Standortvorteile durch moderne Technik

Nach Informationen der Bartec GmbH in Bad Mergentheim www.bartec.de

Mit seiner Produktpalette aus komplexer Mess- und Analysentechnik, innovativen Wärmetechniklösungen bis hin zu explosionsgeschützten Komponenten und Systemen für die Automatisierung, Steuerung und Regelung sowie für Kommunikation ist Bartec ein Nischenanbieter in der Automatisierungstechnik. „Wir sind als Spezialist für die schwierigsten Lösungen in der Ex-Schutz-Zone 1 bekannt“, erläutert Jan-Rieks Zonderman. Der Ex-Schutz mache lediglich etwa ein Fünftel des Marktes der Prozessautomatisierung aus. Die Trends, so der Leiter Automatisierungstechnik, unterschieden sich jedoch kaum von denen anderer Bereiche der Automatisierung.

Im Vordergrund steht die Optimierung der Produktionsprozesse. Gerade europäische Unternehmen versuchen so, Produktionen auch zukünftig zu halten. Doch langfristige Investitionen werden zurzeit vor allem in den USA und in Asien getätigt. In Europa erschwert darüber hinaus die große Zahl sicherheitstechnischer Vorschriften und Maßnahmen die Zulassung neuer chemischer und petrochemischer Anlagen. Die Großunternehmen tun sich daher in Europa zurzeit eher schwer mit Investitionen. Das Wachstum finde deshalb nicht in Europa statt, so Zonderman, sondern dort, wo Öl und Kohle gefördert werde. Das macht er an einem Beispiel deutlich: „Wir profitieren auch vom Fracking-Trend in den USA, da besteht ein großer Bedarf an Ex-Schutz-Technik auch in Zone 1.“ Zusätzlich wachsen die Anforderungen bezüglich Temperatur, Feuchte und Vibrationen. Bartec als flexibler Nischenanbieter und global tätiges Unternehmen passt seine Produkte entsprechend an und entwickelt sie weiter.

Doch welche Möglichkeiten haben europäische Unternehmen, weiter am Markt zu bestehen, fragt Jan-Rieks Zonderman. Ist es die höhere Qualität? Oder die Flexibilität oder die höhere Verfügbarkeit? Diese Faktoren könnten wesentlich dazu beitragen, Produktionsvolumen in Europa zu halten, meint er.

Die Automatisierung prozesstechnischer Anlagen hat schon in den siebziger Jahren begonnen; diese Anlagen sind heute jedoch vielfach veraltet; es ist kaum möglich, ihre Effizienz weiter zu stiegern. Um die Produktion zu optimieren, sind Diagnosedaten aus dem Prozess bzw. aus der Fertigung unerlässlich. Sie geben Auskunft, ob die Messwerte stabil sind, liefern Daten und geben so die Sicherheit, dass eine Anlage zuverlässig läuft. Während bisher vor allem konventionelle Leit-, HMI- und Scada-Systeme zum Einsatz kommen, könnte die Feldbustechnik die Automatisierung vereinfachen und die Daten liefern, die zu einer präzisen Führung der Prozesse erforderlich sind. Wie Jan-Rieks Zonderman erläutert, ist die Akzeptanz von Feldbussen in der Prozesstechnik jedoch noch immer nicht hoch. Anders als in der Fabrikautomation, wo ein breites Know-how vorhanden sei, fehlten in der Prozesstechnik bisher oft die notwendigen Kenntnisse vor Ort.

Um die neuen Technologien optimal einzusetzen, sei noch viel Ausbildung erforderlich, erläutert der Leiter des Bereichs Automation. Wichtig sei es, Erfahrungen zu sammeln, wie die große Zahl von Daten aus dem Prozess zu interpretieren sind. Da wurden nach seiner Einschätzung in der Vergangenheit immer wieder Fehler gemacht, was zu falschen Konsequenzen und zu Frust geführt habe. Während die Systemanbieter Infrastruktur auf der Basis von Profibus PA oder Foundation Fieldbus lieferten, so Zonderman, folgten die Feldgerätehersteller der Entwicklung nicht im erforderlichen Maß. Die Messgerätehersteller konzentrieren sich nach seiner Meinung vor allem auf die Messung der Prozesswerte; 80 % des weltweiten Marktes werden deshalb noch immer mit Komponenten für die 4..20 mA bestückt. Diese Technik zeichnet sich dadurch aus, dass nicht viel Energie verfügbar, so auch kaum Intelligenz im Feldgerät möglich ist. Feldbusse können diesen Geräten mehr Energie zur Verfügung stellen; die so gebotenen Möglichkeiten werden jedoch kaum genutzt. „Mit Ethernet im Feld wird die Daten-Fahrbahn noch einmal breiter“, kommentiert Zonderman. Doch niemand brauche die Bandbreite. Nur in Einzelfällen, bei komplexen Geräten mache es Sinn, Ethernet zu nutzen. Ethernet kommt im Prozessbereich bisher ausschließlich bei den Backbones zum Einsatz, mit den Protokollen Profinet, Ethernet IP und Modbus TCP.

Interessant sei in diesem Zusammenhang die Diskussion um Industrie 4.0. Schon heute tauschen Feldgeräte am Foundation Fieldbus Daten untereinander aus, um Regelkreise zu bilden, während die Diagnosedaten zur Leitebene gehen. Doch auch dabei fehle es bisher an aussagefähigen Interpretationen, um die richtigen Entscheidungen treffen zu können. Zu bedenken gibt Zonderman auch, dass durch den Einsatz neuer Technologien wie den Feldbussen wertvolle Rohstoffe und Energie eingespart werden können und somit ein weiterer Wettbewerbsvorteil möglich ist.

Feldbussysteme werden zukünftig auch die Möglichkeit bieten, Daten aus der Feldebene verschiedenen übergeordneten Systemen zur Verfügung zu stellen. Während das Leitsystem beispielsweise Prozessdaten benötigt, kann ein Asset-Management effektive Wartungskonzepte erlauben. Das erfordert jedoch mehr Intelligenz auf der Ebene des I/O-Systems, und das Leitsystem wird ein Teil des Netzwerks.

Ein wichtiges Protokoll der Zukunft werde OPC UA sein, meint Zonderman, denn es spiele gerade in diesem Zusammenhang seine Stärken aus. Es würden sowohl schnelle als auch sichere Verbindungen benötigt. „OPC UA gehört damit zu den Technologien, die uns helfen, konkurrenzfähig zu bleiben“, erläutert der Leiter Automatisierungstechnik. Sowohl FDT als auch FDI nutzen OPC UA. Diese Technologien ermöglichen es, komplexe Informationen effektiv zu interpretieren. Schon heute sind außerdem viele Geräte mit Webservern verfügbar, die dem Experten entsprechende Diagnosedaten zur Verfügung stellen. Diese Bemühungen werden die Leitsysteme zukünftig weiter entlasten.

Die Fabrik-Automatisierung habe es vorgemacht: Immer komplexere Maschinen und kompaktere Geräte beeinträchtigen Betrieb und Wartung. Um die Zuverlässigkeit dennoch sicherzustellen, ist es erforderlich, die Komplexität der Prozesse in leistungsfähigen Softwaretools abzubilden, um so den Bedienern den Anlagenbetrieb zu erleichtern. Nur so könnten Verfügbarkeit und Produktivität auch langfristig gesichert werden, meint der Automatisierungsexperte.

Die Eigensicherheit eines Gerätes stellt per Definition aufgrund spezieller Konstruktionsprinzipien sicher, dass selbst im Fehlerfall kein unsicherer Zustand auftritt. Dazu gehört es beispielsweise, in den einzelnen Ex-Schutz-Zonen zu hohe Energien zu vermeiden. Das ist mit speziellen Stromversorgungen und Maßnahmen gegen die Funkenbildungen an Schaltern und Relais möglich. So kann das Zünden explosionsfähigen Brennstoff-Luft-Gemischen verhindert werden. Ein umfangreiches Normenwerk regelt die Einzelheiten.

Doch das Know-how von Bartec besteht auch darin, viele der Details im Einzelfall zu prüfen. Ist Eigensicherheit im Ex-Bereich überhaupt erforderlich, wenn Feldgeräte niemals im laufenden Betrieb ausgewechselt werden? Unter welchen Bedingungen sind auch Antriebe mit mehreren KW Leistung im Ex-Bereich einsetzbar, so die Fragestellung. Gerade Feldbusgeräte werden nur in Wartungsphasen ausgewechselt, während die Diagnose aus dem sicheren Bereich heraus jederzeit möglich ist, und wie oft wird im Ex-Bereich die Infrastruktur umgebaut?

Fest steht, je mehr Elektronik im Feld zum Einsatz kommt, desto mehr Energie wird benötigt. Das ist der Grund, weshalb mehrere Anbieter unter Federführung der Physikalisch Technischen Bundesanstalt PTB in einem jetzt abgeschlossenen Projekt die Power-i-Technolgie entwickelt haben, die auf der Basis einer hochgenauen Analyse von Strom und Spannung die Energie in der Ex-Zone begrenzt. Die damit verbundene Komplexität verursacht jedoch zusätzlichen Aufwand und weitere Kosten. Obwohl Bartec am Projekt beteiligt war, sieht man zurzeit wenige Einsatzmöglichkeiten: „Mehr Funktionalitäten führen nicht immer zu höherer Zuverlässigkeit.“ Einen ähnlichen Ansatz verfolgt auch FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept), das ebenfalls unter Federführung der PTB gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt wurde. Die Technik basiert auf zertifizierten Feldgeräten, deren Eigensicherheit durch verschiedene Maßnahmen sichergestellt wird.

Experten prognostizieren, dass sich der Markt für Feldgeräte durch den Einsatz von Wireless-Technologie in den kommenden Jahren um mehrere Prozent erweitern lässt. Jan-Rieks Zonderman sieht bei Weitem kein so großes Potenzial, da sich die Anwendung auf wenige Bereiche beschränke. Wireless HART ist eine drahtlose Verbindung zum Endgerät in der Feldebene; eine digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung. ISA100.11a ist dagegen ein Standard, der eher für das Backbone geeignet ist und auf der physikalischen Ebene mehrere Protokolle erlaubt. Ähnlich wie bei den Bussystemen ist auch bei Wireless die Akzeptanz noch immer gering. Der Umstieg dürfte über den Zwischenschritt der Feldbustechnik erfolgen.

Zu den Kunden des Unternehmens zählen vor allem die Öl- und Gasindustrie, die Chemie- und Petrochemie sowie Pharmakonzerne und der Bergbau in allen Regionen der Welt. „Wir bieten sichere und zuverlässige Lösungen für den Ex-Bereich, speziell für Zone 1“, so Zonderman: „Wichtig bei den Produkten ist die lange Verfügbarkeit, die in den langen Investitionszyklen der Prozessindustrie begründet ist.“

Die Entwicklung neuer Lösungen und Geräte wird maßgeblich vom Trend zu mehr Outdoor-Applikationen im Ex-Bereich beeinflusst. Immer häufiger erwarten Kunden Geräte für extreme Temperaturen, Feuchtigkeit und Beschleunigung. Das Unternehmen bietet ex-geschützte Workstations, mehr und mehr werden aber auch mobile Geräte für den Ex-Bereich gefordert. Bartec sucht dazu am Markt verfügbare, geeignete Geräte aus, die an die hohen Anforderungen des Ex-Schutzes angepasst werden. Die jüngsten Erfahrungen zeigen: Schwere Gehäuse werden schon lange nicht mehr akzeptiert. Bei der Visualisierung im Ex-Bereich haben sich längst auch HD und Widescreen durchgesetzt.

Im Bereich Mobile Computing setzt das Unternehmen auf Geräte von Motorola, die über Jahre verfügbar sind und für den Ex-Bereich adaptiert wurden. „Wir sind Ex-Schutz-Experten, da liegt unser Know-how“, erläutert der Leiter des Bereichs Automatisierung: „Deshalb kooperieren wir mit Partnern.“ In Bad Mergentheim registriert man weiterhin den Trend zu kompakteren Geräten: „Wichtig ist zwar ein geringer Energiebedarf, doch fällt ein Gerät hinunter, darf es ebenfalls keine Funkenbildung geben.“ Jan-Rieks Zonderman verspricht: „Jedes Gerät, das unser Haus verlässt, bietet auch im Fehlerfall die absolute Sicherheit gemäß der Ex-Schutz-Richtlinien.“

Bartec, dass 1975 mit der Entwicklung und Herstellung eines Schalters für Tankstellen begonnen hat, bildet heute eine mittelständische Unternehmens-Gruppe mit mehr als 1600 Mitarbeitern weltweit. Der Spezialist für Ex-Schutz sieht seine Chance darin, in einem internationalen Markt eine Nische zu bedienen. „Wir müssen die Kräfte, die uns Europa bietet, auch zukünftig gezielt nutzen, um global weiterhin eine Rolle zu spielen“, resümiert der Bereichsleiter Automatisierungstechnik. ge

Der Explosionsschutz beschäftigt sich mit dem Schutz vor Explosionen bzw. der Begrenzung der Auswirkungen. Ausführliche Informationen dazu bietet die Seite der PTB:

Das Remote-I/O-System Antares kann mit verschiedenen Bussystemen (Profibus-DP, Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP) an jede gängige Steuerung angeschlossen werden. Das System ist nach den aktuellen Richtlinien Atex- und IEC-Ex-zertifiziert und wird direkt im Ex-Bereich in der Zone 1+2 oder Zone 21+22 installiert. Dank des intelligenten Zulassungskonzepts ist es gelungen, eine flexible Systemzulassung zu erwirken. Der Anlagenbauer kann nun erstmals selbst sein System frei planen und gestalten und nach den allgemeinen Installationsverfahren für explosionsgefährdete Umgebungen in ein mechanisch geschütztes Standard-Industriegehäuse einbauen. Ein Ex-Systemtypenschild ist im Lieferumfang des Herstellers enthalten.