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Verfahrenstechnik 12/2018

Verfahrenstechnik 12/2018

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Mit weniger mehr produzieren Virtuelle Lösungen optimieren Batch-Prozesse Die heutigen virtuellen Prozesslösungen überwinden lange bekannte Frustrationen bei Batch-Betreibern durch ein bisher unerreichtes Niveau an Verfügbarkeit, Effizienz, Agilität und Zuverlässigkeit. Autor: Chris Peters, Experion Product Manager, Honeywell Process Solutions, Offenbach Hersteller von Spezialchemikalien, Pharmazeutika sowie Nahrungsmitteln und Getränken sind zunehmend gefordert, mit weniger mehr zu produzieren – und das mit erhöhter Qualität. Der Betreiber muss mehr aus den Anlagen herausholen, die Fehlerbehandlung in Batch-Prozessen effektiver gestalten, neue Ansätze zur Reduktion der Produktionskosten ermitteln und komplexe Software-Abläufe managen. Jüngste Untersuchungen zeigten, dass aufgrund technologischer Limitierungen viele Bediener in der Messwarte keinen angemessenen Überblick und keinen Zugriff auf ihren Batch-Prozess haben. Einige vermissen die Möglichkeit, frühzeitig Verzögerungen zu erkennen, die zu Engpässen führen könnten. Viele gaben auch an, dass die verwendeten Methoden der Fehlerbehandlung ineffektiv seien, selbst wenn sie das Problem bereits kannten. Außerdem ergaben die Untersuchungen, dass sich die Mehrzahl der Teams auf reaktive Arbeiten wie Wartungen und Anpassungen der Batch-Server konzentrieren. Eine zusätzliche Herausforderung stellt die zunehmende Anzahl älterer Mitarbeiter dar, die durch ihren Ruhestand von weniger erfahrenem Personal ersetzt werden und eine Qualifikationslücke hinterlassen. Das Ergebnis der Studie ist wenig überraschend: die Produktionsleiter wünschen sich weitgehend automatisierte Systeme, mit denen verschiedene Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden können. Arbeitsabläufe visualisieren Automatisierungsanbieter wie Honeywell lösen diese Herausforderungen durch die Nutzung aktueller Technologien, um so die Transparenz und das Verständnis der Betreiber für die Batch-Produktion zu erhöhen. Beispielsweise verwendet die Honeywell Experion Batch-Lösung eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mit intuitiver visueller Analytik, die Anlagenbediener bei der Erkennung von Anomalitäten unterstützt. Die Visualisierungstechnologie ermöglicht den Ingenieuren, sowohl rückblickend als auch vorrausschauend Abläufe zu untersuchen 30 VERFAHRENSTECHNIK 12/2018

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Experion Batch verwendet eine patentierte Technologie, um Bediener vermehrt vorausschauend zu informieren, ihre Arbeitsabläufe zu planen sowie Verfügbarkeit und Ablaufzeit von Teilanlagen zu sichern und entsprechend zu reagieren. Insgesamt bietet die visuelle Analytik den Ingenieuren einen tieferen Einblick in anstehende Ereignisse oder mögliche Verzögerungen und erlaubt den Bedienern, parallele Aufgaben stabil auszuführen. Für Betriebsingenieure ist von erheblichem Nutzen zu wissen, wie sich der aktuelle Batch im Vergleich zu einem typischen Batch verhält. Selbst weniger erfahrene Ingenieure können so nachvollziehen, welche Schritte ihre gestandenen Kollegen zur Optimierung des Prozesses einleiten würden. In ähnlicher Form kann die Analyse bewährte und in allen Operationen angewandte Vorgehensweisen aufzeigen und dadurch Zykluszeiten reduzieren und die Produktivität verbessern. Technologische Lösungen dieser Art adressieren somit maßgeblich die Qualifikationslücke, indem Informationen zum aktuellen und zukünftigen Betriebszustand in natürlicher und intuitiver Form präsentiert werden und damit den erforderlichen technologischen Wissensstand gleichbleibend halten. Effizienz verbessern Bei der Projektierung der Batch-Abläufe können Hersteller entweder an der traditionellen, zentralisierten Batch-Konzeption festhalten, oder sie können sich für die progressivere, an DIN EN 61512 (IEC 61512 / ISA88) ausgerichtete modulare Batch-Umgebung entscheiden; mit verteiltem Risiko und Unterstützung behördlicher Anforderungen. Die modulare Vorgehensweise löst viele Probleme der Bediener: Die Installation der Batch-Funktionalität in prozessnahen Komponenten (Controllern), die den Teilanlagen zugeordnet sind, minimiert drastisch das Risiko, da eine einzige, zentrale Komponente keine stabile Basis für den Anlagenbetrieb darstellt. Der Vorteil der modularen Auslegung besteht auch darin, dass das Projektierungs- und Wartungspersonal einen Teilanlagen-Controller außer Betrieb nehmen kann, ohne dadurch die anderen Teilanlagen zu beeinträchtigen. Die modular verteilte Batch-Auslegung eliminiert zusätzlich die Installation eines Batch-Servers und damit den mit Windows-Systemen gegebenen Aufwand für Wartung und Aktualisierung. Ein controller-basiertes System ist naturgemäß robuster und benötigt lediglich eine einzige Betriebs- und Projektierungsplattform für die Ausführung des Batchs. Flexibilität erhöhen Ein virtueller Controller unterstützt eine flexible Rezepterstellung, umfangreiche Testabläufe sowie die Ausführung leittechnischer Applikationen (wie in Pilotanlagen oder Laboratorien) in einer virtuellen Umgebung. Zudem verringert ein virtueller Auf die visuelle Intelligenz kann auch von den Mitarbeitern im Feld über eine App zugegriffen werden Controller den Platzbedarf für die Hardware und bietet in Verbindung mit fehlertoleranter Virtualisierungstechnologie eine erhöhte Verfügbarkeit. Ebenfalls erlauben virtuelle Controller eine anwenderspezifische Ressourcenverwaltung (z. B. für Speicherbedarf oder Prozessorleistung). Das gibt den Anwendern weitere Parameter zur Optimierung ihres Batch-Betriebs. Die heutigen virtuellen Prozesslösungen überwinden lange bekannte Frustrationen bei Batch-Betreibern durch ein bisher unerreichtes Niveau an Verfügbarkeit, Effizienz, Agilität und Zuverlässigkeit. Anwendererfahrungen wurden inzwischen umgesetzt – und bieten dem Anlagenpersonal klare, intuitive, berührungssensitive Darstellungen sowie interaktive Arbeitsabläufe, mit denen eine bessere Planung unterstützt, Überraschungen eliminiert und Stress reduziert werden kann. Wesentlich ist, dass angepasste Batch-Prozesse den Durchsatz und die Anlagenauslastung erhöhen, Kosten senken, die Produktqualität verbessern und behördliche Konformität erreichen. Fotos: Honeywell www.honeywellprocess.com BUCHTIPP Dieses Buch erleichtert durch eine möglichst anschauliche und anwendungsorientierte Darstellung der Zusammenhänge dem Leser den Zugang zu dem interessanten Fachgebiet der elektrohydraulischen Antriebe und Steuerungen, ohne allerdings auf die notwendigen physikalischen und mathematischen Grundlagen zu verzichten. Grundlagen elektrohydraulischer Antriebe und Steuerungen von Prof. Dr.-Ing. Siegfried Helduser 380 Seiten, zahlreiche Abbildungen, broschiert, ISBN 978-3-7830-0387-1 € 32,- (zzgl. Versandkosten) Online-Shop unter www.engineering-news.net Bitte bestellen Sie bei: Vereinigte Fachverlage GmbH Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz Telefon: 06131/992-0 Telefax: 06131/992-100 E-Mail: vertrieb@vfmz.de VERFAHRENSTECHNIK 12/2018 31 OUP_Buch_elektrohydraulische_Antriebe_60x265_2016_02.indd 02.10.2018 1 10:25:18

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