Industrienetzwerke zum werksüber-greifenden Datenaustausch. Einsatz und Nutzen eines Industrienetzwerks. Industrieforum 2007 Vortrag: Peter Beutler

Inhalt Inhalt: Das Projekt: Die Vereinigten Schweizerischen Rheinsalinen. Werk Pratteln. Einleitung: Die Salzgewinnung. Der Produktionsprozess Die Soleförderung Die Vernetzung Die Leittechnik. Der Aufbau Statistik und Berichte. Der Nutzen Die Zukunft © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Vor 181mio Jahren war hier das Juramehr und hinterliess Salz... Einleitung Vor 181mio Jahren war hier das Juramehr und hinterliess Salz... © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Geographische Lage Einleitung © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Heute ist dieses Salz unter einer Gesteinsschicht verborgen... Einleitung Heute ist dieses Salz unter einer Gesteinsschicht verborgen... © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Der Salzgewinnungs-Prozess Produktions-prozess Der Salzgewinnungs-Prozess © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Die Eckdaten: Produktionswerk mit: Solereinigung 6 Verdampfer Produktions-prozess Die Eckdaten: Produktionswerk mit: Solereinigung 6 Verdampfer 3 Zentrifugen 3 Trockner Transportvorrichtungen Portionierung und Verpackung Förderfeld mit: ca. 30 Förderbohrungen 3 Pumpwerke 4 Unterstationen 15 Simatic SPSen 11 ET200M (entfernte E/As) 13 Rechner. Server und PCs. Mehrere Büro-PCs im Terminalserver-Betrieb Ca. 7000 Datenpunkte © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Solereinigung + Eindampfung Produktions-prozess Solereinigung + Eindampfung © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Eindickung + Trocknung Produktions-prozess Eindickung + Trocknung © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Nach der Trocknung, Salz-transport zu den Lagerstätten Produktions-prozess Nach der Trocknung, Salz-transport zu den Lagerstätten © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Portionierung + Verpackung Produktions-prozess Portionierung + Verpackung © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Distanzen der Pipelines sowie der Stammkabel und LWL. Soleförderung Distanzen der Pipelines sowie der Stammkabel und LWL. Fast 4km zwischen Aufbereitungs-werk und dem Förderfeld Jeweils ca. 700m zwischen den Förder-werken. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Das Sole-Förderfeld Soleförderung © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Mitten in der Natur, so diskret wie möglich, eine Unterstation Soleförderung Mitten in der Natur, so diskret wie möglich, eine Unterstation © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Förderwerke: Eine Pumpstation Soleförderung Förderwerke: Eine Pumpstation © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Schaltschrankfront eines Pumpwerks Soleförderung Schaltschrankfront eines Pumpwerks © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Pumpwerk: Pumpen sowie zugehörige Instrumentierung. Soleförderung Pumpwerk: Pumpen sowie zugehörige Instrumentierung. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Die Vernetzung: Hauptverbindungen Stammkabel und LWL sind entlang den Pipelines verlegt. (Hauptachsen) Bis 1999 nur Stammkabel Ab 2000 zusätzlich 12pol - LWL für Profibus 2006 Auf gleichem LWL-Kabel Ethernet TCP/IP © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Verbindungen über Stammkabel Vernetzung Verbindungen über Stammkabel Vorteile Mit einfachen Bauteilen realisierbar sind: Digitale Signale 24VDC / 48VDC Analoge Signale 4-20mA Telefon Nachteile Wenig Datendurchsatz Blitz- und Überspannungsprobleme Erdpotenzialprobleme © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Lichtwellenleiter LWL Vernetzung Lichtwellenleiter LWL Vor 5 Jahren wurden die 12- poligen LWL-Kabel entlang der Pipelines verlegt. Damals nur für den Profibus Heute auf gleichem LWL-Kabel auch Ethernet - TCP/IP © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Der Profibus Anfänglich wurde er als Profibus-DP eingerichtet. Vernetzung Der Profibus Anfänglich wurde er als Profibus-DP eingerichtet. Angesichts der grossen Datenflut wurden später zusätzlich AG-AG Kopplungen erstellt. Zur Wandlung von LWL auf den elektrischen Bus wurden LWL-Module von Siemens (OLM) eingesetzt. Sie sind heute noch in Betrieb. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Ethernet TCP/IP vom Verarbeitungswerk bis zum Bohrfeld. Vernetzung Ethernet TCP/IP vom Verarbeitungswerk bis zum Bohrfeld. 2006 wurde, parallel zum Profibus, auf 2 freien LWL-Adern das Ethernet TCP/IP erstellt. Eingesetzt wurden LWL-Switchs von Hirschmann. Der Profibus konnte von der zusätzliche Belastung befreit bzw. entlastet werden. Zusätzlich: Das Ethernet in der neuen Pumpstationen erlaubt eine Visualisierung an Stelle der Operations-Panels (OPs) einzusetzen. In allen bestehenden Werken kann heute eine mobile Visualisierung z.B. Notebook eingesteckt werden. z.B. für Fehlersuche, Funktionskontrollen) Die Telefone auf dem Bohrfeld konnten zum Teil durch Chat ersetzt werden. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Vernetzung DP + Ethernet Geschichtlich gewachsen... Ethernet parallel zu Profibus. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Die Leittechnik. Eingesetzte Geräte und Software Hardware: S7-300 und S7400 (Siemens) OPs (Siemens) Server + PCs (HP) Software Visualisierung Intouch (Wonderware) Datenerfassung SQL (Microsoft) InSQL (Wonderware) SMS Alarmierung Alert (Macromedia) Terminal-Server (Microsoft) Statistik und Berichte Crystal Report (Seagate) Active-Factory (Wonderware) Access (Front-End) (Microsoft) © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Leittechnik: Ethernet nun auch auf dem Bohrfeld INTOUCH1 INTOUCH2 INTOUCH3 INTOUCH4 INTOUCH5 INTOUCH6 INTOUCH7 INTOUCH8 SQLSVR1 SQLSVR2 Ethernet TCP / IP Kopf Kdo Infra Co2 Kompressor Trockner 1 Trockner 2 Trockner 3 Salztransport Verdampfer 4km Beschickung INTOUCH9 LWL - Ethernet TCP / IP LWL PROFIBUS DP / FDL Zinggibrunn Wartenberg Kopf Sulz PPS Grosszinggibrunn Pust 1 Pust 3 © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Bestehende Pumpstation. Bedienung über OP. Leittechnik Bestehende Pumpstation. Bedienung über OP. Nur örtliche Bedienung möglich. Eingeschränkte Übersicht des ganzen Bohrfeldes. Bedienungsphilosophie zwangsläufig anders als die Leittechnik im Kommandoraum. Andere Passwörter als beim Leitsystem des Kommandoraumes © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Neues Pumpwerk. Bedienung gleich wie im Kommandoraum. Leittechnik Neues Pumpwerk. Bedienung gleich wie im Kommandoraum. Panel-PC mit zugehörender Tastatur und Trackball. Bedienung vor Ort ist gleich wie die Bedienung im Kommandoraum. Passwort-geschützt kann die ganze Soleförderung bedient werden. Die Passwort-Philosophie ist vom Kommandoraum bis zu den Pumpwerken gleich. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Basierend auf Ethernet: Redundante Datenübertragung Leittechnik Basierend auf Ethernet: Redundante Datenübertragung Redundanter Datenübertragungsweg von den SPSen zum Leitsystem. Die Kopplung der SPS- zu der Leitsystemwelt aus Sicherheits-gründen redundant. Die Kopplung basiert ebenfalls auf Ethernet und kann deshalb elegant gelöst werden. Wenn der erste Verbindungsweg eine Störung erleidet, schalten alle Clients automatisch auf den 2. Verbindungsweg um. INTOUCH1 INTOUCH3 INTOUCH . . . Normalfall: Kommunikation über Intouch 1 INTOUCH1 INTOUCH3 INTOUCH . . . Störfall: Kommunikation über Intouch 3 © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Basierend auf Ethernet: Redundante SQL Server. Leittechnik Basierend auf Ethernet: Redundante SQL Server. Jeder der beiden SQL Server sammelt die Prozessdaten selbstständig. Server 1 bedient die Clients Fällt Server 1 aus, bedient Server 2 die Clients. Ist der erste wieder repariert, können die fehlenden Daten mit dem 2. SQL-Server abgeglichen werden. SQL SVR 1 SQL SVR 2 INTOUCH . . . Normalfall: Server 1 liefert die Daten SQL SVR 1 SQL SVR 2 INTOUCH . . . Störfall: Server 2 liefert die Daten © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Weitere Vorteile des Ethernets: Der Terminalserver - Betrieb Leittechnik Weitere Vorteile des Ethernets: Der Terminalserver - Betrieb Die Clients sind „normale“ Büro-PCs auf dem Salinen-Netz. Die Programme der Clients laufen auf dem Terminal-server. An die Client-Computer (Terminals) werden keine hohen Ansprüche gestellt. Auf den Clients existiert keine spezielle Software. Volle Leitsystem-Funktionalität!: Anlagenbilder Alarme + Historie Statistik Clients . . . . Büro PC Büro PC Netz Saline Terminal Server Industrie Netz . . . . Intouch 1 . . . Intouch 10 © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Die Statistik: Beispiel Soleförderung Die entsprechend aufbereiteten Förderdaten der einzelnen Bohrlöcher (ca. 30 Stück) ist eine wichtige Grundlage um den dynamischen Prozess der einzelnen Bohrlöcher zu erfassen: Diese Grundlage erlabt es erst den Erntebetrieb entsprechend zu optimieren. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Bohrloch: Beispiel einer Drucklaugung. Statistik Bohrloch: Beispiel einer Drucklaugung. Der Wasserdurchfluss wird geregelt. Wassereintritt und Soleaustritt werden erfasst und bilanziert. Die Druckverhältnisse werden aufgezeichnet © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Statistik Statistik Die Statistik erlaubt den Erntebetrieb strategisch sinnvoll zu optimieren © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Statistik: Beispiel Eindampfung Ein Statistikblatt enthält mehrere Darstellungen: Tabellenform Diagramme Bilder mit Momentanwerten bei einem bestimmten Zeitpunkt © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Zukunft Die Zukunft Statistik-Konfiguration und Statistik-Anzeige über Internet-Explorer. Einsicht und Wartung über Internet Ethernet bis zu den Bohrlöchern, oder Wlan auf dem Bohrfeld. Video-Überwachung Die Möglichkeiten sind vielfältig . . . Dank Ethernet kann auf sehr viele handelsübliche HW- und SW Produkte zurückgegriffen werden. © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Schluss 181mio Jahre... Hi-Tech... Vernetzung... Leittechnik... Salzpäckli... © 2007 ETAVIS, www.etavis.ch Industrieforum 2007

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Industrieforum 2007 Vortrag: Peter Beutler