Zukunftsfähige Anlagenautomatisierung
Ethernet-APL, NAMUR Open Architecture und MTP
Zukunftsfähige Digitalisierungskonzepte werden auch in der Prozessindustrie immer wichtiger. Durch vorausschauende Wartung, datenbasierte Prozessoptimierungen oder gezielte Anlagenmodularisierung sollen Effizienz, Output und Verfügbarkeit gesteigert werden. Mit Automatisierungstechnik von Beckhoff können Sie die Digitalisierung Ihrer prozesstechnischen Anlage flexibel realisieren – sowohl in Greenfield- als auch in Brownfield-Projekten.
Welche Potentiale bietet Digitalisierung für die Prozessindustrie?
- Einsparung von Ressourcen dank durchgängiger Erfassung von Daten und Verbräuchen
- Steigerung des Outputs mit intelligenter Anlagenüberwachung und -optimierung
- Minimierung von Downtime durch vorausschauende Wartung von Feldgeräten
- Verkürzung der Time-to-Market durch modulare Anlagenkonzepte
Entdecken Sie unsere Lösungen für zukunftsfähige Anlagenautomatisierung:
Ethernet-APL
Mit Ethernet Advanced Physical Layer (Ethernet-APL) steht der Prozessindustrie ein neuer Kommunikationsstandard zur Verfügung, der schnelle und durchgängige Datenübertragung ermöglicht. Ziel ist es, die gesamte Kommunikation in prozesstechnischen Anlagen – von der Feldebene bis in übergeordnete Leitsysteme – Ethernet-basiert umzusetzen. Dabei geht es nicht nur um die reinen Prozessdaten, sondern insbesondere um Statusinformationen von Feldgeräten für die Diagnose und vorausschauende Wartung. Zur modularen Integration von Ethernet-APL-fähigen Feldgeräten hat Beckhoff die kompakte EtherCAT-Klemme ELX6233 entwickelt.
NAMUR Open Architecture
Die NAMUR Open Architecture (NOA) ist ein von der NAMUR entwickeltes Konzept zur Realisierung der Anlagenüberwachung und -optimierung in der Prozessindustrie. Mit NOA werden über einen zusätzlichen zweiten Kanal bisher nicht ausgelesene Daten nutzbar gemacht, ohne dass die bestehende Automatisierungsstruktur verändert wird. So lassen sich gerade Brownfield-Anlagen einfach nachrüsten. Zur Umsetzung von NOA hat Beckhoff ein NOA Edge Device entwickelt, welches aus einem Embdedded-PC, EtherCAT-Klemmen und einem TwinCAT-Software-Projekt besteht.
Module Type Package
Das Module Type Package (MTP) ist ein herstellerunabhängiger Standard zur Vereinfachung der Modularisierung von prozesstechnischen Anlagen. Das MTP enthält alle erforderlichen Informationen und standardisierten Schnittstellen, um einzelne Prozessmodule einfach in den übergeordneten Process Orchestration Layer zu integrieren. Unabhängig vom Steuerungshersteller können einmal entwickelte Module einfach in anderen Anlagen wiederverwendet werden. Mit TwinCAT MTP integriert Beckhoff das Module Type Package in die gewohnte TwinCAT Engineering-Umgebung.
Einen kompakten tabellarischen Überblick über die Technologien und Konzepte zur Digitalisierung in der Prozessindustrie finden Sie hier:
Applikationen: MTP und NOA im Einsatz
Realisierung der NAMUR Open Architecture bei Bayer
In der chemischen Industrie kommt der Prozessanalysentechnik (PAT) eine wesentliche Bedeutung zu. Um hierbei die Effizienz zu steigern und von einer zeit- zu einer zustandsbasierten Instandhaltung zu kommen, setzt die Bayer AG auf das moderne NOA-Konzept – mit einem kompakten Edge Device aus Embedded-PC CX8110, EtherCAT-HART-Klemmen EL3182 und TwinCAT OPC UA Server von Beckhoff ohne Änderung der vorhandenen Steuerungstechnik realisiert.
Module Type Package (MTP) im industriellen Einsatz bei Ajinomoto Omnichem
Wie das Modular Type Package-Konzept zur Automatisierung einer industriellen Anlage eingesetzt werden kann, haben Ajinomoto Omnichem, ein Unternehmen der Ajinomoto-Gruppe, und Beckhoff in diesem Use Case erfolgreich demonstriert.
Unsere Branchen-Experten beantworten häufig gestellte Fragen
Wie kann ich Ethernet-APL mit bestehenden Technologien kombinieren?
In vielen Applikationen soll Ethernet-APL neben bestehenden Kommunikationstechnologien, wie HART, Profibus oder digitalen Signalen, eingesetzt werden. Für diesen Mischbetrieb bietet der Markt bisher jedoch keine Lösungen. Beckhoff integriert Ethernet-APL deshalb modular in das bestehende Klemmenportfolio, in dem verschiedene Signaltypen flexibel kombiniert werden können.
Wie ist bei Ethernet-APL der Explosionsschutz umgesetzt?
Auf Basis der IEC-Spezifikation 60079-47 schreibt Ethernet-APL verschiedene Energiepegel für eigensicheres Ethernet vor. Diese Pegel werden in sogenannten Portprofil-Spezifikationen aufgegriffen, denen jeder APL-Port eines Netzwerkes entsprechen muss. Zudem ist definiert, welche Ports miteinander verbunden werden dürfen. Eine gesonderte Berechnung des Eigensicherheitsnachweises ist deshalb nicht notwendig.
Wie viele Geräte kann ich an das NOA Edge Device anschließen?
Das NOA Edge Device kann mit zusätzlichen I/O-Klemmen so lange flexibel erweitert werden, bis die gewünschte Anzahl an Kanälen erreicht ist - es existiert kein Limit für den Anschluss von Feldgeräten. Softwareseitig werden die Daten aus allen angeschlossenen Kanälen über den OPC UA Server zur Verfügung gestellt.
Kann ich das NOA Edge Device nur mit HART-Feldgeräten betreiben?
Nein, das NOA Edge Device ist auch mit anderen Kommunikationsprotokollen kompatibel. Durch die Erweiterung mit entsprechenden I/O-Klemmen können auch Feldgeräte über andere Protokolle angeschlossen und flexibel in einem Edge Device miteinander kombiniert werden.
Kann ich NOA mit anderen Funktionen wie Condition Monitoring kombinieren?
Zentraler Bestandteil des NOA Edge Device ist ein Industrie-PC. Auf diesem können neben der NOA-Funktionalität auch weitere Softwarekomponenten ausgeführt werden, z. B. für Condition Monitoring oder Energiemanagement. Dazu müssen lediglich die I/O-Klemmen erweitert und die entsprechenden Softwarebausteine integriert werden.
Wie erleichtert TwinCAT die MTP-konforme Programmierung?
TwinCAT ermöglicht eine einfache MTP-Programmierung ohne tiefgehendes Richtlinienwissen: Gestartet wird mit der Schnittstellendefinition des MTP, woraus die MTP-Datei resultiert. Diese wird dann zur automatischen Codegenerierung für die SPS und die HMI genutzt. So können sich Entwickler hauptsächlich auf die eigentliche Prozesslogik konzentrieren und einen Großteil der Programmierung an TwinCAT abgeben.
Muss ein MTP-Modul einen eigenen Controller besitzen?
Nein, das ist mit unserer PC-basierten Steuerungstechnik nicht nötig. Auf unseren leistungsfähigen Industrie-PCs können auch mehrere MTP-Module gleichzeitig ausgeführt werden. Dieser sogenannte "MTP Hub" stellt die einzelnen Module trotzdem unabhängig voneinander der Leitebene zur Verfügung.
Kann TwinCAT MTP Informationen aus vorgelagerten Planungsschritten verwenden?
Ja, das ist dank des durchgängigen Engineerings in TwinCAT möglich. Neben dem MTP-Import können in TwinCAT das DEXPI-Format oder proprietäre Datenquellen eingelesen werden. Damit lassen sich Informationen aus vorgelagerten Planungsschritten direkt in der Engineering-Umgebung nutzen und an die Leitebene weitergeben.
