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Durchgängig produzieren

Automatisierungstechnik setzt auf dezentrale Intelligenz und Vernetzung
Durchgängig produzieren

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Bei der neuen Vielzweck-Anlage von Bayer CropScience in Dormagen realisierte Siemens ein vollständig durchgängiges Betriebsführungskonzept, das von der Prozessautomatisierung bis hin zur MES-Lösung mit Simatic IT Framework alle Abläufe in der Anlage steuert, alle Informationen sammelt, aufbereitet und nahtlos in das SAP-System einbindet.

Bayer CropScience investierte am Standort Dormagen rund 110 Mio. Euro in den Bau einer Vielzweck-Anlage, in der von der Entwicklung neuer Wirkstoffe für den Pflanzenschutz und der entsprechende Herstellungsverfahren über die Laborbearbeitung, Bemusterung und Pilotierung bis hin zur Produktion alle Prozesse unter einem Dach zusammengefasst sind.

Die Vielzweck-Anlage ist modular aufgebaut, um die Produktion möglichst flexibel und schnell umrüstbar zu gestalten und die Herstellung eines möglichst breiten Spektrums unterschiedlichster Wirkstoffe und Zwischenprodukte in verschiedenen Mengen zu ermöglichen. Die Anlage gliedert sich in die Bereiche Labor, Produktion und Technikum, Logistik und Nebenanlagen. Insgesamt wurden 45 km Rohrleitungen verlegt, 35 verfahrenstechnische Anlagen, 240 Teilanlagen, 850 Apparate und Maschinen und rund 4400 Sensoren und Aktoren für die Prozessleittechnik installiert.
Bislang arbeitete Bayer in Dormagen mit dem PCS-7-Vorgängersystem Teleperm M, das von der Simatic PCS 7 mit Ausfallsicherheitsfunktionalitäten in Kombination mit Batch flexible ersetzt wurde. PCS 7 lässt sich homogen in die bestehende Automatisierungslandschaft integrieren und baut auf das vorhandene Know-how der Belegschaft auf. Außerdem bietet die Feldbustechnologie mit Profibus-DP und Hart-Kommunikation bis in den Ex-Bereich hinein eine größere Flexibilität.
In der Vielzweck-Anlage werden monatlich 50 000 Produktionsdaten zwischen Leitsystem und SAP ausgetauscht. Die durchgängige Rezeptintegration vom Prozessleitsystem bis zu SAP, eine Kapazität von 10 000 jato Pflanzenschutzmitteln und rund 200 Teilanlagen, von denen bis 40 für die Dauer einer Kampagne verknüpft werden, waren die Rahmenbedingungen für die Automatisierungsumgebung. Erreicht wurde schließlich die Erhöhung der Anlagenauslastung, die Verringerung betrieblicher Materialbestände bei den Einsatzstoffen, den Arbeitsprozessen und den Endprodukten und die Erhöhung der Ausbeute. Eingespart werden konnte bei Energie und Rohstoffen sowie beim Personal in Logistik und Labor.
Das Prozessleitsystem PCS 7 in der neuen Version 6.0
Die Client/Server-Architektur von Simatic PCS 7 unterstützt in der Version 6.0 bis zu zwölf Server sowie bis zu 32 Clients je Server. Gleichzeitig wird das Mengengerüst je Server auf circa 5000 PLT-Stellen angehoben. Damit wird die Skalierbarkeit erweitert – von einem Einstieg mit circa 160 PLT-Stellen nun im Vollausbau bis zu 60 000 PLT-Stellen. Darüber hinaus bietet PCS 7 eine stufenlos skalierbare Batch-flexible Software – einsetzbar in Anlagen jeder Größenordnung als Einplatzsystem oder in Client/Server-Architektur. Der Batch-Server ist hochverfügbar auslegbar.
Mit der hierarchischen Rezeptstruktur gemäß ISA S88.01 liegt ein durchgängiges Klassenkonzept zur einfachen Erstellung neutraler Rezepte für Teilanlagen vor – zudem die Zuordnung der Anlagen zur Laufzeit und die Verwaltung von Rezeptoperationen durch eine Anwenderbibliothek.
Die erweiterte Validierungs-Funktionalität mit Audit Trail und Protokollierung von Änderungen an Rezepten und Rezeptoperationen sowie während der Produktion, ferner Zugriffsschutz und der Einsatz elektronischer Unterschriften trägt den Anforderungen der FDA (21 CFR Part 11) Rechnung. Durch das Archivsystem auf Basis von Microsoft-SQL-Server können rund 5000 Prozesswerte pro Sekunde archiviert und Meldeschauer mit circa 15 000 Meldungen in zehn Sekunden beherrscht werden. Die Speicherung der Archivdaten erfolgt mit Datenkompression. Das Auslagern und Sichern der Archive erfolgt über ein integriertes Archiv-Backup.
Zusätzlich zu den bekannten Meldeklassen können als weitere Attribute Meldeprioritäten vergeben werden, mit Funktionen wie Loop-In-Alarm und Bildanwahl über Messstelle. Funktionen im Engineeringsystem unterstützen das erweiterte Mengengerüst von Simatic PCS 7 bei der Bewältigung größerer Projekte. So kann mit dem Multiprojekt-Engineering ein großes Projekt nach technologischen Gesichtspunkten in mehrere Teilprojekte aufgeteilt werden, um diese parallel zu bearbeiten. Unterstützend wirkt auch die Prozessobjektsicht aus einem Baum mit der bekannten technologischen Sicht sowie einer tabellarischen Darstellung mit allen Aspekten eines Prozessobjekts – wie Parameter, Signale, Meldungen, Bildobjekte, Archiv-Variable.
Durch die erweiterte Umbenennung von Objekten lassen sich in kürzester Zeit komplexe Teilanlagen oder ganze Produktionsstraßen einer umfangreicheren Anlage vervielfachen. Zudem wurden die Prozessperipherie ET 200M sowie Komponenten zur Umsetzung von Profibus-DP auf Profibus-PA für den Einsatz in der Ex-Zone 2 freigegeben.
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