Erfolgreicher „Proof of Concept“ mit SIMATIC ET 200SP HA und MTL SUM5

Am 30. März 2021 zeigte die DI PA SE&C SO PCE die verifizierte Funktionsweise des MTL SUM5 Moduls an den konfigurierbaren Baugruppen der SIMATIC ET 200SP HA Baureihe auf. Das beteiligte Team, bestehend aus Vertretern der DI PA SE&C SO PCE, DI PA CGO 5 1, DI PA AE HW und Gecma Components electronic GmbH war vom Ergebnis des Tests begeistert – der „Proof of Concept“ war erfolgreich!

Was war der Treiber?

Gecma Components electronic GmbH, ein Unternehmen von Eaton, und Siemens AG verfügen über eine langjährige Geschäftsbeziehung im Lösungsgeschäft. Als Hermann Müller, Bid Manager des Proposal Center of Excellence der DI PA SE&C von der Markteinführung der MTL SUM5 Module erfuhr, erkannte er direkt die technischen Möglichkeiten und trat mit Marcel Hilger der Gecma Components electronic GmbH in Kontakt. Er stellte kurzfristig und unbürokratisch zwei MTL SUM5 Module zur Verfügung.

Die Idee wurde zum Plan – die Vorbereitungen konnten beginnen: Im ersten Schritt wurde ein Verdrahtungs-Typical entwickelt, da SIMATIC ET 200SP HA bisher noch nie im Zusammenspiel mit MTL SUM5 eingesetzt wurde. Diese Aufgabe wurde vom Siemens Global Engineering Center (GEC) in Indien übernommen. Weiterhin musste ein Testaufbau vorbereitet und Testszenarien entwickelt werden. Dieser Aufgabe widmete sich Olaf Schnur vom Vertical Management Chemie (DI PA CGO 5 1).

Nachdem der Testaufbau fertiggestellt war und alle Testszenarien funktionierten, wurden alle Beteiligten zum „Proof of Concept“ geladen, um die projektierten Funktionen vorzuführen.

Warum das alles?

Bei prozessleittechnischen Anlagen (nicht nur) in der Chemieindustrie werden die Prozesssignale wie Druck, Temperatur, Durchfluss sowie die Stellgrößen Schalt- und Regelbefehle für Ventile und Antriebe über Ein-/Ausgabebaugruppen vom Prozessleitsystem mit den Peripheriegeräten ausgetauscht. Je nach Anforderung handelt es sich um Binäreingaben (z.B. Ventilrückmeldung Auf/Zu), Binärausgaben (z.B. Stellbefehl An/Aus) oder Analogeingaben (z.B. Druck, Durchfluss oder Temperaturmessung).

Diese Signalarten müssen bisher zu Beginn der Anlagenkonfiguration festgelegt und fest verdrahtet werden. Sie sind im Nachhinein nur mit viel Aufwand zu ändern.

Aus diesem Grund hat Siemens diese Signalarten bei seiner neuen Familie von Ein-Ausgabekarten SIMATIC ET 200SP HA konfigurierbar gemacht.

Das Gleiche hat Gecma Components electronic GmbH bei den neuen MTL SUM5 Modulen umgesetzt.

Wenn man jetzt beide Komponenten zusammenschaltet, kann man später, bei bereits aufgebauter Anlage, alle Signalarten per Programmierung ändern - ohne Verdrahtungsänderung!

Aber warum setzt Siemens die MTL SUM5 Module ein? Warum verdrahtet man nicht direkt auf die Ein-/Ausgabekarten des Prozessleitsystems?

Das hat seine Gründe in der besseren Wartbarkeit der Anlage, sowie der Erfordernis der galvanischen Trennung der Einzelsignale. Im Falle einer Störung, wenn z.B. ein Messumformer ausgefallen ist, muss man den Messkreis öffnen und analysieren können, ohne dass andere Signale auf derselben Karte (meist 16-kanalig) davon betroffen sind. Ebenso darf ein Kurzschluss bei einem Signal nicht dazu führen, dass andere Signale davon beeinflusst werden. Früher wurde dies mit erheblichem Verdrahtungsaufwand und einer Vielzahl von Komponenten wie Trennverstärkern, Trennklemmen, Entkopplungsdioden, etc. realisiert. Mit MTL SUM5 benötigt man nur ein Modul, das auf der einen Seite mit einem vorkonfektionierten Kabel an die Ein-/ Ausgabekarte angeschlossen wird und auf der anderen Seite können die Feldkabel zu den Messumformern und Stellgeräten aufgelegt werden.

„Das bedeutet, dass man selbst für eine Anlage mit 10.000 Ein-/Ausgabesignalen nur ein Verdrahtungs-Typical braucht, um damit die Signaltypen Analogeingang, Binäreingang und Binärausgang projektieren zu können“ fasst es Marcel Hilger, Key Account Manager bei Gecma Components electronic GmbH zusammen. „Das Detailengineering kann man dann am Laptop machen, ohne dass man bei Software-Änderungen auch die Verdrahtung im Schaltschrank ändern muss.“

Was hat der Kunde davon?

Für den Endkunden und Nutzer der Anlage bedeutet es weniger Platzbedarf für Schaltschränke, weniger störanfällige Komponenten und mehr Flexibilität bei einem späteren Umbau. Weiterhin bedeutet dies weniger Ersatzteilvorhaltung.

Gecma Components electronic GmbH beziffert die Einsparung bzgl. Platz und Schaltschrankbedarf laut einer ersten Untersuchung auf bis zu 70 %.

Für den Planer und den Anlagenkonstrukteur bedeutet es Zeitersparnis und höhere Flexibilität, weil nicht jedes Detail von Beginn an festgelegt sein muss. Somit können Abhängigkeiten wie auch Durchlaufzeiten verringert werden.

Der Satz: “Je später die Änderung, desto teurer!“ hat seine Schrecken verloren!

Was haben die Siemens AG und Gecma Components electronic GmbH davon?

In beiden Unternehmen steht der Kundennutzen im Vordergrund. „Ein Kunde im Anlagengeschäft kauft unsere Lösungen, wenn er damit flexibler, schneller, besser und sicherer produzieren kann.“ so Miriam Stricker, Leiterin des Proposal Center of Excellence der DI PA SE&C in Karlsruhe. „…Also wenn er einen Nutzen davon hat.“ ergänzt Ulrich Künzli, Sales Manager bei Gecma Components electronic GmbH. In diesem Fall haben zwei Unternehmen ihre neuesten Produkte zu einer innovativen Lösung verbunden.

Links: Miriam Stricker, Leiterin DI PA SE&C SO PCE
Rechts: Hermann Müller, Bid Manager DI PA SE&C SO PCE
Im Hintergrund der Versuchsaufbau
Ansprechpartner:
Miriam Stricker, Miriam.Stricker@Siemens.com
Marcel Hilger, MarcelHilger@Eaton.com