Der Zweckverband Eifel Mosel (ZWEM) betreibt zur Trinkwasserversorgung der ca. 85.000 Einwohner des Verbandsgebiets 91 dezentrale Bauwerke wie Hochbehälter oder Brunnen. Seit 2019 migriert der Verband überwiegend in Eigenregie sein in die Jahre gekommenes Prozessleitsystem, das sich in der Zentrale in Wittlich befindet, auf eine neue FlowChief Leittechnik. Einen Großteil der Arbeiten macht dabei die Modernisierung der Automatisierungstechnik in den Bauwerken aus. Die manuelle Steuerung von Maschinen und Aggregaten über Bedienelemente am Schaltschrank wird ersetzt durch HMI Panel-PC mit Touch-Funktionalität, so dass Mitarbeiter auch im Notfall oder bei Wartungen problemlos Prozesse und Anlagen vor Ort steuern und überwachen können. Aufwändige Arbeiten in Schrankbau und Verdrahtung entfallen für die technischen Mitarbeiter fast vollständig.
Wie aber funktioniert die sichere Anbindung der Bauwerke an die zentrale FlowChief Leittechnik im Detail, wie werden die HMI-Lösungen projektiert und wie ist es möglich die große Anzahl von Systemen mit Updates zu versorgen? Alles Fragen, die für einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb von Anlagen dieser Größenordnung von entscheidender Bedeutung sind.
Der ZWEM verbaute für die Automatisierung der Bauwerke abhängig von der Anlagengröße Siemens S7 Steuerungen der Serien 1200 und 1500. Die Stationen sind überwiegend über private Standleitungen und SHDSL-Technologie mit der Zentrale verbunden. Für die Anbindung von Bauwerken ohne eigene Leitungen wird auf LTE (VPN) zurückgegriffen. Wichtige Anlagen verfügen zudem über eine Wegeredundanz. Router erkennen fehlerhafte SHDSL-Strecken und leiten automatisch über die Backup-Route LTE in die Zentrale. Die eigentliche Kommunikation zwischen SPS und zentraler Leittechnik erfolgt über das standardisierte Protokoll IEC 60870-5-104. In der Zentrale verfügt die FlowChief Leittechnik über eine native IEC 60870-5-104 Schnittstelle, auf deren Basis eine herstellerübergreifende Kommunikation problemlos möglich ist.
Durchgängiges Gesamtkonzept – einmaliges Engineering – so wie es sein sollte
Auch die Projektierung des zentralen FlowChief Leitsystems wird durch die Mitarbeiter des ZWEM übernommen. „Da die Anlagenstrukturen relativ identisch sind und FlowChief bereits eine Vielzahl von Beispielen und Bibliotheken mitliefert, ist die Einbindung neuer Bauwerke einfach und schnell umzusetzen“, so Tobias Görres, zuständiger Elektrotechniker beim ZWEM. Die durchgängige Objektorientierung reduziert den Aufwand nochmals und führt zu Ergebnissen mit geringer Fehlerquote. Inbetriebnahme und Signaltest sind auf dieser Basis schnell erledigt.
Die erstellten Prozessbilder der einzelnen Anlagen können aus der Zentrale ohne großen Aufwand mit den HMI-Lösungen synchronisiert werden, so dass sich der Engineering Aufwand für die HMI-Visualisierung in Grenzen hält. Die Mitarbeiter finden sich durch die identische Visualisierungsbilder und Bedienkonzepte gut zurecht und profitieren vom benutzerfreundlichen Aufbau des User Interfaces. Auch neue Mitarbeiter haben keine Schwierigkeiten sich mit der Bedienung der Anlage über die Visualisierung zurecht zu finden.
Das Engineering der Anlagen erfolgt ebenfalls ausschließlich per Web-Kommunikation (HTTPS). Über das vorhandene VPN-Netz können so die Geräte bei entsprechender Berechtigung sehr komfortabel konfiguriert werden. Die Kommunikation des HMI mit den SPS-Steuerungen erfolgt aufgrund der Echtzeitfähigkeit und des einfacheren Engineerings per S7 TIA Verbindung. So werden minimale Wertaktualisierungs-Geschwindigkeiten von bis zu 100 ms erreicht. Betriebsmeldungen, Störungen oder Messwerte werden in der Datenbank für einen Zeitraum von bis zu 14 Tagen archiviert, so kann ein Prozessverhalten auch am HMI analysiert werden.
Das HMI verfügt über eine eigene Rechte- und Zugriffsverwaltung, die auch an eine Active-Directory des Betreibers angebunden werden kann (LDAP). Benutzer müssen so nicht aufwändig für jedes Gerät gepflegt werden. Auch eine Autorisierung per Hardware-Token ist möglich. Der Zweckverband Eifel Mosel schützt seine Anlagen zudem durch bauliche Maßnahmen und eine Objektschutzüberwachung.
FlowChief Panel-PCs für das perfekte Plug-and-Play-Erlebnis
Der ZWEM nutzt für das HMI die Komplettlösung aus Panel-PC und web.HMI-Software von FlowChief. Aus der breiten Palette an Panels in unterschiedlichen Größen und Leistungsstärken greift Eifel-Mosel auf wirtschaftliche Panels mit 12 oder 15 Zoll Bildschirmgröße zurück. Die Panels verfügen über eine robuste IP 65 Glasfront sowie eine lüfterlose Kühlung und ermöglichen einen wartungsarmen, langlebigen Betrieb.
„Die Panels werden mit dem aktuellen Betriebssystem Windows IoT LTSC und vorinstallierter FlowChief Software geliefert. Wir können nach dem Auspacken sofort mit der HMI-Applikation beginnen und sparen so viel Zeit bei der Einrichtung der Hardware“, freut sich Tobias Görres.
Schnell und einfach, immer auf dem aktuellen Stand
Seit Kurzem bietet FlowChief auch einen Update-Service für das einfache Ausrollen von Service-Packs auf FlowChief Systeme an. Dazu betreibt der Hersteller einen eigenen Update Service und erleichtert seinen Kunden so das Device-Management ihrer Systeme. Sicherheitsrisiken durch veraltete Softwarestände können damit effektiv vermieden werden.
Wie aber funktioniert die sichere Anbindung der Bauwerke an die zentrale FlowChief Leittechnik im Detail, wie werden die HMI-Lösungen projektiert und wie ist es möglich die große Anzahl von Systemen mit Updates zu versorgen? Alles Fragen, die für einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb von Anlagen dieser Größenordnung von entscheidender Bedeutung sind.
Der ZWEM verbaute für die Automatisierung der Bauwerke abhängig von der Anlagengröße Siemens S7 Steuerungen der Serien 1200 und 1500. Die Stationen sind überwiegend über private Standleitungen und SHDSL-Technologie mit der Zentrale verbunden. Für die Anbindung von Bauwerken ohne eigene Leitungen wird auf LTE (VPN) zurückgegriffen. Wichtige Anlagen verfügen zudem über eine Wegeredundanz. Router erkennen fehlerhafte SHDSL-Strecken und leiten automatisch über die Backup-Route LTE in die Zentrale. Die eigentliche Kommunikation zwischen SPS und zentraler Leittechnik erfolgt über das standardisierte Protokoll IEC 60870-5-104. In der Zentrale verfügt die FlowChief Leittechnik über eine native IEC 60870-5-104 Schnittstelle, auf deren Basis eine herstellerübergreifende Kommunikation problemlos möglich ist.
Durchgängiges Gesamtkonzept – einmaliges Engineering – so wie es sein sollte
Auch die Projektierung des zentralen FlowChief Leitsystems wird durch die Mitarbeiter des ZWEM übernommen. „Da die Anlagenstrukturen relativ identisch sind und FlowChief bereits eine Vielzahl von Beispielen und Bibliotheken mitliefert, ist die Einbindung neuer Bauwerke einfach und schnell umzusetzen“, so Tobias Görres, zuständiger Elektrotechniker beim ZWEM. Die durchgängige Objektorientierung reduziert den Aufwand nochmals und führt zu Ergebnissen mit geringer Fehlerquote. Inbetriebnahme und Signaltest sind auf dieser Basis schnell erledigt.
Die erstellten Prozessbilder der einzelnen Anlagen können aus der Zentrale ohne großen Aufwand mit den HMI-Lösungen synchronisiert werden, so dass sich der Engineering Aufwand für die HMI-Visualisierung in Grenzen hält. Die Mitarbeiter finden sich durch die identische Visualisierungsbilder und Bedienkonzepte gut zurecht und profitieren vom benutzerfreundlichen Aufbau des User Interfaces. Auch neue Mitarbeiter haben keine Schwierigkeiten sich mit der Bedienung der Anlage über die Visualisierung zurecht zu finden.
Das Engineering der Anlagen erfolgt ebenfalls ausschließlich per Web-Kommunikation (HTTPS). Über das vorhandene VPN-Netz können so die Geräte bei entsprechender Berechtigung sehr komfortabel konfiguriert werden. Die Kommunikation des HMI mit den SPS-Steuerungen erfolgt aufgrund der Echtzeitfähigkeit und des einfacheren Engineerings per S7 TIA Verbindung. So werden minimale Wertaktualisierungs-Geschwindigkeiten von bis zu 100 ms erreicht. Betriebsmeldungen, Störungen oder Messwerte werden in der Datenbank für einen Zeitraum von bis zu 14 Tagen archiviert, so kann ein Prozessverhalten auch am HMI analysiert werden.
Das HMI verfügt über eine eigene Rechte- und Zugriffsverwaltung, die auch an eine Active-Directory des Betreibers angebunden werden kann (LDAP). Benutzer müssen so nicht aufwändig für jedes Gerät gepflegt werden. Auch eine Autorisierung per Hardware-Token ist möglich. Der Zweckverband Eifel Mosel schützt seine Anlagen zudem durch bauliche Maßnahmen und eine Objektschutzüberwachung.
FlowChief Panel-PCs für das perfekte Plug-and-Play-Erlebnis
Der ZWEM nutzt für das HMI die Komplettlösung aus Panel-PC und web.HMI-Software von FlowChief. Aus der breiten Palette an Panels in unterschiedlichen Größen und Leistungsstärken greift Eifel-Mosel auf wirtschaftliche Panels mit 12 oder 15 Zoll Bildschirmgröße zurück. Die Panels verfügen über eine robuste IP 65 Glasfront sowie eine lüfterlose Kühlung und ermöglichen einen wartungsarmen, langlebigen Betrieb.
„Die Panels werden mit dem aktuellen Betriebssystem Windows IoT LTSC und vorinstallierter FlowChief Software geliefert. Wir können nach dem Auspacken sofort mit der HMI-Applikation beginnen und sparen so viel Zeit bei der Einrichtung der Hardware“, freut sich Tobias Görres.
Schnell und einfach, immer auf dem aktuellen Stand
Seit Kurzem bietet FlowChief auch einen Update-Service für das einfache Ausrollen von Service-Packs auf FlowChief Systeme an. Dazu betreibt der Hersteller einen eigenen Update Service und erleichtert seinen Kunden so das Device-Management ihrer Systeme. Sicherheitsrisiken durch veraltete Softwarestände können damit effektiv vermieden werden.
