Tegenwoordig moeten fabrieken die fijne en gespecialiseerde chemicaliën produceren flexibeler zijn dan ooit tevoren. Om aan deze behoefte te voldoen, vertrouwt Evonik Operations GmbH in het Duitse Hanau op het nieuwe procesbesturingssysteem Simatic PCS neo van Siemens en het concept van modulaire productie.

“Over het algemeen zien we een duidelijke trend op de markt naar kortere innovatiecycli en meer specifieke aanpassingen van productportefeuilles. Zo ook in onze fabriek. Daarom wilden we een fabrieksconcept invoeren waarmee we de fabrieksdelen snel en gemakkelijk kunnen voorbereiden en uitbreiden voor een nieuwe test”, zegt Stefan Handel, Project Manager bij Evonik.

Fabrieksdelen flexibel gekoppeld aan processen

De voorwaarde voor deze modulaire aanpak is gestandaardiseerde interfaces tussen leveranciers die garant staan voor de efficiënte configuratie, communicatie en integratie van modulaire fabrieken. Een interface van dit type wordt gedefinieerd in het Module Type Package (MTP). Dit protocol bepaalt het IT-aspect van procesmodules of fabrieksdelen zodat ze gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd in een uitgebreide automatiseringsoplossing.

“MTP stelt ons in staat om delen in de fabriek te structureren als modules met hun eigen intelligentie. De intelligente modules worden gecombineerd in een globaal proces en beheerd, gemonitord en gecontroleerd in het centrale besturingssysteem, waardoor we onze processen nog flexibeler kunnen configureren”, zegt Handel.

 

“Simatic PCS neo biedt allerlei nieuwe functies die het beheer van het procesbesturingssysteem veel gemakkelijker maken dan vroeger.”

Stefan Handel, Project Manager bij Evonik

Aansluiten, instellen, klaar

Om dit modulaire concept in te voeren, vertrouwt Evonik op MTP-technologie en onder andere op het webgebaseerde procesbesturingssysteem Simatic PCS neo van Siemens. Dit ondersteunt het concept van modulaire productie al met MTP-technologie en overtuigt door zijn flexibiliteit. Fabrieksdelen kunnen met slechts enkele klikken en een minimum aan mechanische aanpassingen worden verbonden: Aansluiten, de parameters instellen en klaar.

Module voor toekomstgerichte productie

Volgens Handel was er nog een belangrijke factor in de keuze van Evonik voor het nieuwe procesbesturingssysteem. “We willen ook dat onze fabriek een pionier is op het vlak van innovatie die digitalisering Industrie 4.0bevordert. Als webgebaseerd systeem in HTML biedt Simatic PCS neo de ideale basis. Zo kunnen we systemen visualiseren en toegankelijk maken zonder lokale client installaties.”

Grondige modernisering

Voordat het nieuwe besturingssysteem in gebruik kon worden genomen, moest het bestaande SCADA-systeem volledig worden vervangen. De experts van Siemens deden dit door de bestaande fabrieksschermen te herzien en de regellussen te optimaliseren door over te schakelen van enkelvoudige naar cascadecontrole. Daarnaast werden de fabriek- en terminalbussen aangevuld met nieuwe Scalance-schakelaars en werden de automatiseringssystemen, communicatiemodules en interfaces bijgewerkt met de nieuwste firmware.

Als systeemplatform gebruikt Simatic PCS neo de CPU AS410 en negen industrie-pc’s van Siemens, waarbij drie klanten op virtuele machines zijn geïnstalleerd. De ‘zero installation clients’ werden zonder veel moeite opgestart. Eenmaal aangesloten op de domeinen en zodra de browser is geïnstalleerd, bieden ze directe toegang tot het systeem. Simatic Virtualization as a Service (SiVaaS) maakt het ook gemakkelijker om de server te configureren, virtuele clients te creëren en de besturingssystemen te installeren en te configureren.

Meer opties voor de fabriekswerking

In februari 2020, amper drie maanden na de lancering van het project, werd de productie volgens schema opgestart in het eerste gemoderniseerde fabrieksdeel. De andere fabrieken zijn sindsdien overgeschakeld. Voor Handel is dit een totaal succes. “Simatic PCS neo biedt allerlei nieuwe functies die het beheer van het procesbesturingssysteem veel gemakkelijker maken dan vroeger. Alle gebruikersinformatie wordt centraal opgeslagen. We kunnen de fabrieken centraal bedienen en hebben ook een volledige inventaris van geïnstalleerde hardware- en softwarecomponenten.”

Het webgebaseerde controlesysteem biedt ook meer transparantie tijdens de werking. Met de Simatic PCS neo Process Historian kunnen alle procesgegevens op lange termijn worden gearchiveerd. In Simatic PCS neo kunnen elke dag eenvoudig en automatisch rapporten worden aangemaakt voor elk fabrieksdeel en voor de hele fabriek.

Eenvoudigere techniek

Dankzij de vervanging van het huidige SCADA-systeem in de polymeerfabriek door Simatic PCS neo zijn de systemen van de fabriek nu klaar voor de toekomst. Daarnaast helpt deze nieuwe technologie het team van Stefan Handel ook bij hun dagelijks werk, omdat zij nu snel en flexibel kunnen inspelen op veranderende randvoorwaarden tijdens de dagelijkse bedrijfsvoering:

“Via Simatic PCS neo kunnen meerdere gebruikers over de hele wereld tegelijk aan een project werken, waardoor ze de engineering kunnen vergelijken en efficiënt individuele fabrieksdelen in dienst kunnen nemen”, zegt Handel. “In vergelijking met de vorige oplossing kan een modulaire fabriek veel sneller geconfigureerd worden. Dat bespaart ons veel tijd!”

Meer info? Contacteer Ward Aernout (ward.aernout@siemens.com).

 

Fabriek in het industriepark Wolfgang

Nog voor de modernisering was de fabriek van Evonik in het industriepark Wolfgang al ontworpen voor flexibiliteit. Zo kunnen in het lab ontwikkelde syntheseprocessen hier geoptimaliseerd en vervolgens in grootschalige fabrieken geproduceerd worden. Bovendien kunnen initiële partijen monsters van nieuwe producten ook op een schaal tot één ton worden weergegeven.

In de fabriek zijn in totaal negen fabrieksdelen beschikbaar. Zes daarvan hebben een vergelijkbaar ontwerp. Zo kunnen er verschillende reacties uitgevoerd worden voor test- en modelweergaves in een reactievat met een aangepaste roergeometrie met cascade-gestuurde temperatuurregeling van de bekleding en interne temperaturen. De andere drie fabrieksdelen bieden de infrastructuur en meer processtappen.

Evonik AG

Evonik is een wereldleider in gespecialiseerde chemicaliën. Het bedrijf is actief in meer dan 100 landen over de hele wereld en genereerde een omzet van 13,1 miljard euro en een bedrijfswinst (aangepaste EBITDA) van 2,15 miljard euro in 2019. Evonik gaat veel verder dan chemie om innovatieve, winstgevende en duurzame oplossingen voor klanten te creëren. Meer dan 32.000 medewerkers werken samen om een gezamenlijk doel na te streven: Een beter leven, vandaag en morgen.