Durchblick im Anlagen-Baukasten: Zwischen Skids, Package-Units und Modulen

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Wenn das Modul mitdenkt

„Der prägnanteste Unterschied eines Moduls zu einem Skid ist, dass ein Modul über eine eigene Intelligenz verfügt“, erklärt Alexader Kehl, Spezialist für Future Concept Automation beim Automatisierungsspezialisten Festo. „Die Automatisierung einer Anlage findet in Zukunft verteilt auf die einzelnen Module statt und wird durch die Prozessführungsebene nur noch orchestriert.“ Diese Herangehensweise, einen Teil der Intelligenz vom Leitsystem auf die Module zu verteilen und beiden entsprechende Schnittstellen zur Verfügung zu stellen, steht in deutlichem Kontrast zur den typischen hierarchischen Automatisierungsparadigmen der Prozessindustrie.

Entsprechend lange dauerte es, bis mit dem Module Type Package (MTP) eine digitale Beschreibung für die Visualisierung, Prozesskontrolle, Instandhaltung und Diagnose, das Alarmmanagement sowie Safety & Security von Anlagenmodulen zur Verfügung stand. Eine erste Version des Konzepts wurde 2014 im Rahmen der DIMA-Initiative (Dezentrale Intelligenz für die Modulare Anlage) von Wago vorgestellt und von Namur und ZVEI weiter entwickelt.

Trotz eventueller Startschwierigkeiten ist das Potenzial gewaltig, bestätigt Felix Seibl, Geschäftsführer des Fachbereichs Messtechnik und Prozessautomation im ZVEI: „Anlagen werden stärker automatisiert, was positiv für die Hersteller sein dürfte. Für die Betreiber reduziert sich die Komplexität und sie können sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren.“

Service-Orientiert: Das MTP wir um Modul-Treiber

Funktionen des Modulbausteins wie Heizen, Kühlen, Temperieren oder Befüllen werden durch das MTP als Services dargestellt. Das Leitsystem ruft eine Funktion ab, ohne jeden dazu nötigen Einzelschritt zu kennen – diese Information ist in der On-Board-Intelligenz des Moduls hinterlegt. So soll das MTP in Analogie zur Computerwelt zur „Treibersoftware“ der Modularisierung werden, erklärt Kehl. Ähnlich, wie ein Computernutzer jeden angeschlossenen Drucker über eine einheitliche Visualisierung ansteuern kann, soll das Leitsystem die Services angeschlossener Module wie ein Dirigent orchestrieren, so der Automatisierungsexperte.

Das mache die Steuerung effizienter und ermögliche ein echtes „Plug-and-Produce“, da das Modul ja seinen Treiber in Form des MTPs selbst mitbringe. „Auf Seiten der Modulhersteller ermöglicht ein Service, die Funktionen eines Moduls gekapselt anzubieten, womit das verwendete Know-How nicht zur Erstellung der Orchestrierung an einen Anlagenbetreiber weitergegeben werden muss“, erklärt der Automatisierungsspezialist.

Christian Schäfer, Senior Engineer der Process Development-Abteilung des Pharmariesen Merck, ist überzeugt: „Wenn sich Maschinenbauer auf die Technologie einlassen, können sie diese heute bereits gewinnbringend nutzen.“ Dies zeige etwa die Firma Huber mit einem Temperiermodul mit Embedded-Steuerung, das bereits „von der Stange“ gekauft werden könne. „Für uns Anwender ist der modulare Anlagenbau der Schlüssel dazu, unsere Time-to-Market eklatant zu verkürzen“, erklärt Schäfer. „Wir können und wollen nicht für jedes Produkt eine komplett neue Anlage entwickeln. Modulare Anlagen können wir schnell anpassen und bei Bedarf um zusätzliche Module erweitern.“ Für einen Technologie-Demonstrator haben die Darmstädter bereits eine servicebasierte Fahrweise realisiert.

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