Modernisierung eines QMA-Systems

Herausforderung
Gewachsenes QMA-System sicher in die Zukunft überführen

Eine Schachtanlage nutzt, die von gefeba entwickelte, Qualitätssicherungs- und Messwerterfassungsanlage QMA zur lückenlosen Protokollierung der unter Tage verfüllten Baustoffe und Fluide. 

Die Materialverfolgung beginnt bereits bei der Anlieferung über Tage und reicht über Silos, Bunker, Mischer und Förderwege bis zum verfüllten Bauwerk unter Tage. Das bestehende System aus dem Jahr 2005 sollte hardware- und softwareseitig auf einen aktuellen Technologiestand gehoben werden, ohne die Nachvollziehbarkeit der bestehenden Prozesse zu gefährden. Anspruchsvoll war dabei insbesondere die Verbindung aus historisch gewachsener Systemlandschaft, laufender Anlagenverfügbarkeit, komplexen Schnittstellen zu PCS 7, Materialverfolgung, Dokumentenablage, Barcode-Prozessen sowie den Anforderungen an IT-/OT-Segmentierung, Datensicherung und langfristige Wartbarkeit.

Lösung
Modulare Modernisierung mit Parallelbetrieb und abgesicherter Systemarchitektur

Die gefeba konzipierte für die QMA eine moderne, modular aufgebaute Systemarchitektur auf Basis virtualisierter Rechnersysteme. Für die Anlagenteile BSA1, BSA2, AFL1 und AFL2 ist jeweils ein autarkes System vorgesehen, sodass Wartung, Updates und spätere Erweiterungen an einzelnen Bereichen möglich sind, ohne andere Anlagenteile unmittelbar zu beeinflussen. Die neue Plattform basiert auf zwei Proxmox-Servern mit getrennten virtuellen Maschinen für Datenbank, Anwendungen, Webdialoge, Dienste, Schnittstellen und Bestandskomponenten. Als zentrale Datenbasis wird PostgreSQL eingesetzt; Dokumente wie Lieferscheine und Probennachweise werden strukturiert auf externem NAS-Speicher abgelegt.

Ein wesentlicher Bestandteil war die Migration der bestehenden QMA-Daten. Dazu gehören Vorgänge, Lieferungen, Sperrmeldungen, Bilanzdaten, Konfigurationen, Benutzer- und Rechteinformationen sowie Dokumente mit Vorgangsbezug. Parallel dazu wurden die bestehenden QMA-Dialoge und Reports als Web-Anwendung neu aufgebaut. Bediener können dadurch autorisiert über Browser auf Dialoge, Berichte und Dokumente zugreifen. Barcode-Scanner, Barcode-Drucker und Dokumentenscanner wurden in die Bedienprozesse eingebunden. Eingescannte Dokumente werden automatisch verarbeitet, per Barcode einem Vorgang zugeordnet und bei nicht eindeutiger Zuordnung in einen Klärungsprozess für den Bediener überführt.

Für die Inbetriebnahme plante gefeba einen Parallelbetrieb zwischen Alt- und Neusystem. Mengenflüsse, Abfertigungsfolgen und Vorgänge werden in dieser Phase so geführt, dass die neue QMA geprüft und schrittweise in den produktiven Betrieb überführt werden kann. Die Kommunikation mit der PCS 7-Ebene erfolgt über den gefeba Telegramm-Manager TM5 und entsprechende TCP/IP-Telegramme. Gleichzeitig wurde die alte ibaPDA-/Oracle-basierte Übergabe perspektivisch durch eine direkte, telegrammbasierte Anbindung ersetzt.

Zur Erhöhung der Verfügbarkeit realisierte gefeba ein ONLINE-/STANDBY-Konzept. Der gefeba Runtime Manager übernimmt die Umschaltung der aktiven Rollen, verhindert konkurrierende Prozessführung und ermöglicht sowohl automatische als auch manuell angestoßene Umschaltungen. Die Datenbank wird über Streaming-Replikation und WAL-Mechanismen synchron gehalten; ergänzend sichern Proxmox Backup Server, NAS-Ablagen und zusätzliche Vollbackups die Wiederherstellbarkeit. Die neue Netzwerktechnik trennt QMA-Netz, Prozessnetz, DMZ, ITK-Netz und PCS 7-Anlagenbus über Firewalls und definierte Kommunikationswege. Monitoring, Service-PC, Fernzugriff und NTP-Zeitsynchronisation ergänzen die Betriebs- und Wartungsarchitektur.

Ergebnis
Mehr Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Zukunftssicherheit für die Materialverfolgung

Mit der Modernisierung erhält der Kunde eine technisch aktuelle und deutlich besser strukturierte QMA-Plattform. Die Materialverfolgung bleibt über die bestehenden Betriebsprozesse hinweg nachvollziehbar, während Hardware, Datenbank, Bedienoberflächen, Schnittstellen, Dokumentenverarbeitung und Netzwerkanbindung auf eine moderne Grundlage gestellt werden. Die autarke Systemstruktur je Anlagenteil verbessert die Wartbarkeit und reduziert Abhängigkeiten zwischen den Anlagenbereichen. Durch ONLINE-/STANDBY-Betrieb, Datenbankreplikation, Backup-Konzept, Monitoring und segmentierte Netzwerktechnik entsteht eine robuste Basis für den langfristigen Betrieb. Gleichzeitig schafft das neue Datenmodell mit Kammern, Abschnitten und systemübergreifend eindeutigen Vorgangs- und Bauwerksstrukturen eine stabile Grundlage für spätere Erweiterungen und anlagenübergreifende Auswertungen.

Projektart
Retrofit einer Qualitätssicherungs- und Messwerterfassungsanlage
Leistungen
Systemarchitektur, Hardware-Modernisierung, Software-Migration, Datenmigration, Web-Dialoge
Technologien
Proxmox VE, Proxmox Backup Server, PostgreSQL, Microsoft Blazor
Branche
Endlagerung / Bergbau / technische Infrastruktur
Server / Virtualisierung
2 Proxmox-Server als Hostsysteme
Bedienebene
5 QMA-Client-PCs
Monitoring
Paessler PRTG
Dialoge
Webbasierte QMA-Dialoge, Abfertigungsfolge, Vorgangsverwaltung, Stammdaten, Anlieferung, historische Containeranlage und Bunkerabgleich
Reports
ca. 13 QMA-Reports als PDF

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