Strategisches Design und Planung für Steuerungssystem-Upgrades

Sobald die Entscheidung gefallen ist, das Steuerungssystem Ihrer Anlage oder Fabrik zu ersetzen oder nachzurüsten, beginnt ein entscheidender Prozessschritt: Design und Planung. Diese Phase muss gewissenhaft und methodisch durchgeführt werden, da ein schlecht entworfenes oder geplantes Steuerungssystem weder lange hält noch gut performt. Bevor Design und Planung starten können, ist auch die Auswahl des richtigen Steuerungssystems wichtig. Mehr dazu in einem vorangegangenen Artikel.

Design und Planung eines Steuerungssystems

Sobald Budget und neue Steuerungssystemwahl feststehen, ist es Zeit, einen Plan zu entwickeln und das System zu entwerfen.

Das Design eines Ersatzsteuerungssystems kann schwieriger sein als ein Neuentwurf. Bei einem Ersatz für ein bestehendes System müssen Sie Entscheidungen treffen, die bei einer Neuinstallation nicht anfallen würden. Ihre bestehende Anlage muss möglicherweise während des Retrofits betriebsbereit bleiben, oder der Austausch muss schnell während einer Revision erfolgen. Sie benötigen möglicherweise alternative Designs oder Flexibilität, falls sich etwas nicht wie erwartet entwickelt.

Das erste Schlüsselziel bei der Planung Ihres Ersatzes ist die Dokumentation der bestehenden Installation. Dies kann das Sammeln vorhandener Zeichnungen, Dokumente, Datenbanken, Steuerungslogik, HMI-Bildschirmkonfigurationen u. a. umfassen. Oft ist die bestehende Dokumentation verdächtig oder gänzlich inkorrekt.

Es ist ratsam, die bestehende Dokumentation zu prüfen und Schlüsselteile mit der realen Installation abzugleichen. Fehlt die Dokumentation, müssen Sie den Status des bestehenden Systems erfassen – mittels Notizen, Skizzen, Fotografien, Video, Interviews mit Anlagenpersonal oder anderen Mitteln. Selbst wenn die Dokumentation akkurat erscheint, sind Fotos oder Video ein einfacher Weg, um so viel wie möglich der bestehenden Installation festzuhalten. Sie helfen auch, wenn Sie remote am Design des neuen Systems arbeiten – sie geben eine einfache Referenz zur Installation, ohne physisch vor Ort zu sein.

Bei der Dokumentation per Foto oder Video achten Sie auf Klarheit und Vollständigkeit. Erfassen Sie jeden Bereich des bestehenden Steuerungssystems. Die Organisation der Bilder direkt nach der Aufnahme stellt sicher, dass sie auch Tage, Wochen oder Monate später beim Design des neuen Systems Sinn ergeben. Videos können Fotos ergänzen – Sie können einen gesamten Bereich oder Schaltschrank langsam abfilmen und später anhalten, um Bereiche zu sehen, die Fotos verpasst haben.

Die elektronische Konfiguration des bestehenden Systems zu erhalten, ist genauso wichtig wie die physische Dokumentation. Angenommen, die bestehende Konfiguration kann elektronisch auf der Originalhardware beibehalten werden, während die Konfiguration auf der neuen Hardware implementiert wird – dann ist dies ein praktischer Weg, die neue Konfiguration zu duplizieren und zu testen. Sie können so oft wie nötig auf die Originalkonfiguration zurückgreifen, um die neue zu vervollständigen.

Zusätzlich zur elektronischen Kopie sollte auch eine Hardcopy der vollständigen Konfiguration und Logik als Referenz erstellt werden. Diese Dokumentation kann Monate, ja Jahre nach Integration des neuen Steuerungssystems genutzt werden, um eine verdächtige Einstellung, einen Bereich oder ein Logikstück zu verifizieren, das infrage gestellt wird, sobald das System läuft.

Implementierung neuer Hardware in bestehende Steuerungssysteme

Es gibt zahlreiche Wege für Ihren Retrofit oder Austausch. Ihr Plan kann einen phasenweisen Ansatz umfassen, wenn Sie den Betrieb aufrechterhalten müssen oder nur wenig Ausfallzeit haben. Oder Sie wählen die „Rip-and-Replace“-Methode: vollständige Entfernung des alten Systems und Ersatz durch das neue. Jede Methode kann zusätzliche Optionen haben. Sie können bestehende Feldanschlüsse wiederverwenden oder ein Konvertierungssystem des Herstellers für Feldanschlüsse nutzen.

Einige phasenweise Ansätze können sogar die bestehende I/O-Hardware samt Feldanschlüssen nutzen. Dies kann aus zahlreichen Gründen vorteilhaft sein, eliminiert aber nicht veraltete Hardware, falls dies ein Anliegen ist.

Logik-Aspekte bei Steuerungssystem-Retrofits

Bei der Konvertierung bestehender Logik stehen mehrere Methoden zur Verfügung. Viele Steuerungssysteme bieten Auto-Konvertierungstools, um den Prozess zu beschleunigen. Seien Sie vorsichtig: Sie erledigen den Job schnell, aber möglicherweise nicht so, wie Sie es manuell programmieren würden. Viele sind auch unvollständig. Sie müssen das „Kleingedruckte“ der Tool-Fähigkeiten lesen.

Manchmal verhindern Auto-Konvertierungstools, dass Sie neuere oder fortgeschrittenere Funktionen des neuen Steuerungssystems nutzen. Formatierung ist ein weiterer Bereich, wo diese Tools schwächeln. Das Tool wurde so programmiert, die Logik auf eine feste Weise zu konvertieren – was nicht unbedingt der vorteilhafteste Weg ist und das Format nicht Ihrem Geschmack oder Werksrichtlinien entsprechen mag.

Die manuelle Programmierung unter Nutzung des aktuellen Programms als Referenz mag langsamer sein als die Auto-Konvertierung, liefert aber oft die besten Ergebnisse beim Vergleich aller Alternativen. Mit manueller Programmierung können Sie neue oder fortgeschrittenere Funktionen des neuen Systems nutzen, während Sie die bewährte, hoffentlich voll funktionsfähige Logik der Vergangenheit beibehalten. Sie haben mehr Kontrolle über die Formatierung und können das Programm auf Fehler, Inkonsistenzen oder ineffiziente Logik prüfen. Bestehende Logik hat sich über Jahre entwickelt und stand unter der Obhut mehrerer Personen, die Logik hinzugefügt haben, ohne konsistente Programmierpraktiken zu befolgen. Manuelle Programmierung bietet die perfekte Gelegenheit, solche Dinge aufzuräumen.

Ist die bestehende Logik nicht verfügbar oder ein Chaos, das fehleranfällig war und den Nutzern nur Kopfschmerzen bereitete, passen weder der Auto- noch der manuelle Konvertierungsweg. Manchmal hilft ein kompletter Neuanfang, die besten Ergebnisse aus dem neuen Steuerungssystem zu erzielen. Sorgfältige Planung und Prüfung der bestehenden Dokumentation beschleunigen die komplette Neuprogrammierung im Vergleich zu einer brandneuen Installation nur wenig.

Zusammenfassend: Hier sind einige Schlüsselempfehlungen für einen erfolgreichen Steuerungssystem-Retrofit oder -Austausch:

• Dokumentation: Dokumentieren Sie die bestehende Installation in der Design- und Planungsphase gründlich. Stellen Sie sehr klare und detaillierte Zeichnungen und Dokumente für die neue Installation bereit.
• Vor-Montage: Bauen Sie so viel wie möglich des neuen Systems im Voraus auf, während das alte System noch läuft.
• Simulation: Simulieren oder testen Sie das neue System, wenn möglich, offline, bevor Sie das alte System abschalten. Können Sie beide Systeme parallel betreiben, lassen sich viele Fehler durch Vorab-Prüfung der neuen Implementierung unter Referenz auf das alte System eliminieren.
• Flexibilität: Halten Sie alternative Lösungen für vorhersehbare Probleme bereit. Sie müssen vorbereitet sein, spontan Alternativen für unvorhergesehene Probleme zu liefern.
• Weiterbildung: Besuchen Sie andere Anlagen, lesen Sie Artikel, sprechen Sie mit anderen, die Retrofits abgeschlossen haben – besonders vom gleichen Typ – und holen Sie deren Feedback ein.
• Recherche: Recherchieren Sie Ihre vorgeschlagenen Konvertierungs- und Integrationslösungen gründlich, da beworbene Herstellerergebnisse nicht immer der Realität entsprechen. Es gibt meist Trade-offs bei der Nutzung eines Hersteller-Konvertierungssystems statt kompletter Hardware- oder Anschlussersatz.
• Enges Management: Verlassen Sie sich nicht allein auf Zeichnungen und Dokumente, um Ihr Design an die Installateure zu kommunizieren. Machen Sie häufige Besuche, besprechen Sie den anstehenden Arbeitsumfang mit den Installateuren und stellen Sie sicher, dass alles klar ist.