Hier ist Intelligenz gefragt

Autor Timm Decker Regionalleiter Vertrieb Deutschland Nord, E-T-A Elektronische Apparate

Alle Produktionsanlagen der chemischen Industrie verfügen über eine Vielzahl an Sensoren und Aktoren. Nur so lassen sich maximale Betriebssicherheit garantieren, Störungen frühzeitig erkennen und vorbeugende Maßnahmen rechtzeitig einleiten. Dabei kommen vor allem Busmodule, Ventilinseln, Stellmotoren, Regelantriebe, Magnetventile aber auch Automatisierungskomponenten wie z. B. SPS oder Feldbuskoppler zum Einsatz. Diagnosefähigkeit und Fernwertbarkeit der kompletten Steuerungs- und Feldebene spielen hier, neben dem immer wichtiger werdenden Energiemanagement, eine entscheidende Rolle.

Egal um welche chemische Produktion es hier geht, der Standard des produzierten Stoffes lässt sich nur gewährleisten, wenn jeder Produktionsschritt unter klarer Kontrolle geschieht. Und nicht nur im pharmazeutischen Bereich stellen nicht einwandfreie Endpro- dukte auch für den Endnutzer ein erhebliches Risiko dar. Dies addiert sich zu einem möglichen wirtschaftlichen Schaden des Anlagenbetreibers falls eine Charge fehlerhaft produziert wird.

Viele Anlagen haben heutzutage eine enorme räumliche Ausdehnung, so kommen schnell Kabellängen von Sensor und Aktor bis zur Stromverteilung und damit zur Spannungsversorgung von mehreren hundert Metern zustande. Ziel muss es dabei sein, genau diese „Intelligenz der Automatisierung“ zuverlässig abzusichern und jeden außerplanmäßigen Betriebszustand umgehend dem Bedienpersonal zu melden. Nur dann können diese rasch und gezielt Gegenmaßnahmen einleiten. Diese Überwachungsaufgabe übernimmt bei zahlreichen Chemiefirmen bereits das intelligente Absicherungssystem ControlPlex von E-T-A.

ControlPlex Board besteht aus dem Stromverteilungssystem SVS100-PWR, der Kommunikationsplattform SVS100-COM und den elektronischen Sicherungsautomaten ESX50D-S. Das Stromverteilungssystem ist standardmäßig für acht oder 16 elektronische Sicherungsautomaten und für einen Gesamtsummenstrom für bis zu 40 A ausgelegt. Durch eine Kaskadierung der Stromverteiler ist das System auf bis zu 64 Steckplätze erweiterbar. Die Energieeinspeisung erfolgt über Zugfederklemmen bis max. 10 mm².

Die Spannungsversorgung der Sicherungsautomaten erfolgt direkt aus der DC-24-V-Versorgung. Die Versorgungsenergie des Kommunikationsmoduls geschieht separat. Dadurch ist die Lastspannung über Not-Aus-Schütze abschaltbar, ohne die Kommunikationsfähigkeit zu verlieren.

Da in der chemischen Industrie diverse Kommunikationssysteme im Einsatz sind, besitzt das Kommunikationsmodul diverse Kommunikationsprotokolle. Die Entscheidung über das eingesetzte Protokoll fällt bei der Bestellung. Damit ist ein großes Einsatzfeld gewährleistet. E-T-A bietet sowohl Feldbus-Varianten (Profibus-DP, Modbus-RTU, DeviceNet, CC-Link, CANopen, Interbus, …) als auch Ethernet-Varianten (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus-TCP, …).

Die Adressierungen der Steckplätze sind werksseitig fest implementiert. Dieses ermöglicht ein Plug und Play und Hot-Plug und bietet darüber hinaus noch eine Reihe von Möglichkeiten bei Projektierung, Inbetriebnahme, Anlagenerweiterung und Instandhaltung.

Das komplette System ControlPlex beinhaltet neben dem Kommunikationsmodul auch das Stromverteilungssystem mit integrierten Absicherungselementen. Es handelt sich dabei um den elektronischen Sicherungsautomaten vom Typ ESX50-D. Das Produkt ist in zwei verschiedenen Parametrier-Versionen erhältlich. Neben der Möglichkeit, den Nennstrom via Wahlschalter einzustellen, lässt sich bei der alternativen Version der Nennstrom mittels Software über die interne Schnittstelle parametrieren. Zudem kann die Software Warngrenzwerte für den jeweiligen Laststrom einstellen (50 % – 100 %). Den aktuellen Betriebszustand zeigt der Sicherungsautomat mittels einer mehrfarbigen LED.

Die Kommunikations-CPU überträgt neben dem Signalzustand des jeweiligen Sicherungsautomaten auch noch eine Reihe weiterer Parameter. Dazu zählen Eingangsspannung, Laststrom, Lastspannung, Grenzwerte, Gerätetemperatur je Lastkreis.

Die Konfigurationssoftware mit einer selbsterklärenden Office-ähnlichen Oberfläche unterstützt bei der Inbetriebnahme, Wartung und auch Erweiterung und ermöglicht einen schnellen und übersichtlichen Blick auf den aktuellen Status der einzelnen Lastausgänge. Zudem zeigt ein grafischer Amperemeter die Gesamtauslastung des DC-24-V-Netzteils. Die Parametrierung des Systems erfolgt über eine USB- oder über die externe Busschnittstelle des Kommunikationsmodules. Sämtliche Einstellungen werden intern in der Applikation-CPU und extern in der Software der Kommunikationsebene gespeichert. Alle Softwareänderungen oder aber auch ein Gerätetausch sind nachvollziehbar, da sie ein Logbuch oder ggf. auch ein Web-Server dokumentiert.

Instandhalter aus der Chemieindustrie stehen in der Regel unter hohem Zeitdruck, um eine Anlagenstörung zu beseitigen. Der in ControlPlex integrierte Historienspeicher bietet vor dem Hintergrund nach einer Abschaltung eine wertvolle Unterstützung für die schnelle Fehlerortung und zielgerichtete Fehlerbeseitigung. Das System speichert den Fehlerverlauf in einem Diagramm, ähnlich einem „Oszilloskop-Bild“. Eine Klartextanleitung hilft zukünftig das Diagramm auszuwerten. Dieses Feature zur Fehlerortung hilft dem Instandhalter, den Anlagenstillstand auf ein absolutes Minimum zu verringern.

Halle 11, Stand A59

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