Welche SPS für eine Energieanlage sinnvoll?

[Alienko]

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Guten Morgen SPS - Forumgemeinde,

betreue ein Forschungsprojekt das sich mit der Entwicklung einer Anlage zur Enerieerzeugung beschäftigt. Der Prototyp steht, nun soll eine Steuerung der Anlage realisiert werden.

Die Anlage ist sebstregelnd und bedarf keinen Eingriff in die Steuerung. Was gewährleistet werden muss ist der Notfall, sollten einzelne Komponenten versagen.
Eingangssignale wären Messwerte für die ein sinnvoller Sollbereich definiert wird. Weichen diese von dem Sollbereich ab soll die Anlage sich abschalten.
Im Notfall muss ein Linearmotor angesprochen werden, der die therm. Energiequelle umleitet, damit würde die Anlage von alleine ausgehen. Zusätzlich müssen drei AS Motoren abgeschaltet werden (im Augenblick durch Frequenzumrichter manuel angesteuert).

Zusätzlich soll für die erste Anlage die externe Überwachung einzelner Messwerte (T,p) per Internet realisiert werden. Ausgangssignale der Messtechnik sind Analog (0...10V).

Wir haben ein Angebot der Firma VIPA erhalten mit dem SPEED7 starterKIT 800-7DK31 mit zwei SM für Ein-/Ausgabe (SM 331/332), TM_H Router (900-2H611), Touch Panel TP 607LC und Zubehör.

Nun bin ich etwas überfragt ob die Komponenten für unsere Problemstellung nicht etwas überdimensioniert sind? Welche Hardwarekomponenten wären zur Realisierung der Steurung notwendig und wie leistungsfähig müssen sie sein?

Für die ertsen Tests wurde ein USB/Ethernet Data Logger System DI 710 erworben, lässt sich dieser in die Steuerung ingrieren?

Sollten meine Fragen zu allgemein formuliert sein entschuldige ich mich im Vorraus und werde die gegebenenfalls konkretisieren.

Danke an euch schon mal im Vorraus!

 

[Tigerente1974]

Was gewährleistet werden muss ist der Notfall, sollten einzelne Komponenten versagen.
Eingangssignale wären Messwerte für die ein sinnvoller Sollbereich definiert wird. Weichen diese von dem Sollbereich ab soll die Anlage sich abschalten.
Im Notfall muss ein Linearmotor angesprochen werden, der die therm. Energiequelle umleitet, damit würde die Anlage von alleine ausgehen. Zusätzlich müssen drei AS Motoren abgeschaltet werden (im Augenblick durch Frequenzumrichter manuel angesteuert).

Gibt es eine Risikobewertung der Anlage? Was ist als Notfall definiert und was sind die Folgen?
Sofern ein Sicherheitsrisiko für Personen besteht, darf hier keine konventionelle SPS zum Einsatz kommen.

 

[Proxy]

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Hallo,

erstmal vermutlich gibt es viele die andere Hersteller vorschlagen die auch nicht schlecht sind. Aber hier mal grundsätzliches.

VIPA würde ich dafür nicht nehmen. Da sich deine Anlage nach Hochverfügbaren Aspekten richtet. Hier gibt es Hersteller die sehr viel Erfahrung haben.

Siemens und ABB wären hier zu nennen, beide im Kraftwerksbau aktiv und in der Energiebranche. Wenn es wirklich auf die Ausfallsicherheit ankommt gib lieber mehr Geld aus und bekomme was gut ist.

MfG

 

[Alienko]

Die Anlage wird vorraussichtlich in einem 20' Container stehen und stellt für Menschen keine Gefahr dar, da sie nicht durch Personal überwacht werden muss. Notfall wäre zum Beispiel Pumpe fällt aus --> Druck sinkt --> Anlage soll runtergefahren werden. Daher müssen Drücke und Temperaturen an gegebenen Stellen überwacht werden, die Aufschluß geben ob die Anlage fehlerfrei läuft.

 

[Alienko]

Vieleicht war meine erste Antwort nicht zufriedenstellend, mit Notfall meinte ich eigentlich, wenn einzelne Parameter wie Druck und Temperatur nicht im definierten Bereich liegen.
Wir befinden uns in der Testphase, daher gehen wir davon aus, dass in den ersten Jahr öffter was mit der Anlage sein wird, daher soll die Steuerung erst gar nicht versuchen zu regeln, sondern gleich abschalten.
Das ist natürlich keine saubere Lösung aber für den ersten Prototypen ausreichend.

Was passieren kann: Ausfall von E Motor und Pumpe oder Dichtungen versagen. Die Folge wäre, dass die Parameter wie Druck und Temperatur Ihren Sollbereich verlassen. Solche Vorfälle haben wir mit der Anlage schon erlebt, es bleibt nichts anderes übrig als die Wärequelle abzuschalten.

Risikoanalyse wurde durchgeführt, wäre aber an dieser Stelle etwas umfangreich widerzugeben.

 

[Gerhard Bäurle]

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Hallo,

für solche Aufgaben würde ich an eine Saia-PCD denken,
die hat IT- und Web-Funktionalität onboard.

Insgesamt ist Saia wesentlich offener als Siemens und
Kompatible. Vor allem bei Prototypen, bei denen man nie
so genau weiß, was noch alle benötigt wird, ist das ein
großer Vorteil – und im Gebäude- und Energieumfeld
sowieso, weil spätere Anpassungen und Erweiterungen
viel einfacher möglich sind.

 

[Alienko]

Nach ein paar Überlegungen hab ich mir die Frage gestellt ob an dieser Stelle nicht schon ein Kompaktregler wie Saia PCS1 C8 für die notwendigen Aufgaben ausreichen würde? Es ist ein Forschungsprojekt und die Anlage ist noch in der Testphase.
Das einzige was im Augenblick gewährleistet werden muss um die Anlage im Dauerbetrieb zu testen: dass die Messwerte von Außen überwacht werden können und die Anlage sich von der Wärmequelle abkoppelt (Linearmotor) sofern die Messwerte den Sollbereich verlassen um größeren Schaden an der Anlage zu vermeiden. Eine Regelung der Anlage findet nicht statt. Sie ist für einen festen Betriebspunkt ausgelegt, den Sie nicht verlässt sofern alle Komponenten funktionfähig sind.
Meine Frage wäre ob ich überhaupt eine SPS an der Stelle brauche?

 

[vollmi]

Du könntest das natürlich auch ohne SPS rein Mechanisch lösen (Schaltende Fühler, Relaistechnik). Allerdings bist du dann halt relativ unflexibel wenn sich die Bedingungen ändern.
Ich würde ebenfalls eine Saia PCD nehmen aber eher ein Kompakter der PCD3 Serie.
1. kann man dazu die Anlage auch über Modem mal beobachten.
2. Die Sicherheitsfunktionen lassen sich relativ easy lösen.
3. die Programmiersoftware ist sehr günstig.
4. Webserver ist auch schon drauf
5. Trending ist ebenfalls direkt auf der PCD möglich.

Für Prototypen finde ich die PCD3 in diversen Ausführungen wirklich toll. Weil günstig und sehr umfangreiche Funktionalitäten.

mfG René

 

[Tigerente1974]

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Die Anwendung scheint mir nicht so anspruchsvoll zu sein, dass man an eine bestimmte SPS denken müsste.
Von daher sind vielleicht eher andere Fragen zu beantworten, die Du Dir selbst stellen solltest.
1. Gibt es schon eine Software, z.B. Step7 o.ä.? Gerade die Software treibt die Startup-Kosten oft in die Höhe.
2. Hast Du schon Erfahrungen mit irgendeiner SPS? Wenn ja, hast Du genügend Zeit in diesem Projekt, um Energie in etwas Unbekanntes zu stecken?
3. Welche Rolle spielen die Kosten?

 

[winnman]

ev kann das auch mit einer LOGO realisiert werden. schreib mal wiviele DI, AI du überwachen willst, und die jeweiligen elektrischen Werte (PT100, PT1000; welche Spannungen bei den DI)

 

[Alienko]

Guten morgen, danke vorab für Eure Hilfe,

Die Anwendung scheint mir nicht so anspruchsvoll zu sein, dass man an eine bestimmte SPS denken müsste.
Von daher sind vielleicht eher andere Fragen zu beantworten, die Du Dir selbst stellen solltest.
1. Gibt es schon eine Software, z.B. Step7 o.ä.? Gerade die Software treibt die Startup-Kosten oft in die Höhe.
2. Hast Du schon Erfahrungen mit irgendeiner SPS? Wenn ja, hast Du genügend Zeit in diesem Projekt, um Energie in etwas Unbekanntes zu stecken?
3. Welche Rolle spielen die Kosten?

Software gibt es nicht, auch habe ich keine Erfahrung mit SPS bislang gemacht, was die Kosten anbetrifft so muss die Anlage in der Herstellung noch wirtschaftlich bleiben...alle Komponenten müssen Kostenoptimiert ausgelegt werden.
Daher die einfachste Lösung.

Was die Flexibilität anbetrifft so kann man davon ausgehen, dass der Prototyp sich erstmal min. ein Jahr beweisen muss bis eine entgültige Lösung für dieses Problem gefunden werden muss. Ich denke viele Sachen werden wir erst mit der Zeit rausfinden.

Die SPS rein Mechanisch zu lösen (Schaltende Fühler, Relaistechnik) haben wir uns auch schon überlegt, an der Stelle eine Bachelorarbeit an einen mechatronik Studenten zu vergeben, wäre sinnvoller als wenn ich anfange mir das alles selber beizubringen.

Was das Überwachen angeht so wären es ca. 6 x PT100 Temperaturfühler (im Augenblick über Messumformer ein Signal 0...10V) und ca. 4 Drucktransmitter die ein Signal 0...10V schicken. Die Anzahl kann variieren können also auch weniger werde, dass können wir selbst festlegen, denn nicht alle sind zwingend.

Was würde denn ein PCD3 kosten, nur eine Abschätzung? hab bis jetzt noch keine konkreten Preise finden können.

 

[vollmi]

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Was würde denn ein PCD3 kosten, nur eine Abschätzung? hab bis jetzt noch keine konkreten Preise finden können.

Eine PCD3.M2130V6 kostet rund 1200 Euro
Das ist dann eine mit Ethernet, schon 20DI (+2 Interrupts) 12DO 4AI 2AO

Eine Programmierlizenz (Firmenweit gültig, heisst kann jeder in der Firma nutzen) kostet nochmal etwa 1500 Euronen. Das ist das Grundpaket mit dem man schon alles machen kann das du brauchst.

Aber man könnte ja z.B. auch einen Hersteller mit Codesys (WAGO, BECKOFF) verwenden, das dürfte vermutlich noch etwas günstiger und individueller werden. Aber halt keine so Out of the Box Lösung.

mfG René

 

[4nD1]

ev kann das auch mit einer LOGO realisiert werden. schreib mal wiviele DI, AI du überwachen willst, und die jeweiligen elektrischen Werte (PT100, PT1000; welche Spannungen bei den DI)

Bevor du ne Logo einbaust. Bau lieber ne S7-1200 ein die ist viel besser. Haben schon einige im Einsatz laufen super. Soweit ist es möglich bei der S7-1200 nen Webserver laufen zu lassen. Haben das zwar nicht im betrieb deswegen weis ich es nicht 100%

 

[Alienko]

Hab nun letzte Woche mit VIPA ein Angebot besprochen, folgende Komponenten wurden uns vorgeschlagen:

CPU 313SC/DPM - SPEED7-Technologie
DC 24V, 128kByte Arbeitsspeicher, MPI, MMC-Slot, Echtzeit-Uhr
Interface:
Profibus-DP-Master, 12Mbit/s, bis zu 125 Slaves/PtP RS485, potentialgetrennt, ASCII, STX/ETX, 3964R, Modbus-Master, USS-Master, Ethernet-Interface für PG/OP-Kommunikation
Peripherie:
DI 16xDC 24V (16 alarmfähig), Zähler 3x32Bit (AB), bis 30kHz,
DO 16xDC 24V, 0,5A, 3xPWM/3xStepper

SM - Analoge Eingabe
AI 8x13Bit, U, I, R, RTD, für 40pol. Frontstecker

SM - Analoge Ausgabe
AO 4x12Bit, U, I

TM-H Router Router VPN
DC 12V...24V, MPI, 5xEthernet RJ45, Routerfunktionen, VPN, DI 1xDC 24V, DO 1xDC 24V 0,2A

Touch Panel
bzw.
OPC-Server

Was sagt Ihr zu diesem Angebot und wie fällt z.B. der Vergleich zu den vorgeschlagenen Lösungen PCD3.M2130V6 oder S7-1200 aus?
Ich hoffe meine Fragen sind nicht zu stupide. Da ich kaum Erfahrung auf dem Gebiet von Anlagensteuerungen habe und bei der Masse an unterschiedlichen Lösungen, kann ich mir im Augenblick nur schwer den Überblick über den notwendigen Hardwarebedarf machen.

Bin dankbar für jeden Vorschlag von euch.

 

[GLT]

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Im HLK-Bereich bin ich heute zum "geradeziehen" eines Projekts hinzugekommen.
Bin gerade am Infos einsammeln, bewerten/gewichten.

Unter anderem befindet sich dort eine SAIA Burgess PCS1 C8 mit Bedientableau PCD7.D230.

Ist der angesprochene Preis für die PG5 oder gibt es verschiedene Lizenzierungsverfahren?

Eine Programmierlizenz (Firmenweit gültig, heisst kann jeder in der Firma nutzen) kostet nochmal etwa 1500 Euronen. Das ist das Grundpaket mit dem man schon alles machen kann das du brauchst.

Ich vermute mal, dass die Steuerung selbst nicht ausgelesen werden kann? Oder gibt es einen Speicherplatz zur "Projektablage"?

 

[LT Smash]

Mal am Rande: Da Du Drücke und Temperaturen auswertest, handelt es sich wohl um eine thermodynamische Energieerzeugungsanlage. Etwa eine ORC Turbine?

 

[ducati]

Die SPS rein Mechanisch zu lösen (Schaltende Fühler, Relaistechnik) haben wir uns auch schon überlegt, an der Stelle eine Bachelorarbeit an einen mechatronik Studenten zu vergeben, wäre sinnvoller als wenn ich anfange mir das alles selber beizubringen.

Mal am Rande: ne Aufgabe an nen Studenten zu geben, ohne sinnvolle und gute Anleitung durch jemanden, der davon Ahnung hat, wird nix bringen. Da kommt meist, wenn überhaupt, ne Menge Quatsch raus. Das sind so meine Erfahrungen...
Gruß.

 

[mariob]

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Hallo,
ich denke auch das die Funktionalität nicht so heftig ist, wenn Webzugriff und Datenlogging gewünscht sind, und noch ein wenig Gebäudefähigkeit, dann hat hier im Forum auch Wago mit seinen Controllern die Nase recht weit vorn. Die Programmierung in Codesys (ich muß das irgendwann mal probieren!) ist inzwischen auch schon etablierter Standard.
Alternativ ein Proface Touch mit integrierter SPS, da kommt gleich ein Webserver mit, die Dinger loggen auf CF Karte oder USB Stick. Ach, es gibt da soviele Lösungen.
Und Vipa, preisgünstiger als Siemens ohnehin, besserer Support, für den Zweck sicherlich voll ausreichend, ordentlicher Standard, vielleicht nochmal jemand übers Projekt schauen lassen der sich damit auskennt.
Logo ist sicher schön, aber würde ich nicht nehmen, da ist man zu schnell an den Grenzen, da eher eine S7 - 1200.

Gruß
Mario