Prozessleitsystem Wie Sie Ihr Prozessleitsystem im laufenden Betrieb aufrüsten

Autor / Redakteur: Dr. Thomas Schmidt / Dr. Jörg Kempf

Das Prozessleitsystem ist das Kommunikations-Rückgrat einer prozesstechnischen Anlage – für Steuerung, Regelung und Sicherheit. Schon angesichts dieser vielfältigen Aufgaben ist jedes Re-Engineering in diesem Bereich eine komplexe Aufgabe. Das gilt besonders, wenn die betreffende Anlage nicht abgeschaltet werden darf, sodass Aus- und Umbau des Prozessleitsystems im laufenden Betrieb stattfinden müssen.

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(Bild: Yokogawa)

Mit der zunehmenden Automatisierung in prozesstechnischen Anlagen steigen auch Datenaufkommen und Kommunikationsintensität ständig an. Auch die wachsende vertikale Integration, vor allem die Interaktion von Prozessleitsystem und Manufacturing Execution System, führt zu erhöhtem Datentransfer. Dem sind selbst relativ moderne Systeme nach einigen Jahren nicht mehr gewachsen. Deshalb planen die Hafenbetriebe des Geschäftsbereichs Site Services von Evonik in Marl frühzeitig die Zukunft und passen Ressourcen entsprechend an.

Planung bis ins Detail

Bislang war das Prozessleitsystem der Hafenbetriebe in zwei gekoppelten Segmenten organisiert, deren Komponenten durch einen Systembus mit einer Kapazität von zehn Megabit/s (Mbps) verbunden waren. Das im Jahre 1999 installierte Bus-System genügte mehr als ein Jahrzehnt lang den Anforderungen des kontinuierlich wachsenden Automatisierungsgrades, stößt nun aber an Kapazitätsgrenzen, ebenso wie die Rechen- und Speicherleistung der PNK und S-SPS.

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Im Zuge eines umfassenden Aufrüstungsprojekts wurde daher die vorhandene Bus-Architektur durch ein sternförmig angelegtes, Ethernet-basiertes Gigabit-Glasfasernetzwerk abgelöst, das mit seinen sechs Ästen alle wichtigen Schalträume auf dem Gelände verbindet. Insgesamt wurden dafür rund zehn Kilometer faseroptische Datenleitungen verlegt.

An das Kopfsegment (Segment V), in dem alle Anzeige- und Bedienelemente untergebracht sind, wurde die sicherheitsgerichtete Steuerung – verteilt auf die beiden Segmente I und II – ebenfalls über einen Gigabit-Bus angeschlossen. Weil auf diese Weise die ursprüngliche Segmentzuordnung der S-SPS-Einheiten erhalten werden konnte, ließ sich der diesbezügliche Änderungsaufwand auf ein Minimum reduzieren.

Drei weitere Segmente (III, IV und VI), die auch künftig mit dem 10-Mbps-Bus arbeiten, wurden über Router mit dem Kopfsegment V verbunden. Durch die Verteilung von jeweils zwei bis drei PNK auf diese Router konnte der Datenverkehr auch in diesen 10-Mbps-Segmenten gegenüber der Situation vor dem Umbau deutlich vermindert werden. So entstanden Ausbaureserven für die Zukunft, ohne dass die PNK komplett erneuert werden mussten. Stattdessen wurden sie lediglich mit neuen, leistungsfähigeren CPUs ausgerüstet und der Zentralspeicherplatz auf je 32 MB verdoppelt. Das bringt Kostenvorteile, senkt aber vor allem den Aufwand für die Umrüs-tung erheblich. So konnten weit über 90 % aller E/A-Kanäle unverändert in das neue System übernommen werden.

Lesen Sie auf der folgenden Seite, wie ein schrittweises Vorgehen und ein zeitweiliger Parallelbetrieb von Alt- und Neusystem vor Datenverlusten schützen.

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