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SIMATIC PCS 7 Anwendertreffen27. – 28. April 2015
Realisierung von Chargenprozessen mit PCS 7 - Lösungsansätze mit APF -
TRIPS group
Hohe Heide 8-10
97506 Grafenrheinfeld
Tel. +49 9723 9197 0
Fax +49 9723 9197 11
trips-group.com – facebook.com/trips.group
Ansprechpartner:
Detlef Reusch
Geschäftsführung
Tel. 09723/9197-35
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
Die TRIPS group ist ein seit 30 Jahren international tätiger
Systemintegrator für Automatisierungstechnologie
Wir operieren mit rund 200 Mitarbeitern - davon
rund 50 im Engineering - an 3 Standorten: Grafenrheinfeld Zentrale
Wülfrath (seit 2009)
Augsburg (seit 2013)
Branchenschwerpunkte Prozessindustrie,
Maschinen- und Anlagenbau
Umsatz 2013/2014: 22 Mio. Euro
6.500 qm Büro- und Fertigungsfläche in der
Zentrale Grafenrheinfeld
Zertifiziert u.a. nach ISO 9001:2008, UL/CSA,
EAC (vormals GOST)
Siemens Solution Partner seit 1999, erster PCS 7 Specialist Bayern (seit 2006)
Siemens Solution Partner in der höchsten Modulausprägung „Industrie“ Nahrung und Genuss
Zement
Chemie
Wer ist TRIPS
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TRIPS LeistungsportfolioKomplette Turnkey-Projekte und Einzellösungen
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Engineering /
ConsultingEngineering Software Schalt-
anlagenbau
Schutztechnik
Projektmanagement
Inbetriebnahme Hard- / Software
Technische Personaldienstleistungen
Frachtverpackung / Export / Logistik
Risikoanalyse
Auslegung
Gefahrstoffe / Ex
Energie-Management
COMOS Automation
CAD-Engineering ELCAD 7
EPLAN Electric P8
bis V. 2.3
EPLAN EEC One
WSCAD 5
SPS Steuerungen Siemens SIMATIC S7
ABB, B&R, Allen-Bradley, Mitsubishi...
Visualisierung SCADA / HMI Siemens WinCC, WINCCflexible,
Invensys, B&R, Rockwell, IST, Schraml, ABB...
Leitsysteme Siemens PCS 7
ABB, ProLeit, B&R..
MES/MIS/ERP-Systeme
TIA - Portal
Nach UL / CSA / EAC
Kupferbearbeitungs-
center
Maschineller Montage-
plattenaufbau
Maschinelle
Drahtkonfektionierung
Einzel-, Klein- und
Großserienfertigung
FAT auf rd. 1.100 qm
Elektrische Installation
TRIMOT
Motor Control Center
Auslegung von
Hochspannungsnetzen
und –schaltanlagen
CAD-Engineering für
Hoch- und Mittelspan-
nungsnetze sowie
Schaltanlagen
Parametrierung
Schutz- und
Stationsleittechnik
Auslegung / Enginee-
ring / Test / IBS Sipro-
tec-Schutzgeräte so-
wie Station Control
System Sicam SAS /
RTU / PAS
Motion-Programmierung Siemens, SINUMERIK, B&R Apocos, SEW, GE...
Robotics KUKA, FANUC, ABB, MOTOMAN..
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
SIMATIC PCS 7 Add-on, basierend auf Standard-Funktionen von PCS 7
APF besteht aus Funktionsbausteinen, Faceplates, Parametrier- und
Engineering-Werkzeugen für ein Prozess-/Unit-bezogenes Material-,
Auftrags-, Parameter-, Lagerort- und Archivmanagement
APF ist für die Automatisierung von Batchprozessen mit einfachen
Rezeptstrukturen (Listen oder Parameterrezepte)
Die Module (Material-, Auftrags-, Parameter-, Lagerort- und Archivverwaltung)
unterstützen die Automatisierung der Produktionsprozesse von der
Rohmaterialannahme bis zur Freigabe für Abfüllung und Verpackung
Ziel ist die Optimierung der Produktion durch Transparenz über Materialien
und Lagerorte
APF kann z.B. in der Chemie sowie in der Nahrungs- und Genussmittel
Industrie eingesetzt werden
Das APF Engineeringtool erzeugt aus den Konfigurationsdaten automatisch
Userarchive für die Datenablage und dazu passende Funktionsbausteine für
den Datenaustausch zwischen Leitebene und Prozessebene.
Engineering von Chargenprozessen mit APFWas versteht man unter Advanced Process Functions (APF)?
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Engineering von Chargenprozessen mit APFModulübersicht
Lagerortverwaltung Parameterpflege eines Lagerortes, Ein- /Ausbuchen von Materiallosen
Suchfunktionen für spezifizierte Lagerorte (leer, gereinigt ...) und Lagerorte
von Materialien
AS-Funktionsbaustein zur Bereitstellung von Lagerortdaten auf
Automatisierungsebene
Archivverwaltung(Datenarchivierung
für Material-, Parameter-
und Auftrags-
Lagerortverwaltung)
AS-Funktionsbaustein
um Daten aus AS in
WinCC-User Archiven
zu speichern [vordefi-
nierte Datenstruktur
(Header) für chargen-
bezogene Daten
vorbereitet]
WinCC-User Archive
für die Datenhaltung
und Standard System-
control für die
Visualisierung
Materialverwaltung Pflege von Materialstammdaten und Materiallosen (Ablage in WinCC User
Archiven)
AS-Funktionsbaustein zur Bereitstellung von Materialstammdaten und
Materiallosdaten auf Automatisierungs-Ebene
Parameterverwaltung Anlegen, Bearbeiten und Löschen von Parametersätzen (Ablage in WinCC
User Archiven)
AS-Funktionsbaustein zur Bereitstellung von Parametersatzdaten auf
Automatisierungs-Ebene
Auftragsverwaltung Anlegen, Planen und Steuern von Teilanlagenaufträgen
AS-Funktionsbaustein zur Steuerung und Datenverwaltung auf
Automatisierungsebene
Auftragsbezogene Parametersatzverwaltung (Planung und Laufzeit)
Schnittstelle für externe Auftragsplanung und Auftragssteuerung
Materialverwaltung
Zuordnung Material - Tank
Verwaltung Materiallose
Erfassung Materialbewegung
Auftragsbearbeitung
Verwaltung Parametersätze
Datenarchivierung
Chargenreport
Materialverbräuche
Materialbestand
Schnittstelle zu überlagerten
Systemen projektspezifisch
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Engineering von Chargenprozessen mit APFTypische Anlagenkonfiguration
Pulverförmige Rohstoffe
Dosieren
Material
TransferMischer/
Reaktor
Tanklager
Materiallos
Management
Lagerort
Management
Parameter
Management
Lagerort
Management
Materiallos
Management
Flüssige Rohstoffe
Archiv-
Management
Materialstammdaten
Management
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
Kunde Technologie / Mengengerüst
Projekt / Lieferumfang
Beispielprojekt 1
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Austausch Automatisierungstechnik
Anlagenteile:
Rohstofftanklager für Rohölprodukte
Bindemitteltanklager zur Aufnahme fertig
produzierter Bindemittel
Auftrags- bzw. Rezepturverwaltung
Produktion
Lieferumfang
EPLAN-Hardware-Engineering
Schaltanlagenbau,
Programmierung PCS 7, Visualisierung
WinCC / PCS 7
Netzwerkverkabelung
Umbauten S5 auf PCS 7 V. 7.1, FAT
Inbetriebnahme, Schulungen
USV-Anlage
Tausch von zwei S5-Steuerungen und
zugehörigen Peripheriebaugruppen, Be-
dien- und Beobachtungssystem PLS85
gegen PCS 7 V7.1 (AS S7-400 und
WinCC)
Hardware
2 redundante Server, 3 Client-
Bedienplätze, 1 Engineeringstation
1x CPU 416-3 + ET200M
Mengengerüst
7 Waagen Siwarex
510DE, 560DA, 115AE, 15AA
WinCC-Tags gesamt: ca. 4000
Modernisierung Bindemittelproduktion für Druckfarben
Weltweit führender Hersteller von
Druckfarben und Druckplatten mit den
damit verbundenen Serviceaktivitäten.
Kunde Technologie / Mengengerüst
Projekt / Lieferumfang
Beispielprojekt 2
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Weltweit führender Hersteller von
Druckfarben und Druckplatten mit den
damit verbundenen Serviceaktivitäten.
Neubau von 3 Farblinien inkl.
Farbkonzentratherstellung
Anlagenteile: LKW-Befüllstation, Tanklager
Flüssigverteiler / Flüssigwaage
Vor-/ Hauptdispergierung
Letdown-Lager, Abfüllung
Lieferumfang
Hardware-/ Software-Workshop für
Detailaufnahme
CAD Stromlaufplanerstellung in EPLAN P8
Softwareerstellung PCS7
Lieferung Serverschrank, Schaltschränke und
Feldkästen
Lieferung Leitsystem (Server, Bedienebene)
Inbetriebnahme
Automatisierung unter Einsatz von PCS7
V8.0 SP2 und APF V1.4 SP2 (AS 410-5H
/ dez. Peripherie: ET200S)
Hardware
CPU: AS 410-5H / dez. Peripherie: ET200S
PC's: 2 Server / 1 Engineeringstation / 4
Clients (1Rack-/ 3 Panel-PC's)
6 Schaltschränke (Insgesamt: 10,4m)
10 Feldkästen (für Ventile und ET-Stationen)
Mengengerüst
DE: 880, DA: 364, AE: 92, AA: 6, 22 Siwarex-
Waagen, 40 Sinamics-FU's
Profibusteilnehmer: 66
Prozessobjekte: 650
Motoren: 126 / Ventile: 150 / Messungen: 114
Automatisierung Druckfarbenproduktion
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Beispielprojekt 2Automatisierung Druckfarbenproduktion
Bestehende Anlagenstruktur mit WinCC-Technologie für die Anlagenbedienung
Anlagenerweiterung bzw. neue Prozesse werden benötigt
keine Vorschriften, was die Auswahl der Technologie angeht (WinCC oder PCS 7)
Beispielprojekt
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Entscheidungsprozess
Ist-Situation
effiziente, flexibles und vor allem hoch verfügbares Steuerungssystem
Batchsystem für die Auftragsverwaltung
Soll- Situation
Durch das neue Produkt „APF“ in Verbindung mit PCS 7 besteht jetzt die Möglichkeit, für Aufgaben in diesem Umfang auf SIMATIC Batch zu verzichten, d.h. es wurde eine wirtschaftliche Lösung auf Basis von PCS7 möglich!
In der Vergangenheit fehlte diese Möglichkeit. So konnte auf Basis PCS7 (ohne SIMATIC Batch) keine wirtschaftliche Rezept- und Auftragsverwal-tung (für kleine und mittlere Projektgrößen) angeboten werden.
Lösungsansatz
Eingesetzte APF-Module: Materialmanagement (Stammdaten), Parameter-
management, Auftragsmanagement
Anforderung des Projektes:
Immer gleiche Fahrweise eines Rezeptes
ca. 25 Rezeptparameter
Gründe für den Einsatz von APF / Verzicht auf Simatic Batch für diese Anlage:
Einfache Rezeptstruktur
Immer gleiche Fahrweise
des Prozesses
Einfache Auftragsverwaltung
Materialverwaltungsfunktion
Archivierungsfunktion
Kostengünstig gegenüber
Simatic Batch
Siemens Standardsoftware
inkl. Support
Was leistet APF in diesem Projekt?
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Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Job anlegen
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Job übernehmen
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Job aktivieren
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Job starten
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Rechte Maustaste
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Parameter-blatt
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
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Job-Visualisierung
PraxisbeispielAnlegen und Starten eines Auftrags
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
Kunde Technologie / Mengengerüst
Projekt / Lieferumfang
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
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Eines der größten Baustoffunternehmen
Deutschlands
Silomodernisierung; Migration S5-
Programme nach PCS 7
Lieferumfang
Software-Engineering
Programmerstellung (Techn. Klärung, Anpas-
sen HW-Konfiguration, Anlegen CFC-Pläne,
Steuerungsprogramm S7-400, Programmie-
rung DI, DO, AI, AO, Einbindung der Waagen)
Rezeptur- / Chargenverwaltung Kopplung u. A.
zur Bahn- und LKW-Verladung
Anpassung WinCC-Bilder
Austausch / Integration Wägeelektronik
FAT
Inbetriebnahme
Produktionsbegleitung
Hardwaredokumentation EPLAN P8
Silomodernisierung
Der Einsatz von APF war in dem Projekt geplant, wurde aber aus
Kompatibilitätsgründen wieder verworfen.
Ziel war: Auftragsbereitstellung mit entsprechenden Parametern (mit
Autrags-Sequencer)
Kalkulierter Aufwand für Projektierung APF: 40 Stunden
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF:Silomodernisierung Zementwerk
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Ausgangsbasis
Nachteile durch den Verzicht auf APF
Tatsächlicher Aufwand für Entwurf und Umsetzung der Eigenlösung: 80
Stunden
Lösung wies deutlich weniger Features auf, als APF ermöglicht hätte
Erhöhter IBS-Aufwand (Aufgrund redundantem System)
Ergebnis
Kurzvorstellung TRIPS group
Engineering mit APF – Grundlagen – Module – Projektierung
Beispielprojekte unter Einsatz von APF
Praxisbeispiel: Anlegen eines Auftrags
Beispielprojekt unter Verzicht auf APF
Fazit
Realisierung von Chargenprozesse mit PCS 7Lösungsansätze mit APF
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Agenda
Von Siemens gepflegter Standard
Zentrale Konfiguration für AS und OS mit den Engineeringtools aus
WinCC heraus.
Sämtliche Schnittstellen werden dort definiert. Mit einem Klick werden die
zugehörigen FB‘s im AS erzeugt und müssen dort „nur“ verschalten
werden.
Die Konfiguration ist in den Userarchiven hinterlegt
Die Visualisierung ist weitgehend fertig (Copy & Paste der Modulbilder,
platzieren der Bausteinsymbole)
Datenvorhaltung ist mit dem Ablegen in den Userarchiven bereits fertig
Die APF stellt Parameter zur Verfügung und hält Möglichkeiten zur
Archivierung bereit.
Der Programmierer muss die Daten festlegen/projektieren und kann sich
dann auf die Anlagenfunktion konzentrieren. Um die Kommunikation und
das Datenhandling zwischen AS und OS muss man er sich keine / kaum
Gedanken machen.
Vorteile des Einsatzes der APF
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Die Anwendung vordefinierter Advanced Process Functions (APF) vereinfacht die Projektierung von Automatisierungsanlagen, bei denen
Dosieren, Mischen, einfache Reaktionen
Materialienverwaltung, Lagerortverwaltung und Dokumentation der Materialtransfers
feste Ablaufsteuerungen mit variablen Parametersätzen
wesentliche Bestandteile des technologischen Prozesses sind.
Vorteile der Nutzung von APF:
Deutliche Kosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage
Langfristige Investitionssicherheit
Rationelles, durchgängiges Engineering
Schnelle Inbetriebsetzung
Breites Einsatzspektrum (im gesamten Produktionsbereich)
Hohe Zuverlässigkeit der Automatisierungslösungen auf Basis getesteter Softwaremodule
Fazit
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Ihre Fragen?
28.10.2015 Trips GmbH 30
?
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