… Komplexe ITSysteme überwachen steuern und optimieren technische Prozesse in Industrieanlagen und Infrastrukturen durch den Einsatz von Sensoren Aktoren Feldgeräten und Software …

Leitsysteme

Leitsysteme sind komplexe informationstechnische Systeme, die zur Überwachung, Steuerung, Regelung und Optimierung von technischen Prozessen eingesetzt werden. Sie bilden das zentrale Nervensystem vieler industrieller Anlagen und Infrastrukturen, insbesondere in Branchen wie der Energieversorgung (Kraftwerke, Stromnetze, Gasnetze), der Wasserwirtschaft, der Chemieindustrie, der Prozessindustrie und der Verkehrstechnik.

Ein Leitsystem besteht aus mehreren Komponenten, die miteinander interagieren:

• Sensoren und Aktoren: Sensoren erfassen Prozessdaten (z.B. Temperatur, Druck, Durchfluss, Füllstand), während Aktoren (z.B. Ventile, Pumpen, Motoren) auf Basis der vom Leitsystem erzeugten Steuersignale in den Prozess eingreifen.

• Feldgeräte: Dies sind die an den Prozess angeschlossenen Geräte, die die Messwerte erfassen und die Steuersignale ausführen (z.B. Temperaturfühler, Drucktransmitter, Stellventile). Die Kommunikation zwischen Feldgeräten und dem Leitsystem erfolgt oft über Feldbusse.

• Leitsystemhardware: Dies umfasst die Steuerungsrechner (Redundanz ist oft wichtig für die Ausfallsicherheit), die Kommunikationsinfrastruktur (Netzwerke, Feldbusse), die Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI) und die Peripheriegeräte (z.B. Drucker, Archive).

• Leitsystemsoftware: Die Software umfasst die Prozessleittechnik (PLC-Programme, SCADA-Software), Datenbanken zur Speicherung von Prozessdaten, Anwendungsapplikationen für die Prozessüberwachung und -steuerung sowie die zugehörigen Entwicklungswerkzeuge. Die Software verarbeitet die von den Sensoren erfassten Daten, berechnet Steuersignale und visualisiert den Prozesszustand auf der MMI. Sie ermöglicht oft auch die Fernüberwachung und -steuerung.

• Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI): Die MMI ist die Schnittstelle zwischen dem Bediener und dem Leitsystem. Sie ermöglicht die Überwachung des Prozesszustandes, die manuelle Steuerung und Eingriffe in den Prozess sowie die Diagnose von Störungen. Moderne MMIs sind oft grafisch aufbereitet und bieten eine intuitive Bedienung.

Die Aufgaben von Leitsystemen umfassen:

• Prozessüberwachung: Kontinuierliche Erfassung und Anzeige von Prozessdaten.
• Prozessregelung: Automatische Regelung von Prozessparametern, um gewünschte Sollwerte einzuhalten.
• Prozessoptimierung: Verbesserung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Prozesses.
• Störfallmanagement: Erkennung und Behebung von Störungen.
• Berichtswesen: Erstellung von Berichten und Statistiken.

Die Wahl des geeigneten Leitsystems hängt von der Komplexität des zu überwachenden und zu steuernden Prozesses, den Anforderungen an die Sicherheit und Verfügbarkeit sowie den Budgetbeschränkungen ab. Es gibt verschiedene Architekturen und Technologien für Leitsysteme, von einfachen, dezentralen Systemen bis hin zu komplexen, verteilten Systemen.

Gewusst?

Erläutern Sie den Unterschied zwischen Sensoren und Aktoren im Kontext eines Leitsystems und geben Sie jeweils ein Beispiel für die Energieversorgung an.