Wer die Technik- und IT-Presse aufmerksam verfolgt, konnte vor einigen Jahren schon die Abgesänge auf das Smartphone lesen. Seine Zeit sei abgelaufen, prophezeiten jüngst auch prominente CEOs aus dem Silicon Valley. Als Nachfolger werden häufig Datenbrillen, Smartwatches und digitale Assistenten wie Amazons Echo mit der Assistentin Alexa und ähnliche Geräte genannt. Der Übergang von Technologien schafft Raum für Innovationen. In diesem Punkt gleichen sich Consumer- und B2B-Geschäft. Wenn bestehende Gerätetypen abgelöst oder überflüssig werden, muss ihre Funktion, also das, was sie für eine Anlage oder Maschine leisteten, von einem anderen Gerät übernommen werden.
In diesem Licht kann man auch Brownfield-Projekte in der Chemieindustrie betrachten. Beim Petrochemie-Konzern Chevron Phillips Chemicals International NV (CPChem) ersetzt heute Turcks Excom in einem Gehäuse das bisherige I/O-System und die bislang separate Ex-Trennung. Das schafft Platz im MSR-Raum, der Raum für Erweiterungen des Werkes und innovative Technologien bietet. Das Werk in Beringen gehört seit Ende 2011 zu CPChem. Es wurde 1991 vom finnischen Raffinerieunternehmen Neste gegründet. In Beringen werden Polyalphaolefine (PAO) hergestellt, die in synthetischen Ölen und Schmiermitteln eingesetzt werden. Abnehmer dieser Öle sind die Automobilindustrie und andere Industriebranchen.
Der finnische Hersteller kündigte 2013 das I/O-System für das Honeywell-Leitsystem ab, das in Beringen eingesetzt wurde. Die verantwortlichen Techniker bei CPChem suchten daher nach Alternativen. Gesucht war ein System, das mit Profibus-DP an das Honeywell-Leitsystem angebunden werden kann und die Ex-Trennung der Signale gewährleistet, also sowohl eigensichere Geräte versorgen kann als auch nicht eigensichere. Ferner sollte es ein flexibles System sein, das moderne Diagnosemöglichkeiten und offene Standards unterstützt. Zudem sollte die neue I/O-Ebene möglichst wenig Platz beanspruchen und die Verfügbarkeit der Anlage nicht beeinflussen.
CPChem fragte Steuerungshersteller Honeywell, der Turcks I/O-System Excom als Ersatzlösung ins Spiel brachte. Honeywell und Turck haben weltweit schon in etlichen Projekten ihre gute Zusammenarbeit bewiesen – das gilt gleichermaßen für die Mitarbeiter wie für die eingesetzten Systeme. Darüber hinaus informierte sich CPChem auch eigenständig über weitere möglicherweise geeignete Systeme.
Pilotprojekt
Zunächst setzte CPChem ein Pilotprojekt mit einem Schaltschrank um, dessen I/O-Karten durch einen Excom-Baugruppenträger (Rack) ausgetauscht wurden. Dabei handelte es sich um eigensichere Signale für Feldgeräte in Zone 1 oder 2. Da die Erfahrung im Pilotprojekt positiv war, hat man auch die Folgeprojekte mit Excom geplant. Erste Erkenntnis des Pilotprojekts: Excom spart viel Platz. Andere Systeme benötigen eine ausgelagerte Ex-Trennung für die Signale in Zone 1. Signalverarbeitung und Ex-Trennung sind bei Excom in einem Gehäuse integriert. Nach dem Pilotprojekt war CPChem klar, dass statt der fünf Schaltschränke mit Geräten des alten Systems nur drei Schaltschränke mit Excom benötigt wurden.
Nach dem positiven Pilotprojekt tauschte CPChem 2015 insgesamt 172 I/Os aus. Dabei wurde der Raumvorteil vollständig ausgenutzt und der Austausch der I/O-Karten so geplant, dass am Ende ganze Schaltschränke überflüssig wurden. Dieser Platz steht nun für Anlagenerweiterungen oder die Installation weiterer Technik zur Verfügung. Im Folgeprojekt 2017 wurden weitere I/O-Karten für 720 Signale durch Excom angebunden.
Schnelle Anbindung ans Leitsystem
Die Zeit für den Einbau der I/O-Technik war knapp. Die Anlage in Beringen wird zwar alle zwei Jahre binnen 14 Tagen überholt. In dieser Zeit muss aber nicht nur die physikalische Installation geleistet werden. Die Geräte müssen auch im Betrieb und im Zusammenspiel mit dem Gesamtsystem ausführlich getestet werden. Ein großer Vorteil war, dass Turck komplett vorverdrahtete Schaltschränke liefern konnte, die mit Excom und speziellen Rangierverteilern bestückt wurden, die CPChem zuvor schon eingesetzt hatte. Turcks unternehmenseigener Dienstleister für kundenspezifische Lösungen, Turck Mechatec, baute die Schaltschränke vorverdrahtet und anschlussfertig mit den Rangierverteilern auf. Das verkürzte die Installationszeit für CPChem erheblich, da die Feldverkabelung beibehalten werden konnte.
Ein Dienstleister von CPChem musste die Schaltschränke nur noch aufstellen und die Leitungen auf die richtigen Klemmen legen. „Ein großer Vorteil war, dass wir viele Vorbereitungen im Vorfeld treffen konnten. Im Anschluss konnten wir Plug and Play machen, denn wir hatten nicht viel Zeit. Der eigentliche Einbau dauerte nur ein bis zwei Tage. Danach folgten aber noch die Tests“, sagt Ingenieurin Sarah Gyssels und erklärt daraufhin den Site Acceptance Test (SAT) sowie und den Factory Acceptance Test. Während der FAT noch vor der Installation bei Turck Mechatec durchgeführt wurde, musste der Site Acceptance Test im Werk nach der Installation durchgeführt werden. Das dauert oft länger als die eigentliche Installation.
Ein System für alle Signale
2019 soll die gesamte Migration der I/O-Karten auch für nichteigensichere Signale abgeschlossen werden. Dann werden alle rund 2000 I/Os durch Excom angebunden sein. Dass alle Signale, ob eigensicher oder nicht, über dasselbe System angebunden sind, macht es für die Bediener einfacher. Die Excom-Systeme für Zone 1, 2 und den sicheren Bereich nutzen dieselbe GSD-Datei und denselben DTM. Somit haben die Mitarbeiter nur eine Logik und eine Oberfläche zur Bedienung des Systems. Hart-Kommunikation wird von CPChem aktuell nicht eingesetzt. Dennoch ist es wichtig, dass Excom Hart-fähig ist, um für spätere Erweiterungen gerüstet zu sein.
Galvanische Trennung
Im Unterschied zu vielen anderen Systemen sind die einzelnen Kanäle eines Moduls galvanisch isoliert. Bei externen Störungen, wie zum Beispiel durch elektromagnetische Wellen, ist dadurch sichergestellt, dass diese Störungen nicht zusätzlich auf benachbarte Kanäle übertragen werden. Unterm Strich sind die Messungen dadurch zuverlässiger. Auch Kurzschlüsse auf einem Kanal haben keine negativen Effekte auf die anderen Kanäle desselben Moduls.
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Autor: Danny D’hollander
Vertriebsspezialist,
Turck Multiprox
