Steuerungssysteme SPS, HMI und SCADA

Produkte · Wägeautomatisierung und Steuerungssysteme

Steuerungssysteme SPS, HMI und SCADA

Wir planen, programmieren und nehmen Steuerungssysteme für Schüttgutanlagen in Betrieb: von der SPS und dem Bedienpanel bis zu SCADA und dem Datenaustausch mit den Werkssystemen. Die Größe des Systems richten wir nach der Anlage: Kleine Arbeitsplätze laufen auf fertigen PENKO-Wägesystemen, größere Linien und Integrationen in vorhandene Automatisierung auf einer Siemens-SIMATIC-SPS mit HMI oder SCADA. In beiden Fällen führt den Wäge- und Dosieralgorithmus ein dediziertes Wägemodul von PENKO oder SIWAREX aus.

SIMATIC S7-1200 · S7-1500 SPS-Plattform TIA Portal · WinCC Engineering-Umgebung und Visualisierung Profinet · Profibus DP · Modbus TCP · OPC UA Kommunikation PENKO · SIWAREX Wäge- und Dosieralgorithmus im Wägemodul

Einsatzbereiche

Prozesssteuerung für Schüttgüter vom Silo bis zur Verpackung

Jeder dieser Prozesse hat eigene Sequenzen, Verriegelungen und Messstellen. Das Steuerungsprogramm, die HMI-Bilder und die Berichte bauen wir um sie herum auf – deshalb beginnen wir beim Prozess und nicht bei der Geräteliste.

Förderung und Lagerung

Förderer, pneumatische Förderung, Silos und Behälter: Start- und Stoppsequenzen, Verriegelungen zwischen Geräten, Überwachung von Füllständen, Beständen und Förderwegen.

Pneumatische Förderung →

Wiegen

Behälter-, Plattform- und Bandwaagen: Bestandsmessung, Summierung des Materialstroms, Tarieren und Nullstellen vom Bildschirm, Aufzeichnung der Wägungen und Schichtberichte.

Wiegen im Prozess →

Dosieren und Rezepturabwiegen

Grob- und Feindosierung, Nachlaufkorrektur, Mehrkomponenten-Rezepturen mit Toleranzen, Reihenfolge der Komponenten und Abrechnung jeder Charge.

Dosierung von Schüttgütern →

Mischen

Mischsequenzen mit Kontrolle von Zeit und Reihenfolge der Komponentenzugabe, Klappenverriegelungen und Chargenaustrag in einen Zwischenbehälter oder zur Verpackungslinie.

Mischen von Schüttgütern →

Abfüllen und Verpacken

Stationen zum Befüllen von Säcken und Big-Bags sowie Verpackungslinien: Füllzyklus mit Wägung, Massekontrolle, Zählung der Gebinde und Übergabe der Daten an das Etikett oder das Lagersystem.

Verpackungsfülllinien →

Modernisierung bestehender Anlagen

Austausch von Steuerung oder Panel ohne Neuverkabelung, Migration von älteren SIMATIC-Baureihen auf S7-1200 oder S7-1500, neue Visualisierung und Kommunikation mit den Werkssystemen.

Leistungsumfang Modernisierung →

SPS-Plattform

Steuerungen Siemens SIMATIC S7-1200 und S7-1500

Die SPS kommt ins Spiel, wenn die Anlage neben der Waage viele weitere Geräte umfasst oder in das vorhandene Steuerungssystem des Werks eingebunden werden muss. Beide Baureihen programmieren wir in der einheitlichen Umgebung TIA Portal, sodass das Programm einer Station und das Programm der gesamten Linie dieselbe Struktur, Benennung und Diagnose haben. Die Steuerungsbaureihe wählen wir nach der Größe der Anlage, nicht umgekehrt.

Kompaktsteuerung

SIMATIC S7-1200

Modul SIWAREX WP2x1 für die S7-1200

Einzelne Maschinen und Arbeitsplätze: Dosierstation, Big-Bag-Station, Behälterwaage mit einigen Antrieben, kleine Abfülllinie. Integriertes Profinet, einige Dutzend Ein- und Ausgänge im Baugruppenträger, HMI-Panel direkt an der Steuerung.

Größenordnung
1 Maschine oder Arbeitsplatz, bis zu einigen Dutzend Signalen
Wägung
PENKO-Controller über Profinet oder Modbus TCP oder SIWAREX-Modul im Baugruppenträger; Dosieralgorithmus im Wägemodul
Visualisierung
SIMATIC-HMI-Panel von 7 bis 12 Zoll an der Maschine

Modulare Steuerung

SIMATIC S7-1500

Modul SIWAREX WP3x1 für die ET 200SP

Prozesslinien und komplette Anlagen: mehrere dezentrale E/A-Stationen ET 200SP, Dutzende Antriebe, Mehrkomponenten-Rezepturen, SCADA und Datenaustausch mit den Werkssystemen. Höhere Leistung, OPC-UA-Server und Raum für Erweiterungen.

Größenordnung
Linie oder Anlage, Hunderte Signale, mehrere Stationen ET 200SP
Wägung
PENKO-Controller und SIWAREX-Module in ET-200SP-Stationen parallel in einem Projekt; die SPS überwacht, die Module dosieren
Visualisierung
HMI-Panels an den Arbeitsplätzen sowie SCADA WinCC in der Messwarte

HMI und SCADA

Visualisierung für Bediener, Instandhaltung und Verfahrenstechnik

Dasselbe System nutzen drei Anwendergruppen, und jede braucht andere Informationen. Die Bilder gestalten wir nach Rollen: Der Bediener sieht, was er steuert, die Instandhaltung das, was Aufmerksamkeit verlangt, und die Verfahrenstechnik das, was in die Produktionsabrechnung eingeht.

Siemens-SIMATIC-HMI-Panel mit dem Servicebild einer InterProcess-Dosierstation

Bediener

HMI-Panel an der Maschine: Hand- und Automatikbetrieb, Start und Stopp der Rezeptur, Gerätezustände im Anlagenschema, Alarme mit Hinweis auf Ursache und nächsten Schritt.

  • ·Anlagenschema mit Live-Zuständen
  • ·Alarme und Quittierungen mit Historie
  • ·Benutzerrechte und Sprachvarianten

Instandhaltung

Diagnose ohne Laptop: Zustand jedes Ein- und Ausgangs, Meldungen von Frequenzumrichtern und Wägemodulen, Betriebsstunden- und Zykluszähler, Alarmhistorie mit Dauer.

  • ·Diagnose des Profinet-Netzes und der Geräte
  • ·Servicebilder zum Testen von Antrieben und Ventilen
  • ·gesicherter Fernzugriff für den Service

Verfahrenstechnik und Produktionsleitung

Rezepturen und Prozessparameter an einer Stelle, Messtrends, Berichte zum Rohstoffverbrauch je Charge und Schicht, Datenexport in eine Tabelle oder in ERP- und MES-Systeme.

  • ·Rezepturbearbeitung mit Rechtekontrolle
  • ·Trends und Archiv der Prozesswerte
  • ·Chargen- und Schichtberichte sowie Rohstoffbilanz
Kriterium HMI-Panel SCADA-System
Reichweiteeine Maschine oder ein Arbeitsplatz; Bildschirm am GerätLinie, Halle oder Werk; Arbeitsplätze in der Messwarte und Zugriff aus dem Werksnetz
Historische Datenbegrenztes Alarmarchiv und einfache TrendsProzessdatenbank, lange Archive, Chargen- und Schichtberichte
Wann wir es empfehleneinzelne Maschinen und Stationen, lokale Bedienung, wenige Rezepturenviele Arbeitsplätze, erforderliche Produktionsberichte, Einbindung in die Werkssysteme, Fernüberwachung

Einbindung der Wägetechnik

Der Dosieralgorithmus liegt immer im Wägemodul. Die SPS kommt mit der Größe der Anlage hinzu

Den Wäge- und Dosierzyklus – chargenweise oder kontinuierlich – führt bei uns stets ein dediziertes Wägemodul mit fertigem, bewährtem Programm einer selbsttätigen Waage aus: ein PENKO-Controller oder ein Siemens-SIWAREX-Modul. Der Unterschied zwischen kleiner und großer Anlage liegt darin, wer dieses Modul überwacht: In der kleinen arbeitet es eigenständig und meldet über den Feldbus an das beim Kunden vorhandene DCS oder die SPS, in der großen steht über den Waagen eine von uns gelieferte Siemens-SPS mit HMI oder SCADA.

Wägecontroller PENKO Flex

Kleine Anlagen

Das fertige PENKO-Wägesystem als komplettes Steuerungssystem

Der PENKO-Controller besitzt integrierte Funktionen einer selbsttätigen Waage: Grob- und Feindosierung, kontinuierliche Dosierung, Abfüllen, Massekontrolle, Summierung, Rezepturen. Er steuert Antriebe und Ventile des Arbeitsplatzes unmittelbar an, und der Bediener arbeitet über die Tastatur des Controllers oder über eine HMI-Anzeige. Über Profinet, Profibus DP, Modbus TCP oder Ethernet/IP tauscht der Controller Daten mit dem im Werk vorhandenen übergeordneten DCS oder der SPS aus. Reichen die Standardfunktionen nicht aus, erweitern wir die Software des Controllers um eigene Funktionen.

  • +ohne zusätzliche SPS: kürzere Inbetriebnahme, weniger Geräte im Schaltschrank, geringere Kosten
  • +Feldbuskommunikation mit dem vorhandenen DCS oder der Werks-SPS: Sollwert, Start, Ergebnis, Status
  • +bewährtes Programm einer selbsttätigen Waage, Eichung nach OIML und Alibi-Speicher im Gerät
  • +Erweiterung um zusätzliche, von uns programmierte Funktionen
  • ·typisch: Dosierstation, Big-Bag-Station, Verpackungsmaschine, Behälterwaage, Massekontrolle
Station Siemens SIMATIC ET 200SP mit Wägemodulen SIWAREX WP321

Große Anlagen und Integrationen

Siemens-S7-SPS mit HMI oder SCADA über den Wägemodulen

Die Steuerung S7-1200 oder S7-1500 führt die Sequenzen der gesamten Linie, die Verriegelungen, die Mehrkomponenten-Rezepturen und die Kommunikation mit dem Werkssystem. Der Algorithmus der Chargen- oder Dauerdosierung bleibt im dedizierten Modul: im PENKO-Controller, angebunden über Profinet, Profibus DP oder Modbus TCP, oder im SIWAREX-Modul im Baugruppenträger oder in der Station ET 200SP. Die SPS gibt Sollwert und Rezeptur vor und empfängt Ergebnis und Status.

  • +Messung und Dosierung unabhängig von Zykluszeit und Auslastung der SPS
  • +Einbindung in das vorhandene Steuerungssystem des Werks und in SCADA
  • +viele Waagen auf PENKO-Controllern und SIWAREX-Modulen in einem TIA-Portal-Projekt
  • ·typisch: Rezeptur-Wägelinien, viele Arbeitsplätze, Werke mit SIMATIC-Standard

In beiden Fällen stellt das Wägemodul Daten je nach Waagenart bereit: bei chargenweise dosierenden Waagen Brutto- und Nettomasse, Ergebnis und Dosierabweichung, bei kontinuierlichen Waagen (Bandwaagen, Differenzialdosierern) die aktuelle Leistung, die Summe des gezählten Materials und die Abweichung vom Sollwert; in jedem Fall zudem den Messstatus, Alarme sowie Steuerbefehle wie Tara, Nullstellen, Start und Stopp. In einer kleinen Anlage gelangen sie auf die Anzeige des Controllers und über den Feldbus an das vorhandene DCS oder die Werks-SPS, in größeren an die von uns gelieferte SPS, das HMI und SCADA. Die Auswahl von Controllern, Modulen und Wägezellen beschreiben wir auf eigenen Seiten.

Architektur und Kommunikation

Von der Wägezelle bis zum Werkssystem: die Ebenen des Steuerungssystems

Jede Ebene hat ihre Aufgabe und ihr Protokoll. Nachstehend der typische Aufbau einer Schüttgutanlage, skalierbar von einer einzelnen Station mit Wägecontroller oder HMI-Panel bis zum Werk mit SCADA und Datenaustausch mit dem ERP.

Ebene 4

Werk

ERPMESBerichtswesen und Datenbanken
OPC UA · SQL · CSV-/XML-Dateien

Ebene 3

Leitebene

SCADA WinCCProzessarchivFernzugriff für den Service
Profinet (S7) · OPC UA

Ebene 2

Steuerung

SPS SIMATIC S7-1200 / S7-1500HMI-Panels
Profinet · Profibus DP · Modbus TCP / RTU

Ebene 1

Geräte

Wägeelektronik PENKO / SIWAREXStationen ET 200SPFrequenzumrichterVentilinseln
mV/V · 4–20 mA · Binärsignale

Ebene 0

Prozess

WägezellenAntriebe und MotorenVentile und KlappenFüllstand- und Drucksensoren

Das Steuerungsnetz trennen wir vom Büronetz; Fernzugriff ausschließlich über eine mit der IT-Abteilung abgestimmte, verschlüsselte Verbindung.

Aus unseren Projekten

Bilder, Schaltschränke und Arbeitsplätze aus unseren Anlagen

Schaltschränke, Programm und Bedienbilder entstehen in unserem Team.

InterProcess-Dosierstation aus Edelstahl mit geöffnetem Schaltschrank und PENKO-Wägecontroller
Siemens-SIMATIC-HMI-Panel mit dem Servicebild einer InterProcess-Dosierstation
SCADA-Arbeitsplatz einer Premix-Dosierstation: Anlagenschema und Steuerung des pneumatischen Abscheiders

Leistungsumfang

Von der Signalliste bis zur Übergabe der Anlage

Das Steuerungssystem liefern wir als Ganzes: Prozessanalyse und Signalliste, Planung und Bau des Schaltschranks, SPS-Programm im TIA Portal, HMI- und SCADA-Bilder, FAT-Prüfungen, Inbetriebnahme am Material mit Kalibrierung der Waagen, Schulung und Bestandsdokumentation. Nach der Übergabe bieten wir Service, Rezepturänderungen und die Erweiterung um weitere Arbeitsplätze.

Die vollständige Beschreibung der Phasen, Verantwortlichkeiten und Zusammenarbeitsregeln – auch bei Integrationen und Modernisierungen – finden Sie auf der Seite zu unseren Dienstleistungen.

Vollständiges Leistungsangebot

FAQ

Häufig gestellte Fragen

Mit welchen SPS arbeiten Sie, und ist eine andere Plattform als Siemens möglich?

+
Standard bei InterProcess sind die Steuerungen Siemens SIMATIC S7-1200 und S7-1500, programmiert im TIA Portal, mit SIMATIC-HMI-Panels und der Visualisierung WinCC. Durch die einheitliche Plattform sind Programm, Diagnose und Service über alle unsere Anlagen hinweg konsistent. Hat das Werk einen anderen Automatisierungsstandard, besprechen wir das in der Konzeptphase und legen fest, ob wir das System auf der Plattform des Kunden umsetzen oder unsere Steuerung über Profinet, Modbus TCP oder OPC UA in das vorhandene System einbinden.

Worin unterscheidet sich ein HMI-Panel von einem SCADA-System, und wann wird SCADA benötigt?

+
Ein HMI-Panel ist der Bildschirm an der Maschine: Bedienung eines Arbeitsplatzes, Alarme, einfache Rezepturen und Trends. SCADA ist ein Leitsystem für eine Linie oder ein Werk: viele Arbeitsplätze in einer Ansicht, eine Prozessdatenbank mit langem Archiv, Chargen- und Schichtberichte sowie Datenaustausch mit ERP und MES. SCADA wird gebraucht, wenn Produktion und Rohstoffverbrauch abgerechnet, mehrere Arbeitsplätze von einer Stelle aus überwacht oder Aufträge und Ergebnisse an die Werkssysteme übergeben werden sollen. Für eine einzelne Dosierstation oder Big-Bag-Station genügt ein HMI-Panel.

Wie sind Wägen und Dosieren in das Steuerungsprogramm eingebunden?

+
Den Wäge- und Dosieralgorithmus – chargenweise oder kontinuierlich – führt bei uns immer ein dediziertes Wägemodul mit fertigem Programm einer selbsttätigen Waage aus: ein PENKO-Controller oder ein Siemens-SIWAREX-Modul. In kleinen Anlagen ist der PENKO-Controller zugleich das gesamte Steuerungssystem des Arbeitsplatzes, mit eigener Tastatur oder HMI-Anzeige, und tauscht über den Feldbus (Profinet, Profibus DP, Modbus TCP, Ethernet/IP) Daten mit dem im Werk vorhandenen übergeordneten DCS oder der SPS aus; seine Funktionen lassen sich per Zusatzsoftware erweitern. In großen Anlagen oder bei der Einbindung in die vorhandene Werksautomatisierung arbeitet über den Wägemodulen eine Siemens-S7-SPS mit HMI oder SCADA: Sie gibt Rezeptur und Sollwert vor, steuert die übrige Linie und empfängt Ergebnis und Status über Profinet, Profibus DP oder Modbus TCP.

Können Ihre Systeme in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) arbeiten?

+
Ja. Die Anforderungen ergeben sich aus der Zoneneinteilung der konkreten Anlage, daher legen wir sie in der Planung fest. In der Regel steht der Schaltschrank mit der Steuerung außerhalb der Zone, während in der Zone die Geräte arbeiten: Wägezellen, Antriebe, Ventile und Füllstandsensoren. Diese wählen wir mit entsprechender ATEX-Zulassung aus, und in den Messkreisen setzen wir Zenerbarrieren oder eigensichere Trennbausteine ein. Umfang und Dokumentation sind Teil der Abstimmung vor Arbeitsbeginn.

Planen Sie ein Steuerungssystem oder die Modernisierung einer Anlage?

Beschreiben Sie Prozess, Geräte und das, was in die Berichte einfließen soll – wir erstellen ein Architekturkonzept, die Signalliste und ein Angebot für das Steuerungssystem samt Einbindung der Wägetechnik.

Automatisierungsprojekt besprechen