Schüttgutanlagen auf dem Weg in die Industrie 4.0

Zeppelin Systems stellt neue Automatisierungs- und Digitalisierungsplattform vor

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20.03.2019 Unabhängig davon, wie weit die Digitalisierung im eigenen Unternehmen gediehen ist, vor einer Tatsache lässt sich nicht die Augen verschließen: Die klassische Automationspyramide, unterteilt in Feld-, Steuerungs-, Leit- sowie Betriebsleit- und Unternehmensebene wird sich in naher Zukunft verändern.

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Entscheider-Facts für Planer und Betreiber

  • Die neue modulare Automatisierungs- und Digitalisierungsplattform Mira deckt Anwendungen von der Feld- bis hin zur ERP-Ebene ab.
  • Zunächst stehen drei Bausteine zur Verfügung, die das Bedienen und Beobachten von Anlagenkomponenten per Laptop oder Smartphone erlauben, aber auch zur Produktionsplanung und Optimierung genutzt werden können.
  • Die modulare digitale Lösung erlaubt einen schrittweisen Einstieg in die digitale Produktion und ist offen für zukünftige Entwicklungen.

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Bilder: Zeppelin Systems

So werden in Zukunft Systeme benötigt, die eine bessere Skalierbarkeit ermöglichen und sich damit sowohl für kleine als auch große Anlagen eignen. Aber auch Themen wie Konnektivität und Vernetzung müssen umgesetzt werden, etwa um neue Diagnosekonzepte zu realisieren. Dafür ist es nötig, die bestehende Automatisierungsstruktur aufzubrechen. In Zukunft werden die equipmentnahen Funktionalitäten zunehmend in die Feldebene (Edge) auf mehrere kleinere, aber dennoch leistungsfähige lokale Controller verlagert. Diese werden untereinander, aber auch über Cloud-Anwendungen verstärkt miteinander kommunizieren. Für die Anwender bietet dies neue Chancen, etwa in puncto Diagnose, aber auch in Bezug auf eine bessere Planung von Aufträgen oder das Optimieren von Prozessen – auch standortübergreifend.

Für den Anwender stellt sich dabei die Frage, wie der Sprung in die digitale Welt gelingen kann. Zeppelin Anlagenbau hat dazu die neue Automatisierungs- und Digitalisierungsplattform Mira auf den Weg gebracht. Unter diesem Begriff werden viele Weiterentwicklungen ein gemeinsames Dach finden, also von der Feldebene bis zu ERP-Anwendungen. Die offene Plattform besitzt standardisierte Module, die alle Prozesse in der Anlage abbilden. Dabei wurde auf eine sehr schlanke Architektur geachtet, die letztendlich zu niedrigen Kosten führt. Das System ist modular aufgebaut – es kann von der ganz einfachen Automatisierung einer einzelnen verfahrenstechnischen Komponente bis zur Gesamtautomatisierung eines Werkes viele Aufgaben abdecken. Bisher sind drei Bausteine, die sich nahtlos unter dem Dach der Digitalisierungsplattform ineinander integrieren, verfügbar.

Zunächst ist der Baustein Miracontrol zu nennen, der zukünftig für die Steuerung der einzelnen Komponenten zuständig ist. Der Baustein ist modular, offen und HTML-basiert und lässt sich in jedes bestehende Kundensystem integrieren. Er basiert zudem auf Standards wie ISA S 88/ISA 95 und verfügt über standardisierte Schnittstellen wie Profibus oder Modbus.

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Die Digitalisierungsplattform Mira umfasst Funktionen von der der Feldebene bis hin zu ERP-Anwendungen.

Dank globaler Programmierstandards wie ISA S88 und der Verwendung von Hochsprachen können zudem kundenspezifische Module entwickelt und in das System integriert werden. Damit lassen sich auch Hardwarekomponenten beliebiger Lieferanten in das System integrieren.

Das System kann unabhängig vom Anlagenbetreiber frei konfiguriert werden. Auf diese Weise lassen sich individuelle Auswerteprogramme oder Visualisierungen integrieren. Die Konfiguration einzelner Komponenten wird mit dem neuen Steuerungsbaustein einfacher: Zur Bedienung und Beobachtung genügt ein Laptop oder ein Smartphone. Damit lassen sich alle relevanten Parameter der Komponente sehr einfach und schnell einsehen und andere anpassen.

Anlagenkomponenten automatisch identifizieren

Der zweite Baustein ist Miraconnect. Darüber können Komponenten automatisch identifiziert und spezifische Informationen auf mobilen Endgeräten bereitgestellt werden. Mit diesem Werkzeug wird via App eine Vielzahl an Informationen zu einer Weiche oder Schleuse, etwa Spezifikationen, Ersatzteillisten, Anweisungen zur Inbetriebnahme, Bedienung, Wartung oder Serviceintervallen, in elektronischer Form zugänglich. Quasi wie ein Typenschild, allerdings in moderner Form, so dass die Informationen nicht nur ausgelesen, sondern auch ergänzt oder geändert werden können. Bei der Entwicklung wurde großen Wert darauf gelegt, dass jeder Anwender – unabhängig von seiner IT-Erfahrung – diese App innerhalb von 30 Sekunden bedienen kann. Auf besonderes Interesse während der Erprobungsphase stieß hierbei der einfache Kontakt zum Service, unabhängig zu welchem Hersteller. Hierüber ist es z. B. möglich, Bilder oder Videos zu übertragen, sodass die jeweiligen Experten weltweit zielführend helfen können.

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Über den Baustein Miraconnect können Informationen zu Komponenten auf mobilen Endgeräten bereitgestellt werden.

Miraconnect ermöglicht dem Kunden damit einen Ser­viceblick auf seine Fabrik, unabhängig davon, wo er sich befindet und ob er on- oder offline ist. In das System lässt sich jede Komponente oder Maschine (auch die anderer Hersteller) integrieren. So entsteht eine horizontale Plattform, um die Wartung und Instandhaltung auf einen Blick zu managen – und zwar hersteller- und kundenunabhängig.

Die Nutzung ist denkbar einfach: Nach dem Download der App muss man sich registrieren und erhält so Zugang zum Backend. Anschließend wird die Fabrik angelegt und werden die Komponenten und Maschinen hinzugefügt und diese über einen QR-Code, einem NFC-Chip oder dem eigens dafür entwickelten Bluetooth-Transponder verbunden. Im Anschluss müssen nur noch die Dokumente hochgeladen werden. Bediener haben dadurch alle Daten der Komponente oder Maschine direkt vor Ort zur Verfügung. Auch kann die Visualisierung einer Maschine eingesehen und können bei Bedarf Einstellungen vorgenommen werden. Das erlaubt neue Geschäftsmodelle im Sinne von Industrie 4.0.

Um den Anschluss an die MES-Ebene oder auch Cloud-Anwendungen zu ermöglichen, wurde Miraprocess entwickelt. Dieser Baustein stellt Funktionen bereit, die über reine Steuerungsaufgaben hinaus gehen. So lässt sich zum Beispiel die gesamte Prozesskette abbilden, was sowohl die lückenlose Nachverfolgung von Rezepturen ermöglicht, aber auch zur Selbstoptimierung der Anlagen genutzt werden kann. Dazu dient etwa die ortsunabhängige Analyse und Optimierung der Anlagenperformance, weil alle relevanten Daten zu jeder Zeit im Zugriff sind. So schafft die Digitalisierung Mehrwert, indem die Qualität des Endproduktes verbessert oder der Rohstoffeinsatz verringert wird.

Fazit: Durch den Einsatz des neuen Systems wird die Konfiguration von Schüttgutanlagen deutlich vereinfacht. Anlagenkomponenten können per Laptop oder Smartphone bedient und beobachtet werden. Rezepturen lassen sich direkt und schnell planen, und nicht nur eine Anlage, sondern der gesamte Prozess kann – auch über mehrere Standorte hinweg – gesteuert und optimiert werden. Die modulare digitale Lösung erlaubt so einen schrittweisen Einstieg in die digitale Produktion und ist offen für zukünftige Entwicklungen. Im Jahre 2019 werden die ersten Pilotprojekte umgesetzt. 1904ct913

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Heftausgabe: März/2019
Dietmar Dieing ist Leiter Vertrieb Komponenten bei Zeppelin Systems

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Dietmar Dieing ist Leiter Vertrieb Komponenten bei Zeppelin Systems
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