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Getränke! Technologie & Marketing 4/2021

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ZUM TITEL | Digitalisierung NUTZUNG DER PROZESSINSTRUMENTIERUNG Messtechnik: Potenziale der Industrie 4.0 nutzen Vor 10 Jahren wurde von der Forschungsunion der Bundesregierung erstmals auf der Hannover Messe der Begriff „Industrie 4.0“ an die Öffentlichkeit getragen. Seitdem sind für die Prozessindustrie zahlreiche Lösungs ansätze entstanden. Endress+Hauser erschließt dabei mit seinem Industrie 4.0 Programm als technologischer Wegbereiter zusammen mit seinen Kunden und Partnern das Potenzial im Bereich der Prozessinstrumentierung. Was ist in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie hier heute bereits möglich und wo geht die Reise hin? Von TIM SCHRODT, Branchenmanager Lebensmittel, Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG Abb. oben: Smarte Sensoren sind der Schlüssel zur Digitalisierung: Durchflusssensoren der Proline 300/500-Familie besitzen einen integrierten Webserver und WLAN sowie Selbstdiagnosesysteme. Foto: Endress+Hauser E s war ein mutiger Schritt, der Prozessinformatik und der Idee von cyper-physischen Systemen bereits vorab das Poten zial einer vierten industriellen Revolu tion zuzuschreiben. Betrachten wir die Historie der drei vorangegangenen „Revolutionen“, so fällt besonders bei der Nutzung der Dampfkraft zur Mechanisierung auf, dass der Wirkungsgrad der Technologie über ihren Erfolg entscheidet. Die Dampfkraft benötigte vom Zeitpunkt ihrer Erfindung (1698, Dampfpumpe, T. Savery) rund 160 Jahre, um sich voll in der Industrie durchzusetzen und ihr Potential zu entfalten. Schauen wir uns den Stand der Digitalisierung 10 Jahre nach der Einführung des Begriffs Industrie 4.0 genauer an. 97 Prozent Daten aus der Feldebene werden nicht genutzt Ein moderner Produktionsbetrieb verfügt, abhängig von Größe und Branche, über ca. 50 bis 2.000 Messstellen, um seine Produktionsprozesse zu messen, zu steuern, zu automatisieren und diese sicher zu machen. Die Messgeräte können heute schon neben den eigentlichen Messwerten weitere Daten und Informationen liefern, die aber nach Feststellung von Endress+Hauser zu 97 % nicht genutzt werden. Die Ursachen dafür sind unter anderem die fehlende Konnektivität, um die Daten aus den Geräten herauszubekommen und der hohe Engineeringaufwand, den es bedarf, um diese zu interpretieren. Hier setzt das Industrie 4.0 Programm von Endress+Hauser an, indem es aufeinander abgestimmte intelligente Prozesssensoren, Cloud Apps, Schnittstellen und Konnektivitäts-Komponenten kombiniert und in praxisorientierte Lösungspakete übersetzt. Besonders relevant für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind beispielsweise die Lösungspakete für den Anlagenüberblick, die Anlagenüberwachung und für das mobile Asset Management. 6 | Getränke! 04 | 2021

ZUM TITEL | Digitalisierung Smarte Sensoren sind der Schlüssel zu Industrie 4.0 Das Industrie 4.0 Programm von Endress+Hauser macht die Daten der smarten Feldgeräte verfügbar. Doch was macht ein Feldgerät zu einem „smarten Sensor 4.0“? Hier spielen Kommunikationskonzepte eine wichtige Rolle. Integrierte Webserver ermöglichen bereits heute eine direkte Bedienung und einen Datenaustausch mit einem Laptop. Der Kommunikationsstandard OPC UA erlaubt hersteller übergreifend die Einbindung von Mess- und Zustandsdaten in nachgelagerte Geschäftsprozesse. Auch das Produktportfolio an Geräten mit Ethernet-basierten Feldbussen wächst stetig. Mit dem cloudbasierten Radar-Füllstandsmessgerät Micropilot FWR30 ist sogar eine kabel lose Füllstandsmessung für mobile Behälter möglich. Sensoren mit geräteinternen Prüffunktionen Ein weiteres Kriterium, das einen Sensor zum smarten Sensor macht, sind geräteinterne Prüffunktionen. So bieten Messgeräte mit Heartbeat Technology Diagnose-, Verifikations- und Monitoringfunktionen, die mit datenbasierten Meldungen und Warnhinweisen Mehrwerte schaffen und eine vorausschauende Wartung ermöglichen. Besonders hilfreich zur Führung stabiler Prozesse in der Lebensmittelund Getränkeindustrie sind zusätzliche Informationen zur Gasblasen-, Schaum oder Belagsbildung. So sind beispielsweise die Radar-Füllstandsmessgeräte Levelflex und Micropilot in der Lage, Schaumbildung zuverlässig zu erkennen. Die Messgeräte nutzten die geräteinternen Daten auch zur permanenten Selbstüberwachung. So ist eine Verifika tion ohne Prozessunterbrechung möglich. Als dokumentierte Prüfung kann sie auch herangezogen werden, um Prozesse zu triggern, für die zum Beispiel die exakte Zudosierung von Rezepturbestandteilen essen ziell für die Produkt sicherheit ist – die Produktion läuft hier erst weiter, wenn das Gerät sich verifiziert hat. Ein weiteres Beispiel für einen smarten Sensor ist das selbstkalibrierende Thermometer iTHERM TrustSens. Dieses kalibriert sich beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur vollautomatisch selbst und gewährleistet somit die permanente Sicherheit von kritischen Produktionsprozessen. Somit stehen Anlagenbetreibern der Getränkeund Lebensmittelindus trie zahlreiche Möglichkeiten offen, smarte Sensorik über alle Messparameter in die Produktionsanlagen zu verbauen, an die Daten der Feldgeräte zu gelangen und mit verschiedenen Lösungspaketen direkt von der digitalen Technik zu profitieren. Lösungspaket Anlagenüberblick: alles überblicken, sicher entscheiden Bisher waren eine intensive Recherche und ein hoher manueller Aufwand erforderlich, um installierte Messgeräte einer Anlage für die Lebensmittel- oder Getränkeproduktion zu erfassen – ein sehr kostenintensiver und fehleranfälliger Prozess. Hinzu gesellte sich die mühselige Pflege der Dokumentation der installierten Feldgeräte. Die Kombinationen der einzelnen digitalen Tools aus dem IIoT-Ökosystem Netilion von Endress+Hauser ermöglicht eine effiziente Verwaltung der installierten Assets. Weiter auf der nächsten Seite. Heartbeat Technology ▶ ▶ ▶ Verlässlich und sicher durch kontinuierliche Selbstüberwachung vom Sensor bis zum Ausgangssignal Einfach und flexibel durch Bedienung über Vor-Ort-Anzeige, Webserver/ WLAN oder alle gängigen Asset Management Systeme (bzw. SPS) Lückenlos und rückverfolgbar durch Zertifikat des TÜV bescheinigt gemäß ISO 9001 Diagnose Verifikation Monitoring Permanente Prozess- und Geträtediagnose Dokumentierte Prüfung im eingebauten Zustand Information zur vorausschauenden Wartung Hohe Anlagenverfügbarkeit und sichere Prozesse Hohe Anlagenverfügbarkeit und reduzierter Prüfaufwand Hohe Anlagenverfügbarkeit und Optimierung des Prozess- und Wartungsstrategie Durchfluss ▶ ▶ Eindeutige und standardisierte Diagnosemeldungen mit klaren Handlungsanweisungen ermöglichen eine wirtschaftliche und zustandsorientierte Instandhaltung Die permanente Selbstdiagnose des Gerätes ermöglicht einen sicheren Anlagebtrieb mit verlängeren Prüfzyklen. ▶ ▶ ▶ Die Messstelle kann auch im eingebauten Zustand jederzeit verifiziert und dokumentiert werden. Mit einem einfachen, geführten Prüfablauf ohne Prozessunterbrechung werden eindeutig dokumentierte Prüfergebnisse erzielt. Das automatisch generierte Prüfprotokoll unterstützt den Nachweis bei Regularien, Gesetzen und Normen (z. B. ISO 9001). ▶ ▶ Die Bereitstellung von Geräteund Prozessdaten ermöglicht eine Trenderkennung zur vorausschauenden Wartung. Die Kombination von Geträte- und Prozessparametern ermöglicht die Analyse für gezielte Prozessoptimierungen. Heartbeat Technology: Durch permanente Geräte- Diagnose, Verifikation ohne Prozessunterbrechung und Monitoring werden Prozesse sicherer und effizienter. Grafik: Endress+Hauser Getränke! 04 | 2021 | 7

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