Grenzen in der Prozessautomatisierung überwinden

79. Namur-Hauptsitzung bietet Lösungen zur Optimierung in der globalen Prozessindustrie

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Die Automatisierungswelt öffnen mit Namur Open Architecture

Die durch die „klassische Namur-Pyramide“ beschriebene Automatisierungsstruktur ist bewährt und allgemein anerkannt sowie hoch verfügbar und ermöglicht langjährige Betriebssicherheit. Allerdings fehlt den Systemen die Offenheit, neue Technologien werden erst spät verwendet und die Kosten sind hoch.

„Mit der Automatisierungspyramide leben wir schon sehr lange und sehr gut, aber sie hat sicher auch Nachteile, z.B. es ist kein offenes System“, so Namur-Vorstandsmitglied Dr. Thomas Tauchnitz, Sanofi Deutschland, in seinem Vortrag zu NOA – Namur Open Architecture. Für neuere Projekte suche man sich in der Regel Nebenwege, die am eigentlichen System vorbei geschleust werden. Und in der klassischen Automatisierungspyramide kann man eben nicht mal schnell etwas ausprobieren, einfach weil die Kosten so hoch sind.

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Außerhalb dieser Automatisierungswelt findet eine rasante Entwicklung im Bereich der Sensoren und Kommunikationstechniken statt – es seien nur Internet of Things, Industrie 4.0, Mobile Devices und Big Data genannt. Die Frage sei also, wie man den Bremsschuh der klassischen Automatisierung wegnehmen könne, ohne die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu vernachlässigen? Dabei betonte Tauchnitz, dass es hier nicht um ein Ersetzen der Automatisierungspyramide gehe, sondern ergänzenden Lösungen gefragt seien. „Wie kann man die bestehenden Automatisierungsstrukturen so öffnen und ergänzen, dass diese Innovationen nutzbar werden, ohne die Vorteile der bisherigen Automatisierung zu verlieren?“

Diese Frage wurde nun durch den Namur-Arbeitskreis 2.8 „Automatisierungsnetzwerke und -dienste“ durch Entwicklung von NOA beantwortet, die BASF-Mitarbeiter Christian Klettner vorstellte. NOA soll Räume schaffen, um flexibel, offen und wirtschaftlich agieren zu können.

„Die Kernautomatisierung wird nicht angetastet“

Dabei sind die Vorgaben nicht ganz so streng, wie man es von der Automatisierungspyramide gewohnt ist. Im Wesentlichen unterscheidet NOA zwischen der Kern-Automatisierung und einer offenen Systemwelt für Monitoring- und Optimierungsaufgaben. „Um es deutlich zu sagen: die Kernautomatisierung wird nicht angetastet“, so Klettner. Mit anderen Worten: Es dürfen zwar Informationen aus dem Kern heraus gehen, aber nur nach Plausibilitätsprüfung wieder über einen „Verification of Request“ zurückgespielt werden.

Die Daten der bisherigen Kern-Automatisierungswelt werden durch offene Schnittstellen wie OPC-UA in die Systemwelt für Monitoring- und Optimierungsaufgaben exportiert. Wo erforderlich, können sie aber auch durch einen zweiten Kommunikationskanal direkt an den bestehenden Feldgeräten abgeholt werden. Zusätzliche Sensoren im Bereich Monitoring- und Optimierung können durch NOA einfach in die offene Systemwelt integriert werden.

„Es ist kein Weltuntergang, wenn eine Optimierungssoftware für eine Pumpe nicht die gleiche Verfügbarkeit besitzt wie die Kernautomatisierung. Natürlich müssen sie zuverlässig arbeiten, aber nicht mit der gleichen Strenge“, erklärte Klettner.

Ziel von NOA – NAMUR Open Architecture ist es, die Nutzung innovativer Technologien zu ermöglichen, um die Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu erhöhen. Denn schließlich geht es auch bei Industrie 4.0 immer noch darum, den Durchsatz zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren.

Wie dies funktionieren kann, zeigten zwei Use Cases: Im einen Fall wurden kostengünstig zusätzliche Messungen installiert, um das Foulingverhalten an einem Wärmetauscher vorherzusagen. Diese Sensoren werden nicht für die Online-Prozessführung benötigt, so dass eine Installation in der Kern- Automatisierung unnötig aufwendig wäre. In einem zweiten Use Case wurden die mit einer Großmaschine mitgelieferten Spezialsensoren direkt mit dem Plant-Asset-Managementsystem des Maschinenlieferanten verbunden – ebenfalls ohne Integration in die Kern-Automatisierung.

Abschließend betonte Klettner, dass es keine Kompromisse bei Anlagenverfügbarkeit und Anlagensicherheit gibt. Aber es werden offene Systemschnittstellen zwischen Process-Control-Aufgaben und dem Monitoring und der Optimierung benötigt. Dabei gilt der Ansatz sowohl für neue Produktionsanlagen als auch für bestehende Produktionsanlagen – und wie immer ist Automation Security ein integraler Bestandteil.

Am Nachmittag schlossen sich zahlreiche Workshops an, über die PROCESS in einem Update zur Namur-Hauptsitzung zeitnah berichtet.

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