelesen werden und einiges mehr.

Mit der C# Fassade wurden viele C# Technologien für den Entwickler eingebunden um einen möglichst hohen Wiederverwendungsgrad von bestehendem C# Code gewährleisten zu können.

Scriptsprache Control

Das "Control" besitzt eine leicht verständliche, auf ANSI-C basierende Syntax und ist mit zahlreichen Funktionalitäten für alle Anforderungen moderner Leittechnik ausgestattet. Control verarbeitet einerseits Datenpunkte und steuert die Visualisierung der Prozeßzustände.
Die Scriptsprache Control ist als Interpreter ausgeführt, so dass der Anwender keine Compiler-Läufe oder Link-Vorgänge durchführen muss. Änderungen können somit sofort getestet werden. Das flexible Datenpunktkonzept wird optimal durch Control unterstützt.

• Die Ausführung als Interpreter erlaubt online-Änderungen im laufenden Betrieb

• Control unterstützt die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Programme (Multithreading)

• Erweiterbar durch DLL's and Shared Libraries

• Datenbankschnittstelle zu relationalen Datenbanken

• Der integrierte Editor unterstützt die Programmierung durch Syntaxhighlighting, Funktionstool-Tip, Autocomplete, Syntaxcheck, etc

• Umfangreicher Debugger für die schnelle Fehlersuche

WinCC OA Secure basiert auf dem gesicherten Third-party Authentifizierungsprotokoll Kerberos, das am MIT entwickelt wurde. Symmetrisch verschlüsselt, keine Übertragung von Schlüsseln
Absolute Sicherung für interne und externe Kommunikation

• WinCC OA Secure stellt die Authentifikation, Integrität und Verschlüsselung der Kommunikation sicher

• Keine Übertragung von User/Passwort Informationen übers Netzwerk

• Schnelligkeit durch symmetrische Schlüssel

• Erlaubt Single-Sign-On

• Bewährte Methode

• State of the Art

Mit dem durchdachten Redundanzkonzept von SIMATIC WinCC Open Architecture können die hohen Anforderungen von Anlagenbauern und -betreibern an die Verfügbarkeit sowie die Prozess- und Datensicherheit abgedeckt werden.

• Hot Standby-Redundanz mit Doppelrechnersystem

• In einem redundanten System ist jedes User Interface sowohl mit dem aktiven wie auch mit dem passiven System verbunden. Eine Redundanzumschaltung erfolgt deshalb für den Anwender stoßfrei ohne Beeinträchtigung der Bedienbarkeit der Anlage

• Das automatische Umschalten erfolgt im Zehntelsekundenbereich ohne Datenverlust

• Automatischer Abgleich von Prozessabbildern, Alarmdaten und Historie beim Hochlauf

• Frei konfigurierbare Umschaltmechanismen mit gewichteter Fehlerstatusauswertung

• Zusätzliche Sicherheit durch Differenzierung zwischen Rechner- und Netzwerkausfall

• Redundante Netzwerkverbindungen zwischen unterschiedlichen Rechnern

• Split-Betrieb im Redundanzfall - Testen neuer Konfigurationen und Parametrierungen, ohne den laufenden Betrieb zu stören

Höchste Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit durch redundante Datenhaltung in einem geografisch abgesetzten zweiten Control Center.
Hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit wird in der Automatisierungstechnik immer wichtiger. Schon ein kurzzeitiger Ausfall kann zu erheblichen Kosten und Sicherheitsrisiken führen. Dies soll mithilfe des Disaster Recovery Systems verhindert werden.

Funktionen

• Abgleich der Online-Datenänderungen zwischen PSS (Primäres Serversystem) und SSS (Sekundäres Serversystem) zur Laufzeit

• Abgleich des Alarmstatus (Quittierstatus, Quittierzeit, Quittierbenutzer) zwischen PSS und SSS zur Laufzeit

• Zyklischer Abgleich der Parametrieränderungen (Meldebehandlung, Datenpunktfunktionen, usw.) zwischen PSS und SSS

• Automatischer (zyklischer) oder manuell angestoßener Abgleich der Projektdateien (Panels, Skripts, Librarys, Pictures, usw.)

• Synchronisation der historischen Daten (über Oracle Packages) nach Anstoß durch den Benutzer, nach einem Systemausfall des SSS oder Verbindungsunterbruch zwischen PSS und SSS

• Abgleich der Benutzerverwaltung (Benutzer und Passwörter)

• Automatische Umschaltung zwischen PSS und SSS und manuelle Rückschaltung zwischen SSS und PSS

• Automatische Umschaltung am Client zwischen der Bedienoberfläche des PSS und SSS zum aktuell führenden System (zwei Bedienoberflächen parallel aktiv)