Aufrufe
vor 4 Monaten

Industrielle Automation 4/2018

  • Text
  • Automation
  • Industrielle
Industrielle Automation 4/2018

STEUERN UND ANTREIBEN

STEUERN UND ANTREIBEN Optimal vernetzt Vorkonfigurierte Kommunikationslösung ermöglicht schnelles und sicheres Abfüllen von Getränkeflaschen Pablo Sanchez Pedrosa, Professional Services Consultant for Industrial Networks bei der Siemens AG in Nürnberg Anlässlich einer umfassenden Neuinstallation seines industriellen Kommunikationsnetzwerks setzt ein Hersteller von Getränkeabfüll anlagen auf Industrial Networks Professional Services eines Nürnberger Unternehmens. Im Zuge dieser Dienstleistung wurde der gesamte Aufbau vom Ausrüster vorkonfiguriert, sorgfältigen Tests unterzogen und einsatzfertig geliefert, sodass vor Ort eine Integration und Implementierung mittels Plug-and-Play möglich war. Leistungsfähige Getränkeabfüllanlagen sind heute hoch automatisiert und müssen rund um die Uhr zuverlässig laufen. Die geforderte Produktivität und Prozesstransparenz sind nur mehr mit einem performanten industriellen Kommunikationsnetzwerk erreichbar, was Maschinen- und Anlagenbauern Netzwerk-Know-how abverlangt. Wer dieses nicht hat, muss es sich aneignen, die Aufgaben zum Beispiel einem spezialisierten Systemintegrator übertragen oder den Auftrag ablehnen. Wer industrielle Kommunikationsnetzwerke von Siemens einsetzt, hat eine zusätzliche Alternative: Professional Services for Industrial Networks – ein individuell skalierbares Serviceangebot und umfassendes Netzwerk-Know-how direkt von der Quelle. Es richtet sich an Hersteller wie Betreiber von Maschinen und Anlagen mit Produkten der Siemens-Gerätefamilien Scalance und Ruggedcom. Einen kleinen, aber für die Auftragsvergabe entscheidenden Teil dieser Dienstleistungen hat ein deutscher Hersteller von Getränkeabfüllanlagen im Rahmen einer umfangreicheren Neuinstallation in Übersee genutzt. Der Kunde hatte eine genaue Vorstellung davon, wie die Vernetzungslösung aussehen sollte. Unterstützt von seinem lokalen Siemens-Partner hat der Abfüller die gesamte Infrastruktur geplant und die Netzwerkkomponenten aus dem Scalance- Spek trum spezifiziert. Kurze Taktzeiten im Automatisierungsverband Das Anlagennetz sollte redundant an zwei Switches im Distribution Layer des Routingbasierten Unternehmensnetzwerks angebunden werden, ebenso an ein redundantes Scada-System basierend auf Simatic WinCC in der zentralen Leitwarte. Auch unterlagert waren verschiedene Redundanzstrategien umzusetzen. Mangels tiefgrei- 22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2018

Rückgrat des Automatisierungsnetzwerks sind in der Leistung skalierbare Industrial Ethernet Switches Scalance X fenden Know-hows im Umgang mit Scalance-Produkten und Zeit für eine intensivere Einarbeitung hat der Anlagenbauer das Angebot von Siemens angenommen und einen Netzwerkspezialisten des Professional Services Teams involviert. Dieser hat das Konzept nochmals geprüft und mit dem Betreiber die Modalitäten abgeklärt. Anschließend wurde die Kommunikationslösung mit allen Komponenten und Verbindungen bei Siemens im Labor aufgebaut, vorkonfiguriert und intensiv getestet. Bindeglied von der Anlage zum Distribution Layer und zur zentralen Leitwarte sind zwei redundante Industrial Ethernet Switches der Produktfamilie Scalance X-400 managed. Die modularen Geräte ermöglichen den Zugriff auf zwei physikalisch getrennte, in sich ebenfalls redundant ausgeführte optische Ringnetze für die Automatisierung und Visualisierung/Wartung der Abfüllanlage. Kopf der Ringnetze sind je zwei Switches des Typs Scalance X-300, während mehrere Kompakt-Switches Scalance X-200 die unterlagerten Teilnehmer anbinden: auf der einen Seite die einzelnen Abfüllanlagen, auf der anderen Siemens IPCs und Thin Clients. Beide Ringe sind zudem in mehrere logische VLANs segmentiert und die Kommunikation erfolgt sowohl über Profinet als auch über weitere Industrial-Ethernet-Kommunikation. Die physikalische Trennung der Netze im Feld erlaubt einerseits kurze Taktzeiten im Automatisierungsverband und andererseits den Transport größerer Datenmengen bei der Visualisierung, ohne dass sich die beiden Netzwerksegmente/Subnetze gegenseitig beeinträchtigen. Lückenloser Datenaustausch Alles in allem wurden 14 Scalance Switches aufgebaut und verbunden, die jeweils neueste Software aufgespielt und die Geräte individuell konfiguriert. Die Layer-3-Funktionalität der Scalance-XM-400-Geräte konnte durch Stecken eines Key Plugs aktiviert werden. Die Geräte sind über das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) zu einer logischen Einheit verbunden, bei Ausfall des einen übernimmt automatisch das jeweils andere den Betrieb. Mit der aktuellsten Version dieses Protokolls und „Redundantes Netzwerk – zuverlässiger Abfüllprozess“ OSPF (Open Shortest Path First)-Funktionalität konnten Umschaltzeiten von unter einer Sekunde erreicht und die Forderungen des Betreibers erfüllt werden. Eine Ebene tiefer, an den Schaltzentralen und Knotenpunkten (Trunks) der redundanten Kommunikation zwischen Automatisierungsgeräten bzw. Visualisierungssys temen in der Feldebene, sind Switches der Baureihe Scalance X-300 eingesetzt. Hier ermöglichen das High-Speed-Redundancy-Protocol (HRP) und Übertragungsraten von bis zu 1 Gigabit Umschaltzeiten von unter 300 Millisekunden, sodass die verbundenen Switches praktisch lückenlos Daten untereinander und auch mit der überlagerten Leitebene austauschen können. Auch dies wurde anhand diverser Fehler szenarien im Laboraufbau verifiziert, der Anlagenbauer in jeder Phase des Projekts informiert. Abschließend wurden sämt liche Einstellungen und Modifizierungen, Art und Ergebnisse (Durchsatzraten, Umschaltzeiten, …) der durchgeführten Tests in einem Bericht dokumentiert. Dieser enthält auch Verbesserungsvorschläge mit Blick auf künftige Erweiterungen, sodass der Betreiber bei Bedarf schnell und richtig agieren kann. Nach einer späten Anpassung auf Endkundenwunsch wurden die einsatzfertig vorkonfigurierten Scalance-Switches per Kurier zurück zum Anlagenbauer geschickt. Der konnte sie dank detaillierter Beschriftung und Dokumentation zügig in den Anlagenschaltschränken montieren und weitgehend vorverkabelt verschiffen. Die Integration und Implementierung ins Netzwerk vor Ort unterstützte ein Spezialist von Siemens Professional Services. Eventuelle Wartungsarbeiten an der Netzwerktechnik im laufenden Betrieb übernimmt der Abfüller selbst, wissend, dass bei unverhofften Problemen schnell jemand von Siemens zur Verfügung stünde und nicht nur aus der Ferne unterstützen könnte. Weitere Informationen unter dem Link: www.siemens.de/industrielle-netzwerke www.siemens.com PAM-199-P-ETC • digitaler Leistungsverstärker • modernes kostenoptimiertes Design • einfachste Verkabelung und Inbetriebnahme • für alle Proportionalventile geeignet • EtherCAT-Schnittstelle mit Parametrierung über CoE • USB-Schnittstelle Elektronik GmbH D-41372 Niederkrüchten Telefon: +49 (0)2163 577355-0 E-Mail: info@w-e-st.de Internet: www.w-e-st.de Alles für die Hydraulik: Leistungsverstärker Druckregelungen Positionsregelungen Gleichlaufregelungen Pumpenregelungen

AUSGABE