Experten diskutieren Fragen des Life Cycle Managements intelligenter Feldgeräte

Schöne neue Welt des digitalen Feldes: Intelligente Geräte senden nicht nur Messwerte sondern lassen sich außerdem mühelos planen und in Betrieb nehmen. Außerdem liefern sie auch Informationen über den eigenen Status, ihren Wartungsbedarf und – falls der Exitus droht – bestellen sie für sich selbst Ersatz beim bevorzugten Lieferanten. Soweit die Theorie. Die Praxis sieht anders aus: „Für einen Anlagenbetreiber gibt es zwei glückliche Zustände: Ein altes Leitsystem und alte Messgeräte – die verstehen sich wie ein altes Ehepaar. Oder ein neues Leitsystem und neue Messgeräte; mit den richtigen Softwareversionen verstehen sich diese auch. Jede andere Kombination ist ziemlich übel“, bringt Dr. Thomas Tauchnitz, Leiter Manufacturing eSystems sowie Projekte & Technologie-EMR, bei Sanofi-Aventis die Problematik des Life Cycle Managements (LCM) auf den Punkt.

15 und mehr Jahre laufen Anlagen in der chemischen Industrie. Ein Zeitraum, in dem das Betriebssystem eines Prozessleitsystems oder aber das ganze System selbst mehrfach wechselt und zahlreiche Software- und Treiberupdates notwendig sind. „In einer Anlage können unter Umständen sechs verschiedene Gerätegenerationen zum Einsatz kommen, die alle mit den Treibern im Leitsystem zusammenarbeiten müssen. Diese kombinatorische Vielfalt kann man vor dem Einsatz eines neuen Gerätes nicht testen“, ergänzt Dr. Thomas Hauff, der in der BASF für die Fachgruppe Prozessleitsysteme verantwortlich ist. Kein Wunder also, dass den Betreibern das Life Cycle Management ihrer Automatisierung Bauchschmerzen bereitet. „Irgendwie ist uns die Komplexität aus dem Ruder gelaufen, und wir müssen diese in den Griff bekommen“, bekennt der Moderator, Prof. Klaus Bender von der TU München.
„Die Innovationsgeschwindigkeit im Bereich der Leitsysteme wird durch die Office-Welt vorgegeben“, nennt Hans-Georg Kumpfmüller, Leiter des Geschäftsgebiets Sensors & Communications beim Hersteller Siemens, einen Grund für das Problem. Neue Betriebssysteme basieren in der Regel auf Microsoft-Technologien. Kumpfmüller: „Die größte Barriere für die Nutzung der intelligenten Feldgeräte in Feldbussen ist die komplexe Integration in das Leitsystem.“ Wie hoch diese Hürde ist, erklärtDr. Raimund Sommer, geschäftsführender Direktor bei Endress +Hauser Process Solutions: „Es sind gerade einmal 900000 Profibus-PA-Geräte und insgesamt knapp 5 Millionen Profibusknoten in der Prozessautomation im Feld – verglichen mit 28 Mio. Profibus-Knoten insgesamt. Der überwiegende Teil der Bussysteme wird also in der Fertigungsautomatisierung eingesetzt. Lediglich 10 bis 15% der von uns verkauften Geräte werden für Profibus und Foundation Fieldbus spezifizert.“ Und auch von den 28Mio. installierten Geräten mit Hart-Kommunikation werden 97% nur wie klassische 4…20mA-Geräte genutzt. „Nüchtern betrachtet haben wir die Digitalisierung in der Prozessautomation bisher nicht geschafft“, konstatiert Sommer.
Kein Wunder, wenn Hersteller angesichts dieser Zahlen die Frage stellen, ob sich der seit fast zwei Jahrzehnten betriebene Entwicklungsaufwand für Feldbustechnik in der Prozessindustrie überhaupt auszahlen wird. „Brauchen wir also gar keine intelligenten Feldgeräte?“, provoziert Klaus Bender.
Aus Sicht von Thomas Hauff wurde die Feldbus-Einführung durch die Entwicklung der Remote-I/O-Technik gebremst: „Der wichtigste Vorteil, die Senkung der Installationskosten, wurde mit Remote I/O bereits realisiert. Nun müssen die Hersteller darstellen, wie sich die Digitalisierung tatsächlich rechnen kann – bewiesen ist das noch nicht.“ Doch das Argument blieb in der Podiumsdiskussion nicht lange ohne Widerspruch. Thomas Tauchnitz: „Die Wirtschaftlichkeit von solchen Geräten kann mir nicht der Lieferant vorrechnen, sondern die muss ich selbst kalkulieren.“ Und Hans-Georg Kumpfmüller ergänzt: „Es gibt durchaus Firmen, die uns zeigen, welche Einsparungen möglich sind. Allerdings ist das Bild unter den Kunden nicht einheitlich. Und dass es zwei Feldbussysteme mit beinahe gleichwertigen Technologien gibt, erschwert die Situation zusätzlich. Hier wäre eine Harmonisierung wünschenswert.“

Nutzen langfristig bewerten

„Die intelligenten Geräte haben ihren Nutzen und deshalb sollten wir sie auch kaufen“, bekennt Thomas Tauchnitz. Dazu gehören vor allem die Diagnosemöglichkeiten: „Wenn wir mit immer weniger Menschen immer komplexere Anlagen besser und mit noch kleineren Qualitätsschwankungen betreiben wollen, dann schaffen wir das nicht mit den alten Analoggeräten“, so Tauchnitz.

Ein entscheidender Aspekt dabei ist, dass die Investitionen einerseits strategisch gesehen werden müssen – schließlich setzt Asset Management digitalisierte Informationen aus den Geräten voraus – und sich die Amortisation andererseits erst langfristig einstellen kann. „Wir müssen die Sicht der Anwender beeinflussen, dass man solche Technologien über Zeiträume von fünf bis zehn Jahren rechnen muss“, konkretisiert Raimund Sommer: „Sonst werden wir bei einem Anteil von 10 bis 15% digitaler Kommunikation hängen bleiben.“
Doch um das Problem der „Kompatibilitätsunverträglichkeit“ in den Griffzu bekommen, müssen Konzepte gefunden werden, die einen Anlagenbetrieb über 20Jahre sichern. Aus Sicht vonDr. Wolfgang Morr, Geschäftsführer der Namur, gehören dazu Schnittstellen, welche die Unabhängigkeit von den Herstellern der Betriebssysteme ermöglichen. Einen Weg dafür sieht Hans-Georg Kumpfmüller in der Gerätebeschreibungstechnik FDI (Field Device Integration). Und auch beim jüngsten Profibus PA-Profil 3.02 spielt das langfristige Gerätemanagement eine wichtige Rolle. Endress+Hauser geht zusätzlich den Weg über eine Web-Datenbank: Im Rahmen des W@M-Konzepts (Web enabled Asset Management) will der Gerätehersteller bis Mitte des Jahres eine Datenbank online stellen, die nach Eingabe der Geräte-Seriennummer und der Version des Leitsystems einen kompatiblen Gerätetreiber anbietet.

Fazit: Fragen der Integration und des Life Cycle Managements sind derzeit in der Prozessautomatisierung die größten Hemmschuhe bei der Digitalisierung des Feldes. Dabei liegen die Chancen in der durchgängigen Verfügbarkeit von Informationen, insbesondere für das Asset Management. Dadurch lassen sich Prozesse besser führen. Um der digitalen Kommunikation im Feld zum Durchbruch zu verhelfen, spielt die Standardisierung eine zentrale Rolle. Prof. Klaus Bender bringt den Anspruch auf den Punkt: „Wir müssen die Komplexität in den Griff bekommen, damit wir die Chancen der intelligenten Geräte überhaupt nutzen können. Da liegen große Potenziale, die bei Weitem noch nicht ausgeschöpft sind.“

„Wir richten einen starken Fokus auf die Geräte-Integration in alle relevanten Leitsysteme“
Dr. Raimund Sommer ist geschäftsführender Direktor bei Endress+Hauser Process Solutions
„Die größte Barriere für die Nutzung der intelligenten Feldgeräte in Feldbussen ist die komplexe Integration in das Leitsystem“
Hans-Georg Kumpfmüller ist bei Siemens Leiter des Geschäftsgebiets Sensors & Communications
„Uns ist die Komplexität aus dem Ruder gelaufen“
Prof. Klaus Bender ist Inhaber des Lehrstuhls für Informationstechnik im Maschinenwesen an der TU München
„Die kombinatorische Vielfalt aus Geräten und Leitsystemen kann man vor dem Einsatz eines neuen Gerätes nicht testen“
Dr. Thomas Hauff ist in der BASF für die Fachgruppe Prozessleitsysteme verantwortlich
„Wir brauchen Schnittstellen, mit denen wir unabhängig von den Herstellern der Betriebssysteme werden“
Dr. Wolfgang Morr ist Geschäftsführer der Namur
„Die intelligenten Geräte haben ihren Nutzen und deshalb sollten wir sie auch kaufen“
Dr. Thomas Tauchnitz ist Leiter Manufacturing eSystems sowie Projekte & Technologie-EMR beim Pharmakonzern Sanofi-Aventis
„Nüchtern betrachtet haben wir die Digitalisierung in der Prozessautomation bisher nicht geschafft“