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Integriertes Engineering – das nächste Level

Dass es ratsam ist, Leitsysteme durch regelmäßige Updates aktuell zu halten, konnte anhand der Vorteile der CMT gegenüber den Messstellentypen oben kurz illustriert werden. Wie Anlagenbetreiber beim Modernisieren von Bestandsanlagen von dieser Technologie und den vereinheitlichten Daten z.B. aus Signallisten weiter profitieren können, zeigt der integrierte Einsatz mit dem Simatic PCS 7 Plant Automation Accelerator (PAA). Dieses Engineeringtool für die durchgängige Anlagen- und Automatisierungsplanung basiert auf einem objektorientierten Ansatz und bietet verschiedenen Gewerken eine zentrale Arbeitsplattform – ohne Systembruch und somit ohne Datenverluste. Dadurch entsteht ein konsistenter Datenfluss – von der Angebotserstellung bis hin zur aktuellen Projektdokumentation.

Prozessoptimierung

Digitale Zwillinge und Prozessmodellierung – wie Sie davon profitieren können

Der bidirektionale Datenaustausch zwischen Leittechnik und Engineeringsystem erfolgt über die Typen und Instanzen von technischen Einrichtungen bzw. Einzelsteuereinheiten. Mittels CMT-Stammdaten können Instanzen massenhaft generiert und über vordefinierte Abfragen im PAA schnell und einfach projektiert werden. Gleichzeitig sind Änderungen in der Automatisierung transparent und konsistent nachvollziehbar. Diese einfache Datensynchronisation zwischen Engineering und Automatisierung verkürzt die Projektlaufzeit bei gleichzeitig höchster Qualität.

Bildergalerie

Aus diesem integrierten Engineeringansatz lassen sich nicht nur unmittelbare Vorteile ableiten. Er lässt sich auch als Ausgangspunkt für weitere Potenzialentfaltung nutzen. Während im Rahmen des Engineerings der Automatisierungsprogramme die angelegten CMT im PAA instanziiert und parametrisiert werden, wird unabhängig davon das Engineering der Automatisierungshardware durchgeführt.

Anschließend erfolgen nicht nur der Import von Automatisierungsprogramm und Hardware-Konfiguration in Simatic PCS 7, sondern auch die automatische Generierung der für die Prozessvisualisierung notwendigen Bedien- und Beobachtungsbestandteile.

Virtuelle Inbetriebnahme und Operator Trainings

Standardisierung, Wiederverwendung und der Einsatz einer zentralen Datenbank, über die alle Beteiligten während des gesamten Anlagenlebenszyklus hinweg dieselben Typen und Instanzen nutzen – aus diesen Bestandteilen ergibt sich in Summe ein sehr hoher digitaler Reifegrad. Darauf setzt nun die Simulation auf: Projekte können mit Simatic PCS 7 und der Simulationsplattform Simit bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt ausgiebig getestet werden. Dafür wird das Verhalten der einzelnen Komponenten passend zu den eingesetzten Typen und Instanzen (CMTs) als Vorlage in Simit modelliert.

Die Simulationsplattform deckt den gesamten Bereich der Echtzeitsimulation für umfassende Tests der Signal- und Geräteebene ab. Während der Modernisierung kann durch Gegenüberstellung der Systeme sicher und frühzeitig durch Simulation geprüft werden, ob sich das modernisierte System gegenüber dem alten System korrekt verhalten wird. Außerdem wird durch Simulation die virtuelle Inbetriebnahme von Automatisierungsprojekten vor dem eigentlichen FAT (Factory Acceptance Test) möglich: Anhand der Simulationsmodelle wird das Anlagenverhalten vorab geprüft, verifiziert und validiert. Das trägt zur signifikanten Reduzierung der Engineering- und Inbetriebnahmekosten bei, da die Überprüfung und Optimierung von Automatisierungsfunktionen bereits vor Aufbau der realen Hardwarekomponenten während der virtuellen Inbetriebnahme erfolgt.

Im Rahmen der virtuellen Inbetriebnahme ist auch oft ein intensives Training der Bedienmannschaft schon vor dem Hochfahren einer Anlage sinnvoll. Der Einsatz von Simit-Simulationen für das Operator Training ermöglicht eine frühzeitige Schulung der Anlagenfahrer im Umgang mit einem geänderten Anlagenverhalten. Anlagenfahrer machen sich mit dem Operator Training System (OTS) unter Einsatz der originalen Bedienbilder und Automatisierungsprogramme mit der Anlage intensiv und authentisch vertraut. So lassen sich beispielsweise Neuerungen vorab detailliert trainieren – unter realen Bedingungen, aber in gesicherter virtueller Umgebung.

Event-Tipp zum Thema: Merken Sie sich den Smart Process Manufacturing Kongress 2020 vor (27./28. Oktober 2020, Würzburg). Das waren die Themen 2019:

Smart Process Manufacturing Kongress

Steckt die Prozessindustrie in der Kompetenzfalle?

Anlagenmodernisierungen und -erweiterungen können also nicht nur zur direkten Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit und Anlagensicherheit führen. Mit der richtigen Strategie und dem Einsatz aufeinander abgestimmter Softwaretools, Technologien und Hardwarekomponenten wird auch ein höherer digitaler Anlagenreifegrad erreicht, der die Zukunftsfähigkeit der Prozessanlage nachhaltig verbessert.

Basis für zukunftssicheren Anlagenbetrieb

Um von den Vorteilen durchgängiger Engineering-Prozesse und Echtzeitsimulationen profitieren zu können, sind ein aktuelles Leitsystem sowie ein zentrales Datenhandling, das die Integrität und Qualität der Daten sichert, die optimale Ausgangsbasis. Diese Grundlagen sorgen nicht nur für eine schnellere Wiederinbetriebnahme der Anlage, sondern tragen zugleich auch zur Schaffung eines digitalen Zwillings bei. Mit seiner Hilfe können weitere Vorteile im zukünftigen Anlagenbetrieb bedeutend leichter über den weiteren Lebenszyklus genutzt werden.

Die Möglichkeiten sind weitgefächert: Sie beginnen bei Langzeit-Geräte- und -Zustandsüberwachung sowie Soft-Sensing und reichen bis hin zu verfahrenstechnischen Optimierungen auf Grundlage von Vorhersagemodellen aus Echtzeit- und historischen Anlagendaten. Die Vorteile für den Anlagenbetreiber erstrecken sich dabei über optimierte Produktionsabläufe und fundierte Entscheidungsgrundlagen, beispielsweise durch die exakte Vorausberechnung von Restlaufzeiten und Anlagenperformance.

* Der Autor ist Marketing Manager Process Control Systems & Software bei der Siemens AG, Köln.

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