Hightech-Logistik für Pasten-PVC

Dipl.-Ing. Stefan Gallmann

Die Ansiedlung von Logistikanlagen bei der Produktionsstätte sowie der Einsatz innovativer Technik führen zu einer engen Zusammenarbeit von Produzent und Logistikdienstleister, von der beide Seiten profitieren. So wird beispielsweise die Abstimmung zwischen Produktion und Frachtlogistik verbessert, der aufwändige Transport zu Lagerstätten außerhalb des Werksgeländes entfällt.

Die Produktion stößt pro Jahr rund 140 000 Tonnen pulverartigen Kunststoff aus. Doch PVC ist nicht gleich PVC – weit mehr als 40 Varianten werden in drei Gebäuden produziert. Die steigende Variantenvielfalt und der kontinuierlich große Produktions-Ausstoß stellen hohe Anforderungen an die nachgeschaltete Logistik. Ein Produktionsstopp als Folge einer überlasteten oder stillstehenden Förder- und Lagertechnik würde enorme Kosten verursachen. Dies war bei der Auswahl des Automatisierungssystems ein wichtiges Kriterium.

Dem produktionsbegleitenden Personal stehen vernetzte Arbeitsplatz-Rechner mit einer Visualisierung zur Verfügung. Damit werden Art und Ziel des aktuell produzierten Materials festgelegt. Die Förderung des PVC erfolgt dann vollautomatisch bis ins Silolager, das aus 28 Silos besteht. Im dort integrierten Leitstand werden die Frachtaufträge abgewickelt. Den Mitarbeitern stehen alle Informationen der Silos auf ihren Rechnern zur Verfügung, so koordinieren sie die Abfüllprozesse. Bei der abschließenden Beladung der Silofahrzeuge wird eine spezielle Verwiegeeinrichtung genutzt.

Die Planer bei Schmidt hatten in der Projektierungsphase keine leichte Aufgabe. Die notwendige Verfügbarkeit sowie die räumliche Entfernung der einzelnen Prozesse legten ein dezentral vernetztes Steuerungskonzept nahe. Eine schnelle Implementierung sowie Inbetriebnahme war zudem erwünscht. Diese Anforderungen erfüllt das durchgängig aufeinander abgestimmte Automatisierungssystem von Phoenix Contact. Damit wurde Steuerungsebene und Warehouse-Management zusammengeführt.

Das Herz der Logistiksteuerung schlägt auf einem Windows 2000 Server, der im Schaltraum des Lagers installiert ist. Ausfallsicher mit einem redundanten Speichersystem ausgestattet, stellt er vor allem die gesamten Prozessdaten mittels OPC (OLE for Process Control)-Technologie bereit und verwaltet alle anlagenrelevanten Steuerprogramme. Neben dem Programmierwerkzeug PC Worx sind hier weitere Software-Tools wie Factory Manager zur Überwachung des Netzwerks sowie Diag+ für die Feldbusdiagnose installiert. Die OPC-basierende Prozessvisualisierung Genesis 32 protokolliert und überwacht die Prozesszustände, führt Datenbanken mit Ereignissen und alarmiert im Fehlerfall den Betreiber.

Über ein redundantes Glasfaser-Netzwerk, das mit schaltschrankfähigen Infrastrukturkomponenten realisiert wurde, sind die Arbeitsplatz-Rechner von Produktion und Leitstand sowie vier dezentrale Steuerungen mit dem Server verbunden. Auch an den Arbeitsplätzen bildet Genesis 32 die Schnittstelle zum Bediener. Über 40 verschiedene Anlagenbilder visualisieren den Zustand von mehr als 4600 Prozessvariablen des Steuerungsverbunds mit einer Client-Server-Architektur.

Die nach der Norm IEC 61131 programmierbaren Steuerungen, so genannte Remote-Field-Controller, bilden eine leistungsfähige, kompakte Einheit. Sie sind mit dem integrierten Feldbussystem Interbus für die Steuerung der Sensor-Aktor-Ebene und einem Netzwerkanschluss für die Kommunikationsaufgaben ausgestattet. Je ein Controller ist für die Aufbereitung und Förderung des Kunststoffs aus den drei Produktionsgebäuden zuständig, der vierte steuert den gesamten Silokomplex. Einer der Vorteile dieser Steuerung ist der objektorientierte Ansatz der Programmerstellung. Beispielsweise wurde ein Softwarebaustein für die Steuerung eines Silos entwickelt. Dazu gehören die Zuförderung, die automatische Belüftung des Silos mit materialabhängigen Parametern, Füllstandüberwachung sowie die gesamte Materialverwaltung. Durch Instanziierung können jetzt alle 28 Silos mit einem einzigen Softwarebaustein unabhängig gesteuert werden. Damit entfällt der Aufwand, dass für jedes Silo ein eigener Programmbaustein codiert, getestet und gepflegt werden muss.

Das Feldbussystem Interbus leitet die Steuersignale in die Sensor-Aktor-Ebene. Die Verbindung der Ventile, Antriebe und Sensoren mit der Steuerung erfolgt mit dem schaltschrankfähigen, modularen Installationssystem Inline sowie direkt über Interbus-fähige Feldmodule. Das Feldbussystem Interbus diagnostiziert im Störungsfall sekundenschnell Ort und Ursache. Diese Information wird von der Steuerung ohne weiteres Engineering durchgängig zur Visualisierung und damit direkt zum Mitarbeiter übermittelt.

Bereits während der Bau- und Installationsphase wurden die Mitarbeiter des Logistik-Zentrums durch das Training and Education Center von Phoenix Contact mit dem Umgang des Systems vertraut gemacht. Dazu zählt die Kenntnis der umfangreichen Diagnosemöglichkeiten, der gesamten Steuerungsebene sowie der einfachen Handhabung wartungsspezifischer Vorgänge, wie Komponententausch und Datensicherung. So wird auch die Betriebssicherheit erhöht.

Die eingesetzte Technologie von Phoenix Contact erfüllt die Anforderungen: Hohe Verfügbarkeit durch ein redundantes Netz dezentraler Steuerungen, schnelle Diagnose im Störungsfall und damit kurze Stillstandszeiten. Die Client/Server-Architektur sowie das Instanziierungsmodell verringern darüber hinaus die Aufwände beim Software-Engineering deutlich.

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