Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der elektro AUTOMATION
Derzeit dauert es vom ersten Laborprodukt bis zur Serienherstellung auf einer individuell dafür entwickelten prozesstechnischen Anlage gut und gerne zehn Jahre. In diesem Zeitraum den Markt abschätzen zu können, gleicht dem Blick in die Glaskugel. Um die Time-to-Market zu halbieren, sollen prozesstechnische Anlagen künftig nicht mehr individuell, sondern aus standardisierten Modulen aufgebaut werden. Um solche Module verschiedener Hersteller untereinander kompatibel zu machen, bedarf es besonders hinsichtlich der Automatisierung aber neuer Rahmenbedingungen. Die Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie Namur stellte daher vor vier Jahren die Empfehlung NE148 auf, die zeigen sollte, was Anlagenbetreiber hinsichtlich der Modulbauweise künftig benötigen.
Kompakte Bauteile und ein neuer Standard
Einer der grundlegendsten Punkte war das herstellerunabhängige Einbinden automatisierter Module in das Gesamtleitbild der Anlage, wozu die Prozessautomatisierung heute noch nicht in der Lage ist. Daher setzte man sich mit dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) zusammen, um nach einer Lösung zu suchen. In einem Positionspapier fassten entsprechende ZVEI-Mitglieder darauf hin zusammen, wo ihrer Meinung nach Handlungsbedarf besteht, um die Forderungen der Namur NE148 zu erfüllen. Durch die Modularisierung verfahrenstechnischer Anlagen findet tendenziell eine Reduktion der prozess- und hilfsmediumführenden Rohrleitungsnennweiten bei gleichzeitiger höherer Packungsdichte der Sensorik und Aktorik statt. Es ergibt sich nach ZVEI-Ansicht daher die Notwendigkeit einer möglichst kompakten Ausführung der Feldgeräte. Mit steigender Packungsdichte im (Sub-)Modul steigt zudem die Belastung der (kompakten) Feldgeräte hinsichtlich der Umgebungsbedingungen – insbesondere durch hohe, prozessbedingte Temperaturen, aber auch durch Abwärme von Apparaten und Elektrik. Eine weitere Modularisierungsebene auf Feldebene mit Trennung von Sensor und Messumformer bzw. Aktor und Ansteuereinheit (z.B. Stellungsregler, Magnetventil) könnte notwendig werden. Ebenfalls ist eine Integration der Konverterelektronik in das Gehäuse des eigentlichen Sensors möglich.
Die größte Herausforderung für die Automatisierer sei aber nicht die Hardware, man benötige für ein solches Vorhaben vielmehr einen einheitlichen Standard: „Derzeit schreibt die in der Anlage verbaute Automatisierung den Kurs vor. Wird die Anlage über ein Modul erweitert – das gibt es teilweise bereits – muss von diesem oft die komplette Automatisierung gegen eine mit der Anlage kompatible Ausführung getauscht werden“, erklärt Axel Haller, bei ABB Portfoliomanager Öl, Gas & Chemie und Leiter des ZVEI-Arbeitskreises Modulare Automation. „Der neue MTP-Standard soll das Transportmedium für Informationen zwischen der aus intelligenten Modulen aufgebauten Anlage und einem übergeordneten Orchestrierungssystem bieten.“ Der MTP-Standard wird bewusst offen gestaltet, so dass dieser später auch problemlos von weiteren Herstellern angenommen werden kann. Die Kommunikation läuft daher etwa über das OPC-UA-Protokoll.
