Neue Mentholkolonne mit eigensicherem Feldbus ausgestattet

Krems Chemie setzt auf Profibus-PA

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Die Anfang 1998 bei der Krems Chemie in Österreich errichtete Produktionsanlage für Menthol wurde bis auf wenige Ausnahmen mit Profibus-PA ausgestattet. Durch die Vernetzung von mittlerweile mehr als 170 Profibus-Komponenten ist ein sicherer Betrieb auf technisch hohem Niveau gewährleistet.

Frank Thorn

Die 1948 von einer Gruppe ambitionierter Privatpersonen als kleiner Gewerbebetrieb gegründete Krems Chemie feierte 1998 ihr 50jähriges Jubiläum als Unternehmen von internationalem Zuschnitt: Mit der Krems Chemie Gruppe verfügt das niederösterreichische Unternehmen über eine weltweite Vernetzung durch Tochtergesellschaften, Joint ventures und Lizenznehmer.
Einen weiteren bedeutenden Schritt in Richtung Internationalisierung hat die Krems Chemie mit der im Vorjahr besiegelten Partnerschaft mit dem finnischen Konzern Neste Oy gesetzt, der heute über 94,5% der Aktien der Krems Chemie AG verfügt. Stärkung der Marktposition in den Kernbereichen sowie langfristige Absicherung des Unternehmenserfolges standen bei der Partnersuche im Mittelpunkt. Erste Synergieeffekte wurden bereits realisiert. So ist die Krems Chemie gemeinsam mit Neste nach eigenen Angaben nun weltweit führend bei Kunstharzen.
Kosteneinsparungen durchDezentralität
Anfang 1998 wurde bei der Krems Chemie an eine ehemalige Terpenanlage eine neue Mentholkolonne angebaut, die mit 45 m Höhe und 24 t Gewicht das Bild des Unternehmens wesentlich beherrscht. Die Produktionsanlage wurde bis auf wenige Ausnahmen mit Profibus realisiert. Vorteile, wie schnelle, flexible und unkomplizierte Erweiterbarkeit, aussagekräftige Diagnose, einfache Inbetriebnahme, und nicht zuletzt die Kosten- und Zeitersparnis bei der Planung, Verkabelung und Installation, führten zum Entschluß, Profibus einzusetzen.
Da komplett auf Profibus gesetzt wurde, ist in der Schaltwarte nur noch eine SPS Simatic S7-400 mit ca. 30 cm Breite vorhanden. Als zentrales Managementsystem mit Visualisierung ist das Simatic PCS7-Leitsystem oben über eine Profibus-FMS-Anbindung aufgesetzt. Durch die vollständige Dezentralität sind im Feld nur noch drei Schaltschränke im siebenstöckigen Gebäude untergebracht, die über zwei Profibus-DP/RS485-Leitungen mit der SPS verbunden sind. Der eine „Datensammler“ koppelt 11 ET200M Remote I/Os (mit ca. 160 binären Eingängen), 29 Simocode-Motorschutzschalter und einen Simovert-Frequenzumrichter an die Zentrale. Der andere „Datensammler“ koppelt 18 Profibus-DP/PA-Segmentkoppler an die Zentrale.
Hohe Anforderungen an einenFeldbus in der Chemie
Die gesamte Produktionslinie für die Grundstoffe ist im 32 m hohen Gebäude untergebracht, das als Ex-Zone 0 definiert ist. Das bedeutet für Sensoren, Aktoren, aber auch für den zweiadrigen Feldbus, daß diese eigensicher ausgeführt sein müssen. Die 18 Segmentkoppler haben die Aufgabe, über das zweiadrige Kabel die Geräte eigensicher zu speisen und die Kommunikation zu gewährleisten. Bei Profibus-PA wird das FISCO-Modell (Fieldbus Intrinsically Safe Concept) genützt, das ganz klare Grenzen bezüglich Leistungseinspeisung (128 mA bei Ex ia IIC), Spannungsversorgung (15 V), Kabel- und Geräteinduktivitäten und -kapazitäten setzt. Dadurch lassen sich an einen Segmentkoppler zwischen acht und zehn Geräte an die zweiadrige Leitung anschließen. Verglichen mit der konventionellen 4- bis 20-mA-Technik bedeutet dies, daß nicht für jedes Gerät Rangierverteilung, Punkt-zu-Punkt-Verkabelung und eigensichere Meßumformerspeisung zu installieren und zu projektieren ist. Dadurch sind in der Chemie durch den Einsatz von Profibus-PA Einsparungen von bis zu 50% möglich.
Breite Produktpalette für denoffenen Bus verfügbar
Im verfahrenstechnischen Prozeß der Krems Chemie befinden sich insgesamt 118 Sensoren und Aktoren von drei verschiedenen Lieferanten im Einsatz: Sensorik von Endress + Hauser, Regelventile von Samson und Hartmann+Braun. Die Temperaturerfassung erfolgt mit PA-fähigen Kopftransmittern TMD 834. Der in bezug auf die Anzahl der Meßstellen zweithäufigste Meßparameter Druck wird 27 mal über die Drucktransmitterfamilie Cerabar S/Deltabar S kontrolliert. Neben den erwähnten Überwachungen erfolgen auch Regelungen über Profibus-PA. Beispielsweise wird die Produktaustragungsmenge aus der Kolonne mittels des Massedurchflußmessers Promass 63 zusammen mit einem Regelventil von Samson geregelt. Der Promass 63 wird aufgrund eines bei zu niedriger Temperatur auskristallisierenden Mediums mit Dampf beheizt. Die Regelung des Dampfdurchsatzes erfolgt ebenfalls mittels eines Samson-Regelventils. Als Regelgröße wird hierzu die Temperatur des Produktaustragungsmediums herangezogen. Weitere eingesetzte Meßgeräte im Prozeß sind der magnetisch induktive Durchflußmesser Promag 33 und der Ultraschallfüllstandmesser Prosonic T.
Hohe Informationsvielfalt
Mit den herkömmlichen analogen 4- bis 20-mA-Geräten erfolgte bisher lediglich die Übertragung des Meßwertes. Durch den Einsatz von Profibus-PA stehen dem Anlagenbetreiber deutlich mehr Informationen zur Verfügung, die sehr einfach abzufragen sind. So liefert beispielsweise ein Motorschutzschalter die Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge, Gesamtlaufzeit, momentane Stromaufnahme und vieles mehr. Ein Feldgerät für Massedurchfluß erfaßt z. B. folgende Daten: Massedurchfluß, Volumendurchfluß, Zählerstand, Dichte und Temperatur. Ebenso enthält ein Drucktransmitter zusätzlich die Information über die momentane Temperatur an der Meßzelle. Da auch Daten zum Gerät geschrieben werden können (z. B. über das einheitliche Bedien-/Parametriertool Commuwin II), kann die Geräteparametrierung aus der Schaltwarte oder dem Kontrollraum erfolgen. Ebenso läßt sich über das PCS7 durchgängig durch die S7-400 auf die Geräteparameter zugreifen, was bei der Krems Chemie genützt wird.
Ebenso wie die softwareseitige Geräteparametrierung war die Hardwareinstallation sehr einfach. Am Gerät wird nur über DIP-Schalter die Slave-Adresse eingestellt, das Gerät elektrisch an die zweiadrige Leitung angeschlossen, und schon kann der Zugriff auf die Meßwerte erfolgen.
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