Einsatz einer dezentralen Prozess-Steuerung in der Biotechnologie

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Mettler-Toledo GmbH

AUMA Riester GmbH & Co. KG

Meister Strömungstechnik GmbH

WAGO GmbH & Co. KG

Flexible und modulare Steuerung

„In der Prozessautomation benötigen wir oft eine Alternative zu großen und komplexen Steuerungen. Diese einfach anwendbare SPS muss aber trotzdem den höchsten Qualitätsansprüchen gerecht werden. Hier hat sich das Wago-System positioniert und in der Praxis bewährt. Es verwendet Standard-Hardware, Standard-Protokolle sowie Standard-Interface. Dadurch können wir unterschiedliche Lieferanten für die Peripherie wählen. Wenn mal eine Klemme ausfällt, müssen wir nur diese ersetzen und nicht die gesamte Baugruppe.

Auch die Programmierung über Standardtools wie CoDeSys oder MS SQL-Server macht die Lösung deutlich kostengünstiger“, ergänzt Sütterle. Er schätzt besonders die Flexibilität bei der Einbindung von Sensor- und Aktorsignalen. Weil das I/O-System bereits seit Jahren erfolgreich in der Automatisierungstechnik eingesetzt wird, stehen durch die vielfältigen industriellen Anforderungen über 400 verschiedene I/O-Module für die unterschiedlichen analogen oder digitalen Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Die Module sind in vielen Fällen nur 12 mm breit und je nach Bedarf hinzuzufügen.

Ergänzendes zum Thema

Gebäudestörmeldesystem: Erfolgreicher Einsatz unter GMP-Bedingungen

Das Wago-I/O-System wurde für die Factory-Automation z.B. als Störmeldesystem von Produktionsanlagen entwickelt. Inzwischen hat es sich auch in anderen Einsatzbereichen bewährt. Auf Basis des Wago-IPCs (758-870) und Wago-Controllers (750-841) entwickelte pac ein Gebäudestörmeldesystem zur Benachrichtigung, Protokollierung und Behandlung von Störungen sowie ein Überwachungs- und Protokollier-System für Infrastrukturanlagen (Lagerräume, Erzeuger Reinstdampf, Reinwasser, Kühlschränke). Beide Systeme werden bei Novartis unter GMP-Bedingungen erfolgreich eingesetzt. Die Behandlung und Protokollierung von Alarmen sind per Workflow (nach FDA) hinterlegt.

Praxisgerechte dezentrale Lösung

Die dezentrale Prozess-Steuerung hat sich bei Novartis bewährt. In einer Aufbereitungsanlage zur Extraktion eines Wirkstoffs werden in einer Apparategruppe zunächst unterschiedliche Medien angemischt und in einem weiteren Prozess in einer zweiten Apparategruppe zwischengelagert und konditioniert. Die Steuerung sorgt dabei über eine Ringleitung für die prozessgerechte Zuführung der gemeinsamen Ressourcen wie Reinigungsmittel, Reindampf und Reinstwasser und übernimmt Koordinationsaufgaben wie die Abfüllung in mobile Behälter, den Transfer zwischen den Apparategruppen und die Steuerung von Ventilen. Die Produktionsdaten werden zentral gespeichert und ausgewertet.

Über im Gebäude verteilte View-Stationen haben auch die Anlagenfahrer Zugriff auf aktuelle und historische Prozessdaten, mobile Abrufstationen über WLAN sind geplant. Als sehr hilfreich für die Einbindung von Apparategruppen unterschiedlicher Lieferanten hat sich die standardisierte Schnittstelle des Protokollier-Systems erwiesen. Über eine Profibus-Kopplung lässt sich z.B. auch eine Siemens-Steuerung anbinden.

Der autarke Lösungsansatz ermöglichte außerdem, mehrere Apparategruppen zeitgleich in Betrieb zu nehmen. Da jede Apparategruppe über eine eigene Stromversorgung, Steuerung und Bedienung verfügt, gefährdet der Ausfall einer Komponente nicht die gesamte Produktion.

Mit dem dezentralen Ansatz ließen sich auch die Herausforderungen wechselnder Anlageneinsätze und sich ändernder Abläufe gut lösen. „Die Anlagensteuerung ist durch den modularen Aufbau kostengünstig und funktionell. Steuerungsfunktionen wie Rühren sind in Grundfunktionen gemäß Namur-Empfehlungen aufgeteilt und lassen sich an anderer Stelle wiederverwenden. Durch diesen Kopiereffekt konnten wir den Testaufwand insgesamt und die Tests der einzelnen Module reduzieren“, berichtet Jürgen Sütterle. Aus Sicht des Automatisierungs-Ingenieurs habe das einfache und einheitliche Bedienkonzept auch an unterschiedlichen Apparategruppen wesentlich zur Akzeptanz durch die Mitarbeiter beigetragen. Dadurch wurde der Schulungsaufwand minimal gehalten.

„Der Einsatz einer dezentralen Prozess-Steuerung mit dem IPC ist kostengünstig, skalierbar und besonders flexibel. In der Praxis hat sich der kompetente und schnelle Support als positiv erwiesen. Zu unserer Überraschung konnten wir immer direkt mit einem Experten sprechen und eine schnelle und kompetente Antwort erhalten“, fasst der pac-Geschäftsführer seine Erfahrungen zusammen.

* Der Autor ist Fachjournalist für Technik- und IT-Themen, Königslutter.

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