Einführung

• Kontinuierliche Prozesse

• Diskontinuierliche Prozesse

Ein kontinuierlicher Prozess ist ein Prozess mit ständigem Zu- und Abfluss von Material oder Energie.

• Stromerzeugung im Gaskraftwerk

• Herstellung von Zement

• konstanter Fluss von Stoffen oder Energie

• keine Unterbrechungen im Prozessablauf

• geringe Steuerungskomplexität im Vergleich zu diskontinuierlichen Prozessen

Ein diskontinuierlicher Prozess ist ein Prozess mit Verarbeitung oder Einsatz von Stoffen zu diskreten, zeitlich getrennten Zeitpunkten.

• Chargenprozesse (Batchprozesse)

• Stückprozesse

Ein diskontinuierlicher Prozess, bei dem Stoffmengen in einzelnen Chargen verarbeitet werden – meist mit Folgeprozessen.

Beispiele: Bierherstellung, Pharmazie, Feinchemie

Verarbeitung oder Transport einzelner, identifizierbarer Objekte in definierten Zeitabständen.

Beispiele: Herstellung von Kronkorken, Automobilfertigung

Weil bei Verteilungsprozessen – wie z.B. Strom- oder Gasverteilung – ein kontinuierlicher Fluss von Energie oder Material stattfindet. Der Prozess läuft ununterbrochen und ohne einzelne Verarbeitungsschritte ab, ähnlich wie bei typischen kontinuierlichen Produktionsprozessen. Die Hauptaufgabe ist die Weiterleitung, nicht die Umwandlung.

Ereignisdiskrete Systeme sind Systeme, bei denen Zustandsänderungen nicht kontinuierlich, sondern durch einzelne, eindeutig identifizierbare Ereignisse ausgelöst werden. Sie beschreiben typischerweise diskontinuierliche Prozesse, wie Stückprozesse oder Chargenprozesse, bei denen Vorgänge schrittweise ablaufen und auf bestimmte Bedingungen oder Signale reagieren.

Beispiel: Ein Förderband startet erst, wenn ein Sensor die Anwesenheit eines Werkstücks meldet.

Automatisierung von kontinuierlichen oder Batch-Prozessen, bei denen physikalisch-chemische Umwandlungen stattfinden. Typische Anwendungen: Chemieindustrie, Lebensmitteltechnik, Energiewirtschaft.

Automatisierung von stückweisen Fertigungsprozessen, bei denen Einzelobjekte mechanisch bearbeitet oder montiert werden. Typisch in der Maschinenbau- oder Automobilindustrie.

• Prozessautomatisierung: Fokus auf Regelung von Temperatur, Druck, Durchfluss etc.

• Fertigungsautomatisierung: Fokus auf Steuerung von Bewegungsabläufen und Positionierung.

Typische Methoden sind endliche Automaten, Petri-Netze und Zustandsdiagramme, die die Zustände und Übergänge basierend auf Ereignissen darstellen.

• ERP = Enterprise Resource Planning: Unternehmensweite Planung von Ressourcen, Aufträgen, Finanzen und Personal. Beispiel: SAP.

• MES = Manufacturing Execution System: Überwachung, Steuerung und Optimierung des Produktionsprozesses in Echtzeit – Bindeglied zwischen ERP und Steuerungsebene.

• HMI = Human Machine Interface / SCADA = Supervisory Control and Data Acquisition: Visualisierung, Bedienung und Überwachung von Prozessen durch den Menschen.

• SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung: Steuerung von Maschinen und Anlagen auf Feldebene, basierend auf Ein- und Ausgangssignalen.

1. Unternehmensleitebene (ERP):

   • Planung und Steuerung der Geschäftsprozesse

   • Ressourcenmanagement (Material, Personal, Kapital)

   • Auftragsabwicklung und Controlling

   • langfristige Entscheidungen

2. Betriebsleitebene (MES):

   • kurzfristige Feinplanung der Produktion

   • Auftragsverfolgung, Produktionsüberwachung

   • Erfassung und Analyse von Betriebsdaten

   • Rückmeldung an ERP-System

3. Fertigungsebene bzw. Prozessleitsystem

   • Steuerung und Überwachung der laufenden Prozesse (z.B. durch SPS, HMI/SCADA)

   • Ausführung von Produktionsaufträgen

   • Ansteuerung von Maschinen und Anlagen

   • Erfassung von Echtzeit-Daten zur Prozessführung