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Integrierte Automation

: Endress+Hauser


Von entscheidender Bedeutung für die Gesamtfunktionalität eines Systems sind die passenden Verbindungen zwischen seinen Teilsystemen. Gut funktionierende Schnittstellen sind in der Automatisierung das A und O. Je stabiler und je effektiver die Schnittstellen zwischen den Komponenten sind – sei es Hardware, Software oder Aktionen – desto besser können die Einzelkomponenten eines Systems miteinander interagieren. Zur Integration dieser Teilsysteme zu einem Gesamtsystem hat Endress+Hauser das BPI-Konzept (Business Process Integration) entwickelt, das eine Plattform bildet, auf der diese Daten ausgetauscht werden können.

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Endress+Hauser optimiert Prozesse mittels effektiver Nutzung vorhandener Informationen und durchgängigem Datenfluss – von der Feldgeräteebene bis zum ERP-System.

Endress+Hauser optimiert Prozesse mittels effektiver Nutzung vorhandener Informationen...

Den Zusammenschluss, die Integration von einzelnen Komponenten über Schnittstellen zu einem übergeordneten Ganzen, bezeichnet man in der Prozessautomatisierung als „integrierte Automation“. Fokusthemen zur Umsetzung einer integrierten Automation sind Systemarchitektur, Modulbildung und Informationsflüsse über Schnittstellen. Hier liegt das Hauptaugenmerk auf dem effektiven Datentransfer zwischen den einzelnen Teilsystemen – für die Errichtung des Gesamtsystems.

Ziel der integrierten Automation ist die Vermeidung von Redundanzen und Doppelarbeiten, die nicht nur höhere Kosten durch Mehraufwand verursachen, sondern auch eine zusätzliche Fehlerquelle durch manuelle Arbeit darstellen – nobody is perfect. Ein weiteres Ziel der integrierten Automation ist die effektive Nutzung der verbliebenen, redundanzfreien Ressourcen. Dies beschränkt sich aber nicht auf den rein steuerungstechnischen Bereich.

Integrierte Automation betrifft nicht nur die Steuerung

Die integrierte Automation kann aus mehreren verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden: Die Integration von Steuerungskomponenten, die Integration einzelner Projektschritte eines Automatisierungsprojektes und die vertikale Integration in Geschäftsabläufe.

Bei der steuerungstechnischen Integration geht es um die rein technischen Verknüpfungen, das Zusammenspiel von Steuerungsbaugruppen und Engineering-Tools oder um die Anbindung einer Teilanlage an ein übergeordnetes System. Hier können Redundanzen bei Hard- und Software vermieden werden: beim Software-Engineering
durch den Zugriff auf einen gemeinsamen Datenpool, wie es z. B. beim TIA-Portal (Totally Integrated Automation) von Siemens oder der „Integrated Architecture“ von Rockwell Automation der Fall ist.

Bei der Hardware können Redundanzen und Doppelarbeiten vermieden werden, indem man z. B. die Parametrierung und Diagnose von Feldgeräten aus der Schaltwarte heraus mit einem zentralen System realisiert. Für alle Bereiche der steuerungstechnischen Integration gilt, dass schon bei der Auswahl der einzelnen Systemkomponenten nicht in erster Linie darauf geschaut werden sollte, welche Komponente „am meisten kann“, sondern eher, welche am besten zur Erfüllung der Gesamtaufgabe des Systems beiträgt und welche am besten mit den anderen Systemkomponenten „harmoniert“. Nur so wird das Gesamtergebnis im wahrsten Sinne des Wortes „stimmig“.

Für die integrierte Automatisierung bedeutet dies, dass alle beteiligten Systeme über vergleichbare Eigenschaften und Fähigkeiten verfügen und dieselbe Semantik benutzen sollten. Ein MSR-Techniker findet daher den Spruch „Kennste einen, kennste alle“ nicht abfällig – er ist für ihn erwünschtes Ziel und bei Endress+Hauser Programm.

Hier wird das Konzept der einheitlichen Struktur und Bedienung für Feldgeräte aller Arbeitsgebiete konsequent umgesetzt. Egal, ob z. B. ein Durchflussmessgerät oder ein Füllstands-Messumformer parametriert werden soll, die Bedienung und die Parameterstruktur ist stets dieselbe. Dies hat neben den optimalen Einsatzmöglichkeiten in der integrierten Automation den Vorteil eines geringeren Aufwandes für das Wartungspersonal, da hier nicht für verschiedene Gerätetypen verschiedene Bedienphilosophien gelten, die jedes Mal in anderen Handbüchern nachgeschlagen werden müssen.

Macht Sinn: Alles aus einer Hand

Bei der Integration einzelner Projektschritte eines Automatisierungsprojektes geht es um den nahtlosen Transfer
von Informationen zwischen einzelnen Projektaktivitäten – von der ersten Kundenberatung über die Systemauswahl, das Engineering und die Inbetriebnahme bis zu Schulung und Support. Hier vermeidet integrierte Automation Doppelarbeit durch Nutzung von Informationen und Daten, die bereits in einem der vorangegangenen Schritte gewonnen wurden. So kann beispielsweise die Symbolliste, die bei der Schaltplanerstellung erzeugt wird, als Grundlage der Ein-/Ausgangs-Liste beim Software-Engineering dienen. Diese Liste, erweitert um weitere Daten aus der SPS-Programmierung, kann wiederum für das SCADA-System verwendet werden.

Da gerade bei Projektarbeiten die einzelnen Schritte Hand in Hand gehen müssen, ist es sinnvoll, diese von einem Anbieter wie Endress+Hauser durchführen zu lassen, der alle erforderlichen Leistungen aus einer Hand bieten kann – und die Gesamtverantwortung für das Projekt übernimmt. Wer jemals erleben musste, wie bei einem Projekt mit mehreren Lieferanten und Unterlieferanten im Problemfall von diesen versucht wird, sich gegenseitig den schwarzen Peter zuzuschieben, weiß die Vorteile eines MAV (Main Automation Vendor) für sein Projekt zu schätzen.

Bei der vertikalen Integration geht es um die Integration einer Automatisierungslösung in das betriebliche Umfeld. Hier soll ein durchgängiger Datenfluss von der obersten Business-Ebene mit einer ERP-Software wie z. B. SAP zur Ressourcenplanung des Gesamtunternehmens über die Bedien- und Steuerungsebene bis in die Feldebene hinein ermöglicht werden. Oftmals ist dieser Weg nicht durchgängig. Geschlossene Systeminseln und somit viele manuelle Eingriffe – und Fehlerquellen – beim Datentransfer zwischen diesen Inseln prägen hier das Bild.

Software als Vermittler

Zur Integration dieser Teilsysteme zu einem Gesamtsystem mit durchgängigem Datenfluss hat Endress+Hauser das BPI-Konzept entwickelt. BPI steht für „Business Process Integration“ und ist eine „Middleware“ – d. h. sie arbeitet als Vermittlungssoftware zwischen den entkoppelten
Teilsystemen und bildet somit eine Plattform, auf der diese Daten ausgetauscht werden können.

Anhand des Beispiels „Kalibriervorgang“ lässt sich die Arbeitsweise von BPI recht gut darstellen: Vom ERP-System (z. B. SAP) wird ein Kalibrierauftrag erstellt. Statt diesen nur auszudrucken, wird dieser Auftrag an BPI gesendet. BPI erkennt diesen als Kalibrierauftrag, routet entsprechend auf das Kalibrationsmanagement-System, übersetzt und formatiert die Daten vom ERP in eine für das Zielsystem lesbare Form und versendet diesen Auftrag. Nach Durchführung der Kalibrierung werden die Kalibrierdaten vom Kalibrations-System wieder an BPI gesendet. BPI erkennt diese Daten als Kalibrierdaten, routet auf die entsprechenden Zielsysteme, bereitet die Daten für jedes Zielsystem auf und sendet diese an SAP zur Aktualisierung der Auftragsdaten, an das Asset Management zum Eintrag des Ereignisses für den Audit Trail und an den Service-Server zum KPI Update – alles ohne manuelle Eingriffe.

Aufruf zur Revolution

Die integrierte Automation mit all seinen Teilbereichen ist der Schlüssel zur Umsetzung der „Industrie 4.0“, einem Zukunftsprojekt in der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Die Bezeichnung „Industrie 4.0“ soll auf die vierte industrielle Revolution und seinen informationstechnischen Charakter hinweisen.

„Industrie 4.0“ soll durch Informatisierung die Produktionstechnik und die gesamte klassische Industrie vorantreiben. Voraussetzung dafür ist eine durchgängige Daten-Infrastruktur bei der Automatisierung – vom Feldgerät bis ins Internet. So wie niemand mehr sein Smartphone ausschließlich zum Telefonieren, benutzt, so wird heutzutage auch von einem Messgerät mehr verlangt als ausschließlich Messwerte weiterzuleiten. Durch die Erzeugung und Weiterleitung zusätzlicher Informationen werden vielfältige Funktionalitäten geschaffen: z. B. eine genaue Diagnose des Messgeräts, auf dessen Basis automatisch vorbeugende Wartungsmaßnahmen oder
Kalibrieraufträge angestoßen werden können – oder eine Verwaltung der Feldgeräte einer Anlage, mit automatischen Datenbankeinträgen, bei Ereignissen wie Reparatur oder Kalibrierung.

Bei Endress+Hauser ist dies keine Zukunftsvision, sondern Realität. Das Web-basierte Asset-Managementsystem „W@M“ bietet dazu nicht nur eine Geräte- und Instandhaltungsdatenbank und Statusmeldungen zu den Geräten, sondern darüber hinaus auch viele weitere Funktionen zur Beschaffung, Dokumentation, Anlagenplanung, Engineering und zur Inbetriebnahme – unabhängig vom Gerätehersteller.





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Bericht in folgenden Kategorien:
Prozessleittechnik, Ressourceneffizienz, Industrie 4.0

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Pilz gilt seit jeher als „sichere“ Adresse, wenn es um kompetente Unterstützung bei der korrekten Umsetzung relevanter Normen und Richtlinien geht. Auf Wunsch werden die Kunden bis zur fertigen CE-Konformitätserklärung begleitet. Das angebotene Dienstleistungsportfolio umfasst u. a. Applikationsanalysen, Risikobeurteilungen und die Erstellung von normgerechten Sicherheitskonzepten bzw. technischen Dokumentationen. Genaueres dazu verrät der Certified Machinery Safety Expert Ing. Bernhard Buchinger, der bei Pilz als Senior Manager Consulting Services für Westösterreich tätig ist. Das Gespräch führte Sandra Winter, x-technik
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