Projekte

Simulationssoftware für PCS7
Erweiterung Reinraummonitoring
Monoclonal Antibody (MAB)
MZ180/181/980 Bau 50 Sektor E Roche Basel

Simulationssofware für Prozessleitsystem PCS7


Besonderheiten

  • Vollständige Prozesssimulation zur Durchführung von Systemtests (Simulation der „typischen“ Anlagenteile die zur API-Herstellung benötigt werden).
  • Modular aufgebaute Software mit LabView von National Instruments
  • Kommunikationstechnologie ist OPC basiert, was dazu führt das keine zusätzliche Simulationshardware beschafft werden musste.
  • Integration in eine Testsystemumgebung, Einsatz für Softwaretests und Trainings / Schulungen.

Herausforderung

Die Inbetriebnahme einer neuen MES-Software muss optimal verlaufen (Zeitfenster für die Inbetriebnahme ist sehr kurz). Das heisst, die Software muss sehr realitätsnah auf einem Testsystem getestet werden können (Tests von mehreren parallelen Batchabläufen mit Transfers und Kommunikation zu Fremdsystemen).

Diese Anforderung kann nur mit einer ausgereiften Simulation der Prozesse auf einem Testsystem umgesetzt werden. CTE hat dazu eine Innovative Lösung mit LabView und OPC – Kommunikation umgesetzt.

Umsetzung

Die folgenden Aufgabenstellungen wurden im Rahmen des Projektumfangs umgesetzt:

  • Spezifikation von Prozessmodellen (z.B. Druck-, Niveau, Durchfluss, H/K-Modelle)
  • Detail - Spezifikation der Prozessmodelle als Vorgabe für die Programmierung
  • Programmierung von Modell – Bibliotheken in LabView
  • Implementierung der Modularaufgebauten Software in LabView
  • Testen der Modell – Bibliotheken sowie der Implementierten Prozesseinheiten

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Die Sensoren und Aktoren, welche üblicherweise per Bussystem an den PCS7 Steuerungen angeschlossen sind, werden über WinCC – Variablen der PCS7 OS-Server simuliert. Der Lese- und Schreibzugriff zu den WinCC – Variablen auf die Simulationssoftware wurde über OPC realisiert.

Durch die modulare Architektur sowie die durchgängige Instanzierbarkeit der Simulationssoftware konnte eine sehr effiziente Lösung umgesetzt werden. Der grösste Teil der simulierten Prozessmodelle wurden aufgrund der Anforderungen mit Hilfe relativ einfachen mathematischen Funktionen (z.B. Integratoren, PTx – Glieder, usw). umgesetzt.

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Die eingesetzte Software (LabView) erlaubt es aber jederzeit komplexere mathematische Modelle zu integrieren (Einbindung von Matlab möglich).

Die Umgesetzten Prozessmodelle umfassen eine typische Biotech-Produktionsanlage mit Up- und Downstream (inkl. Chromotographiesäulen und Ultra- / Virusfiltrationen).

Mit Hilfe der Prozesssimulation können nun Steuerrezepte (auf PCS7 SIMATIC Batch) von ca. 40 Prozesseinheiten problemlos ausgeführt und getestet werden. Der Kunde ist mit der von CTE entwickelten und in Rekordzeit umgesetzten Lösung sehr zufrieden!


Fakten

System: LabView 2009 (National Instruments)
Simatic PCS7 mit Batch V6.1
1 Simulations-Server
6 OS Server
5 Batch Server
20 Bedien-Clients
Anlage:
40 Prozesseinheiten (Units) mit ca. 230 Modellen vollständig simuliert
Peripherie: Total ca. 2750 Ein- / und Ausgänge für OPC - Kommunikation
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