Wireless-Komponenten Gute Beispiele für den Einsatz von Wireless-Komponenten

Die digitale Kommunikation in der Prozessindustrie bringt zahlreiche Vorteile mit sich, das gilt in jüngerer Zeit besonders in der Kombination mit drahtloser Kommunikation. Allerdings fehlt es vielen Anwendern noch an passenden Beispielen, wie auch beispielsweise auf der Namursitzung in Bad Neuenahr zu hören war. Nachfolgend zwei kurze Beispiele für den Einsatz der Wireless Technologie.

Anbieter zum Thema

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

Process Sensing Technologies PST GmbH

EPC Group

Emerson Process Management GmbH & Co. OHG

So verbessert das anlagenweite Wireless-Netzwerk von Emerson Process Management die Produktivität bei der Wartung und Bedienung einer Biotechnik-Produktionsanlage von Novartis in Huningue im Nordosten von Frankreich. Das digitale DeltaV-Automatisierungssystem mit voll integriertem WiFi-Netzwerk und mobilen Bedienkonsolen liefert dem Bedien- und Wartungspersonal in der gesamten Anlage Prozessdaten.

Am Standort, an dem etwa 300 Mitarbeiter beschäftigt sind, werden monoklonale Antikörper, ein Immunsuppressivum und ein Asthma-Mittel hergestellt. Letzteres wird aus genmanipulierten Säugetierzellen über drei Gebäudeebenen produziert. Durch die besondere Automatisierungsarchitektur können die Bedienkonsolen in die Nähe der Hauptprozessbereiche wie Bioreaktoren und Tanks angebracht werden. Um die Produktivität zu erhöhen, wurde ein Leitsystem benötigt, dass den Bedienern eine größtmögliche Mobilität ermöglicht. So wurden in diesem Fall zehn WiFi-Zugangspunkte errichtet, die alle drei Produktionsebenen bedienen. Insgesamt umfasst das Netzwerk 17 Konsolen und 100 DetlaV-Steuerungen, die über zwei Systeme verteilt sind. Das erste steuert den vorgeschalteten Prozess der Zellkultivierung und -ernte. Das zweite System steuert das nachgeschaltete Reinigen und Einfrieren der Zellen.

Die Konfiguration bietet für den Anwender verschiedene Vorteile. So konnte die Anzahl der erforderlichen Workstations um 50% reduziert werden. Auch die Effizienz der Anlagenwartung stieg: Jetzt können mit einer mobilen Station die Instrumente von nur einer Person kalibriert werden, wo vorher zwei Kollegen notwendig waren. Auch muss bei einem Fehler nicht mehr der gesamte Prozess angehalten werden - das Wireless-Netzwerk bildet hier das hilfreiche Backupsystem.

Produktverlust verhindert

Ein weiteres Beispiel aus einer anderen Branche zeigt, wie mithilfe drahtlose Rückmeldeeinheiten drei Zwischenfälle mit Produktverlust vermieden werden konnten. Bei Harcros Chemicals in Kansas City, USA, überwachen drahtlose Rückmeldeeinheiten als Teile eines Emerson Netzwerks Ventile, die bisher nicht mit dem Leitsystem der Anlage verbunden waren. Harcros nutzt diese Handventile zur Probenentnahme, Umleitung, zur Injektion und Extraktion. Viele dieser Ventile sind an abgelegenen, schwer erreichbaren Orten platziert, die Verbindung mit dem Leitsystem per Kabel ist zu teuer. Ihre Überwachung war schwierig, denn das Betriebspersonal musste jedes Mal Ex-Bereiche betreten oder auf Leitern steigen, um den Zustand oder die Stellung erkennen zu können. Auf der Suche nach einer einfacheren Art, die Ventilperformance zu überwachen, haben sich die Manager der Harcros-Anlage dazu entschlossen, die neuen drahtlose Fisher Rückmeldeeinheiten zu installieren.

Unit-Manager Kevin Root erläutert, dass die Harcros-Einrichtung verschiedene Vorteile durch die Wireless-Instrumentierung vorweisen kann. Darüber hinaus waren die Einsparungen weitaus höher als die direkten Kostenreduzierungen durch die Installation ohne Kabel. „Es geht dabei um das Vermeiden von Fehlern und die Erhöhung der Sicherheit“, erklärt er. „Die Überwachung der Ventile mit Wireless-Technologie ermöglicht uns, versehentlich ausgestoßene Emissionen und schlechte Chargen zu reduzieren sowie die hohen Kosten für Nacharbeiten, Reinigung und verlorenes Material einzusparen. Diese Kosten zu vermeiden, die sich ohne Strafzahlungen auf bis zu 17.000 Dollar pro Zwischenfall belaufen können, ist für unsere Anlage eine gute Sache.“

Die neue drahtlos kommunizierende Fisher 4320 Rückmeldeeinheit kann zur Überwachung der Ventilstellung jeder Armatur überall in der Anlage verwendet werden. Das problemlos zu installierende drahtlose Instrument liefert laufend Informationen über den Ventilhub und minimiert Zeit und Risiko, die mit einer Inspektion durch Anlagenbegehung verbunden sind.

Bei Harcros gilt die vornehmliche Sorge der Sicherheit des Betriebspersonals, nicht nur wegen der Einbauorte der Ventile, sondern auch wegen der toxischen Chemikalien, die in diesen Ventilen enthalten sind und mit diesen geregelt werden. Die Anlage verarbeitet Propylenoxid und Ethylenoxid in ihren Prozessen, der Kontakt mit diesen Chemikalien kann Schäden an Augen, Haut oder Atemwegen verursachen. Lecks, aus denen toxische Chemikalien austreten, können zu hohen Bußgeldern führen. Probennahme- und Entleer-Ventile, um nur diese Beispiele zu nennen, werden vor und nach jedem Batch geöffnet und gereinigt. Einige Produkte können während dieser Prozedur abgelassen werden oder ausfließen, ein neuer Batch beginnt alle acht bis sechzehn Stunden. Der Einsatz von 22 Wireless Rückmeldeeinheiten an diesen abgelegenen Handventilen ermöglicht dem Harcros Betriebspersonal, versehentlich ausgestoßene Emissionen zu erkennen, bevor sie zu hohen Bußgeldern oder Produktionsverzögerungen führen.

Die Fisher Wireless Rückmeldeeinheiten wurden mit einem Smart Wireless Gateway und AMS Wireless Konfiguratoren eingebunden und bilden ein Smart Wireless Netzwerk, über das sie mit dem vorhandenen DeltaV Automatisierungssystem der Anlage kommunizieren. Das selbst organisierende drahtlose Netzwerk überträgt Signale zum Gateway und umgeht dabei wenn nötig Hindernisse. Häufige Leistungs-Updates geschehen ohne Eingriff des Anwenders. Durch ihre redundanten Kommunikationswege bieten Wireless-Netze eine höhere Zuverlässigkeit als direkte Punkt zu Punkt Kommunikations-Linien zwischen einzelnen Geräten und einem Empfänger.

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