Steuerung verfahrenstechnischer Miniplants

Miniplants werden in der Forschung eingesetzt, um Katalysatoren für verfahrenstechnische Prozesse zu entwickeln oder zu verbessern. Dazu werden verschiedenste Gase und Flüssigkeiten dosiert, gemischt, ggf. verdampft und unter definierten Druck- und Temperaturbedingungen über den zu testenden Katalysator geleitet. Die Gasmischung vor und nach dem Reaktor wird auf ihre Bestandteile analysiert und daraus die Aktivität und Effektivität des Katalysators bestimmt.
Die Prozessleittechnik der Anlage muss die Signale aller Sensoren/Aktoren und aller Geräte an einem Punkt zusammenführen und entsprechend steuern, regeln, überwachen und aufzeichnen.

Die Hardware für die Steuerung und Regelung der Miniplant basiert auf einem 19" CompactPCI-Rack mit einer 8-slot 3U Backplane, einem Pentium M 760 Prozessor mit 2 GHz und verschiedenen I/O-Karten. Je nach Konfiguration der Miniplant kann das Rack mit Karten für Profibus, Modbus, Ethernet, analoge Signale, digitale Signale oder serielle Anbindungen betrieben werden. Besteht Bedarf an sehr hoher Prozessorleistungen, werden mehrere Racks geclustert und Anwendungsprozesse verteilt.

Als Real-time Software wird CODESYS SP RT 2.3 unter Windows XP verwendet. Hierüber werden alle Geräte zentral konfiguriert und in Echtzeit angesprochen, wodurch ein höherer Bedienkomfort gewährleistet und eine präzise Messwerterfassung sichergestellt wird. Ebenso ist hier die frei programmierbare Ablaufsteuerung realisiert. Weitere Funktionalitäten wurden modular strukturiert und in mehreren Non-real-time-Anwendungsprogrammen zusammengefasst, die parallel ausgeführt werden.

Zum Bedienen und Beobachten wurde eine individuelle Anwendungssoftware mit grafischer Oberfläche (HMI) entwickelt, die auf jedem handelsüblichen PC, Notebook oder tragbaren Geräten ausführbar ist. Ein oder mehrere HMI-Server stellen die nötigen Daten auf Anforderung bereit.