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Process automation PLC/PCS

Process automation PLC/PCS

Projekt-Highlights

Prozessautomatisierung Karl Bucher GmbH

Werksgelände der Chemischen Fabrik Karl Bucher GmbH

Unser Kunde Karl Bucher GmbH ist ein global tätiger Spezialist und produziert seit nun mehr als 45 Jahren chemische Erzeugnisse, die hauptsächlich für die Herstellung von Arzneimittelwirkstoffen Verwendung finden. Daneben werden Spezialchemikalienerzeugt, die in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt werden. Entsprechend den Markterfordernissen wird eine große Anzahl unterschiedlicher Chemikalien produziert.

2013 startete die Firma in die Zukunft mit der Planung einer neuen Anlage zur Produktionserweiterung von Hexamethyldisilazan. Dazu kam der Bau eines neuen Tanklagers für Flüssigammoniak samt Tankzugentladung. Für die Automatisierung wurde das Prozessleitsystem APROL von B & R gewählt. Mit der neuen Anlage sollte die Produktion des Produktes gesteigert werden. Wurde die Produktion bis dahin noch weitestgehend per Hand durchgeführt, entwickelte die fiwa)group eine PLS-Oberfläche, die für den Bediener intuitiv gestaltet wurde und Fehlbedienungen weitestgehend
verhindert. Das Projekt umfasste ca. 650 I/Os und wurde mit 15 Prozessbildern visualisiert. Ebenso wurde eine Lagerhalle angebunden, in der die Anlagenvisualisierung auf einem Panel-PC von der Firma Eaton für den Ex-Bereich realisiert wurde.

Die Sicherheitstechnik wurde mit einer Sicherheits-SPS der Firma Pilz realisiert, auf der dann die verschiedenen SIL- und Ex- eingestuften Sensoren für z. B. Druck, Temperatur, Gaswarner usw. zu Abschaltungen führen. Eine Herausforderung bestand darin, die ganzen Schnittstellen zu den verschiedensten PU-Lieferanten zu klären und über das PLS vernünftig zu realisieren, nicht nur SW-seitig sondern auch verfahrenstechnisch.

Da die Einführung des PLS überzeugte, wurde 2018 eine neue Aktivkohlefilteranlage erbaut, die prozesstechnisch teilweise auch über das PLS bedient wird. Die gesamte Planung von der EMSR-Seite wurde von der fiwa)group übernommen.

Anschließend wurde 2019 der Startschuss gegeben für die Gesamtautomatisierung des Standortes. Hierzu wurden hoch performante Server für das PLS eingebaut und erst die Planung für die Migration eines „analogen“ Leuchtmelder Tableaus in die digitale Visualisierung auf Panel-PCs begonnen. Die Inbetriebnahme erfolgte Ende 2019.

Da CFKB besonderen, strengen Verordnungen unterliegt, werden im Zuge der Modernisierung mit dem Prozessleitsystem auch die Bestandsanlagen auf die Einhaltung der aktuellen Sicherheits- bzw. Ex- Schutz-Richtlinien geprüft. Bei einer Migration auf das Prozessleitsystem können sie nicht nur einfacher bedient werden, sondern werden auch durch eine Sicherheits-SPS gestützte Sicherheitstechnik geschützt. So wurden 2019 von der HSE-Abteilung der fiwa)group die Tanklager nach den aktuellen Ex-Schutz-Richtlinien geprüft und ein Konzept für die Umsetzung, auch mit Hinblick auf das Prozessleitsystem, erstellt.

Es freut uns, wenn wir eine Firma wie die Karl Bucher GmbH auf dem Weg in die digitale Zukunft begleiten und unterstützen können.

Projektleistungen der fiwa)group

  • PLS-Einführung auf dem Standort
  • Software-Engineering und IBN Pilz PNOZmulti
  • Health–Safety–Environment (HSE):Planung/Berechnung
  • Aufgabenklärung und Pflichtenhefterstellung
  • EMSR – Schaltschrankplanung, Lieferung und Aufstellung
  • Schrankbau und Montage
  • Programmierung Leitsystem B & R APROL 4.0 und 4.2
  • FAT des Leitsystems mit WINMOD
  • SAT und Loopcheck
  • Inbetriebnahme

Retrofit der Veredelungsanlage VA 9 bei thyssenkrupp Rasselstein GmbH

Die Erneuerung der Produktionsmaschinen und damit die Optimierung der Prozesse ist ein wichtiges Element, um im Wettbewerb und am Markt zu bestehen. So bekam die fiwa)group den Auftrag, ein Retrofit der bestehenden Veredelungsanlage VA 9 bei thyssenkrupp in Andernach durchzuführen. In der Anlage werden die Oberflächen von Metallen durch ein elektrolytisches Verfahren kundenspezifisch veredelt.

Die gesamte Leittechnik wurde hard- und softwaretechnisch auf den neuesten Stand gebracht. Dazu wurden die komplette Serverinfrastruktur und die Steuerungskomponenten von B & R mit den zugehörigen Ein-/Ausgangs- und Busmodulen erneuert. Die Leitsystemsoftware APROL von B & R wurde dabei von Version 2.4 auf die Version 4.0 hochgerüstet.

Der Stillstand der Anlage war auf drei Wochen fixiert, in denen der komplette Umbau der Anlage mit ihren ca. 2.500 Ein-/Ausgängen inkl. Signaltests realisiert werden musste.

Nach nur zwei Wochen Umbau und Erneuerung der Leitsystemkomponenten inkl. 100 % Signaltests, konnte die Anlage anschließend termingerecht wieder in Betrieb genommen werden. Dieses Projekt hat gezeigt, dass wir auch aus 600 km Entfernung perfekte Arbeit leisten können. Dank gutem Projektmanagement auf beiden Seiten hatten wir eine Fehlerquote von nahezu 0 % und einen Stillstand, der trotz straffem Terminplan mit hoher Qualität eingehalten wurde.

Projektleistungen der fiwa)group

  • EMSR: Schrankplanung, Lieferung und Umbau
  • Bus- und Netzwerkplanung
  • Demontage und Montage Schaltschränke
  • Update B&R APROL Leitsystem V 2.4 nach V 4.0
  • FAT nach Upgrade des Leitsystems
  • SAT und Loopcheck
  • Inbetriebnahme

Migration eines Palettiersystems

Als Hersteller von Gemüsetiefkühlprodukten stapelt und verpackt das Unternehmen die Gebinde mit Tiefkühlartikel auf Paletten zum Transport zu den Kunden. Wie in jeder produzierenden Branche werden immer höhere Leistungen in der Produktion bei gleichbleibender Personalbesetzung gefordert.

Bei unserem Kunden ist die Produktion bereits in vielen Bereichen automatisiert, jedoch noch mit S5-Systeme bestückt, welche in der notwendigen Form nicht mehr erweiterbar oder optimierbar sind. Mit Hilfe eines neuen Layouts in der Verfahrenstechnik der Palettierung sowie Migration des Systems S5 auf S7 sollte eine Leistungserhöhung im Durchlauf von 20 Gebinden pro Minute auf 25 Gebinde pro Minute erreicht werden.

Letztendlich wurde es aber dann eine Lösung einer komplett neuen Logistiklogik inkl. zahlreicher neuer Steuerungen der Bänder und Pusher für die zu palettierenden Gebinde in das neue S7-System programmiert, 3 Schaltschränke in EPLAN übernommen und teilweise neu geplant sowie das 19“ Bedienpanel so nutzerfreundlich gestaltet, dass es nach Aussage der Mitarbeiter erstmals wirklich Spaß macht, damit zu arbeiten. Dies ist für alle Beteiligten, die an diesem Projekt mit Herzblut und Kreativität unter sehr schwierigen Bedingungen das Projekt umsetzten, das größte Lob.

Projektleistungen der fiwa)group

  • Migration von S5 auf S7 
  • Projektkoordination
  • Neuerstellung der Steuerungslogik
  • Erstellung neuer Logistiklogik
  • Schaltschränke in EPLAN

Integration eines Prozessleitsystems

In der heutigen Zeit werden Reports aus den verschiedensten Daten einer Produktionsanlage immer wichtiger zur Dokumentation und Optimierung von Prozessen. Bei unserem Kunden hat man deshalb mehrere Projekte in Angriff genommen, auch im Hinblick auf den immer stärker umworbenen Begriff der „Industrie 4.0“. Die fiwa)group wurde beauftragt die Idee des vorhandenen Testsystems in einer virtuellen Umgebung so weiterzuführen, dass es möglich ist, Daten vom realen System, das von der fiwa)group 2014 integriert wurde, ins Testsystem zu übertragen und umgekehrt, ohne die laufende Produktion zu stören.

Um dieses Ziel zu erreichen, mussten zuerst das reale System (Version R4.0-08) und das Test-System (Version R3.6-08) auf eine gleiche Ebene des Versionsstandes (R4.0-11) upgedatet werden. Es wurden dann in beiden Umgebungen Projekte angelegt, in denen pro Schmelzofen ca. 80 verschiedene Werte gesammelt werden können.

Eine Herausforderung lag darin, die Öfen, die mit den Steuerungen von Siemens (S7-300) betrieben werden, an das Prozessleitsystem von B&R (APROL) als zentrales Element zu koppeln. APROL bietet hierzu Treiber, die die Ankopplung von Siemens-Steuerungen ermöglichen. Eine Erweiterung auf der Siemens-Seite, um eine weitere TCP-Verbindung auf den Prozessbus von APROL aufzubauen, genügte, um die Kommunikation zwischen diesen beiden Sytemen zu ermöglichen. Pro Schmelzofen werden zu 95 % die gleichen Daten ausgelesen. Daher entwickelte man für diesen Fall eine Standard-Schnittstelle zwischen den Systemen, auf der sich die Daten für jeden Schmelzofen ähneln. Durch diese Standardisierung wurde die Programmierung im APROL vereinfacht.

Auf Basis der im APROL integrierten Programmiersprache „Python“ und der Entwicklung durch die fiwa)group der Methode des „Bulk-Engineering“, konnte die Programmierzeit der gleichartigen Programmteile durch massenhaftes Bearbeiten sehr verkürzt werden. Somit sind bis heute Daten von 8 Schmelzöfen ans APROL angebunden und können über selbstkonfigurierte Reports mit dem Programm JasperSoft ausgewertet und dokumentiert werden.

Als Nächstes ist die Anbindung der restlichen 3 Schmelzöfen geplant. Zukünftig ist dann auch eine umfassendere Anbindung der Maschinen ans APROL angedacht, dass es nicht nur als Datensammler zum Einsatz kommt, sondern auch Steuerungsaufgaben übernehmen wird.

Projektleistungen der fiwa)group

  • Integration Prozessleitsystem APROL 
  • Hochrüstung verschiedener APROL-Projekte 
  • Kopplung zwischen Siemens und B&R-Systemen
  • Reporting über JasperSoft
  • Entwicklung einer Standard-Messstellenbezeichnung