Parametrieren statt Programmieren

Die ProWaTech AG ist ein namhafter Hersteller und Lieferant von industriellen Prozesswasser-Aufbereitungsanlagen. Das am gleichen Ort ansässige Partnerunternehmen, die Eltromatic AG, hat sich auf die Steuerungs- und Automatisierungstechnik spezialisiert. Die Abwasserreinigungsanlage steht dabei im Mittelpunkt und hat üblicherweise folgende Aktionen:

 

Für diese Behandlungsschritte sind Förder- und Dosierpumpen, Dosierventile und -geräte, Rührwerke usw. anzusteuern. Als Messwerte stehen pH-Wert, Redox-Potential, Leitfähigkeit, Temperatur, Niveau und Trübung zur Verfügung. Die Programme können mehr oder weniger umfangreich sein. So sind 2 bis 3 Programme mit 30 bis 40 Behandlungsschritte keine Seltenheit für komplexe Abwasserzusammensetzungen. Oft ähneln sich die Programme, aber sehr selten ist eine Behandlung gleich wie eine andere. Dies bedeutet für den Programmierer viel Fleissarbeit für die Erstellung der Schrittabläufe, eine oft ähnliche, monotone Arbeit. Eine Anpassung des Behandlungsablaufs zu einem späteren Zeitpunkt der Realisierung ist oft mit viel Arbeit verbunden.

Da immer wieder gleiche Arbeiten auszuführen sind, tauchte die Frage auf: Wie lässt sich eine Chargenbehandlung standardisieren? Im Fokus standen dabei folgende Schwerpunkte:

 

Von der Innovation …

Im Vordergrund stand eine möglichst offene Spezifikation einer Standardlösung. In der Phase der Analyse wurden alle bis anhin bekannten Varianten aufgelistet und zudem weitere Optionen definiert. Danach wurde zusammen mit der Eltromatic AG ein umfassendes Software-Tool entwickelt. Mit dieser Standard-Software lässt sich heute die Programmierung einer Chargenanlage im Zeitaufwand gegenüber früher auf rund 20% reduzieren. Die bedeutet also eine Zeitersparnis von 80%. Die Inbetriebnahmezeit für den Softwareingenieur verringert sich auf praktisch null, da bei der Umsetzung alle Programmierfehler ausgeschlossen werden können. Zudem hat der Verfahrensingenieur die Möglichkeit, den Prozess vor Ort zu optimieren oder zu erweitern, ohne dass ein Software-Ingenieur Hand anlegen muss.

 

… zur Umsetzung

Im Mittelpunkt der Standardlösung steht ein komplexes Datenmodell, das alle Varianten und Möglichkeiten transparent abbildet. Das Zusammenspiel zwischen der SPS-Programmierung und der Applikation auf dem Multipanel ermöglicht eine einfache Implementierung. Merkmale sind:

 

Mit einer hierarchischen Benutzereinstellung sind insgesamt vier Bedienebenen implementiert:

 

Die Schrittkonfiguration erfolgt über drei Bedienseiten. In der ersten Ebene können alle Bediener - in der Regel nicht durch ein Kennwort geschützt - eine Chargenbehandlung starten, stoppen und einzelne Behandlungsschritte an- und abwählen sowie Stoppen oder Überspringen. In der zweiten Bedienebene können Verantwortliche beziehungsweise Schichtführer der Abwasser-Vorreinigungsanlage Grenzwerte für die einzelnen Behandlungsschritte einstellen. In der dritten Ebene kann der Verfahrenstechniker oder -ingenieur das Behandlungsprogramm frei kreieren, das heisst, Behandlungsschritte neu erstellen. Die Benutzerebene 2 bis 4 ist durch ein persönliches Kennwort geschützt.

Je nach Funktion des Schrittes haben diese Eingaben eine andere Bedeutung und einen anderen hinterlegten Text. Alle Bedienseiten sind dynamisch programmiert und verändern ihren Inhalt gemäss der parametrierten Schrittfolge.

 

Beispiel der Bedienung einer Chargenbehandlung in den ersten drei Bedienungsebenen: a  Wahl des Chargenbehandlungsprogramms (Ebene 1, alle Benutzer); b  Einstellung der Parameter für einzelne Behandlungsschritte (Ebene 2, Verantwortliche der Anlage); c  Konfigurieren des Chargenbehandlungsprogramms (Ebene 3, Verfahrenstechniker)

 

Fazit

Es zeigt sich in der Praxis, dass ein Behandlungsablauf - durch veränderte Zusammensetzung des Abwassers sowie der Möglichkeiten neuer, effizienterer Abwasserbehandlungschemikalien - häufig anzupassen ist. Die Investition in dieses Standard-Tool hat sich für den Lieferanten und letztendlich auch für den Betreiber nach kürzester Zeit bezahlt gemacht. Die Flexibilität und Schnelligkeit bei der Anpassung der Abwasserbehandlung ohne Softwareingenieure - auch nach der Inbetriebsetzung - ist von grossem Nutzen.

Die Software-Tools für die Abwasser-Vorreinigungsanlagen wurden erfolgreich bei DePuy Synthes GmbH, ETA SA (Swatch Group), Rolex SA und ISS Kanal Services AG eingesetzt. Die Erfahrung aus diesem Innovationsprojekt hat nun dazu geführt, auch ein Standard-Tool für lonenaustauscher- und Umkehrosmoseanlagen zu entwickeln.

 

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