Prozessüberwachung und -steuerung von modularisierten Anlagen
Die Modularisierung im Anlagenbau schreitet voran. Die Struktur für die zu übertragenden Daten sollte bereits in der Planungsphase festgelegt werden. Sie ermöglicht in der Betriebsphase die Kommunikation zwischen den Modulen und unterstützt die Dokumentation über den gesamten Lebenszyklus. Eine Möglichkeit hierfür bietet die Richtlinie VDI/VDE/Namur 2658 in Form des Module Type Package (MTP). In der Richtlinie werden das Engineering modularer Anlagen, die Architektur des MTP, die Kommunikationsschnittstellen und potenzielle herstellerunabhängige Protokolltypen dargelegt. [Makarov, O. und Kempf, J. (2019)]. Sie beschreibt hersteller- und technologieneutral die Eigenschaften eines Prozessmoduls. Dies führt nicht nur zu einer einfacheren Verwendung unterschiedlicher Module, sondern verringert auch den Programmieraufwand im Bereich der SPS-Steuerung, da diese die notwendigen Daten direkt aus den im MTP-Format erfassten Daten auslesen kann. [Koblmiller, C. (2019)]
Die Vereinheitlichung der Datenübertragung beugt neben der Erleichterung einer Anpassung der Anlagen auch Fehlern vor und verhindert so mögliche Nacharbeiten, welche unnötig Ressourcen binden würden. Bei der Programmierung der Programmsteuerung ist bei der Modularisierung der Anlage darauf zu achten, dass die Softwaremodule für die einzelnen Anlagenmodule getrennt existieren. [Makarov, O. und Kempf, J. (2019)]
Neben all den positiven Effekten sollte allerdings der Schulungsaufwand für die Modularisierung nicht unterschätzt werden. Die Wartung einer modularen Einheit erfolgt anders als bisher und darauf müssen die Fachkräfte geschult werden. Auch die verbesserte Möglichkeit zur Visualisierung der Betriebsdaten durch das MTP-Format kann für Mitarbeitende schwierig werden, insbesondere wenn bisher hauptsächlich mit stationären Bildschirmen oder sogar physischen Datenblättern gearbeitet wurde. Dieser erhöhte Schulungsaufwand besteht allerdings hauptsächlich am Anfang und verringert sich mit der zunehmenden Modularisierung der Anlagen. [Makarov, O. und Kempf, J. (2019)]
Die Vereinheitlichung des Datenmanagements ermöglicht es hier, den Programmieraufwand durch die Erstellung einer Softwaremoduldatenbank zu verringern. Auf diese Weise kann bei sich wiederholenden Aufgaben in verschiedenen Modulen auf das gleiche Softwarepaket zurückgegriffen werden, wodurch dieses nur einmal programmiert werden muss. Zudem verringert sich die Anforderung an die Programmierkenntnisse des Anpassers, da bestehende Module nur noch verschachtelt werden müssen. Zudem verringert sich die Fehleranfälligkeit der Software aufgrund der Verwendung von Softwaremodulen, wodurch Ressourcen für potenzielle Nacharbeiten eingespart werden. [Makarov, O. und Kempf, J. (2019)]
Literatur:
Koblmiller, C. (2019): MTP-Projekte: Umstellen, anschließen – produzieren [online]. prozesstechnik online, 17.10.2019 [abgerufen am: 01.02.2021].
Makarov, O. und Kempf, J. (2019): So gelingt modulares Anlagendesign kinderleicht [online]. PROCESS, 28.03.2019 [abgerufen am: 17.02.2021].
Einschätzung für die Anwendenden
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Materialeinsparunghoch
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Energieeinsparunghoch
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THG-Einsparunghoch
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Investitionskostengering
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Umsetzungsaufwandgering
Die Angaben zu Material-, Energie- und THG-Einsparungen, Investitionskosten sowie Umsetzungsaufwände sind qualitative Abschätzungen auf vergleichender Basis.
Entwicklungsstadium
- Labor
- Technikum / Demonstrator
- Industrielle Praxis
Labor: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird im Labormaßstab entwickelt.
Technikum / Demonstrator: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in einer Technikums- oder Demonstrator-Anlage umgesetzt.
Industrielle Praxis: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in der Produktion oder anderen Anwendungsbereichen eines Industrieunternehmen eingesetzt.
Beispiele aus der Praxis
MTP erleichtert die Anlagenmodularisierung
Modul Type Package Designer
Weitere Technologien
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