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Detailplanung entscheidet über den Projekterfolg

Verbindungstechnik in Migrationsprojekten

12.08.2019 Sollen alte Leitsysteme auf neueste Technik migriert werden, dann ist Zeit im wahrsten Sinne des Wortes Geld. Vor allem die Verkabelung der existierenden Feldinstallation kann dabei für Überraschungen sorgen. Um solche zu vermeiden, ist eine sorgfältige Analyse und das A und O.

Karsten Uhlendorff, Senior Project Manager Process Industry Management and Automation bei Phoenix Contact

Karsten Uhlendorff, Senior Project Manager Process Industry Management and Automation bei Phoenix Contact: „Häufig gehen Ausfälle durch defekte I/O-Karten, Signaltrenner oder Feldgeräte auf Überspannungen zurück. Durch Überspannungsschutz erhöht sich deshalb die Anlagenverfügbarkeit“

In der Praxis werden häufig Prozessleitsysteme migriert, die deutlich älter als zehn Jahre sind. Vorhandene Feldgeräte sollen weiter genutzt werden, weil ihr Austausch zu teuer wäre. Die I/O-Baugruppen der neuen Leitsysteme unterscheiden sich in ihrem Aufbau meist erheblich und oftmals sind diese auch noch mit einer werksspezifischen Logik belegt. Dazu kommen in der Regel neue Anforderungen aufgrund gestiegener Ansprüche in Sachen Sicherheit: Schutzeinrichtungen müssen auf den neuesten Stand gebracht und der SIL-Nachweis geführt werden, und der Überspannungsschutz für MSR-Signale (Blitzschutz) hat heute ebenfalls einen anderen Stellenwert. „Häufig gehen Ausfälle durch defekte I/O-Karten, Signaltrenner oder Feldgeräte auf Überspannungen zurück. Durch Überspannungsschutz erhöht sich deshalb die Anlagenverfügbarkeit“, konkretisiert Karsten Uhlendorff, Senior Project Manager Process Industry Management and Automation bei Phoenix Contact.

Hinzu kommt, dass in historisch gewachsenen Anlagen bei der Migration meist unterschiedliche analoge und digitale Feld-, Bus- und Leistungssignale berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise, wenn Schütze oder Relais mit einer 110 V DC-Versorgung an I/O-Karten in 24 V-Technik angeschlossen werden sollen. „Daher ist es wichtig, dass bei jeder Migration frühzeitig ein individuelles Konzept entwickelt wird, um die Feldgeräte in das neue I/O-System zu integrieren.“

Und weil die Leitsystem-Lieferanten in der Regel nicht die ganze Bandbreite der im Feld installierten Geräte und Anschlusskonzepte bedienen, hat der Verbindungsspezialist Phoenix Contact ein Serviceangebot für Migrationsprojekte konzipiert. Das Unternehmen unterstützt damit Betreiber von der Bestandsaufnahme über die Detailplanung bis hin zur heißen Phase, wenn das neue Leitsystem während eines möglichst kurzen Stillstands an die bestehende Feldtechnik angeschlossen wird. „Wir starten typischerweise mit einem Audit, bei dem die wesentlichen Fragen beantwortet werden: Welche I/O-Baugruppen sind im Einsatz? Welche Signale werden vom Feld ins Leitsystem übergeben? Sind alte Pläne vorhanden?“, so Uhlendorff: „Den Plan für den Umbau erarbeiten wir dann gemeinsam mit den Mitarbeitern aus der MSR-Technik und Wartung, die die Anlage kennen“, verdeutlicht Uhlendorff – denn hier liegt aus seiner Sicht in den Projekten häufig ein Schwachpunkt: „Oft rückt die Umstellung der Feldsignale erst nach der Auftragsvergabe an den Leittechnik-Lieferanten in das Bewusstsein der Beteiligten. Dann laufen die Betreiber Gefahr, dass neue Standards – beispielsweise beim Überspannungsschutz – vergessen werden, was zu Mehrkosten und Verzögerungen im Projekt führt.“

Lieferkette bei Migrationsprojekten beachten

Plug & Play: vorinstallierter Leitsystemschrank im belgischen Werk des Chemiekonzerns Trinseo mit VIP-Übergabemodulen und aufgelegten Systemkabeln. Bild: Phoenix Contact

Plug & Play: vorinstallierter Leitsystemschrank im belgischen Werk des Chemiekonzerns Trinseo mit VIP-Übergabemodulen und aufgelegten Systemkabeln. Bild: Phoenix Contact

Zum Teil treffen die Verbindungsexperten in der Praxis auch Anlagen an, die bereits seit über 30 Jahren betrieben werden. Wenn die dort installierten Feldverteiler und Multicore-Kabel ebenfalls schon drei Jahrzehnte auf dem Buckel haben, empfehlen die Spezialisten den Austausch, da Gehäuse, Kunststoffteile und Dichtungen meist spröde geworden sind und Korrosion die Übergangswiderstände an Klemmen aus Stahl erhöht hat. „Dabei muss man wissen, dass die Lieferzeit der Kabel mehr als 16 Wochen betragen kann“, unterstreicht Uhlendorff die Bedeutung der Lieferkette, die spätestens beim Umschluss vom alten auf das neue Leitsystem zum entscheidenden Zeitfaktor wird.

Viele Signale schützen: Leistungsstarke Überspannungsschutzgeräte mit niedrigen Schutzpegeln bieten einen optimalen Schutz für MSR-Anwendungen. Bild: Phoenix Contact

Viele Signale schützen: Leistungsstarke Überspannungsschutzgeräte mit niedrigen Schutzpegeln bieten einen optimalen Schutz für MSR-Anwendungen. Bild: Phoenix Contact

Neue Feldkabel bedeuten in der Regel, dass eine neue Rangierebene zwischen der Leitung ins Feld und dem I/O-System notwendig wird. Für diese gibt es verschiedene Anschlusstechniken: Im Vergleich zu klassischen Schraub- und Zugfederklemmen lässt sich durch die Verwendung von Direktanschlussklemmen oder der Push-In-Technik des Herstellers bis zu 50 % Zeit beim Umschluss sparen. „Das ist in Migrationsprojekten ein echter Faktor, denn jeder Tag, den die Anlage schneller in Betrieb gehen kann, bedeutet für den Betreiber Profit. Das wird in der Planung häufig nicht beachtet“, berichtet Uhlendorff. Aber auch beim Anschluss der neuen Signaltrennung zwischen Feldkabeln und I/O-Baugruppen lässt sich Zeit gewinnen: Hier hilft der Einsatz einer angepassten Systemverkabelung, die aus vorkonfektionierten Kabeln aufgebaut wird.

Electronic Marshalling mit Vor- und Nachteilen

Schnell, zuverlässig und fehlerfrei: Die Frontadapter, Systemkabel und Module der Varioface-Systemverkabelung verbinden die Steuerung mit dem Feld. Phoenix Contact

Schnell, zuverlässig und fehlerfrei: Die Frontadapter, Systemkabel und Module der Varioface-Systemverkabelung verbinden die Steuerung mit dem Feld. Phoenix Contact

Eine Entwicklung der jüngeren Vergangenheit sieht Uhlendorff allerdings kritisch: Die Umstellung vom klassischen zentralen Konzept auf ein dezentrales Remote I/O-System, das in Ex-Zone 2 oder 1 installiert wird. Die auch „electronic marshalling“ genannten Universal IO-Baugruppen sollen im Projekt Zeit reduzieren, weil sie nicht komplett durchgeplant werden müssen, sondern im Feld per steckbarem Interface an die Feldgeräte adaptiert werden können. „Das hört sich gut an, verlagert jedoch die Dokumentation in die Installationsphase – und dadurch steigt der Aufwand an dieser Stelle. Bei Brownfield-Projekten weiß man, was man planen muss“, meint Uhlendorff. Dennoch berücksichtigen die Verbindungsspezialisten diese Anschlussart ebenfalls und bieten dafür mit dem „VIP-IO Marshalling“ eine Migrationslösung an.

Da jede Ausgangssituation bei einem Migrationsprojekt anders ist, gibt es keine einheitliche Strategie für den Anschluss an ein neues I/O-System. Auch hier gilt die Empfehlung, die sich in Anlagenprojekten generell auszahlt: Frühzeitig das Gespräch mit den am Migrationsprojekt beteiligten Experten suchen – und neben dem Leitsystem selbst den Umschluss der Feld- und I/O-Ebene nicht vergessen. Denn beim Umschluss entscheidet sich, ob eine Anlage schnell wieder die Produktion aufnehmen kann.

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Heftausgabe: September/2019
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