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Zwischen Strategie und Wirklichkeit

 

Die Prozessindustrie entwickelt neue Kommunikationskonzepte für die Digitalisierung der Prozesstechnikwelt.

 

Mit der Zielsetzung, Industrie 4.0 auch in der Prozessindustrie zu realisieren, wurden vielschichtige Konzepte und Zielsetzungen vorgestellt. Diese sind nicht einheitlich und spiegeln sowohl die ungleichen Interessen der Akteure wider als auch die unterschiedlichen Erwartungen bei den Anwendern und deren Branchen. Zur diesjährigen Prozess-Fachmesse ACHEMA 2018 im Juni werden daher drei verschiedene Strategien um Anerkennung buhlen: Diese sind die im November 2016 erstmals vorgestellte  »Namur Open Architecture« (NOA), die im November 2017 beschlossene Initiative »Advance Application Layer« (APL) sowie die in den USA entstandene Initiative »Open Process Automation« (OPA). Während die beiden erstgenannten initiativen NOA und APL in erster Linie durch die Verbände der Hersteller von Prozessinstrumentierung und Leittechnik entstanden sind, wurde OPA in den USA durch große Anwender initiiert. Als Gemeinsamkeit umgibt alle drei Konzepte eine gemeinsame Klammer: Diese wird einerseits durch die physikalischen und mitunter chemischen Gefährdungspotenziale der Prozesswelt gebildet und andererseits durch die Bestrebungen, die jeweilige Initiative in die internationalen Standardisierungsgremien der IEC einzubringen bzw. dort anzubinden.

In der Prozessindustrie ist das Kräftespiel der Akteure bislang sehr ausgeglichen. Das betrifft auch die zurzeit aktuell anstehenden Entwicklungsziele Digitalisierung und Internet der Dinge. Das industriespezifische Internet der Dinge (IIoT) gehört selbstverständlich dazu, und wenn zwischen dem »normalen« Internet der Dinge und IIoT überhaupt unterschieden werden darf, dann in der Prozessindustrie. Denn in deren Installationen sind besondere Sicherheiten (z. B. Explosionsschutz, Zündschutz, Eigensicherheit) unumgänglich, sodass in der Kommunikationstechnik auch eine andere Strategie zum Zuge kommen muss als in der diskreten Fabrikwelt.

 

Mit NOA zur neuen Systemwelt

 

Der Fachverband NAMUR, der als anerkannte Institution in der Prozesstechnik eine Vielzahl von technischen Empfehlungen erarbeitet hat und herausgibt, stellte im November 2016 durch den Namur-Arbeitskreis 2.8 »Automatisierungsnetzwerke und –dienste« das Konzept »Namur Open Architecture« (NOA) vor. Als Ziel von NOA wurde die Möglichkeit zur Nutzung innovativer Technologien in der Prozessindustrie bezeichnet, um dadurch die Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu erhöhen.

Mit NOA wird zukünftig zwischen der Kernautomatisierung und einer offenen Systemwelt für Monitoring- und Optimierungsaufgaben unterschieden. Die Daten der bisherigen Kernautomatisierung werden mit NOA durch offene Schnittstellen wie OPC-UA in die Systemwelt für Monitoring- und Optimierungsaufgaben exportiert. Wenn dies erforderlich sei, können solche Daten auch über einen zweiten Kommunikationskanal direkt an den Feldgeräten abgeholt werden. Zusätzliche Sensoren im Bereich Monitoring- und Optimierung können durch NOA einfach in die offene Systemwelt integriert werden.

Nach Angaben der Namur wird es auch mit NOA keine Kompromisse bezüglich der Anlagenverfügbarkeit und der Anlagensicherheit geben. Vielmehr sei ein Migrationspfad vorgesehen für Anwendungen, in denen offene Systemschnittstellen zwischen Process-Control-Aufgaben und dem Monitoring und der Optimierung benötigt werden. Dabei gilt der NOA-Ansatz sowohl für neue Produktionsanlagen als auch für bestehende Produktionsanlagen – und wie immer ist Automation Security ein integraler Bestandteil.

 

Industrial Ethernet für Ex-Zonen in der Prozessindustrie

 

Die Organisationen FieldComm Group, ODVA und PI (Profibus & Profinet International), die allesamt im Bereich der industriellen Kommunikationstechnik aktiv sind, sowie 11 Industriepartner berichteten im November 2017 über das gemeinsame Projekt  »Advanced Physical Layer« (APL). Bei APL geht es um die Feldkommunikation in der Prozessindustrie mittels Ethernet-Technologie.  APL soll zum einheitlichen Standard  als Erweiterung von Industrial Ethernet für anspruchsvolle Anwendungen in der Prozessautomatisierung entwickelt werden. Diese Arbeiten werden von der der Arbeitsgruppe IEEE 802.3cg vorgenommen und von den drei Organisationen entsprechend unterstützt. Konkret handelt es sich bei APL um die Umsetzung des Advanced Physical Layer als eigensichere 2-Draht Ethernetlösung mit einer großen Reichweite von bis zu 1.000 m für den Einsatz in Feldgeräten der Prozessautomatisierung. Diese IEEE 802.3cg –Busverbindung wird mit 10 Mbit/s über eine 2-Draht Leitung inklusive einer optionalen Stromversorgung für angeschlossene Feldgeräte – ebenfalls über die 2-Draht-Leitung (Power over Data Line) - betrieben werden. Des Weiteren sollen weitere von den Anbietern durchgeführte Entwicklungen unterstützt werden, um die Anforderungen für ein Industrial Ethernet, das in explosionsgefährdeten Bereichen bis zur Zone 0, Class 1/Division 1 eingesetzt werden kann, zu definieren und die hierzu notwendige Technologie zu implementieren.

 

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Die Digitalisierung ist auch in der Prozesswelt bereits fest etabliert: Auf der Umweltmesse IFAT 2018 stellt Siemens das Thema Digitalisierung von Wasser- oder Abwasseranlagen in den Mittelpunkt. Gezeigt wurden Lösungen über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen – von der Planung über den Betrieb bis zur Instandhaltung. Damit können der Energieverbrauch nachhaltig verringert und die Gesamtkosten reduziert werden. Bild: Siemens AG

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Sämtliche Fachbereiche der Prozessautomation werden digitalisiert: Die Energiewirtschaft könnte heutige Anforderungen ohne digitale Techniken nicht wirtschaftlich umsetzen. Symbolisches Bild: Quelle ABB

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