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Active X in der Mensch Maschine Kommunikation

10.01.00 - in IEE, Hüthig- Verlag, Ausgabe 12/99

ActiveX vs. WinCC Standard

In vielen Bereichen der Industrieautomation halten offene Kommunikationswege Einzug in die Praxis der Projektarbeit. Techniken und Standards, wie ActiveX, OPC und TCP/ IP bringen neue Möglichkeiten, die für versierte Anwender viele Vorteile bringen. Das Visualisierungssystem WinCC der Firma Siemens bietet die Möglichkeit, neben anderen offenen Kommunikationsstandards, ActiveX- Objekte in die Bildschirmoberflächen einzubetten. Für die Visualisierung einer grossen Chemieanlage in Emmerich mit insgesamt über 140000 Variablen sollte dieser neue Weg in der Dynamisierung der Bedienoberflächen gegangen werden.

Aufgabenstellung war, die bestehenden Teleperm M Anlagen um einige PCS7 Stationen zu erweitern und alle Anlagenteile einheitlich auf WinCC darzustellen. Die Bedienung und die Oberflächen der Teleperm und der PCS7 Anlagen sollten identisch gestaltet werden, gewachsene Funktionsstandards mussten übernommen werden und komplexe Funktionen, wie z.B. Trenddarstellung der Analogwerte, sollten realisiert werden.

Standard

Nach einigen negativen Erfahrungen mit WinCC als Visualisierungssystem für Teleperm M mussten wir nach einem neuen Weg suchen, um die Bedienoberflächen mit Leben zu versorgen. Die Erfahrungen beruhten darauf, Objekte über einen Standarddialog mit Variablen zu verbinden und auf diese Weise zu dynamisieren. Diese Vorgehensweise brachte aber Ergebnisse, die in den Punkten Performance, Handhabung und Funktionalität einige Schwächen aufwiesen.

Wir erzielten Bildwechselzeiten, die im Vergleich zu OS265 Systemen keine Verbesserung brachten, wie sie der Anwender bei einem neuen System eigentlich erwarten dürfte. Im Gegenteil verging bei einigen Oberflächen mit hoher Variablenzahl eine deutlich längere Zeit bis sämtliche Variablen angezeigt werden, als bei vergleichbaren OS265 Bildern.

Einen weiteren Nachteil stellte die Methode dar, komplexe Faceplates und Oberflächenelemente zu erstellen. Es besteht die Möglichkeit, entweder vorhandene Standard- Elemente zu verwenden, oder selbsterstellte Graphikelemente zu Gruppen zusammenzufassen und mit Funktionen und Bedienungsmöglichkeiten zu versehen. Die erste Möglichkeit erschien uns nicht flexibel genug, und die selbsterstellten Graphikelemente konnten die gewünschten Funktionen nicht erfüllen. Wir suchten nach Elementen, die flexibel programmiert werden können und genug Intelligenz besitzen, um geforderte Standards zu erfüllen und gewünschte Funktionalitäten umsetzen können.

Objektorientiert mit ActiveX

Wir setzten das IndustrialX Paket von WinCC ein und nahmen die ActiveX- Technik als Basis für sämtliche Dynamisierungen. Erste Versuche zeigten, dass die erzielbaren Bildaufbauzeiten durch den Einsatz von ActiveX- Objekten deutlich verringert werden konnten.

Es existiert durch Ausnutzung dieser Technik nicht mehr ein grosses Programm, das sämtliche Variablen in einem Bild mit Leben versorgt und die Aktualisierung durchführt, sondern es entsteht eine Kommunikation, die mit einer Client-Server Struktur vergleichbar ist. Dieser Vergleich ist auf die grobe Struktur, nicht auf die tiefergehenden Schichten zu verstehen. Viele kleine „lebendige“ und intelligente ActiveX- Objekte fordern Daten von der durch WinCC zur Verfügung gestellten Schnittstelle an, und wandeln diese Informationen selbständig um. Der Vorteil liegt in der verteilten Intelligenz und die darin enthaltenen Möglichkeiten, auch komplexe Funktionen zu realisieren.

ActiveX Objekte projektieren

Der Aufwand für die Programmierung der Objekte ist deutlich höher als mit vergleichbaren Standardverknüpfungen unter WinCC. Besonders die ersten Schritte stellen eine Menge Entwicklungsarbeit dar und erfordern viel Engagement. Die ActiveX Objekte werden in Visual Basic erstellt und der Entwickler benötigt für einfache Anwendungen keine tiefgreifenden Expertenkenntnisse. Um aber sämtliche gewünschten Funktionen umzusetzen und in die einzelnen ActiveX Objekte zu implementieren müssen doch einige Hürden überwunden werden, die für Standard Entwicklungen unter Visual Basic nicht auftreten.

Es kostete uns mindestens einen Monat Entwicklungsarbeit, bis die Kenntnisse erarbeitet waren um die Grundelemente, die unseren Vorstellungen entsprachen, erstellen zu können. Nach dieser geleisteten Arbeit kam der grosse Vorteil der ActiveX- Technik zum tragen. Sämtliche Wünsche, die vom Kunden gefordert wurden (Erscheinungsbild, Bedienungsmöglichkeien, etc.), konnten umgesetzt werden. Es gab keinen Punkt an dem wir sagen mussten: das können wir nicht realisieren, immer im Hinblick auf die zu investierende Zeit. Diese Technik bietet im Bereich Flexibilität und Gestaltungsmöglichkeiten sämtliche Freiheiten der Windows- Betriebssystemumgebung.

Als die ersten Objekte fertiggestellt waren, konnten die weiteren relativ zügig abgeleitet und entwickelt werden. Schlussfolgerung: viel Erstentwicklungsarbeit, geringere Folgeleistungen und –kosten.
Wir erstellten für jeden zu dynamisierenden Bausteintyp ein eigenes ActiveX- Element und ein Faceplate für die Bedienung, ebenfalls in ActiveX- Technik. Ein Reglerbaustein wird in der Oberfläche mit jeweils einem Digitalwert für den Sollwert und den Istwert dargestellt. Das Faceplate, dass die weiteren Elemente und Bedienungsmöglichkeiten anbietet, ist automatisch hinterlegt und wird im Onlinemodus durch anklicken mit der Maus aufgerufen. Auf diese Weise wurden sämtliche Bausteine realisiert, die visualisiert und bedient werden mussten. Das bedeutet ein ActiveX für ein Ventil, eine Pumpe, eine Messung, einen Regler, etc., sowie jeweils ein ActiveX- Faceplate zur Bedienung.

Projektierungsphase

Die Projektierung des weiteren Mengengerüstes gestaltet sich, nachdem die ActiveX- Objekte erstellt und im System installiert sind, als sehr komfortabel und schnell:

Um eine Messstelle mit einer Variabelen zu verbinden, muss nur einmal das Grundelement, z.B. der Digitalwert in das betreffende Bild kopiert werden und in die Eigenschaft „Tagname“ der Variabelenname eingetragen werden. Das ist alles, damit diese Messstelle vollständig verbunden und aktiv ist.
Folgende Punkte sind danach ausgeführt:

  • Die Anzeige in der Bedienoberfläche ist mit Leben gefüllt

  • Durch berühren mit der Maus im Onlinemodus wird der Tagname als Hilfetext angezeigt (Als Sicherheit, ob auch die richtige Messstelle hinterlegt ist)

  • Durch anklicken mit Hilfe der Maus wird automatisch das zugehörige Faceplate aufgerufen und dargestellt.

  • Das Faceplate ist automatisch mit der richtigen Messstelle verbunden. (Der Messstellenname wird im Fenster angezeigt)

  • Sämtliche Alarmierungen und Warnungen sind automatisch mit der Messstelle und dem Faceplate verbunden und werden angezeigt.

Durch diese Automatisierung der Projektierungsabläufe kann zum einen Zeit und damit auch Geld gespart werden, zum anderen aber auch eine viel geringere Fehleranzahl erreicht werden. Die Messstelle muß nur einmal projektiert werden und während der Inbetriebnahme muß sie nur mit der Maus berührt werden um festzustellen, ob der korrekte Tagname vergeben wurde.

Teleperm M und PCS7: eine Darstellungsart

Um das System Zukunftsweisend und Investitionssichernd aufzubauen, ist es notwendig die eingesetzten ActiveX Objekte auch in den PCS7 gesteuerten Anlagen identisch zu gestalten. Die Flexibilität der ActiveX Technik erlaubt es uns sämtliche Elemente von der Teleperm- Struktur auf die PCS7 Struktur zu übertragen. Für den Kunden besteht die Möglichkeit seine Steuerungssysteme, AS488 oder PCS7, unabhängig von der Visualisierung zu wählen. Er muß nur auf geforderten Eigenschaften wie Ausfallsicherheit, Schnelligkeit oder Flexibilität Rücksicht nehmen und kann sich danach entscheiden.

Die Bedienung und die Oberflächen sind in allen Anlagenteilen gleich gestaltet und gestatten dem Kunden sein Bedienpersonal unabhängig von der unterlagerten Steuerung einzusetzen und zu tauschen. Eine Schulung der Operator für zwei Systeme entfällt.

Schlußfolgerung

Die ActiveX Technologie bietet dem engagierten Entwickler und Programmierer neue Möglichkeiten, die weit über die reine Visualisierung hinaus gehen. Die Intranet- und Internetweite Verbreitung von Informationen mit Hilfe dieser Technik ist aufgrund der COM/ DCOM- basierenden Struktur möglich.

Die Freude des Entwicklers über die neuen fast unbegrenzten Einsatzgebiete wird einzig durch die Probleme gebremst, die WinCC TM/ OS z.Z. noch im Bereich Performance, Ausfallsicherheit und Netzwerkaufbau aufweist.

Wirtschaftlich betrachtet bedeutet der hohe Aufwand, um erste Erfolge im Bereich ActiveX zu erzielen einen weiteren Nachteil gegenüber einfacher projektierbaren Systemen, die z.B. die Standard Funktionen und Bedienungen der OS-Systeme übernehmen und auf Windows NT portieren.

Für größere Installationen wird der erhöhte Entwicklungsaufwand zum Teil durch die unkomplizierte Verknüpfung der Varbiablen mit den Faceplates der ActiveX Technik wieder Kompensiert.

 

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