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Schrittweise Migration des Prozessleitsystems sichert kontinuierliche Produktion

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17.11.2008 Wenn ein Unternehmen sich heute für den Umstieg auf ein State-of-the-art-Leitsystem entscheidet, bedeutet das nicht mehr zwangsweise die aufwendige und teure Umstellung aller Komponenten einer Anlage. Das Beispiel einer Oxo-Fabrik zeigt, dass ein Wechsel des Prozessleitsystems auch schrittweise im laufenden Betrieb, und dabei kostengünstig und gleichzeitig zukunftssicher durchgeführt werden kann.

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Diese Produktionsanlage hat Tradition: 2006 feierte die Oxo-Fabrik, die zur Geschäftseinheit Weichmacher und Lösemittel des BASF-Konzerns in Ludwigshafen gehört, ihr fünfzigjähriges Jubiläum und konnte dabei auf eine veritable Erfolgsgeschichte zurückblicken. Ende 1956 hatte die damalige Oxo-Fabrik die Produktion von verschiedenen Alkoholen aufgenommen, die als Vorprodukte zur Herstellung von Weichmachern für Kunststoffe dienten. Der kontinuierliche Ausbau der Anlage führte zwischen 1978 und 2006 zu einer erheblichen Steigerung der Kapazität.

Die Technik hat sich dabei in den vergangenen fünfzig Jahren natürlich grundlegend gewandelt. In den Anfängen der Anlage wurde reine Hochdrucktechnologie mit Drücken bis zu 300bar verwendet, als Katalysator diente Kobalt. Heute verwendet man auch andere Katalysatoren, für deren Herstellung kein so hoher Druck erforderlich ist.
Mit dem Wandel in Herstellungsverfahren und -techniken gingen auch Veränderungen und Neuerungen in der Automatisierung der Prozesse einher.

Migration verbindet alte und neue Funktionalitäten

Die Steuerung der komplexen Prozesse leistete seit 1988 das Prozessleitsystem Teleperm M. Nachdem mit der Abkündigung der Teleperm M-Operator-Systeme eine Einstellung von Wartung und Support durch den Hersteller in den Jahren 2004 feststand, musste für die Anzeige- und Bedienkomponenten des Altsystems ein neues Prozessleitsystem (PLS) gefunden werden. Ähnlich wie die Verantwortlichen der Fabrik für Veredlungschemikalien des Ludwigshafener Werks vor einigen Jahren entschied man sich auch in der Oxo-Fabrik für eine Erweiterung mit dem 1996 auf den Markt gebrachten Nachfolgeprodukt Simatic PCS7 und für eine Migration der bisherigen Operator-Systeme nach Simatic PCS7. Die vorhandenen prozessnahen Komponenten sollten allerdings erhalten und erst langfristig in einem zweiten, späteren Schritt ersetzt werden. Ziel des Projekts war das zentrale und einheitliche Bedienen und Beobachten aller Teilanlagen über eine PLS-Oberfläche von jedem Monitor aus. Eine wesentliche Anforderung stellte die Umstellung im laufenden Betrieb dar: Da die Anlage mit zwölf Produktionslinien und noch weiteren angeschlossenen Teilanlagen durchweg im kontinuierlichen Betriebsprozess arbeitet, kam ein Abstellen der Produktion nicht in Frage.

Nach der Auftragsvergabe machten sich zwei Projektteams von BASF und PLS-Hersteller gemeinsam an die Ausarbeitung einer maßgeschneiderten Migrationslösung. Die Bedien- und Beobachtungsebene wurde in mehreren Stufen auf den neuesten Stand gebracht: ein Arbeitsplatz nach dem anderen, zeitlich versetzt und in zeitlich begrenztem Parallelbetrieb. Auf diese Weise wurde das Problem beengter Platzverhältnisse in der Leitwarte gelöst. Aufgrund dieses Konzeptes war eine Produktionsunterbrechung bei der Inbetriebnahme des neuen Leitsystems nicht notwendig.
Die Bedien- und Beobachtungsoberfläche des neuen Prozessleitsystems ist anwenderfreundlich und flexibel: Über alle zwölf Produktionslinien der Anlage bietet es eine einheitliche Bedienoberfläche und ein einheitliches Bedienkonzept – sowohl für die Komponenten des Altsystems als auch für spätere Erweiterungen mit Simatic PCS7. Gleichzeitig wurden zwei neue Engineering-Systeme in Betrieb genommen.
Während also kleinere Maßnahmen noch mit den verbleibenden Komponenten des Prozessleitsystems Teleperm M realisiert werden können, eröffnet Simatic PCS7 dem Anwender in Zukunft die Möglichkeit, bei größeren Projekten Systemerweiterungen durchzuführen und neueste Technologien zu nutzen. Dazu zählen dann etwa der Einsatz von Profibus DP als Feldbus inklusive der Nutzung intelligenter Feldgeräte mit Profibus-Anschluss und dem Einsatz bis in explosionsgefährdeter Umgebung (Ex-Zone 1).
Somit bietet diese Lösung auf lange Sicht Zukunftssicherheit. Zu den neuen Funktionen, die die Mitarbeiter der BASF nach der Migration nutzen können, gehört auch eine flexible Client-Zuordnung: Das neue Bedienberechtigungskonzept ermöglicht die Authentifizierung via Chipkarte. Dieses Verfahren erlaubt es dem gesamten Bedienpersonal, die komplette Anlage von jedem Arbeitsplatz in der Messwarte aus zu steuern und dabei auf persönliche Einstellungen und Sichten zuzugreifen. Neue Funktionalitäten, wie zum Beispiel der Overhead-Projektion von wichtigen Betriebszuständen, wurden bei diesem Projekt gleich mit eingebunden.

Langfristiger Werterhaltund Investitionsschutz

Neben diesen neuen technischen Möglichkeiten bei der Nutzung der Anlage kommt als weiterer entscheidender Vorteil hinzu, dass die bereits vorhandenen Anlagenkomponenten auch nach der Migration des Bedien- und Beobachtungssystems langfristig genutzt werden können. Dies gilt für die im Bereich der Schalträume und der Arbeitsplätze bestehende Infrastruktur ebenso wie für die Feldebene. Weder sind neue Verdrahtungen und Montagen noch Detailplanungen, oder Detaildokumentationen erforderlich. Auch alle im Altsystem vorhandenen prozessnahen Komponenten sowie die darin konfigurierten und zum Teil auch komplexen Automatisierungsfunktionen finden weiterhin Verwendung. Siemens bietet dazu individuelle Verträge über Wartung und Ersatzteilversorgung und garantiert auf diese Weise den Werterhalt des Systems für weitere Jahre. Erst danach wird mit dem fälligen Austausch dieser Komponenten auch der geplante zweite Schritt der Leitsystem-Migration zu vollziehen sein.

Der straffe Zeitplan für die Realisierung des Projekts konnte eingehalten werden: Seit Dezember 2006 wird die komplette Oxo-Fabrik wie geplant über die neue PCS7-Bedienebene gefahren. Basis des Projekterfolgs waren nicht zuletzt die konstruktive und partnerschaftliche Kooperation, die intensive Vorbereitung und das Engagement beider Projektteams. Kleinere Probleme, die es immer bei solchen Projekten gibt, konnten kurzfristig gelöst werden. Beim Start des Projekts waren die wichtigen Entscheidungen bereits getroffen, die Umsetzungen konnten zügig und ohne zeitraubende Diskussionen beginnen.
Die positive Betriebserfahrung, die das Wartungspersonal bei BASF mit dem Prozessleitsystem Teleperm M verbindet, konnte mit der Migration erhalten werden. Die Einbeziehung des Schichtpersonals in den Entstehungsprozess des neuen Bediensystems förderte zugleich die Akzeptanz des gesamten neuen Prozessleitsystems innerhalb der Belegschaft, die sich mit eigenen Ideen und Entwürfen an dessen speziellen, anlagenspezifischen Anpassungen aktiv beteiligte.

Mit Simatic PCS7 ist heute in der Oxo-Fabrik der BASF in Ludwigshafen ein modernes, flexibles und zuverlässiges Prozessleitsystem im Einsatz, über dessen Human Machine Interface alle Produktionslinien der Anlage bedient und beobachtet werden können. Das neue System erlaubt es außerdem, die Anlage auch zukünftig mit aktueller Technik zu erweitern. Der weitgehende und längerfristig garantierte Erhalt der bestehenden Investitionen im Bereich der prozessnahen Komponenten des Altsystems Teleperm M sorgt dafür, dass die Kosten für den Kunden trotzdem überschau- und kalkulierbar bleiben.

Heftausgabe: November 2008
Arno Keller,  Senior Vertriebsbeauftragter Siemens AG

Über den Autor

Arno Keller, Senior Vertriebsbeauftragter Siemens AG

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