Hardware-Systemvarianten

Unser Steuerungssystem basiert auf zwei grundlegenden Konzepten als Voraussetzung für die hohe Verfügbarkeit der Anlage: Aufgabenteilung und Redundanz. Diesen Prinzipien gemäß erfolgt die Auslegung der Steuerungshardware und -software.
Die Verteilung der Steuerungsaufgaben auf mehrere Hardware-Systemkomponenten erhöht die Verfügbarkeit der Anlage gegenüber einem monolithischen System. Jede auch noch so ausgereifte Steuerung unterliegt einem Prozess der ständigen Verbesserung oder wird in einer kontinuierlichen Anpassung an die Kundenanforderungen besonders in der Anlaufphase häufig modifiziert. Die Aufteilung der Steuerungsaufgaben auf mehrere Komponenten ermöglicht Teilabschaltungen, partielle Updates und den Austausch von Systemkomponenten, ohne die gesamte Anlage stillsetzen zu müssen. So werden Anlagendaten erhalten und aufwändige, komplette Neustarts vermieden. Die nicht gänzlich zu umgehenden Produktionsunterbrechungen reduzieren sich auf ein Minimum.

Die redundante Ausführung in Form von mehrfach im System vorhandener identischer Hardware ermöglicht die Umverteilung der Aufgaben durch Softwareumschaltung im laufenden Betrieb. So kann in allen Fällen der Betrieb zu nahezu 100% aufrechterhalten werden. Für extreme Störfälle sind weitere Sicherheitsmaßnahmen eingebaut wie z.B. die Ausstattung von Transporteinrichtungen und sonstiger Peripherie mit autarken Steuerungseinheiten. Selbst bei einem Komplettausfall der Steuerung können so Not- und Rettungsaktionen ausgeführt werden.

Aufbau der HMI-Steuerungssystem Hardware

Schematischer Rechneraufbau mit Virtualisierung

Schematischer Rechneraufbau ohne Virtualisierung

Alle vorgesehenen Leitrechner, Backuprechner und Steuerungsperipherie sind Einschubrechner mit einem RAID-System und redundanten Netzteilen. Verwendet wird eine freie PostgreSQL-Datenbank. Zur Redundanz und Anlagensicherheit werden jeweils ein Server + Backuprechner verwendet. Bei einem Ausfall des Serverrechners erfolgt ohne Datenverlust eine automatische Umschaltung auf den Backuprechner. Sollte der Peripherie-Steuerungsrechner ausfallen, so wird in diesem Fall ebenfalls der Backuprechner zur Anlagensteuerung verwendet.

Mini PC-Clientrechner sind die Bedienrechner des Systems, die in beliebiger Anzahl an den Belade-/ Entladestationen oder an anderen Anlagenpositionen eingesetzt werden können.

Die Anzeige und Bedienmöglichkeiten der Mini PC-Clientrechner an den Belade-/Entladestationen sind 1:1 wie auf dem Serverrechner mit der Funktion und grafischen Anzeige des Anlagenabbildes und aller Detaileinzelbilder ohne Einschränkung. Die Anwendungen der Mini PC-Clientrechner an den Belade-/ Entladestationen beschränken sich im Normalfall auf die einzelnen an der Beladung/ Entladung benötigten Masken, Fehlerhinweise etc..

Freidefinierbare Informationen und Statusanzeigen für die Bediener im Belade-/ Entladebereich können jederzeit über externe Großbildschirme ausgegeben werden. Die Großbildschirme an den Belade-/ Entladeeinrichtungen und innerhalb der Anlage sind optional und nicht im Lieferumfang enthalten.

Die ausführbaren Funktionen und Anzeigen innerhalb des Clientrechnerprogramms sind für die jeweiligen Anwendungen aus dem Leitrechnerprogramm frei parametrierbar. Die Anlagenperipheriesteuerung erfolgt mittels eines Peripherie- Steuerungsrechnerprogrammes, welches eigenständig mit einer Siemens CP 1616 / CP 1626 ProfiNet-Anschaltbaugruppe arbeitet und die Verbindung zu den externen S7 ET200SP-Steuermodulen, bzw. Einheiten übernimmt.

Zur Ausfallsicherheit und Redundanz wird der Server-Backuprechner verwendet, der ebenfalls mit einer ProfiNet- Anschaltbaugruppe ausgerüstet ist. Die zur Ausführung der Steuerung benötigte Rechnerleistung wird in der Backupfunktion dadurch nicht gemindert.

Die gesamte Anlagenperipherie wird über das Peripherieprogramm in allen Steuer- und Regelfunktionen gesteuert und überwacht und ist quasi die SPS-CPU des Steuerungsystems. Der Steuerungsaufbau erfolgt über frei parametrierbare Funktionsbausteine, die mit dem Steuerungsablaufprogramm verknüpft sind. Die Definition und der Status sind jederzeit einsehbar. Die textuelle Bezeichnung der Funktionsbausteine ist in Landessprache und leicht verständlich aufgebaut. Die Anzahl der Funktionsbausteine sind in ausreichender Anzahl mit mindestens 20% Reserve vorgesehen. Eine Erweiterung auf weitere ist unproblematisch jederzeit möglich.