URSA Chemie

URSA Chemie

Effizientes Bedienen und Beobachten im Ex-Bereich

Ausgangslage im Chemieunternehmen

Große Hersteller chemischer Produkte verfügen über Anlagen, die auf die Massenproduktion eines Stoffes ausgerichtet sind, aber flexibles, schnelles Wechseln des Fertigungsvorgangs nicht erlauben. Für diese Massenproduktion werden auch Zusatzstoffe und Grundstoffe in geringen Mengen benötigt, deren Produktion im eigenen Haus sich für die Betreiber großer Chemiefabriken meist nicht auszahlt. Jedoch sind die Anforderungen an diese Vorprodukte genauso hoch wie an die Endprodukte, das heißt: einwandfreie Qualität und Rückverfolgbarkeit müssen jederzeit gewährleistet sein. Eine weitere Herausforderung stellt sich durch die Umgebungsbedingungen. Entflammbare Gase und Dämpfe setzen zwingend Geräte voraus, die für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich zertifiziert sind.

Ursa Chemie aus Montabaur in der Nähe von Koblenz stellt Vor- und Zwischenprodukte für die chemische Industrie her. Die Ausstattung und die produktionstechnischen Möglichkeiten stehen denen großer Chemieunternehmen in nichts nach, so dass vom einfachen Mischprodukt bis zum komplexen Reagenzprodukt alle Chemikalien hergestellt und verarbeitet werden können.

Anforderungen

• Umstellung der Kessel von manueller Bedienung hin zur automatisierten Fertigung

• die hohe Flexibilität in der Produktion und die Möglichkeit, schnell auf kurzfristige Anfragen von Kunden zu reagieren, sollen gewahrt werden

Funktionen der Automatisierungstechnik

focus erarbeitete ein Konzept, wie die bei chemischen Prozessen notwendigen Automatisierungsschritte bspw. „Rühren“ und „Heizen“ in sogenannte Basics zerlegt und definiert werden können. Ein Basic verfügt über Parameter, die dem herzustellenden Produkt angepasst werden müssen. Diese Parameter werden in einer SQL-Datenbank gespeichert. Bei neuen Prozessen müssen sie lediglich richtig kombiniert und mit den jeweiligen Parametern versehen werden und der Produktionsprozess kann starten.

Die eingesetzte Scada-Software greift auf dieselbe SQL-Datenbank zu, in der das Produktionsplanungssystem von Ursa die Reihenfolge der Basics und die dazugehörigen Parameter festlegt. Die Anbindung an die Produktionsdatenbank war dank der offenen Schnittstellen einfach. Dabei reichen die Darstellungsmöglichkeiten in WinCC von einer Übersicht aller Kessel mit den wichtigsten Informationen auf einen Blick bis zu einer detaillierten Darstellung einzelner Kessel mit Daten zu Ventilstellungen, Temperaturen, Füllmenge und weiteren Betriebsdaten.

WinCC ist als Mehrplatzsystem eingerichtet. Bediener können von dreizehn über die Anlage und die Schichtführerbüros verteilten Clients gleichzeitig auf das Prozessleitsystem zugreifen. Per Handeingabe können – nach Authentifizierung über Log-in und Passwort – Parameter angepasst und Basics hinzugefügt oder entfernt werden. Es besteht die Möglichkeit, auf einfache Weise eine Bildnavigation innerhalb des WinCC-Projektes zu erstellen, diese mit einer Anzeige von Sammelmeldungen zu versehen und einfach und schnell in jedes Bild zu integrieren. Weiterhin wird die Traceability, also die Rückverfolgbarkeit des Produktionsprozesses, durch die lückenlose Dokumentation chargenbezogener Werte und Meldungen ermöglicht. So kann dem Kunden zu jedem Produkt eine Auswertung erstellt und mitgegeben werden.

Key Facts - Automation

• Eine hochverfügbare, redundant aufgebaute speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) Simatic S7 417H liest die Werte aus der Datenbank und steuert den Produktionsprozess.

• Die Produktionseinheiten (zehn  Kessel und Nebenaggregate) sind über dezentrale Peripheriebaugruppen Stahl Remote I/O (Ex) und Simatic ET 200S angebunden.

• Implementierung des Leitsystems mit Simatic WinCC V7 von Siemens

• Die in der Anlage eingesetzten Clients sind als explosionsgeschützte Thin Clients ausgeführt.

• Zur weiteren Erhöhung der Übersichtlichkeit nutzt focus eine selbst angepasste Version der Funktion „Basic Process Control“.

• Das Scada-System wurde um das Add-On PM-Quality erweitert.

• Durch die Automatisierungstechnik und Visualisierung wurden zusätzlich Verbesserungen in sämtlichen Bereichen realisiert - von einer geringeren Fehlerquote und dem damit verbundenen Rückgang von Ausschuss, bis zur genaueren Rückverfolgbarkeit über die gesamte Prozesskette.