Prozessautomatisierung Anlagenmodularisierung nach dem DIMA-Ansatz

Die Modularisierung von Anlagen und deren Automatisierung auf Basis standardisierter Schnittstellen soll künftig auch der Prozessindustrie zu mehr Flexibilität und Effizienz verhelfen. Dies erfordert grundlegend neue Ansätze – beginnend beim Engineering der Leittechnik.

Analog der Fertigungsindustrie, die sich mit immer kleiner werdenden Losgrößen bei immer höherer Individualisierung der Produkte konfrontiert sieht, muss sich die Prozesstechnik künftig auch auf stark schwankende beziehungsweise schwer kalkulierbare Absatzmengen einstellen. Um dies hanhaben zu können, ist die Modularisierung von verfahrenstechnischen Anlagen der zukünftige, vielversprechende Ansatz. Will heißen: Einzelne Module realisieren einen definierten Teilschritt des Produktionsprozesses und können je nach Bedarf zusammengestellt oder ausgetauscht werden. Die dadurch modular aufgebaute verfahrenstechnische Produktionsanlage erfordert konsequenterweise ebenfalls eine modulare Automation.

Bei einem herkömmlichen, starren Leitsystem ist der Tausch eines Anlagenmoduls immer mit einem hohen Programmieraufwand verbunden, da jedes Modul im Leitsystem individuell manuell integriert werden muss. Um dies zu minimieren, wäre als Grundvo­raussetzung eine Standardschnittstelle zwischen der Modulebene und der übergeordneten Leitebene notwendig. Da­rauf basierend wären technologische und organisatorische Voraussetzungen zu schaffen, damit sich die Engineering-Abläufe derart umgestalten lassen, dass der Aufwand während der Integration eines Moduls in eine Gesamtanlage ­minimiert wird: Dazu müsste das An­lagenmodul so viel Eigenintelligenz ­besitzen, dass es seinen verfahrenstechnischen Prozess selbstständig abarbeiten kann. Ein Hersteller kann dieses Modul dann herstellen, noch bevor die Gesamtanlage geplant und gebaut wird. Das würde bedeuten, dass ein Großteil des Engineering bereits durch den Lieferanten des Moduls vorweggenommen wird. Das Modul selbst repräsentiert sich dann an den Schnittstellen zur Leit­ebene über einen definierten Standard – sowohl offline beim Engineering als auch online im Betrieb.

Soviel zur Theorie! Was die derzeitige Praxis betrifft, muss man allerdings feststellen, dass etablierte Prozessleitsysteme für ein verteiltes Engineering und den flexiblen Betrieb modularer Anlagen nicht gut vorbereitet sind. Denn sie besitzen üblicherweise keine offenen Schnittstellen zur Integration modularer, verfahrenstechnischer Module für die Visualisierung, Prozedursteuerung, Alarme und Diagnose. An­gesichts dieses Mankos hat Wago zusammen mit der Technischen Universität Dresden und der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg in einem gemeinsamen Projekt eine neue Methodik für die Automation modularer verfahrenstechnischer Produktionsanlagen erarbeitet. Dieser Ansatz, genannt DIMA (Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen), geht von dem Grundverständnis aus, Aktivitäten aus dem An­lagen-Engineering in das Modul-En­gineering zu verlegen. Damit zerlegt sich der ursprüngliche Engineering-Prozess in zwei voneinander getrennte Prozesse: einen in Verantwortung des ­Modulherstellers und einen in Verantwortung des Anlagenbetreibers.