PI-Konferenz 2021 – Abschlussbericht

Bleibt alles beim Alten oder gelingt der Aufbruch? Die Prozessindustrie steht zwischen den Welten

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Highlights der PI-Konferenz 2021 – Tag 1

Die Entscheidung, die diesjährige PI-Konferenz in den virtuellen Raum zu legen, fiel bereits im Frühjahr 2020. Zu diesem Zeitpunkt sprach eigentlich viel dafür, dass die Corona-Pandemie im März 2021 längst vorbei sein würde. Dennoch entschied man sich dafür, neue Wege auszuprobieren und verlegte die siebte „Auflage“ in den digitalen Raum. Die richtige Entscheidung! Die Resonanz sowohl seitens der Vortragenden als auch der Teilnehmer war enorm. Das waren die Highlights des ersten Tages ...

„Wir hätten uns anlässlich des 30-jährigen Jubiläums von PI (Profibus & Profinet International) sicher eine andere Umgebung zum Feiern gewünscht, aber dennoch war die Resonanz auf unseren Vorstoß überwältigend“, begrüßte Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender der Profibus Nutzerorganisation, die rund 1000 Teilnehmer. Ein Schwerpunkt der gut 80 Vorträge liegt diesmal auf der Prozessindustrie, da nun mit Ethernet-APL eine wichtige Technologie für die Digitalisierung in der Prozessindustrie bereit steht.

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Gestartet wurde die PI-Konferenz mit dem Keynote-Speaker Dr. Jens-Uwe Meyer, Innolytics, der die Corona-Pandemie als Turbo für die digitale Transformation sieht. „Wir sind quasi zwangsdigitalisiert worden, dies bietet neue Chancen. Bisher war die Digitalisierung eher ein nice to have, aber nicht überlebensnotwendig. Das hat sich im vergangenen Jahr drastisch geändert“, so Meyer. Seine These: „Wir kommen jetzt in ein neues Zeitalter und es wird kein erfolgreiches Geschäftsmodell ohne Digitalisierung geben.“

Wir sind quasi zwangsdigitalisiert worden, dies bietet neue Chancen.

Dies erfordere jedoch Unternehmen, die digital denken und auch so handeln, indem sie die entsprechenden Umsetzungsstrategien auf den Weg bringen. „Ein ‘Weiter so’ wird nicht funktionieren, gerade wenn man den Blick nach China richtet. Wir müssen neue Fragen stellen und innovative Ideen für Anwenden entwickeln. Dafür müssen wir radikal neue Technologien ausprobieren“, ist Meyer überzeugt, der keinen Widerspruch zwischen dem Erhalten von bewährten Technologien und dem Verändern sieht.

Grenzen zwischen IT und OT verschwimmen

Eine Gratwanderung, die PI etwa im Blick auf die Prozessindustrie gut kennt. Die IT kommt in der Feldebene an, die OT wandert nach oben – die Grenzen vermischen sich. PI liefert diesbezüglich Antworten, wie sich die unterschiedlichsten Netzwerke miteinander verbinden lassen. Aktuelles Beispiel ist NOA (Namur Open Architecture).

Generell spielen PI-Technologien bei der digitalen Transformation eine besondere Rolle, wie Karsten Schneider feststellte. So sei man längst keine reine Feldbusorganisation mehr, sondern beschäftige sich mit vielen ergänzenden Themen. Beispiele seien etwa Aspekte der Security oder das jüngste Mitglied der PI-Familie – der Ortungsstandard Omlox. Dadurch würden sich die Strukturen in der Automatisierung ändern.

Prozessautomatisierung im digitalen Wandel

Aus Sicht eines Feldgerätes beschrieb Dr. Jörg Hähniche, Endress+Hauser Digital Solutions und Vorstand der Profibus Nutzerorganisation die Schritte in die Industrie 4.0-Welt. In der Prozessbranche lebt man bekanntlich noch in der 4...20 mA-bzw. Hart-Welt. Wurden früher nur einfache Prozesswerte für die Prozesssteuerung zentral bereitgestellt, öffnet sich nun die klassische Automatisierungspyramide mit ihren strengen hierarchischen Strukturen. Die Daten fließen nicht nur zwischen den Ebenen, sondern werden auch direkt aus Feldgeräten, Steuerungen oder Leitsystemkomponenten abgegriffen.

Feldgeräte liefern längst nicht mehr nur einen Messwert, sondern weitere Informationen zur Diagnose oder auch andere Funktionen, wie das automatische Kalibrieren. Daraus ergab sich jedoch in der Vergangenheit eine große Vielfalt an Integrationstechnologien. Die heutige Situation: Der Aufwand für die Interpretation der Daten aus dem Gerät ist nach wie vor sehr hoch und von einer Maschinenlesbarkeit ist man weit entfernt. Die Folge ist, dass 97 Prozent aller Gerätedaten nicht genutzt werden.

Die Prozessautomatisierung kann sich dem Wandel nicht mehr verschließen. „Wir haben in der Pandemie live erlebt, was diesbezüglich schon funktioniert, aber auch, wo wir noch etwas verbessern müssen“, so Hähniche. „Zwar war NOA ein wichtiger Schritt. Die Zukunft, liegt aber woanders.“ Seiner Meinung nach muss jedes Gerät eine Asset Administration Shell erhalten, um Teil der Industrie 4.0-Welt zu werden. Diese enthält maschinenlesbare Informationen über das Gerät (z. B. Seriennummer, Betriebsanleitung, Wartungspläne), sowie weitere Informationen etwa für das Condition Monitoring oder auch Wartungspläne.

Wir werden noch in diesem Jahr erste Geräte mit APL sehen.

Auch die Kommunikationstechnologie sorgte in der Vergangenheit für Herausforderungen. „Ethernet ist im Rest der Welt ein Erfolgsmodell, aber in der Prozessautomatisierung wird es bisher nur als Backbone genutzt“, so Hähniche. Gründe lagen in der Ex-Problematik, in den langen Entfernungen, im geforderten leichten und robusten Anschluss und in der bewährten Zweileiter-Technologie. Ohne Ethernet-Unterstützung und höhere Bandbreiten sind jedoch z. B. innovative Asset Management-Konzepte angesichts der hohen Zahl an installierten Feldgeräten gar nicht möglich. Jetzt sorgt Ethernet-APL für den Aufbruch in die Industrie 4.0-Welt. „Wir werden noch in diesem Jahr erste Geräte mit APL sehen“, zeigt sich Hähniche optimistisch und verweist auf die vielen Vorteile der Ethernet-Technologie, wie das leichtere Engineering und die schnellere Installation, einfachere Strukturen und der leichtere Zugang zu den Rohdaten.

Informationsmodelle – Automatisierungsgeräte lernen sprechen

Aber was nützen uns Daten, wenn wir sie nicht interpretieren können? Der Ruf nach maschinenlesbaren Information und damit nach Informationsmodellen wird lauter. Informationsmodelle strukturieren große Datenmengen und ordnen einer Variablen eine weitere Beschreibung zu. Spezialist dafür ist Prof. Dr.-Ing. Christian Diedrich vom ifak-Institut für Automation und Kommunikation in Magdeburg. Mittlerweile existierten zahlreiche Facetten der PI-Informationsmodelle in Bezug auf Druck, Temperatur und Status, so der Experte. Auch die verschiedenen PI-Applikationsprofile, etwa Profibus PA, Profidrive oder Profienergy, hätten in den vergangenen Jahren die tägliche Arbeit von Anwendern erheblich erleichtert, insbesondere in Bezug auf Geräteschnittstellen. In Zukunft werde es jedoch notwendig sein, diesen Weg über ein maschinenlesbares Informationsmodell zu gehen.

Der Mehrwert ist, dass man hiermit einen sehr leichten Zugang zu den Daten erhält und damit bei der Einbindung neuer Komponenten viel Zeit spart. Dank der einheitlichen Semantik steigt außerdem die Qualität der Daten. Da die Datenmengen aus dem Feld sicher noch weiter wachsen, wird mit solchen Ansätzen die Skalierung erleichtert. Und letztendlich ebnen diese Informationsmodelle den Weg für zukünftige Technologien.

Quo vadis Prozessindustrie?

In der abschließenden Podiumsdiskussion diskutierten Matthias Bölke (Vice President Strategy, Schneider Electric), Dr. Jörg Hähniche, Stefan Hoppe (President der OPC Foundation), Dr. Wilhelm Otten (WOtten-Consulting, ehemaliger Namur-Vorsitzender) und Karsten Schneider, über die Herausforderungen, aber auch Chancen der digitalen Transformation in der Prozessindustrie. Auch hier waren Informationsmodelle immer wieder ein Thema. Die Problematik brachte Schneider auf den Punkt: „Es gibt viele Insellösungen, die in sich gut funktionieren. Aber die Erwartungen an die Technologie sind enorm.“ Zwar habe man viel an der Technologie gearbeitet, aber es fehle an der standardisierten Umsetzung. Nur damit wird der Funke auf die Anwender umspringen.

Hähniche ist zudem davon überzeugt, dass die Anwender einen ökonomischen Nutzen sehen möchten. Dies gelänge zum Beispiel durch ein besseres Troubleshooting, wie es etwa mit Ethernettechnologien möglich sei. Positiv sieht er die inzwischen bessere Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Anwendern und Nutzerorganisationen.

Wir müssen mehr in die Standardisierung kommen. Die Hausaufgabe heißt daher Komplexität herausnehmen.

Auch für Matthias Bölke sind zwar die Anwendungen da, aber es seien immer noch Insellösungen: „Wir müssen mehr in die Standardisierung kommen. Die Hausaufgabe heißt daher Komplexität herausnehmen. Offenheit, Zusammenarbeit und vor allem Use Cases aufzeigen, so dass es für die Anwender einfacher wird.“

Stefan Hoppe verwies auf die Ölindustrie, in der sich bereits ermutigende Beispiele für die Datenstrukturierung finden. Er ist allerdings davon überzeugt, dass eine Organisation allein eine solche Standardisierung nicht mehr schafft. Dabei verwies er auf das Beispiel von Ethernet-APL. Hier hatten drei Nutzerorganisationen und elf Industriepartner über einige Jahre eng zusammen gearbeitet.

Otten dagegen denkt bereits einen Schritt weiter: „Ich sehe einen Mehrwert darin, dass man mehr in Geschäftsprozessen denkt und diese vernetzt.“ Aber schlussendlich werden auch hier integrierte Informationsmodelle benötigt. Ein Thema, das Anwender in der Prozessindustrie in den nächsten Jahren daher weiter beschäftigen dürfte.

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