Im kundenspezifischen Anlagenbau ist ein flexibles, lernfähiges, modulares System wichtig, das es ermöglicht, beliebige Kombinationen bewährter Komponenten zu einer betriebssicheren Anlage zu kombinieren. Das Ganze muss dann auch noch perfekt dokumentiert werden, damit der Kunde am Ende auch zufrieden ist. Möglich wird dies durch einen modular aufgebauten Anlagenbaukasten.
Autor Hanno J. Derichs Geschäftsführender Gesellschafter, Derichs
Was bei einem Serienprodukt wie einem Automobil einfach möglich ist, wird bei komplexen kundenspezifischen Anlagen – mit Stückzahl eins – schwierig und aufwendig: ein modularer Aufbau. Mit erheblichem Aufwand ist es Derichs gelungen, im Laufe der Jahre ein System zu entwickeln, das konsequent objektorientiert und modular aufgebaut ist. Die Initialzündung für den modularen Baukasten kam durch das System Eplan PPE. Hiermit sollte es möglich sein, vom verfahrenstechnischen Fließbild über die Stromlaufpläne bis zur Ein-/ Ausgangsliste durchgängig zu arbeiten. Ein vielversprechender Ansatz.
Bei den ersten Versuchen tauchten jedoch sofort die bekannten Probleme auf. Die Normen für elektrische Betriebsmittel und verfahrenstechnische Anlagenteile sind nicht aufeinander abgestimmt. Nach einigen Versuchen wurde jedoch ein Weg gefunden, beides zu kombinieren und somit von Anfang an mit einer eindeutigen Bezeichnung für jedes Bauteil zu arbeiten.
Definierte Struktur
Bereits beim Entwurf des Fließbildes mit Eplan P&ID werden alle Teile der Anlage eindeutig bezeichnet und in eine definierte Struktur eingebaut. Diese verwaltet das Modul PPE. Somit ist von Anfang an klar, was wo zu finden ist. Es gibt bei diesem System sechs mögliche Ebenen, verwandt wurden jedoch nur vier – dies hat sich bei den typischen Anlagenkonfigurationen als ausreichend herauskristallisiert. Somit ergibt sich für eine Anlage eine dateibaum-ähnliche Struktur (Bild 3). Aus dieser Struktur baut sich ein Anlagenortskennzeichen (AKS) auf, welches eindeutig beschreibt, wo welche Komponente zu finden ist. Alle anderen Systeme zur Auftragsabwicklung wurden – bzw. werden teilweise noch – an dieser Struktur ausgerichtet.
- Teilanlagen ermöglichen es, komplexere Abläufe zu realisieren. Mehrere Baugruppen werden zu einem System kombiniert, das z. B. gestartet oder gestoppt werden kann und mit anderen Teilanlagen kommuniziert. Beispiel: Pneumatische Förderung von einem Trockner zu einer Siloanlage.
- Baugruppen bestehen aus einer oder mehreren Komponenten und einer definierten lokalen Funktionalität. Bewährte Kombinationen können so wiederholt werden oder mit geringfügigen Anpassungen optimal auf die Bedürfnisse adaptiert werden. Beispiel: Gebläse mit Förderdrucküberwachung.
- Komponenten bilden – einem Zellkern ähnlich – die kleinste unveränderbare Einheit. Die Haupteigenschaften einer Komponente sind definitiv festgeschrieben. Somit kann eine Dokumentation oder Bedienungsanleitung vorbereitet bereitliegen. Soll eine Variante erstellt werden, die sich in maßgeblichen Bereichen unterscheidet (Stückliste, Stromlaufplan, Funktionsablauf), so ist eine neue Komponente anzulegen. Derzeit sind ca. 500 Komponenten definiert, die als Variationen von ca. 20 Basiskomponenten entstanden sind. Beispiel: Gebläse, Drucksensor.
Teilanlagen, Baugruppen und Komponenten finden sich in allen Systemen wieder: Im Fließbild als Symbol, im Stromlaufplan als Seite, die über ein Makro erstellt wird, im ERP-System als Stückliste, in der Anlagensteuerung als Programm- und Datenbaustein, in der Anlagenvisualisierung als Grafik mit eigenem Template zur Bedienung, in der Anlagensimulation als Simulationsmakro, im Störmeldesystem als Gruppe von Betriebs- und Störmeldungen, in der Dokumentation als (Teil-)Bedienungsan-leitung, in der Werbung als Prospekt. Erfahrungen und Verbesserungen werden in einem lernenden System auf die Objekte übertragen und sorgen so für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess.
Anlagenteile besitzen in der Steuerung eine gewisse eigene Funktionalität und kommunizieren mit anderen Modulen über genormte Schnittstellen. Wichtige Funktionen sind über das objekteigene Template parametrierbar.
Da Derichs nicht immer alles selber machen kann, verpflichtet das Unternehmen die Projektbeteiligten mit seinen Bausteinen und Strukturen zu arbeiten. Somit erhält der Kunde ein Programm, das von einer Vielzahl von Mitarbeitern betreut werden kann.
Die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Programmen und Tools sind definiert und werden automatisiert bedient. Dies wird durch eine normierte Bezeichnung aller Bauteile, Signale und Ebenen erreicht. Hier ergibt sich der einzige Punkt, der oft zu Diskussionen führt: Auf Anwenderwünsche – bezüglich der Bezeichnung der Komponenten – kann nicht eingegangen werden. Alle Makros und Bausteine erwarten die korrekte und eindeutige Bezeichnung. Es ist zwar theoretisch möglich, eine zweite Bezeichnung mitzuziehen, die Realität hat jedoch gezeigt, dass dies ein immenser Aufwand ist und mehr verwirrt als hilft.
Einfache Dokumentation
Aufgrund der durchgängigen Struktur in allen Dokumenten ist ein sehr schnelles, intuitives Auffinden aller gewünschten Informationen möglich. Auswertungen wie z. B. Listen nach verschiedensten Sortierkriterien können einfach erstellt werden. In der Planungsphase werden die eingesetzten Geräte sowie die E/As schnell und zuverlässig ermittelt.
Zur Inbetriebnahme und Dokumentation hat sich eine strukturierte Darstellung der Gesamtanlage in Tabellenform sowie eine Komponentenliste mit Verwendungsnachweis bewährt. Die meisten Dokumente können in Form von intelligenten PDFs bereitgestellt werden, was eine schlanke und schnelle Dokumentation ermöglicht. Es kann z. B. aus dem Fließbild-PDF direkt mit einem Klick auf den Drucksensor zu der entsprechenden Seite im Stromlaufplan gesprungen werden. Eine App von Eplan ermöglicht die Navigation durch die entsprechend aufbereiteten Dokumente mit dem Ipad.
Halle 1, Stand 443
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