Kleinere Chargen und unterschiedliche Produktarten auf einer Anlage – auf diese Markterfordernisse müssen sich immer mehr Hersteller in den Prozessindustrien einstellen. Anlagen nach dem „Lego-Prinzip“ sind darauf die richtige Antwort. Je nach Bedarf fügen Anwender Module hinzu oder klemmen sie ab. Das funktioniert aber nur mit modularer Automation.

Die Automatisierungsplattform CPX von Festo ist dafür der zentrale Baustein – ganz nach dem Motto „Numbering-up statt Scale-up“. Flexible und modulare Produktionsanlagen erfordern autarke intelligente Units. Hier führt der Weg von Prozessindustrie und Fertigungsindustrie zusammen – und damit auch die Ansätze der Industrie 4.0, der vierten industriellen Revolution. Die Digitalisierung und Vernetzung ermöglicht es, automatisierte Module auf der Feldebene einfach und zuverlässig zu verbinden und gleichermaßen die Kommunikation untereinander herzustellen. Denn um die Wettbewerbsfähigkeit der Prozessindustrien in immer volatileren Märkten zu erhalten, werden flexible Produktionsprozesse benötigt. Voraussetzung dafür sind adaptive, sich selbst konfigurierende und selbstorganisierende flexible Produktionsanlagen mit einem hohen Vernetzungsgrad. Ein notwendiger Schritt dafür ist – zumindest bei Mehrprodukt- und Batchanlagen – die verfahrenstechnische und funktionale Modularisierung von Teilanlagen.

Zukünftige Anlagen werden in Modulen aufgebaut sein. Jedes Modul trägt in sich die vollständige Automation, die es für die Abarbeitung seines eigenen Prozesses benötigt. Die Automation könnte auch ein zentrales Leitsystem übernehmen. Ein Leitsystem ist jedoch für modulare Anlagen mit der Forderung des einfachen Austausches einzelner Module nicht ausgelegt.

Verfahrenstechnische Module benötigen aber eine kleine, anpassbare und autarke Automatisierung. Durch die Umsetzung dezentraler, intelligenter Lösungen in den einzelnen Modulen entfällt die Neuprogrammierung und -konfiguration der Applikationssoftware. Die Module können mit niedrigstem Aufwand in die automatisierungstechnische Gesamtlösung der Produktion integriert werden. Damit kann man eine Vielzahl automatisierter Module der Anlage beifügen, ohne die Automatisierungstechnik der Gesamtanlage ausbauen zu müssen. „Es geht darum, Anlagen einfach erweitern oder modifizieren zu können, um nicht sofort in großtechnische Anlagen gehen zu müssen“, erklärt Dr. Eckhard Roos, Leiter Key Account und Industry Segment Management Process Automation bei Festo.

Als zentraler Baustein einer modularen Automation erweist sich einmal mehr die Automatisierungsplattform CPX. Sie kann neben dem pneumatischen Teil mit ihren Ausführungen in IP65/67 auch unterschiedliche Controller sowie Remote-IOs für viele Sensoren wie etwa Drucküberwachung oder Temperaturmessung modular auf ihrer Plattform aufnehmen. Damit lassen sich beispielsweise in der Wasseraufbereitung Skids in unterschiedlichen Ausprägungen – je nach gewünschtem Anwendungsfall – aufbauen. Die Skids müssen autonom funktionieren und extrem zuverlässig sein. Sie kommunizieren kontinuierlich mit einer Master-Steuerung, die das Management des Gesamtsystems organisiert.