Trends von modernen Bedien- und Visualisierungsstationen in verschiedenen Applikationen. Frank Kellershohn

Transkript

1 Trends von modernen Bedien- und Visualisierungsstationen für Ex Zonen in verschiedenen Applikationen Frank Kellershohn

2 Anlagen nach Branchen CHEMIE PHARMA BIOTECHNOLOGIE TANKLAGER KRAFTWERKE FARB-INDUSTRIE MüLLVERBRENNUNG OEL/GAS INDUSTRIE MüHLBETRIEBE Folie 2

3 Muster-Anlage Folie 3

4 Moderne Anlagenstruktur Folie 4

5 HEUTE: Grundsätzliche Konzepte - nach Kommunikations-Level / -Ebene 1. Text und Grafikanzeigen für den Einsatz an SPS basierenden Automatisierungssystemen der entsprechenden Teilanlagen 2. Vollgrafikfähige Bedien-, Kontroll- und Beobachtungssysteme für komplexe Prozessleitsysteme Folie 5

6 1. Text und Grafikanzeigen für f r SPS Individuelle Firmware ist notwendig um die Geräte mittels geeigneter Hardwareschnittstelle an die entsprechende SPS anzuschließen Anzahl der Prozessbilder ist begrenzt Günstige Hardwarekosten, jedoch hoher Softwareaufwand! Typische Anwendungen sind Package Units, die autarke, weniger komplexe Prozesse, darstellen Klassisch für sogenannte Konti-prozesse Substituieren die typischen Schalt- und Tastfelder Folie 6

7 2. Vollgrafikfähige Bedien-,, Kontroll- und Beobachtungssysteme PLS Hauptsächlicher Einsatz an PLS Systemen in Multipurpose-Anlagen oder sonstigen komplexen Applikationen bei denen ein hoher, realistischer Visualisierungsgrad und Komfort erforderlich ist Typische Lösung sind PC Basierende Systeme oder Remote PC Terminals Solche Systeme sind ohne weitere Parametrierungstools uneingeschränkt in ein System zu integrieren (optimale Kostentransparenz) Software- und Betriebssystem-unabhängig Folie 7

8 Trends? SPS / Visualisierung SPS - einer zentralen Kopfeinheit sind mehrere Ein- Ausgabe Module unterlagert - Programmierung komplex - Schnittstellen der Steuerungen problematisch VORTEILE: - hohe Zuverlässigkeit - einfache Handhabung STEIGENDE DATENMENGEN - stetig steigende Intelligenz der Feldgeräte - verstärkte Integration von Sensoren/Aktoren - Forderung nach detaillierteren Daten - Produktivitätssteigerung durch kürzere Takte Leistungsfähigere Netze Leistungsfähigere Datenbanken ALTERNATIVEN ZUR SPS 1. VISUAL CONTROL - teilweise als Bildverarbeitung, da hohe Datenmenge verarbeitet werden 2. VISUALISIERUNG - Trend zu see everywhere - SPS mit Minimalansicht / webbasierte Miniserver - hohe Datenmengen in unterschiedlicher Sicht IT in der Produktion - Neue Modellierprogramme zur Prozessbeschreibung - Software-Verwaltung wird wichtiger (Pflege, Wartg.) - Automatische Dokumentation steigt - kürzere Produktlaufzeiten schnellerer Umbau - Neue Datenschutzkonzepte / Fernwartung - Moderne Verwaltung von Zugriffsrechten? Intelligentere Feldgeräte mit höherer Kommunikation? Maschine als separate Steuerung oder integrie? Künstliche Intelligenz, neuronale Netze, wissenbasierte Systeme? SPS mit Doppelfunktion: klassische SPS oder als PC FAKT: STEIGENDEN DATENMENGEN / STEIGENDE VISUALISIERUNG Folie 8

9 Spezielle Anforderungen der Industriezweige an den Explosionsschutz und Zonenklassifizierung Pharma - meistens Ex Zone 1 Chemie - Zone 1 und Zone 2-Anwendungen Petrochemie - meistens Zone 1 Nahrungsmittel - mehr Zone 2 oder Nicht-Ex Folie 9

10 Lösungsansatz und Vergleich der ZündschutzartenZ Wie lassen sich diese Anforderungen bei Visualisierungssystemen im -Bereich erfüllen? Folie 10

11 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Öl-, Sand-, Vergusskapselung o, q, m (IEC , IEC , IEC ) TECHNIK: - Einbetten des Betriebsmittel in Mineralöl (Ex-o), Sand (Ex-q) oder Verguss (Ex-m) - Zündquellen vorhanden, aber sicher beherrscht - für Elektronik, Trafos, Kondensatoren Relais Öl / Sand / Vergussmasse BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN : In der Serienfertigung einfach herzustellende Zündschutzart. Reparaturen/Upgrades des Terminals nur eingeschränkt oder gar nicht möglich. Hohes Gewicht des Gesamtterminals da meist aus mehreren schweren Komponenten bestehend. Separate Anschlussräume je Komponente erforderlich (landesspezifische Unterschiede sind zu beachten!). Folie 11

12 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Druckfeste Kapselung d (IEC ) TECHNIK: - Zündquellen möglich, Explosion sicher beherrscht -Massive, schwere Gehäusekonstruktion; Typprüfung erforderlich - Motoren, Schaltgeräte, Leistungselektronik BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN: In der Serienfertigung einfach herzustellende Zündschutzart. Einbindung von externen Komponenten wie z.b. Taster oder Bedienelementen nicht uneingeschränkt möglich. Massive und schwere Gehäusekonstruktionen führen zu hohem Gewicht der einzelnen Komponenten. Separate Anschlussräume je Komponente erforderlich (landesspezifische Unterschiede sind zu beachten!). Folie 12

13 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Überdruckkapselung p (IEC ) TECHNIK: - Zündquellen vorhanden, aber sicherer Ausschluß explosionsfähiger Atmosphäre im Gerät - Gehäuse mit Zündschutzgas unter Überdruck halten - Maschinen, Motoren, Schaltschränke, Elektronik BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN:. Neben elektrischer Versorgung und Datenleitung ist eine Zündschutzgasversorgung erforderlich. Wartungsintensive Zündschutzart (verölte Luft, Feststoffe, mechanische Schutzkomponenten z.b. Ventile). Neben der Terminalelektronik sind zusätzliche aufwändige Komponenten wie z.b. Druckwächter notwendig. Bei Einschalten (z.b. nach Störung) sind Spülzeiten erforderlich. In dieser Zeit ist das Terminal nicht nutzbar. Folie 13

14 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Erhöhte Sicherheit e (IEC ) TECHNIK: - Sicherer Ausschluss von Zündquellen - Keine betriebsmäßigen Zündquellen, Ausschluss von Fehlfunktionen durch besondere Maßnahmen - Für Leuchten, Klemmen BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN: - Nicht als einzige Zündschutzart für ein Terminal anwendbar, da Zündquellen nicht zulässig sind. - Massive und schwere Gehäusekonstruktionen führen zu hohem Gewicht. Folie 14

15 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Nicht zündend n (IEC ) TECHNIK: - Funken, thermische Effekte möglich, aber nicht zündfähig - Sichere Energiebegrenzung - Keine Fehlerbetrachtung - > nur ZONE 2 -Elektronik n BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN: Für Terminals zum Einsatz in Zone 1 nicht zulässig. Nur anwendbar in Zone 2. Nach Auftreten von einem Fehler ist das Terminal nicht mehr nutzbar (keine Fehlerbetrachtung). Je nach Zündschutzmethode (z.b. nr) sind aufwändige/schwere Gehäusekonstruktionen erforderlich. Zündschutzmethoden nach IEC na nichtfunkende Betriebsmittel / nc funkende Betriebsmittel / nr schwadensichere Gehäuse / nl energiebegrenzte Betriebsmittel / np vereinfachte Überdruckkapselung Folie 15

16 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Eigensicherheit i (IEC ) TECHNIK: R L - Funken oder Thermische Effekte möglich, aber nicht Zündfähig - Sichere Energiebegrenzung unter Berücksichtigung von Fehlern und Energiespeichereffekten U C R -Elektronik BEDIEN- und VISUALISIERUNGSSTATIONEN: Eigensichere Terminalkomponenten erfordern aufwändiges Elektronikdesign und jahrelanges know how. Das Terminal ist auch nach Auftreten von einem Fehler noch sicher betriebsbereit. Service- und upgradefreundliche modulare Terminalkonstruktion ist möglich, da keine besonderen Anforderungen an die Gehäusekonstruktion Keine besonderen Anschlussräume/-klemmen zur Anbindung von weiteren Komponenten erforderlich. Folie 16

17 Warum Eigensicherheit?... da Wartungsarbeiten sogar unter Spannung, im laufenden Betrieb und ohne besondere Genehmigung möglich sind.... da aufgrund eigensicherer Technik keine aufwendigen Gehäusekonstruktionen erforderlich sind, wodurch man die Geräte in beliebige oder bereits vorhandene Gehäuse einsetzen kann.... bleibt auch nach einem oder mehreren Fehlern noch sicher.... da technisch bedingt niemals eine Explosion im Gerät stattfinden kann bzw. eine Explosion durch das Gerät ausgelöst werden kann. Folie 17

18 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen -i Wir entschieden uns für diesen Weg! Folie 18

19 Zündschutzarten bei Bedien- und Visualisierungsstationen Was heißt Eigensicherheit für ein modulares PC Terminal? Folie 19

20 ... Ihre Anforderungen zu erfüllen!!! DISPLAY 18i TOUCH 18i DISPLAY 15i TOUCH 15i MAUS TOUCH PAD TASTATUR JOYSTICK FINGER PRINT TRACKBALL CARD READER Folie 20

21 und Flexibilität...jederzeit erweiterbar Zukunftsweisend, da immer dem neustend Stand der Technik z.b. Erweiterung durch ein Identsystem neu Card Reader neu Fingerprint CFR 21 Part 11 EINBAU-VARIANTEN : Folie 21

22 ... und einfachste Installation ROI KUNDEN Leitwarte CHALLENGER PC-Terminal FERTIG KUNDEN PC LAN VGA Tastatur Maus CHALLENGER Sendeeinheit & Spannungsversorgung CHALLENGER Eigensichere Datenübertragung via Twisted pair Kabel bis zu 500 m SCHRITT 1: SCHRITT 2: SCHRITT 3: SCHRITT 4: Die VGA/Tastatur/Maus Ausgänge am Prozessrechner mit den entsprechenden Eingängen auf der Sendeeinheit TCV verbinden Das Datenkabel rückseitig auf die Sendeeinheit stecken bis vor Ort ziehen Standfuss ausstellen und CHALLENGER aufsetzen Datenkabel durch die PG- Verschraubung ziehen und rückseitig am Display einstecken Stromversorgung anschliessen Stromversorgung am Display einschalten Rack inkl Seindeeinheit und PC einschalten Folie 22

23 In der Praxis KUNDEN Leitwarte CHALLENGER PC-Terminal KUNDEN PC LAN VGA Tastatur Maus CHALLENGER Sendeeinheit & Spannungsversorgung CHALLENGER Eigensichere Datenübertragung via Twisted pair Kabel bis zu 500 m Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Schritt 4: Folie 23

24 Auf den Einsatzort angepasste Anforderung PHARMA CHEMIE Öl & GAS Folie 24

25 Kundenspezifische Applikation Folie 25

26 Ihre Anforderungen o reinraumtaugliches Feldpultgehäuse o Ergonomisch abgewinkelte Tastatur o Schutzart IP 65 frontseitig o Feldpultgehäuse ohne Schmutzkanten o Um 300 drehbar o Alle Componenten mit Schnurdichtungen versehen o Display durch doppeltes Sicherheitsglas geschützt o Alle Componenten mit eloxierter Frontplatte o Tastatur mit rückseitig bedruckter Technoplast Folie überzogen (Resistent gegenüber den meisten Lösungsmitteln) Folie 26

27 DIE WICHTIGSTEN ZERTIFIKATE Global Sourceing/ Weltweite Harmonisierung/ Unabhängigkeit ATEX Zertifikat (EUROPA) UL Zertifikat (USA) C-UL Zertifikat (CANADA) GOST-R / GGTN Zertifikat (Russland) TIIS Zertifikat (Asien) IECEX Zertifikat (Australien...) Weltweit zertifiziert... Folie 27

28 Service Unser Service wird Sie überzeugen: Rückruf immer innerhalb der nächsten 24 Stunden - weltweit Angebote grundsätzlich innerhalb 48 Stunden Lieferungen maximal innerhalb 6-8 Wochen (In dringenden Fällen auch innerhalb 5 Werktage.) Folie 28

29 Service Testen Sie unseren Service: CHALLENGER Demo Gerät bei Bedarf bis zu 4 Wochen zum testen WEB-Service: MODELLER zur CHALLENGER-Konfiguration Neueste technische Datenblätter Neueste technische Zeichnungen Bedienungsanleitungen Support von unseren technischen Experten Folie 29

30 Challenger Network USA Manassas, Houston Ireland Carrigtwohill United Kingdom Congleton Belgium Baelen Netherlands Almere France Chevroz Spain Barcelona HEADQUATER Germany Kerpen Norway Oslo Czech Republic Brno / Bratislava Switzerland Neuhausen Austria Linz Hungary Veszprém Italy Villasanta CHINA Singapore Brazil Sao Paulo Folie 30

31 CHALLENGER used all over the world AKZO NOBEL / ASTRA ZENECA / AVENTIS / BASF / BAYER / BOCCARD / BOEHRINGER / BYK / CIBA / CLARIANT / CLEXTRAL / COGNIS / DEGUSSA / ELI LILLY / FINORGA / GLAXO / GOODYEAR / HALLIBURTON / JANSSEN / KRUPP / KNOLL / LINDE / L OREAL /MERCK / PFIZER / RUHR OEL / RWE / SHELL / UCB / YVES ROCHE... Mehr als 9000 installierte CHALLENGER Terminals sprechen für die Zuverlässigkeit und Modernität des Produktes Folie 31

32 CHALLENGER World Tour 2005 Messen 2005: ONS / Houston INTERPHEX / New York ISA / Chicago ACHEMAMERICA / Mexico City HANNOVER FAIR / Germany EXPLORISK / Germany SPS-IPC Drive / Germany INTERCHIMIE / France CHINA PHARM / China PHARM INDIA / India INTERKAMA / India ASCOPE / Phillipines ONS / Scotland ILMAC / Switzerland Folie 32

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit GECMA Components / Technische Änderungen vorbehalten / Für Druckfehler und Fehlausagen keine Haftung Folie 33