Das neue Werk in Zhanjiang ist das derzeit größte Investitionsvorhaben des Konzerns – und wird nach Ludwigshafen und Antwerpen zum drittgrößten Verbundstandort der BASF. Schrittweise werden derzeit die Anlagen in Betrieb genommen. Voraussetzung dafür ist die Integration aller Feldgeräte – darunter mehrere Tausend Sensoren, u.a. von Endress+Hauser. Neben der Dimension des Projekts ist vor allem der hohe Digitalisierungsgrad richtungsweisend: Zhanjiang zählt zu den ersten BASF-Standorten, an denen Ethernet-APL flächendeckend vorbereitet oder bereits im Einsatz ist. APL steht für Advanced Physical Layer und ermöglicht eine robuste, eigensichere Ethernet-Kommunikation über zwei Adern. Gleichzeitig versorgt das Kabel die angeschlossenen Feldgeräte mit Energie. Damit reicht die durchgängige digitale Kommunikation bis in explosionsgefährdete Bereiche und direkt auf die Feldebene.
Positive Erfahrungen im Betrieb
Die Erwartungen an Ethernet-APL sind hoch: Anwender wie BASF versprechen sich einen durchgängigen Zugriff auf Daten aus intelligenten Feldgeräten, etwa für optimierte Wartungsstrategien, höhere Effizienz oder ein vorausschauendes Asset Management. Denn mit der heutigen Prozesskommunikation sind diese Daten meist nur eingeschränkt oder gar nicht nutzbar. In Zhanjiang zeigen sich bereits erste Vorteile. Dr. Kai Krüning, bei BASF im Projekt für die Standardisierung von Prozessleitsystemen verantwortlich, berichtet von beschleunigten Inbetriebnahmen und einem vereinfachten Loopcheck: „Laut meinen Kollegen vor Ort verläuft die Parametrierung über Asset-Management-Systeme jetzt einfacher“. Auch Gerd Niedermayer, Senior E+I Engineering Manager bei BASF, zieht eine positive Bilanz: „Wir sparen erhebliche Kosten bei der Hardware und vor allem beim Engineering und der Inbetriebnahme.“
Gerätedaten in Echtzeit
Die Feldebene ist in vielen Prozessanlagen bis heute nur unzureichend in die digitale Kommunikationsinfrastruktur eingebunden. Nach wie vor dominiert in der Chemietechnik die analoge Signalübertragung – selbst moderne Feldgeräte übermitteln ihre Messwerte häufig ausschließlich über die klassische 4-20mA-Stromschleife an das Leitsystem. Zusätzliche Informationen wie Diagnose- oder Statusdaten werden teilweise über das HART-Protokoll übertragen, das digital auf das analoge Signal aufmoduliert wird. Die verfügbaren Bandbreiten sind jedoch begrenzt. Zwar stehen mit Feldbussystemen wie Profibus PA seit Jahrzehnten digitale Alternativen zur Verfügung, doch in der Praxis erweisen sich diese Systeme oft als komplex in der Topologie und eingeschränkt in der Leistungsfähigkeit. Die Integration verschiedener Komponenten ist aufwendig, das Engineering anspruchsvoll, und ein Geräteaustausch mit erheblichem Aufwand verbunden.
Ethernet-APL verbindet die Robustheit und Eigensicherheit der bewährten Zweidrahttechnik mit der Bandbreite von Ethernet. Entfernungen bis 1.000m lassen sich damit überbrücken. Mit einer Übertragungsrate von 10Mbit/s ist die Technologie rund 10.000-mal schneller als HART und 300-mal schneller als klassische Feldbusse. Dadurch stehen umfangreiche Gerätedaten schnell und durchgängig zur Verfügung.
Partner der ersten Stunde
Erste Impulse für Ethernet-APL kamen aus Workshops der NAMUR, Fachverband für Automatisierung in der Prozessindustrie. Dort erkannten die BASF-Experten das Potenzial frühzeitig. Für eine durchgängige Kommunikation bis ins Leitsystem entwickelte man gemeinsam mit Partnern ein umfassendes Konzept: von geeigneten Protokollen, wie Profinet, über Schnittstellen bis hin zur Integration in Asset-Management-Systeme. Ziel war eine standardisierte, interoperable und leistungsfähige Lösung. Als langjähriger Standardlieferant für Feldgeräte war Endress+Hauser von Anfang an in die Entwicklung eingebunden. Erfahrungen und Herausforderungen früherer Feldbustechnologien flossen dabei in Entwicklung und Standardisierung von Ethernet-APL ein.
