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Maximale Flexibilität

Prozessleittechnik gilt als komplex und unflexibel. Bestehende Anlagen lassen sich häufig nur mit großem Aufwand erweitern oder umbauen. Mehr Flexibilität versprechen skalierbare Hard- und Softwaresysteme, die sich ohne Systembruch an neue Anforderungen anpassen lassen.

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Getrieben von immer kürzer werdenden Produkteinführungszeiten, sprich Time-to-Market, sucht insbesondere die chemisch-pharmazeutische Industrie nach neuen Konzepten, um die Flexibilität ihrer Prozessanlagen zu steigern. „Ist für ein neues Produkt oder eine geänderte Rezeptur ein neuer Prozess nötig, ist der Weg bisher sehr steinig“, sagt Martin Reichinger, Business Manager Process Automation bei B&R.

Vom Labor zur Großanlage

Zuerst wird der Prozess in einer kleinen Laboranlage getestet. Anschließend werden die Verfahrensparameter in einer etwas größeren Technikumsanlage optimiert. Damit das Produkt schließlich im großen Maßstab hergestellt werden kann, wird der Prozess auf eine Großanlage übertragen.

„Dieses Vorgehen ist notwendig, um die teuren Großanlagen optimal auszunutzen. Es verschlingt aber viel Zeit und Geld“, erklärt Reichinger. Das ist nicht zuletzt dem Umstand geschuldet, dass in jedem der drei Schritte häufig ein eigenes Leit- beziehungsweise Automatisierungs-System nötig ist. „Im Extremfall muss die Software 2-mal neu geschrieben und die Steuerungstechnik 2-mal ausgetauscht werden“, erläutert Reichinger den Aufwand.

Abhilfe versprechen flexible Hard- und Software-Systeme, die sich unabhängig von der Größe der Anlage einsetzen lassen. Zum Beispiel die offene Automatisierungsplattform APROL von B&R. „Damit kann die Automatisierungstechnik von Laborsystemen von wenigen I/O-Kanälen über anspruchsvolle Technikumsanlagen bis hin zur Großproduktionsanlage mit weit über 100.000 I/O-Kanälen ausgebaut werden“, erklärt Reichinger die Skalierbarkeit der B&R-Lösung. Das schafft letztendlich einen 100-prozentigen Investitionsschutz für Systemsoftware und Hardware aber auch für Engineering-Leistungen.

Bereits für kleine Systeme rentabel

Die Automatisierungsplattform APROL basiert auf dem Betriebssystem Linux und verfügt über alle Funktionen eines ausgewachsenen Prozessleitsystems (PLS) wie Reichinger ausführt: „Dazu gehören neben den Kernkomponenten Alarmsystem, Grafiksystem, Reportingsystem und Trendsystem mehr als 100 gebrauchsfertige Control-Module mit unterschiedlichen Funktionen.“ Die kleinste Automatisierungslösung mit APROL besteht dabei aus der Systemsoftware, einem Industrie-PC und einigen I/O-Modulen. „Selbst in dieser minimalen Ausstattung sind alle APROL-Funktionen enthalten“, sagt Reichinger.

Da sich der Preis für die Software-Lizenz nach der Anzahl der I/O-Module richtet, ist der Einsatz bereits bei kleinen Systemen rentabel. „Wird die Anlage erweitert oder im größeren Maßstab umgesetzt, kann die bisherige Hard- und Software übernommen werden“, sagt der B&R-Automatisierungsspezialist. Zusätzlich benötige Hardware wird einfach ergänzt und gegebenenfalls eine Lizenz für weitere I/O-Module erworben. „Das ist eine Erleichterung gegenüber dem bisherigen Vorgehen mit unterschiedlichen Systemen vom Labor bis zur großen Anlage“, unterstreicht Reichinger den Vorteil der skalierbaren Lösung.

Offen für alle Kommunikationsprotokolle

Dabei kann APROL auch an bestehende Prozessleit- oder SCADA-Systeme in Großanlagen gekoppelt werden. Solche Anlagen enthalten in der Regel Komponenten unterschiedlicher Hersteller und verwenden verschiedene Kommunikationsprotokolle, Feldbusse und Industrial-Ethernet-Protokolle. „Das stellt für die Plattform aber kein Problem dar, da sie über die entsprechenden Schnittstellen zu allen gängigen Kommunikations-Protokollen verfügt“, hebt Reichinger die Offenheit des Systems hervor.

Das macht die Automatisierungsplattform interessant, wenn spezielle Lösungen gesucht werden wie ein Energie- oder Condition-Monitoring. „Hierfür haben wir gebrauchsfertige Lösungen entwickelt: APROL EnMon und APROL ConMon“, sagt Reichinger. Werden alle nötigen Daten bereits durch Sensoren erfasst, ist außer einem Industrie-PC mit APROL keine zusätzliche Hardware nötig, um zum Beispiel ein komplettes Energie-Monitoring-System einzurichten. Reports, Trends und Alarmsystem stehen automatisch zur Verfügung. So können APROL EnMon und ConMon neben bestehenden Prozessleit- oder SCADA-Systemen eingerichtet werden.

Mit Funktionen modular aufbauen

Die offene Automatisierungsplattform ist aber nicht nur skalierbar. Sie ist auch modular aufgebaut. „Daher lässt sich etwa ein eingerichtetes Energie-Monitoring-System jederzeit um weitere Funktionen ergänzen oder auch zu einem vollwertigen Prozessleitsystem ausbauen“, sagt Reichinger und verweist auf weitere Vorteile von APROL in Kombination mit der Steuerungs-Hardware von B&R: „Der Nutzer des Prozessleitsystems profitiert von der hohen Performance, Robustheit und Skalierbarkeit unserer Steuerungstechnik, die es in dieser Form bei den meisten Komponenten für Prozessleittechnik nicht gibt.“

Die B&R-I/O-Module verfügen über Eigenintelligenz und können zum Beispiel Fast-Fourier-Transformationen direkt berechnen. Daher können sie Teilaufgaben für die Regelung und Steuerung dezentral im Feld übernehmen. Die Daten werden über das offene Industrial-Ethernet-Protokoll Powerlink übertragen. Und auch die integrierte Sicherheitstechnik von B&R lässt sich direkt in das APROL-Prozessleitsystem einbinden. Damit lassen sich sichere Reaktionszeiten von weniger als fünf Millisekunden erreichen.

Eigene Funktionen ergänzen

Die Flexibilität der Automatisierungslösung geht noch weiter. Denn APROL enthält nicht nur fertige Lösungen mit getesteten, dokumentierten und felderprobten Standard-Control-Modulen. Auch der Anwender selbst hat die Möglichkeit, eigene Funktionen mit Kopierschutz zu ergänzen. Auf das gleiche „Look-and-Feel“ wie bei den Standard-Modulen muss er dabei nicht verzichten. B&R stellt dazu das Werkzeug zur Verfügung, das es selbst für die Programmierung seiner Module verwendet. Damit hat der Anwender maximale Flexibilität bei der Umsetzung seiner Prozesse.

Reichinger Martin #3

„APROL lässt sich von wenigen I/O-Kanälen bis weit über 100.000 I/O-Kanäle beliebig skalieren." Martin Reichinger, Business Manager Process Automation bei B&R

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