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Offenheit sorgt für Flexibilität

Aprol erlaubt schrittweise Migration bei CHT R. Beitlich
Offenheit sorgt für Flexibilität

Die dezentrale Steuerungstechnik mit isolierter BDE des Spezialitätenchemikalienherstellers CHT R. Beitlich war in die Jahre gekommen. Statt die Produktion zu optimieren, hat sie Ressourcen beansprucht: Änderungen am System waren aufwendig, Ersatzteile nur schwer zu beschaffen. Das Unternehmen hat sich am Markt umgesehen und mit dem Leitsystem Aprol von B & R eine passende Lösung gefunden.

In den vergangenen Jahren zeichnete sich ab, dass die historisch gewachsene Technik bei der CHT R. Beitlich GmbH in absehbarer Zeit nicht mehr mit den steigenden Anforderungen Schritt halten würde. Die Anforderungen an die Produktqualität und den Qualitätsnachweis, die Prozesssicherheit sowie die gesetzlichen Sicherheitsvorgaben hatten sich verändert. „Darüber hinaus hat uns die alte Technik bei der schnellen Umsetzung neuer Anforderungen eingeschränkt“, betont Günther Schätzle, Leiter Bestriebstechnik bei CHT R. Beitlich. Drei Tage habe es zum Beispiel gedauert, um nur ein zusätzliches Ventil einzubauen und in Betrieb zu nehmen. Hinzu kamen vermehrt auftretende Geräteausfälle und es wurde schwieriger, Ersatzteile zu bekommen. Auch die veraltete und anfällige sowie unflexible Steuerungs-, Visualisierungs- und BDE-Technik sollte durch eine neue abgelöst werden, die dem Stand der Technik entspricht. „Eine Vollautomatisierung der Anlagen war dabei ganz klar nicht erstes Ziel“, so Schätzle, „für unsere Multifunktionsanlagen wäre sie zu aufwendig geworden.“

83 Anlagen an zwei Standorten
CHT produziert Spezialchemikalien für die Bereiche Textil, Textilpflege, Bauchemie und Spezialchemikalien mit kundenorientierter Produktentwicklung und einem großen, weiter wachsenden Produktspektrum. Den überwiegenden Teil des Umsatzes erzielt das Unternehmen mit komplexen Produkten, die vornehmlich an den Produktions- und Logistikstandorten Dußlingen und Oyten hergestellt werden. Dort betreibt CHT über hundert An-lagen, darunter verschiedene Versorgungsanlagen sowie eine Vielzahl von Mischkessel-anlagen und Chemiereaktoren. Viele Produktionsanlagen sind als Multifunktionsanlagen ausgelegt, die für die Herstellung von bis zu 100 unterschiedlichen Produkten flexibel eingesetzt werden.
Aprol setzt sich durch
In einer ausführlichen Evaluation hat ein aus CHT-Mitarbeitern gebildetes Expertenteam drei verschiedene Prozessleitsysteme und die Steuerungs- und Visualisierungstechnik zweier Anbieter anhand einer umfangreichen Beurteilungsmatrix im Detail untersucht und bewertet. B&R bekam den Zuschlag. „Einer der Hauptgründe ist, dass das Leitsystem von B&R eine schrittweise Migration optimal unterstützt. Aprol erlaubt es, die Produktionsanlage sukzessive auf das neue Prozessleitsystem umzustellen, während parallel die alten Systeme weiterlaufen.“
Die Migration am Standort Dußlingen startete im Frühjahr 2011. Schon zu diesem Zeitpunkt wurde viel Wert darauf gelegt, Standardprozeduren zu schaffen, die sich auch an anderen Standorten verwenden lassen. „Für uns war es sehr wichtig, dass wir an den verschiedenen Standorten die steuerungstechnischen Abläufe standardisieren und dieselben Programmcodes und auch die gleiche Hardware verwenden können“, so Günther Schätzle von CHT. Bei der Anfang 2013 begonnenen Migration der Produktionsanlagen im norddeutschen Oyten konnte so die Projektierung schneller und kostengünstig vonstatten gehen.
Heute werden Änderungen in den CHT-Bibliotheken gleichzeitig an beiden Standorten vorgenommen, was die Validierung der Prozesse stark vereinfacht. Über Remote-Netzwerke stehen die Steuerungen der beiden Standorte den Programmierern überall zur Bearbeitung offen. Während am Standort Dußlingen alle wesentlichen Anlagen bereits im Leitsystem integriert sind, arbeitet man in Oyten noch weiter an der Migration von Spezialanlagen, ebenfalls mit dem Ziel, das komplette Werk mit Aprol steuern zu können.
B&R verfügt zusätzlich über ein fein abgestuftes Steuerungs- und Visualisierungsportfolio. Es ermöglicht CHT, jede Anlage mit einer SPS samt maßgeschneiderter Rechenleistung und angereihten I/Os sowie einem eigenen HMI auszustatten. Deshalb entschied sich der Chemieproduzent gleich auch noch für die Steuerungs- und Visualisierungstechnik von B&R.
„Vorteilhaft ist, dass wir die tatsächliche Anlagenstruktur unmittelbar in der Steuerungs- und Visualisierungstechnik abbilden und eine schrittweise Migration auf der Hardwareseite optimal umsetzen können“, erklärt Schätzle.
Offenheit sorgt für Flexibilität
Bei der Wahl des Integrators war für CHT wichtig, ob der Anbieter auf individuelle Anforderungen eingeht und zusätzliche Änderungen während des Projektes flexibel berücksichtigen kann. Den Zuschlag hat die Erler GmbH erhalten. Die Migration ging leicht von der Hand, wie Geschäftsführer Alois Erler bestätigt: „Aprol ist im direkten Vergleich zu anderen Prozessleitsystemen ein sehr offenes System, sodass wir auch während des laufenden Projektes weitgehend auf Kundenwünsche reagieren können. Gefallen hat uns auch die problemlose Anbindung an das bestehende Altsystem.
23 000 X20-I/Os verbaut
Seit der erfolgreichen Migration einer ersten Pilotanlage mit rund 360 digitalen und 20 analogen I/Os ist seit Herbst 2011 fast wöchentlich eine weitere Produktionsanlage umgestellt worden. Bis zum heutigen Tag sind 72 Systeme im Werk Dußlingen und 11 Produktionsanlagen im Werk Oyten auf Aprol migriert und das alte Leitsystem abgestellt worden. Es wurden 54 HMIs aus der Power-Panel-Serie von B&R und 91 X20-Steuerungen installiert. In beiden Werken wurden insgesamt etwa 23 000 digitale und analoge X20-I/Os verbaut. Darüber hinaus wurden diverse über VNC angebundene Bedienstationen für Schichtführer und Anbindungen in die Office-Welt in Betrieb genommen.
In jedem System arbeiten zwei Runtime-Server, ein Engineering-Server und ein VNC-Server, die über ein komplexes Desaster-Recovery-Procedure-System abgesichert werden. Das linuxbasierte Produktionsnetzwerk kommuniziert mit der Windows-Welt des Unternehmensnetzwerks über eine klar definierte Schnittstelle und ist redundant aufgebaut.
Doppelte Redundanz
„Wir haben sogar eine doppelte Redundanz“, berichtet Schätzle. Jede Komponente eines Systems wird von zwei Bussen angefahren; einem Bedien- und einem Prozessbus. Jeder kann im Notfall die Funktion des anderen übernehmen. Zusätzlich ist jedes System mit zwei Ports ausgestattet, die sich ebenfalls gegenseitig ersetzen können. Das garantiert die geforderte hohe Verfügbarkeit der Anlagen.
Schon während der Migration wurde deutlich, dass CHT mit der Umstellung auf die B&R-Technik mehr als einen Ersatz für das Altsystem geschaffen hat. „Das Aprol-System ist wesentlich flexibler, sodass wir heute ein Ventil in wenigen Stunden einbauen und in Betrieb nehmen können. Zudem reicht ein Klick, das Ganze auf der Softwareseite rückgängig zu machen, wenn sich ein Fehler eingeschlichen hat.“
Deutlich einfacher geht auch die Analyse der Prozessabläufe von der Hand. „Wir konnten feststellen, dass wir mit dem Trend Viewer oder dem Audit Trail Vorgänge analysieren können, die wir vorher nicht beobachten konnten“, erläutert Schätzle. „Wir analysieren mit Aprol-Prozesszusammenhänge in Echtzeit mit dem Ziel, Produktionsoptimierungen umgehend umsetzen zu können. Fehlchargen können im Nachhinein anhand der aufgenommenen Prozessdaten analysiert werden.“ Diese zusätzlichen Informationen nutzt CHT unter anderem zur Analyse und Reduzierung des Energieverbrauchs.
Zukunftsprojekte mit Aprol
Seit Juli 2015 ist CHT mit allen deutschen Standorten nach ISO 50001 zertifiziert. Im Rahmen des Energiemanagementsystems steht als nächstes die Energiedatenerfassung mit Aprol auf dem Programm. Dieses Projekt startete im September 2015. Da die Alarmsysteme in den Werken Dußlingen und Oyten ebenfalls erneuert werden mussten, entschied man sich bei CHT, dies ebenfalls mit Aprol zu realisieren.
„Wir nutzen nun die Synergie aus beiden Projekten Energy Monitoring und Condition Monitoring, indem wir die Netzwerke an beiden Standorten erweitern und alle Signale in Aprol auflegen“, so Schätzle. Am Ende sollen für dieses Projekt, das ebenfalls zuerst in Dußlingen und dann in Oyten aufgesetzt wird, weitere 4000 I/Os ins Leitsystem aufgenommen werden. CHT erwartet durch die zentrale Auswertung dieser neuen Daten die Ausschöpfung von Energieeinsparpotenzialen und eine Erhöhung der Werkssicherheit sowie der Anlagenverfügbarkeit.
Schon heute machen sich die Verantwortlichen bei CHT Gedanken darüber, wie die erfasste Datenflut weiter genutzt werden kann. 2017 werden Versuche starten, mit den Daten und einer geeigneten Schnittstelle zum ERP-System ein maßgeschneidertes Manufacture Executing System (MES) zu entwickeln.
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