Komplexe Steuerungsaufgaben bewältigt

Susanna Stock

Mit ca. 650 Beschäftigten werden in Leppersdorf mehr als 35000t Milch- und Molkepulver pro Jahr hergestellt, ca.18000t Butter produziert, 30000t Schnittkäse (Gouda/Edamer), 10000t Mozzarella und 10000t Sauermilchkäse gefertigt, 140Mio. Einheiten H-Milch sowie 5Mio. Einheiten Frischmilch pro Jahr abgefüllt. Sauermilch- und Joghurt-Erzeugnisse (750Mio. Einheiten/Jahr) runden das Produktionsprogramm ab. Die logistischen, produktionsbezogenen und steuerungstechnischen Anforderungen an solche Verarbeitungsdimensionen können nur mit leistungsfähigen Systemen gelöst werden. Das Werk in Leppersdorf (mit 59000m2 bebauter Fläche) wird beispielsweise vom Prozeßleitsystem OS-NT über insgesamt drei Leitwarten kontrolliert. Das PC-basierte System arbeitet unter Windows NT mit einer Datenbank sowie einem Visualisierungstool. Die Steuerung der fast unzählbaren Meß-, Kontroll- oder Bewegungsvorgänge erfolgt über digitale beziehungsweise analoge Ein- und Ausgangsmodule der Interbus-ST-Familie.

Der hohe Automatisierungsgrad des Betriebes ist der Tribut an die wichtigste Zielsetzung der Molkerei, die dieses hochmoderne Werk in erster Linie auf hohen Ausstoß ausgelegt hat. Dieser ist eben auch ein Garant für die sächsische Milchwirtschaft, daß die produzierte Milch schnellstmöglich und vor Ort zu wertvollen Produkten veredelt werden kann.

Der Umfang an Automatisierungsaufgaben umfaßte 3800 Ventile, 430 motorische Antriebe, 176 Frequenzumrichter, 815 analoge Meßwerte (Temperatur, Druck, Füllstand, Leitwert), 270 Regelkreise und 105 induktive Durchflußmesser. Diese und weitere Signale galt es zu verarbeiten und damit Steuerungs- und Regelungsaufgaben zu lösen. Insgesamt wurden inzwischen ca. 4550 Magnetventile (3/2 Wege-Magnetventile), 1550 digitale Eingangssignale, 655 digitale Ausgangssignale, 1080 analoge Eingangs- und 134 analoge Ausgangssignale (Stand: Juni 1997) im Werk eingesetzt. Hinzu kommen 150 Busklemmen, 95 Digitaleingangsmodule mit 16 digitalen Eingangssignalen, 26 Digitaleingangsmodule mit 32 digitalen Eingangssignalen, 28 Digitalausgangsmodule mit 16 digitalen Ausgangssignalen und 22 Digitalausgangsmodule mit 32 digitalen Ausgangssignalen und schließlich 294 Analogeingangsmodule sowie 47 Analogausgangsmodule.

Als Hardware sind 25 speicherprogrammierbare Steuerungen im Einsatz. Die Kommunikation der Steuerungen untereinander sowie mit den übergeordneten 20 Prozeßleitstationen erfolgt über ein redundant aufgebautes Netzwerk (Lichtwellenleiter und Industrial Twisted Pair) mit einem Protokoll. Das Systemspektrum eines namhaften Herstellers löst vom Aktor-Sensor-Interface (zur Steuerung der Frequenzumrichter und zur Kopplung von Vor-Ort-Bedienfeldern) über Industrial Ethernet bis zum ATM-Backbone die entsprechenden Aufgabenstellungen. Die Verbindung zur Peripherie ist mit dem Interbus-S realisiert.

1994 hat die Molkerei Müller über ihre Tochtergesellschaft, die Sachsenmilch-Anlagen Holding AG, das ehemalige Sachsenmilch-Werk, dessen Planung und Grundsteinlegung schon zwei Jahre zuvor datiert war, übernommen. Gerade die Möglichkeit, nahezu die gesamte Palette der Müller-Milch-Produkte in einem Werk fertigen zu können, gab den Ausschlag für diese strategische Entscheidung. Optimaler innerbetrieblicher Materialfluß, die gemeinsame Nutzung von Ver- und Entsorgungseinrichtungen sowie die moderne Automatisie-rungstechnik sind Voraussetzung für niedrige Herstellkosten. Wie Techniker Matthias Baum, in Leppersdorf mit der Planung neuer Projekte betraut, erklärt, basiert die hohe Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen zu einem großen Teil auf dem Einsatz der Interbus-Technologie. Dank der hohen Diagnosefähigkeit des Systems können Störungen im Betriebsablauf oder an einzelnen Anlagen sehr schnell erkannt, behoben und für die Zukunft vermieden werden.

Die Steuerungsplanung des Werkes nutzte von Anfang an das hohe Automatisierungs- und Rationalisierungspotential des Interbus-Systems. Durch den Einsatz von 100 Interbus-Schränken und 150 Pilotventil-Schränken mit Interbus-Schnittstelle wurde der Verkabelungsaufwand in der Molkerei zwischen den Aggregaten und den Steuerständen minimiert. Die Interbus-Module übernehmen in dem weitläufigen Werk diverse Aufgaben. Zum Beispiel verbindet das Interbus-System in allen Produktionsbereichen die Automatisierungsgeräte mit der Peripheriesteuerung. Konkret bedeutet dies, daß Ventile geöffnet und geschlossen, Pumpen aktiviert, Temperaturen gemessen oder Drücke und Mengenströme überwacht werden. Die über die Interbus-Module eingegangenen Daten werden dann von der Prozeßsteuerung analysiert und übertragen. Dazu dienen standardisierte Funktionen in der SPS. Auf diese Datenschnittstellen greift das Prozeßleitsystem für die Steuerung, Überwachung und Visualisierung zu. Die Interbus-ST-Familie beinhaltet sowohl analoge als auch digitale Ein- und Ausgangsmodule, die je nach Anforderung ihre Aufgaben im System erfüllen. Der große Vorteil dieses Systems liegt darin, daß Weiterleitung der binären und analogen Signale an die SPS ohne aufwendige Einzelverkabelung erfolgt.

Die Molkerei Müller verfügt in Leppersdorf über neun Abfüllanlagen für Sauermilch- und Joghurt-Erzeugnisse, Milch-Mischgetränke, Drinks und Milchreis. Damit können pro Stunde 267000 Einheiten abgefüllt werden. Die Vielzahl der Joghurt- oder anderer Molkereiprodukte von Müller und Sachsenmilch müssen also abwechselnd auf den vorhandenen Anlagen abgefüllt werden.

Wenn die eingelagerte Rohmilch aus einem der Tanks (Gesamtkapazität des Tanklagers 12 Mio.l) abgepumpt wird, kann sie in die verschiedensten Weiterverarbeitungsanlagen geführt werden, je nachdem, ob sie zu Pulver, zu H- oder Frischmilch, zu Käse oder zu einem hochwertigen Joghurterzeugnis weiterverarbeitet wird. Da in einem milchverarbeitenden Betrieb hohe Hygieneanforderungen erfüllt werden müssen, bedarf es der regelmäßigen Reinigung der verschiedenen Verarbeitungsanlagen. Daher sind bestimmte Maschinenstillstände nicht zu umgehen. Mit Hilfe der Prozeßsteuerung OS-NT ist das Werk in Leppersdorf jedoch in der Lage, die hohen Ausstoßleistungen trotz Stillstandszeiten zu realisieren. Die Möglichkeit, einzelne Interbus-Segmente gezielt abzustellen, ist eine wichtige Voraussetzung, den notwendigen CIP-Prozessen oder Reparaturen an den einzelnen Maschinen genügend Zeit zu geben.

In Leppersdorf werden insgesamt 170 Prozeßbilder versorgt, sowie neben dem Mengengerüst über 3000 Stör- und Betriebsmeldungen verarbeitet. Ca. 850 Meßwerte werden in Kurvenform archiviert. Darunter befinden sich auch die für den Erhitzernachweis gesetzlich geforderten Meßwerte in entsprechender Übersichtsform, so daß auf die herkömmlichen Linienschreiber verzichtet werden konnte.

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