Verfahrenstechnik 10/2016

TITEL I MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN
Geringerer Platzbedarf, hohe Modularität und reduzierter Instandhaltungsaufwand
waren die Anforderungen an die neue Technik
gen auf die neue Technik stellte durch den
erforderlichen Parallelbetrieb eine große
Herausforderung dar – denn die Ausfallzeit
war auf zwei bis drei Tage pro Medium limitiert,
was eine genaue Anpassung des Umbauzeitpunktes
an die Produktionsplanung
erforderte.
Um die gewünschte Modernisierung zu
erreichen, erfolgte der Austausch des veralteten
Leitsystems, der 24 V-Versorgung und
die Erneuerung der E/A-Ebene mit dem Anschluss
der über 900 Sensoren und Aktoren.
Durch eine besondere Topologie im Steuerungskonzept
des Tanklagers konnten sonst
übliche Änderungen an den Steuerungssystemen
der Produktionsbetriebe vermieden
werden. Diese sind bei Einbindung einer
zusätzlichen Steuerung üblicherweise an
der Datenkopplung erforderlich.
Reduzierter Aufwand
Eine Voraussetzung zur Erreichung der genannten
Ziele war die Verlegung der Signalebene
vom Schaltraum in das Freigelände
des Tanklagers. Die Wahl für das Übertragungssystem
fiel dabei auf das FB-Remote-
I/O-System von Pepperl+Fuchs. Die Schaltschränke
des FB-Remote-I/O-System wurden
entsprechend den Projektanforderungen
gestaltet.
„Das Design erfüllt die Anforderungen an
die Topologie (Segmentierung der Anlagenfunktionen),
der Anschaltung von Exe-Magnetventilen
und Exi-Feldgeräten innerhalb
eines Schrankes und zusätzliche
Klemmleisten mit Rangiermöglichkeiten
für die Anbindung von Sammel- und Stichkabel.
Die über 20 nahezu identisch aufgebauten
Schaltschränke reduzieren den Aufwand
für Planung, Montage und Systemkonfiguration
gegenüber dem bisherigen
Installationskonzept erheblich“, erklärt Michael
Angelov als Projektverantwortlicher
bei Boehringer Ingelheim.
Ein weiteres Argument für dieses System
ist die mögliche Erhöhung der Verfügbarkeit
durch Redundanz von Netzteil und
Gateway. Darüber hinaus ist dieses System
bereits am Standort Ingelheim eingeführt,
dadurch sind Kenntnisse beim Personal der
Instandhaltung vorhanden.
Viel Kabel eingespart
Wo genau hat Boehringer Ingelheim nun
die FB-Remote I/O Systeme eingesetzt? Installiert
sind die Systeme in Edelstahlgehäusen
in direkter Nähe der Tanktassen und der
Verladestation, in der LKWs über Entnahmeeinrichtungen
abgetankt werden. Bis zu
vier Stationen sind hierbei zu einer Insellösung
zusammengefasst, um somit genau
definierte Anlagenteile abzudecken. Die Inseln
in der Entnahmezone sind entsprechend
der Steuerungs-Topologie definierten
Tanktassen zugeordnet; eine Profibuslinie
ist jeweils an eine Insel gekoppelt.
Da die Ausstattung der Tanks mit Sensoren
und Aktoren untereinander ähnlich ist, gibt
es im Detail nur drei Layouts in der Modulbestückung
des FB-Remote-I/O-Systems. Dieser
Unterschied begrenzt sich durch den Typ
der E/A-Module auf zwei Steckplätze. Das
schaffte Synergien für die Planung, Montage
und insbesondere die Systemkonfiguration
und reduzierte mögliche Fehlerquellen.
Der modulare Aufbau der Einheiten
macht das System sehr übersichtlich und
wirkt sich dadurch positiv auf die Instandhaltung
aus. Im Tanklager sind insgesamt
23 Stationen auf acht Profibuslinien verteilt,
um Druck-, Temperatur- und Füllstandsmessungen
sowie die Steuerung von Magnetventilen
und auch Stellungsregler von
Armaturen aufzunehmen. Ein Profibuskabel
abgehend von dem Mastersystem ersetzt
dabei die vielen Sammelkabel zum
Leitsystem. Dadurch wurden mehr als fünf
Kilometer des am Standort typischen
50-adrigen Sammelkabels eingespart.
Die nach Vorgaben von Boehringer Ingelheim
gebauten Gehäuse haben den Vorteil,
dass neben der mit Modulen bestückten
Backplane auch ein Klemmbereich als Verteilerstützpunkt
genutzt wird. Dieser wird
zur Anschaltung der Überfüllsicherungen
und des Trockenlaufschutzes verwendet,
da diese Sensorik als Ausnahme auch künftig
mit Auswerteelektronik im Schaltraum
verbunden ist.
„Somit konnte die bestehende Sensorik
erhalten bleiben, ohne zusätzliche Feldverteiler
einzusetzen“, erklärt Michael Angelov.
„Diese Lösung ist sehr flexibel, wir können
beim Ersatz der alten Sensoren des Trockenlaufschutzes
künftig auf die Auswerteelektronik
im Schaltraum verzichten und den
Sensor direkt auf ein Modul verdrahten.“
Selektiver Wechsel
Die Verlegung der Signalebene in die Anlage
unter Verwendung des FB-Remote-I/O-
Systems in einem auf das Projekt optimal
angepassten Aufbau im Edelstahlgehäuse
zeigt deutliche Vorteile im Vergleich zur bisherigen
Lösung:
n nur ein Feldbuskabel für jede Insel anstelle
vieler Verteiler und Sammelkabel,
n eine hohe Verfügbarkeit durch redundante
Netzteile,
n Exe-Feldanschlüsse für die verbauten
Magnetventile sowie
n die Möglichkeit einer kostensparenden
und schnell realisierbaren Erweiterung.
Während der Umbauphase konnte durch
Parallelbetrieb alter und neuer Technik die
Ausfallzeit für jedes Tankmedium auf das
erforderliche Maß reduziert werden. Beim
Medienumschluss war es möglich, durch die
eigenständige EMR- und PLT-Struktur die
zugehörigen Messstellen selektiv von der
alten auf die neue Steuerung zu wechseln.
www.pepperl-fuchs.com
VERFAHRENSTECHNIK 10/2016 35