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Dezentrales Management von Generatoren mit WinCC OA

Der Systemintegrator DMC Inc. arbeitet in weiten Bereichen mit einem Hersteller von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zusammen, die in vielen verschiedenen Branchen von der Ölgewinnung bis hin zu Krankenhäusern eingesetzt werden. Die Komplexität dieser Systeme, die oft an entfernten und unbemannten Einrichtungen installiert werden, bewog den Hersteller dazu, DMC mit einem neuen SCADA-Systemansatz zu beauftragen. Das neue System sollte Fernüberwachung und Datenerfassung unterstützen, dabei eine hohe Skalierbarkeit und Flexibilität in der Anbindung an eine große installierte Basis bieten und die Möglichkeit für zukünftige Erweiterungen schaffen. Kristie Shea, Projektleiterin bei DMC, erläutert, wie das Projekt realisiert wurde.

Über das Projekt

Hersteller in wettbewerbsintensiven Industriezweigen wissen, in welchem Maße Flexibilität und Beweglichkeit ihnen einen Vorsprung in schwierigen Märkten verschaffen können. Der Anlagenbauer von Kraft-Wärme-Kopplungssystemen benötigte eine eigenständige durchgängige Steuerungsumgebung und wendete sich an den Systemintegrator DMC, Inc. Die Ingenieure von DMC kannten die Antwort: Spitzentechnologie in Form eines bewährten SCADA-Systems.

„Eine Herausforderung lag darin, dass der Kunde mehrere externe Lösungen zusammen gebastelt hatte, was dazu führte, dass allein für die Überwachung drei bis vier unterschiedliche Systeme vorhanden waren“, sagte Shea. „Der Kunde hatte keinen Quellcode, also waren die Upgrades auch eher eine Herausforderung. Infolgedessen hatte er auch nicht die nötige Flexibilität ein erweitertes System für neue Geschäftsbereiche zu entwickeln.“ Für den Ausbau musste der Hersteller ein intelligentes Upgrade vornehmen. Dieses beinhaltete grundlegende Projektanforderungen, Neuentwicklungen damit sich der Kunde mit neuen Geschäftsbereichen befassen konnte, und die Einbindung der 250 geographisch verteilten Altstandorte.

Die Forderung war, nur einen einzigen Hersteller einzusetzen, deshalb wurde ein Anbieter gewählt, der weltweit präsent ist, eine höchst flexible Lösung und ein Angebot mit der neuesten Technik bieten kann. „Zusammen mit dem Automatisierer und dem Endkunden haben wir die Hardware und Software definiert, die aufgrund des Prozesses notwendig war“, erläuterte Shea. „Unser Hauptaugenmerk bei der Definition der Hardware für die Lösung galt den Kosten, dem Zeitplan und dem Prozess für die Einbindung der Technologie, die das Design-Team ausgesucht hatte.“

DMC und der Kunde entschieden sich für die Lösung mit SIMATIC WinCC Open Architecture (WinCC OA).

Das Headquarter des Kunden wollte eine dezentrale Architektur, bei der eine Sicht auf sämtliche Clients in einer ganzen Region möglich ist. „Das System ist leicht skalierbar und für die problemlose Einbindung hunderter neuer Standorte vorgesehen. Aufgrund der Bandbreite war es auch leicht, sehr viele Ein- und Ausgänge verteilt über entfernte Standorte anzuschließen“, erklärte Shea. „Wenn darüber hinaus ein Standort ein spezifisches Upgrade haben möchte, kann das leicht ausgeführt werden, ohne dadurch einen anderen Standort zu stören. Umgekehrt kann der Kunde für den Rollout einer neuen Funktion überregional die Änderung vornehmen.“


 „Der nächste Schritt wird sich auf die Aktualisierung der Altstandorte des Kunden konzentrieren“, fügt Shea hinzu. „Mit den derzeit erfassten Daten werden wir sie in die WinCC OA Umgebung virtualisieren, so dass bei der bestehenden Hardware nichts geändert werden muss und hohe Kosten vermieden werden können. Auf die Art kann der Kunde neue Funktionen, die wegen neuer gesetzlicher Vorschriften oder Sicherheitsanforderungen notwendig werden, installieren und dabei den Zugriff auf bestehende Systeme erhalten und so die Migrationskosten niedrig halten. Damit können wir selbst die ältesten Installationen zukunftssicher machen.“

Dieser skalierbare Ansatz ist für die Öl- und Gasindustrie von besonderem Vorteil. „An manchen Bohrstellen Standorten gibt es vielleicht nur einen Remote-Standort und viele Stationen“, sagt Shea. „Die Bohrungen an den Stationen können mit Kennung (über Tags) an den Standort weitergeleitet werden. Infolgedessen wird die Zentrale über jede Station informiert, und jeder Standort kann separat konfiguriert werden. Die objektorientierte und modulare Plattform von WinCC OA erlaubt es dem Kunden auch, eine Vorlage für unterschiedliche Truck- und Skidtypen an einem Fracking-Standort zu haben, um jeden einzelnen Standort je nach seinen spezifischen Bedürfnissen rekonfigurieren zu können.“

Erfassung von Leistungsdaten

Für Energieerzeuger ist eine Datenerfassung zum Zweck der Leistungsinformation ideal, da diese in die Rechnungslegung mit einbezogen werden können. Typischerweise erstrecken sich diese Informationen auf Nutzung, Fehler, Wartung, Einhaltung der Vorschriften und verschiedene spezielle Posten, die in Berichte aufgenommen werden. All dies wird in der Zentrale gespeichert, wo die Rechnungslegung abgeschlossen wird.


„Bei Öl und Gas ist die Datenerfassung unbedingt notwendig“, ergänzt Shea. „Eine Datenverarbeitung vor Ort reduziert den Datenverkehr. Kunden können das Hosting robuster Datenarchive übernehmen, die mit der Zentrale verbunden sind, aber nicht jederzeit aktiv sein müssen. Das System speichert Daten in einem Zwischenspeicher, um sie bei Bedarf weitergeben zu können. Das ermöglicht einen raschen Zugriff auf die Produktionsdaten bei kurzfristig notwendigen Entscheidungen.

Mobiler Zugriff

Es ist nicht immer möglich überall alle Funktionen zur Hand zu haben, um sich die Sachverhalte anzusehen oder diese zu diagnostizieren. An dieser Stelle bietet sich der Einsatz von Ultralight Clients oder ein solides Web User Interface an. Mit einem webbasierten UI können die Geräte und Maschinen im Detail auf einem Tablet oder Smartphone angezeigt werden. „Für unseren Kunden wird in der nächsten Phase die Einbindung mobiler Daten folgen“, verspricht Shea. „Ein großer Standort hat vielleicht Generatoren am gesamten Standort verteilt, und nicht immer gibt es an jeder Station ein HMI. Mit einem webbasierten UI können die Techniker mit Hilfe eines Tablets sehen, was am entsprechenden Standort passiert. Das kann sich zum Beispiel bei Pipelines als sehr nützlich erweisen, damit benötigt man nicht unbedingt ein HMI in jedem Truck.“

Technische Daten

DMC und sein Kunde entschieden sich für WinCC OA und konzentrierten sich auf acht spezifische Funktionen:

  • Dezentrale Architektur

  • Skalierbarkeit

  • Automatische Generierung von neuen Standorten

  • Fernüberwachung

  • Datenerfassung

  • Anwendungsspezifische Tools und Konfigurationshilfen

  • Wiederverwendbare Entwicklung

  • Ultralight Client und Web User Interface

Mehr Informationen über das Projekt können Sie im Referenzbericht nachlesen