Nachhaltiges Design und standardisierte Prozessleittechnik : Siemens' Beitrag zur Steigerung der EU-Recyclingquote

Das Portfolio der Siemens Prozessleittechnik ist umfangreich. Es deckt Anwendungsfälle im Anlagen-Engineering, der Simulation, bei Inbetriebnahme und Automatisierung ab, genauso wie im effizienten Anlagenbetrieb und in der vorausschauenden Wartung. Von leicht skalierbaren SIMATIC SCADA Systemen WinCC Professional, WinCC V7 und WinCC OA bis hin zu den Prozessleitsystemen SIMATIC PCS7 und SIMATIC PCS neo, die für die Automatisierung von Industrieprozessen große Vorteile bringen, bietet Siemens die optimale Basis für umfangreiche Digitalisierungskonzepte. Die Leittechnik steuert, regelt, visualisiert und überwacht die Prozesse und gewährleistet dadurch die zuverlässige, ausfallsichere und ressourceneffiziente Arbeit der Anlagen. So werden Rohstoffe sparsam eingesetzt und Abfälle in der Produktion vermieden.

Mit COMOS unterstützt Siemens Anlagenhersteller und -betreiber bei der effizienten Nutzung Ihrer Anlagendaten vom Engineering über den Betrieb bis zu Wartung, Instandhaltung und dem Berichtswesen. Eine zentrale Datenplattform sorgt für konsistente Informationen sowie reibungslose Prozesse und Zugänge für alle Datennutzer. Die Definition von Anlagenobjekten, an denen sich alle gespeicherten Daten orientieren, gewährleistet eine verständliche durchgängige Struktur und Vernetzung. Somit kann von allen beteiligten Systemen, Abteilungen und Anwendern jederzeit und von überall – natürlich auch mobil – mit denselben aktuellen Daten gearbeitet werden.

Bis zu 80 % der Umweltauswirkungen werden bereits im Designprozess festgelegt. Die ersten Schritte in der Entwicklung kreislauffähiger Verpackungen sind daher maßgeblich. An dieser Stelle setzt das Lifecycle Management (PLM) von Siemens an. Die Software berücksichtigt verschiedene Parameter wie die Materialauswahl, die Verbindung der einzelnen Materialien und ihre Trennbarkeit im Recycling, die Flexibilität, die Time-to-Market und EcoDesign Prinzipien. Durch Lebenszyklusanalysen (LCAs) lassen sich die Umweltwirkungen der Produkte bereits in der Designphase analysieren und optimieren. Im nächsten Schritt kann die Simulationssoftware in den digitalen Zwilling eingespielt werden und einen digitalen Durchlauf starten. Durch das Ineinandergreifen der beiden Programme wird die Prototypenphase redundant und verkürzt die Markteinführung dramatisch.

Zur Verbesserung der EU-Recyclingquote ist Siemens an mehreren Forschungsprojekten beteiligt. So unterstützt das Hightech-Unternehmen etwa die Entwicklung von innovativen Sortiertechniken, um die Recyclingquote bei Altkunststoffen zu erhöhen. Die Sortieranlage im Waste Research Lab nutzt Fördertechnik zur Abfallbeförderung, Sensorik zur Charakterisierung der Abfallbestandteile und eine Sortiereinheit, um verschiedene Abfallarten zu trennen. Sogar Metalle werden mithilfe von Infrarot und Kameras identifiziert. Die Anlage bedient zwei Modi: Den Kreislaufmodus, um den Abfall in mehreren Durchgängen zu erfassen und zuzuordnen, oder die Anordnung der Förderbänder in einer Linie, um Anlagenmodule leicht zu integrieren oder zu entfernen. „Unsere Softwarelösung und Sensoren sind die Basis für die Einteilung des Abfalls in bestimmte Kategorien und gleichzeitiger Analyse“, sagt Martin Höffernig vom Recycling Innovation Team am Grazer Siemens Standort. Siemens steuert neben Knowhow auch Automatisierungshardware wie Steuerungen und Frequenzumrichter bei. In einem weiteren Projekt, RecAIcle, entwickelt man eine KI-Lösung, die die Sortierqualität verbessern soll.

Das Projekt ReWaste F agiert als digitale Plattform für die Optimierung von Recyclingprozessen. Sie umfasst mehrere miteinander vernetzte Anlagenteile, sogenannte Aggregate. Man arbeitet an einem Anlagenkonzept, bei dem die verbundenen Aggregate – wie Shredder oder Trennaggregate – während des Betriebs mittels einer gemeinsamen Datenbasis gesteuert und dynamisch angepasst werden können. Sortier- und Recyclingergebnisse werden verbessert und optimal auf die Materialqualität abgestimmt. Erstmals wird der Datenaustausch zwischen den Anlagenteilen über den Standard MTP (Modular Type Package) ermöglicht. Dieser Datenstandard fungiert als eine Art gemeinsame „Sprache“, mit der Eigenschaften von Prozessmodulen hersteller- und technologieneutral beschrieben werden können. Somit ermöglicht MTP jedem übergeordneten Automatisierungssystem, das MTP unterstützt, die gezielte Steuerung eines bestimmten Moduls.

„Wir streben als Industrie-Softwareentwicklungsteam an, uns als Kompetenzzentrum für MTP zu etablieren. Das ist neben der Analyseplattform, die ein Kernstück der Recycling-Forschungsprojekte darstellt, einer unserer Fokuspunkte“, so Herbert Tanner, Leiter der Softwareentwicklung und der Siemens-Niederlassungen Graz und Klagenfurt.

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