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Innovation Award 2018: MSR- und Automatisierungstechnik

Gehirnjogging für die Anlage: Das sind die Automatisierungschampions der Achema 2018

| Autor / Redakteur: Dominik Stephan* / Dominik Stephan

So sehen Sieger aus: PLCnext Technology macht das parallele Arbeiten mit etablierten Software-Tools möglich.
So sehen Sieger aus: PLCnext Technology macht das parallele Arbeiten mit etablierten Software-Tools möglich. (Bild: Phoenix Contact)

Enabler der vernetzten Industrie-4.0-Welt: Wer das ganze Potenzial, das in Betrieb und Instandhaltung steckt, nutzen will, muss im Kopf umschalten. Und das heißt für die Prozessindustrie bei der MSR- und Automatisierungstechnik. Kein Wunder, dass eine der größten Austellergruppen der Achema 2018 auch eine der innovativsten beim diesjährigen Innovation Award war. Wir haben für Sie die Shortlist-Kandidaten unter die Lupe genommen.

Es heißt, der Mensch nutze nur zehn Prozent der „Rechenleistung“ seines Gehirnes aus – eine Behauptung, die bei genauerem Hinsehen etwas willkürlich und aus der Luft gegriffen wirkt. Sicher scheint hingegen, dass die Prozessoptimierung lediglich etwa 20 % der nutzbaren Sensordaten wirklich zur Wertschöpfung nutzt. Zeit, dass etwas passiert – wer am Markt erfolgreich agieren will, muss seine Prozesse auf Effizienz trimmen und kontinuierlich verbessern.

Doch dazu braucht es ein tiefes Prozessverständnis, aktuelle Echtzeitdaten aus der Produktionsumgebung und ein Nervensystem in Form einer vernetzten und flexiblen Automatisierung – ganz besonders im Industrie-4.0-Zeitalter. Entsprechend positiv blicken die Prozessautomatisierer in die Zukunft: Global rechnet die Branche für 2018 mit Zuwächsen im hohen einstelligen Prozentbereich – ein Trend, der auch 2019 nicht abflauen soll.

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Kein Wunder, dass die Mess-, Regel- und Leittechnik auf der Achema 2018 mit 342 Ausstellern gegenüber den Vorjahren mit starken Zuwächsen glänzen konnte – so wurde die Weltleitmesse der Chemie zur Leistungsschau der Prozessvernetzer. Auch beim Innovation Award zur Achema war kaum eine Kategorie härter umkämpft als die der MSR- und Automatisierungslösungen. 23 zum Teil revolutionäre Neuentwicklungen kämpften um einen Platz auf dem Treppchen bei der feierlichen Award-Verleihung. Fünf schafften es auf die Shortlist – doch nur eine Firma konnte die Krone des Innovationskönigs 2018 mit nach Hause nehmen. Doch der Reihe nach.

Messen, regeln, steuern: So soll der Prozess smart werden

Wer Prozesse steuern will, muss sie erst einmal messen – und genau da zeichnet sich ein Paradigmenwechsel ab. War der Markt für analytische Systeme lange Zeit zwischen Instrumenten für den Laboreinsatz sowie den Prozessschnittstellen, mittels derer der Einsatz der Messgeräte im Produktionsumfeld ermöglicht werden sollte, geteilt, will die Endress+Hauser-Tochter Blue Ocean Nova mit dem diese Spaltung überwinden.

Und zwar, indem die optische Messung http://www.blueoceannova.com/de/produkte/mittels Spektralsensor direkt in die Prozessschnittstelle integriert wird, was einen flächendeckenden Einsatz zur Überwachung qualitätsrelevanter Prozessparameter ermöglicht. Die integrierte Datenverarbeitung mit direkter Übertragung über übliche Industrieprotokolle ermöglicht dabei eine problemlose Integration in die schöne neue Industrie-4.0-Welt – und das mit höchsten Ex-Schutz-Klassen und einem modularen Systembau­kasten.

Genau hinsehen gilt auch beim nächste Kandidaten auf dem Shortlist-Treppchen: Wo immer Siebprozesse vorgenommen werden, um Schüttgüter und Pulver zu sichten und fraktionieren, muss das Siebgut auf Überkorn kontrolliert werden. Doch die regelmäßige Probenahme und -Untersuchung hat ihre Tücken, besonders da keine kontinuierliche Kontrolle stattfindet. Ein Siebbruch könnte also eine gewisse Zeit unbemerkt bleiben – doch dass muss nicht sein. Das Paddy-Messsystem von Envea detektiert, ob auf Grund eines Siebbruches grobes Material in den Gutstrom geraten ist. Dabei wird das Gerät direkt auf der Rohrleitung installiert und liefert einen Online-Trend über das Korngrößenspektrum. Wird Überkorn detektiert, kann entweder über den Analogausgang oder Relaiskontakte der Prozess gestoppt und ein Alarm ausgegeben werden.

Die Überwachung selbst nutzt zwei Mikrowellensensoren, die mit einer Frequenz von 24,125 GHz in den Produktstrom eingekoppelt und von den Partikeln zurückgestreut werden. Dieser Streueffekt tritt sowohl bei Partikeln auf, die kleiner sind als die Wellenlänge der ausgestrahlten Mikrowelle, als auch bei Partikeln, die sich im Wellenlängenbereich der Mikrowelle befinden. Auf diese Weise ließen sich unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten aufgrund der größenabhängigen Sedimentationseigenschaften sicher bestimmen und etwaige Siebfehler schnell erkennen, erklärt der Hersteller.

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Druckluft 4.0 – Automatisierungs–Intelligenz in der Pneumatik von morgen

Druckluft und Industrie 4.0 haben scheinbar nicht viele Gemeinsamkeiten. Jetzt will Festo mit dem Motion Terminal VTEM die Pneumatik ins Smartphone-Zeitalter bringen. Dabei soll die Plattformtechnologie ganz nebenbei auch noch den Widerspruch zwischen Standardisierung und Flexibilität in der Automatisierung überwinden helfen: Auf einer standardisierten Hardware-Plattform können über Apps verschiedenste Automatisierungsfunktionen flexibel realisiert werden. Dank der Funktionswahl per App entfallen aufwändige Hardware-Änderungen, um eine Anlage an Kundenwünsche anzupassen. Neue Funktionen werden schnell und intuitiv im Festo Motion Terminal eingespielt.

Damit reduziert sich die Time-to-Market ebenso wie die Komplexität des Engineering-Prozesses erheblich. Die Softwarefunktionalität ermöglicht Maschinenbauern zudem, ihr intellektuelles Eigentum, das bisher durch die Hardware identifizierbar war, zu schützen sowie neue Geschäftsmodelle und zusätzliche Services anzubieten. Ändern sich die Produktionsbedingungen, kann die Parametrierung in der App geändert werden – und auch eine kontinuierliche Überwachung der Prozesse über den Lebenszyklus ist über das Motion Terminal möglich.

Bilder sagen mehr als 1000 Worte: Deshalb präsentierte Sopat zur Achema 2018 eine auf Bildanalyse basierende fotooptische Messtechnik zur quantitativen Charakterisierung von partikulären Mehrphasensystemen. Auf diese Weise soll eine passgenaue Analyse in Echtzeit möglich werden – und das sogar bei überlagernden Partikeln verschiedener Art. So kann das System in der Petrochemie genutzt werden, um Ölkonzetrationen zu bestimmen und anschließende Trennprozesse zu optimieren, da die Bilderkennung präzise zwischen Öl und anderen Dispersionsanteilen unterscheiden kann.

Auch in anderen Down- stream-Anwendungen wie etwa in Destillationskolonnen oder Separatoren soll die Technologie optimierte Verweilzeiten sowie eine Steigerung der Prozesseffizienz ermöglichen und den Ausschuss um bis zu 30 % reduzieren helfen. Um das ganze so richtig smart zu machen, sei auch eine Trenderkennung möglich, versichert der Hersteller.

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Offen für alle(s): Die Vollvernetzte Produktion aus dem Automatisierungs–Baukasten

Auf jedem Fall im Trend ist die vollvernetzte Produktion – für die Automatisierung ein alter Hut, sollte man meinen. Doch wenn Automatisierungssysteme in der digitalisierten Industrie zukunftsfähig bleiben sollen, müssen sie vor allem flexibel, offen und vernetzt sein.

Diese Anforderungen haben die Automatisierungsspezialisten von Phoenix Contact ihrer neuen PLCnext Technology ins Lastenheft geschrieben – mit einem einzigartigen Ergebnis: So überzeugte die Kombination aus offener Steuerungsplattform und Cloud- Lösung die Jury mit nahezu grenzenlosen Gestaltungsmöglichkeiten. Dabei können die Anwender frei mit ihren favorisierten Programmiersprachen und Entwicklungswerkzeugen, mit Open-Source-Software sowie mit Apps – auch von Drittanbietern arbeiten.

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Das System, welches auf der Namur Open Architecture aufbaut, kann Daten von intelligenten Sensoren und Aktoren in der Anlage in einer Art „Datendiode“ auslesen, ohne Einfluss auf den eigentlichen Prozess zu nehmen. Diese können dann als Rohdaten oder vorverarbeitet durch die Steuerung weiter an die Proficloud des Herstellers gesendet werden. Auf diese Weise können die gesammelten Daten durch intelligente Algorithmen analysiert und Maintenance-Konzepte/Wartungszeitpunkte abgeleitet werden.

Dabei war es noch nie so einfach, Prozessdaten beliebiger Sensoren auf Basis unterschiedlichster Protokolle parallel zur Prozesssteuerung auszulesen und in einer Cloud nutzbar machen. Brainjogging für die Anlage, quasi. Das ganze Potenzial der Automatisierung nutzen und so ganz neue Potenziale für Betrieb und Instandhaltung zu heben, eröffnet völlig neue Wege für die Überwachung und Optimierung von Prozessen sowie für die vorausschauende Wartung – und verdient den Preis in der Kategorie MSR/Automatisierung.

Special zur Achema 2018 Ob Branchennews, innovative Produkte, Bildergalerien oder auch exklusive Videointerviews. Sichern auch Sie sich diesen Informationsvorsprung und schauen Sie auf unserer Landingpage zur Achema 2018 vorbei. Es lohnt sich!

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