STEP 7 / WinCC Applikationsbeschreibung Dezember 2009 · WinCC_KPI_Analyze_V10.zip Diese gepackte...

Applikationen & Tools

Answers for industry.

Deckblatt

Berechnen der Produktionskennzahlen mithilfe von WinCC Standardmitteln STEP 7 / WinCC

Applikationsbeschreibung Dezember 2009

2 WinCC KPI Analyse

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WinCC KPI Analyse 1.0, Beitrags-ID: 38701615 3

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SIMATIC WinCC WinCC KPI Analyse

Automatisierungsaufgabe

1

Automatisierungslösung

2 Funktionsmechanismen dieser Applikation

3

Konfiguration und Projektierung

4

Inbetriebnahme der Applikation

5

Bedienung der Applikation

6

Glossar

7

Literaturhinweise

8

Historie

9

Gewährleistung und Haftung

4 WinCC KPI Analyse

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Gewährleistung und Haftung Hinweis Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf

Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Applikationsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Auf-gabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadens-ersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden.

Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens Industry Sector zugestanden.

Inhaltsverzeichnis


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Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung...................................................................................... 4 1 Automatisierungsaufgabe ................................................................................ 6

1.1 Übersicht .............................................................................................. 6 2 Automatisierungslösung .................................................................................. 7

2.1 Übersicht Gesamtlösung...................................................................... 7 2.2 Beschreibung der Kernfunktionalität .................................................... 8 2.3 Verwendete Hard- und Software-Komponenten .................................. 9

3 Funktionsmechanismen dieser Applikation ................................................. 11 3.1 Gesamtübersicht ................................................................................ 11 3.2 Funktionalität ...................................................................................... 12

4 Konfiguration und Projektierung ................................................................... 13 4.1 Simulationsbaustein „Machine“ .......................................................... 13 4.1.1 Variablendeklaration........................................................................... 13 4.1.2 Programmlogik ................................................................................... 14 4.1.3 Meldungsprojektierung....................................................................... 15 4.2 S7-Programm ..................................................................................... 16 4.3 WinCC Projekt.................................................................................... 17 4.3.1 Meldungsprojektierung....................................................................... 17 4.3.2 WinCC Bild ......................................................................................... 18 4.4 VB-Script zur KPI Berechnung........................................................... 20 4.4.1 Datenbankabfrage.............................................................................. 20 4.4.2 KPI Berechnung ................................................................................. 22 4.4.3 Umwandeln der Sekundenwerte ........................................................ 22

5 Inbetriebnahme der Applikation..................................................................... 24 5.1 Vorbereitung....................................................................................... 24 5.2 Inbetriebnahme .................................................................................. 25

6 Bedienung der Applikation............................................................................. 26 6.1 Erfassen der Zeiten ............................................................................ 26 6.1.1 Planlaufzeit......................................................................................... 26 6.1.2 Nutzlaufzeit......................................................................................... 27 6.1.3 Stillstandszeit ..................................................................................... 27 6.2 Datenbank aktualisieren..................................................................... 28 6.3 KPI Berechnung ................................................................................. 29

7 Glossar ............................................................................................................. 31 8 Literaturhinweise ............................................................................................. 32

8.1 Internet-Link-Angaben........................................................................ 32 9 Historie.............................................................................................................. 33

Automatisierungsaufgabe

Übersicht

6 WinCC KPI Analyse

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Automatisierungsaufgabe 11.1 Übersicht

Einführung/Einleitung

Anhand dieser Beispielapplikation wird die Möglichkeit aufgezeigt, mit WinCC die Planlaufzeiten, Nutzlaufzeiten, sowie Stillstandszeiten einer Maschine zu ermitteln. Aus diesen ermittelten Werten wird weiterhin der KPI–Wert (Key Performance Indicator) der Maschine errechnet. Die Produktionskennzahl ist als Werkzeug zur Produktivitätserhöhung zu verstehen.

Folgende Funktionen werden im Beispielprojekt angewendet:

In SCL erstellter Baustein (Simulation eines Motors)

Auswertung des WinCC Alarmmeldesystems

Zugriff auf die Datenbank mittels VB-Script

Überblick über die Automatisierungsaufgabe

Folgendes Bild zeigt einen Überblick über die Automatisierungsaufgabe.

Abbildung 1-1

Beschreibung der Automatisierungsaufgabe

Das Beispiel beschreibt die Berechnung des KPI anhand einer simulierten Maschine. Die Plan-, Nutz- und Stillstandszeiten werden über das WinCC Alarmmeldesystem ermittelt. Die Simulation der Maschine erfolgt über einen Baustein im S7-Programm, der die entsprechenden Alarmmeldungen auslöst.

Alarm


Übersicht Gesamtlösung


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Automatisierungslösung 22.1 Übersicht Gesamtlösung

Schema

Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten der Lösung:

Abbildung 2-2

Abgrenzung

Diese Applikation enthält keine Beschreibung von

STEP 7

WinCC

Visual Basic

Microsoft SQL

Grundlegende Kenntnisse über diese Themen werden voraus gesetzt.

HMI

PLC

Simulation Motor

Ethernet

WinCC V7 SP1

S7 300 o. S7 400


Beschreibung der Kernfunktionalität

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2.2 Beschreibung der Kernfunktionalität

Im S7 Programm wird ein Motor simuliert, der Alarmmeldungen aufgrund der Ereignisse „Motor eingeschaltet“, „Motor läuft“ und „Motor ausgefallen“ sendet. Die Bedienung erfolgt über WinCC.

Die Alarmmeldungen werden im WinCC Alarm Control angezeigt und ausgewertet (Hitliste).

Die Berechnung des KPI erfolgt in WinCC mittels VB-Script. Das Script greift dabei auf die vom WinCC Alarm Control temporär angelegte Datenbanktabelle zu. Folgende Daten werden dabei ermittelt:

Planlaufzeit

Nutzlaufzeit

Ausfallzeit

Häufigkeit der Ausfälle

Aus den Informationen aus dem Alarmarchiv werden folgende Werte berechnet:

Auslastung

Verfügbarkeit

Mittlere Zeit zwischen Ausfällen - MTBF (Mean Time Between Failure)

Mittlere Zeit der Wiederherstellung - MTTR (Mean Time To Recover)

Vorteile dieser Lösung

Die hier vorgestellte Lösung bietet Ihnen folgende Vorteile:

Ermittlung von Produktionskennzahlen ohne zusätzliche Software

Keine zusätzlichen Lizenzen notwendig


Verwendete Hard- und Software-Komponenten


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2.3 Verwendete Hard- und Software-Komponenten

Die Applikation wurde mit den nachfolgenden Komponenten erstellt:

Standard Software-Komponenten

Tabelle 2-1

Komponente Anz. MLFB/Bestellnummer Hinweis

SIMATIC S7 V5.4 1 6ES7810-4CC08-0YA5

SIMATIC S7 SCL 1 6ES7811-1CC05-0YA5 (Optional) Zur Programmierung von Bausteinen in SCL

SIMATIC CFC V7.0 1 6ES7658-1EX07-2YA5 (Optional) Erstellung des S7-Programms

SIMATIC WinCC V7.0 SP1 RC 128

1 6AV6381-2BM07-0AX0

SIMATIC S7-PLCSIM V5.4

1 6ES7841-0CC05-0YA5 (Optional) Zur Simulation von Prozessleitsystemen

Beispieldateien und Projekte

Die folgende Liste enthält alle Dateien und Projekte, die in diesem Beispiel verwendet werden.

Tabelle 2-2

Komponente Hinweis

WinCC_KPI_Analyze_V10.zip Diese gepackte Datei enthält das STEP 7 Projekt und das integrierte WinCC Projekt

38701615_WinCC_KPI_Analyze_d.pdf Dieses Dokument.

Alternativlösungen

Für SIMATIC WinCC stehen die Optionen „SIMATIC WinCC/DowntimeMonitor V7.0“ und „SIMATIC WinCC/ProcessMonitor V7.0“ zur Verfügung um Produktionskennzahlen zu ermitteln, anzuzeigen und auszuwerten. Diese Auswertung ermöglicht die Erhöhung der Anlagenproduktivität.

Beide Optionen sind Komponenten von SIMATIC WinCC/Plant Intelligence. Vordefinierte Key Performance Indikatoren (KPI) können von einzelnen Maschinenbaugruppen, Teilanlagen sowie von Produktionslinien (Equipment) ermittelt und visualisiert werden. Die wichtigsten Eigenschaften sind: Ablaufverfolgung für Ausfallzeiten

Zuordnung von Ursachen und Gründen

Bewertung und Überwachung der Equipmenteffizienz.

Entscheidungsfindung auf Basis von Leistungsindikatoren durch Identifizierung der Ereignisse, die kostenintensive Equipmentausfälle verursachen.




Verwendete Hard- und Software-Komponenten

10 WinCC KPI Analyse

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Mit der Option „SIMATIC Maintenance Station 2009“ für das Prozessvisualisierungssystem SIMATIC WinCC stehen Möglichkeiten der Diagnose und Instandhaltung von Maschinen und Anlagen in einem zentralen System zur Unterstützung präventiver-, zustandsbasierter- und reaktiver Wartungsmaßnahmen zur Verfügung.



Funktionsmechanismen dieser Applikation

Gesamtübersicht


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Funktionsmechanismen dieser Applikation 3

3.1 Gesamtübersicht

Die Abbildung zeigt im Bereich „Engine Simulation“ den simulierten Motor mit Bedienmöglichkeiten. Die Meldungen, die dieser simulierte Motor generiert, werden im Alarm Control im unteren Bildschirmbereich angezeigt. Der Bereich „Database Settings“ zeigt die notwendigen Parameter zur Datenbankabfrage. Nach Betätigung der Schaltfläche „Read DB / Calculate“ im Bereich „KPI Calculation“ werden die erforderlichen Daten aus der Datenbank ausgelesen und im Prozessbild dargestellt.

Abbildung 3-3

Funktionsmechanismen dieser Applikation

Funktionalität


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3.2 Funktionalität

Abbildung 3-4

Wird im S7-Programm ein Alarm ausgelöst, im Beispielprojekt erfolgt dies über die Schaltflächen des simulierten Motors, erfolgt ein Eintrag im Alarmlogging der WinCC Runtime Datenbank.

Die Hitliste des WinCC Alarm Control zeigt Dauer und Häufigkeit von Alarmen an. Diese Werte sind die Grundlage zur Berechnung der Produktionskennzahlen.

Die Werte der Hitliste werden in der Runtime Datenbank in einer temporären Datenbanktabelle „AlgHitListResult_tmp“ abgelegt. Da diese Datenbanktabelle in unkomprimierter Form vorliegt, genügt es den Microsoft „SQLOLEDB“-Provider zur Datenbankabfrage zu verwenden. In der Regel werden WinCC-Archivdaten in komprimierter Form in der Datenbank abgelegt. Diese komprimierten Daten können nur mit dem optionalen „WinCCOLEDB“-Provider ausgelesen werden. Der „WinCCOLEDB“-Provider ist Bestandteil von „WinCC/Connectivity Pack“. Informationen zum „WinCC/Connectivity Pack“ erhalten Sie in diesem Beitrag.


Nach dem Auslesen der erforderlichen Werte aus der Datenbank, erfolgt die Berechnung der Produktionskennzahlen (KPI). Auslesen aus der Datenbank und Berechnung des KPI ist im gleichen VB-Script programmiert. Das Script wird durch Betätigen der Schaltfläche „Read DB / Calculate“ ausgeführt.

WinCC Runtime

DB

Alarm HitlisteAlarm Control

KPI VBS „Select“



Simulationsbaustein „Machine“


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Konfiguration und Projektierung 4

Hinweis Das Beispielprojekt wurde mithilfe des S7-Simulators „S7-PLCSIM“ unter Verwendung einer S7-400 Steuerung erstellt. Möchten Sie das Projekt in einer realen Umgebung betreiben, passen Sie die Hardwareprojektierung an Ihre Gegebenheiten an.

4.1 Simulationsbaustein „Machine“

Der Baustein wurde in SCL programmiert. Der Baustein soll lediglich die Rückmeldungen wie „Betrieb“, „Läuft“ und „Fehler“ eines Motors simulieren und diese mithilfe des zeitfolgerichtigen Meldeverfahrens nach WinCC übermitteln.

Folgende Funktionen wurden implementiert:

Bedienung über WinCC

Auslösen von Meldungen (Alarm_8P)

Hinweis Bei dem Betrieb einer S7-300 CPU ist die Nutzung des zeitfolgerichtigen Meldeverfahrens nicht möglich. In diesem Fall ist es notwendig auf das Bitmeldeverfahren auszuweichen.

4.1.1 Variablendeklaration

Folgende Eingangs-Variablen wurden angelegt, die mithilfe der Funktion OS-Übersetzen nach WinCC übertragen werden. Mit diesen Variablen erfolgt die Bedienung in WinCC.

Tabelle 4-3

Eingang Typ Beschreibung

POWER BOOL Nimmt die Anlage in Betrieb

RUN BOOL Startet den Motor

FAILURE BOOL Simuliert den Ausfall des Motors

Folgende Ausgangs-Variablen wurden angelegt, die mithilfe der Funktion OS-Übersetzen nach WinCC übertragen werden. Diese Variablen lösen die Alarmmeldungen aus und zeigen den Status in WinCC an.

Tabelle 4-4

Ausgang Typ Beschreibung

QPow BOOL Anlage ist in Betrieb (Planlaufzeit)

Qrun BOOL Motor läuft (Nutzlaufzeit)

Qerr BOOL Motor ausgefallen (Stillstandszeit)




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4.1.2 Programmlogik

Folgende Programmierung setzt den Status des Motors anhand der gewählten Einstellungen in WinCC und löst die entsprechenden Meldungen aus:

Abbildung 4-5

Hinweis Um den Baustein in einem Programm einer S7-300 CPU zu verwenden, entfernen Sie die Deklaration und den Aufruf des „Alarm8P“-Bausteins und übersetzen den Quellcode neu. Zur Meldungsauslösung können in WinCC die Bitvariablen „Qpow“, „Qerr“ und „Qrun“ verwendet werden.




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4.1.3 Meldungsprojektierung

Die Projektierung der Meldungen erfolgt am kompilierten Baustein im Dialog „Meldungskonfiguration“.

Abbildung 4-6

Die Texte in der Spalte „Message Text“ werden in WinCC Alarmlogging als „User Text block – 3“ erzeugt. Die im Bild angezeigte Meldeklasse „Status Message – PLC“ entspricht in WinCC der Meldeklasse 16 Typ 253. Um die Meldeklasse „Status Message – PLC“ auswählen zu können, muss die Option in der Spalte „Mit Quittierung“ abgewählt sein.

Der Zusammenhang zwischen S7 und WinCC Meldeklassen wird in diesem Beitrag erläutert:


Hinweis Bei Verwendung des Bitmeldeverfahrens können die Variablen „Qpow“, „Qrun“ und „Qerr“ zum auslösen einer Meldung verwendet werden. Die Meldungsprojektierung erfolgt von Hand im WinCC Alarm Logging Dialog.



S7-Programm


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4.2 S7-Programm

Das S7-Programm wurde mithilfe der STEP 7-Option CFC erstellt. Dazu wurde der kompilierte Baustein „Machine“ in den CFC-Plan „Plant“ eingefügt und das Programm übersetzt.

Abbildung 4-7

Weitere Projektierungen sind für dieses Beispiel nicht notwendig.


WinCC Projekt


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4.3 WinCC Projekt

Da das WinCC-Projekt in STEP 7 integriert ist, wurde das Projekt und alle notwendigen Variablen, Meldungen (nicht Bitmeldeverfahren) und Verbindungen durch die Funktion „Übersetzen“ der WinCC-Applikation im SIMATIC Manager erzeugt.

4.3.1 Meldungsprojektierung

Um die beim OS-Übersetzen erzeugten Meldungen in WinCC korrekt anzuzeigen, wurde im WinCC Alarm Logging folgende Parametrierung vorgenommen:

Anwendertextblock – 3

– Name: „Event“

– Länge: „30“ Zeichen

Meldeklasse 16

– Name: „PLC State“

– Meldetyp 253 (Name: „Engine“)

Hinweise Diese Einstellungen sind nicht notwendig, wenn Sie das WinCC Projekt mithilfe des OS-Projekteditors erzeugen. Diese werden dann automatisch vorgenommen.

Verwenden Sie das Bitmeldeverfahren, sind zusätlich alle Meldungen im WinCC Alarm Logging zu projektieren.

ACHTUNG

Damit die Zeit für die Berechnung der Produktionskennzahlen richtig erfasst wird, ist es wichtig die Optionen „Quittierung gekommen“ und „Meldungen ohne Zustand gegangen“ im Register „Quittierung“ nicht aktiviert sind.


WinCC Projekt


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4.3.2 WinCC Bild

Im Bereich der Motorsimulation sind drei Schalter projektiert, die folgende Funktionen haben:

Tabelle 4-5

Schalter Prozessvariable Aktion

POWER „POWER“ Meldung „Machine Power On“ steht an

Die Planlaufzeit wird erfasst

START „RUN“ Meldung „Machine Running“ steht an

Die Nutzlaufzeit wird erfasst

Generate FAILURE

„FAILURE“ Meldung „Machine Running“ steht nicht an

Meldung „Machine Failed“ steht an

Die Stillstandszeit wird erfasst

Der Status des Motors wird am Motorsymbol angezeigt.

Abbildung 4-8

Im Bereich der Datenbankeinstellungen werden die erforderlichen Einstellungen für eine Datenbankabfrage angezeigt, bzw. abgefragt.

Abbildung 4-9


WinCC Projekt


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Tabelle 4-6

Name Prozessvariable Beschreibung

Servername „@Servername“ Zeigt den Servernamen an, an dem die WinCC Runtime gestartet wurde.

Database „@DatasourceNameRT“ Zeigt den Datenbanknamen der WinCC Runtime an.

Msg ID plan holding time

„MsgIDPlan“ Erfordert die Eingabe der ID der Meldung, die die Planlaufzeit erfässt. Ereignis: „Machine Power On“

Msg ID untilization time

„MsgIDUtil“ Erfordert die Eingabe der ID der Meldung, die die Nutzlaufzeit erfässt: Ereignis: „Machine Running“

Msg ID breakdown time

„MsgIDErr“ Erfordert die Eingabe der ID der Meldung, die die Stillstandszeit erfässt:Ereignis: „Machine Failed“

Im Bereich für die Berechnung der Produktionskennzahlen werden die ausgelesenen Daten aus der Datenbank sowie die berechneten Werte angezeigt. Auslesen und Berechnen erfolgt über die Schaltfläche „Read DB / Calculate“. Mithilfe der Schaltfläche „KPI Info“ kann ein Bildfenster angezeigt werden, welches die verwendeten Formeln für die KPI – Berechnung anzeigt.

Abbildung 4-10

Tabelle 4-7

Name Prozessvariable Beschreibung

Plan holding time „T_Plan“ Zeigt die Planlaufzeit an.

Utilization time „T_Util“ Zeigt die Nutzlaufzeit an.

Breakdown time „T_DecDis“ Zeigt die Stillstandszeit an.

Avaylability „Availability“ Zeigt die Verfügbarkeit in % an.

Utilization „Utilization“ Zeigt die Auslastung in % an

MTBF „MTBF“ Zeigt die durchschnittliche Zeit zwischen aufgetretenen Ausfällen

MTTR „MTTR“ Zeigt die durchschnittliche Zeit der Dauer zur Wiederherstellung

Im unteren Bereich der Darstellung ist ein WinCC Alarm Control zur Anzeige der Meldungen und der Hitliste projektiert. Die Nachrichten ID’s zur Datenbankabfrage können hier ausgelesen werden.

Abbildung 4-11


VB-Script zur KPI Berechnung


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4.4 VB-Script zur KPI Berechnung

An der Schaltfläche „Read DB / Calculate“ ist ein VB-Script projektiert, daß folgende Aufgaben erfüllt:

Datenbankabfrage mittels „SQLOLEDB“ – Provider

Berechnung des KPI aufgrund der ermittelten Werte

Umwandlung der Sekundenwerte in lesbare Zeitangaben

4.4.1 Datenbankabfrage

Tabelle 4-8

Nr. Aktion

1. Das Bild zeigt die Variablendeklaration für die Datenbankverbindung und des Abfragestrings.

2. Nach der Deklaration der internen VBS Variablen, wird der String für die Datenbankverbindung zusammendesetzt und die Nachrichten ID’s aus den WinCC Variablen eingelesen. Sind im WinCC Bild die Eingabefelder der Nachrichten ID’s nicht ausgefüllt und mit der Voreinstellung ‚0’ belegt, wird eine Meldung ausgegeben und die Funktion verlassen.




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3. Als nächster Schritt wird die Verbindung zur Datenbank hergestellt.

4. Folgender Codeabschnitt zeigt die Datenbankabfrage mittels der Nachrichten ID der Planlaufzeit.

Um die Nutzlaufzeit, die Stillstandszeit und die Anzahl der Ausfälle auszulesen, erfolgen weitere Datenbankabfragen. Dazu wird jeweils die „SELECT“-Anweisung mit der entsprechenden Nachrichten ID in der String-Variable „strSQL“ abgelegt und dem „Command“-Objekt übergeben.

5. Die ermittelten Werte werden in folgenden temporären VB-Variablen gespeichert:

„tmpPlan“ Planlaufzeit in Sekunden

„tmpUtil“ Nutzlaufzeit in Sekunden

„tmpTecDis“ Stillstandszeit in Sekunden

„tmpFCount“ Anzahl der Ausfälle

6. Nach dem Auslesen der Daten, wird die Datenbankverbindung wieder geschlossen.




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4.4.2 KPI Berechnung

Tabelle 4-9

Nr. Aktion

1. Das Bild zeigt die Variablendeklaration der WinCC-Variablenobjekte und der temporären VBS-Variablen zur Berechnung der Produktionskennzahlen.

2. Die Berechnung des KPI erfolgt mittels folgender Ausrücke:

Verfügbarkeit

Auslastung

Durchschnittliche Zeit zwischen Fehlern

Durchschnittliche Zeit bis zur Wiederherstellung

4.4.3 Umwandeln der Sekundenwerte

Zeiten werden in der Datenbank als Sekundenwerte abgelegt. Um dem Bediener diese Angaben besser lesbar zu machen, werden diese in das Format „HH:MM:SS“ umgewandelt und als String in der WinCC-Variable gespeichert.

Tabelle 4-10

Nr. Aktion

1. Folgende Variablen wurden für die Umwandlung deklariert:




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2. Dieser Codeabschnitt zeigt am Beispiel der Planlaufzeit die Umwandlung, des

aus der Datenbank ausgelesenen Sekundenwertes, in das Format „HH:MM:SS“:

3. Nach Abschluss der Berechnung werden alle Werte in die entsprechenden WinCC-Variablen geschrieben:


Vorbereitung


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Inbetriebnahme der Applikation 55.1 Vorbereitung

Tabelle 5-11

Nr. Aktion Anmerkung

1 Entpacken Sie die mitgelieferte Datei „WinCC_KPI_Analyze_v10.zip“ mithilfe des Menübefehls „File > Retrieve…“ des SIMATIC Managers.


Inbetriebnahme


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5.2 Inbetriebnahme

Tabelle 5-12

Nr. Aktion Anmerkung

1 Öffnen Sie das Projekt „KPIAnalyze“ im SIMATIC Manager.

2 Starten Sie das Programm „S7-PLCSIM“ und wählen Sie im Dialog „Select CPU Access Node“ die MAC-Adresse der S7-Station aus. Das WinCC-Projekt ist für diese Verbindung eingerichtet. Alternativ können Sie das Programm auch in eine vorhandene S7-Station laden. Dazu müssen Sie jedoch die Hardware und die Verbindungen entsprechend projektieren.

3 Laden Sie das S7-Programm in den Simulator.

4 Öffnen Sie das OS-Projekt und starten Sie die WinCC-Runtime

Verwenden Sie eine andere Verbindung oder eine andere S7 Station, müssen Sie vorher das OS-Projekt neu übersetzen und die Verbindungseinstellungen in WinCC anpassen.


Erfassen der Zeiten


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Bedienung der Applikation 66.1 Erfassen der Zeiten

Die Zeiten, die als Grundlage zur Berechnung der Produktionskennzahlen dienen, werden über die Schalter „POWER“ (Planlaufzeit), „START“ (Nutzlaufzeit) und „Generate FAILURE“ (Ausfallzeit) erfasst.

6.1.1 Planlaufzeit

Die Planlaufzeit wird erfasst, sobald die Meldung „Machine Power On“ ansteht.

Abbildung 6-12

Um die Berechnung des KPI durchführen zu können, tragen Sie die Nachrichten-ID der Meldung „Machine Power On“ in das Eingabefeld „Msg ID plan holding time“ ein.

Abbildung 6-13

Die Meldung wird durch den Schalter „POWER“ ausgelöst. Der Betrieb des simulierten Motors wird am Motorsymbol durch das Blitz-Symbol angezeigt.

Abbildung 6-14


Erfassen der Zeiten


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6.1.2 Nutzlaufzeit

Die Nutzlaufzeit wird erfasst, sobald die Meldungen „Machine Power On“ und „Machine Running“ anstehen.

Abbildung 6-15

Um die Berechnung des KPI durchführen zu können, tragen Sie die Nachrichten-ID der Meldung „Machine Running“ in das Eingabefeld „Msg ID utilization time“ ein.

Abbildung 6-16

Die Meldung „Machine Running“ wird durch den Schalter „START“ ausgelöst. Die grüne Einfärbung des Motorsymbols zeigt an, dass der Motor läuft.

Abbildung 6-17

6.1.3 Stillstandszeit

Die Stillstandszeit wird erfasst, sobald die Meldungen „Machine Power On“ und „Machine Failed“ anstehen. Die Zustände „Machine Running“ und „Machine Failed“ können nicht gleichzeitig auftreten.

Abbildung 6-18


Datenbank aktualisieren


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Um die Berechnung des KPI durchführen zu können, tragen Sie die Nachrichten-ID der Meldung „Machine Failed“ in das Eingabefeld „Msg ID breakdown time“ ein.

Abbildung 6-19

Die Meldung „Machine Failed“ wird durch den Schalter „Generate FAILURE“ ausgelöst. Dabei ist unerheblich ob der Schalter „START“ an oder aus ist. Am Motorsymbol wird der Fehlerzustand durch eine rot blinkende Einfärbung angezeigt.

Abbildung 6-20

6.2 Datenbank aktualisieren

Die Hitliste des WinCC AlarmControl führt statistische Berechnungen der Alarmmeldungen durch und speichert diese temporär in die WinCC-Runtime Datenbank. Damit die temporäre Datenbanktabelle aktualisiert wird, ist entweder ein Bildwechsel, oder ein Ansichtswechsel des WinCC AlarmControl (z.B. Meldeliste -> Hitliste) notwendig.

Abbildung 6-21

ACHTUNG Die Zeit, wie lange eine Meldung angestanden ist, kann nur erfasst werden, wenn diese auch wieder gegangen ist. Aus diesem Grund sollte, um Berechnungsfehler zu vermeiden, vor Aufruf der Hitliste keine Meldung in der Meldeliste anstehen.


KPI Berechnung


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6.3 KPI Berechnung

Betätigen Sie die Schaltfläche „Read DB / Calculate“ um die Berechnung des KPI zu initiieren. Die ermittelten und berechneten Werte, werden in den entsprechenden Ausgabefeldern angezeigt.

Abbildung 6-22

Achten Sie darauf, dass die Nachrichten-ID’s zur Datenbankabfrage korrekt eingetragen sind. Sonst würde das Auslesen der Datenbank nicht möglich, oder die Berechnung der Werte fehlerhaft sein.

Abbildung 6-23

Folgende Werte werden aus der Datenbanktabelle ausgelesen und zur Berechnung verwendet:

Tabelle 6-13

Feld Meldung Beschreibung

Summe +/- „Machine Power On“ Die Summe aller Zeiten, vom kommen bis zum gehen der Meldung. Diese Zeit entspricht der Planlaufzeit.

Summe +/- „Machine Running“ Die Summe aller Zeiten, vom kommen bis zum gehen der Meldung. Diese Zeit entspricht der Nutzlaufzeit.

Summe +/- „Machine Failed“ Die Summe aller Zeiten, vom kommen bis zum gehen der Meldung. Diese Zeit entspricht der Stillstandszeit.

Häufigkeit „Machine Failed“ Die Häufigkeit der Meldung mit dem Zustand gekommen. Dieser Wert entspricht der Häufigkeit der Ausfälle.


KPI Berechnung


1.0, Beitrags-ID: 38701615

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Um Informationen über die in diesem Beispiel verwendeten Ausdrücke zu erhalten, betätigen Sie die Schaltfläche „KPI Info“. Es wird ein Bildfenster eingeblendet, dass das WinCC-Bild „KPIInfo.pdl“ anzeigt.

Abbildung 6-24

Glossar


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Glossar 7

Key Performance Indicator (KPI)

Beschreibt die Kennzahlen, die zur Erfassung und Optimierung von Produktionsabläufen dienen.

MTBF (Mean Time Between Failures)

Beschreibt die mittlere Betriebsdauer zwischen den Ausfällen eines Systems

MTTR (Mean Time To Recover)

Beschreibt die mittlere Zeit zur Wiederherstellung nach einem Ausfall eines Systems.

Literaturhinweise


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Literaturhinweise 88.1 Internet-Link-Angaben

Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneter Informationen wieder.

Tabelle 8-14 Internetlinks

Themengebiet Titel

\1\ Referenz auf den Beitrag

http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/BeitragsID

\2\ Siemens I IA/DT Customer Support

http://support.automation.siemens.com

\3\ FAQ Beitrag Wie werden die Meldeklassen verwendet, wenn WinCC im STEP 7-Projekt integriert ist? http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/31622970

\4\ SIMATIC WinCC/ConnectivityPack


\5\ SIMATIC Maintenance Station


\6\ SIMATIC WinCC/Downtime Monitor


http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/BeitragsID�

http://support.automation.siemens.com/�





Historie


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Historie 9Tabelle 9-15 Historie

Version Datum Änderung

V1.0 01.12.2009 Erste Ausgabe

STEP 7 / WinCC Applikationsbeschreibung Dezember 2009 · WinCC_KPI_Analyze_V10.zip Diese gepackte...

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Transcript of STEP 7 / WinCC Applikationsbeschreibung Dezember 2009 · WinCC_KPI_Analyze_V10.zip Diese gepackte...