Do it same, but better!

DOTTIKON EXKLUSIVE SYNTHESIS AG setzt beim Bau zweier neuer Anlagen auf bewährte Konzepte, modernste Technik und Innovation.

Greenfield Projekte bieten eine gute Gelegenheit, bewährte Konzepte neu zu denken und die neuesten technischen Fortschritte einzubeziehen. Unser langjähriger Kunde DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG setzt beim Bau zweier neuer Anlagen auf grüner Wiese auf erprobte Lösungen, strebt jedoch nach Innovation. CTE unterstützt mit Expertise und liefert das innovative Design für Automation, OT und EMSR aus einer Hand.

Um neue Wege zu beschreiten, bieten Greenfield Projekte eine gute Chance. So auch bei DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG. Das Unternehmen trifft schon seit den 90er Jahren stets zukunftsweisende Entscheidungen. Sei es durch den Einsatz von Provox als erstes Leitsystem oder der frühen Einführung des kompakten DeltaV-Systems in der Schweiz Anfang der 2000er Jahre – DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG war immer einen Schritt voraus.

Bewährte Konzepte treffen auf moderne Technik

Als DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG die ersten Anlagen mit DeltaV ausstattete, dominierte Nokia den Mobilfunkmarkt. Doch während sich die Telekommunikation revolutionierte, blieb das Grundgerüst eines Automationssystems nahezu unverändert. Die Komplexität eines solchen Systems mit seinen vielen Schnittstellen und Aspekten bedingt eine langsame, aber gezielte Weiterentwicklung. Ein moderner Grafikeditor oder ein leistungsfähigerer Controller mag nicht automatisch zu einer effizienteren Produktion führen. Es erfordert Zeit, Expertise und ein durchdachtes Design, um die Innovationen erfolgreich in den Produktionsalltag zu integrieren. Beim Bau der neuen Anlagen ging es deshalb auch darum, bewährte Konzepte weiterzuentwickeln und die technischen Möglichkeiten der Gegenwart optimal zu nutzen.

Mehrzweck und Trocknungsanlage für Pharma Produktion

Im Jahr 2017 fiel der Startschuss für das Projekt MZA20, bei dem DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG auf bewährte Standards setzte und gleichzeitig die technologische Weiterentwicklung fokussierte. CTE wurde für die Planung und Ausführung der Prozess EMSR und Automation beauftragt. In der CD-Phase legte das CTE-Team die Grundlage für den Einsatz des DeltaV-Leitsystems für die Produktions- und Infrastrukturanlagen. Die Softwarestruktur folgt S88 und Remote IO wird für die Feldsignale verwendet. 2018 wurden die Anforderungen verfeinert, darunter ein Grafikdesign nach ISA101 und die Ethernet-basierte Kommunikation zur Feldebene. Zudem wurden die relevanten technologischen Entwicklungen des DeltaV-Systems analysiert. Zu den Schwerpunkten zählten:

Reduzierter IT-Hardware-Fussabdruck durch die Verwendung von ThinClientStrukturen.
Virtualisierung der IT-Systeme.
Einführung des neuen vektorbasierten Grafikeditors DeltaV Live.
Leistungsstärkere PK-Controller, die bis zu 1500 IO verarbeiten können.
Profinet als Feldbus statt Profibus.

Das Projekt A61 startete 2019 und basiert auf dem Design der Mehrzweckanlage MZA20. CTE ist auch für die CD/BD Phase dieses zweiten Projektes beauftragt. Die Virtualisierungslösungen von DeltaV reduzierten die Komplexität und den Hardware-Fussabdruck der IT, jedoch entschied man sich aufgrund der geringeren Anzahl an Workstations für eine konventionelle ThinClient-Struktur. Auch hier stand die Effizienzsteigerung im Vordergrund, wobei bewährte und neue Konzepte kombiniert wurden.

Innovatives Design in Praxis

Beide Projekte, Mehrzweck- und Trocknungsanlage, gehen ab 2020 mit den gleichen Konzepten in die Detail Phase und profitieren beide von den gleichen Innovationen:

1. Innovatives HMI-Design

Ob Pixel oder Vektoren – für den Operator zählt vor allem die Übersichtlichkeit. Im HMI-Design wurden die ISA101-Richtlinien strikt befolgt. Das Visualisierungskonzept konzentrierte sich auf ein durchdachtes Farbkonzept, hierarchische Navigation und eine integrierte Online Dokumentation, die einen einfachen Zugang zu Modulbeschreibungen ermöglicht.

2. PK-Controller der nächsten Generation

Die neue Generation der PK-Controller kann bis zu 1500 Signale verarbeiten. Bisher wurde ein Hauptapparat (ca. 250 Signale) mit einem Single Controller gesteuert. Um die Vorteile der Leistungsstärkeren zu nutzen, wurde bereits im BD entschieden die ganzen Apparategruppen (3 Hauptapparte) über einen PK-Controller zu steuern. Durch die redundante Ausführung der Controller wurde eine höhere Verfügbarkeit bei gleichbleibenden Kosten erzielt. Die Vernetzung der Feldbusse innerhalb einer Apparategruppe bot zudem mehr Flexibilität und reduzierte die Verkabelung.

3. Ethernet im Feld

Während der Designphase standen zwei Feldbus-Technologien zur Auswahl: Emersons Electronic Marshalling mit CHARMS IO und Profinet. Vorteil von Emersons CHARMS IO System ist, dass seine CIOC-IO Controller, die über ein redundantes Steuerungsnetzwerk von DeltaV verfügen, IO-Signale flexibel jedem Controller zuordnen können. Jedoch sprachen zwei wesentliche Punkte gegen den Einsatz von CHARMS in diesem Projekt: Erstens, die hohe Signaldichte in Kombination mit den begrenzten Platzverhältnissen, die das System ineffizient machen würden, und zweitens, der Aspekt der Redundanz. Hier konnte Profinet mit seiner DRL-Ring-Lösung (Device Redundancy Layer) punkten und sich als mindestens ebenbürtig erweisen. Ein detaillierter Kostenvergleich beider Lösungen brachte schliesslich die Entscheidung zugunsten von Profinet.

Trotz der Entscheidung für Profinet kam es zu einer Verzögerung bei der Freigabe der Integration in DeltaV. Kurz vor dem Ende der BD-Phase wurde daher das US-amerikanische Pendant Ethernet/IP untersucht. Dieses Protokoll hat den Vorteil, dass es von DeltaV nativ unterstützt wird und bereits in vielen Anlagen weltweit etabliert ist. Zudem ist Ethernet/IP ebenfalls DRL-fähig und erfüllt somit die Anforderungen an Redundanz und Ausfallsicherheit. Die grösste Herausforderung bestand jedoch darin, ein redundantes Controller-System mit einem DRL-Ring zu kombinieren, was von DeltaV nicht direkt unterstützt wurde. Das OT-Team von CTE entwickelte schliesslich eine massgeschneiderte Lösung.

4. Optimiertes IO System

Bei der Wahl des passenden Herstellers fiel die Entscheidung auf Bachofen/Turck. Für die Anforderungen in der ATEX Zone 2 kommt die Exicom-Serie zum Einsatz. Signale ausserhalb der Ex-Zonen, insbesondere im EMSR-Raum, werden hingegen durch die kompakte BL20- Serie bearbeitet. Für die Magnetventilinseln entschied man sich für Produkte von Bürkert, einem bewährten Partner, der zusätzlich mit der Fertigung der ATEX-Schaltschränke beauftragt wurde.

Ein besonderer Vorteil dieser Lösung liegt in der Standardisierung der Bauform: Sowohl die Ventilinseln als auch die RIO-Karten werden in derselben Baugrösse gefertigt. Dies sorgt für eine durchgängige und optimierte Installation. Die wesentlichen Vorteile dieser Lösung sind:

Ergonomie: Jede Feldverteilungseinheit umfasst 48 Ventile mit integrierter Filtereinheit und Steuerluftverteilung sowie 124 Ex-i-Signale pro Verteiler.
Standardisierte Bauform: Alle Feldverteiler sind in einheitlicher Grösse gestaltet (600x600x300 mm), was die Montage und Wartung vereinfacht.
Direktanschlüsse: Die Kabel werden direkt an die IO-Module angeschlossen, und auch die Schlauchverbindungen werden ohne Zwischenklemmen direkt an die Ventilinseln montiert.

Fazit

DOTTIKON EXCLUSIVE SYNTHESIS AG hat bei diesem Projekt alles richtig gemacht: Die entscheidenden Themen wurden frühzeitig adressiert, die technologische Entwicklung konsequent verfolgt und bewährte Konzepte sinnvoll weiterentwickelt. Mit CTE als zuverlässigem Partner konnte das gesamte Design für die Automation, OT und EMSR aus einer Hand geliefert werden – getreu dem Motto: «Do it same, but better.»