Softing: Durchgängiger Informationsfluss

Dipl.-Ing. Martin Kandziora

Störungsrückverfolgung ist das Schlagwort, wenn es um die Verbesserung des Betriebslaufs, die Erhöhung von Produktivität und Wirtschaftlichkeit sowie die Sicherung der Produktqualität geht. Dabei kommt der technischen Informationserzeugung eine bedeutende Rolle zu. Sie beinhaltet die Online-Visualisierung von Mengen, Zeiten, Messwerten und Anlagenzuständen, das Bewerten von Einzelaggregaten und der Gesamtanlage über Kenngrößen sowie die vorbeugende Instandhaltung. Erst dadurch ist ein optimales Qualitätsmanagement gesichert.

Die niederländische Bavaria-Brauerei in Lieshout machte es sich zum Ziel, in ihren 12 bestehenden Abfülllinien die Genauigkeit sowie die Durchgängigkeit der Informationsflüsse und damit die Transparenz der Fertigung für eine optimierte Störungsrückverfolgung zu erhöhen.

Die zweitgrößte Brauerei in den Niederlanden kann auf eine lange Tradition zurückblicken: 1719 gegründet, wird Bavaria bereits in der siebten Generationen von der Swinkels-Familie geleitet. Die Brauerei beschäftigt heute 950 Mitarbeiter; Hauptproduktgruppen sind Bier, alkoholfreie Getränke und Mixgetränke. Das Produktionsvolumen beträgt insgesamt 6,5 Millionen Hektoliter jährlich; die größte Produktionsstätte befindet sich in Lieshout. Bavaria erzielt einen Jahresumsatz von 375 Millionen US-$.

Eine Abfülllinie beinhaltet Maschinen für die Entpalettierung, Reinigung, Kastenkontrolle, Inspektion, Füller/Verschließer, Ausstattung, Vollgutkontrolle, Verpackung sowie Palettierung. Dafür werden bei Bavaria bisher klassische SPS-Sys-teme zur Steuerung eingesetzt. Ein Scada-System visualisiert die Daten. „Ziel von Bavaria war es nun, bei allen 12 Abfülllinien die einzelnen Hardware-Steuerungen mit einer Kopfsteuerung vor Ort zu verbinden“, erklärt Peter Korsten, Leiter Automatisierungstechnik bei Bavaria. Die Kopfsteuerung jeder einzelnen Linie stellt dabei die Daten dem übergeordneten Leitsystem zur Verfügung. So wird die Infrastruktur vereinfacht, da die Datenhaltung vor Ort an einer Stelle vorhanden ist. „Zudem soll beispielsweise der Schichtführer direkt an der Abfülllinie die Ergebnisse des Ausschussoptimierungssystems sehen kön-nen“, ergänzt Korsten das Anforderungsprofil. Eine Datenbank übernimmt dabei die Aufgaben als Betriebsdatenerfassungssystems (BDE).

Um die Daten der einzelnen SPS-Systeme im entsprechenden Format an die Datenbank (SQL-Server) anzubinden, verwendet man das PC-basierte Automatisierungssys-tem 4Control von Softing als Kopfsteuerung. Die Visualisierung vor Ort erfolgt mit dem PanelPC desselben Herstellers im Verbund mit dem 4Control-Automatisierungssystem. Letzteres besteht aus folgenden Komponenten:

• 4C Control, der echtzeitfähigen, PC-basierten Software-SPS unter Windows NT 4.0

• 4C Configuration, dem IEC61131-3-konformen Programmier- und Inbetriebnahmesystem als umfassendes Engineeringtool

• 4C Console, der Internet-basierten Visualisierung

• 4C Connectivity, den Schnittstellen zu anderen Applikationen wie Leitsystemen oder Office-Anwendungen

Das Automatisierungssystem läuft dabei direkt auf dem PanelPC, das eine Feldbus-anschaltung sowie Ethernet/TCP/IP-Anbindung für Intra- bzw. Internet integriert. Der PanelPC bietet darüber hinaus weitere Funktionalitäten, die konsequent bei der Bavaria-Brauerei zum Einsatz kommen. Auf dem PanelPC verschmelzen zwei Sys-teme zu einem leistungsstarken und netzwerkfähigen Automatisierungssystem für die Produktions-, Maschinen- und Prozess-automation: Es gibt das System mit 12″- oder 15″-Touchscreen als Bedieneinheiten. „Wir nutzen die komfortable internetbasierte Visualisierung (4C Console) und setzen 15″-Geräte ein“, erläutert Korsten. Durch die integrierte Feldbusanschaltung lässt sich das System leicht in die bestehende Infrastruktur der Abfüllanlage mit Profibus einbinden und bietet mit dem Batterie gepufferten Speicher für Remanenz industriegerechte Steuerungsfunktionalität. Mit der standardmäßigen Ethernet/TCP/-IP-Schnittstelle im PanelPC vereinfachte sich zudem die Anbindung an die SQL-Datenbank. Der PanelPC wird serienmäßig mit Windows NT, 4Control-Laufzeitsys-tem und dem Internet-basierten Visualisierungssystem betriebsbereit ausgeliefert. Die gesamte Programmierung und Inbetriebnahme erfolgt über die 4Control-Configuration.

Um die Anbindung an das bestehende Profibus-Netz zu vereinfachen, gibt es hardwareseitig eine Profibuskarte im PanelPC sowie softwareseitig die in 4Control integrierte OPC-Client/Server-Funktionalität. Dabei arbeitet 4Control als OPC-Client (OLE for Process Control) für die vorhandenen SPS-Systeme und als OPC-Server für die übergeordente Datenbank (SQL). Das bereits installierte Scada-System wurde mit 4Control über Token Ring gekoppelt, der gleichzeitig die Anlage mit dem SQL-Server und dem Internet-Information-Server (IIS) verbindet. Mit dem IIS werden die PanelPCs an unterschiedlichen Stellen in der Brauerei mit Daten versorgt. So kann zum Beispiel der Schichtführer per Internet-Explorer einzelne Daten beobachten und sich über den Zustand der gesamten Abfüllanlage informieren. Der Anwender kann also direkt vor Ort erkennen, wie schnell beispielsweise der Befüller arbeitet oder wie hoch der Ausstoss in der letzten Stunde war. Darüber hinaus kann er über 4Control erfahren, welche Ursachen der Ausschuss hat, und warum er so hoch ist. Dazu werden aus den Einzeldaten der Datenbank (SQL-Server) vom Optimierungssystem Tabellen berechnet und in DLL-hinterlegten Funktionen über das Intranet an die PanelPCs verschickt. In kurzer Zeit erkennt der Schichtführer so, dass zum Beispiel im Einpacker ein entsprechender Fehler an einer definierten Stelle aufgetreten ist und kann schnell reagieren. Insgesamt ist das Datenmanagement deutlich einfacher. Außerdem gibt es über das Intranet alle Daten auf dem Internet-Browser.

Da das Gesamtsystem von 4Control auf DNA-Struktur, DCOM sowie XML basiert und somit auf Microsoft-Technologien aufsetzt, wird die Portierbarkeit gesichert. Die offene Architektur von 4Control ist um Standards herum gebaut, beispielsweise IEC61131-3, OPC, DCOM und XML, was die Integration in bestehende Systeme vereinfacht und die Zukunftssicherheit garantiert. Auf der Basis von XML-basierten Beschreibungen und Ablagestrukturen, COM-Objekten sowie unterschiedlichen Internet- und Netzwerk-Protokollen, wie TCP/IP, HTTP und SOAP, lassen sich Kommunikationsanbindungen für unterschiedliche Komponenten einfach und standardisiert realisieren. „Allein durch die IEC61131-3-konforme Engineering-Plattform von 4Control“, resümiert Korsten, „konnte der Programmieraufwand bei Bavaria um ca. 50 bis 60% reduziert werden. Die in Klassen definierten Funktionsbausteine für den Datenaustausch lassen sich in andere Anlagen sofort übernehmen. Eine erneute Parametrierung für die anderen 11 Abfülllinien war deshalb nicht mehr notwendig. Genau diese Ein-sparungspotenziale waren ausschlaggebend für unsere Entscheidung zugunsten von 4Control.“

Halle 9, Stand A35

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