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Steuerung für luftige Höhen

Text: XXXXXXXxxxxx, Invensys
Nicht nur seit dem misslungenen Projekt in Berlin weiß man wie schwer es ist einen Flughafen zu bauen. Auch technisch ist es eine große Herausforderung für Hersteller von Steuerungssoftware. Der Airport in Barcelona hat dies nun erfolgreich in die Tat umgesetzt.

Zur Modernisierung des Flughafen s und zur Vorbereitung auf den zukünftigen Bedarf sind Verbesserungen der Infrastruktur und der Dienstleistungen durchgeführt worden, unter anderem der Bau eines neuen Terminals T1 und einer neuen Startbahn. Das Ziel lautet, Barcelona El Prat in einen unverzichtbaren europäischen Knotenpunkt und einen Flughafen für Südeuropa umzuwandeln. Damit dieses Ziel erreicht wird, umfassen die Pläne auch ein neues Satellitengebäude, vier zusätzliche Boarding Gates, einen intermodalen Bereich, Fluggastbrücken, eine hochmoderne Anlage zum Gepäcktransport, Service und Evakuierungsemporen sowie die Renovierung des Terminals T2.

Fünf Stufen zum optimierten Management

Das erste Projekt war die Integration der Gebäudeleitsysteme im bestehenden T2-Terminal. Die 35 000 Signale in den Systemen für Beleuchtung, Klimaregelung, Personenbeförderung und Eingänge wurden in die Wonderware-Plattform übertragen. Dann wurden die Steuerungssysteme für Dienste, die das zukünftige T1-Terminal unterstützen sollten, integriert. Diese Signale eingeschlossen, ermöglichte die Wonderware-Software AENA nun insgesamt 80 000 Signale zu managen. Damit kam die Zeit für das dritte Projekt: der Einsatz der Infrastruktur für das neu gebaute Terminal T1. Dieses umfangreiche, auf drei Jahre ausgelegte Projekt stellte besondere Herausforderungen für das Team von AENA dar. Es musste die zahlreichen öffentlichen Auftragnehmer dazu bringen, zusammenzuarbeiten und neue technische Routinen und Regeln zu implementieren, die zu Beginn der Unternehmung festgelegt worden waren. Jordi Asensi, Leiter System- und Datenbankmanagement am AENA Flughafen Barcelona, sagte: „Wenn wir nicht zu Beginn die Entscheidung getroffen hätten, Routinen für jede Entwicklung zu schaffen, um uns ganz selbstverständlich mit Wonderware zu verbinden, hätten wir uns genau in der Situation wiedergefunden, die wir vermeiden wollten.“

Vor dem Bau des Terminals validierte die Abteilung, die für die Definition der Nutzeranforderungen, Schnittstellen und Design verantwortlich ist, die Prozesse. Sie testete ebenfalls Modelle, um den korrekten Betrieb zu überprüfen. Nachdem das Gebäude fertiggestellt worden war und die Feldsysteme und die Steuerungsumgebung eingesetzt wurden, testete ein unabhängiges Unternehmen jedes System vor Ort. Am Ende des T1-Projekts wurden 200 000 Signale zu den bereits bestehenden 80 000 hinzugefügt. Das vierte Projekt integrierte das Automated Luggage Transport System (SATE, Automatisiertes Gepäcktransport-System), zu dem auch die Software gehörte, die Bewegung, Ausgabe und Störungswarnung des Gepäcks verwaltet. Da SATE mit Wonderware verbunden wurde, hat der Flughafen laut Asensi eine der niedrigsten Raten für Gepäckverlust in Europa. Das letzte Projekt war die Integration der New Terminal Area Power Plant (CENAT, Kraftwerk des neuen Terminalbereiches).

Diese Anlage versorgt den Flughafen mit Energie und ist die erste Einrichtung, die AENAs „Flughafenmodell“ verwendet. Das Unternehmen hat diesen Standard für spezifische Situationen und Plattformen auf Grundlage der Model-View-Funktionen der System Platform etabliert. Schließlich wurde Ende 2010 die Struktur des Energy Control Systems (SCE, Energiesteuerungssystem) neu gestaltet, um alle elektrischen Steuerungssysteme an einem einzigen Kontrollpunkt zu vereinen. Dies vereinheitlichte die Steuerungen von vier separaten Kraftwerken, einschließlich der damit verbundenen Umweltüberwachungen für jede Anlage Mit dem Abschluss dieser Projekte managt das neue System 700 000 Signale mittels 80 Servern, die fünf Steuerungsbereiche bilden.

Technische Highlights

Laut AENA ist die Architektur des Überwachungssystems für den T1 aufgrund ihrer strukturellen Logik, Robustheit und Transparenz besonders herausragend. Sie besteht aus einem Entwicklungsserver und 19 weiteren Servern, auf denen die Wonderware System Platform ausgeführt wird. Einer von diesen agiert als Repository-Server, der die Wonderware Historian Software ausführt und die vollständige Konfiguration für alle Server enthält. Die übrigen Server sind um vier Paar redundante Objektserver herum strukturiert, die die Logik für jeden Teil des Infrastruktur-Managements enthalten; drei Paar unabhängige Kommunikationsserver, die mit Feld-PLCs kommunizieren und zwei Paar Terminalserver, die als redundante Server mit Wonderware InTouch HMI arbeiten, und Clients ermöglichen, sich mit Anwendungen zu verbinden und diese zu nutzen. Der Flughafen hat zwei Datenverarbeitungszentren, die örtlich voneinander getrennt liegen. Redundante Server befinden sich in beiden Zentren und sind durch das Glasfasernetz miteinander verbunden. Im Fall eines Stromausfalls in einem Zentrum übernimmt das andere. Der einzige Server, der nicht redundant ist – das Repository – verwendet die SAN-Technologie, um kontinuierlich seine Festplatten-Arrays lokal und extern zu replizieren. Falls dieser Server ausfallen sollte, haben die Festplatten ein Hot-Backup oder eine externe Spiegel-Festplatte. Die Integratoren nutzten die Wonderware-Software zur Erstellung eines speziellen Objekts, um auf potenzielle Konflikte in diesem redundanten System zu reagieren. Dieses Objekt wird „control of communications“ genannt. Es bewertet kontinuierlich alle Elemente in einem bestimmten Prozess, trifft Entscheidungen auf Grundlage der Daten und kommuniziert den optimalen Pfad für alle Objekte, die darüber operieren. So verhindert es eine Belastung des Systems, indem Kommunikationspfade auf eine organisiertere Weise definiert werden. Ein wichtiger Sicherheitsaspekt ist die Verbindung zwischen dem Überwachungssystem und der Videoüberwachung (CCTV). Im Fall eines Alarms können die Bediener im Leitzentrum mithilfe der Wonderware-Software Bilder und Ort des Zwischenfalls sehen und so schnell eine informierte Entscheidung treffen, um die Situation zu bereinigen. Trotz der Unabhängigkeit der beiden Systeme sind sie perfekt integriert.

Leichte Bedienung

Nach Ansicht von Oscar Saco vom Integrator Abantia Sistemas & Telecom haben die Vorlagen und Objekte der Lösung die technischen Anstrengungen während des ganzen Projekts rationalisiert. „In der Design-Phase waren die Vorlagen oberhalb jeder Gruppe von Objekten definiert, deckten bis zu vier Stufen ab und erlaubten Änderungen, ohne jedes Element modifizieren zu müssen. Vorlagenskripte definierten das Verhalten für alle Objekte. So können Systemmodifizierungen sicher und leicht durchgeführt werden. Die Navigation ist hierarchisch nach Bereich, Anlage und Einrichtung geordnet und deckt sogar detailreiche Einrichtungen innerhalb jeder Zone ab. Darüber hinaus wird die gesamte Kommunikation mit PLCs und Servern in Echtzeit durchgeführt – genauso wie die Erstellung von Grafiken, die durch Benutzer angefragt werden. Außerdem erleichtert ein Such-Tool die Ortung von Objekten.“ Ein Vorteil ist es, dass man die Steuerungsplattform normalisieren und standardisieren und viele der Entwicklungen im logischen Verhalten der Geräte wiederverwenden kann.

Vorteile einer Steuerungsumgebung

Nach zehnjähriger Arbeit ist die Steuerungsumgebung des Flughafens fast vollständig integriert und die Bindung AENAs an die Wonderware Software als ihren Standard zur die Bindung AENAs der 47 Flughäfen, die sie in Spanien betreiben, ist stärker als je zuvor. Laut Aussage des AENA-Teams ist der Vorteil, dass die Lösung ihnen ermöglicht, eine große Anzahl von Prozessen auf integrierte Weise mittels einer Plattform zu verwalten – selbst mit so zahlreichen Geräten und Signalen mit verschiedenen Sprachen.

Daten in Echtzeit

Rafael Cortés von EMTE Sistemas, dem Integrator, der für die Wartung der Steuerungsplattform verantwortlich ist, benennt einen positiven Effekt der Lösung zwischen den Flughafenabteilungen. Aufgrund der Tatsache, dass sie Datenberichte und Trendanalysen bekommen können, erklärt er: „Nach Terminal 2, als die zusätzliche Anwendungsintegration begann, gab es eine signifikante Nachfrage nach Funktionen, die ursprünglich nicht geplant waren, wie dem Umweltmanagement. Grafische Darstellungen und Verlaufsberichte waren beispielsweise hochgeschätzte Tools.“ Ein weiterer Vorteil ist, dass Abteilungsleiter nunmehr Zugriff auf die gesamten Prozessinformationen haben. Die Daten lagen früher getrennt vor und es war schwierig, Zwischenfälle zu verstehen und anzugehen.

Zentrales Alarm-Management

Die Software bietet ein verteiltes Alarm- Management in Echtzeit durch einen Alarmfilter in jeder Anlage. Für einen Flughafen ist es unmöglich, über ein zentrales Alarm-Management nachzudenken, obwohl dies die häufigste Methode zur Handhabung von Alarmmeldungen bei einem Großteil der kommerziell erhältlicher Technik ist. Falls ein ernsthafter Zwischenfall auftritt, gibt es eine Flut von Alarminformationen. Wonderware bietet ein System für die Aufnahme, das Management und die Verteilung des Alarms, das dabei hilft, eine große Zahl von Zwischenfällen zu managen.

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