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Gesteigerter Containerumschlag im Hamburger Hafen

: Wonderware


Die Verwendung von ISO-Containern und damit verbundene Entwicklungen im Bereich der Logistik sorgen für Kosteneinsparungen, Erhöhung des Transportvolumens sowie Strukturveränderung des Handels und der Produktion von Gütern. Derzeit sind über 15 Millionen dieser 6 x 2,5 x 2,5 m messenden Großraumbehälter im Verkehr. Am Container Terminal Burchardkai (CTB) der Hamburger Hafen Logistik AG (HHLA) spielt der Containerumschlag eine große Rolle bei der Zukunftsplanung. Es gilt der steigenden Zahl von Containern gerecht zu werden und gleichzeitig die Umschlagzeiten zu reduzieren.

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Zur Verdoppelung der Containerkapazität am Burchardkai wird ein grundlegend neues Konzept zur Einlagerung der Container benötigt: In Kompaktlagern, die sukzessive neu errichtet werden, liegen Container künftig auf fünf statt bisher drei Etagen. Im Zuge dieser Umbaumaßnahmen stehen auch die Umstrukturierung und Erweiterung der Energieversorgung im Pflichtenheft. Da in diesem Bereich bisher kein Prozessleitsystem vorhanden war, sollte hier ein modernes Leitsystem für das Energiemanagement die veralteten Steuerungsmethoden ablösen. Die Implementierung erfolgte durch die Cegelec AT GmbH.

Neues Leitsystem

Bisher erfolgte die Kontrolle der gesamten Energieversorgung auf Steuerungsebene, wobei die Beleuchtung der Kai-Anlage über autarke Insellösungen wie Zeitschaltprogramme, Dämmerungsschalter oder Rundsteuerempfänger geschaltet wurde. Auch die Energiezähler erforderten eine manuelle Erfassung und mussten von Mitarbeitern der HHLA im Schaltschrank abgelesen werden. Ebenso erfolgte die Bedienung der Schieber im Hochwasserfall vor Ort.

Die Neu-Konzeptionierung des Leitsystems sah die zentrale Steuerung und Überwachung der betriebstechnischen Einrichtungen des HHLA Container Terminals Burchardkai in der Leitwarte vor – rund um die Uhr, an 365 Tagen im Jahr. Dies gilt sowohl für die Beleuchtung, Energieverteilung und Trinkwasserversorgung als auch für die Verbrauchsermittlung von Wasser und Energie. Ferner sollten sich neue Lichtmasten, ersetzte Schieber sowie Pumpwerke und die neu strukturierte Energieverteilung, die im Zuge von Umbauten und
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Alle betriebstechnischen Einrichtungen lassen sich mithilfe der Wonderware-Lösung bequem zentral überwachen und steuern.

Alle betriebstechnischen Einrichtungen lassen sich mithilfe der Wonderware-Lösung...

Erweiterungen des Terminals eingeführt wurden, einfach und zentral aus der Leitwarte steuern lassen.

Im neuen Konzept wurde die Steuerungsebene auf Basis Simatic S7 realisiert, wobei derzeit mehr als 60 Teilnehmer über ProfiBus DP angekoppelt sind. Die S7 kommuniziert über TCP/IP und LWL mit dem überlagerten Prozessleitsystem, das mit der Wonderware System Platform umgesetzt wurde. Diese bildet eine industrielle Plattform zur Realisierung von Visualisierungs-, Prozessleitsystem-, BDE/MDE- und MES-Lösungen. Die Entwicklung der Applikation erfolgt über eine zentrale Entwicklungsumgebung (Ein- oder Mehrplatz) und wird über das Netzwerk auf die Zielrechner verteilt.

Die Applikationserstellung wird objektorientiert ausgeführt, wobei die notwendigen Funktionen wie Alarming, Historie, Scripting, Security, I/O-Kopplung, Dokumentation, Änderungshistorie, Diagnose und grafische Darstellung Eigenschaften dieser Objekte sind. Eine Änderungsvererbung ist integriert.

Effiziente Automatisierungslösung

Der Wonderware Partner Cegelec hat bei der Applikationserstellung Standardobjekte bzw. Vorlagen geschaffen und diese entsprechend instanziiert. Das Prinzip dahinter: Sind in der Folge Änderungen an den Objekten notwendig, werden diese nur an den Vorlagen durchgeführt und auf die davon abgeleiteten Instanzen vererbt. Die Visualisierung der Applikation übernimmt InTouch für Terminal Services. Die erstellten,
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Alle Anlagenbilder – z. B. Gesamtübersichtsdarstellung der Trafostationen, der Beleuchtungs- und Entwässerungseinrichtungen mit Gefahrgut-, Hoch- und Trinkwasserschiebern – können direkt angewählt werden.

Alle Anlagenbilder – z. B. Gesamtübersichtsdarstellung der Trafostationen,...

grafischen Objekte aus dem Wonderware Application Server stehen zur Visualisierung in den jeweiligen Fenstern zur Verfügung. Durch die Terminal-Server-Technologie ist es möglich, von jedem Rechner im Netzwerk auf die Visualisierung zuzugreifen. Hierüber ist auch das zentrale Engineering realisiert. Die automatischen und steuernden Funktionen erfolgen ausschließlich dezentral in den Steuerungen – die Anbindung der SPS-Systeme an die Leitebene über Ethernet als Prozessbus.

Das neue Prozessleitsystem überwacht und steuert die Energieversorgung, die Beleuchtungssteuerung, die Entwässerung des Kais (inkl. des Hochwasserschutzes) und die Trinkwasserversorgung. Alle Anlagenbilder (außer Parameterbildern) sowie verschiedene Prozessbilder – z. B. Gesamtübersichtsdarstellung der Trafostationen, der Beleuchtungs- und Entwässerungseinrichtungen mit Gefahrgut-, Hoch- und Trinkwasserschiebern – können direkt angewählt werden. Zudem lassen sich Übersichten des Gesamtsystems sowie die Netzstruktur mit Alarmen und Historie anwählen.

Kosteneffizienz durch Standardisierung

Die Umsetzung von Standards bei der Projektierung der Automatisierungslösung und der Auslegung neuer Anlagenteile sichert die kostensparende Integration, Wartung und Instandhaltung der Anlagen und ermöglicht mühelos den Anschluss neuer Komponenten. Durch Standardisierung vermeidet die HHLA den Mehraufwand für die Projektierung zahlreicher Objekttypen – etwa
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Die einzelnen Clients sind über einen Terminal-Server an den Application Server angebunden.

Die einzelnen Clients sind über einen Terminal-Server an den Application Server...

auf Ebene der Automatisierungstechnik. Einzelne Teile dieses Baukastens lassen sich durch andere austauschen, ohne dass funktionelle Einschränkungen entstehen.

Einfache Verwaltung Dank Objektorientierung

Ein wesentlicher Vorteil für den Betreiber des Burchardkais ist die Skalierbarkeit im Rahmen der integrierten Modularität: Je nach Ausbau und Anzahl der verwalteten Objekte kann die HHLA die Rechnerlast durch Integration eines zusätzlichen Servers weiter verteilen. „Der objektorientierte Ansatz kommt auch direkt in der zentralen Entwicklungsumgebung zum Ausdruck. Dabei wird die hierarchische Struktur der verteilten Anlagenbereiche zentral abgelegt und gepflegt“, fasst Rüdiger Friedrichs, Projektleiter Industrieanlagen bei Cegelec, zusammen.

Die einzelnen Clients sind über einen Terminal-Server an den Application Server angebunden, wobei die Entwicklung neuer Visualisierungsfunktionen auf einem dafür bestimmten Entwicklungsplatz durchgeführt wird. Änderungen lassen sich nach Abschluss der Arbeiten automatisch verteilen. Die Besonderheit: Ein Eingriff auf den Clients ist hierzu nicht erforderlich.

Der grundlegende Nutzen

Der entscheidende Pluspunkt dieser Lösung ist das zentrale Engineering. Standardobjekte werden über das Entwicklungssystem auf die im Netz befindlichen
Rechner verteilt (deployed) – darüber hinaus mögliche Änderungen an den Objekten nur an den Vorlagen durchgeführt und auf die davon abgeleiteten Objekte vererbt. Diese Vererbung kann im Bedarfsfall auch unterbrochen werden. Durch die Terminal-Server-Technologie ist ein Zugriff auf die Applikation von „überall“ möglich. Selbst die Nutzung von Internet-Clients steht der HHLA offen.

Diese Technologie erlaubt auch eine zentrale Verwaltung und Administration des Systems selbst: Die konsequente Nutzung von Standards – sowohl auf der Hardware- als auch auf der Softwareseite – ermöglicht es dem Betreiber, im Störungsfall fehlerhafte Geräte zu tauschen, ohne danach ein aufwändiges Re-Engineering der Anlage durchführen zu müssen.

Ein Projekt, das dem Burchardkai klare Wettbewerbsvorteile als größte und älteste Anlage für den Containerumschlag im Hamburger Hafen verschafft: Während die bis dato genutzten Insellösungen individuell gepflegt werden mussten, lassen sich die betriebstechnischen Einrichtungen mithilfe der Wonderware-Lösung bequem zentral überwachen und steuern. Dies gilt für ausgewählte Stationen durch in die Schaltschränke integrierte Panel-PC-Clients sowie durch weitere, abgesetzte Rechner an wichtigen und durchgängig besetzten Stationen wie etwa der Werkstatt oder dem Gate. Auch können nun auflaufende Störungen an einer Stelle erkannt und bearbeitet werden. Darüber hinaus ist es möglich, mobile Clients per WLAN für die Störungsdiagnose und -behebung zu nutzen.

Aussichten

Für die Zukunft sind sowohl der redundante Ausbau als auch die Anbindung weiterer Anlagen vorgesehen. Auch soll eine Erweiterung der Client-Bedienstationen von zunächst sechs auf fünfzehn Clients erfolgen und zusätzliche, von der HHLA im Hamburger Hafen betriebene Containerterminals demnächst in das System übernommen werden. Ebenso ist eine Integration von Gebäudeleittechnik-Elementen
der Terminalgebäude angedacht.
Alle betriebstechnischen Einrichtungen lassen sich mithilfe der Wonderware-Lösung bequem zentral überwachen und steuern.
Alle Anlagenbilder – z. B. Gesamtübersichtsdarstellung der Trafostationen, der Beleuchtungs- und Entwässerungseinrichtungen mit Gefahrgut-, Hoch- und Trinkwasserschiebern – können direkt angewählt werden.
Die einzelnen Clients sind über einen Terminal-Server an den Application Server angebunden.



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