Schluss mit Insellösungen

Diese veränderte Sichtweise ist auch bei Produktionsbetrieben notwendig, die auf einer hybriden Anwendung von Prozess- und Fertigungsautomatisierung beruhen. So folgen meist den Produktionsanlagen der Prozessautomatisierung Konfektionier- und Abpackanlagen sowie Hochregallager. Beispiel Bier: Gerade hier wird deutlich, dass die Produktion sich in verschiedene Segmente unterteilt, die sich in der Automatisierungstechnik als mehr oder weniger abgeschlossene Automatisierungsinseln widerspiegeln. Es wird klar, dass nur wenige Industriebranchen in Reinkultur automatisieren, wie beispielsweise Raffinerien als klassische Prozessindustrie mit dem Verarbeiten fließender Stoffe im Conti-Betrieb. In der überwiegenden Mehrzahl jedoch lässt sich der Produktionsprozess aufteilen in Eingangslogistik, eigentlichen Produktions- oder Primärprozess, nachgelagerten Prozess oder Sekundärprozess und Ausgangslogistik. Das heißt, die typische Wertschöpfungskette baut sich daraus auf, aus zugelieferten Vorprodukten etwas herzustellen, was anschließend verpackt oder abgefüllt und danach ausgeliefert wird. Diese Hybridindustrie setzt bei der Automatisierung der Eingangs- und Ausgangslogistik vornehmlich auf SPS-basierte Technik. Die Automatisierung von verfahrenstechnischen Primärprozessen übernehmen vorwiegend DCS (Distributed Control System)-Systeme.

Vorreiter für bereichsübergreifende Steuerungs- und Leittechnik sind beispielsweise die großen Bierbrauer. Das ist bei der Bitburger Brauerei Th. Simon GmbH in Bitburg so, wo Dieter Lichter aus der Abteilung Elektrotechnik und Prozessautomatisierung den Großteil der Komponenten von der Nürnberger Siemens AG bezog. Beim Wettbewerber Warsteiner Brauerei Haus Cramer KG in Warstein wurde der Technische Direktor Ulrich Brendel bei der Mannheimer ABB AG fündig. „Mit dem ABB-Ansatz Industrial-IT haben wir den Durchgriff auf den gesamten Produktionsprozess, und durch Objektorientierung sind die Parameter der Produktion sichtbar“, urteilt Brendel. Sie dienen auch als aktueller Input für die Wartungs- oder Produktionsplanung. Zu dem jetzt erteilten Auftrag an ABB gehört auch der Inform-IT-Produktionsmanager, mit dem via SAP-Schnittstelle der gesamte Prozess transparent wird.

Auch in Bitburg bilden die Prozessinformationen die Basis für eine aktive Entscheidungsfindung und den Eingriff in den Produktionsprozess, via SAP-Netzwerkstruktur. Darunter siedelten die Bitburger Steuerungsexperten die Produktionsleitebene mit dem Siemens-Leitsystem Braumat Classic an. Via Industrial Ethernet gelangen die Daten von dort zu den Automatisierungsgeräten Simatic S5 und S7 in der Prozessleitebene. Über Profibus DP werden die digitalen und analogen E/A angeschlossen, während über den verfahrenstechnischen Profibus PA die Brauprozessdaten wie Durchfluss, Pegel, Druck und Temperatur übermittelt werden.

Auch das Modernisierungsvorhaben in Warstein zielt darauf ab, vorhandene Inseln zusammenzuführen, um bis 2005 eine übergreifende Lösung auf Basis der Industrial-IT-Technologie zu schaffen. Dabei werden allein in der Braustätte am Waldpark über 42 000 E/A-Punkte an die Control-IT-Komponenten AC 800M via Profibus angekoppelt, die über 17 Operate-IT-Terminals beobachtet und bedient werden können.

„Der Trend zu Hybridindustrien bewegt uns alle“, sagt Siemens-A&D-Vorstandsvorsitzender Helmut Gierse, „denn seit zehn Jahren fällt in den Verantwortungsbereich eines Prozessleittechnik-Ingenieurs in der Chemie nicht mehr nur das Auslegen von Regelkreisen. Er muss sich jetzt auch um die Niederspannungs-Schaltanlage und die Antriebe kümmern. „So verwenden heute sowohl die Prozess- als auch die Fertigungsautomatisierung die gleichen Kommunikationsprotokolle, E/A-Module, Steuerungen und Software-Schnittstellen. Sie benutzen die gleichen Engineering-Tools sowie MES- und ERP-Softwarelösungen. Im Zuge der horizontalen und vertikalen Integration der Automatisierungs- und Energieverteilungstechnik gerät immer mehr der gesamte Prozess ins Blickfeld der Anlagenbetreiber“, erläutert Gierse.

Auch Dr. Peter Terwiesch, Geschäftsführer der ABB Automation Products in Mannheim, hält dazu ein Produktportfolio als Bestandteil von Industrial IT parat: „Dazu gehört ein abgestimmtes Programm von E/A-Systemen und Kleinst-steuerungen bis zu vollwertigen Leitsystemen und übergeordneten Softwareebenen. „Über das Aspect-Objects-Konzept hat der Anwender die Information immer online. Wenn Real-TPI (Optimize IT Real Time Production Intelligence) eine geringe Anlagenperformance feststellt, wird eine Meldung an den Asset Optimizer gesendet, der wiederum die zuständigen Mitarbeiter per Pager, E-Mail oder SMS benachrichtigt. „Alle unsere Systeme sind Ethernet-basiert und ermöglichen, unter Voraussetzung der richtigen Netz-Infrastruktur, Remote-Engineering, Fern-Diagnose und -Wartung“, so Peter Terwiesch.

Apropos Bussysteme: Bei der Kommunikation wollen beide Branchen eine durchgängige Sprache. ABB und Siemens setzen hier auf Profibus als Integrations-Plattform für die Kommunikation im Feldbereich. Diese Einschätzung unterstützt eine im letzten Jahr veröffentlichte Marktstudie von Frost & Sullivan. Danach soll der Europamarkt für Feldbus-Systeme in der Prozessautomatisierung von 170 Millionen Dollar (2001) auf 420 Millionen Dollar im Jahr 2008 wachsen. Nach Umsatzanteilen konnte sich Profibus im Jahr 2001 mit 53,6 % von den konkurrierenden Standards absetzen. Es folgen Foundation Fieldbus mit 10,3 %, Interbus mit 8,4 %, Modbus mit 8,1 %, ASI mit 6,1 %, DeviceNet mit 3,8 % und schließlich Can mit 3,5 %.

Thema ist heute auch das Validieren nach den Vorgaben der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA). Der Code of Federal Regulations beschreibt beispielsweise das Aufzeichnen elektronischer Daten und Unterschriften. Zurück zum Bier, auch hier gilt die ab 2005 gesetzlich vorgeschriebene Rückverfolgbarkeit von Produkten. Nur durchgängige, alle Bereiche umfassende Automatisierungslösungen können diese Anforderungen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand leisten.