Prozessleitsystem ABB Contronic PMigration nach SIMATIC PCS 7

Broschüre · September 2008

© Siemens AG, 2009

SIMATIC PCS 7

www.siemens.de/simatic-pcs7/migration

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EinleitungMigrationsstrategie von Siemens

Globalisierung und stetig zunehmender Wettbewerbsdruck zwingen die Unternehmen zu kontinuierlicher Steigerung der Produktivität sowie zur Verkürzung der Produkteinführungs-zeiten. Dazu ist es erforderlich, Engineering und Prozess stän-dig zu optimieren und zugleich neue Industrieanforderungen und behördliche Vorschriften zu berücksichtigen.

Damit die Unternehmen auch morgen noch den Anforderun-gen der Märkte gerecht werden können, müssen viele Syste-me und Anlagen erweitert und modernisiert werden. Da die installierte Basis in Bezug auf Hardware, Applikationssoftware und Know-how des Bedien- und Wartungspersonals einen enormen Wert verkörpert, hat Investitionssicherheit für den Anlagenbetreiber bei allen Modernisierungsplänen generell einen hohen Stellenwert.

Die Erfahrung zeigt, dass der Erfolg einer Migration entschei-dend durch eine optimal an die Kundenanforderungen und die jeweilige Anlage angepasste technische Lösung bestimmt wird. Leitlinie ist dabei, das technische und finanzielle Risiko zu minimieren und einmal getätigte Investitionen möglichst langfristig zu sichern. Auch die unterschiedlichen Lebenszyk-len der Systemkomponenten müssen berücksichtigt werden, die heute von 5 Jahren für PC-basierte Workstations über 15 Jahre für Controller bis zu 25 Jahren und mehr für Ein-/Ausgabe-(E/A)-Komponenten und Verdrahtung variieren.

Deshalb sieht Siemens seine Aufgabe nicht einfach nur darin, das vorhandene System komplett zu ersetzen, sondern in en-ger Zusammenarbeit mit dem Kunden und seinen Systeminte-gratoren eine individuelle, zukunftsorientierte Lösung auf Basis des State-of-the-Art-Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 zu erarbeiten - stets unter der Direktive:

• SchrittweiseErmöglicht die allmähliche Einführung neuer Technologien auf verschiedenen Ebenen des vorhandenen Systems in ei-ner für die jeweilige Anlage optimalen Art und Weise

• AnpassbarEine auf die Life-Cycle-Strategie der Anlage (Beibehaltung und Modernisierung, Erweiterung und Verbesserung oder Erneuerung und Ablösung) abgestimmte Verfahrensweise zur Maximierung des Return on Assets (ROA)

• FlexibelBerücksichtigt die kommerziellen Aspekte der Produktion und Betriebsführung, d. h. erforderliche Kapazitätssteige-rungen, Erweiterungen des Produktspektrums, Reduzie-rung der Kosten oder Verkürzung der Time to Market

System-AspekteHMI/Batch- Ersetze Alt-HMI- Ersetze Batch-SystemController/Netzwerk- Ersetze Controller- Gateway zu SIMATIC PCS 7 E/A-Feldanschluss- Weiterverwendung E/A- Feldanschlusselemente für SIMATIC PCS 7

Strategie- Kapazitätssteigerung- ProduktänderungenKostenreduktion- Instandhaltungskosten- BetriebskostenTime to Market- Produktionszeit- Verfügbare Stillstandszeit

Innovationsdruck- Verbesserte Prozessführung- IT-Integration- Advanced Process Control & Asset ManagementLife-Cycle-Phasen- Erhalten & Modernisieren- Erweitern & Verbessern- Erneuern/Ersetzen mit State-of-the-Art-Technik

Migrationsstrategie von Siemens

Anlagen-Aspekte Produktions-Aspekte

Innovative Technologien

flexibelanpassbarschrittweise

Einleitung

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Erwartungen an eine optimale Migrationslösung

Siemens hat die Bedeutung der Migration für die Prozessauto-matisierung bereits frühzeitig erkannt und bietet für seine weltweit bewährten Systeme bereits seit Jahren eine Vielzahl innovativer Migrationsprodukte und -lösungen an. Von Be-ginn an ist es Maxime der Migrationsstrategie von Siemens, die vorhandene installierte Basis schrittweise und ohne Sys-tembruch zu modernisieren – möglichst ohne Anlagenstill-stand oder mit minimalem Produktionsausfall. Damit unter-stützt Siemens das Ziel des Kunden, seine getätigten Investiti-onen langfristig zu sichern und seine Gesamtkapitalrendite (Return on Assets) zu maximieren, und das jetzt auch für Alt-systeme anderer Hersteller.

Sein Migrations-Know-how baut Siemens seit Jahren konse-quent aus. Dabei fließen die in zahlreichen Migrationsprojek-ten gewonnenen Erfahrungen in neue, noch effizientere Pro-dukte und Techniken ein.

Umfassende Modernisierung

Engpässe bei der Ersatzteilversorgung, unzureichender Support sowie erforderliche funktionale Erweiterungen (z. B. Feldbustechnik oder IT-Integration) können auch eine umfas-sende Modernisierung des Altsystems mit dem zukunftsorien-tierten Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 forcieren. Die Umrüs-tung ist sogar im laufenden Betrieb möglich. Dabei bleibt die vorhandene Feldverdrahtung erhalten, ebenso das Invest-ment in Feldinstrumentierung und Applikations-Engineering.

Ihre Vorteile/Ihr Nutzen• Erhöhung der Leistungsfähigkeit• Einführung neuer Technologien (z. B. Feldbus PROFIBUS,

HMI (Human Machine Interface))• Öffnung des Systems für die IT-Welt• Verlängerung der Lebensdauer der Gesamtanlage• Reduzierung der Systemlieferanten• Beseitigung von Engpässen

Einleitung 3

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Migration von ABB Contronic P nach SIMATIC PCS 7Migration ABB Contronic P

Aus Alt mach Neu - Das ist Migration

Unter der Contronic P-Migration verstehen wir die Modernisie-rung hin zu einer neuen, modernen Plattform, die i.d.R. nicht abwärtskompatibel ist. Der Wechsel kann komplett (rip-and-replace, Bulldozer) oder in Schritten erfolgen. Eine schrittwei-se Migration verlängert die Nutzungsdauer noch nutzbarer Komponenten und verringert somit die Lebenszykluskosten der gesamten Anlage.

Warum Migration?

Das System Contronic P von Hartmann & Braun (heute ABB) wurde 1999 offiziell abgekündigt. Bereits heute gibt es Ersatz-teile für viele Komponenten nur noch auf dem Wege einer Reparatur.

Laut Aussagen des Herstellers ist das Ende der Verfügbarkeit von Contronic P-Ersatzteilen im Jahr 2009 erreicht.

Auch die Idee, Komponenten aus abgelösten Systemen als Ersatzteile für noch laufende Anlagen zu benutzen, greift zu kurz: Unterschiedliche Firmwarestände führen zu Inkompati-bilitäten. Auch unbenutzte Elektronik altert und birgt das Risiko des Ausfalls.

Andere, generelle Gründe für einen Systemwechsel sind:• Limitationen des Altsystems in Bezug auf neue Anforderun-

gen wie Batch (S88), Validierungsunterstützung (21 CFR part 11, Audit-Trail etc.)

• Fehlende Integrationsmöglichkeiten zur Optimierung der Geschäftsabläufe (Collaborative Manufacturing), z. B. Einbindung in Manufacturing Execution Systems (MES), ERP-Kopplung etc.

• Entlastung des Wartenpersonals durch Alarm-Hiding (EMUA)

• Entlastung des Wartungspersonals z. B. mittels modernem Asset-Management und Fernwartung unter Beachtung der Richtlinien der IT-Security

• Weitere Optimierung von Betriebs- und Produktionsab-läufen durch Zusammenlegung von Warten

Bild 1: Prozess- und Leitstationen von Contronic P

Migration von ABB Contronic P nach SIMATIC PCS 7

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Siemens bewährte Migrationsstrategie für Contronic P

Im Sinne einer kostengünstigen, schrittweisen Migration hat sich für Contronic P-Anlagen das vertikale Stufenkonzept als Königsweg erwiesen. Anders als beim horizontalen Stufen-konzept, bei dem nach und nach einzelne Schichten des Leit-systems (OS, AS und E/A) ausgetauscht werden, wird hier schrittweise Messstelle für Messstelle in SIMATIC PCS 7 über-nommen.

Größter Vorteil ist: Dieses Verfahren erlaubt den Umschluss im laufenden Betrieb. Ein Anlagenstillstand ist nicht erforderlich.

Weitere Vorteile sind:

• Die Geschwindigkeit für die Umstellung ist frei wählbar. Sowohl Betreiber als auch Lieferant können die notwendi-gen Arbeiten entspannt und frei von jeglichem Termin-druck durchführen. Das verringert das Fehlerrisiko und eli-miniert die wirtschaftlichen Folgen, von in der Regel unvermeidlichen Terminverschiebungen.

• Eine Rückfallstrategie, für den Fall systemwechselbeding-ter Fehlfunktionen, ist nicht erforderlich. Dies reduziert wiederum Kosten.

• Tests und "Wasserfahrten" können evtl. entfallen

Die Praxis zeigt: Ein solches Vorgehen kann sich durchaus über mehrere Jahre hinziehen. Damit lassen sich die notwendigen Investitionen besser an der langfristigen Finanzplanung orien-tieren.

Anlagenfahrer zeigen sich begeistert darüber, dass sie genü-gend Zeit haben, sich an die neue Oberfläche zu gewöhnen. Es sind zunächst nur wenige Messtellen, die sie im neuen System bedienen. Mit jedem Tag wächst das Vertrauen und mit zunehmenden Fähigkeiten auch die Zahl der Messstellen.

Modernisierung und Transfer der Applikation

Siemens hat in einer Vielzahl von Projekten leistungsfähige Tools entwickelt, die helfen:

• Die Applikation von Contronic P nach SIMATIC PCS 7 zu überführen

• Optimierte Parameter weitgehend wirkungsgleich nach SIMATIC PCS 7 umzurechnen

• Mehrfachnutzungen und Vermaschungen von E/A-Signa-len für den sicheren Umschluss der Feldverdrahtung (auch im laufenden Betrieb) aufzuzeigen

Die Applikationsumsetzung erfolgt dabei nicht Baustein für Baustein (1:1), sondern funktional: z. B. wird eine Ventil- oder Motorsteuerung durch ein entsprechendes Typical in SIMATIC PCS 7 abgebildet.

Der Vorteil ist: Die SIMATIC PCS 7-Applikation ist lesbar und somit auch leicht zu ändern. Dies wäre bei einer bausteingra-nularen Umsetzung nicht unbedingt der Fall. Hier würde jeder Baustein des alten Systems durch eine wirkungsgleiche Ver-schaltung neuer Bausteine ersetzt werden. Wegen der unver-meidlichen Bausteinvermehrung könnte der neue Funktions-plan schnell unübersichtlich werden.

Bild 2: Transfer der Applikation

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Umschluss der E/A-Signale

Hier kommen, je nach Verdrahtungsgewohnheit bzw. -standard, verfügbarem Platz im Schaltraum und geforderter Anlagenverfügbarkeit, unterschiedliche Konzepte zum Ein-satz:

1. Umschluss direkt im Contronic P-SchrankDer vorhandene Contronik P-Schrank wird ’entkernt’. Die Frontstecker auf den E/A-Baugruppen werden auf Adapter-klemmen gesteckt (Bild 4). Vorkonfektionierte Kabel füh-ren auf SIMATIC ET 200M-Baugruppen.Vorteile:- Kurze Umschlussdauer und geringer Testaufwand- Vorhandene Schränke können weiterverwendet werden- Es ist kein zusätzlicher Platz für neue Systemschränke

erforderlich• Voraussetzung: Anlagenstillstand

Bild 3: Schrankfeld nach dem Umschluss der E/A-Signale Bild 4: Steckverbindung zw. Contronic P und SIMATIC PCS 7/ET 200M

2. Umschluss am UnterverteilerDie zu einer Messstelle gehörenden Signale (Messwert und Verriegelungen) werden zeitgleich umverdrahtet. Eine Tool-gestützte Datenanalyse listet die zusammengehöri-gen Signale und erkennt Mehrfachverwendungen, die temporär im Altsystem verbleiben müssen (temporäre Doppelverdrahtung). Vorteil: Umschluss im laufenden Betrieb möglich (Bild 5). Voraussetzung: Zusätzliche Stellfläche für neue SIMATIC PCS 7-Komponenten ist vorhanden.

Bild 5: Umschluss im laufenden Betrieb

Migration von ABB Contronic P nach SIMATIC PCS 7

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Vertrauen durch Erfahrung

Die Umrüstung erfolgt durch erfahrene Spezialisten. Siemens bündelt das Know-how für Contronic P-Modernisierungen in Migration Support Centern (MSC). Sie wickeln Projekte so-wohl eigenständig ab, als auch in Kooperation mit einem lo-kalen Systemintegrator Ihres Vertrauens.

Highlights der Migrations-Lösung von Siemens

Die softwaregestützte Migration von Contronic P nach SIMATIC PCS 7 erfolgt in überschaubaren, geprüften Schritten und zeichnet sich durch folgende Highlights aus:

• Import der Contronic P-Applikation über die Online-Lang-Dokumentation und Querverweisliste von Contronic P in eine Datenbank

• Optionaler Abgleich der Datenbank mit Hardware-Planungs-Tools (Import von Messstelleneigenschaften wie Rangierung, Sicherheitsstellung etc.)

• Umfangreiche Typical-Bibliothek entsprechend der techno-logischen Bausteine von Contronic P, basierend auf Stan-dardbausteinen von SIMATIC PCS 7

• Umsetzung der bewährten Applikations-Software per Typical-Tausch

• Parameteranpassungen für gleiche Reglerdynamik• "To-Do-Liste" der Restarbeiten für eine 100 %ige Migration• Umschlussplanung und -durchführung (optional), für eine

Migration im laufenden Betrieb

Etliche Migrationsprojekte in den verschiedensten Branchen wurden bereits erfolgreich durchgeführt.

Referenzen zu Contronic P-Migrationen oder auch zu anderen Systemen erhalten Sie im Internet unter der Adresse:

www.siemens.de/simatic-pcs7/migration

Migration von ABB Contronic P nach SIMATIC PCS 7 7

Die Informationen in dieser Broschüre enthalten Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten.Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnis-namen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen

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