Leittechnik-Modernisierung Wie Sie in Rekordzeit den Wartungsstau überwinden

Es herrscht Stau in NRW, Wartungsstau. Und nicht nur dort: Chemieanlagen in ganz Europa, entstanden vor 20, 30 oder sogar 50 Jahren, müssen dringend modernisiert werden. Die in ihnen verbaute 19-Zoll-Technik sowie manches in die Jahre gekommene Prozessleitsystem sind auszutauschen. Planer, Systemintegratoren und Betreiber können sich dabei Unterstützung bei Phoenix Contact holen: Ein spezielles Adaptionskonzept für Brownfield-Prozessanlagen erleichtert und beschleunigt die Einführung moderner Leitsysteme und Steuerungstechnik.

„Die Ersatzteillieferung ist nicht mehr lange sichergestellt.“ Dieser unwillkommene Bescheid wirkt wie ein Weckruf. Auslauf- und Obsolete-Produkte im Bereich der Automatisierungstechnik zwingen Betreiber verfahrenstechnischer Anlagen zur meist ohnehin längst fälligen Modernisierung. Inzwischen sind oft deutlich leistungsfähigere Nachfolger der in der jahrzehntealten Produktionsstätte eingesetzten, abgekündigten Produkte auf dem Markt: beispielsweise moderne Steuerungen, hochverfügbare und fehlersichere CPUs, platzsparende Interfacemodule und selbstverständlich leistungsfähige Prozessleitsysteme.

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Dabei geht es nicht nur um den Ersatz alter Technik, sondern immer auch darum, die Erneuerung zukunftsweisend zu gestalten. Für die einen gilt es, Voraussetzungen für eine höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ihrer Anlage zu schaffen, für die anderen, den Platz im Schaltschrank besser zu nutzen, um so die Grundlagen für künftige Erweiterungen zu legen. Und viele Betreiber denken noch weiter und wollen mit der Modernisierung zugleich den Herausforderungen wie der Digitalisierung den Weg bereiten.

Wer sich all dem stellen und den Wartungsstau in seiner Anlage beseitigen will, möchte dies mit so wenig Aufwand wie möglich tun. Die in die Jahre gekommenen Anlagen produzieren häufig Commodities oder sind Teil einer Wertschöpfungskette, in der sie Basisprodukte für weitere Anlagen downstream herstellen. Die zu modernisierende Anlage sollte daher so kurz wie möglich stillstehen. Ist sie im Rahmen eines planmäßigen Shut-Downs oder gar im laufenden Betrieb zu erneuern, spart das meist viel Geld. Insbesondere Fehler während des Umbaus müssen vermieden werden, denn sie würden aus einem geplanten Stillstand für kurze Zeit einen ungeplanten, nicht kalkulierbaren machen. Die resultierenden Einbußen bei der Liefertreue mag sich kein Betreiber leisten.

Umrüsten bei bestehender Feldverdrahtung

Nicht nur möglichst geringe Umrüstkosten sowie aufs Nötigste minimierte Stillstandzeiten sind anzustreben. Viele Betreiber möchten darüber hinaus bei der Erneuerung der Steuerungs- und Leittechnik ebenfalls die existierende Feldverdrahtung beibehalten. Das bedeutet aber: Zieht die neue Technik ein, passen die Anschlüsse nicht mehr. Damit die notwendigen Adaptionsarbeiten schnell und fehlerfrei ablaufen, bietet Phoenix Contact Systemverkabelungskonzepte, die die Feldsignale an das neue Leitsystem übergeben.

Beispielhaft wurde das bei einer Kunststoffanlage von Trinseo Plastics im belgischen Tessenderlo durchexerziert. Die Steuerungstechnik inklusive des 30 Jahre alten Leitsystems wurde dort ersetzt. Im Rahmen des Retrofits hat der verantwortliche Global Process Engineer Wim van Drongelen zusammen mit Phoenix Contact dazu ein Konzept entwickelt, das nicht nur die schnelle Umstellung dieses sowie aller weiteren Trinseo-Standorte, die ebenso zu modernisieren waren, sicherstellt. Eine Null-Fehler-Strategie sollte realisiert werden – und das mithilfe von so wenigen I/O-Tests wie möglich.

Mit Klemmenadaptern schneller migrieren

Die I/O-Karten des neuen Leitsystems S800 von ABB wurden über Einzeladern mit den Feldsignalen verbunden. Zu diesem Zweck nutzte Trinseo die kompakten passiven Übergabemodule der VIP-Serie Varioface Professional. Die Klemmenleisten auf der Feldseite waren ebenfalls mit einem hochpoligen Steckverbinder auszustatten. Dabei wurden rund 25 anlagenspezifische Klemmenadapter generiert, die direkt an den Klemmenleisten montiert wurden.

Stephan Sagebiel, Leiter Industriemanagement im Sektor Prozess- und Verfahrenstechnik bei Phoenix Contact, weiß: „In der Regel baut moderne Technik heute mindestens 30 Prozent kleiner als noch vor 20 Jahren. Das bedeutet auch 30 Prozent weniger Schaltschränke.“

Nach dem Aufstellen der neuen Steuerungsschaltschränke wurden die alten Einzeladern entfernt, die Klemmenadapter montiert und die zuvor verlegten Systemkabel aufgelegt. 2500 I/O-Signale sind so migriert worden. Aufgrund des strukturierten Systemaufbaus reichte es aus, 15 bis 20 Prozent der I/Os zu testen. Zwei Wochen sparten sich so die Modernisierer – und die Produktion konnte entsprechend früher wieder anlaufen.

So wie Trinseo stehen gerade zahlreiche Unternehmen vor der Herausforderung, die alte Leittechnik zu erneuern. Meist wird die 19-Zoll-Technik durch Hutschienentechnik ersetzt. Dazu kommen häufig neue Ex-i-Trennverstärker, Sicherheitsrelais, Systemkabel etc. – zum Teil wird auch Überspannungsschutz oder Technik mit SIL-Zertifizierung gewünscht. Die modernisierenden Unternehmen profitieren von den kleinen Baugrößen der modernen Technik. Stephan Sagebiel, Leiter Industriemanagement im Sektor Prozess- und Verfahrenstechnik bei Phoenix Contact, beteuert: „In der Regel baut moderne Technik heute mindestens 30 Prozent kleiner als noch vor 20 Jahren. Das bedeutet auch 30 Prozent weniger Schaltschränke.“ So wird wieder Raum für künftige Erweiterungen frei.

Von der Bestandaufnahme bis zur individuellen Umsetzung

Phoenix Contact liefert mehr als die erforderliche Standard-Technik. Selbstverständlich leistet das Unternehmen, nach einer sorgfältigen Bestandsaufnahme und Beratung, auf Wunsch ebenfalls Unterstützung beim Engineering. Daraus ziehen nicht nur Endanwender einen Nutzen. Auch Planungs- und Service-Unternehmen, die mit der Migration von Brownfield-Anlagen beauftragt werden, haben so die Möglichkeit, sich die besondere Expertise des Automatisierungstechnik-Herstellers zu sichern und bei der Umrüstung viel Zeit, Geld und Fehler zu sparen.

Wohl einzigartig ist die Entwicklungsgruppe, die für jeden benötigten Adapter, speziell zugeschnitten auf den jeweiligen Bedarf, sorgt. Die für Trinseo entwickelten Lösungen werden keineswegs nur für eine Anlage verwendet. Der Umstieg vom dort eingesetzten Dow-eigenen Leitsystem auf das ABB-System muss in vielen weiteren Anlagen gemeistert werden. „Aber auch bei der Migration auf aktuelle Siemens-, Emerson-, Yokogawa-und weitere Leitsysteme können wir mit geeigneten Adaptionslösungen unterstützen“, sagt Sagebiel. Dabei werden zum Teil rein mechanische, zum Teil elektronische Adaptionen, kombiniert mit Signalanpassungen und Verkabelungen, in kürzester Zeit und fehlerfrei durchgeführt.

Der Umstieg der Siemens-S5-Steuerungstechnik auf aktuelle S7-Technik wird ebenfalls von Phoenix-Contact begleitet. „Einfach den S5-Stecker abziehen, die S5 ausbauen, den passenden Leiterplattenadapter in das Rack einbauen, dort den S5-Stecker aufstecken und vom Adapter aus auf die S7 gehen“, erläutert Sagebiel. So gelingt auch hier die Modernisierung unter Beibehaltung der vorhandenen Feldverkabelung. Das spart nicht nur Zeit und Kosten für die Installation, sondern unter Umständen eine gesonderte Risikobetrachtung, in die das Feld einzubeziehen wäre.

Fazit: Migrationsoffenheit für Brownfield-Anlagen

Das A&O bei der Migration von Brownfield-Anlagen ist das richtige Gesamtkonzept. Alte Leittechnik kann fehlerfrei und schnell ausgetauscht werden, wobei kompakt bauende Rangierkonzepte für hohe Signaldichte sorgen und den Schaltraum klein halten. Nicht immer greifen dabei Lösungen, die ausschließlich auf Standardkomponenten basieren. Spezielle Adaptionskonzepte, wie sie Phoenix Contact für alle gängigen Leitsysteme bietet, erlauben es, auf sämtliche lokalen Belange der jeweiligen Anlage einzugehen. Selbst eine Modernisierung im laufenden Betrieb ist so möglich, wie eine Umrüstung in Wesseling zeigt.

Sie planen eine Modernisierung Ihrer Anlage(n)? Weitere Informationen zum Thema finden Sie auf process.de/anlagen-modernisierung

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