Drahtlose Kommunikation vereinfacht Instrumentierung in der Lebensmittelindustrie

Drähte ade

06.11.2007 Unzugängliche Messstellen, der Wunsch nach einer besseren Bilanzierung von Lagerinhalten oder aber die Nutzung von Diagnoseinformationen aus Mess-, Steuer- und Regelgeräten – Gründe für den Einsatz von Funktechnologien zur Datenübertragung gibt es viele. Doch vor allem kommt es auf die Sicherheit der Kommunikation an.

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Der Verzicht auf Kabel hat für Prozessbetreiber in der Lebensmittelindustrie durchaus seinen Reiz: Einerseits sind es die entfallenden Verdrahtungskosten, die besonders in weitläufigen Anlagen einen erheblichen Kostenblock darstellen können. Dazu kommen der Aufwand für die Montage, Installation und Inbetriebnahme, insbesondere in Anlagen, die häufig umgebaut werden. Wer schon einmal eine Anlage mit mehreren Dutzend oder Hundert IOs in Betrieb genommen hat, weiß, wie viel Zeit für die Suche nach falsch rangierten Sensorkabeln vergehen kann.

Auch der Anschluss bewegter Automatisierungskomponenten, wie sie an Transportbehältern oder fahrbaren Skids und Package Units zum Einsatz kommen, lässt sich per Funk viel eleganter realisieren, als leitungsgebunden. Und nicht zuletzt versprechen sich die Automatisierer mehr Informationen (Diagnose) von den Feldgeräten, als sie bislang bei konventioneller Verdrahtung oft möglich sind. Auch in der Logistik und Produktion – zum Beispiel für Barcode- und RFID-Systeme sowie zur mobilen Prozessvisualisierung – oder bei mobilen oder drehenden Systemen und zur Überwindung von großen Strecken sind Funksysteme eine interessante Alternative zum Kabel. Dazu kommen mobile Anwendungen in der Instandhaltung sowie für den temporären Einsatz bei Inbetriebnahmen oder der Datenerfassung für Optimierungen und Untersuchungen.
Die drahtlose Kommunikation zwischen Komponenten der Automatisierungssysteme wird in manchen Industriebereichen wie beispielsweise in der Automobilindustrie schon seit längerer Zeit eingesetzt. In Prozessanlagen der Lebensmittelindustrie, aber auch der Pharmazie und Chemie waren solche Lösungen auf Grund der komplexen Anlagenstruktur bisher nur sehr schwierig und dann auch nur mit erheblichen Kosten zu realisieren. Außerdem wird in diesen Prozessen häufig eine 100-prozentige Datensicherheit gefordert.

Sicherheit durch selbstorganisierende Netze

Inzwischen zeichnen sich eine Reihe von Lösungen ab, die den Einsatz der Wireless-Technologien auch in solchen Anlagen attraktiv macht: Der Automatisierungsspezialist Emerson hat beispielsweise seine PlantWeb Architektur erweitert und nutzt für die drahtlose Kommunikation ein selbstorganisierendes Netzwerk. In den vermaschten, sich selbst organisierenden Sensor-Netzwerken suchen sich die drahtlosen Feldgeräte selbstständig die optimale Route, um ihre Informationen zum Prozessleitsystem zu bringen. Eine plötzlich unterbrochene Funkstrecke baut sich selbstständig neu auf. Dadurch erreichen mehr als 90 Prozent der Meldungen ihr Ziel – was in der sehr mit Metall durchsetzten Umgebung einer Produktionsanlage nicht einfach ist. Und: Die Installationskosten liegen – so der Anbieter – um 90 Prozent unter denen verkabelter Installationen.

Durch die Möglichkeit, auf digitale Informationen zuzugreifen, die bisher quasi unerreichbar waren, bietet das System so die Möglichkeit, Anlagen-Assets zu optimieren und vorausschauende Instandhaltung zu betreiben. Die von Emerson vorgestellte Lösung verbindet selbstorganisierende Netzwerk-Technologie und Gateways mit kabellosen Messumformern und der Wartungssoftware AMS Suite. Damit lassen sich digitale Daten direkt in die Automatisierungssysteme DeltaV und Ovation sowie andere vorhandene Systeme integrieren.
Die Netzwerke sind für mindestens fünf bis hin zu 100000 Geräten ausgelegt. Eine weitere Besonderheit: Die Wireless-Installation erfordert weder eine komplexe Überprüfung der Anlage noch spezielle Werkzeuge. Auch benötigen Betriebsmitarbeiter keine besonderen Kenntnisse über die Messgeräte, da diese gleich wie die verkabelten Messgeräte funktionieren. Das Sicherheitskonzept des Smart-Netzwerks wurde laut Anbieter in Feldversuchen sowie von unabhängigen Sicherheitsfachleuten überprüft. Dabei werden Verschlüsselung, Authentifizierung, Verifizierung, Entstörung und einfache Anwendung in einem sicheren System genutzt.

Auf der Brau Beviale in Nürnberg will der Anbieter neben seinen Wireless-Lösungen zeigen, wie durch die Nutzung digitaler und vorausschauender Technologien messbare Verbesserungen von Produktivität und Profitabilität erreicht werden können. Das Angebot des Herstellers für die Brau- und Getränkeindustrie umfasst eine breite Palette an Mess-, Stell- und Regelgeräten sowie Software-Anwendungen zur vorausschauenden Wartung und Leistungsüberwachung.

Heftausgabe: November 2007
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Über den Autor

Armin Scheuermann , Redaktion
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