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Der Weg zum besseren Prozess

23.12.2008
Prozessführungssysteme, Wirelesstechnologien und neuartige Sensoren sind wichtige Helfer bei der Optimierung von chemischen Prozessen. In der Zukunft wird es darum gehen, diese Lösungen so in die Leittechnik zu integrieren, dass weiterhin ein sicherer Betrieb möglich ist und trotzdem das Beste aus den Anlagen und Prozessen herausgeholt wird.

Gefragt nach den Aufgaben der Zukunft für die Prozessautomatisierung, antwortet Jason Urso, CTO von Honeywell Process Solution: „Eine geringere Anzahl gut ausgebildeter Leute muss in komplexeren Prozessen schneller handeln und bessere Entscheidungen treffen, die größere Konsequenzen haben.“ Die Anforderungen in der Prozessindustrie an die Automatisierung wachsen, so muss die Anlage nicht mehr einfach nur geregelt, sondern sie soll möglichst gut gesteuert werden. Dies ist nur mit detaillierten Informationen über den Prozess möglich. „Insgesamt werden genauere Daten benötigt, um die Prozesse exakter zu steuern und eine bessere Grundlage für die Entscheidungen zu erhalten“, so Urso.

Viele dieser Daten werden von Standard-Sensoren bereitgestellt. Doch die Entwicklung von Sensoren schreitet voran, so liefern inzwischen auch Chip-Analyzer, tragbare Sensoren für Sicherheitsanwendungen oder GPS-Module, die Produkte und Personal innerhalb einer Anlage verfolgen, Daten ans System. Auch die Überwachung über Videoaufnahmen hat an Bedeutung gewonnen, zum Beispiel bei der Überprüfung von Vibrationen, in der Leckageortung oder bei der Aufdeckung von Hotspots. Gleiches gilt für das Echtzeit-Korrosions-Monitoring.

Bislang wurden Korrosionen mit Offline-Modelldaten abgebildet, heute lässt sich eine Korrosion online überwachen. Die Herausforderung besteht darin, diese Daten sinnvoll in die Leitsysteme einzubinden. Dafür bedarf es Methoden und Werkzeuge, die über die traditionellen Mittel der Leittechnik hinausgehen.

Prozessleitsysteme machen aus Daten Informationen

Vor diesem Hintergrund hat etwa Honeywell Process Solution sein Prozessleitsystem Experion zu einem Process Knowledge System ausgebaut, das der Bedeutung weiterführender Applikationen zur betrieblichen Wertschöpfung in einer durchgängigen Infrastruktur Rechnung trägt. Das traditionelle Leitsystem bleibt Basiskomponente und sorgt für Stabilität und Sicherheit des Betriebes. Darüber hinaus wird es zunehmend Mittel zum Zweck bei der Auslastung von Prozessanlagen.

Gleichzeitig kommen neue Strategien, wie modellprädiktive Regler oder die Optimierung einer ungünstigen Reglerstruktur, ins Spiel. Weitere Schwerpunkte auf dem Weg zu einem effektiveren Prozess sind etwa die frühzeitige Detektion von Störereignissen, Online-Modelle für die Optimierungen und Echtzeit-Simulationen für What-if-Szenarien.

Mit Wireless Daten vom Anlagenrundgang einbinden

Über Wireless-Anwendungen lassen sich Daten von Routinechecks beim Anlagenrundgang oder aus einem weiter entfernten Tanklager einbinden. Auch aus der Ferne lassen sich Regler optimieren, Netzwerke bearbeiten und Instandhaltungsaufgaben sicher betreiben. Der Vorteil ist der bidirektionale Fluss von Informationen und der schnelle Anschluss an die richtigen Personen in der Instandhaltung. Denn die zielgerichtete Informationsweitergabe wird immer wichtiger. Schon heute sind viele Anlagenfahrer mit der Flut an Informationen überfordert. Es geht nicht nur darum, Informationen zu sammeln, sondern diese auch richtig im Unternehmen zu verteilen.

Unternehmenssoftware wird mit Feldgeräten verzahnt

Die oben genannten Beispiele belegen, dass sich die Leittechnik in der Prozessindustrie zunehmend mit neuen Themen auseinandersetzen muss. Automatisierungssysteme als Insellösungen in den Produktionsbetrieben sind ein Auslaufmodell. Während bislang die klassische Automatisierungspyramide mit ihren definierten Ebenen – ERP-Systeme, MES, erweiterte Funktionen, Leitsystem, Feldgeräte – galt, werden sich in Zukunft Anwender und Hersteller an ein anderes Bild gewöhnen müssen. Darin werden die Anwendungen auf den Ebenen zwischen Unternehmenssoftware und Feldgeräten miteinander verzahnt.

Das Leitsystem übemittelt dann die Informationen zeitnah an die richtigen Leute weiter. Der Anlagenbetreiber hat den sicheren Überblick, der Schichtführer konzentriert sich auf die aktuelle Leistung, der Regelungsexperte zieht sich die Informationen für die Optimierung heraus und der Instandhalter weiß, welche Reparaturaufträge auf ihn warten.

Diese Ansicht ist inzwischen auch bei den Anwendern angekommen. „In Zukunft sind universelle Kommunikationsplattformen gefragt, um eine universelle, betriebssystemunabhängige Plattform zu bekommen, die einen transparenten Zugriff ermöglicht“, äußerte sich Martin Schwibach, BASF, auf der Namur-Hauptsitzung 2008. Bevor diese Vision Wirklichkeit wird, müssen jedoch noch einige Randbedingungen erfüllt werden.

Nicht immer wirkte sich die Einführung von neuen Technologien positiv auf die Stabilität von Leitsystemen und der dazugehörigen Feldgeräte aus. So besaßen früher die meisten analogen Feldgeräte nur drei Parameter: Nullpunkt, Spanne, Dämpfung; die heutige Gerätekommunikation verarbeitet in den Bereichen HART und Feldbus immer komplexere Funktionen. Dies führte zu einem erheblichen Mehraufwand bei der Geräteintegration.

Wichtige Impulsgeber für neue Anwendungen

Verzichten möchten die Anwender dennoch nicht auf neue Kommunikationstechniken, im Gegenteil, sie sehen diese als wichtigen Impulsgeber für neue Anwendungen, die letztlich dem besseren Prozess und damit der effizienteren Anlagenauslastung zugute kommen. Allerdings werden diese sicher nicht in kritischen Neuanlagen, die unter hohem Termindruck stehen, eingesetzt. Die Potenziale für die modernen Techniken liegen nach Aussage von Schwibach dort, wo konventionelle Lösungen bislang unwirtschaftlich oder ungeeignet sind.

Ein weiterer Aspekt bei der Etablierung neuer Technologien in der sicherheitsbewussten Branche: Sie müssen die gleichen Anforderungen wie die etablierten Techniken erfüllen, also Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit, Nachhaltigkeit und Investitionssicherheit. Vor allem die Verfügbarkeit treibt den Prozessexperten derzeit Schweißperlen auf die Stirn. „Die Verfügbarkeit von moderner Kommunikationstechnik liegt meist bei 99%, das sind unter Umständen 4 Tage im Jahr, an denen keine Kommunikation möglich ist“, erklärt Schwibach. Die kontinuierlichen Anlagen der Prozessindustrie können mit dieser Zahl nichts anfangen, da bedarf es schon einiger Neuner mehr hinter dem Komma.

Sabine Mühlenkamp | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/fertigungsautomatisierung/articles/165713/

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