Phoenix Contact zeigt zur Achema Lösungen für aktuelle Trendthemen

MTP, NOA und Ethernet APL sind nur einige der Trendthemen, die in der Prozessautomation seit einigen Jahren diskutiert werden. Doch lassen sich diese auch bereits in der Praxis nutzen? Phoenix Contact will das auf der Achema mit einem umfangreichen Lösungsportfolio klar mit „Ja“ beantworten.

Digitalisierung, Industrie 4.0, Modularität: Auf der letzten Achema waren die Schlagworte auf jedem zweiten Messestand zu finden. Daher werden die Besucher in diesem Jahr genau hinsehen, welches Unternehmen die drei Themenfelder mit Leben gefüllt hat. Wer trifft den Bedarf der prozesstechnischen Anwender tatsächlich? Phoenix Contact erfüllt die Erwartungen mit zwei zentralen Ansätzen: MTP (Module Typ Package) und NOA (Namur Open Architecture). Dabei handelt es sich um Konzepte, von denen sich die Prozesstechnik einen bedeutenden Beitrag zu ihrer Zukunftsfähigkeit verspricht.

Neben zahlreichen Komponenten und Systemen, die bei der Umsetzung entsprechender Maßnahmen helfen, wurden gemeinsam mit verschiedenen Partnern Lösungen realisiert, die nun auf der Achema vorgestellt werden. Beispielsweise haben Krohne Messtechnik und die Software AG gemeinsam mit Phoenix Contact eine digitale Drehscheibe für den Datenschatz aus intelligenten Sensoren entwickelt, der über eine OT-IT-Bridge vom Feld an die IoT-Plattformen weitergeleitet wird. Das verspricht einen Effizienzgewinn, der bislang nur mit großem Aufwand zu erlangen war.

Einfacher heißt oft schneller. Davon profitieren Betreiber, wenn zukünftig Anlagen aus Prozessmodulen entstehen, die sich durch sogenannte MTPs nahtlos in die Gesamtautomatisierung einbinden lassen. Viele im ZVEI organisierte Unternehmen sowie Namur-Vertreter haben dieses Konzept erarbeitet und von der Idee zum Standard geführt. Abgesehen vom Zeitgewinn können modulare Anlagen immer wieder an geänderte Marktgegebenheiten angepasst werden. Für einen durchgängigen Engineering-Prozess von der Verfahrenstechnik über das Modul-Engineering bis zur Orchestrierung der Module sorgen Phoenix Contact, ABB und X-Visual. Dazu erzeugt X-Visual aus dem Verfahrensfließbild (P&ID) eine MTP-Datei, die vom Engineering-Tool MTP Designer importiert werden kann und damit beim Modul-Engineering Zeit spart. Der MTP Designer erstellt anschließend per Knopfdruck eine MTP-Datei, einen Programmrumpf mit den standardisierten MTP-Funktionsblöcken sowie eine lokale Visualisierung. Das automatisch generierte MTP-File enthält unter anderem die Moduldienste, zum Beispiel Filtrieren oder Füllen, die sich aus der POL (Process Orchestration Layer) ansteuern lassen.

Nutznießer der MTP-Technologie sind nicht nur Modul- und Package-Unit-Hersteller sowie spätere Anwender, sondern auch der Hersteller aus Blomberg. Bei der Konzeption einer Begleitheizung – einem anderen Exponat auf der Achema – kommt beispielsweise ein MTP zum Einsatz, das Services wie das Temperieren kapselt. Ein an die Standard-Steuerung anreihbares Safety-Modul sorgt für die funktionale Sicherheit. Wie zahlreiche aktuelle Neuentwicklungen ist dieses MTP in einer kompletten Ready-to-use-Box verfügbar. Dass Modulhersteller ebenfalls den MTP-Ansatz umsetzen, zeigt der Pumpenbauer Seepex. Durch Nutzung des MTP- Designers hat Phoenix Contact die Pumpe von Seepex auf einfache Weise automatisiert sowie Services bereitgestellt. Mit der Smart Dosing Pump, der ersten MTP-basierten Exzenterschneckenpumpe, lassen sich Anlagen im Konti- und Batchbetrieb fahren, wobei die Performance der Pumpe überwacht wird – und das NOA-konform.

Hier verdeutlicht sich, dass die unterschiedlichen Konzepte – NOA und MTP – optimal ineinandergreifen. Der NOA-Seitenkanal, über den zukünftig Diagnosewerte aus dem Feld erschlossen werden, wird ebenso maßgeblich zu einer höheren Performance von Prozessanlagen beitragen. Entsprechende Produktentwicklungen zielen insbesondere auf die Vereinfachung der Verdrahtung ab. Was ursprünglich über Point-to-Point (4…20-mA/Hart) realisiert wurde, lässt sich zukünftig auch mit den häufig verwendeten dezentralen Remote I/Os umsetzen. Das spart Zeit und Kosten bei der Anbindung der Feldgeräte an das NOA Automation Security Gateway.

Einen Schritt weiter gehen die Entwickler mit dem Blick auf wartungsanfällige oder teure Sensoren, etwa in der Prozessanalysetechnik. Getrieben von einem Kundenprojekt wurden Komplettlösungen für den Anschluss von 20, 120 und 200 Geräten erarbeitet. Diese können als Box oder auf der Hutschiene inklusive Engineering sowie Hard- und Software bestellt und sofort genutzt werden. Die Lösungen umfassen ein NOA Automation Security Gateway, das aus I/O-Modulen, einer Steuerung und einem OPC-UA-Server mit spezieller Write Protection besteht. Noch weiter in die Zukunft reichen Entwicklungen, die für eine Anbindung an einen AASX-Server und damit die I4.0-Verwaltungsschale sorgen.

In einer Live-Demonstration auf der Achema soll die Sensorik eines Rührwerkbehälters die M+O-Daten (Monitoring + Optimization) über den NOA-Seitenkanal an den Leitstand senden. Auf der cloudbasierten Kooperationsplattform Engineering Base von Aucotec werden dann unter anderem der Wartungsbedarf oder Änderungen im Feld angezeigt. Letztere erlauben die stets aktuelle Visualisierung „As built as planned“ als wichtige Voraussetzung, um in Zukunft I4.0-Strategien wie den digitalen Zwilling zu realisieren. Digitale Typenschilder mit Schnittstellen zum Gerätehersteller machen alle erforderlichen Informationen – ebenfalls im Hinblick auf funktionale Sicherheit und Explosionsschutz – tagesaktuell auf Knopfdruck zugänglich.

An der Leitwarte soll zudem gezeigt werden, welche Rolle Machine Learning (ML)/Künstliche Intelligenz (KI) zukünftig im Rahmen von Maintenance und Optimierung – etwa bei Pumpenständen oder Prozessanalysegeräten – spielen. Hier geht es um die Frage, welche Fortschritte sich durch den Einsatz eines ML-Moduls für die Verarbeitung von KI-Applikationen im Steuerungssystem ergeben.

All dies betrifft nicht nur Anlagen, die demnächst konzipiert und geplant werden: Die neuen Technologien sollen ebenso für bestehende Applikationen nutzbar sein. Dort ist Remote I/O zur Ankopplung der Sensorik in Zone 1 und 2 in Verbindung mit Profibus PA weit verbreitet. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact Axioline P – die Remote-I/O-Familie für Zone 2 – für die Profinet-Anbindung ertüchtigt. Dadurch wird der Verdrahtungsaufwand für NOA in Brownfield-Anwendungen auf die Verbindung von der PLCnext-Steuerung inklusive NOA-IIoT-Server zum Remote I/O reduziert. Eine entsprechende Lösung ist auch für vorhandene Profibus-DP-Anlagen erhältlich. Auf diese Weise können Betreiber ihren Datenschatz heben, um damit KI-Auswertungen und Third-Party-Asset-Management-Systeme zu füttern. Die Apps zu sämtlichen Lösungsansätzen inklusive einer Trial-Version stehen im PLCnext App Store zur Verfügung, sodass Anwender einfach Testinstallationen aufbauen können. Weitere Ausstellungsschwerpunkte, die auf dem Stand des Herstellers in Frankfurt gezeigt werden, sind:

• Zusammenspiel von NOA und MTP in Verbindung mit Open-Process-Automation-Standards (O-PAS),
• Steuerung von Elektrolyse-Anlagen mit dem PLCnext-Controller,
• Funklösungen für die zeit- und kostensparende Anbindung von M+O-Sensoren,
• Ethernet-APL (Zweidraht-Ethernet-Anschluss) von Geräten in Ex-Zonen mit einer APL-Junction-Box in Zone 1 sowie eine Box, die neben der APL- ebenso eine Profibus-PA-Konnektivität ermöglicht.

Achema, Halle 11.1 – Stand A27
Achema, ZVEI-Namur-Stand Halle 11.0
Achema, Green Innovation Zone, Halle 6