Themen 9. Juni 2020
Applikative Controllerredundanz (ACR) von WAGO

Schiffe ohne Besatzung statt Seefahrerromantik? Initiativen für „autonomous ships“ forcieren diese Entwicklung. Doch der Weg vom Maschinenraum, der heute maximal 24 Stunden ohne direkten Eingriff fahren darf, bis zum autonomen Schiff, das bis zu sechs Wochen ohne menschlichen Eingriff in die Anlage betrieben werden soll, ist noch lang. WAGOs Redundanzkonzept für Steuerungen verkürzt diese Strecke – und bietet eine Lösung, um auftretende Fehler im Automatisierungssystem zu kompensieren und den weiteren Betrieb des technischen Systems sicherzustellen.

Die größte Herausforderung im Zuge der zunehmenden Autonomisierung der Schifffahrt: das System Schiff so zuverlässig zu machen, das Eingriffe von außen nicht erforderlich sind. Erreicht werden kann dies über einen höheren Anteil standardisierter Komponenten an Bord – sowie über eine hohe Verfügbarkeit für sicherheitsrelevante Systeme mittels Redundanz. Um die Zuverlässigkeit des Automatisierungssystems sicherzustellen, muss neben der SPS auch die Spannungsversorgung und das Kommunikationsmedium – z. B. ETHERNET – die Verfügbarkeitsanforderungen des technischen Systems erfüllen. WAGO stellt seinen Kunden in der Schiffstechnik mit dem applikativen Redundanzkonzept für Steuerungen eine einfache wie wirtschaftliche Lösung zur Verfügung.

Als Programmierumgebung für die Steuerung wird das Engineering-Tool e!COCKPIT von WAGO verwendet. Die Multiknoten-Programmierumgebung kann das SPS-Programm sehr einfach in beide SPS senden. Um die applikative Controllerredundanz nutzen zu können, muss eine Softwarebibliothek mit den notwendigen Synchronisationsfunktionen in die Master-SPS eingebunden werden. Die Bibliothek bietet die Möglichkeit, Unterknoten mittels eines Dual-LAN redundant einzubinden. Die Unterknoten, auch Smartkoppler genannt, müssen dabei nicht programmiert werden; sie werden lediglich von einer SD-Karte gebootet und über einen integrierten Webserver konfiguriert. Eine Vielzahl der verfügbaren I/O-Module der Serie 750, sowohl analoge, digitale als auch komplexe Module, werden automatisch erkannt.

Ebenso automatisch wird den beiden übergeordneten Master-SPS das Prozessabbild zur Verfügung gestellt. Diese Master-SPS können via Modbus-TCP-Protokoll mit übergeordneten SCADA-Systemen kommunizieren. Die redundante Ankopplung geschieht über zwei getrennten Netzwerke.

Der Aufbau der Lösung entspricht einem SPOF-toleranten System, sodass ein auftretender Fehler, wie der Ausfall der Spannungsversorgung, LAN-Verbindung, Switches oder Steuerung, immer kompensiert werden kann. Die Verdopplung der ETHERNET-Topologie und die redundante Nachrichtenübertragung ermöglichen eine stoßfreie Umschaltung bei einem Fehler in einem Netzwerk. Die typischen Umschaltzeiten nach Ausfall einer SPS liegen bei der Verwendung typischer Alarm- und Monitoring-Systeme innerhalb der Anforderungen der DNV-GL.


Text: Norman Südekum
Foto: WAGO

Doppelt abgesichert auf allen Weltmeeren

Das WAGO Redundanzkonzept für Steuerungen bietet insbesondere Kunden aus der Offshore-Branche durch die Verwendung eigensicherer Module und einer Übertragung der wichtigsten Nebenvariablen im HART-Protokoll echte Vorteile.

Was kann die applikative Controllerredundanz (ACR) von WAGO?

  • Erhöht die Verfügbarkeit (Laufzeit erhöhen, Fehlerauswirkung reduzieren)
  • Sammelt und bündelt Daten
  • Erzeugt Medienredundanz sowohl über Ring als auch über doppelte Netzwerkinfrastruktur
  • Ist modular und skalierbar

Weitere Vorteile:

  • Einfache Inbetriebnahme des Gesamtsystems auf Basis der Standardhardware von WAGO
  • Einfache/langsame Regelkreise abbildbar
  • Geringe Umschaltzeiten (passend zu den Anforderungen der Klassifikationsgesellschaften)
  • Eigensichere Module verfügbar
  • Übertragung der wichtigsten Nebenvariablen im HART-Protokoll

» Die eingesetzten Standardkomponenten von WAGO garantieren eine hohe Verfügbarkeit, geringe Aufwände sowie erhebliche Kostenvorteile. «

Norman Südekum, Market Management Process & Marine

Offenheit bei der Netzwerktopologie

Erhöhen Sie die Verfügbarkeit in zentralen Schiffsalarmsystemen mit ACR von WAGO

Applikative Controllerredundanz

WAGO stellt ein Beispielprojekt für 30 Tage und die notwendige Bibliothek bereit. Registrieren Sie sich hier für den Download des Redundanz-Frameworks und testen Sie die applikative Controllerredundanz 30 Arbeitstage kostenlos.

Library Controller Redundancy Master; Einzellizenz; Onlineaktivierung (2759-245/211-1000)

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