Übung 7

Prozessautomatisierung

• Automatisierung von Prozessen der Verfahrens- und Energietechnik

• Kontinuierliche Prozesse

• Chargenprozesse (Batch-Prozesse)

Fertigungsautomatisierung

• Automatisierung von Abläufen in der Fertigung

• Stückprozesse

SPS

• SPS-Programm realisiert einen für die automatisierungstechnische Aufgabe (=einen bestimmten Zweck) entworfende Ablauf

• Für einen anderen Ablauf muss das Programm geändert bzw. ein neues Programm geladen werden

Prozessleitsystem

• Nutzen mehrere SPSen zur Steuerung eines technischen Prozesses

• Dienen zur automatisierten Durchführung komplexer und variierender Aufgaben

Herausforderung:

• Die umzusetzenden Abläufe können sich von Charge zu Charge unterscheiden (z.B. unterschiedliche Produkte)

Gründe:

• Unterschiedliche Eingangs-Stoffe

• Unterschiedliche Prozessparameter (Temperatur, Druck, pH-Wert)

• Unterschiedliche Zeitdauern für einzelne Prozessschritte (Reagieren, Lösen, Trocknen)

SPS-Programm darf nicht nur einen Gesamt-Ablauf nachbilden, sondern muss FLexibilität aufweisen

• Flexibilität ermöglich eine flexible Steuerung aus übergeordnetem System

• Freigeben von Variablen zur Parametrisierung

• Aufteilen des SPS-Programms in Teil-Programme, die dann durch PLS angeordnet werden können

Batch-Prozess, also streng nacheinander abgearbeitete Prozesse

• spezialfall der diskontinuierlichen Produktion

Namur 33 (NE33)

IEC 61512

IEC 62264

Stellen Best Practice für den Betrieb von chargenproduzierenden Anlagen dar

Bilden gemeinsame Sparchbasis für beteiligte Parteien

Ermöglichen es Herstellern, geeignete Werkzeuge für die Realisierung von chargenorientierten Fahrweisen anzubieten

Physisches Modell

• Beschreibt die Anlagenstrucktur in hierarchischer Weise

• Erlaubt die Einstufung von Produktions-Equipment auf vier Ebenen

Prozedurmodell

• Umfasst vier Ebenen zur Beschreibung aller Schritte, die zur Produktion nötig sind

• Aktionen werden in einer geordneten Folge durchgeführt

Prozessmodell

• Modell aus Prozessschritten und -abschnitten zur Beschreibung technischer Prozesse

• Prozess ist eine Folge von chemischen, physikalischen oder biologischen Aktivitäten für die Umwandlung, den Transport oder die Speicherung von Stoff oder Energie

Anlage

• Enthält alle Teilanlagen, Technische Einrichtungen und Einzelsteuereinheiten, die zur Herstellung einer oder meherer Chargen benötigt werden

Teilanlage

• Setzt sich aus Technischen Einrichtungen und Einzelsteuereinheiten zusammen

• Kann eine oder mehrere größere Verarbeitungsaktivitäten ausführen wie z.B. Herstellen einer Lösung, Reaktion

Technische Einrichtung

• Kann aus Einzelsteuereinheiten und untergeordneten Technischen Einrichtungen bestehen

• Kann kleinere Verarbeitungsaktivitäten ausführen wie z.B. Dosieren oder Wägen

Einzelsteuer-Einheit

• Zusammenfassung von Messeinrichtungen, Stellgliedern, anderen Einzelsteuereinheiten sowie der zugehörigen Verarbeitungseinrichtung

Prozedur z.B. PVC produzierne

Teilprozedur z.B. Trockungsverfahren

Operation z.B. Füllen, Vorbereitung, Reaktion

Funktion z.B. Heizen, Katalysator zugeben

Prozess

• Anlagen + Prozedur

Prozessabschnitt

• Teilanlagen + Teilprozedur

Prozessoperation

• Teilanlage + Operation

Prozessschritt

• Teilanlage + Funktion

Prozesschritt

• Technische Einrichtung + Funktion

Gibt den Zustand von Einrichtungsobjekten und Prozeduelementen wieder

• z.B. Einrichtungsobjekte: Ein, Aus, Auf, Zu, Fehler

• Prozedurelementen: Läuft, Haltend, Beendet

Damit Prozeduren aus einem PLS gesteuert werden können, müssen mögliche Zustände bekannt / standardisiert sein

• Rückmeldungen der Anlage sind so verständlich

• PLS weiss hierdurch, welche Aktionen in welchen zuständen ausgeführt werden können

• Für unerwartete Situationen Abläufe gibt, die die Anlage in einen sicheren Zustand bringen (“Abbruch”)