Rhein Chemie profitiert von Entscheidung für Remote I/O

Rhein Chemie ist ein global ausgerichtetes Unternehmen der chemischen Industrie, das sich seit mehr als 100 Jahren mit maßgeschneiderten Additiven und Serviceprodukten erfolgreich behauptet. Additive werden zum Beispiel zur Herstellung von Reifen, Dichtungsprofilen, Armaturenbrettern, Industrieschmierstoffen, Motorlagern, Kühlerschläuchen und Sitzen eingesetzt und helfen dabei, den Endartikeln die gewünschten Eigenschaften zu geben. Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Mannheim und ist eine 100-prozentige Tochter des LANXESS-Konzerns, Leverkusen.

Eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Produkten für die Schmierstoffindustrie am Standort Mannheim spielt die Mehrzweckanlage. Sie umfasst neun Teilanlagen zur Herstellung unterschiedlicher Produkte. Die Mehrzahl dieser Anlagen besteht aus einem zentralen Rühr-Reaktor (siehe Bild links) mit einem Volumen von 6-12 m³ und diversen peripheren Feldgeräten. In den Reaktoren werden die Produkte aus den zugeführten flüssigen und festen Rohstoffen batchweise mit etwa 24 Stunden Verweilzeit und bei Temperaturen von 10° – 200° C hergestellt. Im Anlagenumfeld besteht Ex-Zone 2, am Mannloch des Reaktors Zone 1 und im Reaktor Zone 0.

Im Jahre 1992 wurde die Anlage von Pneumatik auf Elektrik umgestellt. Es musste grundsätzlich entschieden werden, wie die Feldgeräte an das neue Leitsystem angebunden werden sollen:

• Anbindung unter Bewahrung des Gerätebestandes und der vorhandenen Feldverkabelung durch die Remote I/O-Technologie (RIO).
  Vorteile:
  – platz- und kostensparende Installation zwischen RIO und Leitsystem,
  – zentraler Zugriff auf Feldgeräte möglich
• Anbindung durch eine generelle Neuinstallation mit Anschluss (neuer) PROFIBUS-PA Feldgeräte direkt an PROFIBUS mit Vorteilen bezüglich
  – Topologie,
  – Speisung über den Bus,
  – Tauschbarkeit der Geräte,
  – umfangreicher Diagnose u.a.

Rhein Chemie entschied sich für die Remote I/O-Lösung. Bild 2 zeigt im rechten Teil die Anlagentopologie in bisheriger Ausführung mit den Punkt-zu-Punkt Verbindungen der Feldgeräte zur Steuerung und der Weiterleitung an das Leitsystem. Im linken Teil von Bild 2 und in Bild 3 ist die neue Konzeption dargestellt, nach dem seit 2004 stufenweise alle Teile der Mehrzweckanlage umgebaut werden. Die Feldgeräte sind über Punkt-zu-Punkt-Technik an die im Schaltschrank der Anlage installierten Remote I/Os (RPI, Remote Process Interface, Pepperl+Fuchs) angeschlossen, wobei je Schaltkasten in Abhängigkeit von der Zahl der Ein- und Ausgänge mehrere RPI Systeme angeordnet sind.

Die Weiterleitung der Signale vom RPI erfolgt über PROFIBUS DP – in einer Kombination aus Drahtkabel und Lichtwellenleiter mit entsprechenden Umsetzern – in den Schaltraum und dort zu dem zugeordnetem Freelance Controller (Bild 3). Der Lichtwellenleiter-Übertragungsweg zwischen Feld und Schaltraum ist entweder ringförmig (Bild 2, links) oder sternförmig (Bild 2, Mitte) ausgebildet.

Alle Schaltkästen in der Mehrzweckanlage sind identisch aufgebaut, was Themen wie TÜV-Zulassung, Wartungsarbeiten oder auch Kopieren von Dokumentation oder Software sehr erleichtert. Gleiches gilt für Bau und Prüfung der Schränke beim Lieferanten. Die Schaltschränke werden bei Pepperl+Fuchs im Werk Bühl gefertigt.

Betreiber profitieren generell von der Remote I/O-Technologie zwischen konventioneller Technik und Feldbus. Sie können Eigenschaften sowohl der 4…20 mA-Technik als auch der Feldbustechnik nutzen, wie

• die unverändert bleibende Feldinstallation aus Geräten und deren Punkt-zu-Punkt Verbindungen zum Remote I/O
• die Weiterverwendung kostengünstiger 4…20 mA-Geräte
• die Weiternutzung der vorhandenen Kenntnisse und Erfahrungen bei Inbetriebnahme, Instandhaltung und Wartung
• die Möglichkeit zum rückwirkungsfreien Austausch von Komponenten während des Betriebes ("Hot Swapping")
• die kostengünstige und platzsparende Verkabelung vom Remote I/O zur Leitwarte
• die Möglichkeiten des zentralen Zugriffs auf alle Geräte z.B. aus einem Wartungssystem
• die Möglichkeit zu späteren Modernisierungen (umfangreiche Diagnose, zentrale Bedienung, Einführung von PROFIBUS PA-Geräten)

Zu den positiven Erfahrungen der Rhein Chemie zählen vor allem

• die leichtere und schnellere Wartung
• die Möglichkeit zu Online-Erweiterungen
• Änderungen vor Ort ohne Betriebsstillstand
• die an der Anlage bereitstehenden Informationen

So liefert die LCD-Anzeige des RPI Diagnoseinformationen über den Schaltzustand der binären Signale, über die analogen Messwerte oder über die Plausibilität des Stellwertes. Das ist für das Wartungspersonal eine große Hilfe und erleichtert die Fehlersuche erheblich.

1 Verbindungen zwischen RPI und Feldgeräten
2 PROFIBUS DP zwischen RPI und DP/LWL-Koppler
3 Ausgang DP/LWL-Koppler zum Schaltraum (Lichtleiter)
4 Eingang in den LWL/DP-Koppler im Schaltraum vom Schaltschrank
5 Ausgang aus dem LWL/DP-Koppler zum Controller (PROFIBUS DP)