Bunge Leitsystem-Migration China | SENTRADO
Eine detaillierte Fallstudie über die Industriedienstleistung von SENTRADO, die messbare Ergebnisse für die Lebensmittelverarbeitung in China liefert.
Projekthintergrund & Zielsetzungen
Bunge, der weltweit führende Agrokonzern und Hersteller von Lebensmittelzutaten, beauftragte SENTRADO mit der vollständigen Migration eines veralteten industriellen Steuerungssystems (ICS) zu einem Siemens PCS 7 DCS in seinem Sojaverarbeitungskomplex in China. Das Projekt umfasste die Ablösung eines veralteten DCS, das fast zwei Jahrzehnte in Betrieb war, durch eine moderne, integrierte Plattform, die die nächste Wachstumsphase und die digitale Transformation der Anlage unterstützen wird.
Das bestehende ICS war zwar über viele Jahre zuverlässig, wurde aber zunehmend aufwendig und kostspielig in der Instandhaltung. Der ursprüngliche Hersteller hatte den Support eingestellt, die Lieferzeiten für Ersatzteile erstreckten sich über Monate, und dem System fehlten die Konnektivität und Datenfunktionen, die für die moderne Produktion erforderlich sind. Bunge benötigte einen Migrationspartner, der eine umfassende schlüsselfertige Lösung liefern konnte – vom Engineering und der Schaltschrankfertigung über die Softwareentwicklung und Inbetriebnahme bis hin zum langfristigen Support – und über nachgewiesene Erfahrung bei groß angelegten DCS-Migrationen in der Lebensmittelverarbeitung verfügt.
Die lokale Präsenz von SENTRADO in China war ein entscheidender Faktor, der eine enge Zusammenarbeit mit dem Engineering-Team von Bunge während des gesamten Projekts sowie eine schnelle Reaktion vor Ort bei Bedarf ermöglichte. Das Projekt wurde von unserem Hauptsitz in Peking und unserem Fertigungswerk in Yanjiao aus realisiert.
Zu lösende Problemstellungen
1. Abgekündigte ICS-Plattform
Das bisherige DCS wurde vom Originalhersteller nicht mehr unterstützt. Kritische Komponenten wie I/O-Karten, Netzteile und Bedienerstationen wiesen zunehmende Ausfallraten auf, wobei Ersatzteile nur über Drittanbieter zu überhöhten Preisen erhältlich waren.
2. Anforderung an den kontinuierlichen Betrieb
Die Sojabohnenverarbeitung ist ein kontinuierlicher Prozess. Die Extraktions- und Raffinationsanlagen können ohne erhebliche Produktverluste, Maschinenbelastungen und mehrtägige Anlaufzeiten nicht gestoppt und wieder gestartet werden. Die Migration musste die Produktionskontinuität durchgehend gewährleisten.
3. Migration des Datenhistorians
Jahrelange historische Prozessdaten, die im bisherigen Historian gespeichert waren, mussten erhalten und auf die neue Plattform migriert werden. Diese Daten waren unerlässlich für die regulatorische Berichterstattung, die Prozessoptimierung und die langfristige Trendanalyse.
4. Reengineering der Funktionsbausteine
Die über viele Jahre entwickelte Steuerungslogik des Altsystems enthielt undokumentierte Modifikationen und kundenspezifisch abgestimmte Parameter, die für die jeweilige Anlage optimiert worden waren. Eine einfache Code-Übersetzung Zeile für Zeile würde das in diese Modifikationen eingebettete operative Know-how nicht erfassen.
5. Veränderung Management für das Bedienpersonal
Das Bedienpersonal der Anlage verfügte über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung mit dem alten HMI. Eine radikale Änderung der Benutzeroberfläche könnte in der Übergangsphase zu Bedienfehlern führen. Das neue System musste moderne Benutzerfreundlichkeit mit vertrauten Bedienkonzepten in Einklang bringen.
Unser Ansatz & Systemarchitektur
SENTRADO realisierte eine vollständige EPC-Migration (Engineering, Procurement, Construction) auf die Siemens PCS 7 DCS-Plattform unter Verwendung von AS 410-Steuerungen mit dezentraler ET 200SP HA E/A-Peripherie. Das System wurde mit voller Redundanz auf Steuerungs-, Netzwerk- und Serverebene ausgelegt, um die Verfügbarkeit zu maximieren. Die Migrationsstrategie verfolgte einen sequenziellen, bereichsweisen Ansatz, bei dem jede Prozesszelle – von der Annahme und Vorbereitung über die Extraktion und Raffination bis hin zur Abpackung – unabhängig voneinander während sorgfältig geplanter Wartungsfenster umgestellt wurde.
Anstatt den Legacy-Code einfach zu übersetzen, arbeiteten die Prozessingenieure von SENTRADO Hand in Hand mit den leitenden Bedienern von Bunge, um das tatsächliche Regelverhalten zu dokumentieren, einschließlich aller undokumentierten Einstellparameter und operativen Workarounds. Dieses Wissen wurde anschließend unter Verwendung der Funktionsbausteine der Advanced Process Library (APL) von PCS 7 reengineert, die eine überlegene Regelungsleistung, integrierte Diagnosen und standardisierte Faceplates bieten. Die Historian-Migration nutzte eine Pipeline zur Datenextraktion und -transformation, die über 10 Jahre Prozessdaten bei vollständiger Zeitstempel-Integrität bewahrte.
Der HMI-Entwurfsprozess umfasste mehrere Prüfungsschleifen mit dem Betriebsteam von Bunge, um sicherzustellen, dass kritische Informationen in einem vertrauten Layout präsentiert werden und gleichzeitig moderne ergonomische Prinzipien berücksichtigt werden. Das neue WinCC-System umfasst hochperformante Prozessgrafiken, Alarm-Shelving, ergonomische Farbschemata und einen mobilen Viewer für Schichtleiter. Eine umfassende Bediener-Schulung wurde mit einem Simulator durchgeführt, der das tatsächliche Anlagenverhalten vor dem Go-Live realistisch nachbildete.
Highlights der Systemarchitektur
- Siemens PCS 7 v9.1 mit redundanten AS 410-Steuerungen
- Dezentrale ET 200SP HA E/A-Peripherie mit vollständiger Hot-Swap-Fähigkeit
- Sequenzielle, bereichsweise Migration unter Aufrechterhaltung der Produktionskontinuität
- Erfassung von Prozesswissen und Reengineering der APL-Funktionsbausteine
- Migration von über 10 Jahren Historian-Daten bei vollständiger Zeitstempel-Integrität
- WinCC OA mit hochperformanten HMI-Grafiken und Alarm-Shelving
- Redundante Server, Netzwerke und Steuerungen auf allen Ebenen
- Bediener-Trainingssimulator mit anlagetreuem dynamischem Modell
Systemparameter & Konfiguration
| Leitsystem | Siemens PCS 7 DCS v9.1 |
| Steuerungen | 4 × AS 410 (redundante Paare) |
| Gesamtzahl der E/A-Punkte | 3.600+ (AI: 520, AO: 180, DI: 2.100, DO: 800) |
| Kommunikationsprotokoll | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / OPC UA |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 5 OS + 2 EWS + Webserver |
| Schaltschränke | 14 × IP54 mit redundanter Kühlung |
| Dezentrale E/A-Stationen | 24 × ET 200SP HA |
| Historian | Process Historian mit über 10 Jahren migrierten Daten |
| Stromversorgung | 380V 3-phasig, 50Hz, USV-gesichert |
| Redundanz | Vollständige CPU-, Netzwerk- und Server-Redundanz |
| Migrationsphasen | 6 sequenzielle Prozessbereichsumschaltungen |
| Datenintegrität | 100 % historische Daten erhalten und zugänglich |
Hauptkomponenten & Hardware
Siemens AS 410 Steuerung
6ES7410-5HX08-0AB0
PCS 7 Hochleistungs-AS
ET 200SP HA E/A
6DL5110-0AL10-0AX0
Hot-Swap-Remote-I/O für PCS 7
PCS 7 Engineering Suite
6ES7658-5AX18-0YA5
DCS-Engineering-Software
WinCC OA Server
6AV6371-1DN07-0AX0
SCADA-Server mit Redundanz
SCALANCE X308-2
6GK5308-2FL10-2AA3
Managed PROFINET-Switch Layer 3
SITOP UPS1600
6EP4137-3AB00-0AY0
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
SITRANS FM MAG 5000
7ME6910-1AA30-1AA0
Elektromagnetischer Durchfluss-Transmitter
Rittal VX25 Schrankgruppierung
VX 8806.000
Modulares Schrankgruppierungssystem
Projektphasen
Erfassung von Prozesswissen
6 WochenZusammenarbeit mit Bedienern zur Dokumentation des tatsächlichen Regelverhaltens
Detailengineering
10 WochenDCS-Architektur, I/O-Planung, Schaltschrankentwurf
Schaltschrankfertigung
8 Wochen14 Schaltschränke im SENTRADO-Werk gefertigt
Softwareentwicklung
14 WochenPCS 7 Engineering, APL-Bausteine, HMI, Historian
FAT & Simulation
4 WochenVollständiger Systemtest mit Bedienertrainings-Simulator
Migration Phase 1-3
12 WochenUmstellung in den Bereichen Vorbereitung, Extraktion und Raffination
Migration Phase 4-6
10 WochenUmstellung in den Bereichen Abfüllung, Versorgung und Lagerung
SAT & Optimierung
4 WochenLeistungsoptimierung, finale Dokumentation, Übergabe
Messbare Ergebnisse
Leistungsdaten nach der Systeminbetriebnahme und dem Dauerbetrieb verifiziert.
Keine ungeplanten Ausfälle während der Migration
Alle historischen Daten migriert und zugänglich
DCS-Verfügbarkeit nach der Migration
Mittlere Instandsetzungszeit deutlich reduziert
Vorher vs. Nachher: Quantifizierter Vergleich
| Kennzahl | Vorher | Nachher | Veränderung |
|---|---|---|---|
| Produktion während der Migration | Risiko eines langandauernden Ausfalls | 100% Kontinuität | Keine Ausfälle |
| Zugriff auf historische Daten | Fragmentierte Altsysteme | 100% migriert & zugänglich | Vollständiger Zugriff |
| Systemverfügbarkeit | ~95% (veraltetes DCS) | 99.8% | +4,8 Punkte |
| Mittlere Instandsetzungszeit (MTTR) | Stunden (manuelle Diagnose) | 40% schneller durch Diagnose | −40% |
| Plattformstandardisierung | Mehrere Altplattformen | Einheitliche Siemens-Plattform | Vereinheitlicht |
Daten basieren auf den Inbetriebnahmeberichten des Projekts und kontinuierlichen Betriebsmessungen. Der Name des Kunden ist nur unter NDA verfügbar.
Auswirkung auf das Geschäftsergebnis
Das gelieferte Automatisierungssystem übertraf alle im Vertrag festgelegten Leistungsziele und erzielte im Vergleich zum Ausgangsbetrieb einen höheren Durchsatz, einen geringeren Energieverbrauch und eine verbesserte Produktqualität. Der Kunde berichtete über eine vollständige Amortisation der Investition innerhalb des prognostizierten Amortisationszeitraums und hat SENTRADO seither mit weiteren Erweiterungsphasen der Anlage beauftragt.
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Ob Sie eine vollständige DCS-Migration, kundenspezifische SPS-Schaltschränke oder eine schlüsselfertige Automatisierungslösung benötigen – unsere Ingenieure stehen Ihnen bereit. Fordern Sie noch heute eine kostenlose Beratung und ein Angebot an.