Svingende vandforbrug og stadig mere forurenet råvand – det er de markedskrav, som flere og flere producenter i procesindustrierne skal tilpasse sig. Svaret er anlæg baseret på “Lego®”-princippet. Brugere kan tilføje moduler eller slå dem fra i overensstemmelse med kravene. Men dette kan kun opnås med modulopbygget automation. Automationsplatformen CPX fra Festo er omdrejningspunktet i dette koncept – og afspejler mottoet “at udvide frem for at skalere op”.
Fleksible og modulopbyggede produktionsanlæg kræver selvstændige intelligente enheder. Det er her, procesindustriens og fremstillingsindustriens verdener mødes – i deres tilgang til Industry 4.0, den fjerde industrielle revolution. Med digitalisering og netværk kan automatiserede moduler på feltniveau forbindes enkelt og pålideligt med et masterkontrolsystem, og det tilvejebringer samtidig kommunikation mellem dem – på nøjagtigt samme måde, som Lego®-klodser* sættes sammen på for at danne en solid, men ikke desto mindre fleksibel struktur.
Industry 4.0 som løsningen
Som beskrevet i modellen “Industry 4.0” er fleksible produktionsprocesser nødvendige for at opretholde procesindustriers konkurrencedygtighed på stadig mere flygtige markeder. Forudsætningen for dette er adaptive, selvkonfigurerende og selvorganiserende fleksible vandbehandlingsanlæg med omfattende brug af netværk. Procesrelateret og funktionel modularisering af anlægssektioner er et fornuftigt trin for batchprocesser og systemer med forskellige filtreringsteknologier.
Eksempel: drikkevareproduktion
Afhængigt af fabrikkens placering kan forureningen af råvandet være meget varieret. Derfor er flere behandlingstrin nødvendige for at få vand i høj kvalitet. Det kan opnås med en blanding af forskellige delsystemer som eksempelvis grusfiltre, ionbyttere, ultrafiltreringssystemer eller omvendt osmose-systemer og en pumpestation.
Slutproduktets salgsvolumen svinger også kraftigt på forbrugsvaremarkedet. Det er grunden til, at også forbrugsmængder af produkt og procesvand svinger. Fleksibel vandbehandling, som er baseret på modulopbygget automation, er derfor stadig mere vigtigt.
Modulopbygget og intelligent
Hvert enkelt modul indeholder alle de automationsfunktioner, som det kræver for at kunne udføre sin egen proces. Automationsfunktioner kan også leveres fra et centralt kontrolsystem. Et masterkontrolsystem er imidlertid ikke designet til modulopbyggede anlæg med deres krav om nem udskiftning af enkelte moduler. Procesrelaterede moduler har på den anden side brug for et lille og selvstændigt automationssystem, der kan tilpasses.
Ved at implementere decentraliserede, intelligente løsninger i de enkelte moduler er det ikke nødvendigt at omprogrammere og omkonfigurere programsoftwaren. Modulerne kan nemt integreres i den overordnede automationsløsning til produktionsprocessen. Det giver mulighed for at føje flere automatiserede moduler til systemet uden at skulle udvide det overordnede anlægs automationsteknologi. “Det er vigtigt at kunne udvide eller ændre anlæg nemt uden øjeblikkeligt at skulle overgå til store anlæg. Med andre ord at udvide frem for at skalere op,” forklarer Dr. Eckhard Roos, Head of Key Account and Industry Segment Management Process Automation hos Festo.
Automationsplatform CPX
Festos automationsplatform CPX har igen vist sig at være ideel som omdrejningspunkt i et modulopbygget automationssystem. Denne platform kan acceptere ikke blot pneumatiske komponenter i sine IP65/67-varianter, men også forskellige controllere og fjern-IO’er for en række sensorer, for eksempel til trykovervågning eller temperaturmåling, på modulopbygget basis.
Inden for vandbehandling kan der for eksempel afhængigt af applikationen skabes platforme i forskellige konfigurationer. Disse 100 % transportable filtersystemer er især interessante i tilfælde, hvor behovet for vand er lille og kun kræver behandling af op til 1.000 m³ vand om dagen. Med transportable filtersystemer kan vandproduktionen startes op meget hurtigt.
Varianter af platforme
Hvor eksempelvis pumpeplatforme, som ikke er specielt komplekse, kun kræver nogle få ventilpladser i den pneumatiske sektion af en CPX/MPA, har filtermodulplatforme brug for analoge indgange og udgange til trykovervågning. Mere komplekse moduler, f.eks. en CIP-platform, der består af anlægssektioner og beholdere til rengøringsmidler og blanding af rengøringsopløsninger, kræver yderligere automationsmoduler på CPX/MPA som eksempelvis analoge indgange til temperaturmåling eller en controller til proportionalteknologien.
Disse platforme skal fungere selvstændigt og være meget driftssikre. De kommunikerer konstant med en mastercontroller, som styrer det overordnede system. En anden fordel ved platformene er, at omkostningerne til kabel- og ledningsføring er forholdsvis lave.
Fordele for engineering
Disse er ikke de eneste fordele ved modulopbygget automation. For et komplet procesindustrianlæg, gør brug af moduler, engineering-processen hurtigere og mere omkostningseffektiv, eftersom det ikke er nødvendigt at ændre hele automationskonceptet ved at udvide hele anlægget, men kun at forbinde de relevante automationsmoduler med styringssystemet. Det sikrer gnidningsløs kommunikation mellem de forskellige niveauer i automationspyramiden.
For OEM’er betyder det modulære koncept også, at det er muligt at producere små mængder af ensartede moduler eller endda producere platforme til lager. De kan som følge af dette nyde godt af stordriftsfordele i både produktion og montage samt reducere deres omkostninger. Samtidig styrkes producenternes mulighed for at levere, så deres slutbrugere hurtigere kan nå ud til deres markeder med de rigtige produktionsmængder af nye produkter. “Hvis det også lykkes os at kunne betjene procesindustrianlæg via mobile terminaler, vil det være et yderligere skridt i retning mod Industry 4.0”, siger automationsekspert Roos.
Modulopbygget automation kan ses på Festos stand på VandTek fra 20. til 22. september 2016 (stand V2008).
*LEGO® er et ophavsretligt beskyttet varemærke tilhørende LEGO-koncernen.
