Mehr als nur ein Leitsystem

In den Prozessindustrien gibt es heute so gut wie keine Anlage mehr, die nicht von einem mehr oder weniger komplexen Automatisierungssystem kontrolliert wird. Doch diese Systeme machen viel mehr. Sie sammeln Daten in großer Menge und archivieren sie. Und in diesen Daten steckt viel mehr Wissen und Informationen als zum Steuern und Regeln einer Produktionsanlage benötigt. Die größte Herausforderung für die Automatisierung ergibt sich daraus, die gesammelten Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort in der richtigen Form den richtigen Personen bereitzustellen. Genau diesen Ansatz verfolgen die IndustrialIT-Lösungen. Sie bilden bereits heute die Grundlage für eine vollkommen vernetzte Wertschöpfungskette, angefangen von der Auftragsannahme über die Rohmaterial-Logistik, das Energie- und Rohstoffmanagement, die eigentliche Produktionssteuerung und -automatisierung bis hin zur Konfektionierung, Verpackung, Zwischenlager und Versand. IndustrialIT steht für eine elektronische Interaktion aller Assets, wobei dieser Ansatz weit über die oft lediglich auf die Wartung und Instandhaltung eingeengte Sicht des Asset-Management hinaus geht.

Sämtliche automatisierungstechnischen Produkte von ABB (Hardware und Software) sowie alle zugehörigen Dienstleistungen – Consulting, Engineering, Inbetriebnahme etc. – bieten auf der Grundlage einer einheitlichen Systemarchitektur die Möglichkeit bereichsübergreifender und flexibler Automatisierungsstrukturen. Mit Hilfe von Product Suites für bestimmte automatisierungstechnische Aufgabengebiete und Solution Suites für bestimmte Industriebereiche entwickelt ABB ein umfassendes Angebot integrierter Hard- und Software-Bausteine, die im eBusiness-Zeitalter eine Steigerung der Produktivität, die Optimierung sämtlicher Assets und eine optimale Unterstützung bei der unternehmerischen Entscheidungsfindung erlauben. Wichtigste Voraussetzung bei derartigen integrierten Strategien ist das reibungslose Zusammenwirken der zahlreichen oft heterogenen IT-Einzelsysteme im gesamten Unternehmen.

Der Geschäftsbereich Chemikalien der Bayer AG, Leverkusen, modernisiert zur Zeit eine zur Business-Unit Basischemikalien gehörende Nitrieranlage. Gleichzeitig wird auch die Automatisierung der dazugehörigen Abwasser-Aufbereitung modernisiert, zusammengeführt und auf den neuesten Stand der Leittechnik gebracht. Da es sich bei den Nitrierungen um Kernanlagen für organische Zwischenprodukte in einem Verbund von mehreren Produktionsstätten handelt, legt die Betriebsleitung großen Wert auf ein flexibles und sicheres Automatisierungssystem, das eine gleichbleibend hohe Qualität der produzierten Zwischenprodukte garantiert.

In diesem Produktionsbereich verwendet Bayer bereits mehrere Automatisierungen auf der Basis des ABB-Prozessleitsystems Freelance. Als logische Weiterentwicklung kommen die ControlIT-Bausteine AC 800 F zum Einsatz; die Visualisierung ist vom Typ OperateIT und als dezentrale I/O-Komponenten sammeln eigensichere S900-Remote-I/Os die Daten aus den Feldgeräten und koppeln sie über Profibus-DP direkt an das Prozessleitsystem. Die Feldgeräte sind über Analogsignale an die Remote I/Os angeschlossen und können durchgängig über das HART-Protokoll aus dem EngineerIT-Tool konfiguriert und parametriert werden. Umgekehrt stehen über den Profibus zusätzliche Informationen aus den Feldgeräten für Diagnose und zusätzliche Auswertungen zur Verfügung. Über die FDT/DTM-Technologie wird das I/O-System wieder integraler Bestandteil der Systemumgebung.

Vier Bedienstationen mit je zwei Monitoren, von denen eine Station auch als Engineeringplatz dient, bilden die Bedien- und Beobachtungsebene. Auf der Controller-Ebene arbeiten insgesamt sieben AC 800F, an die via Modbus die sicherheitsgerichteten Steuerungen angeschlossen sind. Großen Wert legte Bayer auf die IndustrialIT-Funktionalitäten im Bereich der historischen Datenverwaltung. Diese Historien-Daten bilden die Grundlage für ein PIM-System (= Production Information Management System). „IndustrialIT wird damit bei Bayer zu einem Standardsystem auch für mittlere und große Automatisierungsprojekte“, erklärt Manfred Rothen, Geschäftsgebietsleiter für die Chemieindustrie.

Bei der Konfiguration, die in Zusammenarbeit mit Bayer-Ingenieuren erfolgt, werden erstmals „Typicals“ erarbeitet, auf deren Grundlage für Bayer ein komplettes Engineering-Toolkit entstehen wird. Diese ABB-Dienstleistung bildet die Grundlage einer standardisierten konzernweiten Engineering-Plattform für IndustrialIT, dazu gehören z. B. Faceplates oder Funktionsbausteine etc. Gerade bei international angelegten Projekten verspricht ein solches Toolkit deutliche Synergieffekte und damit Kosteneinsparungen im Engineering von Automatisierungsanlagen.

Ein ganz ähnliches System aus ControlIT AC800F, OperateIT und Remote I/O S900 kommt auch bei einer neuen BASF-Anlage zum Einsatz. Hier geht es um die Mikronisierung von Carotinoiden, Futtermittelzusatzstoffe, die beispielsweise zum Färben von Lachsfleisch oder als Ergänzungsstoff (Provitamin A) in der Lebensmittelherstellung eingesetzt werden.

In allen Anwendungsfällen müssen die Carotinoidteilchen mikroskopisch klein sein – optimalerweise in der Größenordnung von 100 nm (1/10 000 mm). Ein elegantes Verfahren zur Herstellung dieser dispersen Kleinstteilchen ist die von der BASF patentierte Mikronisierung. Die unter üblichen Bedingungen in Wasser und Alkohol unlöslichen Carotinoide werden durch kurzzeitiges Erhitzen gelöst, anschließend durch Abkühlung in einer wässrigen Phase schlagartig ausgefällt und kolloid gekapselt. Die dabei entstehende Dispersion wird dann in einer Eindampfungsanlage aufkonzentriert und getrocknet.

Die Carotinoid-Mikronisierung ist ein zweites Beispiel für den Einsatz der neuen ABB-Automatisierungstechnologie, die mit den vorhandenen Systemen kompatibel ist. Auf der Steuerungsebene bedeutet das den Einsatz des ControlIT-Bausteins AC 800F, die Visualisierung vom Typ OperateIT und als I/O-Komponenten die Remote I/Os S900, die über Profibus-DP direkt an das Prozessleitsystem gekoppelt sind. Die Parametersteuerung mit Chargennummerierung und -protokollierung obliegt ProduceIT, dem Batch-System aus der IndustrialIT-Familie.

Der Einsatz der Remote-I/O kennzeichnet auch bei der BASF den Trend der weiteren Dezentralisierung in der Automatisierung. Die analogen Feldgeräte werden entweder direkt über Profibus an die AC 800F-Controller oder über Analogeingänge an die Remote I/Os angeschlossen und können über das FDT/DTM-Protokoll durchgängig aus dem EngineerIT-Tool „Control Builder F“ konfiguriert und parametriert werden. Die Vorteile der Feldbustechnologie bleiben erhalten. Zusätzliche Informationen aus den Feldgeräten stehen für Diagnose und weitere Auswertungen zur Verfügung.

Drei Bedienstationen mit jeweils einem Monitor, von denen eine Station auch als Engineeringplatz dient, bilden die Bedien- und Beobachtungsebene. Auf der Controller-Ebene arbeiten zwei AC 800F, an die insgesamt sieben Profibus-Linien angeschlossen sind. Sie werden mit Remote I/Os, einer sicherheitsgerichteten Steuerung, Tischwaagen und den profibusfähigen Feldgeräten über Profibus DP/PA-Segmentkoppler belegt. Schnittstellen für Fernwartung und Datenexport ins BASF-Intranet (InformIT) sind vorgesehen. Auch die BASF steigt mit der Carotinoid-Anlage in die Entwicklung eines eigenen Engineering-Toolkits ein.

Auch im Pharma-Bereich setzt man auf dieses IndustrialIT-System. In Bocklemünd bei Köln stellen 530 Mitarbeiter der Rhone Poulenc Rorer GmbH (RPR), früher auch bekannt unter dem Namen Nattermann, Arzneimittel und Wirkstoffe mit dem Schwerpunkt Selbstmedikation her. RPR ist eine Tochtergesellschaft des deutsch-französischen Aventis-Konzerns, eines der weltgrößten Life-Science-Unternehmen.

Zu den Produkten, die in Köln hergestellt bzw. in den Markt gebracht werden, gehören so bekannte Marken wie z. B. Maaloxan, Bronchicum und Melrosum. Das Projekt umfasste eine Wirkstoff-Produktion mit insgesamt acht Anlagenbereichen. Dies geschieht in drei Lieferlosen bis zum Jahr 2003. „Ausschlaggebend für die Auftragserteilung war neben der überzeugenden Durchgängikeit der IndustrialIT-Architektur vor allem das bei der ABB vorhandene Validierungs-Know How“, erinnert sich Rainer Roth, Geschäftsgebietsleiter Pharma.

Auch bei RPR basiert die Automatisierung auf acht Controllern von Typ AC 800F und acht konventionelle Prozessstationen vom Typ Freelance DCP10 bilden die Prozessebene. Über Profibus sind acht Remote I/Os vom Typ S900 angekoppelt. Bedient und beobachtet wird über OperateIT, die notwendige Batch-Steuerung übernimmt das ProduceIT-Modul, der „Control Builder F“ aus dem EngineerIT-Modul ist für die Konfiguration des Leitsystems verantwortlich.

Halle 16, Stand C02/F22

E cav 202