Verfahrenstechnik 6/2018

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN I KOMMENTAR Der digitale Zwilling Mehrwert und Nutzen der Digitalisierung für die Prozessindustrie Jan Rougoor ist Digitalization Consultant der Siemens AG in Karlsruhe Die Prozessindustrie durchläuft im Zuge der Digitalisierung ähnliche Veränderungen wie die diskrete Fertigung. Beide Industrien reagieren auf Megatrends und Herausforderungen wie unter anderem Ressourcen-Verfügbarkeit, wechselnde Marktbedingungen, notwendige Prozess- Effizienz und die Einhaltung umfangreicher Regula rien und Vorschriften. Um diese Aufgaben zu bewältigen, stehen zahlreiche neue Technologien zur Verfügung, bei deren Implementierung die Prozessindustrie gegenüber der Fertigungsindustrie merklich zurückhaltender agiert. Als Begründung hören wir aus der Branche, dass Prozessanlagen einen längeren Lebenszyklus haben als Fertigungsstraßen, und für Anlagen, die vor 30 oder mehr Jahren in Betrieb genommen wurden, keine digitalen Unterlagen existieren. Dafür jedoch gibt es den Brownfield-Approach, also die Digitalisierung von vorhandenen Anlagen bzw. deren Daten in 1-D, 2-D und 3-D, um auch von ihnen einen digitalen Zwilling zu realisieren. Für die Erstellung des digitalen Zwillings einer gesamten Anlage werden umfangreiche Daten verarbeitet, wie beispielsweise von den mechanischen Komponenten und deren Interaktion miteinander. Welche Vorteile der digitale Zwilling einer Anlage bietet und was ihn vom bisherigen modus operandi unterscheidet, lässt sich in einem Der digitale Anlagenzwilling spiegelt den Paradigmenwechsel: Weg vom Ansatz „as built“ hin zu „as is“. Satz sagen: Er ersetzt die bisherige statische Dokumentation durch einen dynamischen Ansatz. Der Anlagenbauer übergibt dem Betreiber nach der Anlagenfertigstellung nicht mehr nur eine Sammlung physischer oder digitaler Dokumente. Er gibt ihm vielmehr Zugriff auf ein lebendiges Anlagenmodell als umfassendes digitales Äquivalent der Wirklichkeit. Die Daten liegen entweder auf einem Server oder in einer Cloud, wie beispielsweise der MindSphere von Siemens. Dieses Vor gehen ist die Konsequenz aus einem spürbaren Paradigmenwechsel weg vom Ansatz as built, dem Zustand wie geplant – hin zum sogenannten As-is-Zustand. Mit dem digitalen Anlagenzwilling gehen viele Vorteile einher. So kann der Betreiber anhand des live object model und den daraus verfügbaren Echtzeit-Daten beispielsweise Störfälle effizienter handhaben als bisher. Miteinander vernetzte Daten geben Auskunft darüber, ob die Störung auf ein fehlerhaftes Bauteil zurückzuführen ist oder ob es gegebenenfalls am Prozessverhalten lag. Außerdem können auf Basis eines virtuellen Modells, das Betriebs-, Konstruktions-, Wartungs- und Engineeringdaten in Echtzeit wiedergibt, jederzeit Apps für weiter gehendes Datenmanagement und/ oder -Analyse entwickelt werden. Halle 11.0, Stand C3 www.siemens.com 56 VERFAHRENSTECHNIK 6/2018

I MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Ventilantrieb in rauer Umgebung Der Seva (Smart Electric Valve Actuator) ist ein elektrischer Ventilantrieb, der für extreme Bedingungen entwickelt wurde. Er bietet die vom Markt geforderte Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Der Ventilantrieb ist ODVA-zertifiziert und besitzt optional eine Dual-Port-Industrial-Ethernet-Karte. Diese bietet eine dynamische Lösung für Kunden, die ein höheres Informationsniveau in ihren Systemen benötigen. Das Gerät unterstützt sowohl eine lineare als auch eine ringförmige Netzwerktopologie (DLR, Device Level Ring). Weitere Datenprotokolle sind in Bearbeitung und werden in Kürze verfügbar sein. Der Seva verfügt über eine analoge Positionsrückmeldung. Zusätzlich können zwei Grenzsignalgeber installiert werden. Natürlich kann der Antrieb auch manuell positioniert werden. Die Signaleingänge können als 4–20 mA, 0–5 VDC oder 0–10 VDC konfiguriert werden. Auch eine Signalaufteilung für Split-Range-Betrieb ist möglich. Die Bereitstellung intelligenter Parameter für die Prozesssteuerung bildet den Kern des Antriebs. Er bietet die Steuerungslösung mit Alarm- und Prozesssicherheitsfunktionen, Leistungsparametern, vereinfachter Einrichtung und umfassender Diagnosemöglichkeiten. Halle 11.1, Stand E64 www.badgermeter.de Messumformer im Hygienic Design Mit dem Druckmessumformer Pascal CV4 und dem Temperaturmessumformer GV4 präsentiert dieser Hersteller gleich zwei Neuheiten für die Biotechnologie sowie Pharma- und Food- Industrie. Die Geräte erfüllen die besonders hohen Ansprüche dieser Branchen hinsichtlich hygienegerechter Konstruktion entsprechend den Empfehlungen der EHEDG und FDA. Die V-Line kombiniert eine sehr kompakte Bauweise mit einer maximal großen Displayfläche. Basierend auf bewährten Sensorelementen wurde die SIL-gerechte Geräte- und Software- Architektur für die V-Line weiterentwickelt. Die Geräte verfügen standardmäßig über ein Ausgangssignal von 4–20 mA in 2-Leitertechnik mit Hart-Protokoll. Der Messumformer Pascal CV4 für Druck wird im Nennbereich 250 mbar bis 400 bar Relativdruck und im Nennbereich 1 bis 16 bar Absolutdruck angeboten. Die Genauigkeit des Messumformers beträgt 0,15 % und ein Turn-down von bis zu 20:1 ist möglich. Der Messumformer GV4 für Temperatur erreicht mit einem Temperaturbereich von – 50 bis + 250 °C eine Genauigkeit von 0,1 K. Der Temperaturaufnehmer ist für invasive Messungen in Rohrleitungen und Behältern ausgelegt. Halle 11.1, Stand F46 www.labom.com Kompakter Druckmesser Das Rohrfeder-Chemiemanometer NG 50 (NG 63) von Afriso wurde zur Druckmessung gasförmiger oder flüssiger Medien mit Temperaturen bis zu 150 °C (NG 63 bis 200 °C) in den Messbereichen 0/0,6 bar bis 0/600 bar (0/0,6 bar bis 0/1 000 bar) konzipiert. Durch die extrem robuste Konstruktion des voll verschweißten Messsystems entsteht eine unlösbare schock-/vibrationsbeständige und dichtungsfreie Einheit, wodurch ein Maximum an Leckage-Sicherheit bei gleichzeitig hoher Langzeitstabilität gewährleistet ist. Der Prozessanschluss G¼B – SW14 (EN 837-1/7.3) erfolgt radial oder axial ex-/zentrisch. Die beiden dichtheitsgeprüften Chemiemanometer verfügen über ein Edelstahlgehäuse mit Druckentlastungsöffnung. Halle 11.1, Stand E3 www.afriso.de