Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen

Der Automatisierungsspezialist Copa-Data arbeitet als Anbieter eines Prozessleitsystems an dem von Wago initiierten Projekt „DIMA – Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen“ mit. Ziel ist es, einen Standard für die dezentrale, modulare Automatisierung von Prozessanlagen zu schaffen. Das gibt Industrieunternehmen die Möglichkeit, flexible Anlagen aufzusetzen, Produktzyklen zu verkürzen und schneller auf neue Marktbedingungen zu reagieren.

19. April 2016

Schwankende Absatzmärkte, die flexible Verlagerung von Produktionsstandorten sowie der steigende Bedarf an kundenspezifischer Individualisierung des Produktportfolios führen zu immer kürzeren Produkt- und Innovationszyklen. Für die Prozessindustrie stellen diese Entwicklungen eine enorme Herausforderung dar. Konventionell aufgebaute Anlagen sind heute meist nicht ausreichend flexibel und können die Einführung neuer Produkte und veränderter Produktionsmengen nicht bewältigen.

Individualisierung prozesstechnischer Anlagen

Wago, Anbieter elektrischer Verbindungs- und Automatisierungstechnik, hat das Projekt „DIMA – Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen“ ins Leben gerufen, um dem Wunsch nach der Individualisierung verfahrenstechnischer Anlagen und einem hohen Grad an Modularität in der Automatisierung von Produktionsprozessen begegnen zu können.

„Unser Ziel ist es, die Zeit zwischen Produktfreigabe und Marktverfügbarkeit erheblich zu verkürzen. Wir gehen davon aus, dass sich 60 Prozent der Entwicklungszeit einer verfahrenstechnischen Anlage einsparen lassen. Möglich ist das nur, wenn die Anlagen modular aufgebaut sind und wir Industrieunternehmen die Möglichkeit geben, schneller und flexibler zu agieren“, so Ulrich Hempen, Leiter Market Management Industrie & Prozess bei Wago. Langfristig soll ein internationaler Standard erarbeitet werden.

Serviceorientierte Architektur

Die Idee des Konzepts ist es, eine Gesamtanlage aus mehreren autarken Anlagenmodulen zusammenzusetzen. Ein Anlagenmodul bildet jeweils einen oder mehrere standardisierte Prozessschritte ab, führt Prozeduren, Operationen oder Funktionen aus und leistet einen sogenannten Dienst. Ein Modul stellt dem übergeordneten Prozessleitsystem Zenon seine verfahrenstechnische Funktion als Dienst zur Verfügung. Es nimmt die Stellung eines Serviceanbieters ein.

Das Prozessleitsystem kann die vom Modul angebotene Dienstleistung abrufen. Es fungiert somit als Servicenutzer. Im Dima-Konzept verfügen die Module über eine eigene „Intelligenz“. Jedes Modul wird dazu mit einer eigenen Wago-Steuerung ausgestattet, die dazu dient, die Dienste auszuführen und den Modulstatus ständig zu überwachen. Möchten Unternehmen ein Produktionsverfahren ändern, müssen sie lediglich ein oder mehrere Module austauschen.

„Der große Vorteil der Modularisierung einer Anlage ist der geringere Engineering-Aufwand für den Betreiber sowohl bei der Inbetriebnahme als auch bei Änderungen an der Anlage. Er kann modulare Anlagen effizienter planen und bauen, da ein Großteil des Engineerings schon im Modul-Engineering stattgefunden hat. Die Module müssen nur noch in Zenon integriert werden“, ergänzt Philipp Schmidt, Branch Office Manager bei Copa-Data.

Elektronisches Beschreibungsmodell

Um die Dima-Methodik technisch umzusetzen, ist eine neue Definition für die Beschreibung von verfahrenstechnischen Anlagenmodulen erforderlich: das „Module Type Package“ (MTP). In diesem MTP sind folgende Informationen hinterlegt: Kommunikationsparameter, die Dienste (die Beschreibung dessen, was das Modul verfahrenstechnisch leisten kann), grafische Informationen sowie Informationen zu Status, Diagnose, Historie und Archivierung.

Handling und Management der Module

Um den gesamten Engineering- oder Re-Engineering-Prozess so effizient wie möglich zu gestalten, hat Copa-Data ein MTP-Handling- und Managementsystem entwickelt. Mit diesem System können Unternehmen die MTPs einlesen und Variablen und Bedienbilder sowie deren Verknüpfungen anlegen. Informationen bezüglich Namen, Größe, Position und Variablenanbindung der Bildobjekte in den Bedienbildern entstammen dem MTP.

Anwender können zudem zu jedem Zeitpunkt nachverfolgen, welche Artefakte in Zenon durch welches MTP erzeugt wurden. Das ermöglicht es, die verschiedenen, im Prozess erforderlichen Module auch im laufenden Betrieb der Anlage anzubinden. Zenon bietet auch die Möglichkeit, kundenindividuelle Dienste und Bedienbilder auszuwählen und zu exportieren. So können Unternehmen ein Konzept der Wiederverwendung aufsetzen und die projektbezogenen Kosten verringern.

Zusätzlich zur Erstellung und Anbindung von Variablen und Bedienbildern werden die im MTP enthaltenen Dienste als Grundfunktionen im Zenon-Modul „Batch Control“ angelegt. Die Grundfunktionen können nach Bedarf parametrisiert und in Form von Rezepten miteinander verknüpft werden. Danach ist der Produktionsprozess der Anlage ablauffähig. Bei Bedarf können durch die angelegten Variablen noch modulübergreifende Verriegelungen implementiert sowie zusätzliche Meldungen angelegt werden.