Systeme und Lösungen für die Prozessindustrie

processnews

10. Jahrgang März 1|2005

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Durchgängig gutProfibus erobert die industrielle Kommunikation in der Prozessindustrie

Durchgängig gutProfibus erobert die industrielle Kommunikation in der Prozessindustrie

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In der weltweit größten Vitamin-E-Produktionbei DSM Nutrional Products reduziert Profibusden Aufwand für Verdrahtung und Inbetrieb-nahme und erleichtert die Diagnose

Die Bitburger Brauerei setzt seit mittlerweilefast 14 Jahren konsequent auf Profibus. DasErgebnis: eine flexible, leistungsfähige undtransparente Produktion

Simatic-Technologie sorgt in derBiotech-Pilotanlage des Novartis-Konzerns für transparentereProzesse

INHALT2

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3 EDITORIAL

4 NEWSModernisierungskonzept mit Simatic PCS 7 bei der ThyssenKrupp Stahl AG

Siemens rüstet Zementwerk inSüdbayern mit neuer Leittechnik aus

Process Automation User Conference inTampa, Florida

Internationales Industrial EthernetSymposium in Amsterdam

FOCUSIndustrielle Kommunikation

6 Ein Bus für (fast) allesProfibus DP- und PA-basierteKommunikationslösung bei DSMNutritional Products

10 Durchgängig gutProfibus in der Prozessindustrie

12 Mehr KommunikationIndustrielle Kommunikation in derProzessindustrie

14 „Bit für Bit“ erfolgreichBitburger Brauerei setzt bereits seit 14 Jahren auf Profibus

CASE STUDIES

Technische Gase16 Die neue Generation

Air Products verringert Entwicklungszeiten undverbessert Prozesskontrolle mit Simatic PCS 7

Pharmaindustrie18 Kontrolliert biologisch

Biotechnische Pilotanlage bei Novartis mit Simatic-Technologie modernisiert

Pharmaindustrie 20 Nahtloser Übergang

Siemens integriert neuen Pufferansatzbehälter in bestehende Produktion

Schifffahrt22 Klar Schiff

Erfassung von Wassereintritt auf Massengut-frachtern mit Sitrans LC 300

Zementindustrie23 Ausfallsicher und robust

Berührungslose Füllstandmessung mit Sitrans in Zementwerk

Zuckerindustrie24 Perfekt konzipiert

Konya Seker profitiert von durchgängigerProzessautomatisierung

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ProfibusDP und PAFoto: Publicis

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Liebe Leserinnen,liebe Leser!

Feldbussysteme können eine langfristigeWertschöpfung in der Automatisierungstechnikgarantieren. Sie liefern in der Zukunft einenwesentlichen Beitrag zur Minimierung derStillstandszeiten von Anlagen über verbesserteDiagnose sowie vorbeugende und vereinfachteWartung – so das allgemeine Fazit des ARC White Paperzum Thema Feldbusse.

Über dieses allgemeine Urteil hinaus dokumentiertdie ARC Group in dieser Veröffentlichung aber deneinzigartigen Nutzen von Profibus. Profibus ist daseinzige Feldbussystem weltweit, das sämtlicheBereiche und Funktionen in der Fertigungs- undProzessindustrie abdecken kann. In fast allen Anlagenmit Feldbustechnik weltweit wird Profibus DPeingesetzt. Profibus DP ist für den Anschluss vonMotoren, Remote I/Os usw. unabdingbar. Wenn nunProfibus DP in jeder Anlage vorhanden ist, kann indieser Technologie nahtlos Profibus PA zur Integrationvon Prozessgeräten wie Drucktransmittern,Durchflussgeräten usw. zum Einsatz kommen.

Diese Vorgehensweise bringt dem Anlagenbetreibererhebliche Vorteile: volle Nutzbarkeit der Profibus-Funktionalität mit Profibus DP etwa für den Anschlussvon Motoren und Profibus PA für Geräte wieProzessinstrumente, Profibus für HART als wichtigerInvestschutz für den Anwender, Profisafe zurIntegration der Failsafe-Technik, die drastischeReduktion der Komplexität, da auf der Basis einerTechnologie die gesamte Feldbustechnik installiertwird, eine günstige Ersatzteilhaltung, wenigerAusbildung für Betriebspersonal und einleistungsfähiges Asset Management auf Basis vonProfibus.

In dieser Ausgabe der Process News haben wirstellvertretend für die vielen erfolgreichen Projekte dervergangenen Zeit eine Applikation von Profibus beiDSM Nutritional Products herausgegriffen, diedokumentiert, dass sich der Einsatz von Profibustatsächlich rechnet. Mehr dazu finden Sie im FocusIndustrielle Kommunikation ab Seite 6.

Ich hoffe, dass wir Ihnen auch dieses Mal wiedereinige wertvolle Anregungen geben können.

Ihr

Allein auf weiter Flur: der derzeit einzigeNeubau einer Zuckerfabrik in Europa wurdevon Siemens mit einer durchdachtenGesamtlösung automatisiert

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news

Halbleiterindustrie26 Wachstum mit System

Siliziumwafer-Produktion mit Simatic-Technologie

TECHNOLOGY

Prozessleittechnik17 Engineering-ABC

Leitfaden für das validierungsgerechteEngineering von Leitsystemen im Pharma-Umfeld

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EDITORIAL

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Bernd TheilmannLeiter PCS 7 Product Management

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4 NEWS

Modernisierungskonzept mit Simatic PCS 7 bei der ThyssenKrupp Stahl AG

Duisburg-Beeckerwerth ist einer der führenden High-Tech-Standorte der ThyssenKrupp Stahl AG

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pcs7E-Mail: marion.schemken@siemens.com

Siemens hat von der Südbayerische Port-land Zementwerk Gebr. Wiesböck & Co.

GmbH, Rohrdorf, den Auftrag erhalten, dieLeittechnik der Drehrohrofenanlage undder Zementmühlen zu modernisieren. Zielder Modernisierung ist es, eine höchst-mögliche Verfügbarkeit der Produktionsan-lagen zu gewährleisten.

Der Drehrohrofen ist das Herzstück desZementwerkes. Als Primärbrennstoffe wer-den Kohle und Schweröl verwendet, alsSekundärbrennstoffe kommen aufbereiteteKunststoffe, Papierfangstoffe, Reifen sowieflüssige Sekundärbrennstoffe zum Einsatz.Um durch einen störungsfreien Betrieb derAnlagen die eingesetzten Brennstoffe effi-zient zu nutzen und gleichzeitig die Emis-sionen auf ein Minimum zu reduzieren,setzt Rohrdorfer Zement auf moderne Leit-technik.

Siemens liefert und installiert für dieDrehrohrofenanlage das speziell für dieZementindustrie entwickelte LeitsystemCemat V6.0 auf Basis von Simatic PCS 7.Darüber hinaus werden die vier Zement-mühlen von Cemat V5 auf Cemat V6.0hochgerüstet. Im Rahmen des aktuellenProjekts wird Siemens auch das Bedien-und Beobachtungssystem am zentralen

Siemens rüstet Zementwerk in Südbayern mit neuer Leittechnik aus

Leitstand redundant ausbauen. Dies erhöhtdie Ausfallsicherheit.

Die 1930 gegründete SüdbayerischePortland Zementwerk Gebr. Wiesböck & Co.GmbH ist Bestandteil der Unternehmens-gruppe Rohrdorfer Zement. Der Unterneh-

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Das Zementwerk in Rohrdorf hat eine Kapazität von einer Million Jahrestonnen

mensgruppe gehören in Bayern und Öster-reich 35 Baustoff erzeugende Firmen mitrund 800 Mitarbeitern an. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/zementE-Mail: cement@siemens.com

Auf Grund ihrer großen Erfahrungen imBereich Blasstahlwerke und einer opti-

malen Automatisierungslösung auf Basisdes modernen Prozessleitsystems SimaticPCS 7 erhielt die gefeba Elektro GmbH vonder ThyssenKrupp Stahl AG den Auftrag,das Stahlwerk Beeckerwerth in Duisburg zumodernisieren. Der Auftrag umfasst diekomplette Ablösung des bestehenden Leit-systems bei laufendem Betrieb.

Dazu gehören unter anderem 45.000I/Os, 40 Automatisierungssysteme und 50Operator-Stationen, die auf fünf Leitständeverteilt sind.

Weitere Bestandteile der Lösung sind ein schlüssiges Redundanzkonzept zur Er-höhung der Verfügbarkeit des Leitsystemssowie eine Langzeitarchivierung der Pro-zessdaten. ■

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Das 2. Internationale Industrial EthernetSymposium 2005, das vom 9. bis zum

10. Mai 2005 in Amsterdam stattfindenwird, beschäftigt sich mit aktuellen Trendsund Entwicklungen rund um IndustrialEthernet.

Welche Netzwerklösung eignet sich fürwelche Anwendung? Welche Kriterien müs-sen bei der Auswahl der Netzwerkkonfigu-ration beachtet werden? Welche Einspa-rungen und Produktivitätsgewinne lassensich mit einer optimalen Netzwerklösungerzielen? Das Symposium wird auf dieseund andere Fragen Antworten geben. Zahl-reiche Teilnehmer aus über 50 Ländern

Einmal pro Jahr bietet die Pro-cess Automation User Con-

ference eine ideale Plattform fürden Erfahrungsaustausch rundum MES-, Automatisierungs-und Sicherheitslösungen vonSiemens. Dieses Jahr findet dieKonferenz, die von SiemensEnergy & Automation ausge-richtet wird, vom 4. bis zum 6. Mai in Tampa, Florida, statt –und wurde um einen weiterenSchwerpunkt ergänzt: DerSimatic IT Summit unterstreichtdie wachsende Bedeutung desMES-Geschäftes für Siemens.

„Die Anwender der Siemens-Steuerungs-, Automatisierungs-und Schalttechniklösungen ha-ben auf der Konferenz die Gelegenheit,Erfahrungen auszutauschen und Kontaktezu knüpfen – sowohl untereinander alsauch mit Siemens-Spezialisten“, so GaryDickinson von CF Industries, Vorsitzenderder User Community. Zahlreiche Veran-staltungen und Vorträge von namhaftenIndustrievertretern und Vertretern desSiemens-Managements gehören ebensozum Programm wie Workshops zu techni-schen Neuerungen und Diskussionsforumüber Best Practice Lösungen.

Einer der Höhepunkte jeder User Con-ference ist jedes Jahr der Solution Show-

case – so die einhellige Meinung der Teil-nehmer früherer Konferenzen. 2005 stehtder Showcase ganz im Zeichen des Life-cycle Management und stellt wegweisendeLösungen und Applikationen vor, in denenProdukte und Systeme von Siemens einenBeitrag zur Optimierung der Lifecycle-Kos-ten von Automatisierungssystemen leis-ten. „Neben einem exklusiven Einblick inganz aktuelle Entwicklungen bietet derShowcase auch die Möglichkeit, aktuelleTechnologien eigenhändig auszuprobierenund sich unmittelbar mit den Siemens-Ex-perten auszutauschen”, informiert Chris

Process Automation User Conference in Tampa, Florida

DaCosta, bei Air Products and Chemicals,Inc. verantwortlich für den Bereich Auto-matisierungstechnik, und Vizepräsident derUser Community.

Der große Erfolg der User Conference inden USA wirkt sich mittlerweile auch aufEuropa aus: Es ist geplant, im Herbst diesesJahres eine weitere Konferenz in Europa zuveranstalten. ■

werden diese Gelegenheit nutzen, praxis-nahe Lösungen und aktuelle Trends zu dis-

kutieren und Erfahrungen auszutauschen.Darüber hinaus stellt die Veranstaltung ei-ne Reihe von erfolgreich eingesetzten In-dustrial Ethernet-Applikationen in den ver-schiedensten Branchen von der Automobil-bis hin zur Papierindustrie vor. WeitereSchwerpunktthemen werden etablierteIndustrial Ethernet-Standards wie Profinetsowie Netzwerk- und Zugriffschutz undmobile und drahtlose Kommunikations-lösungen sein. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.com/ies2005E-Mail: holger.sack@siemens.com

Internationales Industrial Ethernet Symposium in Amsterdam

Die spektakuläre Skyline von Tampa ist die Kulisse für die Process Automation User Conference

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Mehr zum Thema:www.sea.siemens.com/process/05pauc.htmlE-Mail: linda.kratz@siemens.com

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6Industrielle Kommunikation

FOCUS

Vitamin EVitamin E (Tocopherol, hier im Bild eineAufnahme der Kristalle unter polarisier-tem Licht) gehört zu den fettlöslichenVitaminen und hat, wie auch die VitamineA und C, im Körper eine sehr wichtigeZellschutzfunktion. Es schützt rote Blutkörperchen, Muskulatur, Nerven undandere Gewebe vor der Schädigung durchfreie Sauerstoff-Radikale. Der täglicheBedarf beträgt ca. 30 mg.

Vitamin E kommt natürlich in Pflanzenölen, Getreidekeimen und Eiernvor, wird aber verstärkt auch synthetischhergestellt und gewinnt als gesund-heitsfördernder und zellschützenderZusatzstoff in Nahrungsmitteln undKosmetika zunehmend an Bedeutung.

DSM Nutritional Products in derSchweiz ist der größte Produzent vonVitamin E weltweit. Die Vitex-Anlage inSisseln zählt zu den bedeutendstenProduktionsstandorten für Vitamin E unddeckt rund 50 Prozent des weltweitenBedarfs.

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P rofibus hat sich mittlerweile in derFabrikautomation auf breiter Basisdurchgesetzt und gilt als Standard zur

Anbindung der Aktoren, Sensoren und An-triebe an das Automatisierungssystem. Inder Prozessindustrie jedoch, wo man es inaller Regel mit weitläufigen Anlagen undeiner heterogenen Systemumgebung zutun hat, herrschte bislang die Einstellungvor, dass eine einheitliche und voll durch-gängige Feldbuslösung einfach nicht denk-bar sei.

Bei DSM Nutritional Products in derSchweiz war man da jedoch anderer Mei-nung. Für die neue Vitex-Produktions-anlage zur Herstellung von Vitamin E(Tocopherol) in schweizerischen Sisselnsetzte man sich bewusst über die alten Vor-

behalte hinweg und entschied sich, dieAutomatisierung der Anlage durchgängigmit Profibus zu realisieren. Die Gründe da-für waren einleuchtend: einfache Verdrah-tung, zentrale Parametrierung und dieMöglichkeit, Diagnosedaten direkt von denFeldbusgeräten an das Prozessleitsystemzu übermitteln.

Da DSM bereits in zahlreichen Produk-tionsanlagen gute Erfahrungen mit demProzessleitsystem Simatic PCS 7 gemachthatte, kam PCS 7 auch in der neuen Anlagein Sisseln zum Einsatz – allerdings mit ei-ner Neuerung: Zum ersten Mal entschiedsich DSM auf Basis erfolgreicher Vorversu-che in anderen Anlagen, in Sisseln die ge-samte Kommunikation auf der Prozess-ebene mit Profibus DP und PA zu realisieren.

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Profibus DP- und -PA-basierte Kommunikationslösung bei DSM Nutritional Products

Ein Bus für (fast) allesProfibus erobert immer mehr Anwendungsbereiche auch in der Prozess-industrie, wie ein Beispiel aus der Schweiz zeigt. Die hochmoderne Vitamin-E-Produktion der DSM Nutritional Products, die für einen zuverlässigen undmöglichst stillstandsfreien Dauerbetrieb ausgelegt wurde, wurde mit demProzessleitsystem Simatic PCS 7 automatisiert, das durchgängig über ProfibusDP und PA mit den Geräten im Prozess kommuniziert. Das positive Fazit:Profibus reduziert den Aufwand für Verdrahtung und Inbetriebnahme underleichtert die Diagnose der Prozessinstrumente erheblich.

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Die neue Vitamin-E-Produktion inSisseln hat eine Kapazität von 25.000

Tonnen im Jahr und deckt die Hälftedes weltweiten Bedarfs an Vitamin E

8Industrielle Kommunikation

FOCUS

Produktivität im Mittelpunkt

Besonders in der Ernährung wird Vitamin Eheute verstärkt eingesetzt und daher groß-technisch hergestellt. Die Produktion inSisseln hat eine Kapazität von 25.000 Ton-nen im Jahr und zählt damit weltweit zuden größten Anlagen ihrer Art. Schon beider Konzeption stand bei DSM vor allemdie Produktivität im Mittelpunkt, was na-türlich der Automatisierungstechnik einenbesonders hohen Stellenwert gab. Vor al-lem aber sollte die Anlage so konzipiertsein, dass ein kontinuierlicher Betrieb miteinem Minimum an Stillstandszeiten mög-lich ist.

Die Anlage erstreckt sich über mehrereStockwerke eines Gebäudes. Sie setzt sichaus 27 Teilanlagen zusammen, die jeweilsmit einem eigenen Simatic PCS 7-Auto-matisierungssystem ausgerüstet sind. AlleAutomatisierungssysteme sind über Indus-trial Ethernet vernetzt. Von jedem Auto-

matisierungssystem bindet ein ProfibusDP-Strang die Antriebe und ein ProfibusPA-Strang die Prozessinstrumente, darun-ter auch 70 Sitrans P-Druckmessumformer,in das Leitsystem ein.

Spezielle Aufgaben, besondere Lösungen

Die gesamte Automatisierungstechnik derAnlage wurde vom Siemens Solution Pro-vider Controlmatic GmbH in enger Koope-ration mit dem Engineering der DSM reali-siert. Auch Controlmatic hatte bereits inzwei kleineren Pilotprojekten positive Er-fahrungen mit Profibus sammeln können,sodass man trotz des relativ engen Zeit-rahmens zuversichtlich war, das Projekterfolgreich abschließen zu können. DerSoftware-Test mit Simulation der Periphe-rie-Hardware trug entscheidend zu einerschnelle Inbetriebnahme bei. Der Linien-test/Loopcheck der rund 1000 Profibus PA-Geräte war zwei bis drei Mal schneller

erledigt als bei den 4- bis 20-Milliampere-Geräten.

Durch seinen modularen Aufbau, derunterschiedliche Übertragungstechnikenund zahlreiche Applikationsprofile erlaubt,eignet sich der Profibus für alle Bereicheeiner Anlage und ermöglicht dabei eine un-eingeschränkt durchgängige Kommunika-tion. So ist zum Beispiel Profibus PA opti-mal für die Versorgung und gleichzeitigeKommunikation von Sensoren und Aktorenim Ex-Bereich geeignet, während mit Profi-bus DP verteilte Automatisierungsstruktu-ren mit hohem Datenaufkommen einfachrealisert werden können.

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Intuitive Diagnose mit Profibus PA

Um für alle Anlagen einen gemeinsamen Diagnosestandard zu schaffen und die damit ver-bundene Projektierung zu erleichtern, hat Siemens einen Vorschlag zur Vereinheitlichung desQuality Code erarbeitet, der inzwischen von der PNO verabschiedet wurde.

Unter Berücksichtigung der Namur-Empfehlungen NE 107 „Selbstüberwachung und Dia-gnose von Feldgeräten“ und NE 91„Anlagennahes Asset Management“ wurden aus den ver-schiedenen Werten, die der Quality Code annehmen kann, vier Werte ausgewählt, die zu denin NE 107 geforderten Statusmeldungen Funktionskontrolle, Ausfall, Wartungsbedarf und„Out of Specification“ korrespondieren. Ein fünfter Wert (zum Beispiel „Gut“) wird dann über-tragen, wenn sich das Gerät in keinem der genannten Zustände befindet.

Der Wertebereich des Quality Code kann weitere 12 Werte umfassen, wodurch über die inNE 107 geforderten Statusmeldungen hinaus eine feingranularere Zustandsinformation über-tragen werden kann. In der Maintenance Station könnte, wenn gewünscht, diese detaillierteInformation wieder auf die Statusmeldungen gemäß NE107 reduziert werden. Der detaillierteQuality Code beinhaltet den eigentlichen Zustand des Messwerts in dreistufiger Form (gut –unsicher – schlecht), den Gerätezustand (zum Beispiel lokale Bedienung) und die Informationfür das Instandhaltungspersonal ebenfalls in dreistufiger Form (Instandhaltungsbedarf, -anforderung, -alarm). Die detaillierte Fehleranalyse (zum Beispiel Sensor zu 33 Prozent ver-schmutzt) erfolgt dann azyklisch über ein Diagnosetool, wie zum Beispiel Simatic PDM. DiesesVorgehen verhindert eine Meldeflut und erleichtert es dem Bedienpersonal, gezielt auf Dia-gnosemeldungen zu reagieren.

In der Maintenance Station von Simatic PCS 7 V6.1 ist dieses Prinzip konsequent umge-setzt. Aus der Hardwarekonfiguration der Anlage werden automatisch hierarchisch aufge-baute Diagnosebilder erzeugt und alle Komponenten des Leitsystems in Form einheitlicherFaceplates ohne zusätzlichen Engineeringaufwand dargestellt. Eine intuitive Ampelsymbolik(grün – gelb – rot) in Verbindung mit Klartextmeldungen ermöglicht eine schnelle Fehler-lokalisierung. Zur automatischen Verfolgung von Reparaturen bietet PCS 7 außerdem die Mög-lichkeit, Instandhaltungsaufträge anzustoßen und deren Bearbeitung zu protokollieren.

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Die Verfahren für die zum Teilkomplexen Produktionsprozesse

entwickelt DSM zunächst imKleinmaßstab im eigenen

Vitamin Tech Center in Sisseln

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In Sisseln sind die PA-Feldgeräte übereinen DP/PA-Koppler und Feldbarrierenangebunden, die konventionellen HART-Feldgeräte über ein Profibus DP RemoteI/O-System und die Ventile über eine DP-Ventilinsel. Motoren mit Frequenz-umrichter sind direkt über Profibus DP angebunden, die übrigen nicht drehzahl-veränderlichen Motoren über eine I/O-Karteim Prozessleitsystem.

Da in den explosionsgefährdeten Berei-chen der Anlage aus Sicherheitsgründendie Energiezufuhr über den Bus begrenztist, sodass die Anzahl der Geräte pro Profi-bus-Strang limitiert ist, kamen Profibus PA-Feldbusbarrieren zum Einsatz. DieseBarrieren sorgen dafür, dass eingangssei-tig eine höhere Leistung anliegen kann,während feldseitig der eigensichere undrückwirkungsfreie Anschluss von bis zuvier Profibus PA-Feldbusgeräten möglichist. Dadurch ließen sich bis zu 24 Feldbus-geräte eigensicher in einem Segment zu-

sammenschließen. Trotz der relativ großenAnzahl von Geräten pro PA-Segment undder im Vergleich zu Profibus DP reduziertenÜbertragungsgeschwindigkeit des ProfibusPA von 31,25 Kilobit pro Sekunde lag dermaximale Zugriffszyklus unter 0,4 Sekun-den. Mit dieser Zugriffszeit konnten allezeitlichen Anforderungen der Anlage er-füllt werden.

Diagnosefähigkeit als Systemvorteil

Ein erheblicher Vorteil von Profibus ist dieMöglichkeit, die Funktion der einzelnenFeldbusgeräte über das Netzwerk zu über-wachen. Dafür werden nach einem weitge-hend genormten Standard unterschied-liche Zustandsdaten übertragen, die einegezielte Erkennung von Fehlfunktionen er-lauben. Diese Diagnosefähigkeit war ge-rade für die Vitamin-E-Anlage in Sisselnvon entscheidender Bedeutung. Da die An-lage kontinuierlich und möglichst unter-brechungsfrei gefahren werden sollte,musste das Automatisierungssystem in derLage sein, Fehlfunktionen einzelner Kom-ponenten frühzeitig zu erkennen, um Still-standszeiten weitgehend auszuschalten.Eine Forderung, die sich über Profibus ohneweiteres realisieren ließ. Der Betriebszu-stand einzelner Feldbusgeräte wird über-sichtlich visualisiert, sodass der technischeService proaktiv eingreifen kann, noch be-vor es zu einem Ausfall einer einzelnenKomponente oder gar der gesamten Anlagekommt.

Die zyklische Übertragung von Mess-werten oder Stellgrößen ist bei Profibus PAgrundsätzlich durch den eigentlichen Wertin Verbindung mit einem Status Byte oderauch Quality Code gekennzeichnet. Im Pro-fibus-Profil V3.0 PA sind folglich 256 ver-schiedene Zustände definiert, von deneneine gewisse Anzahl je nach Gerätetypdurch Gerätediagnosen (zum Beispiel Sen-sorkurzschluss) belegt wird. Daraus ergibtsich ein breites Spektrum individuellerStatusmeldungen, die ein effektives AssetManagement erschweren.

Mittlerweile gibt es einen neuen Stan-dard, der diese Fülle von Diagnosemeldun-gen auf ein funktionales Maß reduziert(siehe Insert). Zum Zeitpunkt des Projektesin Sisseln stand die vereinheitlichte Dia-gnose jedoch noch nicht zur Verfügung,sodass DSM speziell für die Vitamin-E-Anlage eigene I/O-Treiberbausteineeinschließlich der dazugehörigen Soft-warelösungen zur Visualisierung auf der

WinCC-Ebene entwickelte, um die Diagnose-meldungen der einzelnen Feldbusgerätegezielt nach Namur Empfehlung 64 aus-zuwerten und nur solche Informationen zuerfassen, die für den Betrieb der Anlageauch wirklich relevant sind.

Bewährungsprobe bestanden

Erste Konzeptgespräche mit DSM fandenbereits im Juli 2002 statt. Im Mai 2004konnte die Anlage schließlich ihren Betriebaufnehmen und hat seitdem alle in sie ge-setzten Erwartungen erfüllt. Der für einProjekt dieser Größenordnung relativknappe Zeitrahmen war letztendlich nurmöglich, weil hier mit Profibus einedurchgängig einheitliche Kommunikationzwischen der Steuerung und der Feldbus-ebene realisiert werden konnte. Dazu kom-men die Zeit sparende Programmierungdes Systems Simatic PCS7 und die schnelleProjektierung der angeschlossenen Feld-geräte mithilfe des Simatic Process DeviceManagers (PDM). ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/profibuswww.siemens.de/pcs7www.dsmnutritionals.comE-Mail: thomas.meier-kuenzig@dsm.comE-Mail: ulrich.heisch@siemens.com

Die Produktion von Vitamin E wurdebei DSM weitgehend automatisiert –mit Simatic PCS 7 und Profibus

ControlmaticGesellschaft fürAutomation undElektrotechnik GmbHAutomation, Elektrotechnik, Mess- undRegeltechnik und UmweltanalyseGründungsjahr: 1964Anschrift:Hegenheimer Str. 5 79576 Weil am RheinDeutschlandTelefon: +49 (0) 7621-6603-0 Fax: +49 (0) 7621-6603-40 E-Mail: Gerhard_Gretsch@Controlmatic.de Internet: www.controlmatic.de

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10Industrielle Kommunikation

FOCUS

Lange Zeit wurde das Thema Feldbussein der Prozessindustrie sehr zurück-haltend beurteilt. Angesichts der er-

heblichen betriebswirtschaftlichen Vorteileder Feldbustechnik wird seiteinigen Jahren zunehmendProfibus als Kommunika-tionslösung in Chemieanla-gen eingesetzt. Profibus hatsich in der Praxis bewährtund die Erfahrungen sinddurchwegs positiv. Dies hatauch die NAMUR bei ihrerHauptversammlung im No-vember 2004 dokumentiert,wie Volker Oestreich berich-tet: „Die Reife von ProfibusPA für den Einsatz in derProzessindustrie wurde unsvon der NAMUR bestätigt.Dabei wurden besondersdie positiven Erfahrungenin Mulivendor-Projektenhervorgehoben. Diese Ein-schätzung zeigt uns, dassdie Weiterentwicklungender Profibus-Systeme in denletzten Jahren die Anforderungen der Pro-zessindustrie voll und ganz erfüllen. Wett-bewerbssystemen wurde dagegen noch einerheblicher Entwicklungsbedarf attestiert.“

Durchgängige Lösung insbesondere für Hybrid-Anwendungen

Dabei kann Profibus aus einer breiten undsoliden Basis an Erfahrungen in nahezuallen Branchen der Industrie schöpfen: Mitüber 13 Millionen Knoten hat Profibus welt-weit die absolute Spitzenposition der Feld-bussysteme inne. „Die universelle Einsatz-möglichkeit für praktisch alle Aufgaben im

industriellen Umfeld ist dabei eine weitereStärke von Profibus“, fügt Volker Oestreichhinzu. „Der Ruf nach nahtlos vernetztenProduktionslandschaften wird gerade

bei den so genannten Hy-brid-Anwendungen in derPharma-, Chemie- undKosmetikindustrie immerlauter. Profibus ist der ein-zige universelle Feldbus,der durchgängige Lösun-gen in der Fertigungs- undProzessautomatisierungerlaubt.“ Eine Einschät-zung, die auch in einemWhite Paper der ARC Advi-sory Group geteilt wird.

WirkungsvollerInvestitionsschutz und effektive Prozessoptimierung

Bei der Akzeptanz vonProfibus gibt es allerdingsnoch regionale Unter-schiede, räumt VolkerOestreich ein: „Insbeson-

dere in Nordamerika haben wir nocheinen deutlichen Nachholbedarf.“ Ausdiesem Grund haben die ProfibusTrade Organization und das Profi-bus Integration Center eine Reihevon Profibus-Seminaren gestar-tet, in denen die Vorzüge vonProfibus vorgestellt werden(siehe Kasten). Der Druck zuwirtschaftlichem, effizientemProduzieren ist heute inallen Branchen sehr hoch –natürlich auch in der Pro-zessindustrie. Daher wurde

bei der Weiterentwicklungvon Profibus für Anwen-dungen in der Prozess-industrie insbesondereder Forderung nacheffektiven Tools für die Optimierung derLife-Cycle-KostenRechnung getragen.

Profibus in der Prozessindustrie

Durchgängig gutFeldbussysteme ermöglichen Kosteneinsparungen sowohl in der Planungs-phase, beim Engineering, beim Bau der Anlage als auch im Betrieb – so dasErgebnis der FuRIOS-Studie, die von Infraserv Höchst, der Interessengemein-schaft Regelwerke Technik IGR und Aventis durchgeführt wurde. Zusätzlichdazu bietet Profibus seinen Anwendern eine Reihe einzigartiger Vorteile, wie Dr. Volker Oestreich, Geschäftsführer der Profibus Nutzerorganisation,bestätigt: „Profibus ist der einzige Feldbus, der durchgängige Lösungen in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung erlaubt.“

Dr. Volker Oestreich

„Profibus hat sichin der Praxisbewährt und dieErfahrungen sinddurchwegs positiv“

Dr. Claus-DieterMayer, LeiterProduction ServiceTechnik bei Clariant amStandort Frankfurt

„Wir setzen ProfibusDP und PA ein, weilwir dadurch imVergleich zu einerkonventionellenLösung weniger

Hardware-Komponenten einsetzen müssen –das senkt die Kosten nicht nur in der Beschaf-fung, sondern auch im gesamten Lebenszyklusder Anlage von der Planung bis zur Instandhal-tung. Für Clariant ist außerdem von Bedeutung,dass die Messwerte mit höherer Genauigkeit imLeitsystem ankommen, weil sie nicht mehr vondigital nach analog und umgekehrt gewandeltwerden müssen. Alternative Feldbussystemekamen für uns nicht ernsthaft in Betracht, da der Profibus in unserer Region am stärkstenunterstützt wird und auch die Auswahl anFeldgeräten am größten ist.“

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Die Steigerung der Prozessqualität unddas Asset Management sind in der Prozess-industrie wichtige Stichworte. Profibus PAbietet mit der Möglichkeit der Feldgeräte-Diagnose ein wichtiges Element für ein wir-kungsvolles Asset Management an. Auchbei der Aufrüstung bestehender Anlagenhat Profibus mit seinen Profilen Remote I/Ofor Process Control und HART on Profibusdie dominierende Rolle. Damit können be-reits im Betrieb befindliche Instrumenteund neue Profibus-Geräte einfach kombi-niert werden.

Auch die von Infraserv Höchst, derInteressengemeinschaft Regelwerke Tech-nik IGR und Aventis durchgeführte FuRIOS-Studie belegt, dass durch den Einsatz vonFeldbus-basierten Kommunikationslö-sungen erhebliche Kosteneinsparungengegenüber Remote I/O möglich sind. „Wirtragen mit unserem Konzept also deutlichzum Investitionsschutz und zur Senkungder Total Cost of Ownership bei – unddaher wird der Anteil von Profibus-Gerä-ten in der Prozesstechnik in den nächstenJahren deutlich steigen“, resümiert VolkerOestreich. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/profibusE-Mail: volker.oestreich@profibus.comE-Mail: claude.hestroffer@siemens.com

„Profibus in der Prozessindustrie“ in den USADie Profibus Trade Organization und das Profibus Integration Center haben vorkurzem eine Seminarreihe in mehreren US-amerikanischen Städten gestartet. Die Teilnehmer können sich detailliert darüber informieren, wie sich Prozesse mitProfibus automatisieren und vernetzen lassen.

Namhafte Anwender wie Air Products and Chemicals Inc., Maverick Technologiesund die Control Corporation of America erläutern, welche Erfahrungen sie mit demdurchgängigen Einsatz einer Feldbuslösung in allen Bereichen der Anlage gemachthaben.

Um den Teilnehmern vor Ort live die Leistungsfähigkeit von Profibus demonstrie-ren zu können, wird im Rahmen des Seminars auch eine Live-Demo einer Multiven-dor-Profibus-Lösung mit dem Prozessleitsystem Simatic PCS 7 gezeigt.

Das Feedback auf die ersten Seminare der Reihe war ausgesprochen positiv. Die Reihe wird in den nächsten Monaten in weiteren Städten der USA fortgesetzt: am 14. April in Charlotte, am 10. Mai in St. Louis, am 14. Juli in Boston und am 14. September in Los Angeles.

Mehr zum Thema:www.us.profibus.com/www/xE-Mail: tanmoy.basu@siemens.com

Reduzierung derTotal Cost ofOwnership:Profibus kann alseinziger Feldbusdurchgängig in allenBereichen und in der gesamtenProzesskette ein-gesetzt werden

Proffibus: etabliert und konsequent durchgängig

BewährteTechnologie: Über 13 Millioneninstallierte Profibus-Knoten, davon überzwei MillionenProfibus-Teilnehmerin der Prozess-automatisierung

Investitionssicherheit:Nahtlose Integrationbereits installierter 4 – 20 mA- und HART-Geräte

Flexibilität: Breite Auswahlan verschiedenenÜbertragungs-medien

Weltweite Unterstützung: Profibus International mit 1.200 Hersteller-und Nutzerfirmen, 25 regionale Profibus-Organisationen, 30 Competence Center, 7 Testlaboratorien, mehr als 50Arbeitsgruppen

12Industrielle Kommunikation

FOCUS

Robust, einfach und zuverlässig – mitdiesen Vorzügen erobert Profibus dieProzessindustrie. Profibus unter-

stützt sowohl die schnelle Kommunikationmit den intelligenten dezentralen Periphe-riegeräten (Profibus DP) als auch die Kom-munikation und gleichzeitige Energiever-sorgung für Messumformer und Aktoren(Profibus PA). Er kann im laufenden Betrieberweitert werden und lässt sich in Stan-dardumgebungen ebenso einsetzen wie inexplosionsgefährdeten Bereichen.

Aufgrund seines modularen Konzeptsmit einander ergänzenden Übertragungs-techniken, einem einheitlichen Kommuni-kationsprotokoll und einer Vielzahl dar-auf aufsetzender, anwendungsspezifischerProfile ist der Profibus der einzige Feld-bus, der sowohl in der Fertigungs- als auchin der Prozessindustrie eingesetzt werdenkann. Profibus unterstützt darüber hinausdie HART-Kommunikation zur Einbindungbereits installierter HART-Geräte sowie diesicherheitsgerichtete Kommunikation fürFail Safe-Anwendungen bis Sicherheits-klasse SIL3 oder AK6.

Zahlreiche Hersteller von Leitsystemenund Prozessinstrumenten bieten einebreite Palette von Geräten, die praktischalle Anforderungen in der Prozessindus-trie erfüllen. Das Profibus-Portfolio vonSiemens etwa reicht von Netzwerkkom-ponenten wie Links und Busanschaltungenfür Controller und Automatisierungssystemeoder Profibus DP/PA-Koppler bis zu Bedien-panels, Prozessinstrumenten, Analysen-geräten und Steuergeräten für Motorenund Antriebe.

Über das Profisafe-Profil kann Profibusauch für die sichere Profibus-Kommunika-tion zwischen den im Feld angeordneten

sicherheitsgerichteten Geräten und inAutomatisierungssystemen ablaufendensicherheitsrelevanten Applikationen ein-gesetzt werden, ohne dass die Standard-Profibus-Kommunikationsmechanismenverändert werden. Neben den bereits seit2000 verfügbaren Controllern und dezen-tralen Ein-/Ausgabebaugruppen arbeitetSiemens derzeit an Prozessinstrumenten,mit denen Profisafe auch in prozesstechni-schen Anwendungen wie der Druckmes-sung eingesetzt werden kann. Die erstenGeräte werden voraussichtlich Ende diesesJahres vorgestellt.

Effizientes, herstellerunabhängigesEngineering über Profibus

Intelligente Feldgeräte stellen dem Anwen-der eine Vielzahl integrierter Auswerte-und Diagnosefunktionen zur Verfügungund erleichtern so ein effektives AssetManagement. Die Interoperabilität desProfibus gestattet es dem Anwender zu-dem, an einem Controller Feldgeräte ver-schiedener Hersteller miteinander zubetreiben.

Basis dafür sind die Gerätebeschrei-bungen, die Gerätestammdatei (GSD)und die Electronic Device Description(EDD). Die GSD definiert die Werteberei-che für den zyklischen Datenaustauschzwischen Profibus-Master und Profibus-Slaves. In der EDD sind die genormtenund herstellerspezifischen Eigenschaf-ten für die azyklische Parametrierung,Diagnose und Beobachtung von Mess-werten für jedes Gerät hinterlegt. Mitdiesen Informationen definieren Enginee-ringwerkzeuge wie Simatic PDM die spezi-fischen Geräteparameter für Parametrie-rung, Diagnose oder Messwertbeobachtung.

Zukunftsthemen vertikale Integrationund Profinet

Parallel zur zunehmenden Verbreitung vonProfibus in der Prozessautomatisierungwächst auch die Bedeutung der vertikalenVernetzung von Produktion und Manage-mentebene. Hier hat sich Industrial Ether-net als leistungsfähiger Kommunikations-Backbone etabliert. Mit der zunehmendenVerbreitung intelligenter Feldgeräte gibt esnun in vielen Industriezweigen Bestrebun-gen, die IT-Funktionen direkt über Indus-trial Ethernet dem übergeordneten AssetManagement und MES zur Verfügung zustellen.

Dazu wurde auf der Basis von IndustrialEthernet der Profinet-Standard entwickelt,mit dem Industrial Ethernet bis in den Feld-bereich vordringt. Dabei wurde beson-derer Wert auf den Schutz beste-hender Investitionen gelegt:Existierende Feldbussysteme,wie etwa Profibus-Netz-werke, können ohneVeränderungen derbereits vorhande-nen Geräte ein-fach integriertwerden.

Industrielle Kommunikation für die Prozessindustrie

Mehr KommunikationDie enormen wirtschaftlichen Vorteile der Prozesskommunikation mit Profibusüberzeugen immer mehr Unternehmen, sich von konventionellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu verabschieden. Neue Produkte, eine breite Techno-logieplattform und die Möglichkeit, den gesamten Produktionsprozess von derRohstoffanlieferung über die eigentliche Produktion bis hin zur Verpackung und Logistik mit einem Feldbussystem automatisieren zu können, sind wichtigeAspekte für den Erfolg von Profibus in der Prozessindustrie.

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Zwei Ausprägungen,ein erfolgreichesSystem: Profibus DP und PA

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Profinet für die Prozessautomatisierung ertüchtigen sollen.

Sicherheit im Focus

Ein Netzwerkstandard für die gesamte An-lage senkt Schulungs- und Ersatzteilkos-ten, vereinfacht die Implementierung vonSchnittstellen und Software. Mit Profinetals leistungsfähigem Ethernet-Standardauch für die Feldebene kann das größereDatenvolumen, das für Funktionen wie

Die breite Einführung von Profinet stehtin der Automobilindustrie, der Nahrungs-und Genussmittelindustrie sowie in der Lo-gistik bevor. In einigen Applikationen hatProfinet bereits seine Leistungsfähigkeit be-wiesen. Für die Anwendung in der Prozess-industrie müssen allerdings noch einigetechnologische Fragestellungen geklärtwerden, zum Beispiel die Übertragung vonHilfsenergie über den Bus und das Themades Explosionsschutzes. Gemeinsam mitder Profibus Nutzerorganisation arbeitetSiemens an Lösungen, die

Asset Management und Diagnose erforder-lich ist, problemlos übertragen werden.Um einen reibungslosen und störungs-freien Datenaustausch innerhalb desdurchgängigen Ethernet-Netzwerkes zusichern, hat Siemens speziell für die Auto-matisierungstechnik Security-Module ent-wickelt, mit denen autarke Netzsegmenteeingegrenzt werden können. Das Ergebnissind geschützte, aber gleichzeitig mitein-ander verbundene Inseln. Dadurch werden

Fehladressierungen und

unerwünschte Kommunika-tion vermieden. Entsprechende Lösun-gen für die Prozessindustrie werden aktuellvon Siemens und der Profibus Nutzer-organisation gemeinsam mit NAMUR, GMA,VDMA und ZVEI erarbeitet. ■

Profibus DPProfibus PA

AntriebeMotorschutz und Steuer-system Simocode DP,FrequenzumrichterMicromaster, Antriebe fürGleichstrommotoren unddrehzahlveränderbareWechselstrommotoren,Umrichter für Einzelan-triebe bis 800 Kilowatt

ProzessreglerKompaktregler Sipart DR

Wäge- und DosiersystemeWägeprozessoren Siwarex, Bandwaagen, Dosierbandwaagen, Schüttstrommesser

Dezentrale PeripheriegeräteSimatic ET 200M, SimaticET 200iSP, Simatic ET 200S

ProzessanalytikGasanalysatoren Calomat 6,Mehrkomponenten-NDIR-Analysatoren Ultramat 23, IR-Analysengeräte Ultramat 6, Sauerstoffanalysatoren Oxymat 6, Kombinationsanalysatoren Ultramat/Oxymat 6, Sauerstoffanalysator Oxymat 61

Stellungsregler ElektropneumatischeStellungsregler Sipart PS2

Messgeräte Durchflussmessgeräte Sitrans F, Druckmessumformer Sitrans P, Temperaturmessgeräte Sitrans T3K PA, FüllstandschalterPointek CLS, Radar-Füllstand-messgeräte Sitrans LR, kapazitive FüllstandmessgeräteSitrans LC

Neuer Profibus DP/PA-KopplerDer neue Profibus DP/PA-Koppler bietet im Vergleich zum Vor-gängermodell eine Verdopplung der Leistungsdaten. Die Spannung wurde von 19 auf 31 Volt, der Strom von 400 auf1000 Milliampere erhöht, wobei die Verlustleistung bei konstantniedrigen 12 Watt gehalten werden konnte.

Dadurch lassen sich jetzt ohne Probleme bis zu 31 Geräte überProfibus PA an einem DP/PA-Koppler anschließen und in ProfibusDP Netzwerke integrieren. Darüber hinaus steht ausreichendStrom zur Verfügung, um auch noch weitere Komponenten derangeschlossenen Geräte, wie etwa die Radaranregung einesFüllstandsensors, zu versorgen. So könnten in Zukunft klassische 4-Leiter Messumformer mit externer Versorgung mit nur zweiLeitern auskommen.

Durch die Spannungserhöhung lassen sich jetzt auch wesent-lich größere Segementausdehnungen bis zu 1.900 Meter ohneProbleme realisieren. In Verbindung mit aktiven Unterverteilernmit integrierten Barrieren, sogenannten Ex-Hubs oder Feld-barrieren kann der neue DP/PA-Koppler auch für Anwendungen im Ex-Bereich genutzt werden.

Mehr zum Thema:www.siemens.de/profibusE-Mail: friedhelm.geiger@siemens.com

ohne die Entscheidung im Jahr 1991, zumersten Mal eine Kommunikationslösungauf der Basis des digitalen FeldbussystemsProfibus einzusetzen. Damals war Profibusgerade mal ein knappes Jahr auf demMarkt, und so ging Bitburger mit diesem„jungen“ Bus durchaus auch ein gewissesRisiko ein.

Damals wurden zunächst die Frequenz-umrichter der Abfüllanlage 4 mit Profibusvernetzt, primär mit dem Ziel, den Verka-belungsaufwand deutlich zu reduzieren.Die Profibus-Lösung bewährte sich in die-ser ersten Anwendung so gut, dass Bitbur-ger danach auch bei allen folgenden Mo-

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14 FOCUS

F ast jeder kennt mittlerweile den ein-prägsamen Slogan: „Bitte ein Bit“. DieBitburger Brauerei zählt zu den größ-

ten und bedeutendsten PrivatbrauereienDeutschlands. Beste Rohstoffe, qualifizierteMitarbeiter und präzise ablaufende tech-nologische Prozesse sind dabei wichtigeVoraussetzungen für den Erfolg von Bit-burger in dieser wettbewerbsintensivenBranche. Eine zuverlässige und leistungs-fähige Prozess- und Anlagenautomatisie-rung sind daher unabdingbar, um die hoheQualität und gleichzeitig die Wirtschaft-lichkeit der Produktion sicherzustellen.

Zukunftsweisende Entscheidung

„Wir nutzen fortschrittliche Technologien,die unsere hohen Qualitätsstandards si-

chern.“ Ganz im Sinne dieser Maxime ausder Bitburger-Unternehmensphilosophieentschied sich Bitburger bereits 1982 in en-ger Zusammenarbeit mit Siemens für eineAutomatisierung der Prozesse mit demProzessleitsystem Braumat. Seitdem wurdedie Braumat-Lösung kontinuierlich mo-dernisiert und ausgebaut, so dass Bitbur-ger heute über ein technologisch führen-des und umfassendes Prozessmanage-ment- und Informationssystem verfügt,das durch seine große Integrationsfähig-keit bestehende Investitionen schützt undgleichzeitig Raum für weitere Modernisie-rungen lässt.

Einer der entscheidendsten Schritte inder Geschichte der Prozessautomatisie-rung bei Bitburger war jedoch zweifels-

Braumat und Profibus bei Bitburger1982: Installation des ersten

Braumat-Systems

1992: erste Installation mit Profibus

1996: Neubau des Filtratpuffers mit Profibus DP-Geräten

1997: Ersteinsatz von Profibus PA und PA-Prozessinstrumenten im Gär- und Lagerkeller

1999: Modernisierung der Filtration und

2002: Modernisierung der Entalkoholisierung mit Profibus DP- und PA-Geräten

2004: mehr als 1600 Geräte überProfibus DP und PA vernetzt

Qualität ist das A und O: hier im Sudhaus …

Bitburger Brauerei setzt bereits seit 14 Jahren auf Profibus

„Bit für Bit“ erfolgreichBereits 1991 hat sich die Bitburger Brauerei Th. Simon GmbH bei der

Modernisierung ihrer Produktionsanlagen zum ersten Mal für Profibus

entschieden und seitdem in mehreren Ausbau- und Umbauprojekten den

Anteil von Profibus in ihren Anlagen immer weiter gesteigert. Der wirtschaft-

liche Nutzen durch eine höhere Anlageneffizienz und Produktqualität bei

gleichzeitig verringertem Aufwand für Wartung und Instandhaltung wird mit

zunehmender Betriebsdauer des digitalen Feldbus-Netzwerkes immer

deutlicher: „Bit für Bit“ sorgt Profibus seit nunmehr 14 Jahren für eine

wirtschaftliche und zuverlässige Produktion.

Transparenz auf allen Ebenen: die Leitwarte bei Bitburger

Industrielle Kommunikation

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dernisierungen Profibus installierte. Dabeiprofitiert Bitburger enorm von der Offen-heit und Vielseitigkeit des Profibus: Bis hinzur Synchronisation der Antriebe in denAbfüllanlagen können alle Aufgaben miteinem durchgängigen Feldbussystem ge-löst werden.

Durchgängigkeit sorgt für mehrWirtschaftlichkeit

Die Weitsicht und Innovationsbereitschaft,die Bitburger mit der Entscheidung für Profi-bus demonstrierte, hat sich mittlerweilemehr als nur ausgezahlt. Die Automatisie-rungslösung auf Basis von Braumat undProfibus bietet Bitburger über die ursprüng-lich angestrebte Kostensenkung bei derVerkabelung hinaus zahlreiche Vorteile.

Mit Braumat und Profibus ist das Prinzipder horizontalen und vertikalen Durch-gängigkeit durch die gesamte Anlage so-wohl in der Leit- als auch in der Prozess-ebene realisiert: Alle Prozessinstrumentekommunizieren über ein und dasselbeKommunikationsprotokoll, Antriebe derAbfüllanlage ebenso wie die Frequenzum-richter, Druck- oder Temperaturmessge-räte. Das bedeutet auch, dass der Aufwandfür Installation, Datenhaltung, Dokumen-tation und Schulung erheblich reduziertist. Dank der durchgängigen Kommunika-tion ist die Datenhaltung über die gesamteAnlage hinweg konsistent, so dass Bitbur-ger völlig ohne Insellösungen auskommt.Zudem erhöht die digitale Kommunikationdie Genauigkeit der Prozesswerte und er-schließt damit neue Wege zur Optimierung

der Produktion. So kann beispielsweise einwichtiger Prozessparameter exakt aus ei-ner sehr kleinen Differenz der Dichte imGärkessel ermittelt und zur Zeiteinsparungim Prozessablauf verwendet werden.

Nicht zuletzt kann Bitburger auch dieMöglichkeiten der zunehmenden Verbrei-tung intelligenter Geräte im Prozess vollausschöpfen und zum Beispiel über die Dia-gnosemöglichkeiten von Profibus die War-tung und Instandhaltung der Automatisie-rungsinfrastruktur optimieren. Dadurchkönnen einerseits unnötige Maßnahmenund Kosten vermieden werden, anderer-seits kann einem Ausfall von Komponentenund Systemen effektiv vorgebeugt werden.

Investitionsschutz jetzt und in ZukunftEin weiterer wichtiger Aspekt bei der Beur-teilung der wirtschaftlichen Vorteile derAutomatisierungslösung ist nicht zuletztauch die Sicherung bereits getätigter In-vestitionen – und dank der Offenheit undKompatibilität von Profibus und Braumatist bei Bitburger sichergestellt, dass die in-stallierten Systeme weitgehend auch dienächsten Modernisierungen bei Bitburgerproblemlos mitmachen werden – so wieschon in den vergangenen 14 Jahren. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/brauereiE-Mail: claude.hestroffer@siemens.com

Paradebeispiel Brauindustrie: Hybridanlagen mit ProfibusIn einer Brauerei sind kontinuierlich und langsam ablaufende verfahrenstechnischeProzessschritte in den Bereichen Sudhaus, Gär- und Lagerkeller, Filtration oder auchEnergie eng gekoppelt mit sehr schnell und diskret ablaufenden fertigungstechnischenVorgängen im Bereich der Abfüllung. Branchen, deren Produktionsabläufe sich derartgemischt darstellen, werden als Hybridindustrien bezeichnet.

Gerade in solchen Anwendungen erleichtert eine Kommunikationslösung mitProfibus die Integration aller Produktionsschritte in ein durchgängiges Netzwerk: Beider Entwicklung von Profibus wurden alle Branchen der Fertigungs- undProzessindustrie und alle Anwendungen vom Wareneingang bis zur Qualitätskontrolleund zum Versand berücksichtigt. Profibus mit seinem Konnunikationsprotokoll ProfibusDP und seiner Ausprägung Profibus PA für die Anbindung von Geräten imProzessumfeld kann daher durchgängig für alle Automatisierungsaufgaben eingesetztwerden, wodurch Systembrüche und zusätzliche Schnittstellen vermieden werden.

... aber auch in der Abfüllung

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16Technische Gase

CASE STUDY

Den Auftrag für Bau und Betrieb derneuen Luftzerlegungsanlage (LZA)erhielt Air Products im Mai 2004. Das

Unternehmen belieferte das Stahlwerkbereits mit Sauerstoff, der mit einer beste-henden Anlage in Gent produziert wurde.Als sich das Stahlunternehmen für einenAusbau seiner Kapazitäten entschied, wurdejedoch eine neue LZA benötigt, um denzunehmenden Bedarf zu decken.

Einheitliche Lösung verringertEntwicklungszeiten

Die Anlage kann täglich 960 Tonnen reinenSauerstoff produzieren und benötigt einhoch entwickeltes Leitsystem, um die ver-schiedenen Durchfluss- und Druckparame-ter der Produkte zu überwachen und zu

steuern und damit die Produktqualitätsicherzustellen. Mit Simatic PCS 7 fand AirProducts die ideale Lösung für die Steue-rung des komplexen Prozesses. Da SimaticPCS 7 zudem eine einheitliche, integriertePlattform für Steuerung und Automatisie-rung aller Prozesse von der Prozess- bis hin zur MES-Ebene bietet, werden die Inte-gration und Inbetriebnahme des Systemserleichtert.

Das reduziert die gesamte Entwick-lungszeit der LZA, wie Dave Weir, ControlSystems Manager bei Air Products, bestä-tigt: „Der hohe Integrationsgrad war füruns ein großer Vorteil bei der Entwicklungder neuen Anlage. Beispielsweise bei derVisualisierung und Bedienung – frühermussten wir dafür zusätzliche Software-

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

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Sauerstoff wird durch die Zerlegung von Luft bei niedrigen Tempera-turen gewonnen

Air Products verringert Entwicklungszeiten undverbessert Prozesskontrolle mit Simatic PCS 7

Die neue GenerationAir Products ist ein weltweit aktiver Konzern für Equipment, technische Gaseund Chemikalien. In seiner Produktion im belgischen Gent beliefert eine vorkurzem in Betrieb genommene Sauerstoffanlage einen benachbarten Stahl-hersteller mit reinem Sauerstoff. Die neue Luftzerlegungsanlage kann mehr als960 Tonnen Sauerstoff pro Tag produzieren und gehört zur dritten Generationvon Anlagen dieses Typs – und ist gleichzeitig die erste, die mit dem Prozess-leitsystem Simatic PCS 7 ausgerüstet ist.

pakete verwenden. Diese Pakete mit derHardware zu kombinieren, war eine großeHerausforderung für das Engineering. BeiPCS 7 dagegen sind Hard- und Software be-reits aufeinander abgestimmt, und so wer-den die Zeiten für Entwicklung und Inbe-triebnahme auf ein Minimum reduziert.“

Investitionsschutz und umfangreicheUpgrade-Möglichkeiten

Durch die Entscheidung für PCS 7 konnteAir Products auch seine existierendenSysteme weiter nutzen, die bereits für diekomplexen gesetzlichen Vorschriften unddie umfassenden Steuerungsstrategien kon-figuriert wurden. Dazu Dave Weir: „Wennwir in der Vergangenheit zum Beispiel eineneue HMI-Ebene hinzufügen wollten, mus-sten wir die zusätzlichen Funktionalitätaufwändig in das Leitsystem integrieren.Manchmal war das auch gar nicht möglichund wir mussten das gesamte System er-neuern. Mit PCS 7 ist die Erweiterung derFunktionalität kein Problem mehr und somüssen wir nicht jedes Mal das Rad neuerfinden. Gleichzeitig erleichtert die Ska-lierbarkeit von PCS 7 zukünftige Upgrades,wenn wir zum Beispiel die alten Systemekomplett migrieren.“ ■

sistenten, verschiedenen Konzepten wieTypen, Instanzen und Modulen sowie deneinzelnen Prozeduren, die den Enginee-ring- und Validierungsaufwand verrin-gern. Das Engineeringhandbuch stellt dieverschiedenen Softwareapplikationen vonSimatic PCS 7 vor und erläutert den richti-gen Umgang mit diesen Tools im qualifi-zierten Umfeld.

Systemdesign leicht gemacht

Die ausführliche Dokumentation durch den Leitfaden und die Kriterien für dieKonfiguration und Implementierung desLeitsystems sorgen dafür, dass Fragen derKonformität bereits während des System-designs berücksichtigt werden. Der Anwen-der bekommt nicht nur einen fundiertenEinblick in die gültigen Gesetze und Anfor-derungen an Prozessleitsysteme, sondernerfährt auch, welche Hard- und Softwarediese Anforderungen abdeckt und wie dieeinzelnen Komponenten eingesetzt werdenmüssen.

Das Engineeringhandbuch verringertden Aufwand für Engineering und System-design, wodurch das Automatisierungs-projekt mit PCS 7 präzise und einheitlichspezifiziert werden kann. ■

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17TECHNOLOGY

Um den Anwendern die Projektierungund Umsetzung einer GMP-gerech-ten Automatisierungslösung noch

mehr zu erleichtern, hat Siemens ein spe-zielles GMP-Engineeringhandbuch zusam-mengestellt, das die spezifischen Richtli-nien und Anforderungen von validierungs-pflichtigen Anlagen und ihre Umsetzungin Simatic PCS 7 vorstellt. Dieses Handbuchnutzt das umfassende Validierungs- undGMP-Know-how von Siemens und fasst esin Form einer „Best Practice“ Guideline zu-sammen.

Projektierung im GMP-Umfeld

Das neue Simatic PCS 7 GMP-Engineering-handbuch beschreibt anhand praxisnaherBeispiele die Kriterien zur Auswahl der

passenden Hardware- und Software-Kom-ponenten und die GMP-gerechte Konfigu-ration der Software. Ein detaillierter Pro-jektierungsleitfaden erläutert Schritt fürSchritt die Konfiguration und Installationder Simatic PCS 7 Software, der Archivie-rungs- und Backupsysteme und speziellerApplikationen. Dabei werden auch Aspektewie Zugangskontrollen und Change Ma-nagements sowie die Implementierungvon Audit Trail-Funktionen und elektro-nischen Signaturen gemäß der geltendenRichtlinien berücksichtigt – genauso wiedie Regeln und Vorschriften der „GoodEngineering Practice“.

Gerade hier unterstützt PCS 7 den An-wender bereits mit einer Reihe hilfreicherTools, zum Beispiel Bibliotheken und As-

Prozessleittechnik

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pharmaE-Mail: fatime.ly@siemens.com

Leitfaden für das validierungsgerechte Engineering des Leitsystems PCS 7 im Pharma-Umfeld

Engineering-ABC

Das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 ist schon seit Jahren in validierungspflich-tigen Anlagen auf der ganzen Welt erfolgreich im Einsatz. Gerade im Hinblick aufden Einsatz in der pharmazeutischen Industrie wurde die im vergangenen Jahrvorgestellte neue Version 6.0 um zahlreiche Validierungsfunktionen erweitert.Das Simatic PCS 7 GMP-Engineeringhandbuch dokumentiert anhand zahlreicherBeispiele, wie sich die Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Simatic PCS 7optimal für die Automatisierung validierungspflichtiger Anlagen nutzen lässt.

18Pharmaindustrie

CASE STUDY

A n seinem Stammsitz in Basel be-treibt der Pharmakonzern Novartiseine biotechnische Pilotanlage, die

zur Herstellung von Naturstoffen für dieForschung eingesetzt wird. Im Mittelpunktder Anlage stehen 24 Fermenter mit einerKapazität von 10 bis 3.000 Litern, in denenNaturstoffe in der Größenordnung von ei-

nigen Gramm bis hin zu einigen Kilogrammgewonnen werden können.

Kontrollierte Bedingungen für gezielte Ergebnisse

Der gezielte Fermentierungsprozess erfor-dert nicht nur eine exakt dosierte Zufüh-rung von Nährlösungen. Es ist auch die ge-

naue Einhaltung zahlreicher Parameter er-forderlich, wie pH-Wert, Temperatur undder Gehalt an gelöstem Sauerstoff. Eine an-spruchsvolle Aufgabe, die nach einer abso-lut zuverlässigen Prozessautomation ver-langt. Diesen Anforderungen war die be-stehende Anlage nicht mehr gewachsen,sodass sich Novartis dazu entschloss, dieteilweise veraltete und unflexible Technikzu erneuern.

Die Realisierung des Projekts wurde vonSiemens gemeinsam mit dem im RaumBasel ansässigen Solution Provider Penta-Electric AG ausgeführt. Die realisierteLösung erfolgte auf Basis von „Totally Integrated Automation“ unter Verwendung von Simatic-Komponenten bestehend aus: S7-300 Controllern, ET 200, Touch PanelsMP370 sowie Simatic Net. Somit ist ein rei-bungsloses Zusammenspiel aller Soft- undHardware-Komponenten sichergestellt.Penta-Electric kümmerte sich um sämt-liche Dienstleistungen rund um Automati-sierung, Elektrotechnik und Anlagenbau.

Biotechnische Pilotanlage bei Novartis mit Simatic-Technologie modernisiert

Kontrolliert biologischNaturstoffe und deren synthetisch hergestellte Derivate sind wichtige Basis-substanzen für Arzneimittel in nahezu allen therapeutischen Bereichen. Zu denweltweit führenden Herstellern solcher Ausgangsstoffe zählt der SchweizerPharmakonzern Novartis. Seine biotechnische Pilotanlage wurde jetzt komplettüberholt und mit Simatic-Technologie auf den neuesten Stand gebracht.

In der Pilotanlagevon Novartis werdenNaturstoffe fürpharmazeutische Zwecke gewonnen

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Umbau bei laufendem Betrieb

Insgesamt wurden neun Fermenter mit ei-ner neuen Automatisierungslösung ausge-rüstet. Die besondere Herausforderung fürdas Projektteam bestand vor allem darin,dass der Umbau der gesamten Hard- undSoftware während des laufenden Betriebserfolgen musste. Die einzelnen Systemewurden sukzessiv in genau aufeinander ab-gestimmten Bauabschnitten demontiertund montiert, während die Produktion inden übrigen Fermentern weiterlief.

Dieser schrittweise Umbau erforderteeine ausgefeilte Planung und entsprechendeLogistik. Die neue Automatisierungstech-nik wurde in mehreren Schritten imple-

mentiert. Nach der Planungs- und Projek-tierungsphase, die im April 2002 begann,wurde bis November 2002 zunächst dieAutomatisierungs- und EMSR- Technik fürzwei Fermenter ausgewechselt. Die dabeientstandenen Standards und die gewon-nene Erfahrung bildeten dann gewisser-maßen die Vorlage für die weiteren Um-bauphasen, die bis Juli 2003 abgeschlos-sen wurden.

Gesteigerte Funktionalität

Das neue Automatisierungskonzept zeich-net sich nicht nur durch kompromissloseZuverlässigkeit aus, sondern bietet auchin der praktischen Handhabung entschei-dende Verbesserungen. Jeder Fermenterbesitzt jetzt eine eigene Bedieneinheit mitDisplay, auf der unter anderem die gesamteFermentation mit Kurvendiagrammen vi-sualisiert wird. „Mit den Touch Panels sinddie Fermenter benutzerfreundlicher ge-worden“, so Eric Weber, Fermentation En-gineer in der Pilotanlage. „Außerdem kön-

nen wir über das Touch Panel direkt vor Ortauf Alarmsituationen reagieren und zumBeispiel auch einstellen, ob der Alarm andie Zentrale weitergeleitet werden soll odernicht. Früher war das komplizierter.“ Einweiterer Vorteil des neuen Konzeptes ist dieerheblich verbesserte Wartungsfreund-lichkeit der Anlage: Wartung und Betriebder Anlage können jetzt problemlos durchentsprechend geschulte Service-Mitarbei-ter von Novartis durchgeführt werden.

Verfügbarkeit und lückenloseDatenarchivierung

Um die Verfügbarkeit der Anlage auch imFalle einer Störung zu sichern, können mitder zentralen Engineering- und Service-station die Bedienoberflächen, Kurvendar-stellungen und Anwenderprogramme zen-tral gespeichert werden. Sollte ein Bedien-panel oder eine Zentraleinheit ausfallen,kann nach erfolgtem Austausch die erfor-derliche Anwendersoftware von der zen-tralen Engineering-Servicestation auf dieentsprechend ausgetauschte Komponentegeladen werden und ist wieder einsatz-bereit.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil derAutomatisierungslösung ist der MIS-Light-Server, der die im Pharmabereich uner-lässliche lückenlose Prozessdokumenta-tion und Datenarchivierung gewährleistet.Er erhält sämtliche Prozessdaten über In-dustrial Ethernet-OPC direkt von den Fer-menter-Steuerungen. So können die Datenjederzeit für Dokumentationen und Aus-wertungen abgerufen werden. Zusätzlichsind alle Touch Panels an den einzelnenFermentern mit Memory-Cards ausgerüs-tet, sodass Prozessdaten für die Dauer einesBatches lokal gespeichert und angezeigtwerden können. In regelmäßigen Abstän-den werden diese Daten an den MIS-Light-Server zur Langzeitarchivierung und spä-teren Auswertung übertragen. Eric Webervon Novartis gibt sich äußerst zufriedenüber das Ende 2003 abgeschlossene Pro-jekt. Die Bedienung der Anlage ist in ihrenGrundzügen erhalten geblieben, aber mitentscheidenden Verbesserungen: „Im Prin-zip ist die neue Anlage eine Kopie der alten,allerdings eine optimierte Kopie.“ ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pharmaE-Mail: hansjoerg.munz@siemens.com

Auf dem Touch Panel jedesFermenters können dieaktuellen Batch-Daten auchlokal angezeigt werden

Penta-Electric AGSpezialist für die Elektro-, Mess-, Steuer- und RegeltechnikMitarbeiter: 122Gründungsjahr: 1993Anschrift: Frankfurtstrasse 78aCH-4142 MünchensteinSchweizTelefon: +41 (0)61-416 3636Fax: +41 (0)61- 416 36 66E-Mail: info@penta-electric.chInternet: www.penta-electric.ch

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20Pharmaindustrie

CASE STUDY

ZLB Behring beschäftigt an seinemStandort in Marburg 1500 Mitarbei-ter und ist einer der weltweit führen-

den Anbieter von Arzneimitteln aus Hu-manplasma. Dazu gehören zum BeispielProdukte zur Behandlung von Gerinnungs-störungen sowie Immunglobuline, die zurTherapie bei Immundefekten eingesetztwerden. ZLB Behring ist ein Tochterunter-nehmen des australischen Biopharmazeu-tika-Herstellers CSL Limited, und betreibtProduktionsstätten in Deutschland, derSchweiz und den USA.

Der Produktionsbereich Faktor IX inGörzhausen bei Marburg wurde kürzlichum einen Pharma-Pufferansatzbehältereinschließlich des dazugehörigen Heiz-und Kühlsystems erweitert. Ziel dieses Pro-jektes war es, Wartezeiten und Engpässebei der Herstellung von Puffer zu vermei-den und eine Erhöhung der Produktions-kapazität zu erreichen.

Die zusätzlichen Komponenten mussteninnerhalb eines extrem engen Zeitfenstersinstalliert und in Betrieb genommen wer-den. Für die gesamte Realisierungsphasevon der Montage über die Verrohrung undEMR-Montage bis hin zur Automatisierung,Inbetriebnahme, Optimierung und Quali-fizierung standen lediglich sechs Wochenzur Verfügung. Eine anspruchsvolle Ziel-setzung, die eine ausgefeilte Planung er-forderte und sich letztendlich nur realisie-

ren ließ, weil die einzelnen Baueinheitenweitgehend vorgefertigt und als bereitsfunktionsfertige Units angeliefert wurden.

Den Auftrag zur Durchführung des Pro-jektes erhielt das Siemens Center of Com-petence for Life Science in Marburg. ZurAufgabenstellung gehörten neben demkompletten Projektmanagement die ver-fahrenstechnische Berechnung, die Pla-nung, Installation und Qualifizierung derAnlagentechnik, ergänzt durch die Reali-sierung der kompletten Automatisierungs-,MSR- und Verfahrenstechnik.

Zusammenspiel der Experten

Dipl.-Ing. Jürgen Gliemann, Projektleiterbei ZLB Behring, erläuterte die Entschei-dung seines Unternehmens: „Die Kombina-tion aus Know-how in der Automatisierungund Validierungskompetenz hat letztend-lich zu einer Entscheidung für Siemensgeführt.“ Eine Aussage, die von Projektin-genieur Dipl.-Ing. Peter Scherer mit denWorten ergänzt wurde: „Ein weiterer Vor-teil waren die Vorort-Präsenz von Siemens

und das dort vorhandene Fachwissen imPharma-Engineering.“ Typisch für die Zu-sammenarbeit zwischen ZLB Behring undSiemens war dann auch eine enge Kom-munikation zwischen den beteiligten Mit-arbeitern, was zu einer ausgeprägt effi-zienten Projektabwicklung führte. Dabeilag das gesamte Projektmanagement in derHand eines Projektmanagers, dessen Auf-gabe es war, die beteiligten Siemens-Mitar-beiter zu einem fachübergreifenden Teamzusammenzuführen und gleichzeitig demKunden gegenüber als zentraler Ansprech-partner zu agieren.

Integrieren ohne zu verändern

Neben dem engen zeitlichen Rahmen be-stand eine weitere Herausforderung darin,den zusätzlichen Pharma-Pufferbehälternahtlos in den bestehenden und einge-spielten Produktionsbereich zu integrie-ren, ohne dabei die vorhandenen Struktu-ren zu verändern oder gegenseitige Ver-riegelungen zu beeinflussen. Zu diesemZweck wurde zunächst der Sourcecode des

Siemens integriert neuen Pufferansatzbehälter in bestehende Produktion

Nahtloser ÜbergangDie Ergänzung einer laufenden Produktion stellt immer eine Herausforderungdar. Ganz besonders, wenn dabei der Betrieb nur unwesentlich beeinträchtigtwerden soll und innerhalb eines eng definierten Zeitrahmens gearbeitetwerden muss. Bei ZLB Behring demonstrierte Siemens, wie durch die engeVerknüpfung von Verfahrens- und Automatisierungs-Know-how ein Puffer-ansatzbehälter mit anspruchsvoller Kühlungssteuerung schnell realisiert undproblemlos in die bestehende Produktion eingebunden werden konnte.

Keine Kompromissebei der Qualität:Ständige und um-fassende Kontrollengehören bei ZLBBehring zur Routine,um die Sicherheitder Produkte zugewährleisten

Die Produktion von Präparaten aus Plasmaproteinen ist das Kerngeschäft von ZLB Behring

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bereits vorhandenen Simatic Controllersentsprechend modifiziert und die Bedien-oberfläche für den Pufferansatzbehälterim Prozessleitsystem Simatic PCS 7 imple-mentiert.

Darüber hinaus hatte Siemens auch dieAufgabe, eine geeignete Steuerungslösungfür die Heizung und Kühlung des Behäl-ters zu entwickeln. Der Pufferansatzbehäl-ter ist vollständig von einem Mantel um-geben, der mit Sole gekühlt wird. DiesesKühlverfahren sorgt für einen sehr gutenWärmetransport und beschleunigt so denTemperiervorgang. Um ein gleichmäßigesAbkühlen der Sole zu erreichen, wurde einSteuerungsprogramm mit einem kaska-dierten Regelkreis realisiert, der mehrereFührungs- und Folgeregler ansteuert. SeineAufgabe ist es, eine genau kontrollierte Ab-kühlphase zu erreichen, bei der die Soleüber einen definierten Zeitraum hinwegvon 80 Grad Celsius auf 25 Grad Celsiusheruntergekühlt wird. Anschließend mussdann die Behältertemperatur bei konstan-ten 25 Grad Celsius gehalten werden. Wiedas laufende System zeigt, erreicht dieTemperatursteuerung exakt das definierteAbkühlverhalten und liegt dabei sogar umeiniges über den Anforderungen, die derKunde vorgegeben hatte.

Pharma-Know-how aus einer Hand

Nach Meinung aller Beteiligten konnte die-ses Projekt letztendlich nur deshalb in dem

geforderten Zeitrahmen realisiert werden,weil Siemens in der Lage war, alle beteilig-ten Fachleute zu koordinieren und sämt-liche Komponenten aus einer Hand zu lie-fern. Dadurch konnten die erforderlichenSchnittstellen reduziert und ein Großteilder Abstimmungsverluste vermieden wer-den, die normalerweise mit derart an-spruchsvollen Systemen einhergehen.

Zum Aufgabenumfang von Siemens ge-hörten ein Factory-Acceptance-Test, der vorInstallation der Anlage in der Siemens-Niederlassung durchgeführt wurde, sowieein abschließender Site-Acceptance-Test.Beide Tests wurden GMP-gerecht doku-mentiert und vom Kunden abgenommen.Teilweise parallel zum Site-Acceptance-Testführte Siemens auch die abschließendeQualifizierung des neuen Pharma-Puffer-ansatzbehälters durch – selbstverständlichebenfalls nach den im Pharmabereich in-ternational geltenden FDA-Regularien.

Im Anschluss daran konnte der neuePharma-Pufferansatzbehälter seinen Be-trieb aufnehmen – termingerecht und ohneAnlaufschwierigkeiten, wie alle Beteiligtenzufrieden bestätigen. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/pharmaDipl.-Ing. Stefan SchmidtE-Mail: s.schmidt@siemens.com

Die externe Solekühlung beschleunigt die Abkühlzeitender Pufferlösung erheblich

VentilKühlkreislauf

Ist-Temperatur

ElektrischeBeheizung

Soll-Temperatur(25°C)

Zeit1 h

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Daten und FaktenB Pufferansatzbehälter mit externer

SolekühlungB Behältervolumen: 800 LiterB Kühlsystem: externer Kühlmantel mit

Sole zur schnelleren TemperierungB Steuerungsansatz: kaskadierter

Regelkreis mit mehreren Führungs- undFolgereglern

B Steuerungslösung: Simatic ControllerB Prozesssteuerung: Simatic PCS 7

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Mehr zum Thema:www.siemens.de/prozessinstrumentierungE-Mail:wilhelm-van.oosterhout@siemens.com

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22Schifffahrt

CASE STUDY

D ie neuen, 2002 eingeführten inter-nationalen Normen für erhöhte Trans-portsicherheit fordern zum Schutz

vor Wassereintritt Melde- und Alarm-systeme in den Laderäumen aller neuenMassengutfrachter mit einfacher Hülle. Vor2003 gebaute Schiffe müssen diese Normab dem zehnten Jahr erfüllen oder ab derdritten Jahresinspektion, wenn sie älter alszehn Jahre sind.

C&A Stavros Kassidiaris Ltd. ist einSchiffbauunternehmen in Piräus, Griechen-land, und besitzt 25 Jahre Erfahrung beider Lieferung von Automatisierungssyste-men. Um die Schiffsbauindustrie bei derUmsetzung der neuen Richtlinie zu unter-stützen, entwickelte die Firma ein neues,konformes System. Dazu war ein zuver-lässiges, einfach zu installierendes undkostengünstiges Messgerät erforderlich.Dieses muss Wasser in den vielen ver-schiedenen Materialien entdecken, die einSchiff transportieren kann. Aus Versiche-rungsgründen werden die ZulassungenLloyds Register und American Bureau of

Shipping (ABS) benötigt. Schwimmer-systeme kommen nicht in Frage, da sie bei Materialanbackungen ungeeignet sindund zudem regelmäßige Wartung undhäufigen Austausch erfordern.

Die Lösung: Sitrans LC 300

C&A Stavros Kassidiaris fand im Trenn-schichtenmessgerät Sitrans LC 300 vonSiemens eine zuverlässige, preiswerteLösung. Die hohe Auflösung und Repro-duzierbarkeit des kapazitiven 2-Leiter-Messgeräts beruhen auf der einzigartigenUmkehrfrequenz-Methode der kapazitivenTechnologie. Durch die patentierte Active-Shield-Technologie haben Materialanba-ckungen, Dampf, Staub oder Kondensationkeinen Einfluss auf die Messwerte. DieGenauigkeit ist auch bei Materialien mithoher oder niedriger Dielektrizitätskon-stante gewährleistet.

Typischerweise wird die Sitrans LC 300-Sonde über ein Kabel in einem Messrohrim Frachtraum montiert. Die Sonde ist aufzwei Alarme bei bestimmten Füllhöhen

programmierbar. Zum Steuerpult gehöreneine LCD und Tasten für die Kalibrierungund Diagnose. Es überwacht den Zustandjedes Frachtraums. Angezeigt werden derNormalbetrieb, Alarmfüllstände des Mate-rials sowie Sensor- oder Kabelstörungen.

Zuverlässig und kostengünstig

Mit der Sitrans-Lösung konnten bei Instal-lationszeit, Leitungsbau und elektrischemAnschluss deutliche Einsparungen erzieltwerden. „C&As Melde- und Alarmsystemfür Wassereintritt mit dem Sitrans LC 300erfordert weniger Zeit für Beschaffung undEinbau und keinerlei Wartung“, so StavrosKassidiaris. „Damit werden die Gesamt-kosten wesentlich verringert.“ Das Systemermöglicht es der Schiffsbauindustrie, dieneuen Richtlinien zu erfüllen und dieTransportsicherheit zu erhöhen. ■

Erfassung von Wassereintritt auf Massengutfrachtern mit Sitrans LC 300

Klar SchiffSeit 2003 installierte Kassidiaris mehr als 100 Sitrans LC 300-Geräte aufMassengutfrachtern. Sie haben sich als zuverlässig und präzise bei derErfassung von Wassereintritt erwiesen und sind einfach einzubauen. DaSitrans LC 300 den Füllstand an zwei voreingestellten Punkten erfasst, istfür jeden Frachtraum ein einziges Gerät ausreichend. Das macht Sitransauch zu einer sehr kostengünstigen Lösung.

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Sitrans LC 300-Geräte sind Teil desMeldesystems in den Massengutfrachternvon C&A Stavros Kassidiaris Ltd. in Piräus,Griechenland

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Berührungslose Füllstandmessung mit Sitrans in Zementwerk

Ausfallsicher und robustDie Wietersdorfer & Peggauer Zementwerke GmbH ist ein erfolgreichesPrivatunternehmen der österreichischen Baustoffindustrie und Marktführerim Süden Österreichs. Bei der Herstellung des breit gefächerten Produkt-spektrums müssen alle Systeme perfekt funktionieren – auch die Füllstand-messung. Daher ersetzte Wietersdorfer & Peggauer die anfälligen mechani-schen Messgeräte durch eine neue, robuste und zuverlässige Lösung:Ultraschall- und Radarmessgeräte von Siemens.

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D ie Produktion von Zement ist eineziemlich staubige Angelegenheit –und das bedeutet für die zur Pro-

zesskontrolle eingesetzten Systeme vor al-lem, dass sie extrem robust und zuverläs-sig sein müssen. Bei allen in den Silos gelagerten Materialien muss sorgfältig aufdie korrekte Einhaltung der für den siche-ren Ablauf der Verarbeitung notwendigenFüllstände geachtet werden, da es sonst zuStörungen innerhalb der Prozesskettekommt. Daher dürfen die Sensoren zurMessung der Füllstände nicht ausfallen.

Berührungsloses Messen

Genau das war allerdings vor dem Umbauder Fall: Die mechanische Messung des Roh-

mehls im Homogenisierungssilo arbeitetenicht immer zuverlässig und in der Folgewurden oft ernste Störungen hervorgeru-fen. Daher entschied sich Wietersdorfer &Peggauer für ein berührungsloses Mess-prinzip auf Basis von Ultraschall- und Rad-armessgeräten von Siemens.

Zwischen Siemens und den Zement-experten in Peggau besteht eine langjährigeund gute Partnerschaft. Daher wandte mansich auch bei diesem Modernisierungs-projekt erneut an die branchenerfahrenenFachleute bei Siemens.

Gemeinsam mit dem Kunden arbeitetedas Team um den Siemens-Applikations-ingenieur Thomas Pfützenreuter ein stim-miges und umfassendes Gerätekonzept aus,

das auch in der rauen Umgebung einesZementwerks höchste Messgenauigkeit undVerlässlichkeit gewährleisten kann.

Mittlerweile ist die neue Messtechnik in-stalliert und hat sich auch im harten Alltagbewährt: Nach mehreren Monaten Betriebist kein einziger der Sensoren ausgefallen.

Vor kurzem hat Wietersdorfer & Peggauergemeinsam mit Siemens außerdem dieKalköfen mit neuen Drucktransmittern aus-gerüstet. Auch dieses Projekt ist gut und in der vorgesehenen Zeit abgewickelt worden. ■

Mehr zum Thema:www.siemens.de/zementwww.wup.atE-Mail: renate.breuer@siemens.com

CASE STUDYZementindustrie

Die LösungB Kranbahn: Auswerteeinheit Sitrans LU2

mit zwei XPS30 Ultraschallsensoren mit maximal 30 Meter Messbereich

B Bunker: zwei 10-Kanal-Ultraschall-Auswerteeinheiten Sitrans LU10 mitinsgesamt 17 XPS30 Sensoren undeinem XCT12 Hochtemperatursensor;pro Bunker ein Kapazitiv-SchalterCLS300 zur Abschaltung beiMaximalbefüllung

B Brechersteuerung: ein XPS15Ultraschallsensor mit AuswertegerätMultiranger 100

B Rohmehlsilo: Radargerät Sitrans LR400mit 32 Meter Reichweite

Die österreichische Wietersdorfer & Peggauer Zementwerke GmbH ist einer derführenden Hersteller von Zement und Baustoffen

Staub, Vibrationen, hohe Temperaturen:Die robuste Sitrans-Messtechnikarbeitet auch in rauesten Umgebungenzuverlässig

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Konya Seker ist der größte privateZuckerproduzent in der Türkei. Ende2004 hat das Unternehmen eine neue

Zuckerfabrik in Betrieb genommen. DasWerk liegt in Cumra, 300 km südlich vonAnkara im Hochland von Mittelanatolien,etwa 30 Kilometer südöstlich von Konya,einer Stadt mit 40.000 Einwohnern. DieFabrik kann täglich bis zu 12.000 TonnenZuckerrüben verarbeiten, aus denen dannrund 1.500 Tonnen Zucker entstehen.

Der Neubau der Fabrik ist das zurzeitgrößte Einzelprojekt in der Zuckerindus-trie in Europa. Bei der Automatisierung derAnlage galt es, zwei Ziele zur Deckung zu

bringen, die eigentlich als unvereinbargelten: Einerseits sollte hier eine hoch-moderne Anlage entstehen, die jeden Inge-nieur begeistert und einen neuen Maßstabfür die gesamte Zuckerindustrie setzt. An-dererseits galt es, anspruchsvolle betriebs-wirtschaftliche Gesichtspunkte zu berück-sichtigen und ein Produktionswerk zuschaffen, das kostengünstiger arbeitet alsalle anderen in der Branche.

Erfahrung ist Basis für optimale Lösung

Mit seinen mehr als 50 Jahren Erfahrung in der Zuckerindustrie besitzt Siemens die besten Voraussetzungen, um diese

widersprüchlichen Anforderungen mit-einander zu vereinbaren. Auf der Basiszahlreicher erfolgreich abgeschlossenerNeubauprojekte in der Zuckerindustrieerarbeitete Siemens zusammen mit demKunden ein Gesamtkonzept, das die Vor-teile von Totally Integrated Automationund einem durchgängigen Automatisie-rungskonzept mit Profibus als Feldbus-system kombiniert. Das Ergebnis ist eineoffene, leistungsfähige und gleichzeitiglangfristig kostengünstige Automatisie-rungslösung.

Siemens lieferte für das neue Werk diekomplette Antriebs- und Steuerungstechnikund übernahm außerdem die Vernetzungder Feldinstrumentierung von der pH-Ana-lytik bis hin zum Frequenzumrichter. AlsLeitsystem wurde Simatic PCS 7 eingesetzt.Siemens lieferte auch einen komplettenTurbosatz zur Energieerzeugung.

Durchgehende Vernetzung mit Profibus

Ein wesentlicher Schritt zur Kostenoptimie-rung bei der Automatisierung der Anlagewar der konsequente Einsatz von Profibus-Komponenten für die anlagenweite Ver-netzung.

24Zuckerindustrie

CASE STUDY

Projekt „auf der grünen Wiese“: Die Zuckerfabrik in Cumra ist dereinzige Neubau einer Zuckerfabrik in Europa der letzten Zeit

Konya Seker profitiert von der durchgängigenProzessautomatisierung

Perfekt konzipiertDie neue Zuckerfabrik von Konya Seker in der Türkei ist aktuell das einzigeNeubauprojekt in der europäischen Zuckerindustrie. Dank Branchenkompetenzund einem überzeugenden Gesamtkonzept konnte sich Siemens einen großenTeil der Aufträge für die Ausrüstung der Fabrik sichern – von der Energie-erzeugung bis hin zur Instrumentierung. Das schlüssige Konzept war eine derGrundlagen dafür, dass dieses große und bedeutende Projekt schnell undreibungslos abgeschlossen werden konnte.

zu reagieren, bevor es zu Unterbrechungender laufenden Produktion kommt.

Von Null auf Volllast in wenigenWochen

Die in der Zuckerfabrik in Cumra reali-sierte Automatisierungstechnik ist dietechnische Basis für effektive Prozesse undeinen wirtschaftlichen Dauerbetrieb desWerkes. Das wurde bereits bei der Inbe-triebnahme deutlich, bei der es gelang, dieFertigung innerhalb nur weniger Wochenbis an die Kapazitätsgrenze zu fahren.Siemens hat dabei in enger Zusammen-arbeit mit den engagierten Teams der be-teiligten Maschinenbauer und von KonyaSeker bewiesen, dass es sehr wohl möglichist, die oftmals gegenläufigen Anforde-rungen von Technikern und Betriebswirt-schaftlern auf einen Nenner zu bringen.Vorausgesetzt, die Technik spielt genausonahtlos zusammen wie die beteiligtenPersonen – und das war in Cumra durch-weg der Fall. ■

Die Prozessinstrumente sind überProfibus an das Leitsystem angebunden.Profibus erlaubt nicht nur die Übertragungder reinen Prozesssignale, sondern auchdie Übertragung sämtlicher Kalibrierdatenaus dem zentralen Engineeringsystem –und zwar nach der Montage des Gerätesvor Ort. Dadurch wird das Engineering er-heblich vereinfacht, sodass die gesamteInstrumentierung durch lediglich einenProjektingenieur projektiert wurde.

Außerdem liefert Profibus PA die Strom-versorgung der einzelnen Geräte mit. Biszu 32 Messgeräte lassen sich ohne Ran-gierverteiler und Signalaufbereitung aneinen Strang anschließen, der über eineKoppelbaugruppe versorgt wird. Der Auf-wand für die Feldverkabelung beschränktesich somit auf ein absolutes Mindestmaß.

Für Messungen, zum Beispiel von Ni-veau, Druck, Temperatur und Durchfluss,werden Sensoren und Transmitter vonSiemens eingesetzt. Sipan-Analysatorenwerten online Prozessparameter wie pH-Wert und Leitfähigkeit aus. Auch sämtlicheAktoren, wie Klappen, Ventile, Motorenund Frequenzumrichter, kommunizierenüber Profibus mit dem Leitsystem.

Transparent und zuverlässig

Die Leittechnik der Fabrik beruht durch-gängig auf dem Prozessleitsystem SimaticPCS 7. Dabei konnte völlig auf redundanteAutomatisierungssysteme verzichtet wer-den: Die Erfahrungswerte in anderenZuckerfabriken haben gezeigt, dass die PCS 7-Automatisierungssysteme bereits ineinfacher Ausführung ausreichend robustsind. Die PCS 7-Server, die Operator-Sys-teme und sämtliche Bedienstationen sindüber Industrial Ethernet vernetzt.

Die in Konya gelegene Mutterfabrik vonKonya Seker ist über eine Intranetverbin-dung mit dem Werk Cumra verbunden. In Konya und Cumra wurde ein Manage-ment Informationssystem (MIS) installiert,in das die alle relevanten Prozess- undLabordaten eingespielt werden. Dabei ge-neriert das System online die gesamteBerichterstattung für die beiden Werke zu einem umfassenden Reporting in Echt-zeit.

Mit dem MIS ist das Unternehmen in derLage, die Prozesse ständig im Auge zubehalten, kritische Entwicklungen schonim Vorfeld zu erkennen und proaktiv darauf

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Mehr zum Thema:www.siemens.de/zuckerE-Mail: bernd.langhans@siemens.com

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Die neue Simatic PCS 7-Leitwarte Integrierte Lösung bis in die Prozessebene: Siemens lieferteauch einen Teil der Prozessinstrumentierung für das neue Werk

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Mehr zum Thema:www.siemens.de/semiconductorE-Mail: uwe.brossmann@deutschesolar.deE-Mail: joerg.sawatzky@siemens.com

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Die Deutsche Solar AG mit Sitz inFreiberg, Sachsen, gehört zur Solar-World AG und gilt als einer der welt-

weit größten Produzenten von multikris-tallinen Siliziumwafern. Das Unternehmenprofitiert vom rasant wachsenden Solar-strom-Markt und konnte seine Produk-tionskapazität in den letzten Jahren starkausbauen.

Solide Basis für kontinuierliches Wachstum

Seit 1994 produziert das Unternehmen in Freiberg Siliziumwafer. Der mehrstu-fige Fertigungsprozess, bei dem das Auf-schmelzen von Silizium und die anschlie-ßende Kristallisation zu multikristallinenBlöcken im Mittelpunkt stehen, gefolgtvom Zusägen und Kappen der Blöcke, demSägen der einzelnen Wafer und einer Rei-nigung und Endkontrolle, wurde dabeikonsequent mit einer Technologieplatt-form automatisiert – mit Simatic-Steue-rungen.

Die Orientierung auf eine einheitlicheSystemtechnik ermöglichte es der Deut-sche Solar, über Jahre hinweg im Rahmenvon Erweiterungen der Produktion – wiezum Beispiel neuen Anlagen zur Ultrafil-tration, Reinstwassererzeugung, Druckluftund technische Gase, Lüftung, Betriebs-mittelzwischenlager, Tank- und Gefahr-stofflager, Slurryversorgung und vieleandere – auch das Steuerungs- und Visua-lisierungssystem problemlos mitwachsenzu lassen. Die neuen Anlagen und Ma-schinen ließen sich durchweg schnell undeinfach in die bestehende Automatisie-rungslösung einbinden.

Weiterer Ausbau

Diese Offenheit und Flexibilität, verbun-den mit der Tatsache, dass sich die kom-plexen Anforderungen einer Solarwafer-Produktion an die Prozesssteuerung mitder Simatic-basierten Lösung immer schnellund effektiv umsetzen ließen, überzeugtendie Deutsche Solar, auch beim Neubau

einer weiteren Kristallisationsanlage samtder dazu gehörenden Nebenanlagen er-neut auf Simatic zu setzen. Bis Juli 2005soll damit die Herstellung von Silizium-blöcken um weitere 40 MW auf insgesamt160 MW Kapazität aufgestockt werden.Darüber hinaus wird aktuell auch die vor-handene Waferfertigung erweitert.

Bereit für die Zukunft

Siemens hat die neuen Anlagen teilweisebei laufendem Betrieb der Produktion indas bestehende Automatisierungssystemeingebunden und gleichzeitig auch nochdie noch vorhandenen Simatic S5-Control-ler auf die leistungsfähigeren S7-Systememigriert. Parallel dazu wurde die Visuali-sierung mit Simatic WinCC vereinheitlichtund auf die neue WinCC-Version umge-stellt, sodass jetzt alle Bedienplätze eineinheitliches Visualisierungssytem besit-zen.

Mittlerweile sind auch diese Automati-sierungsprojekte – fast möchte man sagen„wie üblich“ – zur vollen Zufriedenheit desKunden abgeschlossen. Damit kann dieDeutsche Solar ihre führende Marktposi-tion weiter ausbauen. Dank der Offenheitund Flexibilität der Simatic-Technologie-plattform sind auch künftige Erweiterun-gen jederzeit möglich. ■

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Siliziumwafer-Produktion mit Simatic-Technologie

Wachstum mit System

Der Solarstrom-Markt wächst weltweit – und damit auch die Nachfrage nachSiliziumwafern, die den Kern jeder Photovoltaik-Anlage bilden. Die DeutscheSolar AG zählt zu den Gewinnern dieser Entwicklung – und da man bei derAutomatisierung der Anlagen und Prozesse von Anfang an auf Simatic-Technologie gesetzt hat, kann die Deutsche Solar ihre Kapazitäten flexibel und unkompliziert mit dem Markt wachsen lassen.

26Halbleiterindustrie

CASE STUDY

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Wachstumsmarkt Solarenergie:Die Produktion bei der Deutsche Solar AG kann dank Totally Integrated Automation flexibel erweitert werden

Die Deutsche Solar AG stellt multi-kristalline Solarwafer ausReinstsilizium her

ARC zu Siemens in der Prozess-industrie und im MES-Markt

Die ARC Advisory Group hat in den vergangenen Wochen eineReihe von Dokumenten veröffentlicht, die sich sehr positiv zu denMarktchancen und technologischen Möglichkeiten von Siemens-Systemen und -Produkten äußern.In ihrem White Paper betont ARC, dass sich Siemens vor allemdurch die gemeinsame Automatisierungsplattform für diskreteund kontinuierliche Prozesse sowie die Strategie, Kerntechnologienin eigenen Unternehmen zu entwickeln, gegenüber dem Wettbewerbauszeichnet. Siemens ist, so ARC weiter, einer der führendenHersteller von Systemen für die Prozessautomatisierung und -instrumentierung in Europa und baut auch in Nordamerika undweltweit seine Marktposition stark aus. Kernprodukt für dieProzessautomatisierung ist dabei das Prozessleitsystem SimaticPCS 7 – laut ARC ein äußerst solides und skalierbares System, dassich mit allen andere Prozessleitsystemen auf dem Markt messenkann.Die Siemens-MES Strategie ist Inhalt eines Field Reports über dieletzte Simatic IT Partner Conference, die vergangenen Herbst inItalien stattfand. Greg Gorbach von der ARC Advisory Group betontin diesem Field Report, dass Siemens mit Simatic IT, das sich strengan den Vorgaben des ISA 95-Standard orientiert, eine guteAusgangsposition für die Zukunft hat.

www.arcweb.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:

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Impressum process news 1-05HerausgeberSiemens 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

RedaktionsbeiratSean Cahill, Inez Costenoble, Catherine Derkosh,Dr. Michael Gilluck, Achim Heim, ClaudeHestroffer, Hans-Jürgen Huber, Walter Huber,Bernd Langhans, Hartmut Oesten, Silvana Rau,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 GmbH, Würzburg

process news erscheint vierteljährlich

Auflage: 21.000

Jobnummer: 002100 RPD51

© 2005 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:CALOMAT, ET 200, MICROMASTER, MP370,Oxymat, S7-300, SIMATIC, SIMATIC IT, PCS 7,SIMOCODE DP, SIPART, SITRANS, SIWAREX,TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION,ULTRAMAT, WinCC

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