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PROFIBUS bei zwei Kelvin

Zur Steuerung und Überwachung der MSR Technik vertraut man beim Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY seit Jahren auf PROFIBUS DP und PA. Eine Herausforderung der besonderen Art stellt das Kontrollsystem für die im Forschungszentrum betriebenen Kälteanlagen dar: Hier wird das superfluide Helium II erzeugt, das die supraleitenden Cavities (Hohlraumresonatoren) und Magnete der Beschleuniger auf zwei Kelvin kühlt.

Auf einen Blick:

// Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) vertraut auf PROFIBUS DP und PA

// Kälteanlage wird für Projekt XFEL umgebaut

// Zwei individuelle PROFIBUS-Lösungen für XFEL und Testanlage

// PROFIBUS DP und PA überzeugen durch Anwenderfreundlichkeit und Zuverlässigkeit

Mit dem Linearbeschleuniger European XFEL realisiert man bei DESY derzeit eine Forschungsanlage der Superlative. Sie wird ultrakurze Laserlichtblitze im Röntgenbereich erzeugen – milliardenfach energiereicher als bei Röntgenstrahlungsquellen herkömmlicher Art. Erstmals können hier zum Beispiel Vorgänge im Nanokosmos in Realzeit beobachtet werden. Für den neuen Beschleuniger und für die erforderliche Testanlage (AMTF) baut man auch Teile der Kälteanlagen um.

Zwei Anlagen – zwei Lösungen

ie Kälteanlage für den European XFEL wird im 24/7 Betrieb laufen und über das Kontrollsystem EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) gesteuert. Die redundanten EPICS IOCs kommunizieren über PROFIBUS DP mit den E/A Komponenten. Ventile, Drucktransmitter, Flowtransmitter sind in PROFIBUS PA-Technik miteinander vernetzt. Die Feldgeräte sind über Segment-Protektoren angeschlossen, die Störungen der Datenübertragung verhindern und Arbeiten an Feldgeräten im laufenden Betrieb ermöglichen. Über das Ethernet-Kontrollnetz sind die Anlagenteile mit dem PLS verbunden. Alle wichtigen Komponenten wie Stromversorgung und Segmentkoppler (SK3 von Pepperl+Fuchs), Optical Link Module und LWL (Doppelring) sind redundant ausgelegt. Zusätzlich wird die Feldbusphysik selbst überwacht. Da für die Kälteversorgung der Testanlage AMTF kein 24/7 Dauerbetrieb erforderlich ist, konnte hier auf redundante Komponenten und Segment-Protektoren verzichtet werden. Man entschied sich daher für den kompakten Segmentkoppler (Modell SK3 von Pepperl+Fuchs) und eine Busstruktur von Gerät zu Gerät.

Das Fazit

Der Einsatz von PROFIBUS DP und PA bei der Überwachung und Steuerung der DESY-Kälteanlagen hat sich auf vielfältige Weise bewährt: Die einfache Anlagenplanung ohne den Einsatz spezieller Werkzeuge, unkomplizierte Dokumentation (zum Beispiel über Excel oder Visio) sowie die einfache Installation und Inbetriebnahme. Hinzu kommen die sehr guten Diagnosefähigkeiten, die das Feldbus Protokoll ermöglicht – sie helfen Anlagenfehler frühzeitig zu diagnostizieren (preventative Maintenance) und durch vorbeugende Instandhaltung eine maximale Verfügbarkeit der Anlagen zu gewährleisten.


Foto 1: Der Leittechnikraum: Die Kälteanlage wird im 24h Betrieb gefahren und überwacht. Für Experimente produzierte die Kälteanlage bisher mit einer Verfügbarkeit von über 99%.


Foto 2: Kompressoren für Helium


Foto 3: Ventile mit PROFIBUS PA auf einer Coldbox. Über Segment Protektoren mit Kurzschlussschutz an den Feldbus angeschlossen.

Pepperl+Fuchs GmbH – Lilienthalstraße 200 – 68307 Mannheim


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Fotos: Pepperl + Fuchs GmbH

Stichwörter:
DESY, Helium 2, Prozessautomation, Leittechnik, 24/7, PROFIBUS PA, PROFIBUS DP, Diagnose, Pepperl Fuchs

C&M 4 / 2013

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 4 / 2013.
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