Automation 21.11.2008, 19:38 Uhr

Produktionsstillstand vorausplanen  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 21. 11. 08, ciu – In der Prozessautomation findet derzeit ein Wandel statt. Die zunehmende Vernetzung unterstützt den Einsatz von Managementsystemen, die die Anlagenzustände kontinuierlich überwachen und damit auch Konzepte zur vorausschauenden Instandhaltung erlauben. Prozesse lassen sich damit kontinuierlich verbessern und ungeplante Ausfälle besser vermeiden.

Laut den Analysten der ARC Advisory Group, Boston/MA, wird der weltweite Markt für Prozessautomation um 9,6 % jährlich auf über 47 Mrd. $ in 2011 wachsen, von 30 Mrd. $ im Jahr 2006. Die Hersteller haben in den letzten Jahren wesentliche Fortschritte bei Sensoren, Analysesoftware, offener und drahtloser Kommunikation sowie der Systemintegration erzielt, die zu geringeren Kosten bei erhöhter Leistung führen.

Auch der weltweite Markt für das „Plant Asset Management“ (PAM) – System zur Vermögensverwaltung von Anlagegütern in der Prozessautomation – wächst laut ARC jährlich durchschnittlich um mehr als 10 %, von 1,4 Mrd. $ in 2006 auf über 2,4 Mrd. $ in 2011. „PAM-Systeme sind eine Kombination aus Hardware, Software und Services zur periodischen oder permanenten Überwachung der installierten Assets, um potenzielle Probleme zu identifizieren, bevor sie den Prozessablauf beeinträchtigen oder zu kostenträchtigen Fehlfunktionen führen“, erläuterte ARC-Analyst Wil Chin kürzlich. „PAM-Systeme sollten heute in keinem Unternehmen der Prozessindustrie fehlen, denn sie führen zu einem ausbalancierten Verhältnis zwischen den Instandhaltungskosten und der Produktivität.“

Laut einer Studie von Shell lassen sich in einem typischen petrochemischen Komplex die Kosten für die Instandhaltung dank einer erweiterten Diagnose über die Feldbustechnologie signifikant senken. 1 % weniger Fixkosten bei der Instandhaltung könne eine Einsparung von rund 4 Mio. $ erzielen, heißt es dort. Die Einsparungen werden typischerweise in den CAPEX (Capital Expenditure = Investitionskosten) und OPEX (Operational Expenditure = Betriebskosten) erreicht, wobei die Einsparungen bei den Betriebskosten als wesentlicher erachtet werden.

Dazu zählen insbesondere auch Kosten, die durch unvorhergesehene Abschaltungen verursacht werden. Diese lassen sich durch vorausschauende Instandhaltung und die höhere Systemverfügbarkeit durch die Verlagerung der Intelligenz ins Feld mittels Feldbussen wie Hart (Highway Addressable Remote Transducer) erreichen.

Das Hart-Kommunikationsprotokoll ist bei der heutigen Generation von Geräten mit 4 mA bis 20 mA Standard und laut Pepperl + Fuchs, Mannheim, zu mehr als zwei Dritteln in allen neueren Anlagen vorhanden. Informationen lassen sich mit Handheld-Terminals vor Ort auslesen oder über Hart-Multiplexer abgreifen. Sie werden auf die Datenleitungen aufgeschaltet und bilden so eine unterlagerte, unabhängige Serviceebene, mit deren Hilfe die digitalen Informationen einschließlich des Prozesswertes abgeholt und digital weiter an das Prozessleitsystem oder ein Bedientool übertragen werden können. Die analoge Signalübertragung und die Messwertverarbeitung des Prozessleitsystems wird nicht beeinflusst.

Besonders vielversprechend ist die Vielfalt zur Diagnose. Um den Anlagenbediener nicht mit unnötigen und schwer interpretierbaren Informationen zu überfrachten, beschreibt die Namur-Empfehlung NE 107 eindeutig spezifizierte, einheitliche Statusmeldungen. Daneben können über die in NE 107 aufgeführte Klassifizierung hinaus detaillierte Diagnoseinformationen für initiatives Anlagenmanagement zur Verfügung gestellt werden. Mit geeigneten Funktionen im Leitsystem oder im Plant-Asset-Management-System ist auch eine individuelle Benachrichtigung unterschiedlicher Adressaten möglich, z. B. der Bediener oder des Wartungspersonals.

Laut ABB treten als „Assets“ neben den Feldgeräten nun vermehrt ganze Apparate und Maschinen in den Vordergrund. Weiterhin werde es in Zukunft neben der Information über den Zustand des Assets auch verstärkt um dessen Leistungsfähigkeit gehen. „Es wird vermehrt Methoden und Werkzeuge geben, die nicht nur den Störungsfall behandeln, sondern sich mit der Vorhersage von Störungen beschäftigen. Das konsistente und zentralisierte Handling und das Speichern von Daten sind die Lebensnerven eines Plant-Asset-Management-Systems. Hier gibt es noch Entwicklungspotenzial, besonders auch was die Vernetzung und Integration mit dem Leitsystem oder dem betriebswirtschaftlichen ERP-System anbetrifft“, unterstrich Alexander Horch vom ABB-Forschungszentrum und Leiter des VDI/VDE-GMA-Fachausschusses PAM.

Die „Plant Assets“ während des gesamten Lebenszyklus der Anlage optimal auszuwählen, zu beschaffen, zu nutzen und ggf. zu entsorgen, ist wiederum Aufgabe des „Plant Lifecycle Managements“. Dabei wird nach Einschätzung von Gunther Kegel, dem Vorsitzenden der Geschäftsführung von Pepperl+Fuchs, ein effizientes Plant Lifecycle Management nur erreichbar sein, wenn konsequent an offenen Schnittstellen zwischen den Bausteinen und Datenbanken gearbeitet wird. ACHIM SCHARF

Ein Beitrag von:

  • Achim Scharf

    Ingenieur Achim Scharf ist Fachjournalist für Technikthemen und schreibt u.a. über Automation, Elektronik und IT-Themen.

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