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Verfahrenstechnik 12/2022

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Verfahrenstechnik 12/2022

DIGITALE

DIGITALE INDUSTRIESTANDARDS MODULAR, VERNETZT, FLEXIBEL Anlagen der Prozessindustrie kommen nicht „von der Stange“. Sie werden idealerweise modular aufgebaut, um flexibel die Produktionskapazitäten den aktuellen Erfordernissen am Markt anpassen zu können. Dabei stehen Effizienz, Sicherheit und Schnelligkeit im Vordergrund. CHT ist eine weltweit operierende Unternehmensgruppe für Spezialitätenchemie, die seit fast 70 Jahren Chemikalien als Hilfsmittel und Additive für Produkte und Prozesse entwickelt, produziert und liefert. Im größten Werk der Gruppe, in Dußlingen bei Tübingen, werden jährlich rund 50.000 t Spezialitätenchemie produziert. Bei der Herstellung stehen wechselnde Rezepturen und Einsatzstoffe auf der Tagesordnung. Wurden in der Vergangenheit Anlagen in der Chemieindustrie nicht selten für eine Laufzeit von mehreren Jahrzehnten geplant, so verlangen hochvolatile Märkte durch eine wachsende Produktvielfalt und starken Kostendruck flexiblere Lösungen. In der heutigen Zeit geht es darum, die Bereitstellung von Produktionskapazitäten umgehend den aktuellen Erfordernissen am Markt anzupassen, um sich gegenüber dem Wettbewerb behaupten zu können. Dabei stehen Effizienz und Schnelligkeit im Vordergrund. Doch die hohen Sicherheitsanforderungen an Prozesse und Anlagen lassen die Kosten und den zeitlichen Aufwand für Produktionsanpassungen schnell ausufern – zumal die Anlagenkomplexität durch die Vielfalt an Komponenten unterschiedlicher Hersteller steigt. Wie lassen sich diese Herausforderungen meistern? Antworten finden Anlagenplaner und -betreiber in den Richtlinienreihen zu modularen Anlagen (VDI 2776) und modularer Automation (VDI/VDE/Namur 2658). Modularität und Automation sind in diesen Normen als strategische Schlüsselfaktoren identifiziert. Danach lassen sich modulare, vorautomatisierte Anlageneinheiten einfach in das Produktionsumfeld integrieren und an die aktuellen Produktionsanforderungen anpassen. Die Time-to-Market-Phase verkürzt sich dadurch signifikant und verschafft einen deutlichen Marktvorsprung. NOTWENDIGE ENTWICKLUNG NEUER INDUSTRIESTANDARDS Das durchgängige modulare Engineering scheiterte früher daran, dass Steuerungen unterschiedlicher Hersteller nicht innerhalb einer Anlage zusammen verwendet werden konnten. Eine her­ 26 VERFAHRENSTECHNIK 2022/12 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Raus aus der Testphase, raus aus dem Labor, rein in den wertschöpfenden Produktionsmaßstab – einfach mal machen! Günther Schätzle, Manager Plant Engineering Production&Logistics, CHT Germany GmbH, Tübingen Hersteller innerhalb eines übergeordneten Steuerungs- und Managementsystems, dessen Funktionalitäten einem Prozessleitsystem ähnlich sind. Große Teile der Steuerungs- und Regelungsintelligenz werden damit dezentral in die Module verlagert. Über eine einheitliche Schnittstelle kommunizieren die Module mit dem Leitsystem. Erweiterungen oder Umbauten lassen sich so deutlich kostengünstiger und schneller realisieren. Die im Modul integrierte Anlagensicherheit vereinfacht Genehmigungsverfahren und erhöht die Sicherheit der Prozesse auch im Sinne der ökologischen Verantwortung, die Betreiber chemischer Anlagen mehr denn je zu tragen haben. Gerade mittelständische Chemieunternehmen mit ihren relativ kleinen Produktionsmengen gewinnen dadurch Flexibilität und Zuverlässigkeit bei der Planung zukünftiger Prozesse. VORTEILE DES MTP-STANDARDS n Flexibilität in der Anlage durch einfache Erweiterbarkeit n Einsparung von Energie und Ressourcen allgemein durch Scale-up und Scale-down n Unabhängigkeit bei der Auswahl der Modulhersteller von der verbauten Steuerung n einheitliches Look&Feel bei der Darstellung der Informationen aus der Cloud im PLS n alle Informationen gebündelt in einem System stellerunabhängige Modulbeschreibung musste her. So wurde das Module Type Package (MTP) entwickelt und in der VDI/VDE/ Namur-2658-Richtlinienreihe standardisiert. Es erlaubt die Integ ration mehrerer Module mit Steuerungen verschiedener HERAUSFORDERUNGEN BEI DER UMSETZUNG IN DIE PRAXIS Die MTP-Norm ist ein offener Standard, dessen Weiterentwicklung von der „Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie“ (Namur) gemeinsam mit Automatisierungs-Experten und Herstellerunternehmen der Prozessindustrie vorangetrieben wird. Durch regelmäßige Erprobung des Standards in der Verfahrenstechnik kommt es unter den Automatisierungsherstellern derzeit noch zu verschiedenen Entwurfsständen, die zu Kompatibilitätsproblemen führen können. Unternehmensübergreifende Showcases zum MTP-Konzept, wie auf der Achema 2022 in Frankfurt mit über 30 teilnehmenden Firmen, dienen dazu, ein einheitliches Verständnis und einen abgestimmten Versionsstand zu schaffen. Anwenderfreundliche Tools zur Erstellung von MTPs können Apparateherstellern bei der Entwicklung marktreifer MTP-Lösungen unterstützen. Diese gilt es, noch zu etablieren. Zur Umsetzung der modularen Anlagen in die Praxis sind somit Verfahrenstechnik, apparatetechnischer Aufbau und Automation als Gesamtsystem zu verstehen und aufeinander abzustimmen. Die VDI-Handlungsempfehlung „Modulare Anlagen: Paradigmenwechsel im Anlagenbau; Zusammenspiel von Prozesstechnik www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2022/12 27