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Optimierung der Prozesssteuerung mit Industry 4.0

EDIP

Fast jeder industrielle Prozess ist in der Lage, Aspekte der vierten industriellen Revolution, der Vernetzung und Digitalisierung von Produkten, Geschäftsmodellen und Wertschöpfungsketten, auch bekannt als Industry 4.0, zu übernehmen. Da mehr Hersteller und Unternehmen die Prinzipien übernehmen und häufigere Protokolle implementiert werden, werden die Vorteile leichter zugänglich.

Paul Trevitt, Operations and Engineering Manager bei Bürkert Fluid Control Systems, geht auf die Vorteile dieses sich entwickelnden Konzepts ein und wie es in Prozesssteuerungsszenarien implementiert werden kann.

Ziel von Industry 4.0 ist es, die Welten der industriellen Produktion und Netzwerkkonnektivität zu einem "Internet der Dinge" zusammenzuführen. Dies wird zu einer Umgebung für "intelligente Produktion" führen, in der intelligente Maschinen, Systeme und Netzwerke in der Lage sind, unabhängig voneinander Informationen auszutauschen und darauf zu reagieren, um industrielle Produktionsprozesse zu verwalten.

Richtig implementiert, hat die Schaffung eines stärker vernetzten Prozessleitsystems das Potenzial, die Produktivität erheblich zu verbessern. Tatsächlich hat PwC, eines der weltweit größten professionellen Dienstleistungsunternehmen, eine umfassende Umfrage unter deutschen 200-Industrieunternehmen durchgeführt und erwartet, dass die Produktivität in den nächsten fünf Jahren um 18% steigen wird. Obwohl nur 20% der Unternehmen zum Zeitpunkt der Umfrage eine Neuinvestition in digitale Steuerungen gestartet haben, wird erwartet, dass 85% von ihnen innerhalb von fünf Jahren die 4.0-Lösungen von Industry einführen wird.

Verbesserung der Datenkommunikation

Es gibt bereits große Datenmengen, die von Maschinen erzeugt werden, die dann auf ein Gerät höherer Ebene zur Interpretation übertragen werden. Da die Daten von einer zunehmenden Anzahl von Prozessen und Controllern verwendet werden, ist es wichtig, dass der Produktionsprozess ein universelles Kommunikationsprotokoll verwendet. Dies ermöglicht einen freien Informationsfluss durch die Fertigungsstätte und ermöglicht auch in Zukunft den Ausbau des automatisierten Systems.

Viele Industriezweige, insbesondere stark regulierte Arzneimittel wie Arzneimittel, müssen große Mengen an Daten aus ihren Herstellungsprozessen erfassen, einschließlich präziser Aufzeichnungen über die Wasserqualität, die einen entscheidenden Teil der Einhaltung von Industriestandards bilden.

Steigende Datenmengen können jedoch die Übertragungsgeschwindigkeit einschränken, was letztendlich die Produktivität beeinträchtigen könnte. Dies kann durch den Einsatz moderner Feldgeräte und deren Controller gemildert werden, die intelligenter werden und zunehmend lokal intelligente Entscheidungen treffen, den Datenverkehr reduzieren und die Entscheidungsfindung beschleunigen.

In der Vergangenheit konnte die Datenerfassung mit einer breiten Palette von Sensoren erreicht werden, während dies jetzt zusammen mit einer kontinuierlichen Datenanalyse statt einer Batch-Abtastung automatisiert werden kann. Diese Verbesserung der Datenerfassung ist auf Fortschritte in der Designtechnologie und auf eine Kostenreduzierung zurückzuführen, die die neueste Sensortechnologie einem viel breiteren Publikum zugänglich gemacht haben.

modulares Analysesystem

Intelligente Sensorwürfel können pH, Chlor, Leitfähigkeit, Redoxpotential (ORP) und Trübung messen

Effektive Prozesskontrolle

Nachdem so viele Prozessdaten erfasst wurden, ist es wichtig, sie effektiv zu nutzen, sonst wäre die Investition in moderne Sensoren verschwendet worden. In Bezug auf die Prozesskontrolle können Daten von Durchflussmessung, Temperatur, Druck, pH und vielen anderen Sensoren nun prozessnah analysiert und grafisch dargestellt werden. Etwaige Anomalien können an der am besten geeigneten Stelle markiert werden, selbst wenn sie von der Produktionsstätte entfernt ist.

Über Netzwerkverbindungen können sowohl Produktionsinformationen als auch Informationen über Prozessparameter übertragen werden, die außerhalb der geforderten Spezifikationen liegen. Auf diese Weise wird die Prozesssteuerung auf lokaler Ebene gehalten, wobei nur Alarme und kritische Daten weiter in die Umgebung gesendet werden.

Die wirklichen Fortschritte waren jedoch die Integration von Prozesskontrollen in das Gesamtkonzept. Moderne Designs von Input / Output (I / O) -Modulen ermöglichen die Kombination von Sensoren und Aktoren innerhalb des gleichen Netzwerks mit standardisierten Signalen. Dies ermöglicht es Steuerventilen, sofortige Rückkopplungssignale von lokalen Sensoren zu verwenden, um die Genauigkeit der Steuerung zu verbessern.

So hat Bürkert beispielsweise seine effiziente Device Integration Platform (EDIP) entwickelt, ein Konzept, das eine intelligente Vernetzung bis auf Sensor- und Aktorenebene ermöglicht. Dieses Protokoll verbindet und standardisiert die Hardware, Software und Kommunikation von Bürkert-Produkten. Die Kommunikation zwischen den EDIP-Geräten erfolgt über eine Schnittstelle nach dem Industriestandard CANopen mit zusätzlichen Features.

Vereinfachte Steuerungslösungen

In Fortsetzung dieses Beispiels und der Wichtigkeit der Wasserqualität ist es nun möglich, eine Reihe von sensorischen Daten mit einem kompakten und effizienten Analysesystem zu erfassen. Das Online-Analysesystem Typ 8905 wurde von Bürkert entwickelt, um eine einfache, integrierte und flexible Lösung zu bieten. Es verwendet eine Reihe von intelligenten Sensorwürfeln, die pH, Chlor, Leitfähigkeit, Redoxpotential (ORP) und Trübung messen können.

Die Verwendung einer grafischen Oberfläche erleichtert die Interaktion mit dem Analysesystem und bietet nahezu unbegrenzte Prozesssteuerungsfunktionen. In Verbindung mit Prozessregelventilen und Durchflussmessgeräten kann diese Anordnung als eine dezentrale Steueranordnung angesehen werden, die die Arbeitsbelastung der zentralen Steuerungen und die des Bussystems selbst reduzieren kann.

intelligente Sensorwürfel

Die Flexibilität von Systemen wie EDIP ermöglicht die Standardisierung von Hardware, Software und Kommunikation einer breiten Palette von Prozesssteuerungsgeräten

Die Flexibilität von Systemen wie EDIP ermöglicht es, die Hardware, Software und Kommunikation einer breiten Palette von Prozesssteuerungsgeräten zu standardisieren und ihre Aktionen zu kombinieren, um eine maßgeschneiderte Lösung für jeden Prozess zu liefern. Darüber hinaus vereinfacht und vereinfacht die gemeinsame Schnittstelle die Expansionspläne und ermöglicht deren schnelle und effiziente Implementierung.

Der zunehmende Grad an Automatisierung und Konnektivität hat zu "Industry 4.0" geführt, mit dem immer mehr Geräte in industriellen Prozessen kommunizieren und interagieren können. Alle diese neuen Informationen müssen jedoch so verwaltet und angezeigt werden, dass sie leicht zu verstehen und zu interpretieren sind. Da immer mehr Daten generiert werden, sind wir in der Lage, sie zu verarbeiten und effektiv zu nutzen.

Bei der weiteren Erforschung der Möglichkeiten, die von "Industry 4.0" geschaffen werden, ist es wichtig, dass die Investitionen in neue Ausrüstungen und Prozesse mit den Vorteilen für das gesamte Unternehmen einhergehen. Wenn man jedoch zu lange darauf wartet, effizientere Prozesse und eine bessere Informationstechnologie zu implementieren, kann dies dem Wettbewerb zugute kommen.

Helen Christopher
Bürkert Fluid Control Systems
Fluid Control Centre, 1 Bridge End, Cirencester, Gloucestershire, GL7 1QY, Großbritannien
Tel: + 44 (0) 1285 648720 Fax: + 44 (0) 1285 648721
Web: www.burkert.co.uk
E-Mail: [Email protected]

Burkert Fluid Control Systems

Herstellung von Prozessanlagen. Einer der wenigen Hersteller, die Lösungen für den kompletten Regelkreis anbieten.

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