Migration & Retrofit am Beispiel der Verdichterzentrale/Medienversorgung des DLR Köln

Bei einer Modernisierungsmaßnahme sind vielfältige Aspekte zu beachten. Daher ist es wichtig, das Retrofit einer Anlage von einem erfahrenen Betrieb durchführen zu lassen. Er sollte sich sowohl mit der vorhandenen Technik als auch mit dem System, das neu zum Einsatz kommen soll, auskennen. Außerdem ist es sinnvoll, die verschiedenen Bereiche Steuerungstechnik, Feldbussysteme, Kommunikationsschnittstellen, Visualisierung, HMI und Prozeßleittechnik gemeinsam zu betrachten.
Vor allem bei größeren und vernetzten Anlagen muss ein besonderes Augenmerk auch der Kompatibilität der Systeme geschenkt werden, da in den meisten Fällen nicht die gesamte Technik auf einen Schritt ausgetauscht wird. Deshalb müssen sinnvolle Zwischenschritte und Übergangslösungen geschaffen werden, die jedoch von vorneherein die angestrebte endgültige Lösung im Blick haben.

Verschiedene Aspekte, ganzheitliche Betrachtung

  • Beim Austausch der SPS-Technik ist es sinnvoll, auch das Programm und die Datenbasis bzw. -Schnittstellen neu zu strukturieren, um eine zukunftsfähige Anlagenkonstellation sicherzustellen und neben der reinen Erhöhung der Verfügbarkeit auch einen echten Mehrwert (…) zu erzielen
  • Zu untersuchen ist ebenfalls, ob der reine Austausch der SPS ausreicht, oder ob auch die Schaltschränke bzw. die Feldebene der Erneuerung bedarf.
  • Bei den Anlagenteilen, die noch eine Zeitlang mit der alten Technik weiterbetrieben werden sollen, ist es nötig, ein Ersatzteillager zu konzipieren/anzulegen und einen Wartungsvertrag abzuschließen um Ausfällen vorzubeugen und Reparaturen durchführen zu können
  • Bei der Migration der Leittechnik muss dem look-and-feel der Benutzeroberfläche und der Datenkonsistenz in den Archiven
  • Als Übergangslösung bei einem nötigen Hardware-Austausch bietet sich die Virtualisierung der Bestandsleittechnik an, sodaß Altsysteme mit älteren Betriebssystemen übergangsweise auf neuer Hardware weiterbetrieben werden können.
  • Dabei muss natürlich auch die IT-Sicherheit und die Modernisierung der Netzwerktechnik mit betrieben werden, damit keine Performance-Engpässe oder cyber-Angriffe auftreten

 

Beispiel: DLR Verdichterzentrale/Medienversorgung

Dieser Bereich dient der Medienversorgung (hochverdichtete Heiss- und Kühlluft, Erdgas und Synthesegas, Kerosin, Kühlwasser, Stickstoff…) für die verschiedenen Prüfstände des DLR. Er muss ständig verfügbar sein, in der Regel findet Versuchsbetrieb von 6-22 Uhr statt.

Der Umfang dieser Anlage umfasst 25 Steuerungen, ein redundantes Serverpaar mit 15 Bedienstationen, ca. 150.000 Datenpunkte

Das Altsystem besteht aus S5-SPS mit dem PLS Factory Link (1995 unter HP-Unix, seit 2005 unter Win2000). Als Neusystem wurden S7-Steuerungen und die Leittechnik zenon Supervisor von copadata ausgewählt. Die einzelnen Modernisierungsschritte sind:

 

  • Entwicklung eines Migrationskonzeptes und eines Programmierstandards einschliesslich der entsprechenden Datenschnittstellen
  • Austausch der bestehenden diversen Querkopplungen zwischen den einzelnen Teilanlagen durch eine zentrale Kommunikation (über Datenkonzentrator S7, spricht ISO und RFC1006)
  • Einführung einer zentralen Archivierung als Datenauslagerung in eine SQL-Datenbank, Entwicklung einer einheitlichen Datenstruktur für Alt- und Neu-PLS, damit diese Systeme auch nebeneinander betrieben werden können.
  • Virtualisierung der alten PLS-Systeme (Server, Clients und Entwicklungssystem) auf den neuen PLS-Rechnern
  • anlagenweiser Umbau der Steuerungstechnik S5-135 (mit zentraler EA-Peripherie) nach S7-400 (mit dezentraler Peripherie über ET200S Profibus)
  • Gleichzeitige Einführung der neuen Datenbasis und Migration des PLS von FactoryLink nach zenon