Digitales Prozessleitsystem unterstützt präzise Prozesssteuerung in Technologie zur Rückgewinnung von 80 Prozent der Abfälle
Digitalisierung und Skalierbarkeit sind entscheidend für innovatives Nachhaltigkeitsprojekt
Als Gesellschaft steht die Welt vor einer großen Aufgabe, wenn sie die ökologischen Herausforderungen unseres Planeten erfolgreich bewältigen will.
Fortschritte in den Bereichen Technologie, Digitalisierung und Konnektivität tragen dazu bei, dass Anlagen und Maschinen effizienter betrieben werden können und ermöglichen es der Industrie, die verfügbaren Mittel bezüglich Produktion, Verarbeitung und Leistung besser zu nutzen. Experten für Nachhaltigkeit sind sich jedoch einig, dass durch die gezielte Nutzung und Verwertung von Abfällen erhebliche Gewinne erzielt werden können.
Ob es sich um Lebensmittelabfälle, ineffiziente Lieferketten, Einwegplastik oder Verpackungen jeglicher Art handelt, Abfall ist ein wesentlicher Faktor beim Thema Nachhaltigkeit.
Das Problem besteht darin, dass ein Großteil der Convenience-Verpackungen und -Materialien nicht ideal für das herkömmliche Recycling oder die Wiederverwendung geeignet sind. Aus diesem Grund wird umfangreich geforscht – sowohl aus privaten wie auch aus staatlichen Mitteln – um effizientere und sauberere Wege zu finden, die Auswirkungen von Abfällen auf die Umwelt zu verringern oder sogar zu beseitigen.
Ein Vorreiter auf diesem Gebiet ist das spanische Unternehmen Greene Enterprise. Gegründet wurde es 2011 in Elche, Spanien, von vier Unternehmern (allesamt ausgebildete Chemiker), zwei Beratern und einem Investor. Das Unternehmen hat ein Vergasungsverfahren entwickelt, mit dem bis zu 80 Prozent der Abfälle beseitigt und in saubere (elektrische und thermische) Energie, in Biokraftstoffprodukte, die als Rohstoffe in einer Vielzahl von industriellen Prozessen verwendet werden können, und in inerte Asche umgewandelt werden können, die für Anwendungen im Bauwesen verwendet werden kann.
Jesus Martinez, Vertriebsleiter bei Greene Enterprise, erklärt dazu: „Unsere innovative Technologie zur thermischen Umwandlung verwendet jedes organische Abfallmaterial, das Kohlenstoff enthält – wie etwa Biomasse, feste Siedlungsabfälle, Industrie- oder Krankenhausabfälle, Klärschlamm, Kohle und Holz, Kunststoffe, Altreifen –, und das unabhängig von der jeweiligen Feuchtigkeit, Zusammensetzung, Heizkraft und Morphologie. Darüber hinaus ist es uns gelungen zu beweisen, dass diese Technologie auch auf rentable Art und Weise umgesetzt werden kann.“
„Unsere Aufgabe“, fährt er fort, „besteht darin, rentable Aufbereitungsanlagen für Unternehmen oder Einrichtungen zu installieren und zu verwalten, die große Mengen an Abfällen entsorgen müssen und sich an der Kreislaufwirtschaft und den Zielen von Horizon 2020-2030 orientieren wollen.“
„Der Schlüssel zum Erfolg und zur Wirksamkeit unserer Technologie ist der mehrstufige Ansatz, den wir entwickelt haben“, berichtet Jesus Martinez weiter. „Andere Rückgewinnungstechnologien verwenden ein ähnliches physikalisch-chemisches Verfahren, jedoch sind diese im Hinblick auf die chargenspezifische Kontrolle nicht so detailliert. Indem wir unseren Rückgewinnungsprozess in mehrere Schritte unterteilen, erhalten wir eine viel bessere Kontrolle über jede einzelne Phase, was angesichts der potenziellen Vielfalt an Rohstoffen unerlässlich ist. Die Herausforderung dieses mehrstufigen Ansatzes ist jedoch die vergleichsweise hohe Prozesskomplexität aufgrund aller zusätzlichen Variablen.“
Dieser Bedarf an einer hochleistungsfähigen Prozesssteuerungslösung veranlasste Greene Enterprise, sich an Rockwell Automation zu wenden.
„Wir waren auf der Suche nach einer umfassenden Prozesssteuerungslösung von einem erfahrenen Branchenanbieter, der uns während aller Entwicklungsprozesse unterstützen kann – von der Automatisierung unserer Prototypen und Pilotanlagen bis hin zu einer kompletten Produktionsanlage“, erklärt Carles Blasco González, Automatisierungstechniker bei Greene Enterprise.
„Vor der Kommerzialisierung unserer Lösung“, fährt er fort, „hatten wir einige Bedenken hinsichtlich der Skalierbarkeit; der Schritt von einem Prototyp zu einer Industrieanlage erschien uns zu groß. Das Prozessleitsystem (PLS) PlantPAx von Rockwell Automation erwies sich jedoch als ideale Plattform für unser Wachstum.“
„Mit dem PLS als Kernstück des Projekts können wir mit den Werkzeugen, die wir jetzt verwenden, das Automatisierungsskelett in nur wenigen Schritten erstellen, ausgehend von unserer Engineering-Datenbank. Eine einheitliche Bibliothek, welche die gesamte Soft- und Hardware – beginnend mit der SPS bis hin zum SCADA-System – umfasst, hilft uns, in wenigen Schritten ein klar definiertes Projekt zu erstellen, was uns eine Menge Arbeits- und Konfigurationsstunden erspart. Alles geschieht automatisch! Die Vereinheitlichung der Überwachungsroutinen macht auch das Leben unserer Bediener deutlich einfacher, da alle Elemente unserer Anlagen gemeinsame Faceplates haben.“
Obwohl sich die installierten Projekte derzeit nur auf dem spanischen Festland befinden, gilt es derzeit auch noch geografische Hürden zu überwinden. „Ein Zentrum zur dezentralen Steuerung und Überwachung befindet sich bereits in der Entwicklung“, erklärt Martinez. „Ziel dieses Zentrums ist es, dass unsere Ingenieure und Aufsichtspersonen in die Lage versetzt werden, die KPIs der verschiedenen Anlagen in Echtzeit zu überprüfen.“
Greene Enterprise hat auch die Digitalisierung des gesamten Systems durch den Einsatz der Technologie digitaler Zwillinge voll ausgeschöpft. „Im Laufe der Jahre haben wir mit unserem industriellen digitalen Zwilling die gesamte Steuerungsarchitektur getestet, die wir installieren wollen“, so González, „und zwar in einem nachhaltigen Prozess, der durch unsere eigenen Lern- und Betriebsanforderungen beeinflusst wurde. Dank der Skalierbarkeit der Lösung konnte das System verbessert werden, ohne dass dabei die gesamte Architektur neu erstellt werden musste.“
„Wir haben mit einem einfachen System begonnen, mit einer SPS, dezentraler Peripherie und einem Überwachungs-PC“, fügt er hinzu, „und wir haben jetzt Hardware-Redundanz, Thin Clients und mehrere Arbeitsräume hinzugefügt. Durch die Möglichkeit, das Verhalten der Geräte einfach zu simulieren, können wir die Steuerungsroutinen überprüfen, indem wir die SPS mit unserem digitalen Zwilling verknüpfen.“
„Der Support von Rockwell Automation hierbei war sehr hilfreich“, fasst Martinez zusammen, „und das ist einer der Gründe, warum wir uns für das Unternehmen entschieden haben. Wir haben nationale und europäische Unterstützung erhalten, wobei unsere Anforderungen automatisch eskaliert wurden und wir die Hilfe von Expertinnen und Experten in ihren jeweiligen Bereichen erhielten.“
Eric Chalengeas, Regional Vice President für den Vertrieb in Südeuropa bei Rockwell Automation, erklärt hierzu: „Nachhaltigkeit ist für viele Unternehmen eine Herausforderung, aber moderne digitale Lösungen können nicht nur während der Produktion, sondern auch – wie in diesem Fall – nach der Entsorgung mit einer stringenten Prozesssteuerung helfen, Abfälle zu reduzieren. In dieser Anwendung erwies sich unser PlantPAx DCS als ideale Prozesssteuerungsplattform, die Teil eines umfassenderen Einsatzes von digitalen Werkzeugen war, zu denen auch Simulationen digitaler Zwillinge gehörten. Dies war auch ein großartiges Beispiel für die Zusammenarbeit innerhalb unseres PartnerNetwork™, wobei Greene Enterprise nicht nur von unserem Know-how in der Prozessindustrie, sondern auch von der Branchenerfahrung unseres Spezialdistributors TCA-Automation profitierte.“
