Automatisierung von Industrieanlagen

Die Automatisierung von Industrieanlagen hat mit der digitalen Revolution in den 1970er Einzug in die Produktionsunternehmen gehalten. Auf der Hannover Messe 2011 sprach die Branche erstmals von der nächsten industriellen Revolution, von Industrie 4.0. Die fortschreitende Entwicklung neuer Technologien in Form von Cloud Computing, großen Datenbanken, dem Internet der Dinge und künstlicher Intelligenz gilt heute als Notwendigkeit für jedes erfolgreiche Unternehmen. Industrie 4.0 gilt als die Antwort auf die individualisierten Bedürfnisse eines modernen Kunden und den allgegenwärtigen Trend zur Personalisierung von Produkten und Dienstleistungen. Ruland unterstützt mit seinen Anlagen für flüssige Produkte die Automatisierung und Digitalisierung von Produktionsprozessen.

Ergänzend zu unseren Prozessanlangen liefern wir maßgeschneiderte Automatisierungs- und IT-Lösungen. Die meisten unserer Anlagen sind inzwischen voll automatisiert. Unsere Steuerungs- und Visualisierungssysteme basieren überwiegend auf modernen Lösungen von Siemens, Rockwell und Aveva. Alle Ruland-Anlagen werden modular aufgebaut und mit dezentralen Steuerschränken versehen, die wir selbst in unserer Werkstatt bauen. Somit erhöhen wir den internen Vorfertigungsgrad unserer Module. Zusätzlich reduziert diese Lösung Montage-, Inbetriebnahme-Zeiten, da wir die Verkabelung der Module und den Signal-Check noch vor Auslieferung durchführen. Grundlage von Industrie 4.0 ist, möglichst viele digitale Daten in Echtzeit zu erfassen und diese übergeordneten Systemen für die intelligente Auswertung und Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Damit steigen die Anforderungen an die in der Anlage verbauten Sensoren und Kommunikationspfade.

Oft sind unsere verfahrenstechnischen Anlagen sehr umfangreich. An verschiedensten Stellen und unter unterschiedlichsten Bedingungen werden Daten und Messwerte erzeugt, Geräte werden gesteuert und die Bedienung der Anlagen ermöglicht. Für die durchgängige Vernetzung zwischen den Anlagenteilen und den Steuerungskomponenten verwenden wir Industrial Ethernet, hauptsächlich ProfiNet oder Ethernet I/P. Dieses wird je nach Anforderung gekoppelt mit diversen anderen Netzwerken wie AS-i Bus und IO-Link. Open Platform Communications (OPC-UA) wird mittlerweile als Standard für den Austausch zwischen den Systemen unterschiedlicher Hersteller oder Quellen eingesetzt. So lassen sich zum Beispiel Daten aus verschiedenen SPS-Systemen und Software-Applikationen sammeln. Über eine einheitliche Schnittstelle stehen diese Daten dann verschiedenen Anwendungen und Datenbanken zur Verfügung. Die OPC-Technologie ermöglich also eine herstellerunabhängige Kommunikation zwischen verschiedenen Anlagen und unterstützt die übergreifende Steuerung und Nachverfolgung der Produktionsprozesse.

Die Wahl des Automations-Systems hängt von den Prozessanforderungen ab. Für einfach aufgebaute Anlagen verwenden wir HMI-Bedienpanels zur Steuerung der Anlagen. In komplexeren Anlagen werden üblicherweise SCADA-Systeme eingesetzt. SCADA-Systeme basieren auf PCs und und bieten mit ihrer Skalierbarkeit und Funktionalitäten vielfältige Möglichkeiten. Das SCADA-System kann vom Einzelplatz- bis hin zum dezentralen Mehrplatzsystem mit einer großen Anzahl von Bedienstationen skaliert werden. Zusätzliche Funktionen wie redundante Ausführungen, verteilte und sichere Datenhaltung oder Zugriffe über mobile Endgeräte erhöhen die Verfügbarkeit und Bedienerfreundlichkeit der Anlagen. Mit diesen SCADA-Systeme können die Anlagenbetreiber den gesamten Produktionsprozess in Echtzeit zu verfolgen. Bei Bedarf können sie schnell reagieren, eventuelle Störungen im Produktionsprozess direkt beheben und Produktionsausfälle vermeiden.

Individuelle Anlagen benötigen oft individuelle Lösungen für die Anlagensteuerung. Unsere Entwickler arbeiten mit der Entwicklungsumgebung Microsoft .NET, mit der maßgeschneiderte Anwendungen erstellt werden. Für das übergeordnete Anlagenmanagement haben unsere Developer das Ruland Prozess Management System (RPMS) entwickelt. RPMS steuert und erfasst den kompletten Produktionsprozess. RPMS verwaltet und koordiniert die einzelnen SPS-Steuerungen auf Betriebsleitebene und organisiert den täglichen Produktionsablauf. Zusätzlich bietet es individuell gestaltbare Schnittstellen zu ERP-Systemen, Finanz- und CRM-Software oder Laborsoftware, sofern diese Daten für den Produktionsprozess relevant sind. Die verschiedenen Module unseres Prozess Management Systems spiegeln die einzelnen Bereiche des Herstellungsprozesses wider. Das System ist frei skalierbar und kombinierbar und findet auch schon in kleinen Anwendungen, zu Beispiel als einfache Betriebsdatenerfassung, seinen Einsatz. Das Ruland Prozess Management System kann Ressourcen für den Prozess verwalten | Produktionen aus Ressourcen planen | Prozesse produktabhängig über verschiedene Rezepturen fahren | Produktionspläne mit Hilfe der Rezepturaufträge erstellen | Qualitätsmerkmale mit zugehörigen Auswertungen speichern und abrufen | Produktfluss in Form von Chargen dokumentieren und verfolgen | Prozesswerte und Prozessereignisse als Report dokumentieren und archivieren.

Über gesicherte Fernwartungssysteme können unsere Anlagen-Spezialisten im Bedarfsfall auf die Anlagen zugreifen. Der Remote Access auf unsere Anlagen ist Standard, um im Störfall, für Fehleranalysen und bei Wartungen den Kunden schnell zu unterstützen. Auch Systemupdates und kleinere Optimierungen können online über den Fernzugriff abgewickelt werden. In der Regel erfolgt der Zugang bzw. die Netzwerkverbindung zu dem Kundennetzwerk mit den vorhandenen Sicherheitsmechanismen des Kunden.