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Systematisch verknüpft

Prozessleitsystem bietet Einstieg in Plant Asset Management
Systematisch verknüpft

FieldCare ist eine übergreifende Software von Endress+Hauser für die Konfiguration, Diagnose, Verwaltung und Optimierung von intelligenten Feldgeräten und Komponenten. ProLeiT hat FieldCare, das den offenen Herstellerstandard FDT (Field Device Tool) unterstützt, in das Prozessleitsystem Plant iT integriert. Damit bietet Plant iT den Einstieg in ein anlagennahes Asset Management, da jetzt die Condition-Monitoring-Informationen für alle Feldgeräte direkt von der Bedienoberfläche des Prozessleitsystems aus zugänglich sind. Eine der ersten Anlagen, die diese Performance von Plant iT nutzen, wurde vor kurzem bei JohnsonDiversey im holländischen Enschede in Betrieb genommen.

Dr. Thomas Wunderlich

JohnsonDiversey produziert an seinem Standort in Enschede flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittel. Für die Automatisierung der Rührreaktoren, Tanks und Silos sowie der Abfülllinien des Anlagenneubaus Jupiter II hat der Betreiber die offene Prozessleitplattform Plant iT gewählt. Bei JohnsonDiversey sind die folgenden Plant-iT-Module im Einsatz:
  • Prozessleitsystem Plant Direct iT
  • Batchsystem Plant Batch iT
  • Produktionsdatenmanagementsystem Plant Acquis iT und
  • Plant Connect iT als parametrierbare Kopplung an ERP Software
Ausschlaggebend für die Entscheidung des Anlagenbetreibers waren neben der Batch-Funktionalität folgende Vorteile:
  • die Auftrageinlastung direkt über ERP-SAP/R3
  • die Chargenrückverfolgung
  • die hohe Flexibilität durch modulare Anpassbarkeit sowie Hardwareunabhängigkeit und nicht zuletzt
  • die Einbindung von FieldCare
Die Steuerungsebene besteht aus einer Siemens Simatic S7-400, die über Profibus-DP-Kopplung mit der Feldebene verbunden ist. Über dieses Bus-Netzwerk werden die verschiedenen Aggregate – hier rund 2800 Objekte vom Antrieb über Ventile bis hin zu Messgeräten und Wägemodulen – erfasst. Die Anlagenführung und -überwachung erfolgt über eine zentrale Leitwarte.
Starke Batch-Funktionen
Die Produktionsanlage bildet eine komplexe Matrix aus Rohrleitungen, Behältern, Armaturen, Pumpen und Sensoren. Die vielen verschiedenen Rezepturen werden entsprechend den SAP-Vorgaben angesetzt: dabei werden die einzelnen Rezepturbestandteile sowohl automatisch aus Lagertanks oder Silos zugeführt, wie auch von Hand zudosiert. Nach dem Mischvorgang werden diese Spezialreinigergemische über Puffertanks in Gebinde verschiedener Größen abgefüllt. Um diese Batch-Prozesse optimal fahren zu können, hat der Anlagenbetreiber nach einem Prozessleitsystem verlangt, dass diese Funktionalität umfassend beherrscht und dabei mit vollständigen Aufzeichnungen und Protokollierungen sämtlicher Auftrags- und Chargendaten Sicherheit bezüglich der Nachweispflichten und Chargenrückverfolgung schafft. Das Prozessleitsystem Plant iT bietet mit dem Modul Batch iT nicht nur ein Höchstmaß an Batch-Funktionalität, sondern hier ist auch die prozessorientierte Materialwirtschaft integraler Bestandteil. In diesem sehr leistungsfähigen System für das Rezeptur- und Auftragsmanagement erfolgen die Anlagen-, Prozess- und Rezeptmodellierungen wahlweise streng nach ISA 88 oder davon abgeleiteten, vereinfachten Modellen. Die Verarbeitung von Aufträgen und Rezeptoperationen, die im vorliegenden Fall von SAP übernommen werden, vereinfacht die Bearbeitung einer hohen Anzahl unterschiedlicher Produkte. Die Informationen über alle verarbeiteten Materialien, die aktuellen Verbräuche und die produzierten Mengen liegen in Echtzeit vor. Die prozessorientierte Materialwirtschaft stellt damit neben der Bestandsführung eine durchgängige Chargenverfolgung mit frei wählbarem Einstiegspunkt zur Verfügung. Das Prozessleitsystem erfüllt darüber hinaus die Nachweisanforderungen der GMP-Richtlinie 21CFR Part11.
Die Auftragseinlastung in das Prozessleitsystem – aus dem ERP-System – erfolgt über die direkt gekoppelte, parametrierbare Kommunikationsschnittstelle Plant Connect iT.
Neben den Bedienstationen in der zentralen Leitwarte sind für eine einfache Bedie-nerführung an den Rührreaktoren vor Ort weitere Ex-Schutzzone II zugelassene Terminals mit Touch-Display implementiert. Auch diese Terminals stellen alle reaktorrelevanten Informationen dem Bediener vollgrafisch zur Verfügung. Durch eine redundant ausgelegte Serverplattform und eine gesicherte Stromversorgung der Rechner- und Simatic S7-400 Steuerungskomponenten wird der von JohnsonDiversey geforderte Dreischichtbetrieb gewährleistet. Basierend auf der ProLeiT-Systemfamilie Plant iT wurde außerdem eine Standardisierung sämtlicher Automatisierungskomponenten für die Zukunft festgelegt.
Asset Management in Bedienebene integriert
Parallel zur SPS-Feldanbindung ist ein Fieldgate installiert, über das auf der Basis der herstellerunabhängigen Schnittstellendefinition FDT (Field Device Tool) die Zustandsinformationen für ein Condition Monitoring der einzelnen Aggregate im Feld abgegriffen werden. Diese Informationen werden von FieldCare, einem offenen Software-Werkzeug von Endress+Hauser für die Konfiguration, Diagnose, Verwaltung und Optimierung von intelligenten Feldgeräten und Komponenten, ausgewertet. Durch die systemtechnische Verknüpfung von Plant Direct iT mit FieldCare auf der Engineering-Station des Prozessleitsystems wird in Jupiter II ein modernes, anlagennahes Asset Management realisiert, das die Anlagenverfügbarkeit optimiert. Ein wesentlicher Vorteil dieses offenen Systems ist, dass alle FieldCare-Informationen über die Ethernet-Anbindung jederzeit von allen ProLeiT-Bedienstation aus zugegriffen werden können. Der Einsatz des herstellerunabhängigen Standards FDT in FieldCare bietet die Voraussetzungen, um herstellerspezifische Gerätetreiber – so genannten DTMs (Device Type Manager) – problemlos integrieren zu können. Damit ist eine vollumfängliche Kommunikation nicht nur mit Endress+Hauser-Geräten, sondern auch mit Geräten anderer Hersteller über FieldCare realisierbar. Mit der durchgängigen Integration von FieldCare in Plant iT ist so die Kommunikation mit allen Geräten der Feldebene und die Visualisierung der MSR-Technik direkt im Prozessleitsystem erreicht. Damit hat der Anlagenführer über das Prozessleitsystem jederzeit alle Informationen über die Feldgeräte im sofortigen Zugriff. Für den schnellen und einfachen Blick auf den Sensor- bzw. Gerätezustand ist jetzt eine Ampel in die Detaildarstellung des Prozessleitsystems integriert. Wird eine Warnung signalisiert, ist der Bediener über einfaches Anklicken einer zusätzlichen FieldCare-Bedienlasche sofort in der Lage, unmittelbar und direkt auf die Zustands- bzw. Fehlerinformationen auf dem FieldCare Webserver zuzugreifen. Damit sind auf der Prozess-Visualisierungsoberfläche von Plant iT nicht nur alle FieldCare-Diagnose-informationen verfügbar, sondern der Bediener erhält Hilfestellung und zusätzliche Informationen, wie Condition-Monitoring-Informationen zu interpretieren und gegebenenfalls Probleme im Feld zu beseitigen sind. Wenn beispielsweise ein Durchflusssensor immer mit Medium gefüllt sein muss, und dies aktuell nicht der Fall sein sollte, übermittelt der Sensor automatisch den entsprechenden Fehlercode über das Fieldgate an die FieldCare-Überwachungssoftware. Und der Anlagenführer erhält auf der Bedienoberfläche des Prozessleitsystems entsprechende Klartext-Hinweise für die Fehlerbehandlung bzw. Fehlervermeidung. Neben der kurzfristigen Fehlerbeseitigung bietet FieldCare auch Möglichkeiten zur Analyse von langfristigen Veränderungen von Feldgeräten und Aggregaten. Die für jedes Feldgerät automatisch gespeicherte Historie ermöglicht, Driften zu erkennen. Mit FieldCare lassen sich aber auch Einblicke in das nähere Umfeld eines Sensors gewinnen. So ist FieldCare beispielsweise in der Lage, aus den Daten der in der Nähe befindlichen Sensoren zu analysieren, wenn eine Rohrleitung wegen Ablagerungen zuwächst.
Die Einbindung von FieldCare in Plant iT, und damit in die Bedienoberfläche des Prozessleitsystems, vereinfacht und beschleunigt Bedienerreaktionen auf Alarme und Warnhinweise. Der Anlagenführer sieht alles immer auf einen Blick und hat unmittelbaren Zugriff auf möglicherweise nötige Wartungseingriffe. Alarme und Warnungen werden zudem in das Meldesystem von Plant iT weitergeleitet, so dass auch diese Informationen archiviert sind und keine zusätzlichen Daten aufbereitet werden müssen. Damit ist über das Prozessleitsystem Plant iT ein Plant Asset Management realisiert, um die Wartung und Instandhaltung einer Anlage und der Anlagenkomponenten äußerst zielgerichtet betreiben zu können.
cav 403

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