Systeme und Lösungen für die Prozessindustrie

processnews

3. Jahrgang Oktober 3|2004

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Global DCSSupplier für BASF

Validierte Gebäude-leittechnik mit Simatic

bei Boehringer Ingelheim

Sipart Stellungsregler sichern Heliumversorgung supraleitender Magnete am CERN

Eiskalt geregelt

Sipart Stellungsregler sichern Heliumversorgung supraleitender Magnete am CERN

Eiskalt geregelt

Global DCSSupplier für BASF

Validierte Gebäude-leittechnik mit Simatic

bei Boehringer Ingelheim

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Seit Mitte dieses Jahres ist es offiziell:Siemens ist einer der Global DCS Supplier beiBASF. Einer der entscheidenden Aspekte, diedabei eine wichtige Rolle spielten, war dasLife Cycle Cost-Konzept, das Siemens für BASFentwickelte

Für den Large Hadron Collider von CERNlieferte Siemens eine Spezialausführung der Sitrans-Stellungsregler, die die Versorgung der supraleitenden Magnetemit flüssigem Helium sicherstellen

Für die Anbindung intelligenterFeldgeräte ist das Beschreibungs-daten-basierte Konzept ElectronicDevice Description die aktuell beste Lösung

INHALT2

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3 EDITORIAL

4 NEWS

Nummer eins bei Industrie-Software: Siemens

Siemens rüstet Inulinfabrik in Chile aus

Drei neue Brauerei-Projekte in Brasilien

Unilever zeichnet Spezifikations-management mit Simatic IT aus

Neue Perspektiven für die Glasindustrie:glasstec 2004 in Düsseldorf

TECHNOLOGY

Prozessinstrumentierung20 Differenzierte Sichtweise

Offene Gerätemanagementkonzepte im Vergleich

Prozessinstrumentierung26 Doppelt gut

Sitrans Probe erweitert Portfolio zurFüllstandmessung

CASE STUDIES

Prozessanalytik9 Explosionsgefahr gebannt

CO-Überwachung im Kohlebunker

Prozessinstrumentierung10 Eiskalt geregelt

Sipart PS2-Stellungsregler im größtenTeilchenbeschleuniger der Welt

Pharmaindustrie14 Standardisierte Kontrolle

Janssen Pharmaceuticals und Siemensentwickeln Simatic-basierte HVAC-Lösung

Solution Provider Pharmaindustrie16 Absolut kontrolliert

Validierte Gebäudeleittechnik für BoehringerIngelheim

Spezialchemie18 Schneller zum Druck

Siemens optimiert Druckplattenproduktion bei Kodak

Pharmaindustrie19 Eine Pharmafabrik in der Westentasche

Simatic steuert Isolatoren für pharmazeutischeProduktion

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Vierpoliger supra-leitender Magnet für denLarge Hadron Collider

Foto: CERN

BASF

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Liebe Leserinnen,liebe Leser!

Wie kann man BASF – das größteChemieunternehmen der Welt –davon überzeugen, dass Siemens

der richtige Partner als globaler Lieferant für Prozessleit-systeme ist? Diese Aufgabe hat das international besetzteCorporate Account Arbeitsteam in den vergangenen zweiJahren mit viel persönlichem Engagement und Kompetenzgemeistert. Zuhören, den Kunden und seine Herausforde-rungen verstehen und die richtigen Lösungen entwickeln,mit denen er diese Herausforderungen meistern kann –das war der erste Schritt des Teams. Wie können wir BASFdabei unterstützen, seine Produktivität und Anlagenver-fügbarkeit zu optimieren? Wie lassen sich die Kosten einerAutomatisierungslösung über den gesamten Lebenszykluseiner Anlage möglichst frühzeitig zuverlässig ermitteln?Mit dem Life Cycle Cost-Konzept haben wir ein Verfahrenentwickelt, das Antworten auf diese Fragen liefert.

Der zweite Schritt war dann, diese Aussagen in realenProjekten weltweit auch zu beweisen. Für BASF ist es sehrwichtig, bei Siemens auf stabil eingeführte Design-, Engineering- und Serviceprozesse aufzubauen. Hier wareine sehr offene Zusammenarbeit und Kommunikation ge-fordert. Das Ergebnis wurde dann Ende Juli dieses Jahresbekannt gegeben: Siemens ist offiziell einer der „GlobalDCS Supplier“ bei BASF. Ein Erfolg, auf den das CorporateAccount Management Team und Siemens insgesamt zuRecht sehr stolz sein können. Auf Seite 6 dieser Ausgabefinden Sie zu diesem Thema einen ausführlichen Trend-artikel.

Neben unseren Aktivitäten bei BASF stellen wir Ihnenaber auch andere Themen und Anwendungen vor, dieIhnen – wie wir hoffen – einige wertvolle Impulse liefernkönnen. Darunter ist diesmal ein echter „Exot“, der ganzspezielle Anforderungen stellte: Weit über 1000 Stellven-tile im neuen Beschleunigerring des CERN sind mit SipartPS2-Stellungsreglern ausgerüstet und regeln die Versor-gung des Large Hadron Colliders mit flüssigem Helium –mit einer Temperatur von gerade mal zwei Kelvin. Mehr zu dieser spannenden Anwendung finden Sie ab Seite 10dieser Ausgabe.

Das Prozessleitsystem Braumat feierte vor kurzem seine erfolgreiche Premiere in China –nicht zuletzt dank der vorbildlichen Leistung desinternationalen Projektteams

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news

Brauindustrie22 Teamwork sichert Erfolg

Siemens realisiert für Tsingtao erstes Braumat-Projekt in China

Feinchemie24 Think Global – Act Local

Siemens setzt mit Bayer Thailand integrierteAutomatisierungslösung um

TRENDSStrategische Zusammenarbeit

6 Überzeugende LeistungBASF entscheidet sich für Siemens als „Global Supplier“

Prozessinstrumentierung8 Standards schaffen Sicherheit

Standardisierung in der Prozessinstrumentierung

Alternative Energien25 Saubere Energie für die Zukunft

Fünf Jahre Wasserstoffprojekt am Flughafen München

27 DIALOG

EDITORIAL

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IhrThomas DieckhoffSiemens Corporate Account Manager für BASF

Orafti S.A. investiert in Chile in eine neue Anlage, in der Inulin aus Chicoree gewonnen wird

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4 NEWS

Siemens Belgien hat den Auftrag zur Aus-rüstung einer neuen Inulin-Extraktions-

fabrik der Orafti S.A. Gruppe in San Pedro,Chile, erhalten. Der Auftrag umfasst dieelektrische Energieverteilung, die Leit- undSteuerungstechnik mit Simatic PCS 7, dieAntriebstechnik mit Masterdrives sowie ge-bäudetechnische Einrichtungen einschließ-lich Planung, Fertigung, Montage und Inbe-triebnahme.

Die Orafti Gruppe ist weltweit führenderHersteller von Food Ingredients wie Inulin,Oligofruktose, Fruktosesirupen und Reis-stärkeprodukten. Sie ist Teil der RaffinerieTirlemontoise, die wiederum mehrheitlichzum weltgrößten Zuckerproduzenten, demSüdzucker-Konzern, gehört.

Orafti ist es in den vergangenen Jahrengelungen, seine gute Marktposition zu festi-gen und auszubauen. Dieser Erfolg führte zurEntscheidung, eine zweite Extraktionsfabrikzur Gewinnung von Inulin aus Chichoree inChile zu errichten.

Inulin wird als Nahrungsbestandeil ver-wendet, weil es sich günstig auf die Ernäh-rung auswirkt und darüber hinaus techno-logische Vorteile bietet. Es wird vom Körpernicht verwertet und zählt zu den Ballast-stoffen mit prebiotischen Eigenschaften. ■

Siemens rüstet Inulinfabrik in Chile aus

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pcs7E-Mail: josef.scharvogel@siemens.com

InBev ist der größte GetränkeherstellerSüdamerikas, mit Niederlassungen in Bra-

silien, Argentinien, Paraguay, Peru, Guate-mala, der Dominikanischen Republik undEcuador. Drei Produktionsanlagen des Un-ternehmens in Brasilien werden zurzeit mitdem Prozessleitsystem Simatic PCS 7 undSimatic Batch ausgerüstet – der erste Ein-satz dieser Art in der brasilianischen Bier-industrie.

Die Produktionen befinden sich in SãoLuis, Goiania und Cuiaba. In São Luis wird

Simatic PCS 7 das Brauhausund die Filtration steuern. Inder Anlage in Goiania wirdSiemens PCS 7 in der Kel-lerautomatisierung imple-mentieren und in Cuiabawird PCS 7 im Brauhaus, in der Siloautoma-tisierung und in der Filtration zum Einsatzkommen.

Dieser Auftrag ist der erste große Erfolgfür Simatic PCS 7 und Simatic Batch in derbrasilianischen Brauindustrie. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/beveragesE-Mail: fernando.oliveira@siemens.com

Nummer eins beiIndustrie-Software:Siemens

Mehr zum Thema:www.siemens.de/simatic-itE-Mail: marketing.simatic-it@siemens.com

InBe

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Das MSI Magazin veröffentlicht jedesJahr eine Liste der hundert führenden

Hersteller von Software für die BereicheSupply Chain, Unternehmensführung, Pro-duct Life Cycle und Industrie. Dabei gehendie Umsätze innerhalb und außerhalbAmerikas in die Berechnung ein. Auf deraktuellen Liste konnte sich Siemens einenmehr als respektablen sechsten Platz unterden Top 100 sichern – gleich neben sonamhaften Softwareschmieden wie SAP,PeopleSoft und Oracle. Darüber hinausschaffte Siemens den Sprung auf Platz einsin der Kategorie Software für Produktionund Fertigung.

Ausschlaggebend für diese gute Platzie-rung war der enorme Erfolg des Manufac-turing Execution Systems (MES) Simatic ITim vergangenen Jahr. Simatic IT integriertalle Fertigungs-relevanten Anwendungenin ein gemeinsames Konzept und schafft sodie Voraussetzung für ein unternehmens-weites Informationsmanagement auf derBasis eines Komponenten-basierten Kon-zeptes. Simatic IT orientiert sich dabei an denVorgaben der ISA-95-Richtlinie zur Funk-tionalität eines MES in der Zusammen-arbeit mit übergeordneten ERP-Systemen.

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Siem

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Drei neue Brauerei-Projekte in Brasilien

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Unilever hat sein eigenes ehrgeizigesSpezifikationsmanagementprojekt mit

dem internen IT Award 2004 ausgezeich-net. Das Projekt nutzt Simatic IT Interspecals Basis und hat die Datenverfügbarkeitund -transparenz im Unternehmen erheb-lich verbessert. Das Simatic IT Interspec-System harmonisiert das Management derwichtigsten Material- und Produktspezifi-kationen bei Unilever, unterstützt eine ein-heitliche unternehmensweite Referenz-datenbank und trägt so zu deutlichenKosteneinsparungen, einer schnellerenMarkteinführung neuer Produkte und kür-zeren globalen Innovationszyklen bei.

Unilever besitzt ein beeindruckendesPortfolio an Markenartikeln von Zahnpastaüber Shampoo bis hin zu Tee. Diese Viel-zahl von Produkten entspricht einer eben-so umfangreichen Bibliothek an Spezifika-tionen, die effektiv und effizient verwaltetwerden muss.

Das Interspec-Projekt bei Unilever wur-de 1997 ins Leben gerufen und im Jahr2000 ein Teil des strategischen Plans,innerhalb von fünf Jahren das Unterneh-men auf weniger starke Marken zu fokus-sieren und das Wachstum zu beschleuni-gen. Die Basis für dieses Wachstum sollte

durch eine schlankere Organisation undeinfachere Strukturen geschaffen werden.Dabei war Simatic IT Interspec die idealeLösung, um die Transparenz und die Ver-fügbarkeit in einem der wesentlichenKnow-how-Felder bei Unilever zu verbes-sern: den Material- und Produktspezifi-kationen.

Vom 9. bis 13. November öffnet die glass-tec in Düsseldorf wieder ihre Tore. Viele

spannende Innovationen rund um Glaspro-dukte und -anwendungen, neue Bearbei-tungsmaschinen für Flach- und Hohlglassowie News aus der Zulieferindustrie war-ten auf die Besucher aus aller Welt. Beson-deres Highlight der diesjährigen Messe istdie Sonderschau glass technology live. Erst-malig steht der Innenausbau mit Glas imMittelpunkt. Die Sonderschau wird durchein begleitendes Symposium ergänzt undvertieft.

Siemens präsentiert auf der glasstec sei-ne Produkte, Systeme und Lösungen für dieGlasindustrie und den Glasmaschinenbau.Im Mittelpunkt des Ausstellungsprogrammssteht die durchgängige Automatisierungdes gesamten Herstellungsprozesses: Mit

Totally Integrated Automation integriertder Glashersteller einzelne Anlagenteile,die OEMs (Original Equipment Manufactu-rer), EPC-Firmen (Equipment Procurementand Construction) oder Systemintegrato-ren liefern, zu einer homogenen Gesamt-lösung für den gesamten Herstellungspro-zess – vom Rohstoff bis hin zum fertigenEndprodukt. Lösungen für die Energiever-sorgung und -verteilung mit Totally Inte-grated Power und die IT-Integration sowieinnovative Produkte in den Bereichen Pro-zessinstrumentierung und Antriebstechnikkomplettieren das Lösungsspektrum. ■

Unilever zeichnet Spezifikationsmanagement mit Simatic IT aus

Mehr zum Thema:www.siemens.de/glasindustrieE-Mail: glass.team@siemens.comBesuchen Sie uns: Halle 15, Stand B10

Un

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Die Stärke von Unileverliegt in der Qualitätseiner Markenprodukte,mit denen das Unter-nehmen in praktischallen Ländern der Welterfolgreich ist

Simatic IT Interspec unterstützt Unileverdabei, sein strategisches Ziel einer Redu-zierung seiner Marken von 1200 auf 400umzusetzen und so das Wachstum desUnternehmens zu stärken. ■

Neue Herausforderungen – neue Chancen: glasstec 2004 in Düsseldorf

Faszination Glas: Siemens auf der glasstec 2004

Mehr zum Thema:www.siemens.de/simatic-itE-Mail: marketing.simatic-it@siemens.com

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6Strategische Zusammenarbeit

TRENDS

In den vergangenen Jahren haben sichder Markt für Automatisierungssyste-me und die zugrunde liegenden Tech-

nologien stark gewandelt. Im Bereich derProzessautomatisierung sind davon ins-besondere die in der Vergangenheit pro-prietären Prozessleitsysteme betroffen,die mit allen Komponenten speziell aufdie Belange der chemischen Industrie undderen Anforderungen bezüglich Langzeit-verfügbarkeit und Stabilität zugeschnit-ten waren. Die Forderungen der Anwen-

der nach dem Einsatz von Standardkom-ponenten bei der Hard- und Software ha-ben auf Seiten der Anbieter zum umfang-reichen Einsatz von PC-basierter Hard-und Software geführt. Diese Technologiewird vorwiegend für den Office-Bereichund für Consumer Electronics mit ent-sprechend hohen Stückzahlen produziert.Das führt dazu, dass die Preise für dieseSysteme relativ niedrig sind. Die schnel-len Innovationszyklen in diesen Märktenverkürzen allerdings die Lebensdauer der

einzelnen Komponenten zum Teil erheb-lich. In Industrieanlagen mit ihren un-gleich längeren Lebenszyklen führt dieseSchnelllebigkeit zu einer beachtlichen Zu-nahme der technologischen Komplexitätund generiert über die Lebensdauer er-hebliche zusätzliche Kosten. Darüber hin-aus liegen für die einzelnen Komponen-ten naturgemäß auch keine langfristige-ren Erfahrungswerte zu Stabilitäts- undSicherheitsaspekten vor, so dass sich auchhier potenziell Probleme ergeben können.

BASF entscheidet sich für Siemens als „Global DCS Supplier“

Überzeugende LeistungTechnologischer Wandel, fortschreitende Innovationen und die Veränderungen des Marktes fürProzessautomatisierung haben die BASF dazu bewogen, ihre Lieferanten auf der Grundlage einerneu entwickelten und global geltenden „User Requirement Specification“ erneut zu bewerten.Ergebnis der Neuevaluierung: Aufgrund überzeugender Leistungen ist Siemens seit August 2004einer der „Global DCS Supplier“ der BASF.

Life Cycle Solution für BASF Über den Umfang normaler Serviceverträge hinaus erwarten Kundenwie BASF von einem Prozessleitsystem-(PLS-)Lieferanten eine Aus-sage zu den zukünftigen maximalen Hochrüstkosten über eine Lauf-zeit von 10 bzw. 15 Jahren. Um diese Kosten für so lange Zeiträumezuverlässig abschätzen zu können, sind folgende Voraussetzungenunabdingbar:1. die Stabilität und Ausgereiftheit des Prozessleitsystems 2. dass der PLS-Lieferant kontinuierlich in die Produktweiterentwick-

lung investiert3. dass durch Nutzen offener Standards die durch schnelle IT-Innova-

tion erzeugten Probleme nicht dem Betreiber entstehen, sondernvom Lieferanten gelöst werden (Beherrschen der Schnittstellen-Problematik)

4. dass alle Kernkomponenten des PLS, wie OS, AS, Bus, I/O Module,aus eigener Entwicklung und Fertigung stammen

5. dass das PLS Teil einer integrierten Automatisierungsplattform ist,die PLC-, DCS-, Motion Control- und MES-Funktionalitäten umfasst

Ein solcher Life-Cycle-Vertrag erhöht die Investitionssicherheit, da sichder Lieferant somit verpflichtet, Ersatzteile und das entsprechendeKnow-how für das gelieferte PLS für die Laufzeit des Vertrages vorzuhal-ten und die Schnittstellenproblematik insbesondere der auf PC-Kompo-nenten basierenden Bedien-/Beobachtungsebene übernimmt. So kanndas System über den gesamten Lebenszyklus hinweg auf dem neuestenStand der Technik gehalten werden, was indirekt auch die Wirtschaft-lichkeit und Produktivität der gesamten Anlage positiv beeinflusst.

Life-Cycle-Kosten

Risiken/Kostenfaktoren

KontrollierteKomplexität

MinimierteKostenstruktur

Definition

Systemstabilität

Innovationszyklus

Unterlieferanten

Serviceverfügbarkeit

Systemzuverlässigkeit

Systemverfügbarkeit

Asset Management

Offene StandardsBerech-nung

Standard-prozeduren

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Als Antwort auf diese veränderte Situa-tion entschloss sich BASF im Rahmen derweiterentwickelten Strategie und der Neu-bewertung ihrer Lieferanten im Jahr 2004,besonderen Wert auf die Betrachtung derLebenszykluskosten als entscheidendenEinflussfaktor auf die Gesamtkosten desLeitsystems zu legen.

Totally Integrated Automation reduziert Komplexität

Als bislang einziger Lieferant für Automa-tisierungslösungen bietet Siemens mit To-tally Integrated Automation (TIA) eine in-

tegrierte Automatisierungsplattform an,die PLC-, DCS-, Motion Control- und MES-Funktionalität umfasst. Alle maßgeblichenKomponenten verfügen über standardi-sierte offene Schnittstellen und werdenvon Siemens selbst entwickelt und produ-ziert. Das bedeutet nicht zuletzt auch, dassdie Freigabe der Komponenten und ihreKompatibilität sowie Interoperabilität auf-einander abgestimmt sind. Die Anwenderkönnen mit Hilfe dieses umfangreichenPortfolios ihre Prozesse durchgängig auto-matisieren, ohne dabei mit der wachsen-den Komplexität unterschiedlicher Kom-ponenten konfrontiert zu werden, die aufwieder unterschiedlichen Technologienbasieren. Dadurch lassen sich Produk-tions-, Prozess- und Anlagenabläufe effek-tiv und langfristig optimieren und die Le-benszykluskosten unter Kontrolle halten.

Das Ergebnis der Neubewertung:Siemens kann sowohl mit der neuen Ver-sion von Simatic PCS 7 als auch mit seinemPotenzial zur Reduzierung der Lebenszy-kluskosten bei Gesamtlösungen überzeu-gen und ist seit August dieses Jahres offi-ziell einer der „Global DCS Supplier“ derBASF.

Deutliche Weiterentwicklung

Dr. Dirk Reinelt, Sprecher des Procure-ment Verbund Teams DCS/Instrumenta-tion bei BASF, betont die großen Fort-schritte, die das Prozessleitsystem SimaticPCS 7 und Siemens in den letzten Jahrengemacht haben. „Die Fortschritte warenVoraussetzung dafür, dass wir Siemensmit Simatic PCS 7 als globalen DCS-Liefe-ranten auswählen konnten.

Für die Reevaluierung unserer DCS-Strategie haben wir die aktuelle Version6.0 von Simatic PCS 7 untersucht. Dabeiwurden neben den Systemeigenschaftenauch die technologische Weiterentwick-lung, die Systemverfügbarkeit und dasQualitätssystem des Lieferanten bewertet.Simatic PCS 7 erfüllt die Anforderungender BASF ,User Requirement Specificationfür DCS‘ in all diesen Punkten.

Da Lebenszykluskosten und System-verfügbarkeit maßgeblich die Kosten fürden Betrieb eines Prozessleitsystems prä-gen, haben wir auch diese Aspekte evalu-iert. Die Betrachtung dieser Lebenszyklus-kosten führen wir bei künftigen Vergabenvon Prozessleitsystemen durch, womit wirmehr Investitionssicherheit erreichen.

Eine BASF-weite Standardisierung wirdals Mittel zur Kostenreduzierung mit derEinführung eines Toolkits für Simatic PCS7 geschaffen. Dieses Toolkit werden wirgemeinsam mit Siemens als einem unse-rer globalen DCS-Lieferanten spezifizie-ren und entwickeln." ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/tiaE-Mail: ernst-dieter.keller@siemens.com

Standardisierung hilft Kosten sparenNeben der Komplexität des eingesetzten Leitsystems sind die Innova-tionsgeschwindigkeit und die lokale Serviceverfügbarkeit am jeweili-gen Kundenstandort bei globalen Konzernen wichtige Faktoren, diedie Life-Cycle-Kosten beeinflussen. Durch den Einsatz standardisierterLösungen können diese Faktoren positiv beeinflusst werden: Wennbereits bei der Auswahl der Komponenten auf eine hohe Systemstabi-lität Wert gelegt wird und Fehlerquellen – zum Beispiel im Betriebs-system eines PC – bereits bei der Entwicklung ausgeblendet werden,kann die Zuverlässigkeit der gesamten Lösung deutlich gesteigertund die Notwendigkeit verringert werden, „zwischendurch“ Hotfixesoder Service Packs einzuspielen zu müssen. Offene, zukunftssichereStandards und ein vorausschauendes Asset Management sind weitere

„Stellschrauben“, mit denen die Life-Cycle-Kosten in einer Anlage be-einflusst werden können. Siemens hat diese Life Cycle Solution im Rahmen der Neuevaluierungder Global DCS Supplier bei BASF vorgestellt und arbeitet derzeit dar-an, das Konzept weiter zu verfeinern und auf andere Branchen undKunden zu übertragen.

Mehr zum Thema:www.siemens.de/tiaE-Mail: matthias.forkel@siemens.com

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8Prozessinstrumentierung

TRENDS

Um Feldgeräte in der Prozessautoma-tion möglichst effizient einzusetzen,sind Standards von entscheidendemVorteil. Dr. Wilfried Hartmann, Füll-standsreferent der BASF, untermau-erte in einem Gespräch die Wichtig-keit von Standards in der Feldinstru-mentierung.

D amit ein Feldgerät in den rauenUmgebungsbedingungen der che-mischen Industrie akzeptiert wird,

bedarf es einer Vielzahl an zu bestehen-den unterschiedlichen Prüfungen – ange-fangen beim Hersteller bis hin zum End-kunden oder zertifizierten Institutionen.

Dr. Wilfried Hartmann erläuterte dasEntstehen eines Standards, wie es bei vie-len Mitgliedsfirmen der NAMUR prakti-ziert wird. Durch die Fachgremien derjeweiligen Firmen werden Geräte ausge-wählt und einer Prüfung im Prüflaborunterzogen. Die Prüfung erfolgt in engerZusammenarbeit mit den Geräteherstel-lern anhand der Herstellerangaben nachden derzeitigen Normen und Regeln wieIEC oder NAMUR. Dazu kommen Erkennt-nisse der Feldtests, um die benötigtenAussagen zur Betriebsbewährung zu ge-

winnen. Die Ergebnisse werden in einemInformationsaustausch der Mitgliedsfir-men innerhalb der NAMUR veröffentlicht.Je nach individuellem Bedarf der einzel-nen Mitglieder werden dann von den sogeprüften Geräten die geeigneten zu Fir-menstandards erklärt. Die sich aus demStandardisierungsprozedere Auswahl,Prüfung und Erprobung ergebenden Vor-teile für die Nutzer sind die hohe Qualitätder Geräte, die Einsatzmöglichkeit inSicherheitsanwendungen (zum BeispielSIL), oder in qualitätsrelevanten Anwen-dungen und die geringere Reparaturan-fälligkeit (Ausfallhäufigkeit und Kosten)sowie der Kostenvorteil durch den Einkaufvon höheren Stückzahlen pro Gerätetyp.

Weitere Vorteile sind aufgrund der fir-meninternen Kenntnisse über das Geräteine schnellere Inbetriebnahme, günsti-gere Wartung und Reparatur. Auch die La-gerhaltung wird durch festgelegte Stan-dards vereinfacht.

Aufgrund dieser vielen Vorteile legt dieBASF einen großen Wert auf Standardisie-rung. Nach Schätzungen beläuft sich da-her derzeit der Anteil an Standardgerätenbei der Beschaffung durch die BASF auf ca.90 Prozent – ein Erfolg, der sich sehen las-sen kann.

Auch Siemens ist mit verschiedenenGerätetypen im Bereich der Prozess-

Standardisierung in der Prozessinstrumentierung

Standards schaffenSicherheit

instrumentierung bei der BASF als Stan-dard eingeführt. Das mittlerweile er-weiterte Geräteportfolio im Feldgeräte-sektor ist eine gute Basis, die Zusammen-arbeit zwischen Siemens und der BASFweiter auszubauen.

Siemens als Lieferant für Prozessin-strumentierung wird auch weiterhin in-tensive Kontakte in der chemischen In-dustrie pflegen, sowohl zu den Anwen-dern als auch zu NAMUR-Arbeitskreisen,wie Füllstand und Durchfluss. Dadurchwerden sich die Geräte auch zukünftig anden Standards orientieren und somit diegeforderte Sicherheit für einen zuverlässi-gen und sicheren Produktionsablauf ge-währleisten. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessinstrumentierungE-Mail: hans-juergen.huber@siemens.com

Immer ein offenes OhrDas Forum für Anwender von Feld- undAnalysengeräten beantwortet Fragen zudiesen und anderen Themen.

E-Mail: forumchemical.pia@siemens.com

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Dr. Wilfried Hart-mann betont dieBedeutung derStandardisierungbei BASF: DerBeschaffungsan-teil der Standard-geräte beträgtrund 90 Prozent

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Dünkirchen an der französischenKanalküste ist für Arcelor ein be-deutender Standort der Stahlpro-

duktion. Die Kohle zum Betrieb der Hoch-öfen wird per Schiff angeliefert und zu-nächst in riesigen Bunkern zwischen-gelagert, aus denen sie dann ihren Weg indie Hochöfen findet. Jeder dieser Bunkerist 30 Meter hoch und hat einen Durch-messer von 8 Metern.

Um eine unkontrollierte Entzündungvon Kohlestaub frühzeitig erkennen undverhindern zu können, muss jeder Bunkermit einer speziellen Überwachungstech-nik ausgerüstet sein. Sie befindet sich imoberen Bereich und misst permanent denKohlenmonoxid-Gehalt (CO) im Bunker.Steigt dieser ungewöhnlich an, ist dies einsicheres Indiz für einen beginnenden Ver-brennungsvorgang.

Wartungsarme Analytik

Bisher hatte Arcelor, der führende Stahl-produzent vor Ort, bei dieser Überwa-chung auf das herkömmliche Extraktions-

verfahren gesetzt. Dieses Analyseverfah-ren ist allerdings mit einem relativ hohenWartungsaufwand verbunden: Besondersbeim Befüllen mit neuer Kohle ergibt sichnämlich eine extrem hohe Konzentrationvon Kohlestaub, der schnell die Filter derProbennahmeleitung zusetzt und damiteine Messung unmöglich macht. Als Alter-native setzt Arcelor seit kurzem den LDS3000 In-Situ Gasanalysator ein.

Der In-Situ Gasanalysator schickt einenLaserstrahl vom Sender auf der einenSeite an den Empfänger auf der anderenSeite des Bunkers. Die Optik befindet sichin einem explosionsgeschützten Gehäusenach ATEX II G, D Zone 20 und wird stän-dig von Stickstoff umströmt, so dass siewirksam vor Staub geschützt ist. Das La-serlicht selbst wird über eine Glasfaserlei-tung herangeführt, während sich die Zen-traleinheit mit dem Lasergenerator in ei-nem sicheren Bereich befindet.

Im Vergleich zur herkömmlichenExtraktionsmessung hat die laserge-stützte Erkennung des CO-Gehalts eine

Reihe entscheidender Vorteile: Das ge-samte System arbeitet wartungsarm undkommt praktisch ohne Verbrauchsmate-rial aus. Außerdem lassen sich mit einerZentraleinheit jeweils drei Bunker über-wachen, was die Kosten zusätzlich senkt.

Da der Laserstrahl den gesamtenDurchmesser des Bunkers erfasst, wer-den kritische CO-Konzentrationen re-präsentativ für den gesamten Bunkerund nicht nur punktuell gemessen.Außerdem zeichnet sich das Systemdurch eine extrem kurze Reaktionszeitaus. Bereits nach weniger als einer Se-kunde wird Stickstoff zur Inertisierungin den Kohlebunker eingeleitet, um einebeginnende Verbrennung im Ansatz zuverhindern. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessanalytikE-Mail: michel.kolb@siemens.com

9CASE STUDYProzessanalytik

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An diesem 30 Meterhohen Kohlesilo istseit kurzem ein LDS3000 In-Situ Gas-analysator installiert

Wo Kohle gelagert wird, gibt es auch Kohlenstaub – und damit die Gefahr vonEntzündungen oder gar Explosionen. Eine Tatsache, die Arcelor dazu veranlassthat, bei der Überwachung seiner Kohlebunker auf Nummer sicher zu gehen.

CO-Überwachung im Kohlebunker

Explosionsgefahr gebannt

Simulation des Higgs-Zerfalls

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10Prozessinstrumentierung

CASE STUDY

Auf der Suche nach der MasseWarum haben Teilchen eine Masse? Hinter dieser Frage verbirgt sich eines der zumindest heute noch ungelösten Rätsel der Physik. Die Antwort daraufkönnte vielleicht der Large Hadron Collider liefern. Mit einem der fünf Detek-toren, dem ATLAS-Detektor – einem Giganten mit einer Länge von 45 undeiner Höhe von 22 Metern – wird unter anderem versucht, das Higgs-Bosonnachzuweisen.

Dieses Teilchen soll für die Masse anderer Teilchen verantwortlich sein –das meinte zumindest der englische Physiker Peter Higgs, der vor rund 30 Jahren die nach ihm benannte Theorie formulierte. Demnach wird dergesamte Raum von einem so genannten Higgs-Feld beherrscht, das denTeilchen ihre Masse verleiht. Da im Standardmodell der Teilchenphysik jederWechselwirkung ein entsprechendes Teilchen zugeordnet ist, wird auch dieWirkung des Higgs-Feldes vom so genannten Higgs-Boson an die anderenTeilchen übertragen, und zwar abhängig von der Wechselwirkung: Je stärkerdie Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld, umso größer ist die Masse desElementarteilchens.

Der Haken an dieser Theorie ist jedoch, dass das Higgs-Boson noch nichtnachgewiesen ist, weil bislang in Beschleunigern keine ausreichend großenEnergien erzeugt werden konnten. Der Large Hadron Collider dringt jedoch in die dafür benötigten Energiebereiche vor – und könnte so schon bald dasWissen um die Natur der Materie deutlich erweitern.

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Der Large Hadron Collider (LHC) ist der erste Vertreter einer neuen Generationvon Beschleunigern, bei der die Magnete mit flüssigem Helium gekühlt werdenmüssen, um die geforderten Feldstärken erreichen zu können. Für die Vertei-lung des tiefstgekühlten Heliums über den gesamten Ring auf die einzelnenMagnete und in die Zonen innerhalb derselben werden für den LHC-Speicher-ring 1382 Tiefsttemperaturventile eingesetzt, deren Stellungen mit Hilfe einerSpezialausführung des Sipart PS2-Stellungsreglers geregelt werden.

E twa 110 Meter unter der Erde, in ei-nem Tunnel mit einer Ausdehnungvon mehr als 27 Kilometern, wird

beim CERN-Forschungszentrum auf derGrenze zwischen Frankreich und derSchweiz in der Nähe von Genf zurzeit derweltweit größte und leistungsfähigste Teil-chenbeschleuniger gebaut. Der Beschleu-niger dringt in Energiebereiche vor, diebislang in keinem Experiment erreicht

werden konnten. Dafür muss der LHCallerdings mit supraleitenden Magnetenarbeiten, die mit flüssigem Helium auf nur knapp zwei Kelvin – also -271 °C, nahedem absoluten Nullpunkt – gekühlt wer-den müssen.

Bei derart niedrigen Temperaturenmüssen Rohrleitungen, Ventile und Arma-turen aus speziellen, extrem kaltzähen unddichten Materialien gefertigt sein. Darüber

Sipart PS2-Stellungsregler im größtenTeilchenbeschleuniger der Welt

Eiskalt geregelt

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NZwei der Dipolmagnete während der Montage

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hinaus wurde noch nie zuvor eine supra-leitende Anlage in diesem riesigen Ausmaßgebaut, so dass sich die Kühlmittelversor-gung als eine der größten Herausforde-rungen des LHC-Projektes herausstellte.

Extreme Belastungen für Mechanik und Elektronik

Die Verteilungsströme des Heliumkreis-laufs werden mit Hilfe spezieller Kryo-ventile, das sind Spezialventile für tiefsteTemperaturen, über die gesamte Länge desSpeicherringes von einem Leitsystem ge-regelt. Diese Ventile müssen zudem auchhochisolierend sein, damit sie bei demgroßen Temperaturgefälle nicht vereisen.Sie werden von pneumatischen Antriebenbewegt, deren Position von elektropneu-matischen Stellungsreglern der Sipart PS2-Familie geregelt wird.

Aufgrund der hohen Strahlenbelastungin unmittelbarer Nähe des Speicherringes,die von der Synchrotronstrahlung ausUmlenkeffekten und von Kollisionen derbeschleunigten Teilchen mit Restgasatomenin der Vakuumröhre herrührt, kann aller-dings keine hochintegrierte Elektronik indiesem Bereich eingesetzt werden. Diefeinen Strukturen der Speicher- und Mikro-prozessorbausteine würden von den ener-giereichen Strahlungsquanten zerstörtwerden. Daher musste eine spezielle „Split-version“ der intelligenten Sipart PS2-Stel-lungsregler entwickelt werden, bei der diehochintegrierte Elektronik aller Stellungs-regler in speziellen strahlungsgeschütztenBereichen im Tunnel (Alkoven) in einigerEntfernung vom Speicherring platziertwird. Die weitgehend strahlungsresisten-ten Komponenten der Positionserfassung

sowie die pneumatischen Ausgangsstufender Stellungsregler im Originalgehäusesind wie gewöhnlich an den pneumatischenAntrieben montiert. Um die einwandfreieFunktion der Signalübertragung von denAlkoven zu den Feldgeräten sicherzu-stellen, war ein Simulationstest erforder-lich, der unter Laborbedingungen mit ton-nenschweren Kabelrollen des später imTunnel verlegten Originalkabels gleicherLänge erfolgte. Die maximale Entfernungzwischen den Prozessorplatinen und den„Feld-Stellungsreglern“ am Ring beträgtdabei rund einen Kilometer.

Die Übermittlung der Stellbefehle fürdie pneumatische Ausgangsstufe sowie dieRückmeldung des Stellungswertes werdeninnerhalb des Sipart PS2-Gehäuses mitHilfe einer speziell entwickelten Baugruppegewährleistet, die außerdem die Entstör-komponenten für die leitungsgebundeneFernübertragung zur Hauptplatine ent-hält. Über Profibus PA sind die Stellungs-regler an das übergeordnete Leitsystemangeschlossen.

Detektoren wie Hochhäuser

Gewöhnlich hat man bei dem Begriff„Detektor“ die Vorstellung von Apparatenin der Größenordnung von einer Streich-holzschachtel bis hin zu einem Akten-schrank. Die Detektoren des LHC hingegensind aus mehreren Millionen Komponen-ten zusammengesetzt und wiegen vieletausend Tonnen. So ist der ATLAS-Detektorbeispielsweise mit 22 Metern so hoch wieein fünfstöckiges Bürogebäude. Dabei müs-sen seine Einzelteile mit einer Präzisionvon einem Hundertstel eines Millimeterszusammengefügt sein. Um spätere De-justierungen oder Verschiebungen er-kennen zu können, ist eine optische Über-wachungseinrichtung für alle wichtigenKomponenten eingebaut. In der innerstenZone des Detektors befinden sich alleinzehn Milliarden Transistoren.

Genauigkeit und Empfindlichkeit spie-len bei sämtlichen Messungen eine ganzzentrale Rolle – sowohl beim Entwurf desDetektors als auch beim riesigen supra-leitenden Magnetverbund im inneren Be-reich des ATLAS-Detektors, in dem Impulsund Polarität der durch die Kollision ent-standenen geladenen Teilchen nachgewie-sen werden. Wie beim gesamten LHC-Ringwerden auch hier supraleitende Magneteeingesetzt, deren Kühlmittelfluss präzisevon 130 Sipart-Stellungsreglern in Split-

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12Prozessinstrumentierung

CASE STUDY

Die Kryoventile mit Sipart PS2-Stellungsreglern

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gem Helium gekühlt. Alles in allem werden1232 Dipolmagnete und 392 vierpoligeMagnete eingesetzt. Der LHC kann zweiTeilchenstrahlen in entgegengesetzten Rich-tungen beschleunigen und besteht damiteigentlich aus zwei Beschleunigerringen. Aus Platz- und Kostengründen wurden dieMagnete für beide Ringe in ein gemeinsamesGehäuse gebaut.

Der LHC arbeitet nicht nur mit den höchs-ten Energien, die jemals in einem Beschleu-niger erzeugt wurden, sondern wird auchmit der höchsten Teilchendichte betrieben.Die Kollisionen laufen so schnell ab (rund800 Millionen Mal pro Sekunde), dass dieTeilchen aus einer Kollision immer nochdurch den Detektor rasen, wenn die nächste

Bauarbeiten für den 45 Meter langenund 22 Meter hohen ATLAS-Detektor

Kollision bereits stattfindet. Jede einzelneKollision erzeugt etwa 200 Millionen Mess-werte, die erfasst und ausgewertet werden.

Eigenes Computer-Grid für Informationen

Fünf verschiede Experimente mit denentsprechenden Detektoren (ATLAS, CMS,ALICE, LHCb und TOTEM) werden sich mitden Folgen der Kollisionen zwischen denTeilchen beschäftigen und dabei mehrInformationen erzeugen, als das europäi-sche Telefonnetz zurzeit überträgt: rund 12bis 14 Peta-Bytes an Informationen pro Jahr– das entspricht der Speicherkapazität von20 Millionen CDs. Für die Bewältigung alldieser Daten wurde ein eigenes, weltweitvernetztes Computer-Grid gegründet.

Der Large Hadron Collider

Der Large Hadron Collider (LHC) wird voraus-sichtlich 2007 in Betrieb gehen und Protonenmit einer Energie von bis zu 14 Tera-Elektro-nenvolt – also 14 Billionen Elektronenvolt –aufeinander prallen lassen. Darüber hinauskönnen im LHC auch Partikelstrahlen, diezum Beispiel aus Blei-Ionen bestehen, auf bis zu 1150 Tera-Elektronenvolt beschleunigtwerden. Der LHC tritt an die Stelle des altenLarge Electron-Positron Colliders (LEP), derfür den LHC demontiert wurde.

Ein Elektronenvolt entspricht der Ener-gie, die ein Elektron erhält, wenn man esmit einer Spannung von einem Volt be-schleunigt. Ein Tera-Elektronenvolt ist eineBillion Mal mehr – vergleichbar mit derkinetischen Energie einer fliegenden Mücke.Allerdings konzentriert der LHC diese Energieauf einen Raum, der rund eine Billion Malkleiner ist als eine Mücke.

Supraleitende Magnete erzeugen Magnetfeld

Um die Teilchenstrahlen in dem 27 Kilo-meter langen Rundkurs „in der Spur“ haltenzu können, braucht der LHC extrem starkeMagnetfelder, die heute nur mit supraleiten-den Magneten erzeugt werden können. DieMagnete des LHC arbeiten bei rund zweiKelvin – also nur zwei Grad vom absolutenNullpunkt entfernt – und werden mit flüssi-

Version auf den vom Leitsystem vorgege-benen Werten gehalten werden.

Nur ein Teil – aber auch ein Beitrag

Bei einem so gigantischen Projekt wie demLHC haben natürlich einzelne Dienste undProdukte nur einen verschwindend kleinen

Anteil. Aber jedes Teil des riesigen Be-schleunigers muss perfekt arbeiten, damitdie „Schatzsuche“ nach dem Higgs-Bosonendlich erfolgreich abgeschlossen werdenkann und mit dem Nachweis dieses Teil-chens ein weiterer Schritt zur Bestätigungdes Standardmodells der Teilchenphysik

gemacht wird. Und die Sipart-Regler werdenbestimmt ihren Teil dazu beitragen. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessinstrumentierungwww.cern.chE-Mail: achim.heim@siemens.com

CER

N

Um die sterilen Bedingungen in Rein-räumen aufrechtzuerhalten, darfunter keinen Umständen Außenluft

in den Raum gelangen. Daher müssen Rein-räume unter konstantem leichtem Über-druck gehalten werden. Anders verhält essich in Bereichen mit pharmazeutischwirksamen, potenziell giftigen oder krank-heitserregenden Substanzen: Hier stellt einleichter Unterdruck sicher, dass diese Stoffenicht freigesetzt werden können.

Diese zwei grundsätzlichen Strömungs-muster sicher zu gewährleisten, gehört zuden wichtigsten Aufgaben eines HLK-Sys-tems in der pharmazeutischen Produktion,da jede Abweichung die Gefahr einer Kon-tamination birgt. Die Regelung des Raum-klimas in normalen Büros stellt nichtannähernd so strikte Anforderungen anGenauigkeit und Zuverlässigkeit.

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14Pharmaindustrie

CASE STUDY

Janssen Pharmaceutica N. V. und Siemens entwickeln Simatic-basierte HLK-Lösung

Standardisierte KontrolleTraditionell sind Automatisierungslösungen für die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK) in Gebäuden speziell entwickelte Systeme, die aufdie Standardfunktionen beschränkt sind. In der pharmazeutischen Industriereichen diese Funktionen allerdings nicht aus, da HLK-Systeme einen ent-scheidenden Einfluss auf Anlaysenergebnisse, Experimente und Produkt-eigenschaften haben können. Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftdruck undStrömungsmuster müssen präzise und zuverlässig gesteuert werden. JanssenPharmaceutica N. V. und Siemens haben gemeinsam eine pharmagerechteLösung für diese Aufgabe entwickelt, die auf Simatic-Technologie basiert.

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Neues Konzept im neuen Gebäudeumgesetzt

Janssen Pharmaceutica N. V. und Siemenshaben gemeinsam eine Bibliothek anModellen entwickelt, mit der sich zukünf-tig HLK-Systeme auf der Basis von Simaticleichter und fehlerfreier realisieren lassen.Der Anlass für dieses Projekt war die Er-weiterung der bestehenden Produktion beiJanssen und der Bau zweier neuer For-schungsgebäude, in denen zahlreicheLaboratorien untergebracht sind.

Janssen hatte sich bereits bei Aufgabenwie der Wasseraufbereitung auf SimaticController als Standardautomatisierungs-lösung festgelegt. Bei HLK-Systemen gab esallerdings noch keine Standardisierung –eine Tatsache, die Janssen dazu veranlass-te, nach Alternativen zu traditionellenLösungen zu suchen. Ziel war es, ein Systemzu finden, das wie „normale“ HLK-Systememit Standardmodulen arbeitet und gleich-zeitig die Flexibilität eines Controller-basierten Leitsystems bietet.

Standardmodule haben den Vorteil, dasssich mit ihnen auch komplexe Aufgabenkapseln lassen, wie etwa die Kontrolle vonDruck und Strömungsmuster für einebestimmte Einheit oder die Regelung desMischungsverhältnisses zwischen Frisch-luft und zirkulierender Luft. Im Rahmendes gemeinsamen Projekts entwickelten

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Janssen und Siemens auf der Basis derAnforderungen der drei Gebäude, die mitneuen HLK-Systemen ausgerüstet werdensollten, eine umfassende Standardbiblio-thek. Dabei wurden bereits auch zukünf-tige Erweiterungen wie zusätzliche Optio-nen für die Regelung der Frischluftzufuhrmit Hilfe der in der Raumluft erfasstenKohlendioxidwerte berücksichtigt. Dankeiner detaillierten und standardisiertenDokumentation können Funktionsmodulespäter einfach modifiziert werden, ohnedass dafür die gesamte Software angepasstwerden muss.

Modelle kapseln Funktionen

Siemens hatte bereits vor einiger Zeit eineBibliothek für HLK-Funktionen auf Basisder Simatic S7 Controller entwickelt. Dahermusste man für die Anwendung bei Jans-sen nicht „bei Null“ anfangen, weil Modulefür Funktionen wie Ventilator- und Pumpen-regelung und Mollier-Diagramme verwen-det werden konnten. Die Komponentenwaren auch cGxP-gerecht (any good currentpractices; beinhalten Richtlinien für phar-mazeutische Anlagen), ein wichtiger Aspekt,da die Software der Controller sowohl zurSteuerung als auch zur Überwachung desRaumklimas eingesetzt wird. Janssen konntesich daher auf das Testen der zusätzlichenSoftware und die Feinabstimmung derKomponenten konzentrieren.

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pcs7E-Mail: bart.moors@siemens.com

Siem

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Grafische Darstellung der h,x-geregelten Klimasteuerung

Lösung basiert auf vier Ebenen

Das neue HLK-System besteht aus vierEbenen: Auf der untersten Ebene steht dieHardwareplattform mit einem Simatic S7Controller. Darauf folgen die CFC-Ebene, inder die grafische Programmierumgebungfür den S7-Controller untergebracht ist,und die Ebene mit den standardisiertenSiemens-HLK-Modulen. Darüber habenJanssen und Siemens eine vierte Ebene mitzusätzlichen Modellen implementiert, dieals standardisierte Funktionsbausteine spe-ziell für Janssen entwickelt worden waren.Dazu gehört beispielsweise ein Modell fürdas Mischen von Frischluft und zirkulie-render Luft. Die gemischte Luft wird an-schließend klimatisiert und in die einzel-nen Räume transportiert – gemäß den vor-gegebenen Sollwerten für Temperatur,Druck und Feuchtigkeit. Das Modell be-rücksichtigt auch die Vorgaben für die mini-male Frischluft- und damit Sauerstoff-zufuhr.

Eine andere Erweiterung regelt die un-unterbrochene Einhaltung des Strömungs-musters. Bei traditionellen Systemen kannbei Bedarf von 100 Prozent Frischluftzufuhrauf 100 Prozent Zirkulation der Luft um-geschaltet werden. Durch die Ventilschal-tung kann es in diesem Fall vorkommen,dass das Strömungsmuster gestört wird.Daher führt eine spezielle Funktion beiJanssen das System über einen definiertenZeitraum von einem in den anderen Zu-stand, so dass Störungen des Strömungs-musters verhindert werden.

Einige der I/O-Systeme sind zentral,einige dezentral installiert. Über ProfibusDP sind diese Systeme mit dem Leitsystemvernetzt. Auch die Operator Panels sindüber Profibus DP mit dem jeweiligen Con-troller verbunden. Zusätzlich ist das HLK-System mit einem Link an den EIB-Bus derGebäudetechnik angebunden, was mehrTransparenz und zusätzliche Steuerungs-möglichkeiten schafft.

Erste Systeme bereits in Betrieb

Ende 2003 wurden die ersten Systeme imClinical Supply Unit Gebäude in Betriebgenommen. Mittlerweile sind bereits dreiweitere Systeme implementiert und er-folgreich getestet worden. ■

Boehringer Ingelheim erforscht, ent-wickelt, produziert und vermarktetArzneimittel für Menschen in aller

Welt. Mit über 32.000 Mitarbeitern, die inrund 150 Gesellschaften auf allen Konti-nenten beschäftigt sind, gehört Boehrin-ger Ingelheim heute international zu denforschungsintensivsten Unternehmen.Die Firma baut an ihren beiden deutschenStandorten – Ingelheim und Biberach/Riss– ihre Kernaktivitäten weiter aus und in-vestierte hier im Zeitraum 1999 bis 2002über eine Milliarde Euro.

Die deutschen Forschungs- und Ent-wicklungsaktivitäten sind im baden-würt-tembergischen Werk in Biberach zusam-mengefasst, wo sich auch eine der welt-

40 Gebäuden des Standorts, darunter dasForschungszentrum und eine Produk-tionsanlage für Biopharmazeutika.

Dr. Dietmar Kohn, zuständig für dasGebäudemanagement in Biberach, unter-streicht, dass die Zuverlässigkeit und dieVerfügbarkeit des Systems die zentralenAspekte für die neue Gebäudeleittechnikwaren. Zusätzlich sollte die neue Leittech-nik aber auch den geltenden Richtlinienfür pharmazeutische Anlagen genügen.„Das System ist auf hohe Zuverlässigkeitausgelegt und wird durch ein schnellesund wirksames Alarm- und Informations-system abgerundet. Zusätzlich müssendie Herzstücke der Gebäudelleittechnikqualifizierbar, also GMP-konform, zuver-lässig und wirtschaftlich ausgelegt sein.Wir haben auch Wert darauf gelegt, dassnur Standardkomponenten zum Einsatzkommen.“

Das Automatisierungskonzept wurdein enger Zusammenarbeit mit der Gesell-schaft für industrielle AutomatisierungGiA aus Leverkusen realisiert. DerSiemens Solution Provider verfügt bereitsüber einen umfassenden Erfahrungs-

weit modernsten und größten Zellkultur-Produktionsanlagen für Biopharmazeuti-ka befindet. Dabei stellt Boehringer Ingel-heim als führender Komplettanbieter die-ses Bereiches die gesamte Prozesskettevon der Entwicklung über die Produktionbis zur Zulassung auch anderen Unter-nehmen zur Verfügung.

Neues Konzept für mehr Zuverlässigkeit und Effizienz

Zu den Investitionen, die Boehringer inBiberach tätigte, gehörte auch die Moder-nisierung der gesamten Gebäudeleittech-nik. Im Mittelpunkt stand dabei vor allemdie optimale klima- und energietechni-sche Konditionierung von insgesamt

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Validierte Gebäudeleittechnik für Boehringer Ingelheim

Absolut kontrolliertAltes bewahren, Neues integrieren und alles in einem flexiblen und gleichzeitigdurchgängigen Konzept zusammenzuführen, das sowohl den strengen Richt-linien der FDA als auch der Forderung des Anlagenbetreibers nach maximalerWirtschaftlichkeit genügt: Die Wunschliste für die neue Gebäudeleittechnik fürden Standort Biberach/Riss des Pharmaunternehmens Boehringer Ingelheim warlang. Mit einer integrierten Lösung auf Basis von Simatic-Technologie gelang esdem Siemens Solution Provider GiA dennoch, alle Anforderungen zu erfüllen.

Die Produktion für Biopharmazeutika in Biberach

Solution Provider Pharmaindustrie

Die modernisierte Gebäudeleittechnik sorgt in allen Büros und auch hier im Atrium des Forschungs-gebäudes für eine homogene Wärmeverteilung

CASE STUDY

schatz im Pharmabereich und war schonbei Bayer und Akzo Nobel Intervet für dieEinführung vergleichbarer Lösungen ver-antwortlich.

Im Boehringer Ingelheim Werk Bibe-rach sollten Raumtemperatur, Luftfeuch-tigkeit, Zu- und Abluft, Prozessfortluft,Wärmerückgewinnung, Prozesskälte,Warm-, Schmutz- und Trinkwasser allerGebäude von einem System gesteuert undunter einem Gesamtkonzept zur Energie-optimierung zusammengeführt werden.Allein im Neubau der biopharmazeuti-schen Wirkstoffherstellung müssen dabei600.000 Kubikmeter Luft pro Stunde auf-bereitet werden. „Angesichts einer sol-chen Fülle von Parametern und Messstel-

len ermöglicht nur die Einführung einerGebäude übergreifenden Leittechnik denwirtschaftlich optimalen Betrieb der Anla-gen“, so Ralf Naseband, Geschäftsführerund zuständiger Projektleiter bei GiA.

Um die vorhandenen Heizungs-, Klima-und Lüftungsanlagen aller Gebäude imWerk Biberach zentral bedienen und be-obachten zu können, kam zunächst einClient-Server-Netzwerk mit 50.000 Mess-stellen zum Einsatz. Für dieses Systementwickelte GiA ein Konzept auf Basis vonSimatic IT, das den zentralen Zugriff unddie gesicherte Datenspeicherung der rele-vanten Messstellen ermöglicht und denhohen Anforderungen an die Systemver-fügbarkeit genügt.

Für einen schrittweisenÜbergang von Simatic S5 aufS7 wurde ein gemeinsamer Al-gorithmus entwickelt, der einschnelles Auslesen der Con-troller ermöglicht. Ralf Nase-band dazu: „So lässt sich dasneue System fehlerfrei auf dievorhandene Hardware aufset-zen. Gleichzeitig sind die neu-en mit S7 Controllern ausge-rüsteten Gebäude problemlosin das System integrierbar.“

Werkweite sichereSystemarchitektur

Dreh- und Angelpunkt derwerkweiten Gebäudeleittech-nik ist ein redundant ausge-legter zentraler Server. Erzeichnet Prozessdaten auf undprotokolliert sämtliche Be-dienvorgänge. Außerdem ver-fügt der Server über grafischeBilder der einzelnen Gebäudeund kann über das Netzwerkauf sämtliche Istwerte und Zu-stände der Klima- und Hei-zungsanlagen zurückgreifen.

Eine von GiA entwickelteBenutzeroberfläche sorgt da-für, dass die eigentliche Appli-kation das Look & Feel einernativen Windows-Anwendungerhält. Das Frontend der Ge-bäudeleittechnik bietet damitdie Vorteile einer Bediener-oberfläche mit klar verständ-lichen Instruktionen, Schalt-flächen und Auswahlmenüs.Außerdem besteht ein trans-

parenter Überblick über das Gesamtsys-tem mit vielseitigen Kontroll- und Ver-gleichsmöglichkeiten. Insgesamt ein be-deutender Fortschritt im Vergleich zu denbisherigen Einzellösungen. Eine abgestuf-te Administration des Systems mit ver-schiedenen Benutzergruppen sorgt dabeidafür, dass keinerlei unerlaubte Eingriffein das System möglich sind.

Qualifizierung und Validierung für den Weltmarkt

Selbstverständlich wurde das gesamteSystem IQ-/FQ-qualifiziert, um den hohenAnforderungen im internationalen Phar-mabereich gerecht zu werden. Da speziellim Biopharma-Bereich der AbsatzmarktUSA von großer Bedeutung ist, ist die Leit-technik darüber hinaus auch nach denRichtlinien der amerikanischen FDA (Food& Drug Administration) validiert. Mittler-weile ist die neue Leittechnikarchitekturim gesamten Werksgelände in Biberachim Einsatz und sorgt standortweit für eingutes „Betriebsklima“. ■

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Mehr zum Thema:www.siemens.de/pharmawww.siemens.de/solution-providerE-Mail: bruno.glutsch@siemens.com

GiA mbH Gesellschaft fürindustrielle Automatisierung

Prozessautomatisierung, IT-Services,Qualifizierung / Validierung, IT-Dienstleistungen

Gründung: 1989

Anschrift:GiA mbH Gesellschaft für industrielleAutomatisierungDönhoffstr. 39 D-51373 Leverkusen

Ansprechpartner:Ralf NasebandTelefon:+49(0) 214/83067-0Fax: +49(0) 214/83067-97www.gia.deE-Mail: info@gia.de

Neben einer optimierten Energie-nutzung stand vor allem die GMP-gerechte Ausführung der Gebäude-leittechnik im Vordergrund

Für die Produktionsanlagen im BereichBiopharmazeutika müssen pro Stunde600.000 Kubimeter Luft aufbereitetwerden

sensitiven Chemikalien beschichtet. Dasbeschichtete Aluminiumband wird an-schließend getrocknet und konfektioniert.Die während der Herstellung entstehen-den Abgase werden in nachgeschaltetenNebenanlagen gereinigt.

Kontinuierlich besser

Für die Produktion in Leeds führteSiemens zunächst eine Prozessanalysedurch, mit der verborgene Ratiopotenzialeaufgespürt und nutzbar gemacht werdensollten. Daraus entwickelte sich ein Conti-nuous Improvement Project, bei demSiemens die Anlagenverfügbarkeit erheb-lich verbessern konnte, so dass die Pro-duktivität um mehr als zehn Prozent an-stieg.

Dieses ausgezeichnete Ergebnis beein-druckte die Verantwortlichen bei KodakPolychrome Graphics so sehr, dass sie un-mittelbar im Anschluss einen weiterenAuftrag an Siemens vergaben: Für eineneue Produktionsanlage im chinesischenTianjin erstellte Siemens ein Basic DesignPackage inklusive einer Investitionskos-tenschätzung. Mittlerweile ist auch dieserAuftrag erfolgreich abgeschlossen undSiemens arbeitet derzeit an einem Ange-bot für die automatisierungs- und elek-trotechnische Ausrüstung der Anlage inTianjin. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/chemieE-Mail: geiss@siemens.comE-Mail: steffen.smischek@siemens.com

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18Spezialchemie

CASE STUDY

T rotz Zeitschriftenkrise und Preis-verfall in der Druckbranche gibt esein Marktsegment, das deutlich um

zehn Prozent pro Jahr wächst – und dasweltweit: Computer-to-Plate heißt das Ver-fahren, bei dem die Druckvorlagen fürZeitschriften direkt auf eine mit photo-sensitiven Substanzen beschichtete Rol-len-Offset-Platte gebracht werden. Aufdiese Weise kann die Druckplatte erheb-lich schneller hergestellt werden und dieRedaktion kann noch bis kurz vor Druck-legung aktuelle Meldungen einbringen.

Einer der führenden Hersteller solcherComputer-to-Plate-Druckplatten ist KodakPolychrome Graphics. Das Unternehmenmit Sitz in den USA entwickelt und produ-ziert innovative Lösungen für die Druck-branche – sowohl für digitale als auch fürkonventionelle Anwendungen.

Prämierte Innovation

Die Produktion in Leeds gehört zu denfortschrittlichsten im gesamten Unter-nehmensverbund und liefert immer wie-der wertvolle Impulse für neue Entwick-lungen. So wurde die Elektra Excel Ther-moplatte in Leeds entwickelt – eine dermodernsten Platten für thermische Com-puter-to-Plate-Verfahren. Dafür wurde Ko-dak Polychrome Graphics Leeds im Jahr2003 sogar von der englischen Königinausgezeichnet.

Die Druckplatten werden in einemmehrstufigen Prozess hergestellt. Dabeiwird ein hochwertiges Aluminiumbandelektrolytisch aufgeraut und mit photo-

Siemens optimiert Druckplattenproduktion bei Kodak

Schneller zum DruckMit einer umfassenden Prozessanalyse fing alles an – und am Ende standeine um mehr als zehn Prozent gesteigerte Anlagenproduktivität. Das

Siemens-Projektteam, das für Kodak Polychrome Graphics in Leeds,England, ein Continuous Improvement Project zur Prozessverbesse-

rung entwickelte und umsetzte, lieferte mit diesem Ergebnisnicht nur eine beeindruckende Referenz für

Siemens Customized Solutions ab, dasProjekt in Leeds war auch der Grund

dafür, dass Siemens einen weiterenAuftrag für eine neue Anlage von Kodak in

China erhielt.

Die Elektra Excel Platte, eine der Thermoplatten, die in Leedsproduziert werden, wurde von der britischen Königin mit einemInnovationspreis ausgezeichnet

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Kodak: Polychrome Graphics

Pharmaindustrie

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19CASE STUDY

den Prozesswerte innerhalb der gesamtenAnlage waren weitere Anforderungen andie eingesetzte Steuerung. Und da sichder gesamte Produktionsvorgang über ei-nen Zeitraum von mehreren Monaten er-streckt, waren Langzeitstabilität und Ver-fügbarkeit weitere wichtige Kriterien fürdie Auswahl aller eingesetzten Kompo-nenten.

Zuverlässig mit Simatic

Herzstück der Automatisierung der Isola-toren ist je eine Simatic S7-300 mit CPU314 und entsprechenden Ein- und Ausga-bebaugruppen. Die Steuerung wurde zu-sammen mit allen für den Betrieb notwen-digen Aggregaten im oberen Technikbe-reich des Isolators integriert. Neben denGrundfunktionen für den Betrieb und dasÜberwachen des Isolators werden alle re-levanten Prozesswerte aufgezeichnet undüberwacht. Zur Bedienung wird ein grafi-sches Bediendisplay OP170 mit Klartext-anzeige verwendet. Die Eingabe und dasÄndern von Werten erfolgen über denTouchscreen.

Die Entscheidung für Simatic als SPS-Plattform für Isolatoren erklärt Frank Leh-mann, Produktmanager bei M+W Zander,so: „Wir setzen auf Siemens, um den ho-hen Anforderungen der Qualifizierung vonpharmazeutischen Anlagen mit einer ro-busten und ausgereiften Technologie ge-recht zu werden. Auch hat die weltweite Ak-zeptanz von Simatic bei unseren Kundenzu unserer Entscheidung beigetragen.“ ■

Der erste Isolator ist mit einer Prozess-anlage zur Herstellung des Wirkstoffes aus-gestattet, der zweite Isolator wurde mit dennotwendigen Analysegeräten ausgerüstet,die die qualitätsrelevanten Parameter be-züglich der Qualitätssicherung untersu-chen und prüfen. Hierbei kam der Regelungder im Analysentrakt notwendigen kon-tinuierlichen Umgebungstemperatur vonvier Grad Celsius besondere Bedeutung zu.

Die Vorschriften bezüglich des Pro-dukt- und Personenschutzes musstenselbstverständlich auch beim Transportdes Materials zwischen den Isolatoren ein-gehalten werden. Der Transport erfolgtdaher über entsprechend gesicherte undüberwachte Schleusen unter Verwendungvon speziellen Transportbehältern.

Ein automatischer Dichtheitstest unddie unter allen Umständen einzuhalten-

I solatoren gehören seit vielen Jahren zuden interessantesten und innovativstenTechnologien und werden mehr und

mehr in der Pharma- und Wirkstoffferti-gung eingesetzt. Ihr Einsatz bringt be-sonders bei der Kompartierung sensiblerProzesse Vorteile wie Sterilitätssicherheit,Kontaminationsvermeidung oder Perso-nenschutz. Mit Isolatoren lassen sich ge-schlossene Prozessanlagen realisieren,mit denen die Reinraumzonierung we-sentlich einfacher wird. Hochaktive Sub-stanzen, die bereits in kleinsten Mengeneine starke Wirkung im Organismus ent-falten, können so sicher und unter absolutkontrollierten Bedingungen produziertund verarbeitet werden.

M+W Zander Products GmbH entwi-ckelt und fertigt Standard- sowie prozess-optimierte Isolatoren für die Pharma-industrie in aller Welt. Vor kurzem wurdeeine dieser prozessoptimierten Anlagenmit zwei Isolatoren bei einem großenPharmakonzern in Betrieb genommen.Für das Handling der hochwirksamen undtoxischen Substanz, die in der Anlage pro-duziert werden soll, gelten strengste An-forderungen in Bezug auf Reinhaltungund Dichtheit des Containments sowie aufdie Betriebssicherheit der Gesamtanlage.

Das Gesamtsystem musste den europäi-schen und amerikanischen Gesundheits-richtlinien zur Herstellung von pharma-zeutischen Produkten genügen und wurdenach den entsprechenden Anforderungs-profilen geplant. Ein besonderes Augen-merk kam der Messwertaufzeichnung zu, die nach den aktuellen Richtlinien ge-mäß 21 CFR Part 11 ausgeführt werdenmusste.

Mehr zum Thema:www.siemens.de/automationE-Mail: hans-peter.pachel@siemens.com

Simatic steuert Isolatoren fürpharmazeutische Produktion

Eine Pharmafabrik in der WestentascheDie vollklimatisierten Isolatoren von M+W Zander sind nicht nur alsStand-alone-Lösung für einzelne Aufgaben in der pharmazeutischenProduktion interessant, sondern lassen sich auch zu kompakten,zuverlässig isolierten Produktions- und Prüfsystemen kombinieren.Für die exakte Einhaltung der Umgebungsbedingungen im Isolatorsorgt ein Simatic S7-300 Controller.

In den Isolatoren von M+W Zanderkönnen hochaktive Substanzen, dieschon in kleinsten Mengen für denOrganismus gefährlich sein können,sicher verarbeitet werden

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Foto: Koerber

Anwendern bietet heute die Vernet-zung intelligenter Feldgeräte unter-schiedlicher Hersteller über eine of-

fene Kommunikationsschnittstelle großeVorteile. Messwerte und Statusinforma-tionen stehen jederzeit dem Leitsystemdirekt zur Verfügung. Umgekehrt lassensich die Geräte der Prozessinstrumen-tierung über den Feldbus auch verwalten,parametrieren, in Betrieb nehmen undwarten. Die Voraussetzung dafür ist einoffenes Feldgerätemanagement, das dieentsprechenden Management-, Service-und Engineeringfunktionen unterstützt.

Offenes Engineering der Schlüssel

In der Vergangenheit gab es meist für je-des einzelne Gerät ein eigenes Enginee-ringwerkzeug, mit dem die Gerätepara-meter angepasst und modifiziert werdenkonnten – mit anderen Worten, es exis-tierten also prinzipiell so viele Werkzeugewie Feldgerätetypen vorhanden waren.

Um diese immer komplexer werdendeSituation bei den Engineeringwerkzeugenzu entzerren, gab es bereits vor einigenJahren erste Ansätze zu offenen und her-stellerunabhängigen Tools, mit denensich verschiedene Geräte managen lassen.Inzwischen hat der Anwender zwei Ver-fahren zur Auswahl: das etablierte Be-schreibungsdaten-basierte und das neueTreiberkomponenten-basierte Verfahren.

Treiberkomponenten-basiertes Konzept

Dieser Ansatz wurde unter dem BegriffField Device Tool (FDT) von der PNO als

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20Prozessinstrumentierung

TECHNOLOGY

Richtlinie veröffentlicht. Das Parametrier-werkzeug basiert dabei auf einem Active-X-Programm, das als Treiber für das ent-sprechende Gerät vom Hersteller mitge-liefert wird. Dieser Device Type Manager(DTM) wird in einer übergeordnetenFrame-Applikation installiert. Das Kon-zept ähnelt dem der Druckertreiber ineiner Windows-Umgebung. Der für die In-tegration der verschiedenen Treiberpro-gramme verantwortliche Leitsystemliefe-rant stellt in seinem Engineeringsystemdie Frame-Applikation mit FDT-Schnitt-stelle zur Verfügung.

Die Zahl der zu installierenden Treiber-programme wächst mit der Zahl der in der Anlage vorhandenen Feldgerätetypen.Dabei sollten sich die Hersteller am DTM-Style-Guide orientieren, um eine mög-lichst einheitliche Bedien- und Beobach-tungsoberfläche der unterschiedlichenTreiberprogramme für die verschiedenenProzessinstrumente zu gewährleisten.Über die PNO-Richtlinie hinaus gibt esderzeit keine Norm, die den Inhalt und dieForm der DTM-Schnittstelle festlegt.

Bei DTM ist die Überarbeitung einesProzessinstruments in der Regel auch mitder Überarbeitung des Treiberprogrammsund dessen Neuinstallation beziehungs-weise Update im Leitsystem verbunden.Da im Schnitt pro Jahr und Gerät rundeine Änderung stattfindet, müssen dieTreiberprogramme entsprechend oft mo-difiziert und installiert werden. Darüberhinaus können Quereinflüsse oder Kom-patibilitätsprobleme zwischen verschiede-

Offene Gerätemanagementkonzepte im Vergleich

Differenzierte SichtweiseFür die herstellerunabhängige Einbindung von Feldgeräten in Asset Management-und Leitsysteme gibt es hauptsächlich zwei unterschiedliche Ansätze: auf der einenSeite Treiber-basierte Konzepte wie die FDT/DTM-Technologie, die eine relativ neueHerangehensweise darstellt, auf der anderen Seite Beschreibungsdaten-basierteLösungen wie die Electronic Device Description (EDD), die schon seit längerem imMarkt etabliert ist. Dabei gilt für beide Technologien, dass sie sich nur dann durch-setzen werden, wenn sie auch wirtschaftliche Vorteile haben. Siemens folgt dabeider Einschätzung der Profibus Nutzerorganisation (PNO). Laut PNO-Guideline solltedie DTM-Technologie bei komplexen Peripheriegeräten eingesetzt werden. Für„normale“ Prozessinstrumente ist die Beschreibungsdaten-basierte Variante dierobustere und wirtschaftlichere Lösung.

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nen Treiberprogrammen untereinanderoder mit der Software des Leitsystems, indas die DTM-Treiber eingebunden wer-den, nicht immer sicher ausgeschlossenwerden.

Beschreibungsdaten-basiertes Konzept

Beim Beschreibungsdaten-basierten An-satz bedient man sich des Konzepts be-schreibender (Produkt-)Datensätze, derso genannten Electronic Device Descrip-tion (EDD). Diese EDD wird von einemBrowser gelesen und interpretiert, ver-gleichbar mit einem Internetbrowser, derHTML-Seiten interpretiert und darstellt.

Die EDD wird vom Gerätehersteller inder international genormten ElectronicDevice Description Language (EDDL) er-stellt und enthält unter anderem die fürdas Parametrieren erforderlichen stati-schen Produktdaten, deren Zusammen-hänge und Manipulationsanweisungenfür diese Daten. Überarbeitet der Herstel-

ler sein Feldgerät, so liefert er dem Brow-serwerkzeug des Leitsystems eine neueEDD. Die EDD ist unabhängig vom Be-triebssystem, so dass kein Windows-spezi-fisches Programm erzeugt werden muss.

Das ebenfalls genormte Browserwerk-zeug wird vom Leitsystemhersteller zurVerfügung gestellt. Siemens hat für dieInterpretation der EDD den Simatic Pro-cess Device Manager (PDM) entwickelt,mit dem sich mittlerweile über eintau-send verschiedenen Profibus- und Hart-Feldgerätetypen managen lassen. Da füralle Hart-Feldgeräte die zugehörigen De-vice Descriptions von Beginn an vorhan-den sein mussten, sind mit dem IEC-kon-formen Simatic PDM auf einen Schlagprinzipiell alle der im Verlauf der letzten12 Jahre installierten 14 Millionen Hart-und Profibus-Geräte zugänglich.

Vorteile im industriellen Alltag

Bei der Bewertung beider Ansätze mussinsbesondere der unter Umständen be-trächtliche Wartungsaufwand der FDT/DTM-Technologie berücksichtigt werden.Daher ist die FDT/DTM-Technologie zur Pa-rametrierung nur bei komplexen Gerätenzu empfehlen, bei denen andere heuteverfügbare und erprobte Technologiennicht ausreichen. Bei weniger komplexenProzessinstrumenten ist das Beschrei-bungsdaten-basierte Konzept eine robus-tere und zuverlässigere Lösung, die sichin einer breiten installierten Gerätebasisbereits bewährt hat.

Für Instrumente in der Prozessindus-trie ist EDD allemal die technisch optimaleund bewährteste Lösung. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessinstrumentierungE-Mail: hartmut.flaemig@siemens.com

Vergleich der wesentlichen Merkmale von DTM/FDT und EDD

Offene Engineeringschnittstellen sind über den gesamtenLebenszyklus eines Gerätes ein entscheidender Aspekt

FDT/DTM

Basiert auf Software-Programmen (Treiber-Konzept) mit Standardschnittstelle FDT

Einsatz hat begonnen. Weiterentwicklung wird duch die FDT Joint Interest Group betrieben

Bedienoberfläche individuell. Flexibel und vielseitig fürDarstellung und Handhabung einschließlich Grafik

Nutzung toolunabhängig, Treiber laufen in Rahmenapplikation

Versionskompatibilität muss beachtet werden; Basis ist MS COM/Net

EDD

Basiert auf Beschreibungsdateien

Am Markt über viele Jahre bekannt und bewährt, in der IEC standardisiert. Weiterentwicklung im Gange

Einheitliche Bedienoberfläche für alle Geräte

Nutzung toolabhänging; robustes Tool (PDM) vorhanden

Unabhängig vom Betriebssystem

Angebot

Abbau

Wartung

Betrieb

Engineering

Plan

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22Brauindustrie

CASE STUDY

T singtao ist in China ein fester Begriff,der sich seit über hundert Jahren inden Köpfen der Menschen verankert

hat. Kein Wunder, denn Tsingtao ist die mit Abstand älteste Brauerei im Reich derMitte. Die Geschichte des 1903 von demdeutschen Kaufmann Heinrich Siefert ge-gründeten Unternehmens begann mit ei-ner Brauereitechnik, die von der damaligenMaschinenfabrik Germania in Chemnitzgeliefert wurde. Heute ist die TsingtaoBrewery Co. mit mehr als 40 Tochterunter-nehmen in über 70 Ländern vertreten.Tsingtao ist zudem mittlerweile auchinternational ein Begriff und auf bestemWeg, sich zu einer der zehn größten Brau-ereien der Welt zu entwickeln.

Fast so alt wie Tsingtao selbst sind auchdie Beziehungen des Unternehmens zuSiemens – eine langjährige Zusammen-arbeit, die vor kurzem eine erfolgreicheFortsetzung fand: bei der Umstellung derProzessautomation des Brauhauses im Tsingtao Werk 2 auf die neueste Version desProzessleitsystems Braumat Classic, für

zahlreiche Reports, Diagramme und Trend-analysen bietet. Außerdem weist das Systemautomatisch auf eventuelle Abweichungenvon den Sollwerten hin. Es macht den ge-samten Fertigungsprozess transparenter

Siemens realisiert für Tsingtao erstes Braumat-Projekt in China

Teamwork sichert ErfolgDie Automatisierung von Fertigungsprozessen in einer Brauerei ist eine Sache für Spezialisten. Mit Braumat, einem speziell für Brauereien entwickelten Prozess-leitsystem auf Basis der in vielen Branchen und Anwendungen bewährtenSimatic-Technologie, konnte Siemens seine langjährige Erfahrung aufdiesem Gebiet bei einem der größten Bierbrauer der Welt demonstrierenund gleichzeitig das erste System dieser Art in China realisieren.

die Siemens verantwortlich war.Für Siemens war das TsingtaoProjekt nicht nur die Fort-setzung einer seit hundertJahren bestehenden Be-ziehung zu dieser tradi-tionsreichen chinesischenBrauerei. Es war auch die erste Installation derneuen Braumat-Versionim Reich der Mitte.

Ungehinderter Know-how-Transfer

Das neue Prozessleitsys-tem des Brauhauses be-steht aus einem Simatic S7 Controller und siebenSimatic ET 200M Peripherie-systemen, die über ProfibusDP mit dem Controller ver-bunden sind. Zwei redundanteServer erfassen und verwaltendie Informationen des Systemsund stellen sie den Operator Sta-tions und den MES- und ERP-Syste-men der Bauerei zur Verfügung. Darü-ber hinaus ist das System bereits so aufgebaut, dass die Tankfarm und die Fil-terkeller der Brauerei einfach in das beste-hende Braumat-System eingebunden wer-den. Auch weitere Produktionsbereiche,wie die Versorgungsanlagen und die Ab-füllung, können bei Bedarf einfach in dasLeitsystem integriert werden.

Seit dem Systemupgrade werden beiTsingtao sämtliche Bedienfunktioneninnerhalb von Braumat durchgeführt. Dasbisherige Anzeigepanel wurde durch einegrafische Benutzeroberfläche ersetzt, dieauf herkömmlichen PCs läuft und eine um-fassende Anwenderunterstützung durchSi

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Das internationale Projektteam profitiertesowohl von der Kompetenz vor Ort alsauch vom Siemens-Branchen-Know-how

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und erlaubt eine unmittelbare und gezielteReaktion auf Problemsituationen und ver-änderte Anforderungen. Die integrierteRezeptfunktionen von Braumat 5.3 bietenTsingtao ein flexibles Auftragsmanage-

ment und unterstüt-zen die schnelle undeinfache Umstellungauf unterschiedlicheRezepturen und neueProduktvarianten.Mit Braumat 5.3 stehtTsingtao heute einbewährtes System zurVerfügung, das sichdurch einen hohenIntegrationsgrad undeine redundante Sys-temauslegung aus-zeichnet.

Erfolg im Team

Entscheidend für denErfolg des Projektes war

ein ungehinderter Know-how-Transfer zwischen

Siemens, dem chinesischenSystempartner SIAS aus

Shanghai und Tsingtao. Eineder besonderen Herausforde-

rungen war dabei, dass nur ein en-ger Zeitrahmen für die Umrüstung

der Anlagen auf Braumat zur Ver-fügung stand. Zusammen mit den Bran-

chenspezialisten für Brauereien beiSiemens und dank des großen Engage-ments des Projektteams vor Ort konntenmit den Verantwortlichen bei Tsingtao alleSchwierigkeiten erfolgreich gemeistertwerden.

Die ausgezeichnete Teamleistung hatauch Zhaoping Wang, Werksleiter beiTsingtao, sehr beeindruckt, wie er in einemoffiziellen Schreiben an Siemens bestätigt:„In den vier Monaten, die zwischen demProjektbeginn bis zum endgültigen Ab-schluss lagen, hat das Projektteam alle

Aufgaben – vom System-Design bis zum On-site-Test – genau nach Zeitplan erfüllt.Der ausgezeichnete Teamgeist und dasgroße Engagement waren mit entschei-dend dafür, dass das Projekt so problem-los abgeschlossen werden konnte.“

Nach Ansicht von Zhaoping Wang hatsich die Kontinente und Kulturen über-greifende Zusammenarbeit als voller Er-folg erwiesen. „Braumat 5.3 hat unmittel-bar positive Effekte auf unsere Produktion.Dieses Systemupgrade verbessert nichtnur Steuerung und Prozessabläufe unsererBrauerei, sondern hat auch neue Erkennt-nisse bezüglich Projektmanagement, In-stallation und Systemtests gebracht. Wirwaren sehr beeindruckt von der engen Ko-operation und freuen uns auf eine weitereZusammenarbeit.“

Weitere Projekte in Planung

Tsingtao ist mit dem neuen Prozessleit-system sehr zufrieden. Seit der terminge-rechten Inbetriebnahme im März 2004 hatBraumat sämtliche Anforderungen desUnternehmens an den Fertigungsprozessund die damit verbundene Qualitätssiche-rung erfüllt. Eine Modernisierung derAutomatisierungslösung in der Tankfarmund dem Filterkeller ist bereits geplant undauch die anderen Anlagenteile sollenschrittweise in Braumat integriert werden.Nach dem guten Abschluss der Premieresteht also einer weiteren Zusammenarbeitzwischen Tsingtao und Siemens nichtsmehr im Wege. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/beveragesE-Mail: konrad.thomann@siemens.com

Sowohl Tsingtao als auch Siemens sind mit der Premiere vonBraumat im Brauhaus sehr zufrieden

Siem

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24Feinchemie

CASE STUDY

B ayer betreibt im thailändischen MapTa Phut eine Styren-Produktion, dieBasismaterialien für eine Vielzahl

von Polymeren und Kunststoffen liefert.Eine dort installierte Mischanlage für klei-ne Chargen, mit der Thermoplaste herge-stellt werden, sollte über ein Automatisie-rungssystem gesteuert werden, das demneuesten technischen Standard entsprichtund außerdem in das weltweite Technolo-giekonzept von Bayer passt.

Zielsetzung war eine vollständig inte-grierte Lösung zur Automatisierung desgesamten Fertigungsprozesses. Eine Auf-gabe, die in enger Zusammenarbeit zwi-schen Bayer und Siemens in Thailanddirekt vor Ort gelöst wurde. TechnischeGrundlage war dabei das Prozessleitsys-tem Simatic PCS 7.

Innovative Technologie

Simatic PCS 7 steuert im Zusammenspielmit einer Reihe spezieller Bayer-Tools

sämtliche Abläufe in der Anlage. Die Pro-duktionsanlage ist eine der ersten welt-weit, in der PCS 7 in der neuesten Version6.0 zum Einsatz kommt. Außerdem wur-den DC-Antriebe der Reihen Simocodeund Simoreg eingesetzt, die über Profibusan das Leitsystem angebunden sind. Auchdie Zuführeinrichtungen sind über einGateway in das Leitsystem integriert.

Das Frontend bildet eine grafische Be-nutzeroberfläche, die mittlerweile in allenBayer-Werken auf der ganzen Welt einge-setzt wird. Sie wird von einem Ablaufdia-gramm geprägt, das den gesamten Ferti-gungsprozess visualisiert, so dass das Be-dienpersonal jederzeit einen gesamtenÜberblick über die laufenden Fertigungs-schritte hat. Über einen PC im Laborbe-reich lassen sich neue Rezepte erstellen,die dann in Form von Excel-Tabellen ein-fach in das Leitsystem hochgeladen wer-den. Nach Abschluss einer Charge werdenalle produktionsbezogenen Daten zur Do-

kumentation zurückgeliefert und lassensich ebenfalls als Excel-Tabelle darstellen.

Konzept auf der Basis von Standards

Das Automatisierungskonzept wurdegemeinsam mit lokalen Partnern reali-siert und nutzt Standardroutinen, die Bayer und Siemens Thailand entwickelthaben. Die Anwendung ist ein typischesBeispiel einer unternehmensweiten Stra-tegie, wie man sie heute bei immer mehrglobal agierenden Unternehmen antrifft:durch die Standardisierung von Abläufenund Systemen Ratiopotenziale in der Pro-duktion zu nutzen. Mit der Kombinationaus lokalem Support und globalem Know-how ist Siemens in der Lage, diese Strate-gie optimal zu unterstützen. ■

Siemens setzt mit Bayer Thailand integrierteAutomatisierungslösung um

Think Global – Act LocalGlobale Unternehmen setzen zunehmend auf eine Standardi-sierung auf möglichst identische Prozesse und Systeme, nichtzuletzt um bei Ersatzteilen, Training und Service Ratiopoten-ziale auch Standort übergreifend zu nutzen. So auch beiBayer: Hier wurden bei der Modernisierung einer Klein-chargenlinie in Thailand die unternehmensweitenVorgaben mit dem Prozessleitsystem Simatic PCS 7umgesetzt.

Mehr zum Thema:www.siemens.de/chemieE-Mail: WiboonT@siemens.com

Die Projekt-teams vonBayer undSiemens imple-mentiertengemeinsam die Standard-basierteAutomatisie-rungslösung

Fünf JahreWasserstoffprojekt amFlughafen München

SaubereEnergie fürdie ZukunftGanz gleich, ob ein 7er BMW mitWasserstoffantrieb, ein Wasserstoff-betriebener Gabelstapler oder Busse,die ihre Energie aus Brennstoffzellenbeziehen – Wasserstoff als „sauberer“,praktisch CO2-neutraler Energieträgererobert immer mehr Anwendungs-bereiche. Dass die Vision der Nutzungdieser Energiequelle immer kon-kretere Formen annimmt, ist nichtzuletzt auf das Wasserstoffprojekt amFlughafen München zurückzuführen.

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25TREND

D er Flughafen München gilt alsVorreiter in Sachen High-Tech inDeutschland. Dabei arbeitet die Be-

treibergesellschaft kontinuierlich daran,die Leistungsfähigkeit des Flughafensdurch neue Technologien und Konzeptestetig weiterzuentwickeln. Eines der High-Tech-Projekte am Flughafen München istdas Wasserstoffprojekt mit der weltweitersten öffentlichen Wasserstoff-Tankstelle.Dieses Projekt ist ein entscheidender Weg-bereiter für die Wasserstofftechnologie,wie der bayerische Staatsminister Dr. OttoWiesheu anlässlich der Veranstaltung zumfünfjährigen Bestehen des Projektes be-tonte. Zwölf führende Technologie-Unter-nehmen aus Bayern – darunter der Pro-zess- und Gasspezialist Linde, BMW undSiemens als Automatisierungslieferant –arbeiten in diesem Projekt gemeinsamdaran, die breite kommerzielle Nutzungvon Wasserstoff als Energieträger zu er-möglichen.

Neue Ansätze in der konkreten Erprobung

Das Projekt wird zu gleichen Teilen mitMitteln des bayerischen Ministeriums für

Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr undTechnologie und durch die beteiligtenUnternehmen finanziert. Zum fünfjähri-gen Bestehen konnte die Arbeitsgemein-schaft dem Publikum eine Reihe neuerTechnologien vorstellen – zum Beispieleinen neuen, äußerst kompakten SteamCracker der Firma Linde, der zur dezen-tralen Wasserstoffgewinnung aus Erdgaseingesetzt werden kann, sowie eine neueBetankungsanlage, mit der die Wasser-stoffbusse des Flughafens mit gasförmi-gem Wasserstoff bei 350 bar betankt wer-den können. Siemens lieferte für dieseneuen Anlagenkomponenten wie schonfür die bestehenden Systeme – darunterein vollautomatischer Tankarm und einElektrolysator zur Wasserstoffgewinnungmittels Elektrolyse – die Automatisie-rungstechnik.

Ein weiteres Highlight ist darüber hin-aus ein Bus, der über eine neue Proton-Exchange-Membran-Brennstoffzelle mitEnergie versorgt wird. Der neue Bus wurdevon MAN in Zusammenarbeit mit BallardPower Systems entwickelt und gebaut undkombiniert die Brennstoffzelle mit einemleistungsfähigen Energiespeicher und ei-

Alternative Energien

nem modernen elektrischen Fahrantrieb.Siemens lieferte für diesen Bus das elektri-sche Antriebssystem mit zwei Drehstrom-Asynchronmotoren des Typs 1PV5135.

Ideen werden konkret

Die Ergebnisse nach fünf Jahren, so die über-einstimmende Meinung aller beteiligtenUnternehmen, sind überaus viel verspre-chend. Was lange Zeit als Zukunftsmusikgalt, nämlich Wasserstoff als schadstoff-arme, umweltfreundliche und nachhaltigeEnergiequelle für Industrie, Verkehr undden privaten Sektor zu nutzen, könnteschon innerhalb der nächsten zehn JahreWirklichkeit werden. Das Wasserstoffpro-jekt am Flughafen München wird sicherlichseinen Beitrag dazu leisten. ■

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High-Tech am Flughafen: das Wasserstoffprojekt in München

Mehr zum Thema:E-Mail: robert.oppelt@siemens.com

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26Prozessinstrumentierung

TECHNOLOGY

S itrans Probe ist eine Weiterentwick-lung des erfolgreichen SiemensCompact Device The Probe und be-

sitzt einen größeren Messbereich. Durchden deutlich größeren Rauschabstandwerden die Echosignalauswertung unddie automatische Ausblendung von Stör-echos verbessert, so dass Sitrans Probegenauere und zuverlässigere Messwerteliefert.

Zwei Varianten für vielseitigeEinsatzmöglichkeiten

Die Ultraschallvariante Sitrans Probe LUist die ideale Lösung für die kontinuierli-che Füllstand- beziehungsweise Volumen-messung bei der Lagerung von Lebens-mitteln und Chemikalien und in offenenGerinnen oder Tanks. Er kann sowohl fürFlüssigkeiten als auch Schlämme einge-setzt werden und hat einen maximalenMessbereich von 12 Metern. Ein rauschar-mer Sensor und das patentierte NoiseShield gehören zu den neuen Funktionender Signalverarbeitung. Der Sensor ist

in ETFE oder PVDF erhältlich, um den Um-gebungs- und Temperaturbedingungender jeweiligen Applikation gerecht zuwerden.

Das Radargerät Sitrans Probe LR arbei-tet mit einer Frequenz von 5,8 Gigahertzbeziehungsweise 6,3 Gigahertz für Nord-amerika und wurde speziell für an-spruchsvolle Umgebungen mit chemi-schen Dämpfen, großen Temperaturgefäl-

len, Vakuum oder hohem Druck ent-wickelt. Der Messbereich beträgt 0,3 bis 20 Meter. Die patentierte einteilige Poly-

Sitrans Probe erweitert Portfolio zur Füllstandmessung

Doppelt gutMit der Erfahrung aus über einer Million Anwendungen in verschiedenstenBereichen und 19 Patenten bieten die Sitrans Probe Messumformer optimaleFunktionsvielfalt und Leistungsfähigkeit in zwei unterschiedlichen Varianten.Wahlweise Ultraschall oder Radar zur Füllstanderfassung machen das Gerätäußerst vielseitig.

propylen-Stabantenne ist chemisch sehrbeständig, hermetisch dicht und besitzteine integrierte, innen liegende Abschir-mung, die Störungen – etwa durch Mon-tagestutzen – verhindert.

Innovatives Design und leichteProgrammierung

Sitrans Probe verbindet ein innovativesSensor- und Antennendesign mit leis-tungsfähigen Kommunikationsmöglich-keiten über Simatic PDM und Hart. Sämt-liche Gerätefunktionen können zudemüber das patentierte eigensichere Infra-rot-Handprogrammiergerät eingestelltwerden. Dadurch muss der Gehäuse-deckel nicht geöffnet werden, was insbe-sondere für den Einsatz in Ex-Umgebun-gen ein großer Vorteil ist. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessinstrumentierungE-Mail: rob.niezen@siemens.com

Siem

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Siemens präsentiert anlässlich der Messen K und Glasstec imHerbst diesen Jahers zwei spezielle Magazine: „spectrum plastics“für die Kunststoffindustrie und „GlassFocus“ für die Glasherstellerund den Glasmaschinenbau informieren über maßgeschneiderteAngebote und Lösungen für die jeweilige Branche.Alle Sonderausgaben erscheinen sowohl in Deutsch als auch inEnglisch. Interesse? Dann einfach per Mail ab Mitte Oktober/Anfang November bestellen:

glass.team@siemens.com

infosinfosSie möchten mehr über Systeme und Lösungen für die Prozess-industrie von Siemens Automation and Drives erfahren? Dann be-suchen Sie doch unsere Online-Informationsplattform im Internet:

www.siemens.de/prozessautomatisierung

onlineonline

specials

Unter der Adresse

www.siemens.de/processnewskönnen Sie alle bisherigen Ausgaben der process news und dasaktuelle Heft als PDF-Datei herunterladen, im Reference Centergezielt nach Artikeln zu bestimmten Themen, Technologien oderSystemen suchen.

specials

27DIALOG

Impressum process news 3-04HerausgeberSiemens Aktiengesellschaft,Bereich Automation and Drives (A&D), Gleiwitzer Str. 555, 90475 Nürnberg

www.siemens.de/automation

Bereichsvorstand Helmut Gierse, Anton S. Huber, Alfred Ötsch

Presserechtliche VerantwortungPeter Miodek

Verantwortlich für den InhaltCornelia Dürrfeld

KonzeptionChristian Leifels

RedaktionCornelia Dürrfeld, Siemens AG, A&D SPSiemensallee 84, 76187 Karlsruhe,Tel.: (07 21) 5 95-25 91Fax: (07 21) 5 95-68 60cornelia.duerrfeld@siemens.com

RedaktionsbeiratIan Bowman, Catherine Derkosh, Boris Diekmann, Dr. Michael Gilluck,Achim Heim, Hans-Jürgen Huber, Walter Huber,Bernd Langhans, Harald Mag, Yves Masson,Hartmut Oesten, Rüdiger Selig, Dieter Stolz,Roland Wieser

VerlagPublicis KommunikationsAgentur GmbH, GWACorporate Publishing ZeitschriftenPostfach 3240, 91050 ErlangenTel.: (0 91 31) 91 92-5 01Fax: (0 91 31) 91 92-5 94

publishing-magazines@publicis-erlangen.de

Redaktion: Kerstin Purucker

Layout: Jürgen Streitenberger

C.v.D., Schlussredaktion:Irmgard Wagner

DTP: Doess, Nürnberg

Druck: Stürtz AG, Würzburg

process news erscheint vierteljährlich

Auflage: 21.000

Jobnummer: 002100 RPD43

© 2004 by Siemens Aktiengesellschaft München und Berlin. Alle Rechte vorbehalten.

Diese Ausgabe wurde auf Papier aus umwelt-freundlich chlorfrei gebleichtem Zellstoff gedruckt.

ISSN 1430-2284 (Print)

Die folgenden Produkte sind eingetragene Marken der Siemens AG:BRAUMAT, ET 200, SIMATIC IT, SIMOCODE,SIMOREG, SIMOVERT, SIPART, SITRANS, TIA

Wenn Markenzeichen, Handelsnamen,technische Lösungen oder dergleichen nichtbesonders erwähnt sind, bedeutetet dies nicht,dass sie keinen Schutz genießen.

Die Informationen in diesem Magazin enthaltenlediglich allgemeine Beschreibungen bzw.Leistungsmerkmale, welche im konkretenAnwendungsfall nicht immer in derbeschriebenen Form zutreffen bzw. welche sichdurch Weiterentwicklung der Produkte ändernkönnen. Die gewünschten Leistungsmerkmalesind nur dann verbindlich, wenn sie beiVertragsschluss ausdrücklich vereinbartwerden.

IWI : TPOG

Bestellnummer: E20001-M6304-B100

know-howknow-howSimatic PCS 7 ValidierungshandbuchDer neue Leitfaden zur Durchführung von Automatisierungs-projekten in validierungspflichtigen Anlagen ist ab sofort erhält-lich. Das Handbuch unterstützt Anwender bei der Konfigurationvon Simatic PCS 7 in Übereinstimmung mit GAMP 4 und 21 CFRPart 11. Es beschreibt die Voraussetzungen für die Projektierungvon Leitsystemen und die Anforderungen an Leitsysteme im GMP-Umfeld. Außerdem enthält es einen Leitfaden für die Projektie-rung im GMP-Umfeld mit Standard Simatic PCS 7 Software undergänzende Hard-/Software-Komponenten.Das Handbuch erhalten Sie bei Ihrem lokalen Vertriebspartner –mehr dazu auch im Internet:

www.siemens.de/pharma

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