Als ein Bestandteil von Produktionsanlagen in Industrie und Gewerbe werden die Systeme zur Wärme- und Dampferzeugung oft als Nebenanlagen bezeichnet – ein leicht irreführender Begriff, wie Stephan Lange, Leiter des Bereichs Industrieservice & Schaltanlagenbau bei der Viessmann Industriekessel Mittenwalde GmbH, erläutert:

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»Unsere Anlagen liefern die Voraussetzung für den Betrieb – Wärme zum Heizen und Reinigen, Dampf für Prozesse und Gebäude. Effiziente Energiesysteme und -anlagen für industrielle Anwendungen leisten einen wichtigen Beitrag zur Senkung von Betriebskosten und Schadstoffemissionen und schaffen damit Wettbewerbsvorteile. Umgekehrt können sie auch erhebliche Kosten verursachen, wenn sie nicht oder nicht richtig arbeiten.«

Deswegen steht für Viessmann die Qualität ihrer Anlagen an erster Stelle. »Die Anlagensteuerung muss nicht nur dafür sorgen, dass der Kessel immer im optimalen Betriebspunkt arbeitet, sie muss dem Anlagenbetreiber alle relevanten Informationen zum Kessel liefern, ihn bei der Bedienung der Anlage unterstützen und umfassende Informationen zur Leistung und zum Betriebsverhalten zur Verfügung stellen.

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Deswegen legen wir hier ein großes Augenmerk darauf, dass unsere Lösungen entsprechend leistungsfähig und zuverlässig sind«, ergänzt Lange.

 

Diese Eigenschaften repräsentieren bei Viessmann das Aushängeschild ihrer Anlagen: eine durchdachte Visualisierungslösung mit intuitiv verständlichen Grafiken, Statusanzeigen und Menüs.

»Diese Lösung haben wir gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO im Rahmen einer Usability-Studie entwickelt.

Das Ergebnis ist eine benutzerfreundliche, ergonomische Oberfläche, die unsere Kunden weltweit überzeugt. Sie ist einfach und stellt gleichzeitig umfassende Informationen zur Anlage zur Verfügung, inklusive Handbüchern, Diagnosedaten, Trends und Berichten zum Betriebsverhalten – also allem, was der Anwender und unsere eigenen Servicemitarbeiter brauchen, um Störungen frühzeitig zu erkennen und das Betriebsverhalten zu optimieren.«

Für die Bedienung und Steuerung der Anlagen setzt Viessmann dabei auf einen leistungsfähigen Nanopanel-PC mit Touchbedienung von Siemens. Der Simatic IPC277E fungiert als zentrale Schaltstelle zum Bediener und zum Prozess.

Er steuert die Anlage, unterstützt das Personal vor Ort und archiviert sämtliche Informationen lokal oder auf Wunsch auch per Fernübertragung.

Daten lokal auswerten

»Diese Daten werden lokal abgelegt und aufbereitet. So können wir das Betriebsverhalten analysieren und optimieren, zum Beispiel indem wir anhand der Lastzustände entsprechende Empfehlungen aussprechen, wie die Anlage wirtschaftlicher genutzt werden kann«, so Lange weiter. Alle Daten aus der Anlage werden von einem modularen Simatic-ET-200SP-Peripheriesystem erfasst.

Viessmann konfiguriert die gesamte Anlage zur Wärme- oder Dampferzeugung anhand der spezifischen Anforderungen des Kunden. Das Baukastensystem, auf dem alle Kessel und Anlagenkomponenten der Viessmann Industriekessel Mittenwalde GmbH basieren, macht es einfach, das technisch und wirtschaftlich optimierte System zusammen- zustellen.

Die Steuerung wird auf Basis der technischen Ausstattung der Anlage mit den entsprechenden Ein- und Ausgabegruppen weitestgehend automatisiert konfiguriert. So kann nicht nur eine Vielzahl von Sensoren angebunden, sondern auch Module zur Überwachung des Eigenenergiebedarfs oder zur Integration in übergeordnete Gebäudeleitsysteme oder Auto- matisierungsumgebungen integriert werden.

»Für uns war der wichtigste Treiber für die Modularisierung, dass wir damit die Anforderungen und Wünsche unserer Kunden effizienter und besser als bisher erfüllen können«, erläutert Lange. »Unsere Anlagen sollen sich in die Produktionsumgebung und Infrastruktur bei unseren Kunden einfügen lassen. Daher müssen wir nicht nur individuelle Anforderungen an Leistung, Energieträger und Abwärmenutzung abbilden, sondern auch die Anbindung an unterschiedliche Netzwerke ermöglichen.«

Modularer Aufbau

Durch den modularen Aufbau der ET 200SP können zusätzliche Funktionen einfach individuell ergänzt werden. Das System lässt sich durch Baugruppen erweitern und für praktisch jede Anlagengröße einsetzen oder auch nachträglich mit zusätzlichen Komponenten ergänzen.

Durch entsprechende Schnittstellenmodule können auch die unterschiedlichen Gateways zur Gebäudeleittechnik und Infrastruktur beim jeweiligen Kunden angebunden werden. »Die Modularität bei der Hard- und Software setzt sich bei uns konsequent durch,« so Falko Paech, Leiter Forschung und Entwicklung Schaltanlagen bei Viessmann in Berlin.

»Wir haben für alle Anlagenfunktionen in der Projektierungsumgebung TIA Portal sowohl für die Steuerung als auch für die Visualisierung entsprechende Bausteine entwickelt, die wir kundenspezifisch zusammenstellen. Die entsprechende Hardwareliste wird automatisch generiert und unterstützt dann den effizienten Aufbau des Schaltschranks.

Diese Kombination aus modularen Automatisierungskomponenten und einer integrierten Umgebung für den gesamten Planungsprozess spart uns viel Zeit und Aufwand und ist ein großer Vorteil der Siemens-Lösung«, ergänzt Paech.

Rund 80 Prozent des Funktionsumfangs werden durch Module abgedeckt, verdeutlicht Paech: »Dadurch müssen wir nur noch sehr spezifische Funktionen wirklich eigens programmieren, der Großteil der Funktionalität wird anhand der Bausteine projektiert. Dabei nutzen unsere Entwickler sowohl für die Visualisierung als auch für die SPS-Programmierung das TIAPortal als einheitliche Umgebung.

Querverweise werden automatisch angelegt und Änderungen unmittelbar nachgezogen. Dadurch sparen wir nicht nur in der Softwareentwicklung viel Zeit – die Projektierung geht jetzt fast doppelt so schnell –, auch die Hardwareplanung ist deutlich effizienter.

Hier sparen wir rund 20Prozent des bisherigen Aufwands. Zusätzlich profitieren auch der Anlagenbetreiber und unsere Servicemitarbeiter von dem höheren Standardisierungsgrad, da Störungen leichter zu beheben sind.«

Gerade im Hinblick auf den weltweiten Einsatz der Kessel macht sich die Modularisierung für Viessmann und den Kunden bezahlt, wie Lange erklärt: »Wir haben insgesamt 20Sprachen in unserem System, die man bei der Inbetriebnahme über den Panel-PC einfach auswählen kann. Diese Sprachvarianten sind mit den Bausteinen hinterlegt, sodass sie unser Techniker einfach vor Ort auswählen kann. Das vereinfacht natürlich die Inbetriebnahme vor Ort deutlich.«

Teamarbeit führt zum Erfolg

Paech und Lange sind mehr als zufrieden mit der neuen Automatisierungslösung: »Die Qualität der Komponenten ist sehr gut, wir können unseren Kunden weltweit einen ausgezeichneten Ersatzteilservice bieten und im Bedarf auch auf weitere Ressourcen von Siemens zugreifen.«

Dabei gab es zunächst einige Bedenken, von den bisherigen Systemen komplett auf Siemens als Automatisierungspartner umzusteigen, so Lange: »Für uns bedeutete das eine große Umstellung bei der Entwicklung und Umsetzung unserer Lösungen. Hier hat uns Siemens sehr gut unterstützt – nicht nur bei der Schulung unseres Teams, sondern auch bei der Portierung der Visualisierungslösung mit allen Details auf die Simatic-Plattform. Dadurch sieht die Schnittstelle zum Benutzer genauso aus wie auf dem alten System, ist aber für uns einfacher zu projektieren. Der Umstieg hat sich wirklich bezahlt gemacht«, so sein Fazit.

Das i-Tüpfelchen ist dabei das Design des Industrie-PCs, den Siemens für Viessmann als Customized-Gerät ausliefert – die Glasfront ist nach den Vorgaben von Viessmann gestaltet. So ist der Panel-PC das unverwechselbare Gesicht der Kesselanlage und profitiert gleichzeitig automatisch von der Weiterentwicklung der Produktreihe bei Siemens.

Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Vertrieb und durch die technische Unterstützung seitens Siemens im Zuge der Umstellung haben sich sowohl für Viessmann als auch für Siemens weitere Ansätze ergeben, um die Lösung weiterzuentwickeln.

 »Unsere Rückmeldung hilft der Entwicklung bei Siemens, ihre Systeme besser auf die Anforderungen unserer Kesselanlagen abzustimmen, und umgekehrt erhalten auch wir immer wieder neue Impulse«, beschreibt Paech die Zusammenarbeit. »Aktuell entwickeln wir gemeinsam eine Lösung, wie wir unsere Planung mit Eplan über die Openness-Schnittstelle des TIA Portals in einen durch-gängigen Engineering-Prozess integrieren können. Dadurch werden sich sicher zusätzliche Rationalisierungspotenziale ergeben.«

Neue Konzepte für besseren Service

Der nächste Schritt könnte dann eine innovative Cloud-Lösung sein, fährt Lange fort: »Zurzeit werden die Betriebsdaten unserer Kessel vor Ort archiviert und analysiert.

Künftig könnte es auch eine Option sein, diese und weitere Informationen in einer Industrie-Cloud zur Verfügung zu stellen, zum Beispiel über die Siemens MindSphere. Damit können wir einerseits unser Serviceangebot ausweiten und verbessern, andererseits unseren Kunden einen Mehrwert durch ein individuelleres Service- und Informationskonzept bieten.

Dazu haben wir intern bereits ein Prototyping durchgeführt, bei dem wir Prozessdaten in einem Portal digital vernetzen. Anhand der gesammelten und analysierten Daten können wir mehr Transparenz für den Anlagenbetreiber schaffen: Detaillierte Informationen zu Verbrauchsdaten, Wirkungsgrade, Ab-nutzung und Kosten helfen, die Produktivität und Wirtschaftlichkeit seiner Dampf- und Wärmeerzeugung zu steigern.

Die Basis dafür legen wir schon heute in der Projektierung mit TIAPortal. Damit sind wir auf die Anforderungen der Digitalisierung auch bei der Dampf- und Wärmeerzeugung vorbereitet. Und Siemens unterstützt uns dabei in jeder Hinsicht.«