Prozessleitsystem Prozesse dezentral steuern

Autor / Redakteur: Martin Ortgies / Anke Geipel-Kern

Ein zentrales Prozessleitsystem ist für viele Unternehmen zu unflexibel oder zu teuer. Die Alternative liegt dann oft in einem dezentralen System, wie das Beispiel in einem Projekt der Biotechnologie bei Novartis zeigt.

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In der Prozessautomation wird oft eine Alternative zu großen und komplexen Steuerungen benötigt.
In der Prozessautomation wird oft eine Alternative zu großen und komplexen Steuerungen benötigt.
(Bild: Wago)

Novartis betreibt im Bereich Biotechnologie viele Mehrzweck-Anlagen, die nicht auf die Massenproduktion mit festen Produktionsabläufen ausgerichtet sind. Produktion und Abläufe ändern sich regelmäßig, deshalb ist ein zentrales Prozessleitsystem zu unflexibel. Allerdings müssen gemäß den Anforderungen von ERES (Electronic Records – Electronic Signatures) bzw. FDA (Food and Drug Administration), 21CFR Part11 alle Daten und Benutzereingriffe wie Einstellungen und Parametrierungen während der Produktion erfasst und geschützt abgelegt werden. Diese Protokollierung war bisher mit hohem manuellen Aufwand verbunden.

Die Anforderung von Novartis richtete sich daher an eine flexible, dezentrale Prozess-Steuerung, um die Prozessschritte zu automatisieren und gleichzeitig die manuellen Aufwände für die Protokollierung reduzieren zu können. Mit der Prozess-Steuerung sollte die manuelle Bedienung von in sich abgeschlossenen Grundfunktionen (wie z.B. Befüllen, Rühren, Transfers) teilautomatisiert und außerdem automatisierte, feste Funktionen wie Reinigungsabläufe (Cleaning in Place, CIP) gelenkt werden.

Autarke Automatisierungslösung

Als Alternative zu einem zentralen Prozessleitsystem entschied sich Novartis für die Einrichtung dezentraler Prozesscontroller durch die Firma Pac mit der Technik von Wago. Industrie-PCs steuern die einzelnen Anlagen. Die Bedienpanels befinden sich Vorort. Die Steuerungen sind per Ethernet vernetzt. An den IPCs lassen sich die zu erfassenden Sensoren/Aktoren über I/O-Klemmen aufschalten. Darüber hinaus steuert der IPC die Festo-Ventilinseln über Profibus an. Ein zentraler Protokollserver erfasst die Prozessdaten und protokolliert sämtliche Alarme, Störungen und Benutzereingaben gemäß 21CFR Part11.

„Der Wago-IPC ist durch drei besondere Eigenschaften für den Einsatz als dezentrale Prozess-Steuerung prädestiniert“, erläutert Jürgen Sütterle, Geschäftsführer bei Pac. Aus seiner Sicht könnte der IPC auch I/O-PC heißen, weil er auf 24-Volt-Ebene auf der Hutschiene montierbar ist und I/O-Module direkt angereiht werden können. „Zweitens verfügt er über die Eigenschaften einer klassischen SPS: robust, klein und wie eine speicherprogrammierbare Steuerung nach IEC 61131 programmierbar. Schließlich integriert er als IPC die offenen Standards der PC-Welt.“

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. Das Wago-System 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.

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