Modulare Anlagen

Warum Industrie 4.0 und Modularisierung Chancen für die Wasserwirtschaft bieten

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Zukünftige Bedeutung für die Wasserwirtschaft

Die Märkte der Wasseraufbereitung sind zunehmend volatil. Gleichzeitig wird ein immer kürzeres Time-to-Market gefordert, und ein weiterer Trend geht klar in Richtung Standardisierung und Anpassung von Produktionskapazitäten durch Modularisierung von Anlagen. Speziell aus der Anforderung der verkürzten Zeit bis zur Markteinführung neuer Produkte und Anlagen folgt, dass in der Phase des Basic- und Detailengineering von Produktionsanlagen wesentliche zeitliche Einsparpotenziale gehoben und durch Standardisierung und teilgeprüfte/validierte Lösungen weiterhin in der Inbetriebsetzung dieser Produktionsanlagen weitere Einsparungen realisiert werden müssen.

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Im Bereich der Wasseraufbereitung wird zunehmend gefordert, die Kapazität und auch die Art der Module einfach an kundenspezifische Anforderungen anpassen zu können. Durch Industrie 4.0 zeichnet sich ein Paradigmenwechsel in der Produktionstechnik ab. Die Merkmale einer bedarfsorientierten und flexiblen Anlage, die auf wechselnde Anforderungen entsprechend reagieren kann, stellen sich dabei wie folgt dar:

  • einfache Anpassung der Produktionslinie an Marktanforderungen,
  • kundenspezifische Produktionen,
  • automatisierte Inbetriebnahme,
  • einfache Kapazitätsanpassung durch Vergrößern oder Verkleinern der Anlage.

Anforderungen an die Hersteller

Der Bau modularer Anlagen scheiterte in der Vergangenheit u.a. auch daran, dass die Automatisierungstechnik Forderungen in Bezug auf Integrationsfähigkeit, Durchgängigkeit und auch Sicherheit nicht befriedigen konnte. In der Zwischenzeit wurden entwicklungstechnisch wesentliche Erweiterungen und auch Standards erarbeitet, z.B. das FDI-Konzept oder OPC UA, die bei der Umsetzung modularer Konzepte Anwendung finden.

Der Grundgedanke des modularen Anlagenbaus ist, den Aufwand für die Integration einzelner Module zu minimieren. Das Engineering wird dabei auf den Lieferanten der einzelnen Module verlagert, der mit dem Modul auch die zugehörige Automatisierungstechnik zukünftig liefern wird, d.h. das Gesamtengineering wird dann in die Schritte Engineering der einzelnen Module und das Engineering zur Integration aller Module aufgeteilt.

Festo folgt diesem Ansatz und hat erstmals eine Lösung für die Automatisierung modularer Anlagen basierend auf Diskussionen mit einem global agierenden OEM im Bereich der Wasseraufbereitung erarbeitet. Der Anlagenbauer will zukünftig den Numbering-up-Ansatz für die Anpassung der Produktionskapazitäten umsetzen. Als wichtigster Baustein einer modularen Automation dient hier die dezentrale Automatisierungsplattform CPX. Sie kann neben dem pneumatischen Teil mit ihren Ausführungen in IP65/67 auch unterschiedliche Controller sowie Remote-IOs für Sensoren wie etwa Drucküberwachung oder Temperaturmessung modular auf ihrer Plattform aufnehmen. Damit lassen sich beispielsweise in der Wasser­aufbereitung Skids in unterschiedlichen Ausprägungen – je nach gewünschtem Anwendungsfall – aufbauen.

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