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Monitoring für mehr Nachhaltigkeit

19. September 2022, 9:08 Uhr | Dennis Trosdorff
Monitoring für mehr Nachhaltigkeit
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Getränkeabfüllanlagen sind hochkomplexe Systeme. Um die Planungs- und Prozesssicherheit zu optimieren, setzt Krombacher bei zwölf seiner Abfüllanlagen auf ein modernes Monitoringsystem. Gleichzeitig erhöht die Brauerei damit das Potenzial für mehr Nachhaltigkeit.

Deutschland ist eine Biernation. Das zeigen zum einen der Pro-Kopf-Konsum von rund 100 Litern pro Jahr, zum anderen das bis heute währende Reinheitsgebot aus dem Jahre 1516. Dabei gehen gepflegte Traditionen und technischer Wandel Hand in Hand, denn die Digitalisierung hat längst auch in der Getränkeproduktion und speziell in der Abfüllung Einzug gehalten. So zum Beispiel beim Traditionsunternehmen Krombacher, welches das Monitoring seiner zwölf Abfülllinien mithilfe des Industriedienstleisters Actemium auf den neuesten Stand brachte. Durch das System erhält der Getränkehersteller volle Transparenz unter anderem über seine Abfüll- linien, die zugehörigen Maschinen und das Energiemanagement. Erhöhte Planungs- und Prozesssicherheit sowie eine verbesserte Kosten- und Energiebilanz sind die Resultate.

Mehr als 5,7 Millionen Hektoliter produziert die Brauerei Krombacher am gleichnamigen Standort im Bundesland Nordrhein-Westfalen – von unterschiedlichen Biersorten bis hin zu alkoholfreien Softdrinks. Mit der Anforderung, aus dem Monitoring der Abfülllinien weiterführende Daten und damit umfangreichere Produktionsberichte, genauere Jahres- analysen und damit auch eine bessere Energie- und Umweltbilanz erzielen zu können, wandte sich das Unternehmen an Actemium. Für eine erfolgreiche Einführung des neuen Monitoring-Systems musste der Industriedienstleister 250 Steuerungen (SPS) von elf vorhandenen, einer weiteren von Krombacher neu eingerichteten Abfülllinie sowie angebundenen Nebenanlagen integrieren.

Von der Sichtung zur Planung

Monitoring für mehr Nachhaltigkeit
Die neue IT-Infrastruktur bei Krombacher als Schaltbild.
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Bevor eine passgenaue Lösung für die neue Systemlandschaft entwickelt werden konnte, wurden zunächst in gemeinsamen Workshops von Actemium und Krombacher die genauen Anforderungen geklärt, um anschließend die bestehende Architektur zu sichten. So waren beim Altsystem verschiedene Software-Lösungen in Gebrauch, um etwa die Betriebsdaten aus der Feldebene und die Qualitätsdaten zu erfassen und in einer SQL-Datenbank zu speichern. Letztere wurden händisch aufgezeichnet und in Excel zur lokalen Berichterstattung eingegeben. Daneben gab es noch eine Software zur Anzeige von Trendwenden und eine weitere zur Visualisierung als grafische Oberfläche. Die gemeldeten Kennzahlen gingen anschließend an das Data Warehouse und das SAP-System.

Neben den verschiedenen nebeneinander laufenden Software-Lösungen bestand die Schwierigkeit in der händischen Erfassung der Qualitätsdaten, was zu einer höheren Fehleranfälligkeit führte. Parallel dazu stellen die SAP-Buchungen über SQL grundsätzlich hohe Anforderungen an das System, die richtigen Zahlen zuverlässig zu liefern. Im Falle von Krombacher war das alte System zudem abgekündigt und musste erneuert werden. Hinzu kommt die Möglichkeit der Echtzeitanalyse der Verbrauchsmengen direkt im SCADA, was bei der Suche nach Optimierungspotenzialen und der schnellen Fehlersuche sehr hilfreich ist. Das Altsystem bot demnach Potenzial, um über ein neues System die Effizienz durch valide Stördaten zu steigern und den Ressourcenbedarf an verschiedenen Stellen zu reduzieren.

Die neue Systemlandschaft sollte demzufolge die gesamten Produktionsschritte erfassen und visualisieren können – von der Getränkeproduktion über die Abfüllung bis hin zum Energiemanagement. Dafür mussten unterschiedliche Systeme wie auch die gesamten Abfülllinien integriert werden und ein umfassendes Berichtswesen möglich sein. Die Herausforderung bestand einerseits darin, zum Zeitpunkt des Projektstarts die bestehenden rund 250 SPS-Steuerungen zu integrieren, um 120.000 Meldungen, 40.000 Messwerte und 20.000 Zähler erfassen und verarbeiten zu können. Zum anderen sollte es skalierbar sein, also das Potenzial für Er- weiterungen und weitere Produktionsteile wie Logistik, Produktion und Ver- beziehungsweise Entsorgungseinrichtungen ausschöpfen können.

Der Lösungsansatz

Monitoring für mehr Nachhaltigkeit
Autor Dennis Trosdorff mit Blick auf eines der zahlreichen Displays, über das Mitarbeitende Anlagendetails jederzeit einsehen können.
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Bei der Auswahl für das System und das Layout entschied sich Krombacher gemeinsam mit Actemium für die Software-Plattform zenon von Copa-Data. Die Vorteile liegen unter anderem in der mitgelieferten umfangreichen SPS-Treiberbibliothek sowie in der Eignung zur Visualisierung und Steuerung von Anlagen und Prozessen als auch zur Datenerfassung und -auswertung.

In einem zweiten Schritt wurden alle vorhandenen und neuen Variablen gesichtet und erfasst, um mittels Variablenliste eine vollständige Übersicht zu erhalten. Darunter befanden sich die SQL-Datenpakete des Altsystems, Zählerdaten als XML sowie neu hinzukommende Daten aus anderen Systemen. Actemium entwickelte ein Programm, das anhand der zuvor in Excel zusammengetragenen Daten die automatische Generierung der SCADA-Projekte inklusive aller Daten zu Projekten, SPS-Treibern, Datenpunkten, Anlagenmodellen und Archiven sowie das Zusammenspiel mit externen Systemen ermöglichte.

Dadurch konnte der Aufwand verringert und Übertragungsfehler deutlich reduziert werden. Zugleich können alle Änderungen über die Revision der Excel-Listen erfolgen, sodass Änderungen besser zu dokumentieren sind. Eine neu eingerichtete Abfülllinie von Krombacher diente als Template, um dem Kunden das Potenzial der neuen Systemlandschaft aufzuzeigen.

Zwei redundante Server verbinden die neue und skalierbare IT-Architektur über diverse Schnittstellen mit klassischen sowie Web-Clients, der Projektierumgebung, Datenbank-Servern, dem Data-Warehouse und ERP-Systemen. Dadurch wird auch ein ausführliches und zentrales Reporting möglich.


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