Digitalisierung eröffnet der Prozessindustrie Chancen

elektro AUTOMATION: Wollen Sie das etwas näher ausführen?

Rameil: Es geht vielmehr darum zu verstehen, in welchem teils disruptiven Ausmaß neue Geschäftsmodelle und -chancen durch die Digitalisierung erschlossen werden – und wie sich Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbslogiken in bestimmten Märkten neu definieren. Insbesondere hochspezialisierte Serviceleistungen, die für bestimmte Applikationen in Gebäuden oder Industrieanlagen abonniert werden können, sind dafür ein gutes Beispiel. Konsequente Digitalisierung erlaubt es, Workflows und Prozesse nachhaltiger zu gestalten, von neuen Geschäftsmodellen oder Dienstleistungen zu profitieren und erweiterte oder komplett neue Absatzmärkte zu erschließen.

Die Rolle von MES-Lösungen

elektro AUTOMATION: Welche Rolle nehmen – auch vor dem Hintergrund des Themas Industrie 4.0 – MES-Lösungen ein, die ja Workflows und Prozesse steuern?

Rameil: Mittlerweile ist ein klarer Trend hin zu mehr Automatisierung auch im Bereich der Produktionsplanung und Produktionssteuerung zu beobachten. Und das über den eigentlichen Bereich des Messens, Steuerns und Regelns hinaus. Wenn es darum geht, Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern, gewinnen MES-Lösungen für das Asset-, Operations-, Batch- oder Produkt-Information-Management immer mehr an Bedeutung. Ein ganz wichtiger Aspekt dieser Lösungen ist die Integration von Daten aus unterschiedlichen Quellen. Das verhindert nicht nur Systembrüche im Workflow, sondern sorgt auch für eine Zusammenführung von klassischerweise getrennten Welten. Ziel ist es, eine einheitliche, integrierte Sichtweise auf Warenwirtschaft, Beschaffung, Produktion und Vertrieb zu erhalten.

Prozessindustrie und Industrie 4.0

elektro AUTOMATION: Gibt es denn in Analogie zur Fertigungsautomatisierung auch in der Prozessautomatisierung eine Tendenz hin zu ‚Losgröße 1‘?

Rameil: Zugegeben, im Bereich der Prozessautomation haben wir es häufig mit größeren Produktmengen und hohen Produktionsgeschwindigkeiten zu tun, die eine Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten wie Losgröße 1 oder ‚built to order‘ wenig realistisch erscheinen lassen. Dennoch profitiert auch die Prozessindustrie von mehr Flexibilität, mehr Schnittstellen und mehr Automation über den Prozess hinaus. Insbesondere die Vermeidung von Systembrüchen bei der Produktionsplanung und beim Reporting schafft Agilität und reduziert Verluste.

Die Rolle der Namur Open Architecture

elektro AUTOMATION: Mit dem Erweitern der Automatisierungspyramide und den damit neu erschlossenen Daten eröffnet das NOA-Konzept (Namur Open Architecture) einen großen Bereich von Anwendungsfällen. Welche können aus Ihrer Sicht in besonderem Maße davon profitieren?

Rameil: Hier sind ganz klar das Asset-Management und das Wartungs-Management zu nennen. Beide können erheblich von der geschaffenen Datentransparenz profitieren. Voraussetzung dafür sind natürlich entsprechend ausgestattete Feldgeräte, offene Schnittstellen und eine sichere Implementierung der erforderlichen Infrastrukturen. Da im Kontext des NOA-Konzepts immer mehr Feldgeräte miteinander vernetzbar werden, stellt sich hier auch die Frage nach der Cybersicherheit, Diese sollte gemäß anerkannter Industriestandards (zum Beispiel IEC 62443) einem ganzheitlichen und herstellerunabhängigen Ansatz folgen.

Softwarezentriertes Automatisierungssystem von Schneider Electric

elektro AUTOMATION: Das NOA-Konzept der Namur sieht vor, Daten aus dem Feld auf einem getrennten Kommunikationspfad in der Cloud zur Verfügung zu stellen. Das ist eigentlich nur der erste Schritt auf dem Weg zur Digitalisierung. Wie könnte es weitergehen? Wie weit können Sie die Anwender auch bei der effektiven Nutzung der gewonnen Informationen unterstützen?

Rameil: Mit unserem EcoStruxure-Lösungsportfolio für die Prozessindustrie unterstützen wir nicht nur die digitale Vernetzung im Feld. Zusätzlich zu unseren Geräten, Sensoren und Bedienelementen, die direkt mit dem Prozess verbunden sind (Connected Products) und unseren Steuerungen (Edge Control) haben wir auch ein umfassendes Softwareangebot (Apps, Analytics and Services) entwickelt, mit dem für alle Stationen der Wertschöpfungskette sowie für sämtliche Stationen eines Anlagenlebenszyklus Mehrwert aus Daten generiert werden kann.

Dabei geht es neben Condition Monitoring und vorausschauender Wartung auch um Energiemanagement, Produkt-Rückverfolgbarkeit, Digital-Twin-Applikationen oder die strategische Planung von Geschäftsentscheidungen. Für unterschiedliche Branchen bieten wir zudem spezialisierte Anwendungen, sogenannte Advisor, die zur Bewältigung bestimmter Kundenanforderungen zum Einsatz kommen. Mit dem EcoStruxure Augmented Operator Advisor beispielsweise steht eine Softwareapplikation zur Verfügung, die während des laufenden Betriebs einen Augmented-Reality-basierten Echtzeit-Blick in Schaltanlagen oder Maschinen erlaubt. Weitere Beispiele sind der EcoStruxure Clean-in-Place Advisor für effizientere Reinigungsprozesse oder der EcoStruxure Machine Advisor für zukunftsweisende OEM-Services.

Am Ende des Tages hat alle Software in der Prozessautomation im Wesentlichen die Funktion, aus der stetig ansteigenden Fülle von Daten relevante Informationen so zu verdichten und in einen sinnhaften Kontext zu bringen, dass sie profitablen, nachhaltigen und sicheren Anlagenbetrieb ermöglicht.

Unterbrechungsfrei produzieren mit Namur.smart

elektro AUTOMATION: Mit Namur.smart will die Namur eine webbasierte Erfassung und Auswertung von Störungen an PLT-Sicherheitseinrichtungen ermöglichen. Wie bewerten Sie dies und welche Vorteile haben die Anwender davon?

Rameil: Das ‚smart‘ in Namur.smart steht für ‚SIS Malfunction Analysis and Reporting Tool‘. Dieses Tool ermöglicht eine strukturierte, statistische Erfassung von Zuverlässigkeitsdaten aus PLT-Sicherheitseinrichtungen. Daraus ergeben sich eine Reihe an Vorteilen. Auf Basis einer empirischen Ermittlung der Zuverlässigkeit – die im Übrigen oft höher ist als durch die Hersteller angegeben – lässt sich zum Beispiel von einer optimierten Planung von Prüfungsabständen sowie einer verlängerten, unterbrechungsfreien Produktion profitieren.

elektro AUTOMATION: Unterstützen Sie selbst dieses Konzept und welche Änderungen sind dazu geräteseitig erforderlich – etwa bezüglich der Sensorik?

Rameil: Für einen erfolgreichen Einsatz von Namur.smart ist die einfache, sichere Zugänglichkeit von Daten zur Nutzung und zum aktuellen Status der mit dem Prozess verbundenen Automatisierungsgeräte (Sensorik und Aktorik) mindestens ebenso wichtig wie die entsprechende Auswertung der Daten und die Präsentation in verständlichen, sinnvollen Darstellungen. So lassen sich aus Rohdaten aussagekräftige Informationen zum vorbeugenden Asset-Management gewinnen. Mit dem EcoStruxure Maintenance Advisor steht eine leistungsfähige Enterprise-Lösung zur vorausschauenden Wartung von digitalen Geräten zur Verfügung. Die Datensammlung von den Feldgeräten ist dabei herstellerunabhängig konzipiert, wobei existierende Feldgeräte-Topologie, Konfigurator für den MSR-Ingenieur, Benutzerschnittstelle für den Geräte-Techniker und die Wartungs-Workflows effizient und sicher in das Schneider Electric EcoStruxure Foxboro DCS integriert sind.

Die Bedeutung von Ethernet Advanced Physical Layer (APL)

elektro AUTOMATION: Mit APL ist nun eine Kommunikationstechnik verfügbar, die die Konnektivität vereinheitlichen könnte. Auf dieser Basis-Technologie können verschiedenen Ethernet-Protokolle genutzt werden. Wie beurteilen Sie die Rolle von APL?

Rameil: Ethernet Advanced Physical Layer (APL) ist eine sehr vielversprechende Technologie, mit der sich eine robuste, flexible und leistungsfähige Kommunikation mit vergleichsweise einfachen Mitteln umsetzen lässt. Anwender in der Industrie profitieren dabei von einer eigenen Energieversorgung der angeschlossenen Geräte, von reduziertem Aufwand für die Verkabelung, vergrößerten Reichweiten (im Vergleich zu Standard-Ethernet) und von einer hohen Flexibilität bei der Strukturierung der Topologie. Angesichts dieser Vorteile ist es klar, dass wir die Marktentwicklung auf diesem Gebiet natürlich mit großem Interesse verfolgen.

Ethernet-APL: Erste Produkte marktreif

OPC UA und die Prozessautomatisierung

elektro AUTOMATION: Wie in der Fabrikautomation gibt es auch in der Prozessautomation eine gewisse Vielfalt an Feldbus-Lösungen und Ethernet-Protokollen, begonnen bei 4-20 mA und HART, HART IP; Modbus bis hin zu Profinet PA und Ethernet/IP. In der Fabrikautomation ist man mit OPC UA over TSN (Time-Sensitive Networking) auf der Suche beziehungsweise auf dem Weg zu einem einheitlichen Feldbusprotokoll der Zukunft. Gibt es vergleichbare Bestrebungen auch für die Prozessindustrie?

Rameil: Absolut. In den letzten Jahren haben wir viele Feldbus-Standards in der Industrie gesehen und die Entwicklung geht immer weiter. Derzeit gibt es einen starken Trend hin zu einer robusten und leistungsfähigen Feldkommunikation über Ethernet. Bei Schneider Electric setzen wir im Zuge unserer künftigen Produkt- und Lösungsentwicklung klar auf OPC UA over TSN. Wir sind der Überzeugung, dass diese Technologie sowohl größtmögliche Flexibilität und Offenheit als auch ein hohes Maß an Cybersicherheit bietet. Zudem ist OPC UA weitgehend standardisiert und kann – von kleinsten Anwendungen bis hin zu umfassenden Kommunikationslösungen –, nahezu beliebig skaliert werden.

Ein weiterer Vorteil ist: OPC UA verfügt über Referenzimplementierungen für viele unterschiedliche Plattformen, oft mit kommerziell verfügbaren Bibliotheken, welche die Einbindung in vorhandene Umgebungen erleichtern. Damit ist der Standard für alle Anwender interessant, die auf langfristige Verfügbarkeit und eine solide Marktverbreitung setzen. Beides sind zentrale Kriterien, nach denen wir unsere technologischen Entscheidungen bei Schneider Electric immer ausrichten.

Wozu dienen Feldbus und Industrial Ethernet?

5G-Mobilfunk als Chance für verteilte Anwendungen

elektro AUTOMATION: Welche Rolle spielt die 5G-Technologie für Schneider Electric?

Rameil: Neue Technologien beobachten wir natürlich immer sehr interessiert. Nicht zuletzt zählt dazu auch der neue 5G-Mobilfunkstandard. Die speziellen Anforderungen der Prozessindustrie, wie höchste Verfügbarkeit, Robustheit gegen Cybersicherheits-Angriffe sowie zuverlässige Energieversorgung von Messungen, sind Herausforderungen für mobile Anwendungen. Denkbar wäre ein Einsatz der neuen Technologie sicherlich für spezielle Szenarien wie bewegliche Assets, für Anwendungen, die über große räumliche Distanzen verteilt sind oder für Logistik-Aufgaben. Auch heute schon werden drahtlose Verbindungen in der Prozessindustrie mit Erfolg eingesetzt – wenn auch meist beschränkt auf besonders geeignete Anwendungsfälle und weniger kritische Bereiche der Anlage.

Modularität in der Prozesstechnik

elektro AUTOMATION: Modulare Anlagen sind schon seit einigen Jahren ein wichtiges Thema in der Prozessindustrie. Hier kommt zwingend auch die Automatisierungstechnik ins Spiel. Wo stehen Automatisierungsbranche und Prozessindustrie hinsichtlich der technischen Umsetzung einer Automatisierung modularer Prozessanlagen?

Rameil: Modulare Automation ist ein klarer Trend in der Prozessautomation. Dies vor allem in Bereichen mit hoher Dynamik in der Anlagentopologie und bei tendenziell kleineren Anlagen mit einer großen Varianz der produzierten Produkte, beispielsweise in der Feinchemie oder bei Technikums-Anlagen. Eine Herausforderung hierbei ist die ganzheitliche Koordination der unterschiedlichen, flexibel kombinierbaren Anlagenteile im Bereich Systemverwaltung und -wartung sowie bei der systemübergreifenden Produktions-Steuerung. Hinzu kommt, dass in Bestandsanlagen oft proprietäre Steuerungssysteme vorhanden sind, die offene Standards zur modularen Automation zumeist noch nicht unterstützen. Angesichts der heute vorhandenen, technischen Möglichkeiten bei Anwendung aktueller Technologie – was etwa die Rechenleistung oder die Cloud-Verfügbarkeit angeht – gibt es hier Verbesserungspotentiale. Bei Schneider Electric setzen wir auf den Standard IEC 61499 für herstellerunabhängige Programmierung (Universal Automation), um die Potenziale von Industrie 4.0 hinsichtlich Flexibilität, Effizienz und Produktivität in einem heterogenen Umfeld besser zu nutzen.

Mit dem EcoStruxure Automation Expert haben wir auch bereits eine wegweisende Automatisierungs-Plattform auf den Markt gebracht, mit der es Nutzern möglich ist, automatisierte Anwendungen innerhalb einer einheitlichen Softwareumgebung hardwareunabhängig zu modellieren. Mit der damit gewonnenen Freiheit in punkto Engineering, Umrüstung und Design gehen handfeste Vorteile einher. Nicht nur lassen sich Markteinführungs- und Umrüstzeiten erheblich reduzieren, die virtuelle Verfügbarkeit der gesamten Anlage an einem zentralen Software-Ort gestattet auch eine optimierte Sicht auf alle Prozesse und Workflows. Condition Monitoring, vorausschauende Wartung oder Energiemanagement sind nur einige der sich daraus ergebenden Möglichkeiten.

Branchenlösungen für die Prozessautomatisierung

elektro AUTOMATION: Schneider Electric hat im Bereich der Prozessindustrie gleich mehrere Lösungen im Portfolio, unter anderem EcoStruxure für Wasser und Abwasser, EcoStruxure-Lösungen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie EcoStruxure für Öl, Gas und Petrochemie. Können Sie kurz erklären, welche Funktionen diese Lösungen umfassen?

Rameil: Für die genannten Branchen stehen innerhalb unseres Portfolios speziell zugeschnittene Komplettsortimente an elektrotechnischen Komponenten, Steuerungen und Softwareanwendungen zur Verfügung. Beispielsweise gehört seit August 2020 das auf MES- und Leitsysteme für die Brauereibranche spezialisierte Softwareunternehmen Proleit zu Schneider Electric. Damit ist es uns möglich, unsere IoT-Lösungsarchitektur EcoStruxure auf die spezifischen Marktanforderungen dieses Segments zuzuschneiden und passgenaue Lösungen zu bieten. Ähnliches gilt für weitere Zielmärkte der Prozessindustrie.

Innerhalb der IoT-Lösungsarchitektur EcoStruxure sind all diese Elemente offen und durchgängig miteinander vernetzbar und ermöglichen damit maximale Datentransparenz von zum Beispiel Lieferketten, Produktionsprozessen, Energieversorgung oder Gebäudebetrieb. Mit Hilfe digitaler Services lässt sich diese Datentransparenz dann nutzen, um über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage hinweg vorausschauend zu warten, wichtige KPIs zu überwachen oder Investitionsentscheidungen fundiert abzusichern. Insbesondere mit der System Platform unseres Partners Aveva (übrigens seit 2006 ein funktionales Kernelement des EcoStruxure Foxboro DCS Leitsystems) bieten wir in diesem Kontext eine Softwarelösung, mit der alle Prozesse unternehmensweit und von zentraler Stelle aus verwaltet und gesteuert werden können. Auf diese Weise wird ein einheitliches und fortlaufendes Informationsmodell geschaffen, auf das sämtliche Abteilungen eines Unternehmens Zugriff haben. Dadurch entstehen Vorteile in Sachen Produktivität, Agilität und Benutzer-Effektivität. Anglian Waters, als größter britischer Wasserversorger, konnte mithilfe der Aveva System Platform seinen Betrieb zum Beispiel deutlich zuverlässiger gestalten. Die Folge: Bis zu 10 Millionen Liter weniger Wasserverlust pro Tag.

elektro AUTOMATION: Wie sind in den genannten EcoStruxure-Lösungen die Namur-Themen (NOA-Konzept, 5G-Technologie, Modularisierung von Anlagen etc.) abgebildet?

Rameil: Zunächst betrachten wir die Namur-Arbeitsblätter und -Empfehlungen als wichtige Informationsquelle. Unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern steht ein Konzernzugang zu der umfassenden Bibliothek an Arbeitsergebnissen der Namur zur Verfügung. Gleichzeitig werden aber auch über unterschiedliche Nutzergruppen neben der Namur – wie Open Group, ARC Advisory Group oder WIB – aktuelle Technologie- und Anwendungstrends an uns herangetragen. Zudem sind wir auf den Veranstaltungen der Namur präsent und nutzen diese, um uns als Hersteller über aktuelle Kundenbedürfnisse zu informieren. Auf diese Weise orientieren wir unsere Produkt- und Lösungsentwicklung nah am Kunden und bringen Technologien auf den Markt, die über lange Lebenszyklen und hohe Relevanz verfügen.

Darüberhinaus ist es uns wichtig, dass unsere Lösungen, auch im Fall von Umrüstungen oder Upgrades eine möglichst hohe Anlagenverfügbarkeit gewährleisten und sich ergonomisch in bereits bestehende Installationen einfügen. Denn selbstverständlich ist es so, dass die allermeisten Anwender, mit denen wir arbeiten, natürlich über eine bestehende Automatisierungs-Infrastruktur verfügen und Stillstandszeiten soweit irgend möglich vermieden werden sollen. Um hier die jeweils bestmöglichen Ergebnisse liefern zu können, stellt die Namur mit ihren Arbeitskreisen eine wichtige Informationsquelle und Networking-Plattform für uns dar. Wir freuen uns deshalb auf die Gelegenheit, im Rahmen unseres Sponsorings einer zukünftigen Namur-Hauptsitzung einen angeregten und lehrreichen Austausch mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern führen zu können.

Mehr Informationen zu EcoStruxure Plant von Schneider Electric: hier.pro/6oVxE

Kontakt: Schneider Electric GmbH Gothaer Straße 29 40880 Ratingen Tel. +49 2102404-0 de-schneider-service@se.com www.se.com/de

Die Namur-Hauptsitzung

Die Namur-Hauptsitzung ist ein Kongress für Mitglieder und Gäste der Namur (Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie), die von einem Hersteller-Unternehmen gesponsort wird. Die Hauptsitzung findet normalerweise einmal im Jahr statt und wird von zirka 650 Teilnehmern besucht. 2020 war Schneider Electric als Sponsor vorgesehen, die Veranstaltung dann Corona-bedingt aber um ein Jahr verschoben. Am 4. und 5. November 2021 wird sie nun nachgeholt, allerdings im virtuellen Format. Schneider Electric wird damit erst in der Zukunft Sponsor der Namur-Hauptsitzung.

Der Verband bietet normalerweise ein umfangreiches Programm zu einem aktuellen Schwerpunktthema. Dem Vortrag des Sponsors stehen am Vormittag des ersten Tages Vorträge der Namur gegenüber, die entscheidende Punkte aus Sicht der Anwender aufgreifen. Workshop-Beiträge aus den Arbeitsfeldern der Namur, des Sponsors sowie von internationalen Kooperationspartnern bereichern am Nachmittag die Agenda. Nach der Verleihung des Namur-Awards am Vormittag des zweiten Tages erwarten die Teilnehmer weitere attraktive Vorträge. Abschließend wird der Sponsor und das Motto des Folgejahres bekanntgegeben.

Nachgefragt: Schneider Electric als Sponsor der Namur-Hauptsitzung

elektro AUTOMATION: Welche Motivation hat Schneider Electric, künftig eine Namur-Hauptsitzung zu sponsorn?

Marcel Rameil (Schneider Electric): Zukunftsweisende Technologien für die Automatisierungsindustrie sind ein zentraler Bestandteil unseres gesamten Lösungsportfolios. Sowohl mit dem EcoStruxure-Foxboro-DCS-Prozessleitsystem als auch mit den modularen und dreifach redundanten EcoStruxure-Triconex-Sicherheitssteuerungen verfügt Schneider Electric über marktführende und weitverbreitete Lösungen für sichere und hochverfügbare Automation in der Prozessindustrie. Mit weltweiten Projektierungs- und Servicekapazitäten verfügt Schneider Electric über gut eingeführte Kundenzugänge und Projektierungskapazitäten. Das Wonderware Software-Business wurde in das breite Portfolio von Aveva integriert, gleichzeitig erwarb Schneider Electric 60 Prozent der Anteile von Aveva. Als jüngste Acquisition ist OSIsoft seit März 2021 mit dem gut eingeführten Enterprise-Solution-Paket OSI PI System Teil von Aveva.

European CEO Alliance unterstützt EU-Plan

Im Ergebnis liefert das Unternehmen als enger Partner von Schneider Electric marktführende Softwarelösungen für industrielle Anlagenplanung und Anlagendesign, ganzheitliches Engineering, Überwachungs-, SCADA-, MES- und IIoT-Anwendungen und bietet somit ein umfassendes Portfolio für industrielles Operations Management. Insgesamt verfügt Schneider Electric damit über ein IIoT-basiertes Komplettangebot für sämtliche Anwendungsbereiche der Prozessindustrie. Dabei setzen wir voll auf die Digitalisierung, um aktuelle und künftige industrielle Ansprüche an Produktivität, Flexibilität und Nachhaltigkeit zu erfüllen. Vor diesem Hintergrund ist es uns ein Anliegen, künftig als Sponsor der Namur-Hauptsitzung gemeinsam mit anderen Branchenakteuren die wegweisenden Themen voranzutreiben. Unsere Lösungen bieten das, was es für den nächsten Entwicklungsschritt in der Prozessindustrie braucht.