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Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen

Roboter-Kinematik in die CNCSiemens und Comau kooperieren

Siemens kooperiert mit Comau

Siemens kooperiert mit dem italienischem Roboterhersteller Comau. Das gemeinsam entwickelte Produkt Sinumerik Run MyRobot /DirectControl ermöglicht es, die Roboter-Kinematik vollständig in eine CNC zu integrieren.

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Dezentrale Intelligenz für modulare AnlagenCopa-Data ist Partner im Wago-Projekt DIMA

Der Automatisierungsspezialist Copa-Data arbeitet als erster Anbieter eines Prozessleitsystems an dem von Wago initiierten Projekt „DIMA – Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen“ mit.

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Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen

Ziel ist es, einen De-facto-Standard für die dezentrale, modulare Automatisierung von Prozessanlagen und für effizientes Engineering zu schaffen. Dies gibt Industrieunternehmen die Möglichkeit, flexible prozesstechnische Anlagen aufzusetzen, Produktzyklen zu verkürzen und schneller auf neue Marktbedingungen zu reagieren.

Schwankende Beschaffungs- und Absatzmärkte, die flexible Verlagerung von Produktionsstandorten sowie der steigende Bedarf an kundenspezifischer Individualisierung des Produktportfolios führen in der Prozessindustrie zu immer kürzeren Produkt- und Innovationszyklen. Für die Prozessindustrie stellen diese Entwicklungen eine enorme Herausforderung dar. Konventionell aufgebaute prozesstechnische Anlagen in den Bereichen Chemie, Nahrungsmittel, Kosmetik und Pharma sind heute meist nicht ausreichend flexibel und können die Einführung neuer Produkte und veränderte Produktionsmengen oftmals nicht effizient bewältigen.

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Individualisierung von prozesstechnischen Anlagen

Wago, ein weltweit agierender Anbieter von elektrischer Verbindungs- und Automatisierungstechnik, hat das Projekt „DIMA – Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen“ ins Leben gerufen, um dem Wunsch nach der Individualisierung von verfahrenstechnischen Anlagen und einem hohen Grad an Modularität in der Automatisierung von Produktionsprozessen begegnen zu können.

Ulrich Hempen

„Unser Ziel ist es, die Zeit zwischen Produktfreigabe und Marktverfügbarkeit erheblich zu verkürzen. Wir gehen heute davon aus, dass sich 60 Prozent der Entwicklungszeit einer verfahrenstechnischen Anlage einsparen lassen. Möglich ist dies nur, wenn die Anlagen modular aufgebaut sind und wir Industrieunternehmen die Möglichkeit geben, schneller und flexibler zu agieren und zu reagieren“, erklärt Ulrich Hempen, Leiter Market Management Industrie & Prozess der Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG.

Die Gremien der NAMUR und des ZVEI haben den DIMA-Ansatz übernommen, um diesen weiter zu spezifizieren. Ziel der Zusammenarbeit ist es, langfristig einen internationalen Standard zu erarbeiten.

Serviceorientierte Architektur

Die Idee des DIMA-Konzepts ist es, eine Gesamtanlage aus mehreren autarken Anlagenmodulen zusammenzusetzen. Ein Anlagenmodul bildet dabei jeweils einen oder mehrere standardisierte Prozessschritte ab, führt Prozeduren, Operationen oder Funktionen aus und leistet damit einen sogenannten Dienst (Service). Ein Modul stellt dem übergeordneten Prozessleitsystem zenon seine verfahrenstechnische Funktion als Dienst zur Verfügung. Es nimmt damit die Stellung eines Serviceanbieters ein. Das Prozessleitsystem kann die vom Modul angebotene Dienstleistung abrufen. Es fungiert somit als Servicenutzer. DIMA bedient sich damit des Paradigmas der serviceorientierten Architektur (SOA). Im DIMA-Konzept verfügen die Module über eine eigene „Intelligenz“. Jedes Modul wird dazu mit einer eigenen WAGO-Steuerung ausgestattet, die dazu dient, die Dienste auszuführen und den Modulstatus ständig zu überwachen. Möchten Unternehmen ein Produktionsverfahren ändern, müssen sie lediglich ein oder mehrere Module austauschen. Die Produktionsmenge kann durch ein Numbering-up, also das Hinzufügen gleichartiger Module, erhöht werden.

Philipp Schmidt

„Der große Vorteil der Modularisierung einer Anlage ist der geringere Engineering-Aufwand für den Betreiber sowohl bei der Inbetriebnahme als auch bei Änderungen an der Anlage. Er kann modulare Anlagen effizienter planen und bauen, da ein Großteil des Engineerings schon im Modul-Engineering stattgefunden hat. Die Module müssen dann nur noch in zenon integriert werden“, ergänzt Philipp Schmidt, Branch Office Manager bei der COPA-DATA GmbH.

Elektronisches Beschreibungsmodell: Module Type Package

Um die DIMA-Methodik technisch umzusetzen, ist eine neue Definition für die Beschreibung von verfahrenstechnischen Anlagenmodulen erforderlich: das „Module Type Package“ (MTP). In diesem MTP sind folgende Informationen hinterlegt: Kommunikationsparameter, damit das Modul einfach in die Anlage eingebunden werden kann, die Dienste, das heißt die Beschreibung dessen, was das Modul verfahrenstechnisch leisten kann, sowie die Informationen zum Bedienen und Beobachten, das heißt grafische Informationen. Hinzu kommen weitere Beschreibungen wie Informationen zu Status, Diagnose, Historie und Archivierung.

Handling und Management der Module

Um den gesamten Engineering- oder Re-Engineering-Prozess so effizient wie möglich zu gestalten, hat Copa-Data ein MTP-Handling- und Managementsystem entwickelt. Mit diesem System können Unternehmen die MTPs einlesen und alle benötigten Variablen und Bedienbilder sowie deren Verknüpfungen anlegen. Alle Informationen bezüglich Namen, Größe, Position und Variablenanbindung der Bildobjekte in den Bedienbildern entstammen dem MTP. Somit ist gewährleistet, dass Bedienbilder von Modulen unterschiedlicher Hersteller, die durch unterschiedliche MTPs eingelesen wurden, im Leitsystem dem kundenspezifischen „Look & Feel“ entsprechen. Anwender können zudem zu jedem Zeitpunkt nachverfolgen, welche Artefakte in zenon durch welches MTP erzeugt wurden. Dies ermöglicht es, die verschiedenen, im Prozess erforderlichen Module auch im laufenden Betrieb der Anlage anzubinden. zenon bietet auch die Möglichkeit, kundenindividuelle Dienste und Bedienbilder auszuwählen und zu exportieren. So können Unternehmen ein Konzept der Wiederverwendung aufsetzen und die projektbezogenen Kosten verringern. Zusätzlich zur Erstellung und Anbindung von Variablen und Bedienbildern werden die im MTP enthaltenen Dienste als Grundfunktionen im zenon-Modul „Batch Control“ angelegt. Die Grundfunktionen können nach Bedarf parametrisiert und in Form von Rezepten miteinander verknüpft werden. Nach diesem Schritt ist der Produktionsprozess der Anlage ablauffähig. Bei Bedarf können durch die angelegten Variablen noch modulübergreifende Verriegelungen in zenon implementiert sowie zusätzliche Meldungen angelegt werden. kf

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