Mit Simatic PCS 7, einem aus Standardkomponenten modular aufgebauten Prozeßleitsystem, lassen sich einfach Anlagen konfigurieren, die in Hard- und Software exakt individuellen Betreiberanforderungen genügen. Vorteile der Modularität ergeben sich beim Ausbau von Anlagen ebenso wie beim stufenweisen Ersatz bestehender Systeme.
Dipl.-Ing. Annette Horneber
Die Möglichkeit, eine laufende Anlage nach und nach erneuern zu können, war eines der Argumente, das für BASF den Ausschlag für PCS 7 zur Weiterentwicklung der Automatisierung einer Anlage für die Herstellung von Vitaminen gab. Die Produktion läuft rund um die Uhr, der Ausstoß an hochwertigem Zusatzstoff für die Futtermittelindustrie ist beträchtlich.
„Eine Umstellung der gesamten Anlage kommt bei uns aus produktionstechnischen Gründen keinesfalls in Frage“, betont der stellvertretende Betriebsleiter Peter Schmitt, „schon deshalb war die Entscheidung für PCS 7 leicht für uns. Die Modularität des Systems erlaubt es uns, jeweils günstige Zeiträume für die Umstellung einzelner Anlagenteile zu nutzen, ohne den Produktionsprozeß insgesamt anhalten zu müssen.“ Für den Einstieg in die neue Technik wurde die Automatisierung eines Sprühtrockners gewählt. Aus dem Sprühturm kommend wird das feuchte Pulver im Wirbelschichtverfahren getrocknet. Dazu wird in vier Zonen Luft exakt definierter Temperatur und Feuchtigkeit zugeführt. Der Trockner arbeitet chargenweise, wobei in regelmäßigen Abständen und zwischen der Herstellung unterschiedlicher Produkte eine automatische CIP(Cleaning in Place)-Reinigung durchgeführt wird.
Alt und neu an einem Bus
Als besonders günstig erwies sich, daß die mit Teleperm M automatisierten Anlagenteile bereits Profibus als Bussystem nutzen. Bestehende und neue Automatisierung können somit an ein und demselben Netz zu betrieben werden. Mehr noch: Teleperm M setzt mit der dezentralen Peripherie auf Simatic ET 200M. Bei einer möglichen Umstellung auf PCS 7 könnten also große Teile der vorhandenen Automatisierung weiterverwendet werden. Zu der Einsparung an Hardwarekosten kommt, daß die Verdrahtung komplett übernommen werden kann.
Vollintegriert und gleichzeitig offen
Die modulare Erweiterbarkeit von Simatic PCS 7 bezieht sich nicht nur auf das Leitsystem selbst, die Durchgängigkeit des Systems bleibt auch erhalten, wenn das Prozeßleitsystem um Simatic-Komponenten für vor- oder nachgelagerte Verfahrensschritte wie Materialzuführung oder Verpackung ergänzt wird. Für die Möglichkeit, mit einem einzigen System im Idealfall eine ganze Fabrik automatisieren zu können, wurde von Siemens der Begriff Totally Integrated Automation geprägt. Die Simatic ist ein Automatisierungssystem mit diesem Potential.
Eine stufenweise Einführbarkeit des Systems ist durch seine Offenheit gewährleistet. Offene Schnittstellen machen auch die einfache Anbindung von Fremd- oder Altsystemen möglich. So erfordern die großen Datenmengen, die bei der Vitaminherstellungsanlage anfallen, ein übergeordnetes Management-Informations-System (MIS) zur Archivierung und Auswertung der Prozeßdaten. PCS 7 macht die Anbindung eines derartigen Systems besonders leicht.
Optimale Zusammenarbeit
Um die betrieblichen Abläufe so wenig wie möglich zu stören, war es den BASF-Betriebsingenieuren wichtig, daß neue Module mit dem Hersteller zusammen soweit vorgefertigt und getestet werden können, daß die eigentliche Installation einen minimalen Zeitaufwand erfordert. Auch diese Anforderung erfüllte PCS 7. Die Projektierung der Anlage umfaßte die gemeinsame Entwicklung von spezifischen Funktionsbausteinen und Faceplates zur Ergänzung der vorhanden Bibliothek an Standardbausteinen. Diese anwendungsorientierten Softwarebausteine erlauben eine optimale, auf die Belange des Anwenders zugeschnittene Prozeßführung. In diesem Zusammenhang wurde auch das genau an die Erfordernisse angepaßte Schulungskonzept für PCS 7 hervorgehoben.
Lückenlose Dokumentation
Einsparungen ergeben sich schon heute bei der Dokumentation. Die Erfüllung steigender Anforderungen an eine lückenlose Rückverfolgbarkeit im Sinn von GMP (Good Manufacturing Practice) war bisher nur mit großem Aufwand möglich. Heute erledigt das System diese Aufgabe automatisch mit. Die Erfassung der jeweils eingebenden Operator über einen Chipkartenleser erfüllt dabei zwei Aufgaben: Einerseits läßt ein feinstufiges Verriegelungskonzept eine exakte Zuteilung von Zugangsberechtigungen zu. Andererseits ist es möglich, jede einzelne Eingabe zurückzuverfolgen, wann und von wem sie vorgenommen wurde. „Eine enorme Erleichterung bei einem Prozeß, der in vier Schichten gefahren wird“, bestätigt der stellvertretende Betriebsleiter Peter Schmitt.
Zukunftssichere Lösung
Daß man mit der Automatisierung mit Simatic PCS 7 auf dem richtigen Weg ist, hat sich für die Ingenieure von BASF nach den bisherigen Erfahrungen bereits gezeigt. Schon jetzt ist geplant, weitere Anlagenteile auf Simatic PCS 7 umzustellen. Vorteile werden dabei auch von der Nutzung der Client-Server-Architektur für die Bedien- und Beobachtungskomponenten erwartet. PCS 7 erlaubt den Aufbau solcher Architekturen mit redundanten Servern. Dies ist nicht nur eine Grundvoraussetzung für Aufgaben mit den hohen Sicherheitsanforderungen der Chemischen Industrie, sondern bietet gleichzeitig auch die Möglichkeit, Daten schneller und komfortabler abgleichen zu können und Hardwarekosten zu sparen.
Auch beim Engineering-Aufwand rechnet man bei der BASF mit deutlichen Einsparungen für die geplante Anlagenerweiterung.
Weitere Informationen cav-201
Das Prozeßleitsystem Simatic PCS 7 kombiniert die Vorteile von SPS-basierten Automatisierungslösungen für die Fertigungsindustrie, z. B. erprobte Qualität und Stabilität, geringe Hardwarekosten und feine Skalierbarkeit, mit den Vorteilen PLS-basierter Ansätze für die Prozeßindustrie wie sichere Prozeßführung, komfortable Bedienung und Visualisierung sowie leistungsfähige Engineeringwerkzeuge.
Simatic PCS 7 basiert auf folgenden Standardkomponenten der Simatic:
• den Automatisierungssystemen Simatic S7-400,
• Simatic HMI – den Operator-Stationen zur Bedienung und Beobachtung auf Basis des Visualisierungssystems Simatic WinCC,
• Simatic DP – der dezentralen Peripherie auf Basis ET 200M,
• Simatic NET – der Kommunikationsbasis Profibus und Industrial Ethernet und
• Simatic Industrie Software – der Engineering Station mit STEP 7.
Weitere Funktionserweiterungen ergänzen diese Komponenten für leittechnische Anwendungen. Zur Anbindung an die Betriebsleitebene bietet PCS 7 Warehouse eine von SAP zertifizierte Schnittstelle zum PP-PI-Modul von SAP/R3 sowie eine Koppelsoftware zum Statistik-Auswerteprogramm Cornerstone.
Für die rezeptgesteuerte Automatisierung von Chargenprozessen wird das Softwarepaket Batch flexible eingesetzt.
Im Peripheriebereich folgt Simatic PCS 7 dem Trend zu zunehmender Dezentralisierung. Dazu wird unter anderem der standardisierte Feldbus Profibus-DP eingesetzt. Vom Feldbus aus lassen sich Feldgeräte mit entsprechender Schnittstelle anschließen, die beispielsweise in Ex-Bereichen über große Entfernungen mit dem Automatisierungssystem kommunizieren können.
Ein autarkes Einplatzsystem wird mit Simatic PCS 7 compact angeboten.
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