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Verfahrenstechnik 7-8/2017

Verfahrenstechnik 7-8/2017

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Batchprozesse proaktiv überwachen Golden-Batch-Technologie in der Chemie-Produktion Ein US-amerikanisches Unternehmen setzt zur proaktiven Überwachung kleinerer Chargen ein „PI Processbook“ ein. Damit können Einblicke in die Prozessabläufe in Echtzeit gewonnen werden. In der Steuerungszentrale kann praktisch jeder Mitarbeiter Chargen erkennen, die nicht der Vorgabe entsprechen oder kleinere Abweichungen sofort registrieren. Autor: Petter Möree, Industry Principal Life Sciences, Food & Beverages, Specialty Chemicals, Osisoft, Frankfurt am Main In West Chester, Pennsylvania/USA, produziert Sartomer, ein Tochterunternehmen des Chemie-Konzerns Arkema, Hunderte von Acryl- und Methacryl-Monomeren für Farben, Tinten, Beschichtungen, Bodenmaterialien, Elektronik und Fiberoptik. Auf der Osisoft User Conference erklärte Produktionsingenieur Kelsey Duffy, wie sein Unternehmen Osisofts PI Process Book, PI Batch View und Visual Basic für die proaktive statt reaktive Überwachung kleinerer Chargen einsetzt. Mit dieser Technologie ist es Sartomer möglich, Einblicke in die Produktionsabläufe in Echtzeit zu gewinnen. Herausforderung: kleine Chargen „Wir haben in West Chester elf unterschiedlich einsetzbare Reaktoren und weit über 200 verschiedene Rezepte. Jedes Rezept läuft etwas anders ab und jeder Behälter verhält sich ein bisschen anders“, so Duffy. „Daher ist es schwierig, kleine Abweichungen der aktuellen Charge von einer idealen Charge auszumachen, wobei solche Abweichungen die Ausbeute und Qualität der Charge beeinträchtigen und im weiteren Produktionsprozess zu größeren Problemen führen können“. Abläufe optimieren Osisoft stellt eine offene Infrastruktur für Unternehmen zur Verfügung, die es erlaubt, sensorbasierte Daten, Fertigungsanlagen und Personen zu verbinden und die einen Echtzeit- Überblick zu allen Prozessen ermöglicht. Das PI System von Osisoft versetzt Unternehmen der unterschiedlichsten Branchen, wie z. B. Rohstofferkundung und Förderung, Fertigung und Produktion, Prozessund Fertigungstechnik, Vertriebs- und Serviceleistungen, in die Lage, ihre Abläufe durch die Nutzung von Datenströmen zu optimieren und zu ergänzen. Seit über 35 Jahren nutzen die Kunden von Osisoft das PI System für die Verbesserung von Prozessen in puncto Qualität, Energieverbrauch, Sicherheit und Anlagensicherheit sowie zur Einhaltung von gesetzlichen Vorschriften. 54 VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2017

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Mithilfe dieser automatischen Anzeige können die Ingenieure bei Sartomer eine aktuelle Charge mit einem Golden Batch und den letzten Chargen ohne manuelle Interaktion oder Konfiguration durch das Bedienpersonal vergleichen. „Der Ingenieur muss sich lediglich in den Kontrollraum begeben, wenn er sehen will, wie die Chargen sich verhalten. Man kann auf den ersten Blick erkennen, ob die aktuelle Charge den Vorgängern und auch dem Golden Batch entspricht, das wir für jedes Rezept in jedem Behälter hinterlegt haben“, so Duffy. „Man kann sogar kleine, durch den Kessel oder das Rezept bedingte Abweichungen verfolgen und verfügt damit über eine sehr gute und präzise Überwachung der jeweiligen Charge.“ Bessere Einblicke in die Produktion bedeuten, dass Sartomer bei der Beseitigung von Problemen proaktiver vorgehen kann. Wird ein Problem erkannt, so können die Ingenieure in der Produktion Gegenmaßnahmen einleiten und so verhindern, dass eine Charge nicht der Spezifikation entspricht, oder den Prozess so nachjustieren, dass eine optimale Ausbeute erreicht wird. Abweichungen rasch erkennen 01 Die hoch skalierbare, offene Dateninfrastruktur des PI Systems bietet Unternehmen Echtzeitfunktionalität und Operational Intelligence Die Lösung für Sartomer bestand darin, zur Visualisierung der Charge ein PI Batch View Display in PI Process Book zu implementieren, das rund um die Uhr automatisch läuft. Die Anzeige zeigt ein Diagramm der aktuellen Charge im Vergleich mit einem Golden Batch, also einer idealen Charge sowie den drei letzten Chargen des gleichen Produkts im gleichen Behälter. Die Anzeige wurde farbcodiert, grün steht für die aktuelle Charge, blau für die drei vorangegangenen und gelb für das Golden Batch. Sobald ein neues Rezept gestartet wird, identifiziert der Visual Basic Code die relevanten Chargen anhand der Batch-ID, die jeweils einem PI Tag zugeordnet ist. Was das „Golden Batch“ angeht, so erklärte Duffy: „Unsere Ingenieure haben alle Daten ausgewertet und die unterschiedlichen von uns benötigten Golden Batches identifiziert und ihre Batch-IDs hinterlegt.“ Diese wurden in einer Ergebnistabelle verankert, sodass das Golden Batch für ein bestimmtes Rezept jederzeit angezeigt werden kann. In einem laufenden Batch-Prozess gab es nach drei Stunden einen Ausreißer. Duffy erklärte: „Für die Mitarbeiter, die den Prozess kontrollieren, ist so etwas ein offensichtliches Problem. Jedoch befand sich zu diesem Zeitpunkt der zuständige Mitarbeiter nicht im Kontrollraum. Er hatte entnommene Proben ins Labor gebracht und bemerkte das Problem erst, als er zurückkam.“ Ohne die Anzeige wäre das Problem erst 4–5 Stunden später im Qualitätslabor entdeckt worden. „Durch das Display hatten wir mehr Flexibilität zu entscheiden, was bei diesem Lösungsmittel zu tun ist; wir wussten sofort, dass hier spezielle Maßnahmen notwendig sind“, so der Produktionsingenieur. Duffy kam zu dem Schluss, dass eine automatische, rund um die Uhr verfügbare Anzeige ganz offensichtlich ein großer Vorteil für Batch-Prozesse sei, und besonders für solche, die Behälter durchlaufen, die nicht immer für den gleichen Zweck eingesetzt werden. Auch für jeden Nutzer mit Fertigungsabläufen, die sich wiederholen, ist so eine Anzeige nützlich. Die Produktion muss nicht einmal auf Batch- Prozessen basiert sein. Man kann beispielsweise auch bei kontinuierlicher Fertigung im Abstand von 24 Stunden Daten abrufen. „Unter dem Strich läuft unsere Fertigung damit wesentlich reibungsloser“, resümiert der Ingenieur. www.osisoft.de 02 Nach drei Stunden gab es in der Produktion bei der aktuellen Charge (grün) einen Ausreißer 03 Durch die nahtlose gemeinsame Präsentation von Daten und intuitiven Grafiken können Mitarbeiter verschiedene Anlagen miteinander vergleichen und einen virtuellen Rundgang im Werk machen VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2017 55

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