Migration eines Prozessenergie-Informationssystems im laufenden Betrieb:

Energieverbräuche erfassen, analysieren und optimieren

Im Südwesten Deutschlands, in der Nähe der Schweiz und Frankreichs gelegen, liegt der Standort Rheinfelden von Evonik. Bild: Evonik

Energie ist ein kostbares Gut, das es sinnvoll einzusetzen gilt. Ziel aller ökologischen und ökonomischen Maßnahmen muss dabei sowohl die Ressourcenschonung sein, als auch Klimaschutz und Kostensenkung, bei gleichzeitiger Sicherstellung des Strom- und Medienbedarfs der jeweiligen Verbraucher. Gerade bei prozesstechnischen Anlagen, die schon länger in Betrieb sind, gibt es hier oft Handlungsbedarf, da die Technik „in die Jahre gekommen ist“ oder neue Features gewünscht sind. Einsparpotentiale lassen sich schließlich nur erkennen und nutzen, wenn alle relevanten Verbrauchsdaten erfasst und entsprechend ausgewertet werden. Modernisierungsmaßnahmen sind dafür unerlässlich.

Der mit Modernisierungen immer verbundene Aufwand wirkt oft abschreckend, da zusätzlich auch Produktionsausfälle während der Umstellung auf eine neue Lösung unvermeidbar erscheinen. Die Praxis zeigt jedoch, dass das Update eines Prozessenergie-Informationssystem meist einfacher und schneller zu bewerkstelligen ist, als man zunächst denkt. Wie das folgende Beispiel aus der chemischen Industrie zeigt, liefern Erfahrung und Kompetenz aller Beteiligten, sowie eine gute Planung und Vorbereitung die Voraussetzung dafür, dass selbst umfangreiche Migrationsmaßnahmen keineswegs zwangsläufig zu unerwünschtem Produktionsstillstand führen müssen.

In Richtung Zukunft unterwegs

Im Südwesten Deutschlands, in der Nähe der Schweiz und Frankreichs gelegen, liegt der Standort Rheinfelden von Evonik. Bild: Evonik

Im Südwesten Deutschlands, in der Nähe der Schweiz und Frankreichs gelegen, liegt der Standort Rheinfelden von Evonik.
Bild: Evonik

Im Südwesten Deutschlands, an der Grenze zur Schweiz liegt der Standort Rheinfelden des Spezialchemiekonzerns Evonik Industries AG. Auf einer Fläche von 40 Hektar produzieren hier rund 1.200 Mitarbeiter Rohstoffe für unterschiedlichste industrielle Anwendungen. Schwerpunkte sind die Produktion von Silanen, Füllstoffen und Mattierungsmitteln, Bleich- und Oxidationsmitteln und Waschmittelrohstoffen.

Diese Spezialchemieprodukte werden in komplexen Prozessen unter dem Einsatz verschiedener Energien hergestellt. Da hier Einsparpotential vermutet wird, will das Unternehmen den Verbrauch an elektrischer Energie, Gas, Dampf und Wasser in den nächsten Jahren weiter reduzieren. Ziel ist eine möglichst ressourcenschonende, kostenoptimierte Produktion, um auch zukünftig qualitativ hochwertige Produkte umweltverträglich zu fertigen und mit einem guten Preis-/Leistungsverhältnis anbieten zu können. Anfang 2014 fiel daher der Startschuss für die Installation eines neuen Prozessenergie-Informationssystems, um die Energie- und Medienverbräuche der Produktionsanlagen in den beiden Werksteilen detailliert erfassen und auswerten zu können. Bereits mit dem alten System hat Evonik Daten erfasst und auf deren Basis die Produktionsprozesse stetig optimiert. Nach dem Update wird die höhere Datendichte eine noch präzisere Analyse von Energiesparpotentialen ermöglichen.

Kompetenz von der Beschaffung bis zur Inbetriebnahme

Im Rahmen der Installation des neuen Prozessenergie-Informationssystems mussten schon mehrere hundert Messstellen neu eingerichtet werden. Bild: Endress + Hauser

Im Rahmen der Installation des neuen Prozessenergie-Informationssystems mussten schon mehrere hundert Messstellen neu eingerichtet werden.
Bild: Endress + Hauser

Als kompetenten Partner nahm Evonik die Automatisierungsspezialisten der Rösberg Engineering GmbH ins Boot. Beide Unternehmen kooperieren auf Basis mehrjähriger guter Erfahrungen bei früheren Migrationsprojekten. Auch in Rheinfelden ließen sich Feinplanung und Koordination der umfangreichen Modernisierungsmaßnahme innerhalb weniger Monate umsetzen, nahezu ohne den laufenden Produktionsbetrieb zu beeinträchtigen. Wichtige Voraussetzungen dafür waren präzise Planung und gute Vorbereitung aller anfallenden Arbeitsschritte seitens der Experten aus beiden Unternehmen. Immerhin mussten im Rahmen der Installation des neuen Prozessenergie-Informationssystems schon allein mehrere hundert Messstellen neu eingerichtet werden, z.B. für die Gaskompensation, Temperatur- und Druckerfassung.

Den steuerungstechnischen „Kern“ des neuen Systems bilden vier Simatic PCS7 Steuerungen sowie ein redundantes OS-Serverpaar. Bild: Evonik / Rösberg

Den steuerungstechnischen „Kern“ des neuen Systems bilden vier Simatic PCS7 Steuerungen sowie ein redundantes OS-Serverpaar.
Bild: Evonik / Rösberg

Den steuerungstechnischen „Kern“ des Systems bilden jetzt vier Simatic PCS7 Steuerungen sowie ein redundantes OS-Serverpaar, auf dem alle für die Erfassung der Energieverbräuche relevanten Daten gesammelt werden. Dazu wurden auch mehrere bereits bestehende OS-Clients in das Prozessenergie-Informationssystem integriert. Die entsprechenden Schaltschränke wurden ebenfalls von den Automatisierungsspezialisten konzipiert, verdrahtet und geliefert. Kommuniziert wird über Industrial-Ethernet und Profibus DP. Das Prozessenergie-Informationssystem wird betriebsintern im IT-Zentrum in Rheinfelden gehostet. Ein Webserver sorgt für komfortable Zugriffs- und Bedienmöglichkeiten. Schon vor der Inbetriebnahme wurde das neue Prozessenergie-Informationssystem auf Herz und Nieren geprüft, um bei der Inbetriebnahme unliebsame Überraschungen auszuschließen.

Gute Vorbereitung und hoher Praxisnutzen

Immer alles im Blick. Bei der Visualisierung ist Übersichtlichkeit Trumpf. Bild: Evonik / Rösberg

Immer alles im Blick. Bei der Visualisierung ist Übersichtlichkeit Trumpf.
Bild: Evonik / Rösberg

So wurden für einen umfangreichen Systemtest zunächst alle funktionsrelevanten Schlüssel-Komponenten in der logischen Anordnung bei Rösberg funktionsfähig zusammengestellt und in Betrieb genommen. Testroutinen und Funktionsbeispiele für die Anwendersoftware wurden installiert. Außer der Prüfung von Hard- und Software standen bei diesem System-Check weitere Überprüfungen auf dem Programm: Der Test des automatischen Wiederanlaufs nach Spannungsausfall, die Prüfung des Redundanzverhaltens, exemplarische Tests der Funktionen der Bedien- und Beobachtungsebene, z.B. der Zugriffsberechtigungen, der Hierarchien bei Bedienbildern und Alarmierung, Trendfunktionalitäten und Archivierung. Außerdem wurde in diesem Zusammenhang auch gleich die Dokumentation auf Vollständigkeit kontrolliert.

Nach dem erfolgreichen Systemtest und der Werksabnahme (FAT, Factory Acceptance Test) wurden die Komponenten dann in Rheinfelden in der Anlage installiert. Nach einem mehrtägigen Testlauf unter Betriebsbedingungen ging das neue Prozessenergie-Informationssystem dann im Oktober 2014 in Betrieb. Parallel dazu wurden die Mitarbeiter, insbesondere das Betriebspersonal und die Software-Spezialisten für Betreuung und Instandhaltung der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, geschult. In Rheinfelden ist damit jetzt sichergestellt, dass alle relevanten Verbrauchsdaten auch mit dem neuen System erfasst und entsprechend ausgewertet werden können., Das gelungene Projekt beweist, dass eine Modernisierung eines Prozessenergie-Informationssystems keineswegs mit zusätzlichen Stillstandszeiten und Produktionsausfall verbunden sein muss, wenn kompetent und planvoll vorgegangen wird. Auch bei zukünftigen Projekten wollen die beiden Partner deshalb wieder zusammenarbeiten.

Über Evonik Industries
Evonik, der kreative Industriekonzern aus Deutschland, ist eines der weltweit führenden Unternehmen der Spezialchemie. Profitables Wachstum und eine nachhaltige Steigerung des Unternehmenswertes stehen im Mittelpunkt der Unternehmensstrategie. Die Aktivitäten des Konzerns sind auf die wichtigen Megatrends Gesundheit, Ernährung, Ressourceneffizienz sowie Globalisierung konzentriert. Evonik profitiert besonders von seiner Innovationskraft und seinen integrierten Technologieplattformen. Evonik ist in mehr als 100 Ländern der Welt aktiv. Mehr als 33.000 Mitarbeiter erwirtschafteten im Geschäftsjahr 2014 einen Umsatz von rund 12,9 Milliarden € und ein operatives Ergebnis (bereinigtes EBITDA) von rund 1,9 Milliarden €.

Weitere Informationen finden Sie unter http://www.evonik.de.

Über die Rösberg Engineering GmbH
Rösberg Engineering GmbH, im Jahre 1962 in Karlsruhe gegründet, bietet mit rund 100 Mitarbeitern an fünf Standorten in Deutschland und in China maßgeschneiderte Automatisierungslösungen. Dazu gehört das Basic- und Detail-Engineering für die Automatisierung von prozess- und fertigungstechnischen Anlagen. Zudem verfügt Rösberg über umfangreiche Projektierungs- und Anwendungserfahrung beim Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen aller marktgängigen Fabrikate. Auch bei der Konfiguration, Lieferung und Inbetriebnahme von Prozessleitsystemen vertrauen viele Unternehmen auf Rösberg als herstellerunabhängigen Systemintegrator. Im Bereich Informationstechnik ist Rösberg Engineering seit über 25 Jahren mit dem PLT-CAE-System ProDOK NG international erfolgreich. Mit LiveDOK NG bietet RÖSBERG ein System an, das effizienten Zugriff auf die elektronische Anlagendokumentation ermöglicht sowie deren Pflege und Konsistenz während des gesamten Lebenszyklus gewährleistet. Die App LiveDOKmobile ermöglicht den online/offline Zugriff auf die Anlagendokumentation auf mobilen Endgeräten auch im Ex-Bereich. Der Plant Assist Manager (PAM) unterstützt den Anwender beim Dokumentieren und Durchführen von optimierten Prozessabläufen (Workflows). Unter dem Namen Plant Solutions begleiten ProDOK, LiveDOK und PAM Anlagen nicht nur bei Planung, der Errichtung und Änderung, sondern auch während der gesamten Betriebszeit. Alle Softwareprodukte befinden sich in der nächsten Generation (NG), sind somit auf dem neuesten Stand der Technik und bieten viele Möglichkeiten in Hinblick auf Visualisierung, Modularisierung, Datenbanken und Cloud-Anwendungen.

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