Modulare Automatisierungskonzepte für die Prozessindustrie bieten neue Chancen

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Vergleichbar mit Automobilbau

Dieser Trend im Anlagenbau ist vergleichbar mit dem Automobilbau, wo ebenfalls ganze Baugruppen – beispielsweise Sitze oder die Lenkung – komplett von Zulieferern gefertigt werden. Der Anlagenbauer wird also in Zukunft eine Anlage nicht mehr komplett bauen, sondern einzelne spezialisierte Zulieferer werden verschiedene Package Units, wie Mischer, Fermenter etc. liefern, die der Anlagenbauer zu einer Gesamtanlage kombiniert. Damit ergeben sich auch bei der Planung und dem Bau einer Anlage wesentliche Vorteile, wie eine kürzere Planungsphase und eine schnellere Realisierung und Inbetriebnahme.

Wesentlicher Teil des F3-Projekts ist die Errichtung einer Demonstrationsanlage bei Bayer Technology Services in Leverkusen, in die die Resultate des Projekts einfließen sollen. Die Vorteile dieses Konzepts sollen letztendlich zu einer flexibleren, effizienteren und Ressourcen-schonenderen Produktion in der chemischen Industrie beitragen. Zentraler Bestandteil des Konzepts sind die bereits erwähnten Package Units. Dies können beispielsweise Mischer, Reaktoren oder Fördereinrichtungen sein.

Zu der Package Unit gehört aber nicht nur die mechanische Einheit an sich, sondern zusätzlich die elektrische Installation, die Sensorik und die Automatisierungs- und Steuerungstechnik. Die Hersteller solcher Package Units können von einer gewissen Standardisierung ihrer Produkte profitieren, die sie ggf. auch in größeren Stückzahlen an verschiedene Anlagenbauer liefern können.

Beim Errichter der Anlage liegt der Vorteil vor allem in der schnelleren und einfacheren Planung nach dem „Plug-and-Play-Prinzip“. Und auch dem Betreiber der Produktionsanlage bieten sich durch dieses Konzept viele Vorteile. Durch die Modularität seiner Produktionsanlage kann er sehr flexibel auf sich ändernde Anforderungen reagieren. Die Anlage lässt sich einfach erweitern bzw. modifizieren. Einzelne Package Units können ggf. ausgetauscht bzw. in anderen Anlagen weiter verwendet werden.

Automatisierung und Kommunikation

Eine wichtige Voraussetzung dafür, dass ein solches Konzept funktioniert, ist die genaue Definition der Schnittstellen. Neben den sowieso standardisierten mechanischen und elektrischen Schnittstellen sind hier insbesondere die Schnittstellen der Automatisierungstechnik von großer Bedeutung. Auch in dem neuen Konzept wird weiterhin eine zentrale Leitwarte der Punkt sein, von dem aus das Personal eine Anlage bedient und überwacht.

Ein großer Teil der „Intelligenz“ wandert aber in die Package Units, die ja über eine eigene Automatisierungs- und Steuerungstechnik verfügen. Es werden also nicht mehr einzelne Werte der Sensoren an das zentrale Leitsystem übertragen, das darauf mit Befehlen an die Aktoren reagiert. Stattdessen muss die zentrale Steuerung mit der Package Unit kommunizieren, um beispielsweise den Befehl zu geben, gewisse Mengen zu dosieren, zu mischen, zu erhitzen usw.

Die zentrale Automatisierungstechnik wird durch dieses Konzept also wesentlich entlastet, da die Package Units große Teile der MSR-Aufgaben direkt vor Ort erledigen. Die Algorithmen und Steuerungsprogramme implementiert der Lieferant der Package Units und kann sie dann in allen von ihm gelieferten Units erneut verwenden. Ein weiterer großer Vorteil dieser dezentralen Automatisierungs-Architektur ist der deutlich geringere Aufwand für die Verdrahtung der Sensoren und Aktoren. Die Kommunikation zwischen der zentralen Steuerung verläuft dann über Bussysteme, beispielsweise Profibus DP oder Profinet.

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