Best Practice in der Getränkeindustrie Plug-and-Produce auf Basis von Module Type Package (MTP) schafft Plus an Flexibilität

Der Weg zur modularen Anlage ist durch die Arbeit von Namur, ZVEI und VDMA in theoretischer Hinsicht geebnet worden. Nun gilt es, diesen Weg auch in der Praxis erfolgreich zu beschreiten. Dass Endkunden aus der Prozessindustrie von handfesten Vorteilen profitieren werden, verdeutlichen erste Ergebnisse der Zusammenarbeit eines Maschinen- und Anlagenbauers mit einem Systemlieferanten.

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Siemens AG Process Industr. and Drives Div.

Die Kooperation von zwei international tätigen Unternehmen hat oftmals wirtschaftliche und strategische Gründe. Eine erfolgreiche Partnerschaft über so viele Jahrzehnte hinweg lebt jedoch auch von der konstruktiven und kollegialen Projektarbeit der Teams. So steht die Kooperation der Siemens-Regionalniederlassung Münster mit dem Separatorenwerk von GEA im westfälischen Oelde stellvertretend für die gemeinsame Erfolgsgeschichte von Gea und Siemens. Nun wollen beide mit MTP (Module Type Package) die modulare Prozessanlage realisieren.

Für einen Maschinen- und Anlagenbauer wie Gea ist die Modularisierung, und gemeint ist im Grunde genommen die Digitalisierung, kein wirklich neues Thema: „Wir stellen schon seit über 20 Jahren modulare Produkte her“, so Matthias Wiemann, Head of Automation and Controls für die Gea-Separatoren und damit zuständig für das Kundenprojektgeschäft. „Das ist ein selbstverständlicher Teil unserer Anlagen- und Komponentenplanung. Wenn wir einen Separator für eine Brauerei liefern, wird dieses Modul in die Gesamtanlage und oftmals in das übergeordnete Leitsystem oder Scada integriert.“ Die Vorteile für den Endkunden liegen auf der Hand, denn Gea liefert ihm ein so genanntes Skid, ein Anlagenteil mit einer definierten Funktion für einen bestimmten Prozessschritt.

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Das Separator-Skid: Fünf Schritte in einem Prozess

Das Gea-Separator-Skid „Plug & win“ ist eine multifunktionale Kompaktanlage, die für Produktionsmengen von 1000 bis 100.000 Hektoliter im Jahr ausgelegt ist und deshalb besonders für Craftbeer-Brauer interessant ist. Sie verkürzt die Produktionszeit um bis zu 30 Prozent bei etwa zehn Prozent mehr Ausbeute in einem Sud. Mit nur einer Maschine können Brauer fünf Prozesse durchführen – ein Pluspunkt in Sachen Wirtschaftlichkeit und Effizienz. Basierend auf unterschiedlichen Biertypen lässt sich die Klärung des Bieres flexibel anpassen.

Damit bedient die Modularisierung heute wie vor 20 Jahren dieselben Wünsche: mehr Flexibilität, einfache Skalierbarkeit und die damit verbundene Planungssicherheit.

„Unsere Kunden kaufen zum Fixpreis Funktionseinheiten, die oft mit einer gewissen Intelligenz, z.B. einem I/O-Modul oder einer Steuerung, ausgestattet sind. Leider wird dann die Kostenkalkulation für die Integration in das übergeordnete System schnell sehr ungenau“, erklärt Wolf Herberg, verantwortlich für die Separatoren im Bereich Bier und Getränke bei Gea. „Bei der Integration von Skids unterschiedlicher Hersteller kommt eine Menge herstellerspezifischer Logik, Programmierung, Bedienung usw. zusammen. Natürlich ist das eine Herausforderung für Systemintegratoren. Leider bekommen wir häufig zu hören, dass Endkunden, in diesem Fall also Brauereien, kostbare Zeit damit verlieren und, dass es bereits bei grundlegenden Kommunikationsdetails zu Unstimmigkeiten kommt.“

Neben Übertragungsprotokollen müssen auch die von den Modulen erzeugten Alarme und Meldungen in entsprechender Syntax ins Leitsystem integriert werden. Dasselbe gilt u.a. auch für die Visualisierung sämtlicher Steuerparameter. Das führt in vielen Fällen dazu, dass die mechanische Einbindung von Modulen deutlich schneller erfolgt als die automatisierungstechnische. „In Zukunft wird es noch wichtiger sein, dass wir uns industrieseitig auf Standards einigen, mit denen Maschinen miteinander kommunizieren. Sonst können wir Industrie 4.0 ganz schnell begraben“, macht Wiemann deutlich.

Standardisierung ist der zentrale Schlüssel für offene und flexible Automatisierungskonzepte: „OPC UA ist z.B. ein mittlerweile gesetzter Kommunikationsstandard“, erklärt Christoph Schröder, zuständiger Vertriebsingenieur bei Siemens. „Mit diesem herstellerübergreifenden, standardisierten Kommunikationsprotokoll tauschen wir Daten maschinenübergreifend aus.“

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Diese Kommunikationstechnologie wird nun durch MTP ergänzt. Peter Klomfas, Projektmanager für Softwareentwicklung bei Gea, erklärt die Grundidee: „Mit MTP werden Eigenschaften von Prozessmodulen funktional beschrieben – und zwar hersteller- und technologieneutral.“ Die auf der Automation Markup Language (AML) basierende Beschreibung wird aus den Engineering-Daten der Modulautomatisierung erzeugt und ermöglicht es jedem übergeordneten Automatisierungssystem, das MTP „spricht“, eine Zentrifuge, einen Granulierer, einen Homogenisator etc. einwandfrei anzusteuern. Selbst Bedienbilder werden im übergeordneten Leitsystem korrekt interpretiert und angezeigt.

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