MES und SCADA für bis zu 15 Produktionslinien der K+S modernisiert

Einleitung

K+S, Europas führender Salzproduzent, verarbeitet und verpackt in seinem Werk Bernburg seit über 100 Jahren hochreines NaCl. Mit bis zu 15 Produktionslinien werden Industriesalze und Speisesalze in BigBags, Säcken und Tüten abgefüllt, palettiert und in einem Hochregallager zwischengelagert. Um die Produktionsprozesse zukunftssicher zu gestalten, entschied sich K+S für die Einführung eines modernen Manufacturing Execution Systems (MES) mit direkter SAP-Integration.

Herausforderungen: Modernisierung und Integration

Die Einführung eines MES erforderte eine umfassende Modernisierung der bestehenden Produktionsinfrastruktur, darunter:

• Ablösung von fünf veralteten S5 945 CPUs durch eine zentrale S7-416 CPU.
• Einführung eines SCADA-Systems für Produktionssteuerung und Anlagenvisualisierung.
• Aufbau eines Systems zur Übernahme und Verwaltung von Produktionsaufträgen aus SAP.
• Versorgung aller Maschinen in den Linien mit Produktionsdaten.
• Automatische Versorgung der Liniendrucker mit Auftragsdaten.
• Erfassung und Rückmeldung von Produktionsdaten an SAP für OEE-Auswertungen.

Die Zielsetzung bestand darin, alle Produktionslinien effizient zu steuern, die Stückgenauigkeit der Fertigung zu gewährleisten und eine lückenlose Rückmeldung der Produktionsdaten sicherzustellen.

Lösungskonzept: Ein modernes MES auf Basis ProLeiT Plant IT

Artschwager + Kohl (A+K) entwickelte ein durchgängiges Konzept zur Einführung des MES. Die wichtigsten Komponenten des Systems:

• MES-Funktionalitäten:
• Übernahme von Produktionsaufträgen aus SAP
• Auftragsverwaltung und -steuerung für 15 Produktionslinien
• Automatische Rückmeldung von Produktionszahlen an SAP
• Versorgung der Liniendrucker mit auftragsbezogenen Daten
• Modernisierung der Steuerung:
• Portierung der bestehenden Software der fünf S5 945 Steuerungen auf die neue S7-416 CPU.
• Ergänzung der Steuerung um Operatorpanels für jede Produktionslinie.
• Integration und Datenerfassung:
• Erfassung der Prozessdaten jeder Linie und Rückmeldung an SAP.

Nutzung der Daten für OEE-Auswertungen (Overall Equipment Effectiveness).

Realisierung: Von Inhouse-Tests bis zum GoLive

Die Einführung des MES erfolgte schrittweise, um Ausfallzeiten zu minimieren:

1. Vorbereitende Arbeiten:
• Test der MES- und SPS-Software im Büro mit Simulatoren.
• Prüfung des Datenaustauschs zwischen MES und SAP.
2. Integrationstests:
• Installation des neuen MES-Systems auf einem Server und den Bedienstationen.
• Anschluss der neuen S7-416 CPU an die bestehenden fünf Profibus-Systeme.
• Vorab-Tests an zwei Wochenenden: Temporäres Umstecken der fünf Profibusanschlüsse von den alten S5 945 auf die neuen Profibus-Master der S7-416 CPU.
3. GoLive:
• Nach den erfolgreichen Vorab-Tests blieben die fünf Profibusstränge dauerhaft an der neuen Steuerung.

Das MES und die neue S7-416 gingen in den Regelbetrieb über.

Leistungsumfang von Artschwager + Kohl

• Entwicklung eines MES auf Basis ProLeiT Plant IT
• Integration der Produktionsauftragsverwaltung und Rückmeldung an SAP
• Automatische Versorgung von Produktionslinien und Liniendruckern mit Auftragsdaten
• Modernisierung der Steuerung: Ablösung von fünf S5 945 durch eine zentrale S7-416
• Erstellung einer zentralen Anlagenvisualisierung mit SCADA-System
• Durchführung von Integrationstests und Optimierung während der Anlaufphase
• Schulung und Nachbetreuung des Betreiberpersonals

Fazit: Effiziente Modernisierung und nahtlose Integration

Die Einführung eines modernen MES in bestehenden Produktionsanlagen ist mit den richtigen Technologien und einer sorgfältigen Planung gut umsetzbar. Wichtige Erfolgsfaktoren waren:

• Softwareportierung: Die automatische Portierung von Altcode war teilweise möglich, erforderte aber in einigen Fällen eine manuelle Neuprogrammierung.
• Vorab-Tests: Simulationen und Tests im Büro reduzierten den Aufwand für die Inbetriebsetzung auf wenige Wochenenden.
• Modernisierung der Steuerung: Die gleichzeitige Aufrüstung der unterlagerten Steuerungen erhöhte die Zuverlässigkeit und Effizienz der Produktionslinien.

Diese Maßnahmen ermöglichen eine zukunftssichere und transparente Produktionssteuerung.

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