Erdgas 13.10.2000, 17:26 Uhr

Künstliche Sinnesorgane beobachten Erdgasförderanlage

Pannen in einer Erdgasförderanlage können hohe Kosten verursachen. Dies soll ein intelligentes Überwachungssystem vermeiden. Sensoren regristrieren Geräusche, Gerüche und Bewegungen. Eine Logik wertet die Daten aus und vergleicht sie mit denen in einer Datenbank.

Die Überwachung technischer Anlagen in der Gas- und Ölindustrie ist entweder sehr personalintensiv und deswegen teuer, oder automatisiert und technisch anspruchsvoll. Folglich ist die Automatisierung in dieser Branche weit entwickelt. Trotzdem muss zur Sicherung der technischen Anlagen auf das Wissen und die Erfahrung von Spezialisten zurückgegriffen werden. Auch wenn Anlagen regelmäßig überprüft werden, ist ein Störfall nicht ausgeschlossen.
Deshalb haben sich Maßnahmen wie z. B. Kontrollen, Routine- und vorbeugende Wartung zur Sicherung des Betriebes als nützlich erwiesen. Die Frage ist nur, ob diese bereits eine verlässliche Grundlage für eine Optimierung der Prozesse, der Kosten- und der Risikobewertung oder den einwandfreien Betriebszustand der Anlage sind.
Die Antwort auf diese Herausforderungen heißt Human Interface Supervision System (Hiss) – ein intelligentes System von Sensoren und Logik. Hiss sorgt für die räumlich und zeitlich umfassende Kontrolle der Anlage und der Prozesse. Dazu wurden die Sensoren soweit ertüchtigt, dass sie kontinuierlich verfügbar und sensibel sind, um Unregelmäßigkeiten im Prozessablauf wie Leckagen, Maschinenschäden, Leitungsprobleme oder fehlerhafte Eingriffe wahrzunehmen und den Anlagenzustand zu bewerten.
Die von den Sensoren vorverarbeiteten Informationen über Bewegungen, Geräusche und Gerüche werden durch eine lernfähige Logik ausgewertet. Dabei überprüft das System die Meldungen nach zeitlichen und örtlichen Zusammenhängen, verknüpft sie zu einem Szenario und vergleicht sie mit anderen in einer Datenbank hinterlegten Szenarien. Findet sich dort kein passender Fall, muss der Operator anhand der Daten und Hinweise die Situation selbst bewerten. Die neuen Informationen gehen anschließend als neues Wissen in das System Hiss ein.
Die Fernübertragung von Sensordaten, Bild und Ton soll auch eine Fernkontrolle und -bewertung von aktuellen oder auch von vergangenen – in Situationsbibliotheken abgelegten Anlagenzuständen – möglich machen. Alle Hiss-Funktionen können von einem vernetzten PC ausgeführt werden. Auch mobile Lösungen sind denkbar. Durch standardisierte Schnittstellen und ein Client-Server-Konzept können gleichzeitig verschiedene Betriebssysteme und unterschiedliche Hardwareplattformen eingesetzt werden.
Zunächst war das System nur eine phantastische Idee. Als sich einige Ingenieure wieder einmal darüber ärgerten, wie lange Störungsmeldungen brauchten, bis sie in der Leitstelle eintrafen, kritzelte einer von ihnen eine Karikatur auf ein Blatt Papier: Einen Computer mit Ohren, Augen und Nase. Die Idee zu Hiss war geboren, dem kontinuierlich arbeitenden Überwachungssystem, das so deutlich hören, sehen und riechen sollte wie der Mensch – oder noch besser und dies rund um die Uhr.
Es wurde eine Strategie entwickelt und eine technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudie in Auftrag gegeben. Ziel des neuen elektronischen Systems war es, einen Teil der bereits erwähnten Funktionen des Menschen zu übernehmen, den Auflagen von Umweltschutz und Sicherheit zu entsprechen und diese in eine neue professionelle Wartungsphilosophie einfließen zu lassen.

Fachleute haben die letzte Entscheidung zu treffen

Der sichere Betrieb soll auch zu einer höchstmöglichen Verfügbarkeit führen. Diese muss aber auch bezahlbar bleiben und sollte nicht zu Wettbewerbsnachteilen führen. Der Kompromiss liegt in einer gesunden technischen und wirtschaftlichen Risikobewertung von Fehlermöglichkeiten zusammen mit einem nach Prioritäten geordneten Maßnahmenkatalog. Trotzdem bleibt die Abhängigkeit von der Einschätzung der Fachleute bestehen, wenn es um die Entscheidung über Wartungsarbeiten und die Einschätzung von Restrisiken geht.
Hiss wurde von BEB Erdgas und Erdöl, Hannover, dem größten deutschen Erdgasproduzenten entwickelt und getestet. Am Projekt sind die Partner Siemens, Sennheiser Electronics und Dasa/RST beteiligt. Mit den die menschliche Sinneswahrnehmung nachbildenden Funktionen Sehen, Hören, Riechen sollen auch neue Einsatzmöglichkeiten von Expertensystemen verknüpft werden.
Mit dem Überwachungssystem lassen sich beträchtliche Kosten einsparen, wie Dr. Kurt M. Reinicke, als technischer Geschäftsführer der BEB quasi der Vater des Systems, erläutert: „Jede Erdgasförderanlage wird bisher regelmäßig und punktuell durch unser Personal überprüft. Das bedeutet allein einen Aufwand rund 5 Mio. Fahrkilometern, die unser Personal im Jahr fahren muss, um zu den Einsatzorten zu gelangen.“ Hinzu kommen nach Reinickes Ansicht einige Schwachpunkte in bisherigen Überwachungssystemen. „Latente Fehler bleiben größten Teils unentdeckt, und Vandalismus wurde auch nur bei Überprüfungen vor Ort erkannt. Da hat es sich schon gelohnt, ein System zu entwickeln, das die menschlichen Sinne nachbildet und eine automatisierte Überwachung rund um die Uhr garantiert.“
Zurzeit überwacht Hiss die Erdgasförderanlage der BEB in Thönse bei Hannover. In der derzeitigen Ausbaustufe besteht das Gesamtsystem aus einem Bildverarbeitungssystem mit zwei Videokameras, einem Audiosystem mit 16 Mikrofonen und einer „elektrischen Nase“ mit zwei Ansaugkanälen und jeweils mehreren Ansaugstellen. Die Anlage wird auch mit dem Projektnamen „Intelligente Erdgasförderung“ im Global House auf der Expo-Plaza vorgestellt. HANS-ULRICH TSCHÄTSCH/mg

Ein Beitrag von:

  • Hans-Ulrich Tschätsch

  • Manfred Grotelüschen

    Ressortleiter Elektronik/Energie bei VDI nachrichten. Seine Fachgebiete: Energiepolitik, Erneuerbare Energien, Energiewirtschaft.

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