Prozesswissen immer dabei
Gemeinsam mit Siemens arbeitet der Maschinen- und Anlagenbauer GEA an einer standardisierten Maschinen-Plattform-Kommunikation. Damit lassen sich Anlagen und Komponenten künftig praktisch ohne Aufwand in übergeordnete Systeme integrieren. Dank einer gemeinsamen „Sprache“ werden zum Beispiel Separatoren bereits ab Werk über das dazu erforderliche Prozesswissen verfügen.
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Für einen Maschinen- und Anlagenbauer wie GEA ist Modularisierung ein bekanntes Thema: „Modulare Produkte sind ein selbstverständlicher Teil unserer Anlagen- und Komponentenplanung. Wenn wir beispielsweise einen Separator für eine Brauerei liefern, wird dieses Modul in die Gesamtanlage integriert und oftmals auch in das übergeordnete Leitsystem oder SCADA“, sagt Matthias Wiemann, Head of Automation and Controls für die GEA-Separatoren und damit zuständig für das Kundenprojektgeschäft.
Denn GEA liefert ein sog. Skid, ein Anlagenteil mit einer definierten Funktion für einen bestimmten Prozessschritt. Damit bedient die Modularisierung heute wie vor 20 Jahren dieselben Wünsche: mehr Flexibilität, einfache Skalierbarkeit und die damit verbundene Planungssicherheit.
Kommunikation als Herausforderung
Die Herausforderung bislang: In Anlagen der Pharma- oder Lebensmittelindustrie kommen häufig Skids unterschiedlicher Hersteller zum Einsatz. Bei der Integration der Systeme treffen dann schnell Welten aufeinander: Jedes Modul verfügt unter anderem über eine herstellerspezifische Logik, Programmierung und Bedienung. Neben Übertragungsprotokollen müssen auch die von den Skids erzeugten Alarme und Meldungen sachgemäß ins Leitsystem integriert werden. Dasselbe gilt 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 untereinander kommunizieren. Darin liegt eine zentrale Voraussetzung, um das Konzept der Industrie 4.0 weiterhin zügig voranzubringen“, macht Wiemann deutlich.
In Zukunft wird es noch wichtiger sein, dass wir uns industrieseitig auf Standards einigen, mit denen Maschinen untereinander kommunizieren. Darin liegt eine zentrale Voraussetzung, um das Konzept der Industrie 4.0 weiterhin zügig voranzubringen.Matthias Wiemann, Head of Automation and Controls für GEA-Separatoren
Module und Steuerung „sprechen“ MTP
Standardisierung ist der zentrale Schlüssel für offene und flexible Automatisierungskonzepte. Hier kommt Modul Type Package (MTP) ins Spiel: Es bildet die gemeinsame „Sprache“, mit der Eigenschaften von Prozessmodulen hersteller- und technologieneutral beschrieben werden. Diese auf der Automation Markup Language (AML) basierende funktionale Beschreibung wird aus den Engineering-Daten der Modulautomatisierung erzeugt. Sie ermöglicht es jedem übergeordneten Automatisierungssystem, das MTP „spricht“, ein bestimmtes Modul einwandfrei anzusteuern – zum Beispiel eine Zentrifuge, einen Granulierer oder einen Homogenisator.
Selbst Bedienbilder werden im übergeordneten Leitsystem korrekt interpretiert und angezeigt. „Module Type Package wird in Zukunft vieles erleichtern“, prophezeit Patrick Eickhoff, Projektmanager für Softwareentwicklung bei GEA. „Früher haben wir zu unseren Skids eine ellenlange Datenaustauschliste bzw. Hardware-Kontaktbeschreibung ausgeliefert. Den jeweiligen Systemintegrator mussten wir entsprechend anleiten, wie er das im übergeordneten System abbilden kann. Das führte naturgemäß häufig zu Reibungsverlusten.“
Prozesswissen standardisiert übergeben
Mit MTP setzt GEA nun einen Beschreibungsstandard ein, der es dem Maschinenbauer erlaubt, alle notwendigen Informationen, Moduleigenschaften, Zustandsbeschreibungen, Schnittstellen, ja sogar Lage-, Farb- und Größeninformationen von Bedienbildelementen normiert zu übermitteln. Das Prozesswissen, dass GEA seit Jahren in einzelne Module einbringt, wird nun standardisiert mitgeliefert und steht für die Übergabe an ein übergeordnetes System bereit.
„Neben dem mechanischen Factory-Acceptance-Test können wir in Zukunft auf unseren Prüfständen auch protokollieren, wie Meldungen und Alarme aussehen. Damit profitiert der Endanwender direkt von unserem Prozess- und Engineering-Wissen. Das sorgt für weniger Aufwand und mehr Planungssicherheit“, erklärt Eickhoff.
Module Type Package wird in Zukunft vieles erleichtern.Patrick Eickhoff, Projektmanager für Softwareentwicklung bei GEA
Module einheitlich orchestrieren
„Als Systemhersteller freuen wir uns sehr, dass wir in GEA einen Partner gefunden haben, mit dem wir die Vorteile von MTP gemeinsam für andere darstellen können“, bestätigt Uwe Börner, Siemens Global Account Manager für GEA.
Und die sind für Endanwender zahlreich: So ermöglicht MTP eine anlagenweit einheitliche Visualisierung und Bedienung – selbst bei Einsatz von Modulen unterschiedlicher Hersteller. Zudem lässt sich die Bedien- und Beobachtungsoberfläche nach anwenderspezifischen Vorgaben einheitlich generieren. Und: Das übergeordnete System orchestriert die eingesetzten Einzelkomponenten. Dazu stellen die Module ihre verfahrenstechnische Funktion als Dienst zur Verfügung und das Leitsystem ruft diesen Service jeweils entsprechend dem Gesamtprozess ab.
Endkunden profitieren von mehr Flexibilität bei gleichzeitig wesentlich geringerem Zeit- und Kostenaufwand im Engineering, bei der Inbetriebsetzung oder bei Produktions- bzw. Prozessanpassungen.Uwe Börner, Siemens Global Account Manager für GEA
Von neuer Flexibilität profitieren
Dieses Zusammenspiel führt zu ganz neuen Dimensionen an Flexibilität: Je nach Marktanforderung lassen sich Prozessabläufe ohne großen Engineering-Aufwand abwandeln. Und Produktionsmengen können, Börner zufolge, durch Hinzufügen bzw. Entfernen von Modulen effizient und kurzfristig angepasst werden: „Endkunden profitieren von mehr Flexibilität bei gleichzeitig wesentlich geringerem Zeit- und Kostenaufwand im Engineering, bei der Inbetriebsetzung oder bei Produktions- bzw. Prozessanpassungen.“
Oktober 2019
Bildquellen: Siemens AG / Ch. Heidemanns
Das GEA Separator-Skid „plug & win“ ist eine multifunktionale Kompaktanlage, die für Produktionsmengen von 1.000 bis 100.000 Hektoliter im Jahr ausgelegt ist und deshalb besonders für Craftbier-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. Das gilt auch für die Einbindung in ein übergeordnetes System: Sämtliche Eigenschaften des Separators liegen standardisiert als funktionale MTP-Beschreibung vor.
GEA ist einer der größten Systemanbieter für die nahrungsmittelverarbeitende Industrie sowie ein breites Spektrum weiterer Branchen mit einem Konzernumsatz von rund 4,6 Milliarden Euro im Jahr 2017. Das international tätige Technologieunternehmen konzentriert sich auf Prozesstechnik, Komponenten und umweltschonende Energielösungen für anspruchsvolle Produktionsverfahren in unterschiedlichen Endmärkten.
Der Konzern generiert etwa 70 Prozent seines Umsatzes aus der langfristig wachsenden Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie. Zum 31. Dezember 2017 beschäftigte das Unternehmen weltweit rund 18.000 Mitarbeiter.
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