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Redundantes Profinet erhöht die Anlagenverfügbarkeit

Werner Ventilwort 2019-04-10 18:24:15
Profinet als offener Industrial Ethernet-Kommunikationsstandard wird gerade in der Wasserwirtschaft zunehmend nachgefragt. Dank des redundanten Profinet in Kombination mit den elektrischen Stellantrieben von AUMA kann der Wupperverband in seiner Kläranlage in Marienheide einen nachhaltigen Anlagenbetrieb erreichen.

^ In der Kläranlage Marienheide wurden rund 20 AUMA-Stellantriebe mit integrierter Profinet-Schnittstelle installiert

Die Kläranlage Marienheide, Deutschland, hat seit der Installation redundanter Profinet-Systeme zur Integration von Feldgeräten eine bemerkenswert hohe Anlagenverfügbarkeit erlebt. Betreiber der Anlage ist der Wupperverband, eine große deutsche Wasserbehörde, die 11 Kläranlagen, 14 Stauseen, eine Schlammverbrennungsanlage sowie zahlreiche Hochwasserrückhalte- und Regenwasserbehälter betreibt. Die Kläranlage Marienheide war die erste Wupperverband-Anlage, die auf Feldgeräteebene mit Profinet-Technologie ausgestattet wurde.


In der Kläranlage Marienheide sind die AUMA-Stellantriebe ringförmig miteinander verbunden
Topologie mit integrierter Redundanz unter Verwendung von Profinet
Medienredundanz-Protokoll (MRP)

Erhöhte Sicherheit und einfachere Handhabung
Seit Herbst 2017 sind rund 20 AUMA-Stellantriebe in einem Profinet-Netzwerk der ARA Marienheide in Betrieb. Die von AUMA zertifizierte Profinet-Schnittstelle ermöglicht die direkte Integration von Profinet ohne Gateways und erfüllt die neueste Profinet-Spezifikation V 2.3. Die Schnittstelle ermöglicht Bandbreiten von bis zu 100 MBit / s und unterstützt das eingebaute Redundanzkonzept von Profinet, das Media Redundancy Protocol (MRP). In Marienheide werden die AUMA-Stellantriebe mittels MRP in einer Ringtopologie installiert. Sie sind über einen intelligenten Switch mit dem Leitsystem verbunden. Zur Unterstützung der MRP verfügt die AUMA-Schnittstelle über eine Switch-Funktion mit zwei physisch getrennten Ethernet-Ports, die dem Host-Controller zwei verschiedene Kommunikationskanäle zur Verfügung stellen. Wenn ein Port ausfällt, wird die Kommunikation automatisch über den zweiten Port fortgesetzt. Alle Aktoren bleiben daher auch dann erreichbar, wenn der Kommunikationspfad an einer Stelle des Rings unterbrochen ist.
„Wir erwarten hohe Kommunikationssicherheit durch den konsequenten Einsatz von Profinet sowohl auf Leitsystem- als auch auf Feldebene“, erklärt Dirk Gengnagel, Gruppenleiter Engineering und Organisation im Bereich Urban Water Management des Wupperverband.
„Daten und Befehle können ohne Konvertierung direkt ausgetauscht werden. und Profinets integrierter redundanter Profinet erhöht die Redundanzfunktion für die Anlagenverfügbarkeit und bietet zusätzliche Sicherheit für die Anlagenverfügbarkeit. Darüber hinaus erwarten wir Einsparungen und eine geringere Fehleranfälligkeit, da wir eine Busebene eliminieren können und weniger Hardware benötigen. “
UV-beständige Standard-Ethernet-Kabel wurden über feldmontierte RJ45-Steckverbinder verlegt und verbunden. „In der Vergangenheit hatten wir bei der Verwendung eines klassischen Feldbussystems häufig Probleme mit der physikalischen Schicht, zum Beispiel mit Verdrahtung, Abschluss und EMV“, berichtet Peter Pietrus, technischer Planer für Elektronisches Engineering im Wupperverband. Profinet reduziert diese Probleme erheblich.

Intelligente Netzwerke und Diagnose
Der Wupperverband bewertet das Potenzial von Profinet hinsichtlich vorbeugender Wartung und verbessertem Datenaustausch ebenfalls positiv. Während sich klassische Feldbussysteme darauf beschränken, Daten auszutauschen, die über das Feldbusprotokoll zur Verfügung gestellt werden, gewährt Profinet über einen Webbrowser direkten Zugriff auf die Diagnosedaten vom AUMA-Stellantrieb, ohne das DCS zu überlasten. Ein Field Device Integration (FDI) -Paket ist ebenfalls verfügbar.
Mit Profinet können so wichtige Betriebsdaten wie Temperaturen und Drehmomentverläufe vom Stellantrieb abgelesen werden. Dies verbessert die Chancen, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen, und ermöglicht eine vorausschauende Instandhaltung.