Aus der Luft betrachtet erscheint ein Flughafen bei Tag und insbesondere bei Nacht wie eine riesige beleuchtete Stadt. Die am besten erkennbaren Leuchtpunkte gehören zu den Befeuerungsanlagen der Start- und Landebahnen. Am Frankfurter Flughafen wurde die nur wenige Kilometer entfernt gelegene Cegelec mit der Erarbeitung eines Konzepts betraut, bei dem die Flugfeldbeleuchtung von einem redundanten Leitsystem des Typs PVSS II von ETM-Siemens gesteuert wird. Das Leitsystem bildet die erste Stufe eines durchgängigen Redundanzkonzepts, welches auf dem Fernwirk-Protokoll IEC 60870-5-104 aufsetzt. Zur Befeuerung der Start- und Landebahnen des Vorfelds kommen Befeuerungskomponenten von Siemens, Induperm und Lucebit zum Einsatz. Daher setzte die Fraport AG die Verwendung des Feldbussystems PROFIBUS DP für die Datenübertragung voraus. Bei der Ankopplung der PROFIBUS-Teilnehmer an die Controller entschied sich Cegelec zur Nutzung der PROFINET-IO-Proxys vom Typ FL NP PND-4TX PB von Phoenix Contact. Der Proxy stellt für die Lucebit-Komponenten einen Klasse-1-Master im PROFIBUS-DP-System dar. Gleichzeitig fungiert er bei der überlagerten Steuerung als PROFINET-IO-Device. Die Besonderheit der Lucebit-Geräte liegt darin, dass jeder Teilnehmer zwei PROFIBUSDevices repräsentiert. Auf diese Weise lassen sie sich über zwei unterschiedliche PROFIBUS Master an zwei PROFINET-Controller anbinden. Jeder Controller verfügt somit über ein eigenes unterlagertes Netzwerk, in dem die gleichen Endgeräte eingesetzt werden. Permanenter Austausch Die nächste Stufe des Redundanzkonzepts besteht aus den beiden PROFINET-Controllern. Cegelec wählte hier Hochleistungs- Steuerungen vom Typ RFC 470 PN 3TX von Phoenix Contact. Die Remote Field Controller Jeder einzelne Befeuerungspunkt ist unscheinbar, für sichere Starts und Landungen sind sie jedoch unv tauschen die aktuellen Zustände der PROFIBUS-Devices sicherzustellen, tauschen unterlagerten Befeuerungskomponenten permanent über eine TCP/IP-Verbindung miteinander aus. Die SPSen werden auf Basis der Fernwirklösung Resy+ an das Leitsystem angekoppelt. Diese umfasst verschiedene Funktionsbaustein-Bibliotheken, die das Implementieren zusätzlicher Funktionen und Protokolle auf einem Controller ermöglichen. In diesem Projekt verwendet Cegelec die Resy-104-Bibliothek, die das Fernwirk-Protokoll gemäß IEC 60870-5-104 umsetzt. So lässt sich das Redundanzkonzept auf allen Ebenen realisieren. Hohes Maß an Sicherheit Das Ziel des beschriebenen Redundanzkonzepts liegt darin, ein hohes Maß an Ausfallsicherheit zu erreichen. Sollte die Verbindung eines Reglers zum Controller unterbrochen werden, kann dieser über den zweiten Proxy und damit den zweiten Controller mit dem Leitsystem kommunizieren. Das erfordert eine kontinuierliche Verbindungsüberwachung der Teilnehmer seitens der beiden RFC 470 PN 3TX, die durch einen Teil der I/O-Daten durchgeführt wird. Um eine zuverlässige Kontrolle der Verbindung des Leitsystems mit den die Devices permanent Daten mit den überlagerten PROFINET-Controllern aus. Ändern nun die Daten eines Teilnehmers ihren Wert auf null, stellt das System einen Verbindungsfehler fest. Die Zustände jedes Teilnehmers eines Netzwerks werden von jedem Controller an den anderen Controller übertragen. Eines der Geräte arbeitet dabei als Master, das andere als Slave. Erkennt der Master, dass ein Verbindungsfehler aufgetreten ist, der nicht am Slave liegt, geht die Prozessführung auf den anderen Controller über. Zur Verringerung des Datenaufkommens und Verhinderung von Störmeldungen verfügt die Lösung über eine Besonderheit. Das System wurde so aufgesetzt, dass die I/O-Daten nur über einen Weg zum Leitsystem gesendet werden können. Dazu begrenzt das Redundanzkonzept an den PROFINET-Controllern die Master-Funktion auf eines der beiden Geräte. Auf diese Weise kann lediglich der Master-Controller die I/ODaten der unterlagerten PROFINET-Devices an das Leitsystem kommunizieren. Sollte es zu Fehlern oder Ausfällen im System kommen, werden die empfangenen Daten zum Führen einer Störstatistik genutzt. Safety first Um das gefahrlose Starten und Landen der Flugzeuge an einem Flughafen sicherzustellen, ist eine lückenlose Steuerung und Überwachung der Befeuerungsanlagen unabdingbar. Verantwortlich für die Datenübertragung am Frankfurter Flughafen ist PROFIBUS. 10 PROFIBUS & PROFINET JOURNAL | AUSGABE 2/2013
02_2013_PNO-Journal_final
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