Macht auch die Katze froh

Prozessautomation | Industriekommunikation
Macht auch
die Katze froh...
PROZESSSTEUERUNG Damit der Katze ihr Futter schmeckt, muss dessen Rezeptur
stimmen. Ein Tiernahrungsproduzent steuert daher seine Produktion über einen
Kommunikationsprozessor, der die Daten direkt aus der Feldebene heraus für das
ERP-System aufbereitet.
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Als Grundlage für die richtige Mischung der Tiernahrung dient immer die Rezeptdatenbank des Herstellers.
DIE ZAHLEN sind beeindruckend: Mehr als
zwei Millionen Dosen und Schalen mit Hundeund Katzenfutter verlassen Tag für Tag die Produktion bei Saturn Petfood. Allein die Dosenproduktion läuft im Takt von 1.200 Einheiten
pro Minute – eine Menge, von der zum Beispiel
eine Katze gut sechs Jahre leben könnte. Das zu
Heristo gehörende Unternehmen mit rund 400
Mitarbeitern produziert am Standort Bremen
über 1.000 Artikel. Die Gesamtproduktion entspricht einem Marktanteil von 18 Prozent und
macht Saturn Petfood zu einem der vier größten Anbieter von Nassfutter in Europa.
Besucher des Werkes müssen ein Haarnetz
und eine spezielle Schutzkleidung anlegen,
bevor sie einen Blick auf die Produktion werfen
dürfen. »Auch für Tiernahrung gelten die Produktionsbedingungen der Nahrungsmittelindustrie«, begründet Wolfgang Bohling, der bei
Saturn Petfood das Automatisierungssystem
am Standort verantwortet, diese Maßnahme
und ergänzt: »Wir produzieren hier nach inter-
nationalen Standards, wie dem International
Food Standard IFS und dem British Retail Consortium BRC.«
Laut Bohling ist bei dem nicht ganz alltäglichen Produktionsprozess eine maximale Geschwindigkeit genauso entscheidend wie eine
reibungslose Datenkommunikation über große
Entfernungen.
Ganz nach Geschmack
Hunde- und Katzennahrung ist so vielseitig,
wie es Labels auf dem Markt gibt. Dahinter
steckt die Rezeptdatenbank des Tiernahrungsherstellers mit Rezepturen, die die Prozesssteuerung in eine exakt dosierte Mischung aus den
gewünschten Zutaten übersetzt. Den Hauptanteil bildet dabei Fleisch, welches weltweit
beschafft und tiefgefroren angeliefert wird.
Im ersten Produktionsschritt zerkleinert eine
Maschine den noch harten Grundstoff zu einer
Art Granulat und führt dieses dem Mischer zu.
Bei Saturn Petfood ist man stolz darauf,
ausschließlich natürliche Grundstoffe einzusetzen.
Parallel dazu werden die übrigen Komponenten genau nach Rezept verwogen und ebenfalls
in den Mischer gegeben. Im nächsten Produktionsschritt folgt das Zermahlen zu einem homogenen sogenannten Brät. Ein Förderband transportiert das Brät in Form mehrerer parallel
verlaufender Streifen durch einen langen
Dampftunnel. Das Ergebnis ist eine halbfeste
Fleischmasse, die in mundgerechte Stückchen
zerschnitten und zusammen mit kleingeschnittenem Gemüse zur Abfüllanlage gelangt. Hier
befüllt die Anlage zunächst die Leerdosen oder
Schalen mit der Fleisch-Gemüse-Mischung und
anschließend mit Soße. Danach wird der Deckel
aufgebracht und das Produkt ist bereit zur Sterilisation.
Die Sterilisation der Schalen läuft in Autoklaven ab, in denen das Futter erhitzt wird. Die
sogenannte Turmsterilisation für die Dosen »
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Die intelligente Schnittstelle zum Austausch der Prozessdaten zwischen Datenbank und Produktionssteuerung bildet jeweils eine Simatic-Steuerung mit Kommunikationsprozessor.
funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip. Aufgrund des Größenunterschiedes im Vergleich zu
den Alu-Schalen ist ein längeres Erhitzen notwendig. Danach durchlaufen die fertigen Einheiten noch die Etikettierung und werden anschließend palettiert.
Ferngesteuerte Produktion
Heristo setzt unternehmensweit die ERP-Lösung von SAP ein. Dafür greifen alle Standorte
über eine feste Telekommunikationsverbindung
auf ein externes Rechenzentrum zu. Auch das
Automationssystem des Tochterunternehmens
steht über diesen Kommunikationsweg im
ständigen Dialog mit dem ERP-System der Mutter. Das beginnt mit dem Abruf der einzelnen
Produktionsaufträge und reicht bis zur Fertigmeldung einer Charge. Als Schnittstelle zwischen den Systemwelten dient ein Management-Rechner. Nach außen ist er mit dem
Verwaltungsnetzwerk und damit dem weit entfernt arbeitenden ERP-System verbunden. Im
Bereich der Produktion stellt er die Verbindung
mit dem Automationssystem her.
Die Steuerungsebene des Automationssystems besteht im Wesentlichen aus einer
Microsoft SQL-Datenbank und einer Steuerung
Simatic S7-300 für jeden der fünf wesentlichen
Produktionsbereiche. Unabhängig von der oben
erwähnten Rezeptdatenbank, erfasst die SQLDatenbank auch alle anderen relevanten Prozessdaten. Sie ist damit ein entscheidender
Bestandteil einer Produktion nach den strengen
Standards der Nahrungsmittelindustrie und
gewährleistet eine lückenlose Rückverfolgung
jeder Produktcharge.
Darüber hinaus dient die Microsoft-SQL-Datenbank auch als Datenpuffer und federt eventuelle Störungen im Dialog mit dem ERP-System
ab. Auch werden hier Langzeitdaten über den
Produktionsprozess gespeichert, die sich zum
Beispiel zur Steuerung proaktiver Wartungskonzepte nutzen lassen und für die unterschiedlichsten Auswertungen zur Verfügung stehen.
Im Automotive-Sektor abgeschaut
Bei dem Projekt stand die Hermes Systeme
GmbH aus Wildeshausen Saturn Petfood als
Systemintegrator zur Seite und entwickelte zusammen mit dem Tiernahrungshersteller eine
Lösung, wie sie sonst eigentlich nur im Automotive-Bereich üblich ist: Zur Kommunikation auf
Steuerungsebene dient jetzt eine IndustrialEthernet-Ringtopologie basierend auf GlasfaserTechnologie. Jede Simatic-Steuerung der fünf
Produktionsbereiche ist mit einem Kommunikationsprozessor CP343-1 ERPC (Enterprise Connect) ausgestattet.
Dieser Kommunikationsprozessor (CP) ist das
Besondere am Automationssystem bei Saturn
Petfood. Er bildet eine intelligente Schnittstelle
zwischen der Simatic-Steuerung auf der einen
und dem Datenbankserver auf der anderen
Seite. Mit seiner Hilfe werden die Prozessdaten
aus dem laufenden Produktionsprozess direkt
aus der Feldebene aufgenommen und in eine
SQL-Datenbank gespeichert. Das ERP-System
greift über eine eigene Datenschnittstelle auf
diese Daten zu und gewährleistet so den unternehmensinternen Datenaustausch.
Ein entscheidendes Merkmal ist dabei, dass
der CP die Daten automatisch zwischenspeichert. Sollte es zu einer Kommunikationsstörung mit den übergeordneten Systemen kommen, kann der Produktionsprozess unbeeinflusst
weiter laufen. Der Kommunikationsprozessor
gleicht die Daten dann später automatisch und
ohne manuelle Eingriffe mit der Datenbank ab
und überträgt sie zum ERP-System.
Eine Produktionsanlage mit einem Ausstoß von
1.200 Einheiten pro Minute verlangt Prozesssicherheit auf höchstem Niveau. Dazu kommt,
dass es sich bei Tiernahrung um ein verderbliches Lebensmittel handelt. Um jegliche
Qualitätsprobleme auszuschließen, darf die
maximale Produktionsprozesszeit zwischen Mischung und Sterilisation nicht überschritten
werden. Ein längerer Stillstand der Anlage kann
zu Ausschuss in erheblichem Umfang führen.
Sicherer als Software
Für den Automatisierungsverantwortlichen
Wolfgang Bohling ist diese Kombination aus einer Steuerung Simatic S7-300 und einem Kommunikationsprozessor CP343-1 ERPC von Siemens genau die richtige Basis für eine maximale
Prozesssicherheit. »Jede Software ist eine potenzielle Fehlerquelle«, ist seine Überzeugung:
»Mit den CPs gehen wir den direkten Weg und
müssen uns weder um den Lebenszyklus von
Hardware-Systemen noch um unterschiedliche
Software-Releases kümmern.«
Eine Eigenschaft, die auch auf die MenschMaschine-Schnittstelle zutrifft. Die im Produktionsbereich aufgestellten Touch-Panels sind
direkt mit der Steuerung Simatic S7-300 verbunden und erfordern keinerlei Administration.
Zudem muss sich niemand umständlich am
System anmelden, um irgendeine Funktion aufoder Daten abzurufen. Da das System an jeder
Stelle immer nur die Funktionen visualisiert, die
der Bediener auch tatsächlich benötigt, ist die
Bedienung denkbar einfach und der Schulungsaufwand minimal.
Und Bohling fügt hinzu: »Das ist Datenverarbeitung pur. Alles läuft auf der Automatisierungsebene ab, ohne dass irgendein PC benötigt
wird. Dazu kommt, dass wir ganz einfach mit
Standardkomponenten arbeiten können und
keinerlei Spezialteile vorhalten müssen.«
Transparenz ist der Schlüssel zu einer effizienten Produktion auf der einen und einer flexiblen
Produktionsplanung auf der anderen Seite.
Bei dem Tiernahrungshersteller in Bremen
geschieht dies durch eine direkte Kommunikation zwischen der Feldebene im Produktionsbereich und dem ERP-System. Die für die Produktionsplanung verantwortlichen Mitarbeiter
können dadurch jederzeit verfolgen, welche
Aufträge abgearbeitet sind und welche Chargen
sich gerade in der Produktion befinden.
Doch das System bietet noch Potenzial für
Erweiterungen. So planen die IT-Verantwortlichen bei Saturn Petfood eine Zwischenpufferung der aktuellen Auftragsliste. Ziel ist es, den
direkten Datenaustausch vom ERP-System zu
entkoppeln und auszuschließen, dass Kommunikationsprobleme zu einem Stillstand der Produktion führen können. Zudem will das Unternehmen die SQL-Datenbank redundant auslegen,
um auch hier die Prozesssicherheit zu erhöhen.
Zukunftspotenzial eingebaut
Als weiterer Optimierungs-Schritt ist geplant,
jede einzelne Charge über die jetzigen Fortschrittsmeldungen hinaus kontinuierlich zu
verfolgen und zu visualisieren. Damit sorgt eine
unscheinbare Komponente im Schaltschrank
dafür, dass der gesamte Produktionsprozess
transparent im System abgebildet wird und
jederzeit online verfolgt werden kann.
Die Integration von Prozessdaten in die SAPProduktionsplanung erfordert normalerweise
eine komplexe Hard- und Software-Konfiguration. Der Tiernahrungsproduzent demonstriert
in seinem Bremer Werk, dass es auch einfacher
geht. Die Basis dafür sind die erwähnten Steuerungen Simatic S7 in Kombination mit den
Kommunikationsprozessoren. Dabei erfolgt die
gesamte Datenaufbereitung auf der Prozessebene. Eine SQL-Datenbank dient zur Langzeitspeicherung der Prozessdaten und sorgt für den
Dialog mit dem ERP-System.
www.siemens.com
Um jede Produktcharge lückenlos
zurückverfolgen zu
können, nutzt Saturn
Petfood eine
Online-Datenbank,
die mit dem Auftragsverwaltungssystem
in SAP verknüpft ist.