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Steuerungsumbau S5 nach S7 im pharmazeutischen Umfeld

Vermeidung von längeren Stillstandszeiten in der Produktion.
Vermeidung von längeren Stillstandszeiten in der Produktion.

Zum 30. Geburtstag im Jahr 2015 wurden die Siemens S5-Steuerungen abgekündigt, und somit kann keine Ersatzteillieferung mehr gewährleistet werden. Das bedeutet, dass keine Reparaturen vorhandener Komponenten mehr angeboten werden können. Dies führt unweigerlich zu längeren Stillstandszeiten in der Produktion bei einem Komponentenausfall. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, frühzeitig eine Planung zur Umsetzung auf die neue Steuerungswelt zu initiieren. 

Auch im Service wird das Personal, das im Ernstfall S5-Steuerungen warten kann, immer knapper. Um die Risiken bei einem Steuerungswechsel und dem damit verbundenen Software-Wechsel zu minimieren, ist eine detaillierte Konzeptplanung unerlässlich. Ein Hardware-Umbau ist in der Regel mit einfachen Mitteln umzusetzen. Bei der Software ist zu empfehlen, diese neu zu schreiben unter Berücksichtigung der vorhandenen S5-Software.

 

Umstellungsstrategie Siemens S5 nach S7
Beim Umbau in den Schaltschränken kann auf die vorhandene Verdrahtung zurückgegriffen werden. Nach dem Steuerungswechsel muss ein kompletter Signaltest durchgeführt werden, um eventuelle Verkabelungsfehler beim Umschluss auszuschlies-sen. Hier sind die Qualifizierungsschritte IQ/OQ vollständig durchzuführen. Es können nun auch neue Kommunikationswege für die dezentrale Peripherie sowie für die HMIs (Human Machine Interface) genutzt werden (z.B. Profinet auf Basis TCP/IP).


Die Neuerstellung der Software auf Basis der S7-Technologie macht hier Sinn, da die gestauten Möglichkeiten der neuen
Steuerungswelt genutzt werden können und sollen. Aufgrund der
Neuerstellung der Steuerungssoftware sind alle Qualifizierungsschritte IQ/OQ vollständig durchzuführen. Vor allem bei den Simulationstests der Steuerungssoftware sollten mehrere Prüfschritte eingeplant und durchgeführt werden. Beim Einsatz
von bewährten Softwaremodulen entfällt hier der Softwaremodultest.

Historie der Bedienkonzepte
Häufig werden noch Bedienelemente der abgebildeten Serien eingesetzt. Diese Serien sind allerdings ebenfalls abgekündigt. Auch hier ist eine ausreichende Ersatzteillieferung und Reparatur nicht gewährleistet. Eine Umprogrammierung bestehender Bedienelemente erfordert spezielles Wissen und passende Software. Service-Personal für diese Generation Bedienpanel wird immer knapper.

 

Neue Bedienkonzepte und -geräte
Aktuell sind die neuen TP-xxx-comfort-Geräte der Firma Siemens auf dem Markt. Die Programmierung erfolgt mit dem Projektierungstool TIA. Das heisst, auch hier muss die Software bei einem Steuerungsumbau neu erstellt werden. Bei diesen Geräten bietet sich das Kommunikationsprotokoll Profinet auf Basis von TCP/IP an. Hierdurch werden die modernen Kommunikationswege sowie die Webtechnologie mit der Möglichkeit des Remote-Zugriffs ermöglicht. Beim Umbau in vorhandenen Schränken müssen hier die Einbauausschnitte beachtet werden.

 

Unterschiede zwischen der «alten» und «neuen Welt»
War in der alten Welt noch überwiegend eine elektrische Ringstruktur vorgesehen, so wird bei aktueller Technik auf optische Vernetzung der Steuerungen gesetzt. Dadurch ergibt sich neben der Erweiterung der möglichen Reichweite von bis zu 40 000 m eine wesentlich höhere Datentransferrate.

Mit «Profinet» stellt Siemens das Protokoll für die Kommunikation der neuen Welt. Eine Anbindung von vielen weiteren Bussystemen und Protokollen kann über separate Kommunikations-Prozessoren (CP) erfolgen. Somit ist eine vollkommene Flexibilität in Komponenten, Netzwerkstrukturen und Protokollen möglich.

Fazit

  • Alte S5-Steuerungen sind nicht mehr mit neuen Ersatzteilen wartungsfähig. Dadurch können, bei Komponentenausfall, längere Stillstände und daraus resultierende finanzielle Verluste entstehen.
  • Mit Einsatz neuester S7-Technik ist eine hohe Anlagenfunktionalität sowie Ersatzteillieferung und Flexibilität gewährleistet.
  • Ein Steuerungswechsel bringt zwar einen hohen Aufwand und kurzen Anlagenstillstand mit sich, jedoch wird der zukünftige Betrieb gesichert.

Chemgineering unterstützt Sie gerne bei der Planung und Umsetzung verschiedener, auf Ihre Bedürfnisse angepasster Automatisierungslösungen. Durch unsere langjährige Erfahrung in der Automatisierungstechnik im pharmazeutischen Umfeld garantieren wir unseren Kunden, ständig auf dem neuesten Stand der Technik bedient zu werden.

 

Daniel Klein|Projektingenieur Automationstechnik|Chemgineering|The Technology Designers

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