Yokogawa DCS- und SIS-Systemarchitektur: CENTUM VP und ProSafe-RS

Einführung in Yokogawa-Steuerungssysteme

Yokogawa wird seit langem als führend in der Industrieautomatisierung und Fabriksteuerung anerkannt. Das Flaggschiff CENTUM VP Verteiltes Steuerungssystem (DCS) und das ProSafe-RS Sicherheitsinstrumentiertes System (SIS) bieten zuverlässige Prozesssteuerung und Notabschaltlösungen. Diese Plattformen verbinden hohe Leistung mit robuster Redundanz und sind daher unverzichtbar in Branchen wie Öl und Gas, Petrochemie und Energieerzeugung.

Übersicht zum CENTUM VP Verteilten Steuerungssystem

Das CENTUM VP DCS bietet eine integrierte Produktionssteuerungsumgebung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Client/Server-Architekturen verteilt Yokogawa die Datenbank auf jede Feldsteuerstation (FCS). Dieses Design gewährleistet Redundanz mit Umschaltzeiten unter 1 Millisekunde. Dadurch erleben Bediener eine unterbrechungsfreie Steuerung selbst bei Hardwareausfällen.

Entwicklung von F-I/O zu N-IO

Frühere Generationen setzten auf Feld-Ein-/Ausgabemodule (F-I/O). Das neueste CENTUM VP R6 führte jedoch Netzwerk-Ein-/Ausgabe (N-IO) ein, was die Planung vereinfacht und die Installationszeit verkürzt. Zudem unterstützt N-IO flexible Signalzuweisungen, was die Systemerweiterung erleichtert. Diese Neuerung spiegelt Yokogawas Bestreben wider, Lebenszykluskosten in Automatisierungsprojekten zu senken.

Hochgeschwindigkeits-Vnet/IP-Steuerungsnetz

Das Rückgrat von CENTUM VP ist Vnet/IP, ein auf Gigabit-Ethernet basierendes Steuerungsnetz, das den IEEE 802.3-Normen entspricht. Es garantiert Bildschirmaktualisierungen für Bediener innerhalb einer Sekunde. Dadurch erhalten Bediener Echtzeit-Einblick in den Anlagenbetrieb, was für Branchen mit präziser Überwachung entscheidend ist.

Wichtige Systembestandteile

Yokogawas Aufbau umfasst mehrere wesentliche Stationen:

• FCS (Feldsteuerstation): Führt Steuerungslogik aus und verwaltet verteilte Datenbanken.

• NIU (Knoten-Schnittstellen-Einheit): Verbindet Steuerungen mit Ein-/Ausgabemodulen.

• N-IO (Netzwerk-Ein-/Ausgabe): Bietet flexible und skalierbare Ein-/Ausgabeverwaltung.

• FIO (Feld-Ein-/Ausgabe): Altmodule, die in vielen Anlagen noch verwendet werden.

• HIS (Bedienstation): Arbeitsstation für Überwachung und Steuerung durch den Bediener.

• ENG (Planungsstation): Zentrale Stelle für Konfiguration und Wartung.

Vorteile der verteilten Datenbankarchitektur

Im Gegensatz zu Client/Server-Systemen befindet sich Yokogawas verteilte Datenbank direkt in den Steuerungen. Die Hauptplanungsstation hält eine Kopie, doch die primäre Datenbank verbleibt in der FCS. Dieser Ansatz erhöht die Zuverlässigkeit, verringert Einzel-Ausfallpunkte und sorgt für schnellere Wiederherstellung. Zudem entspricht er dem modernen Trend zu Dezentralisierung bei SPS und DCS.

Integration mit Sicherheitsinstrumentierten Systemen (SIS)

Das ProSafe-RS SIS lässt sich nahtlos mit CENTUM VP verbinden. Es bietet Notabschaltfunktionen und hält gleichzeitig die Kommunikation mit dem DCS aufrecht. So können Bediener sowohl Prozesssteuerung als auch Sicherheitsfunktionen über eine einheitliche Oberfläche verwalten. Diese Integration verringert die Komplexität und verbessert die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften in der Anlage.

Anwendungsszenarien und Lösungen

• Öl & Gas: Zuverlässige Notabschaltung bei Bohr- oder Raffineriearbeiten.

• Energieerzeugung: Echtzeitüberwachung von Turbinen und Kesseln mit redundanter Steuerung.

• Chemische Werke: Flexible Erweiterung der Ein-/Ausgabe für neue Produktionslinien.

• Pharmazeutische Industrie: Einhaltung strenger Sicherheitsstandards bei gleichzeitiger Produktionseffizienz.