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THEMENÜBERSICHT:

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Chancen für Druckluft-Effizienz

Funk-Armbanduhren sind seit 1990 auf dem Markt, das World Wide Web gibt es seit 1993 und den iPod seit 2001. Der Kraftstoffverbrauch deutscher Fahrzeuge ging von 1990 bis 2003 um 21 Prozent zurück. Wie sähe der Alltag ohne diese Fortschritte aus? Die durchschnittliche Einsatzzeit von Druckluft-Kompressoren beträgt etwa 15 Jahre. Druckluft-Verteilungsleitungen kommen bis auf die Lebenserwartung eines Menschen. Diese Darstellung soll Sie anregen zu überprüfen, welche Innovationen in den vergangenen Jahren an Ihrer Druckluftversorgung spurlos vorüber gegangen sind. Die im VDMA organisierten Hersteller haben die Möglichkeiten früh erkannt. Innovationen im Druckluftbereich in den letzten zwanzig Jahren bedeuteten immer Fortschritte in Richtung Energie-Effizienz oder noch höhere Verfügbarkeit. Die treibenden Kräfte waren das Ziel, mit der Druckluft einen technisch vorteilhaften aber immer günstiger werdenden Energieträger anzubieten, und ein gesunder Wettbewerb. Übergeordnete Steuerungen und Drehzahlregelungen, elektronisch geregelte Kondensatableiter und Fernüberwachung - Basis sind jeweils neue Technologien in der Elektronik-, Steuerungs- und Informationstechnik. Die Möglichkeit, Maschinen einer Station und verschiedene Stationen miteinander zu vernetzen, ist einer der großen Schritte in Richtung Effizienz. Die Einbeziehung der Druckluftaufbereitung und anderer Komponenten zeigen die erweiterten Möglichkeiten, die noch längst nicht in jeder Anlage genutzt werden. Gleichzeitig hat sich in der Material- und Planungstechnik viel getan. Die Zeit, in der Medienversorgungen wie Sanitär-einrichtungen geplant und ausgeführt wurden, ist lange vorbei (oder sollte es zumindest sein). Verteilungssysteme, die eine hohe Flexibilität aufweisen, vermeiden mit guten Montageeigenschaften und langfristiger Dichtigkeit nachhaltig Folgekosten. Mit Effizienzanalysen zur wirtschaftlichen ModernisierungDruckluftanlagen können heute über viele Parameter dem exakten Bedarf angepasst werden. Die Komponenten eines Systems können optimal zusammenspielen. Wartungsintervalle sind flexibel und die Wechselintervalle von Schmierstoffen oder Filtern richten sich dank sinnvoller Überwachung nach der Belastung und nicht mehr nach dem Kalender. Bei der Bedarfsanalyse stehen heute Methoden zur Verfügung, die beim Aufbau der meisten heute im Betrieb befindlichen Anlagen nicht verfügbar waren. Unter anderem die in der Kampagne Druckluft-effizient gesammelten Erfahrungen haben die Hersteller befähigt, heute Effizienzanalysen anzubieten, die präzise Potenziale aufzeigen und zu wirtschaftlichen Modernisierungen führen. Durch diese Fortschritte können Betreiber heute über deutlich kostengünstigere Druckluft für klassische Anwendungen verfügen. Zusätzlich haben sie der Druckluft neue Anwendungsfelder eröffnet, in denen sehr präzise und zuverlässig reine Luft nach den Anforderungen des Prozesses benötigt wird. Die im VDMA organisierten Hersteller gelten als weltweit führend und haben ein großes Know-how aufgebaut, um ihren Kunden diese Innovationen qualifiziert bereitstellen zu können. Im Vorlauf zur ComVac 2007 in Hannover informieren wir Sie gerne über die Möglichkeiten, die Ihnen die verfügbaren Technologien bieten - denn ohne ABS sollte heute kein Auto mehr fahren.

P&K |

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Optimierte Förderung feststoffreicher Suspensionen

Injection Housing erhöht Standzeit von Drehkolbenpumpen

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Elektrische Energie in Wasserpipelines effizient nutzen

Branchenmodul ermittelt kostengünstigste Pumpenkombinationen und optimale Betriebsparameter

D&K |

Kompromisslos dosieren

Neuer Antrieb vereint die drei wichtigsten Anforderungen an -Dosierprozesse

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Selbstreinigung erhöht Standzeiten

Frischölgeschmierte Vakuumpumpe mit Atex-Baumusterprüfung

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Gelungene Kombination für feuchte Fördergase

Pumpstandskombination sorgt für sicheren Betrieb bei hohen Volumenströmen

L&V

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Verpackung in logistischen Prozessen

Globalisierung, Flexibilisierung und Individualisierung sind Schlagworte, die tagtäglich zu hören sind und zu kritischem Auseinandersetzen mit Bestehendem auffordern. Schnelle Reaktion auf Marktveränderungen, ständige Anpassung von Produktionsprozessen und garantierte Erfüllung von Kundenaufträgen in kürzesten Lieferzeiten. Diese Aufzählung ließe sich beliebig fortsetzen. Erwartungen werden geweckt und Anforderungen steigen in zunehmendem Maße. Davon sind auch Verpackungssysteme nicht ausgeschlossen, wenngleich sich die grundlegenden logistischen Anforderungen gar nicht geändert haben: die richtigen Ware, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, in der richtigen Menge, der richtigen Qualität sowie zu den richtigen Kosten. Daran hat die Verpackung und entsprechende Logistik jedoch einen weitaus größeren Anteil als viele vermuten.

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Intelligentes Bestandsmanagement

Bestandsoptimierung im Rahmen integrierter Netzwerkplanung

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Wissen, was drin ist

Transparenz in Tank- und Silobeständen

L&V |

Simulation und Emulation

Potenziale bei Kosten und Qualität realisieren durch projektbegleitende Simulation

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Rechenkünstler optimiert Wertströme

Neue Technologie ermöglicht effizientes End-to-End Supply Chain Design

L&V |

Ständig abrufbereit

Modernes Verteilzentrum reduziert Verkehrsaufkommen

L&V |

Gesteuerter Materialfluss

Durchgängige Kennzeichnung vom Einzelprodukt bis zur Palette

L&V |

RFID in der Pharmaindustrie

Smart-Tag-Technologie schützt vor Nachahmungen und bringt Transparenz in die Lieferkette

A&B

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Integration ist kritisch, aber essentiell

Vor dem Hintergrund makroökonomischer Rahmenbedingungen, die für eine langfristige, sich sogar verstärkende globale Nachfrage nach Energie, Rohstoffen sowie zahllosen Vor- und Endprodukten sprechen, müssen sich Konstrukteure und Betreiber verfahrenstechnischer Großanlagen der wachsenden Komplexität der Rohstoffförderung, kürzeren Projektlaufzeiten und zunehmenden Anforderungen bei der technischen Dokumentation stellen. Technologien, die vorhandene Optimierungspotenziale bei projektspezifischen Teams, Prozessen und Berichtsmechanismen angehen, garantieren eine wirklich profitable Abwicklung - in einem Marktsegment, in dem kein Projekt dem anderen gleicht. Sowohl abteilungsinterner Abläufe als auch der interdisziplinären Zusammenarbeit muss dabei Rechnung getragen werden. Ein gutes Beispiel für die Optimierung bestehender Projekteinheiten sind Planungssysteme der neuesten Generation, wie die SmartPlant Enterprise-Lösung von Intergraph. Unabhängig davon, ob es sich um 3D-Detailplanung, Aufstellungsplanung, Mess- und Regeltechnik oder Prozessplanung handelt, lässt sich festhalten, dass dem Ingenieur schlicht und ergreifend gestattet wird, seine Zeit auf die wirklich wertschaffenden Tätigkeiten zu konzentrieren und Routineaufgaben an die ihn unterstützenden IT-Produkte zu delegieren. Produkteigenschaften wie zum Beispiel datenzentrischer Aufbau oder intuitive Benutzeroberflächen und Regelwerke können gleichzeitig als Einstieg in eine substanziell verbesserte interdisziplinäre Zusammenarbeit genutzt werden. Planungs- bzw. Informationsbrüche sowohl in den Hauptabwicklungsphasen (z.B. Ingenieurtechnik vs. Beschaffung vs. Montage vs. Inbetriebnahme, etc.) als auch auf subtilerer Ebene (z.B. Stahlbau vs. Rohrleitungstechnik, Bestellwesen vs. Lieferverfolgung, Montageplanung vs. Baustellenlager, etc.) werden dank einem modularen und somit schneller wertschaffenden Ansatz vermieden. Eine Verbesserung der interdisziplinären Zusammenarbeit ist nur möglich, wenn jedem Nutzer die Information, die er von einer anderen Projekteinheit benötigt, zeitnah, in hoher Qualität und benutzerfreundlich zur Verfügung steht. Intergraph legt dabei besonderen Wert auf maximale Transparenz für den Informationserzeuger bzw. -nutzer bei gleichzeitig minimalem administrativen Aufwand. Die Kernprozesse einer Anlagenbau-Projektabwicklung beinhalten den Austausch und die Modifizierung einer Vielzahl von Informationsobjekten zwischen den verschiedenen Projektteams. Die Ermittlung der monetären Optimierungspotenziale in Bezug auf die spezifischen Informationsobjekte ergibt eine klassische Pareto-Verteilung: Es gibt eine relativ kleine Gruppe von Informationsbrüchen (z.B. schematische Planung vs. Aufstellungsplanung, Prozessplanung vs. schematische Planung, Ingenieurtechnik vs. Beschaffung), deren Beseitigung signifikante Einsparpotenziale birgt. Es ist daher zu begrüßen, wenn Lösungsanbieter die Standardumfänge ihrer integrierten Lösungen an eben diesen Prioritäten und Potenzialen orientieren. Den Unternehmen wird so wirklich geholfen, einen schnelleren und kurzfristig nutzbringenden Einstieg in die - in vielen Fällen schon fast überfällige - Optimierung ihrer Projektteams zu bewerkstelligen. Ein Wermutstropfen in diesem Zusammenhang mag sein, dass sich europäische Unternehmen im weltweiten Vergleich in vielen Fällen langsamer bewegen als beispielsweise ihre Konkurrenten in Asien. Man muss daher die Gefahr im Auge behalten, dass wir es mittelfristig nicht nur mit niedrigen Stundenlöhnen zu tun haben werden, sondern dass der Einsatz von integrierten und lernfähigen Projektabwicklungstools zu weitergehenden Produktivitätsnachteilen europäischer Standorte führen kann. Aus diesem Grunde müssen wir in Europa weiter an einem technologischen Vorsprung arbeiten und diesen sowohl in unsere Arbeitsbläufe als auch in die Planungs-/Abwicklungstools integrieren.

A&B |

Aus den Erfahrungen der Zukunft lernen

Prozessoptimierung durch Rückkopplung aus Online-Simulation

A&B |

Weichen zum Golden Batch gestellt

Prozessoptimierung beginnt bei der Auswahl von Feldgeräten

A&B |

Sauberer Anschluss

Wirtschaftliches Verrohrungssystem für Prozessanlagen

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Effiziente Überwachung

Leichte Zugänglichkeit von Korrosionsdaten

A&B |

APC aus der Sicht eines Anlagenbauers

Warum um alles in der Welt soll ein Anlagenbauer eine Neuanlage mit Advanced Process Control (APC) versehen an seinen Kunden ausliefern? Auf diese einfache Frage gibt es eine genauso einfache Antwort: Entweder verlangt der Kunde explizit APC (a) oder aber APC zahlt sich für den Anlagenbauer selbst aus oder ist eine zwingende Notwendigkeit für ihn (b). Ad (a): Seit einigen Jahren ist zu beo-bachten, dass APC mehr und mehr zu einer Standardkomponente in der Anfrage für eine Neuanlage geworden ist. Obwohl es sich häufig in weniger als einem Jahr bezahlt macht, erhöht es allerdings zunächst die Höhe der Erstinvestition und wird in aller Regel zum Opfer des begrenzten Investitionsbudgets. Im Rahmen dieses Budgets zu bleiben, ist das kollektive Interesse von Anlagenbauer und Investor. Der Anlagenbauer steht darüber hinaus im Wettbewerb. Er mag daher geneigt sein, seinem Kunden APC mit dem Argument geradezu ausreden zu wollen, er bräuchte APC nur dann, wenn er sich für das Verfahren der Wettbewerber, nicht jedoch für das eigene, entscheidet. Ad (b): Der Anlagenbauer wird neben dem Wunsch, einen zufriedenen Kunden zu hinterlassen, von der Intention getrieben, seine vertraglich festgelegten Pflichten zu minimalen Kosten zu erfüllen und über die Weiterentwicklung seiner Technologie seine Wettbewerbsfähigigkeit zu erhalten. APC kann zu beidem seinen Beitrag leisten: Denkbar ist, durch APC den vom Anlagenbauer zu erbringenden Aufwand für den Leistungstest als Abnahmekriterium für eine Neuanlage so weit zu reduzieren, dass sich die Zusatzkosten für APC auf Seiten des Anlagenbauers schon lohnt. Darüber hinaus kann der Leistungstest Anforderungen enthalten, die nur mit APC zu erreichen sind, wodurch APC zur impliziten Forderung des Kunden würde. Auch mag es möglich sein, mittels APC Anlagen auszulegen, die einzigartige dynamische Eigenschaften aufweisen und sich damit vom Wettbewerb unterscheiden. Aber: Sowohl die Auslegungskriterien des Anlagenbauers als auch die Forderungen des Kunden an die Neuanlage sind noch immer eher auf das stationäre und eben nicht das dynamische Verhalten einer Anlage fokussiert. Müßig ist hier die Suche nach Ursache und Wirkung. Und beide - Anlagenbauer und Investor, der in der Regel auch der spätere Betreiber ist - bilden zusammen den Markt für Neuanlagen mit seinen Anforderungen. Neben den Neuanlagen existiert der Markt für bestehende Anlagen, vom Anlagenbauer gern After Sales Market genannt. Aufgrund des hochgradig interdisziplinären Charakters von APC-Projekten kann der Anlagenbauer auch hier wichtige Beiträge leisten. Der Anlagenbauer kennt die Anlage, er hat sie gebaut, und ist in der Lage, verschiedenste Kompetenzen aus Automatisierungstechnik, Verfahrenstechnik, Informatik, Projektabwicklung und Betriebswirtschaft zusammenzuführen. Beides zählt noch mehr, wenn APC zum Teilaspekt einer ganzheitlichen Anlagenmodernisierung wird, in der Prozess, Apparate und Fahrweise maßgeschneidert überarbeitet werden. Nur der Anlagenbauer kann dies schlüsselfertig und aus einer Hand liefern. Unter dem Strich sei gesagt, dass trotz ausgereifter, kommerzieller Lösungen und einer Vielzahl äußerst erfolgreicher Anwendungen APC vom Markt immer noch nicht als Selbstverständlichkeit betrachtet und flächendeckend eingesetzt wird. Mit Blick auf die Zukunft ist ein Anlagenbauer jedoch gut beraten, wenn er APC-Expertise vorweisen kann.

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Wege kürzer gestalten

Prozessoptimierung durch intelligente Integration

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Enger verzahnt

Zögerliche Umsetzung von MES in der Prozessindustrie

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Data-Mining-Prozesse in der Industrie

Ein Praxisbeispiel für ein standardisiertes Vorgehen

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Unternehmensweites Managen von Biotech-Produktionsdaten

Leistungsfähiges Electronic Batch Recording bei der API-Herstellung

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Prognose sichert Profitabilität

Energiemanagement-Systeme sorgen für Transparenz und senken Energiekosten

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Spielraum im Grenzbereich

Prognosemodelle in der Instandhaltung erhöhen Anlagenlebensdauer

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Meilenstein zur vorbeugenden Wartung

Vom Condition-Monitoring zur Systemdiagnose

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Plant Asset Management aus einem Guss

Integriertes System ermöglicht klassische Instandhaltung sowie online Zustandsüberwachung von Komponenten in Industrieanlagen

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Paradigmenwechsel per Transponder

RFID bei der Wartung von Brandschutzklappen

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Weltweite Transparenz auf Knopfdruck

Softwaresystem macht Produktionsprozesse und -anlagen verschiedener Standorte vergleichbar

V&O

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PAT - Chance für die Pharmaproduktion

Prozessstabilität als zentrales Thema in der Pharmaproduktion wird aktuell unter dem Stichwort PAT (Process Analytical Technology) diskutiert und als Herausforderung für die nächsten Jahre (Jahrzehnte?) bezeichnet. Bei dieser Diskussion wird verkannt, dass die parametrische Steuerung eines Produktionsprozesses mit einer nachfolgenden parametrischen Freigabe des Endproduktes für andere Prozessindustrien (Chemie-, Lebensmittel- oder Autoindustrie) ein alter Hut ist, der Blick über den Tellerrand also vieles erleichtern könnte. Oberflächlich betrachtet ist PAT ein Werkzeug, um die Stabilität der Produktionsprozesse zu verbessern und auf diesem Weg die Produktqualität durch das Herstellungsverfahren sicher zu stellen. In die Tiefe gehend zeigt sich PAT als Möglichkeit kontinuierlich die Flexibilität der Produktionsanlagen und Prozesse zu verbessern und auf diesem Weg die Problematik der sinkenden Chargengrößen und zunehmender Variantenvielfalt in den Griff zu bekommen. PAT könnte - richtig eingesetzt - ein erster Schritt hin zur Fließfertigung sein und nachfolgend, wenn das Produktionsumfeld grundlegend angepasst wird, ein unverzichtbarer Baustein zur ziehenden Fertigung und damit zur markt- und bedarfgerechten Produktionsplanung. Eine konsequente Einführung von PAT könnte somit mittel- bis langfristig die Wirtschaftlichkeit der Pharmaproduktion nachhaltig verbessern. Aktuell geht die Diskussion in eine andere Richtung: PAT wird oft als Instrument verstanden die Qualitätskontrolle an die Linie zu holen. Als Beispiel ist hier die Nahinfrarot-Spektroskopie zu nennen. Hier soll die 100-prozentige Kontrolle des Endproduktes langfristig die Freigabe durch die Qualitätskontrolle überflüssig machen. Die Befürworter dieser Vorgehensweise argumentieren mit einer Verbesserung der Produktqualität, was sicherlich richtig ist - allerdings wird diese Verbesserung durch eine enorme Steigerung des Prüfaufwandes erreicht und widerspricht somit dem Gedanken, dass durch PAT der Qualitätskontrollaufwand verringert werden soll. Richtiger wäre es, wenn der Betreiber einer Anlage als ersten Schritt ein Screening aller denk- und messbaren Prozessparameter durchführen würde. Diese Parameter müssten einzeln hinsichtlich folgender Anforderungen beurteilt werden: Hat dieser Parameter unmittelbaren oder mittelbaren Einfluss auf die Produktqualität? Lässt sich dieser Parameter mit ausreichender Genauigkeit und mit der nötigen Frequenz messen? Kann dieser Parameter als Steuerelement in einem Regelkreis dienen? Hat die Messmethode selbst einen unter Umständen negativen Einfluss auf die Produktqualität? Haben Toleranzen verschiedener Parameter eventuell additive, multiplikative oder sogar exponentielle Einflüsse auf die Qualität? Ein zweiter Schritt würde die notwendigen Regelkreise zur Steuerung der Anlagen in Echtzeit definieren. Diese Regelkreise müssten möglichst klein sein, um jeden einzelnen Prozessschritt schnell (Echtzeit!) und präzise steuern zu können. Nachdem die Anlage unter Steuerung mit diesen Regelkreisen läuft, muss eine längere Optimierungsphase folgen, in der die Limits der einzelnen Parameter im Zusammenspiel untereinander neu definiert werden. In der Automobilindustrie hat sich hier das Stichwort flexible Standards etabliert. Die Vorgehensweise ist hier vergleichbar mit der eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses. Wenn der Prozess mit hinreichender Sicherheit zur geforderten Produktqualität führt, kann als letzter Schritt die Abschaffung der statistischen Qualitätskontrolle und die Einführung der parametrischen Freigabe erfolgen - allerdings im Falle der Pharmaproduktion erst nach Änderung der entsprechenden Zulassungsdossiers und gesetzlichen Rahmenbedingungen. Vor diesem Hintergrund wird PAT sicherlich eine Herausforderung für die nächsten Jahrzehnte sein.

V&O |

Sicher abgeschieden

Hochleistungskoaleszer zur Optimierung von Anlagenkapazitäten

V&O |

Aufpoliert

Konditionierung und Rekonditionierung von Wärmeübertragerplatten erhöht Betriebszeiten um ein Vielfaches

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Einwegmischsysteme erhöhen die Prozesssicherheit

Bio-Process-Container bis zu 10.000 l verhindern Kreuzkontaminationen und verkürzen Produktionszeiten

V&O |

Universelle Schüttgutförderung

Hoher Wirkungsgrad beim Pulver-Handling auch im Ex-Bereich

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Die kalte Alternative

Neuer Separator-Typ speziell für die Kaltmilchentrahmung

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Keimfrei ohne Chemie

Hoher Schutz für Reinstwassersysteme durch Ozonisierung

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Flexibilität im Reinraum

Sterile Herstellung von Salben und Gelen in der Pharmazie

P&M

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Das Rückgrat jedweder Automatisierung

Liest man derzeit aufmerksam die einschlägigen Fachzeitschriften der Automatisierungsbranche und schaut man sich auf den laufenden Automatisierungsmessen um, so fallen einem so schlagkräftige Automatisierungsthemen ins Auge wie beispielsweise Einsatz von Feldbussen, Industrial Ethernet, Safety auf Ethernet, Wireless in Automation, Einsatz von Webtechnologien, Security in der Automation, Assetmanagement etc. Die Liste ließe sich noch beliebig fortführen. Gewiss, diese übergreifenden Themen sind wichtig, es ist lohnenswert und notwendig, sich mit diesen Themen ausführlich auseinander zu setzen. Und ein Verband wie der ZVEI tut dies auch intensiv. Doch sollte man bei all dieser Themenvielfalt die zugrundeliegende Mess-& Regeltechnik nicht vergessen. Denn vor aller Automatisierung steht zunächst die Messung; Die präzise Messung physikalischer, biologischer und chemischer Größen und deren Regelung ist die Grundvoraussetzung in der Automatisierungstechnik. Und in den Bereichen, wo heute noch geeignete Messgeräte fehlen, stößt man schnell an die Grenzen der Automatisierung. Dabei ist das Feld der Mess- & Regeltechnik weit gesteckt. Moderne Kompaktregler sind keine Regler, wie wir sie vor zehn Jahren kannten, die aus einem schaltenden Ausgang und einem Analog-eingang bestanden. Heutige Kompaktregler verfügen über mathematisch-logische Funktionen, die erweiterbar und busfähig sind. Und sie lassen sich in Systeme integrieren. Die messtechnische Seite umfasst die klassische Druck-, Temperatur-, Durchfluss- und Füllstandsmesstechnik ebenso wie die zur Prozessanalyse notwendige Messtechnik zur Erfassung von Masse, Dichte, Konzentration, Partikelgröße, Trennschichten, pH-Wert bis hin zu innovativen spektroskopischen Messverfahren zur hochgenauen Analyse von Gasen und Flüssigkeiten. Die Messtechnik bietet hier noch viel Raum für Innovationen, was nicht zuletzt die interessanten Beiträge in diesem Kapitel des P&A-Kompendiums belegen. Dies betrifft zum einen die Optimierung bestehender Messverfahren, denn nichts ist bekanntlich so gut, dass man es nicht noch besser machen könnte. Zudem ermöglichen Mikro- und Nanotechniken völlig neue Verfahren für die Online- und Inline-Analyse. Hier schlummert derzeit noch ein erhebliches Innovationspotenzial. Und nicht zuletzt weisen die bei der Namur erstellte Technologie-Roadmap für Prozesssensoren und die beim ZVEI erstellte Roadmap Automation 2015+ auf Messtechnikbedarfe in der Verfahrenstechnik hin, für die es heute noch keine oder zumindest noch nicht ausreichende Lösungen gibt. Lebensmittel- und Bioprozesstechnik - innovationsträchtige Gebiete Dabei handelt es sich keinesfalls nur um Spezialgebiete. Beispielsweise bietet der große Bereich der Lebensmittelüberwachung noch erhebliche Innovationsmöglichkeiten hinsichtlich der Messung biologisch relevanter Größen. Und nicht zu vergessen die noch am Anfang stehende Bioprozesstechnik, mit der umwelt- und ressourcenschonend bislang rein chemische Prozesse durch biotechnologische Prozesse ersetzt werden. Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe, sei es als Energieträger oder Chemierohstoff, bedingt die Renaissance alter oder die Entwicklung neuer Verfahrenstechniken. Das rasante Wachstum im Bereich biologischer Kraftstoffe in den letzten Jahren ist hier nur ein Beispiel. Und das im Aktionsplan der Europäischen Kommission festgeschriebene Ziel, den Anteil von Biokraftstoffen von 2 Prozent im Jahr 2005 auf 5,75 Prozent im Jahr 2010 zu erhöhen, was bei konstantem Kraftstoffverbrauch fast eine Verdreifachung darstellt, lässt auf weiteres konstantes Wachstum in diesem Bereich schließen. Gerade hier tun sich auch gute Chancen für kleine und mittelständische Unternehmen auf, da oftmals ganz spezielle Messaufgaben gelöst werden müssen. Dabei brauchen die deutschen Hersteller von Mess- & Regeltechnik schon heute weltweit keinen Vergleich zu scheuen. Bereits heute liefern sie für ihre Kunden in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, der Papier und Zellstoffindustrie, in den Bereichen der Energieerzeugung und -verteilung, Wasser und Abwasser, Öl und Gas bis hin zur Grundstoffindustrie erstklassige Mess- & Regeltechnik, damit diese ihrerseits mit ihren Produkten auf dem Weltmarkt bestehen können. Den Weltmarkt für Prozessautomatisierung schätzen wir derzeit auf rund 52 Mrd. Euro. Ein erheblicher Anteil ist dabei auf den Bereich Mess- & Regeltechnik zurückzuführen. Insgesamt fällt die wirtschaftliche Situation für den Bereich Messtechnik und Prozessautomatisierung zur Zeit positiv aus. Das Gesamtwachstum wird derzeit auf gut 6 Prozent geschätzt. Deutschland liefert hierzu etwa 3 bis 4 Prozent Wachstum, was zwar unterdurchschnittlich für die Branche aber überdurchschnittlich zur gesamtwirtschaftlichen Situation in Deutschland ist. Bei der Gesamtbetrachtung sind jedoch große regionale und branchenspezifische Unterschiede zu berücksichtigen. So entstehen Neuanlagen für die chemische und pharmazeutische Industrie mit dem damit verbundenen Bedarf an Mess- & Regeltechnik derzeit vorwiegend im asiatischen Bereich - hier vor allem in China und Indien. In Europa und speziell in Deutschland überwiegt dagegen die Modernisierung und Prozessoptimierung von Anlagen. Im Bereich der Analysenmesstechnik sind dagegen auch in Europa, vor allem Osteuropa, gute zweistellige Wachstumszahlen zu verzeichnen. Treiber sind hier vor allem neue Umwelt-Gesetzgebungen. Da auch in unter Umweltaspekten unterentwickelten Ländern, wie beispielsweise China, derzeit ein Umdenken einsetzt und europäische Normen und Gesetze zum Teil auch von anderen Ländern übernommen werden, sind in diesem Bereich auch in den kommenden Jahren gute Wachstumszahlen zu erwarten. Ein weiterer treibender Faktor ist der weltweit zunehmende Bedarf an Ernährung, einer zuverlässigen Energieversorgung sowie einer ausreichenden Wasserver- und -entsorgung. In all diesen Bereichen ist eine hochwertige Mess- & Regeltechnik die Schlüsseltechnik. Es wird erwartet, dass dies bei steigenden Bevölkerungszahlen auch noch weiter anhält. Im Inland entwickelt sich die Nutzung erneuerbarer Energien zu einem immer bedeutenderen Feld auch für die prozesstechnische Automatisierung und hier speziell für die Mess- und Regeltechnik. 2005 verzeichnete die Erneuerbare-Energien-Branche nach Angaben des Bundesverbandes Erneuerbare Energien in Paderborn ein Umsatzwachstum von 30 Prozent auf 16 Mrd. Euro. Die Investitionen in neue Anlagen zur Nutzung von Wind, Sonne, Erdwärme, Bioenergie und Wasserkraft stiegen von 2004 bis 2005 um 24 Prozent auf 8,7 Mrd. Euro. Alles in allem stehen die Aussichten für weiteres Wachstum im Bereich der Mess- & Regeltechnik für 2006 und 2007 gut. Grundvoraussetzungen hierfür sind jedoch immer weitere Innovationen. Interessante Innovationen sind in den folgenden Beiträgen dieser Ausgabe des P&A-Kompendiums dargestellt. Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen.

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Schneller auf dem Weg zu PAT

Process Analytical Technology verbessert Produktionsprozess in der Pharmaindustrie

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Formparameter machen den Unterschied

Bildanalyse und Morphologiebestimmung an Partikelsystemen

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Beim Wachsen zugeschaut

Kontinuierliche Messung des Partikelwachstums während der Wirbelschicht-Granulierung

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Problemfall Säurewäscher

Kontinuierliche pH-Messung im Müllheizkraftwerk Burgkirchen

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Neue Entwicklungen in der Online-Brennwertanalyse

Prozess-Gaschromatograph in Microchip-Technologie mit Multi- und Inline-Analysemöglichkeiten

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Raus aus dem Schaltschrank, rein ins Feld

Anlagenplaner setzen verstärkt auf dezentrale Interfacetechnik

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Aufgeschnallt und los

Optimierte Ultraschall-Clamp-on-Durchflussmessgeräte

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Flüssigstickstoff-Messungen beherrschen

Coriolis-Massedurchflussmesser minimieren Probleme bei der Abfüllung

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Der Blick durch die Wand

Lernfähige Ultraschallsensoren meistern anspruchsvolle Applikationen

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Robuster Zwitter

Kombinierte Messung von Füllstand und Trennschicht mit einem System

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Radar versus Ultraschall

Alternativen für die Füllstandmessung bei der Wasseraufbereitung und Abwasserentsorgung

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30 Jahre PLT-Innovation- und kein Ende

Die Prozessleittechnik ist ein seit 30 Jahren hoch innovativer und überaus erfolgreicher Geschäftsbereich. Die diesjährige Interkama und Achema haben es wieder gezeigt. Die Prozessleittechnik mit den möglichen Automatisierungskonzepten ist der Motor in dem weiter wachsenden Markt. Die Kombination von Prozess- und Fabrikautomation, wie in Hannover gezeigt, wird durch multifunktionale Steuerungsplattformen immer mehr zur Norm. Standen in der Vergangenheit die einzelnen Produktionsschritte im Fokus von Automatisierungsprojekten, wird heute mehr und mehr der gesamte Produktionsprozess in den Mittelpunkt der Automatisierung gestellt. Verstärkt werden auch die Softwarelösungen die in der Vergangenheit als Einzelprojekte durchgeführt wurden, mehr und mehr mit den Leitsystemen im Zusammenhang gesehen; als Stichworte lassen sich hier beispielsweise das Produktionsmanagement (MES) und die Supply Chain-Lösungen nennen. Die Lösungen zur Produktivitätssteigerung mit Begriffen wie Real Time Performance Management oder Asset Management sind heute das Maß der Dinge. Ein langer Weg - ohne erkennbares Ende Die Ära des Leitsystems (DCS) wurde im Jahre 1975 mit der Einführung der Systeme von Honeywell und Yokogawa mit den Produktbezeichnungen TDC 2000 und Centum eingeläutet. Nahezu alle anderen bekannten Prozessautomatisierungshersteller folgten in dieser Zeit mit ihren Leitsystemen. Die Zeit war von einer zentralen Systemarchitektur geprägt. Betrachten wir die Geschichte der modernen Prozessautomatisierung, lässt sie sich in fünf Epochen einteilen. Mit dem Zentralcomputer in den 60ern und mit der Einführung der zentralen Leitsysteme (DCS) in den späten 70er Jahren, setzte die Industrie den Startpunkt für die Nutzung von Computeranwendungen in einer zentralen Architektur auch in der Prozessautomatisierung. Das zentrale System stand in dieser Zeit im Mittelpunkt des Automatisierungssystems. Die 80er und frühen 90er Jahre waren stark beeinflusst von den offenen Netzwerk-Systemen wie Ethernet und den offenen Betriebssystemen wie zum Beispiel Unix. Wir sprechen in dieser Zeit von der Netzwerk zentrierten Automatisierung. Der Rest der 90er Jahre sah mit der Einführung weiterer Standards wie etwa Internet, XML, Windows, OPC, etc. eine anwendungs orientierte Automatisierungstechnik. Die heutige Zeit charakterisiert ein geschäftsprozessorientierter und modellbasierter Ansatz, mit dem Ziel der Produktivitätssteigerung. Erkennbar ist, dass sich der Fokus von den Technologien hin zur ganzheitlichen Betrachtung der Geschäftsprozesse verschoben hat. Offene Technologien sind verfügbar und werden in zukünftigen Automatisierungsprojekten verstärkt genutzt werden. Eine Ära von 30 Jahren DCS hat im Markt eine installierte Basis mit Systemen aus all den beschrieben Epochen geschaffen. Die Herausforderung für die Endanwender und Hersteller besteht sicherlich darin, die nächsten Jahre zu nutzen, um die veralteten proprietären Systeme durch moderne, offene und einfach zu integrierende Systeme zu ersetzen. Das Investitionsvolumen für die Modernisierung von existierenden Anlagen wird von ARC auf rund 65 Mrd. US-Dollar geschätzt. Es ist überaus spannend, weiter zu beobachten, wie durch die Innovationskraft unserer Industrie die kommenden He-rausforderungen der Produktionsautomatisierung gelöst werden und welche neue Ära uns in der Zukunft noch begegnet. Am Horizont erscheinen schon Begriffe wie Knowledge management oder Knowledge worker. Wird es schon bald eine Mensch-fokussierte Automatisierung geben?

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Einen Schritt weiterdenken

Software-Agenten in der Leittechnik der Zukunft

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Sicherheitsgerichtete Feldbusse

Umsetzung der Namur-Empfehlung NE 97 ebnet den Weg zur volldigitalen Anlagensteuerung

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Funktionale Sicherheit für die Prozessautomatisierung

SIL 3-Kommunikation für explosionsgefährdete Bereiche realisiert

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Funktionsvielfalt beherrschbar

Durchgängige Leittechnikintegration von Niederspannungsschaltgeräten mit FDT/DTM

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Standardisiertes Ethernet für die Prozesstechnik

Einfache Handhabung dank eines durchgängigen Objektmodells

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Ethernetbasierte Kommunikation

Praktische Einsatzmöglichkeiten und Grenzen in der Prozessautomation

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Ex-HMI normgerecht und effizient vernetzen

Ethernet- und WLAN-Anbindung von Bediensystemen im Ex-Bereich

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Der Ruf nach höherer Verfügbarkeit

Wie Redundanz und Diagnose Profibus-PA-Netzwerke sichern

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Elektromechanik versus Fluidtechnik

Lebenszykluskosten entscheiden über den optimalen Linearantrieb

A&Z |

Viele Achsen im Griff

Flexibles Antriebskonzept überzeugt durch Wirtschaftlichkeit und integrierte Sicherheitstechnik

A&V

A&V |

Besser als E-Class

Einheitliche Definitionen für Prozessventile und Instrumentierung

A&V |

Sicherer Anschluss auch im Sterilbereich

Beständige Steckverbindungen aus Edelstahl-Rostfrei

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Schluss mit Druckstößen in Rohrleitungen

Neuartiges System reduziert Spitzen und senkt die Investitions- und Betriebskosten

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Consumer-Elektronik im Ex-Bereich

Explosionsschutz für elektrische Geräte ist in der Prozesstechnik in vielen Bereichen eine Selbstverständlichkeit. Für fest installierte Anlagen gibt es Richtlinien und Vorschriften, deren Beachtung das tägliche Brot jedes Anlagenbetreibers ist. Wie sieht es aber mit den vielen elektronischen Hilfsmitteln aus, die der moderne Mensch mit sich führt? Angefangen bei der elektrischen Armbanduhr über Hörhilfen hin zu Autoschlüsseln mit Funkfernbedienung, PDA/Organizern und Mobiltelefonen gibt es heute eine Vielzahl von elektrischen Geräten, die Betriebsangehörige, Mitarbeiter von Fremdfirmen sowie Besucher mit sich führen. In explosionsgefährdeten Bereichen unterliegen auch diese Geräte den einschlägigen Vorschriften und Normen, eine Bedingung, die oft nicht berücksichtigt wird und in der Praxis auch schwierig zu erfüllen ist. Schon in den 70er Jahren hatte das deutsche DKE-Komitee K 235 deshalb eine generelle Entscheidung zum Gefährdungspotenzial von elektrischen Armbanduhren getroffen. Wenn die Batteriespannung 1,5 V nicht überschreitet und keine Zusatzeinrichtungen wie Rechner oder Beleuchtung vorhanden sind, ist ein Betrieb in den Zonen 1 oder 2 unbedenklich. Diese Einschätzung gilt wohl auch noch heute. Eine generelle Aussage, dass bestimmte Geräte als einfache Betriebsmittel der Zündschutzart Eigensicherheit gelten können, erfordert die Kenntnis des inneren Aufbaus (Batteriespannung, Größe von Kapazitäten/Induktivitäten usw). Wie sieht es etwa mit den Autoschlüsseln aus? Sie enthalten in der Regel einen kleinen Sender sowie einen Transponder für die Wegfahrsperre. Im Normalbetrieb ist hier sicher nicht mit wirksamen Zündquellen zu rechnen, aber im Fehlerfall ist das nicht explizit auszuschließen. Für die Zone 2 wären derartige Geräte demnach noch tolerabel, für die Zone 1 jedoch nicht mehr. Explosionsgefahren durch brennbare Stäube sind allerdings kein Thema. In Bereichen, wo Staub in einer Menge auftritt, die ein explosionsfähiges Gemisch bilden kann, wird sich wohl kaum ein Mensch aufhalten. Für eine Reihe portabler Geräte wie Mobile PC, Mobiltelefon, Pager, Taschenleuchte usw. gibt es einige wenige explosionsgeschützte Ausführungen. Allerdings sind die klassischen Normen für den Explosionsschutz nur schwer auf derartige Geräte aus dem Bereich der Consumer-Elektronik anwendbar. Die häufigen Wechselzyklen der Geräte machen es für die zusätzlich einzubringenden Sicherheitsmaßnahmen fast unmöglich, mit der Entwicklung Schritt zu halten. Zudem sind die Hersteller solcher Geräte wegen der geringen Stückzahlen nicht bereit, für den Explosionsschutz speziell konstruierte Geräte zu entwickeln, das heißt der Explosionsschutz kann immer nur mehr oder weniger wirksam nachgerüstet werden. Hier haben nur wenige Firmen das nötige Know-how und sie sind stets auf die Unterstützung des eigentlichen Großserienherstellers angewiesen. Derartige explosionsgeschützte Geräte sind nur für Betriebspersonal wirtschaftlich. Für Personen, die sporadisch Ex-Bereiche betreten, bleibt also die Frage nach den wirksamen Maßnahmen. In einigen Werken der chemischen Industrie muss das Mobiltelefon beim Pförtner bleiben, aber denkt man dort auch an Autoschlüssel, Organizer, Mini-Taschenlampen etc.? Hier sind der Kontrolle Grenzen gesetzt. Die im Rahmen der Betriebssicherheitsverordnung aktuell zu erarbeitenden Technischen Regeln enthalten im Entwurf nur folgendes Statement: Persönliche elektrische Betriebsmittel, wie z.B. elektronische Armbanduhren, Hörgeräte, Langzeit-EKG-Aufnehmer, müssen hinsichtlich ihrer Zündgefahr wie andere ortsveränderliche Betriebsmittel betrachtet werden. Die PTB arbeitet deshalb zusammen mit mehreren deutschen Herstellern in einem Projekt an Konzepten für die Modernisierung der Baunormen für Ex-geschützte elektronische Geräte. Der Weg über die internationale Normung bei IEC dauert relativ lange, aber es lohnt sich, ihn zu gehen, da auch Technologien wie RFID oder WLAN vermehrt im Ex-Bereich eingesetzt werden.

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