Wie BASF eine Greenfield-Anlage mit Ethernet-APL ausgestattet hat

CT: Welche Rolle haben Sie bei BASF im Zusammenhang mit Ethernet-APL-Projekten?

Dr. Kai Krüning: Ich arbeite bei BASF im Fachzentrum für Automatisierungstechnik, das Dienstleistungen für Projekte und Anlagen im Bereich Automatisierungstechnik erbringt. Wenn beispielsweise ein Prozessleitsystem modernisiert werden muss, sind wir mit gefragt, sprechen mit den Herstellern, übersetzen die Anforderungen des Betriebs und prüfen, ob das Angebot des Herstellers diese Anforderungen auch abdeckt. Außerdem übernehmen wir Systemprüfungen und beschäftigen uns mit dem Screening und dem Entwickeln neuer Technologien, was Ethernet-APL einschließt.

In diesem Rahmen bin ich für ein Greenfield-Projekt ins chinesische Zhanjiang gereist, um dort die Ausschreibung und die grundlegende Konzeption der Automatisierungstechnik zu begleiten. Dort haben wir uns für ein Konzept entschieden, dass wir APL Ready genannt haben. Soll heißen: Da wir damals noch keine APL-Feldgeräte hatten, haben wir Profibus-PA-Geräte verwendet. Alles andere war aber so aufgebaut, wie man es mit APL machen würde. Im Sommer 2025 haben wir in Zhanjiang 2.500 Field-Switches verbaut und zum Schluss zwei Anlagen vollständig mit APL ausgestattet.

CT: Gab es in diesem Projekt Punkte, an denen Annahmen aus der Planung später im Betrieb nicht aufgegangen sind?

Krüning: Ja, mehrfach. Das Interessante war aber, dass es nicht an APL lag. Anforderungen haben sich im Projekt geändert, zum Beispiel war unser Anteil an Remote-I/O-Modulen deutlich höher, weil vor Ort mehr als erwartet konventionell verdrahtet wurde. Teilweise war bei Geräten die Ex-Auslegung nicht wie vorgesehen, weil Geräte verbaut werden sollten, für die die Schaltschränke nicht ausgelegt waren. Das sind aber typische Projektänderungen, keine technologiegetriebenen Probleme; das Ausstatten der Anlage mit APL lief glatt. Ein paar Kinderkrankheiten in einzelnen Geräten gab es, da musste ein Hersteller nachschärfen, aber in Summe hatten wir mehr Schwierigkeiten mit Remote-I/O-Modulen und 4-bis-20-mA-Geräten als mit den PA-Geräten an den Field-Switchen. Die meisten Probleme waren Installationsfehler.

CT: Wo lag aus Ihrer Sicht der größte praktische Integrationsaufwand?

Krüning: Ganz klar im Leitsystem. APL ist eben anders als 4 bis 20 mA und auch anders als Profibus PA. Wir haben deshalb sehr viel Arbeit in Tests gesteckt, um stabile Konfigurationen sicherzustellen. Welche Treiberdatei wird auf der Leitsystemseite verwendet, welche im Asset-Management-System, welche Firmware- und Hardwareversion soll das Gerät haben, welche Standardeinstellungen – auch im Leitsystem – sind sinnvoll? Auch PA-Geräte über den Proxy reinzunehmen, handhabt jeder Hersteller ein bisschen unterschiedlich. Das ist viel Detailarbeit. Wenn man sich aber auf die Standardprofile verlässt, wie wir es in Zhanjiang gemacht haben, ist es am Ende gut handhabbar.

Namur setzt auf autonome Anlagen

Die Chemieindustrie in Deutschland und Europa steht unter Druck. Damit ihr nicht das Licht ausgeht, müssen Anlagen zumindest in Teilen zu „Dark Factories“ werden: Die autonome Anlage stand deshalb im Zentrum des Anwendertreffens der Prozessautomatisierer, der Namur-Hauptsitzung.

CT: Und wo lag die größte Umstellung für die Kollegen vor Ort?

Krüning: Beim Training, da viele Kollegen mit 4 bis 20 mA groß geworden sind und Feldbus nicht kannten. Wir haben deshalb mit dem Schulen der Engineering-Kollegen begonnen, damit diese überhaupt wissen, was sie planen dürfen. Danach kamen Schulungen für die Montage, fürs Maintenance-Personal und schließlich für Troubleshooter. Letztere haben komplette Profinet- und Profibus-PA-Kurse bekommen, um das Protokoll einmal von Grund auf kennenzulernen. Wer von Feldbus kommt, hat mit der Technologie im Grunde kein Problem.

CT: Welche zusätzlichen Gerätedaten nutzen Sie, die Sie früher nicht hatten?

Krüning: Der größte Vorteil von Ethernet-APL liegt für uns in der Diagnosefähigkeit. Der Operator im Leitstand sieht erst einmal keinen Unterschied zwischen 4 bis 20 mA, Profibus PA oder APL. Was sich aber deutlich verbessert hat, ist die Arbeit des Wartungspersonals. Wir konnten unsere Loop-Check-Zeit beim elektrischen und signaltechnischen Teil deutlich verkürzen. Wenn eine Fehlermeldung eingeht, kann man im Leitsystem einsehen, dass das Gerät nicht da ist. Dann geht man auf die Weboberfläche des Field-Switch, die eine eigene Analyse hat, und sieht sehr schnell, ob das Problem am Gerät oder an der Verkabelung liegt. Gerade im Fehlerfall spart das viel Zeit und teilweise den Gang hinaus in die Anlage.

CT: Gibt es noch weitere praktische Beispiele?

Krüning: Ja, etwa beim Parametrieren von Feldgeräten. Bei einem Radartransmitter müssen verschiedene Höhen eingetragen werden. Mit APL geht das nicht nur schneller, sondern die Feldgeräte-Hersteller haben die Gelegenheit genutzt und Assistenten eingebaut. Unsere Kollegen sehen dann grafisch unterstützt, welche Höhe wo einzutragen ist. Das macht die Inbetriebnahme einfacher und erhöht die First-Time-Right-Rate deutlich.

CT: Nutzen Sie die zusätzlichen Daten aus den Geräten bereits systematisch?

Krüning: Teilweise ja. Wir haben eine komplette Namur-Open-Architecture-Schnittstelle aufgebaut. Ein Anwendungsfall ist das Fleet Management. Dabei sammeln wir die Gerätedaten zentral ein und machen sie verfügbar, um bei einer großen Anzahl von Geräten Analysen fahren zu können. Konkret betrachten wir darüber die Ventile in der Anlage, für die wir eine Art digitalen Zwilling haben. Wir können Verlaufsdaten, Reserven, Diagnosen und Laufzeitdaten betrachten, Fehlermuster erkennen oder bei vorhandenen Fehlern die Analyse verbessern. Außerdem machen wir Soll-Ist-Vergleiche mit den digitalen Planungsdaten. Gerade in gewachsenen Anlagen hilft das, Unterschiede zur Dokumentation schnell zu erkennen und gezielt nachzupflegen.

CT: Nutzen Sie auch bewusst bestimmte Daten nicht?

Krüning: Ja, denn man muss nicht alles erfassen, nur weil es verfügbar ist. Über die Architektur kann man sich aussuchen, was man haben will – auch im Leitsystem. Bei einem Coriolis-Messgerät muss ich nicht automatisch alle Messwerte verarbeiten, wenn mich eigentlich nur der Volumenstrom interessiert. Das spart nicht auf der Übertragungsstrecke, aber es reduziert den Lizenz- und Engineering-Aufwand im Leitsystem.

CT: Ist der Umstieg auf Ethernet-APL aus Ihrer Sicht eher von neuen Funktionen getrieben oder vom Wunsch, die Infrastruktur zu vereinfachen?

Krüning: Hier müssen wir zwischen Brown- und Greenfield unterscheiden. Eine Greenfield-Anlage würde ich heute nicht mehr anders bauen wollen. Erstens würde man sich womöglich zu viel verbauen, weil abzusehen ist, dass Hersteller klassische Feldbus-Geräte langsam auslaufen lassen. Zweitens ist APL kostenmäßig pari, es bringt also keinen Nachteil im Capex. Drittens darf man auch nicht unterschätzen, dass junge, technisch interessierte Leute nicht mehr mit einem Strommessgerät ins Feld gehen wollen, dafür aber mit Webzugriffen und digitalen Oberflächen vertraut sind.

CT: Und im Brownfield?

Krüning: Da wird es schwieriger. Wenn ich eine vorhandene 4-bis-20-mA-Installation umrüsten will, brauche ich einen klaren Business-Case. Daran mangelt es aktuell oft noch. Sinnvoll wird es vor allem dann, wenn ohnehin größere Umbauten anstehen und man sowieso an die Feldebene heranmuss. Anders sieht es aus, wenn bereits eine Profibus-PA-Infrastruktur vorhanden ist. Dann kann man sich vorstellen, die Infrastruktur auszutauschen, die vorhandenen Kabel weiter zu nutzen und nur im Schaltraum auf Profinet umzustellen.

CT: Wie ist die aktuelle Tendenz bei BASF – eher Greenfield oder Brownfield?

Krüning: APL wird bei uns eindeutig mehr in Greenfield-Projekten eingesetzt. Wir haben aktuell vier größere Greenfield-Projekte, zwei in China und zwei in Ludwigshafen. Dazu kommt mindestens ein Brownfield-Projekt in Ludwigshafen, bei dem eine 4-bis-20-mA-Infrastruktur ersetzt werden muss. Dort hat der Betrieb im Grunde die Wahl: wieder konventionell verkabeln oder auf Profinet setzen und stattdessen mit einem kleinen Bündel Glasfaser arbeiten. Das reduziert dann auch die Kabelkosten. Bei einem potenziellen zweiten Brownfield-Projekt steht das prozesstechnische Umrüsten einer Anlage an. Die dort arbeitenden Kollegen haben in diesem Zuge gesagt, dass sie bei den Teilen, die nachgerüstet werden müssen, auf aktuelle Technologien setzen wollen. Im Projekt werden Profinet und APL jetzt parallel eingezogen.

CT: Wo sehen Sie aktuell noch Grenzen von Ethernet-APL?

Krüning: Technisch ganz klar bei Safety. Damit verbunden ist auch die Security-Diskussion. Wir haben störfallkritische Anlagen mit entsprechenden Anforderungen. Zusätzlich müssen wir dem Cyber Resilience Act folgen, und wir müssen sehr genau klären, was wir bezogen auf Security machen können und was nicht. Organisatorisch muss Security und der Umgang mit Zertifikaten intelligent gelöst werden. Besonders bei den Treibern brauchen wir einheitliche Lösungen. Wenn jeder Hersteller mit seinem eigenen Security-Ansatz kommt, wird das für Anwender schwer beherrschbar.

Automatisierung und Sicherheit unter einen Hut bringen

Die Komplexität der Prozessindustrie wirkt sich auf die Sicherheit aus – insbesondere angesichts automatisierter, vernetzter und digitaler Anlagen. Physische Modelle und Virtual Reality unterstützen dabei, sichere und produktive Lösungen zu finden.

CT: Was ist aus Ihrer Sicht die wichtigste Voraussetzung, damit sich die Technologie weiter durchsetzt?

Krüning: Man muss es einfach machen. Die meisten Kollegen, die am Projekt in Zhanjiang beteiligt waren, hat überzeugt, dass die Geräte laufen. Die größten Bedenken auf Projektleiterseite sind oft: Kann man mit so einer Technologie überhaupt ein Großprojekt machen oder wirft mich das zurück? Genau deshalb sind Veranstaltungen und Erfahrungsberichte wichtig, denn das Schwierigste ist, den Menschen zu überzeugen. Wir von BASF unterstützen so etwas gern und erzählen offen, was wir gemacht haben und wie wir es gemacht haben. Denn wenn Ethernet-APL eine exklusive Technologie einzelner Unternehmen bliebe, würde das niemandem helfen. Wir brauchen einen breiten Nutzerkreis und entsprechend großen Support bei den Herstellern.