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Datentransparenz spart Zeit und Kosten

DCV-Modul ermöglicht den gleichzeitigen Zugriff auf Anlagen- und Produktionsdaten
Datentransparenz spart Zeit und Kosten

Die Software-Applikation RCPP (Regulations for Chemical Plants and Processes) hält alle Prozess- und Anlagendaten auf einer einheitlichen Ebene aktuell und erfüllt somit Planungs- und Behördenanforderungen im Hinblick auf Genehmigungen und Sicherheitsanalysen. Die objektorientierte CAE-Lösung Comos PT dient dabei als Entwicklungsplattform und zentrales Werkzeug.

Patrick Fachinger

Die Notwendigkeit und Forderung eines zentralen und durchgängigen EDV-Werkzeugs für das Ingenieurwesen auf der Planer-, Betreiber- sowie der Produktionsebene wird immer deutlicher. Bislang konnten diese verschiedenen Sichtweisen nur durch geschlossene oder separate Softwarelösungen unterstützt werden. Die Nutzung übergreifender und spezifischer Systemfunktionalitäten zur Optimierung der Organisationsstruktur im Anlagenplanungs- und Betriebsprozess ist auch als kostensenkender Faktor von entscheidender Bedeutung. Die Forderung nach Systemvereinheitlichung und homogenen Datenfluss erfordern zukunftsorientierte und moderne EDV-Systemwelten.
Das DCV-Modul für Comos
Das RCPP-Modul vereint Anlagendokumentation und Prozessdokumentation in einem System. Es fügt sich nahtlos in die Objektstruktur von Comos ein und erweitert dessen Funktionalität um die behördengerechte Dokumentation von Chemieanlagen für alle relevanten Verordnungen. Die chemischen und verfahrenstechnischen Daten werden zusammengeführt und bilden somit die Kommunikationsbasis für alle beteiligten Abteilungen. Insbesondere für Betreiber von Mehrproduktanlagen ist RCPP das Mittel der Wahl, stets aktuelle Informationen über die laufende Produktion zu haben und damit die vielfältigen behördlichen Anforderungen jederzeit erfüllen zu können. Im Gefahrfall sind zudem auf Knopfdruck die Zusammensetzung des gerade vorliegenden Stoffgemisches sowie dessen sicherheitsrelevante Eigenschaften verfügbar. Da sich RCPP der in Comos PT und Comos PE vorliegenden Daten bedient, müssen trotz der sehr unterschiedlichen Anlagendefinitionen verschiedener Verordnungen keine Daten mehrfach eingegeben werden. Aus demselben Datenbestand werden alle Informationen gezogen, die für die verschiedenen Auswertungen relevant sind.
Ein besonderer Vorteil dieses Moduls ist, dass sowohl die Sichtweise des Chemikers als auch die des Ingenieurs auf die Anlage berücksichtigt ist. Dadurch können Experten unterschiedlicher Fachbereiche sinnvoll und effektiv zusammenarbeiten.
Ermitteln der verordnungsrelevanten Anlagenteile
Für den Betrieb von Chemieanlagen sind eine Reihe von Verordnungen maßgeblich. Die wichtigsten sind aus Abbildung 1 ersichtlich. Fast jedes dieser Regelwerke erfordert eine andere Sichtweise auf die Produktionsanlage:
• Für die Druckbehälterverordnung muss jeder einzelne Apparat ausgewertet werden.
• Für die Störfallverordnung ist es notwendig, dass alle relevanten Anlagenteile sorgfältig auf ihre Auslegung, die möglichen physikalischen und chemischen Bedingungen, denen sie ausgesetzt werden, und mögliche Störfalleintrittsvoraussetzungen geprüft werden.
• Für die VAwS hingegen fasst man die komplette Produktionsanlage zusammen, um deren gesamtes Gefährdungspotential zu bestimmen.
Diese unterschiedlichen Auswertungen müssen bei Mehrproduktanlagen zudem unter Berücksichtigung aller auf der Anlage gefahrenen Produktionen durchgeführt werden. Die Folge dieser voneinander abweichenden Definitionen und der daraus resultierenden unterschiedlichen Dokumentationserfordernisse ist in der Praxis häufig die, dass für jede Verordnung ein eigener Datenbestand gepflegt wird, sei es in Form umfangreicher Papiersammlungen, sei es mit Hilfe einer auf eine bestimmte Verordnung spezialisierten Software. So kommt es vor, dass dieselbe Rohrleitung oder derselbe Apparat mit all seinen technischen Auslegungsdaten an bis zu 15 verschiedenen Stellen auftaucht und gepflegt werden muss – ein immenser Aufwand, der viel Geld kostet und trotzdem nie einen aktuellen Datenbestand erwarten lässt.
Abgrenzung und Organisation von apparativen Einheiten
Um die mehrfache Verwaltung derselben Datenbestände zu vermeiden und die Behördenanforderungen zu systematisieren, verwendet das RCPP-Modul einen Anlagenbegriff, der die verschiedenen Anlagendefinitionen flexibel erfassen kann. Ausgangspunkt für alle strukturellen und dokumentatorischen Fragestellungen ist nun die „apparative Einheit“. Darunter werden ein oder mehrere Apparate, die verbindenden Rohrleitungen sowie die zugehörigen MSR-Einrichtungen zu einer Funktionseinheit zusammengefasst.
Im RCPP-Modul werden die dokumentierten Apparate und Baugruppen im Hinblick auf die jeweiligen Verordnungen dynamisch gebündelt. Das bedeutet, dass nicht die komplette Anlage mit allen Bauteilen für jede Verordnung getrennt verwaltet werden muss, sondern lediglich die Zuordnung der Einrichtungen zu einer Anlage unterschiedlich definiert wird. Mit wenigen Mausklicks bzw. per drag und drop werden die in der Datenbank vorliegenden Informationen behördengerecht ausgewertet. Diese Vorgehensweise ist nur durch den Einsatz eines gemeinsamen Datenbankmanagementsystems möglich.
Apparative Einheiten können nach verschiedenen Spezifikationen konzipiert sein, beispielsweise: als Behälter wie Rührkessel oder Vorlagen, als Destillieraufsatz, Abluftwäscher, Vakuum-Kompaktanlage, Produktverteilersystem oder als Netzsystem. Jede dieser Spezifikationen steht für eine bestimmte Struktur der apparativen Einheit, die als Standardaufbau verstanden werden kann. Weitere Spezifikationen können frei definiert werden. Für die sinnvolle Strukturierung der apparativen Einheit wird der Begriff der Systembaugruppe eingeführt. Im Aufbau jeder apparativen Einheit werden ein oder mehrere Apparate und Systembaugruppen zusammengefasst.
Systembaugruppen
Eine Systembaugruppe ist eine abstrakte Funktionseinheit innerhalb einer apparativen Einheit. Sie fasst alle Rohrleitungen und Räume der apparativen Einheit zusammen, die dieselbe Funktion erfüllen und in denen das Produkt denselben physikalischen Zustand hat. Demnach lassen sich folgende Systembaugruppen voneinander abgrenzen:
• Gasraum (Aggregatzustand gasförmig),
• Produktraum (Aggregatzustand flüssig),
• Einlauf (Aggregatzustand flüssig),
• Transfer (Aggregatzustand flüssig),
• Brüden (Aggregatzustand gasförmig),
• Destillat (Aggregatzustand flüssig).
Die Nummerierung von Rohrleitungen beispielsweise orientiert sich an der Funktion und der Zugehörigkeit zu einer Systembaugruppe. Alle Rohrleitungen aller apparativen Einheiten sind nach dem gleichen Schema nummeriert, so dass die Baugruppe anhand der Nummer ohne weitere Informationen vor Ort im Betrieb sofort lokalisiert werden kann.
Prozessdokumentation
Bei der Erfassung von Produktionsprozessen werden diese in Steps (Verfahrensschritte) unterteilt. Für jeden Step werden Inhaltsstoffe und Prozessparameter festgelegt. Dabei werden die Stepsysteme Gasraum, Produktraum, Zugang und Abgang unterschieden – analog zu der Struktur der Systembaugruppen bei der Anlagendokumentation. Für jedes dieser Systeme werden anhand der entsprechenden Herstellvorschrift die darin befindlichen Stoffe, Stoffmengen, Stoffkonzentrationen sowie die Prozessbedingungen beschrieben. Anschließend wird die Einstufung (Kennzeichnung) der Stoffsysteme nach relevanter Verordnung protokolliert.
Die Verordnungen treten dann in Kraft, wenn die Anlage in Betrieb genommen wird, d.h. wenn die Rohrleitungen und Apparaturen mit den in der Produktion zu verarbeitenden Stoffen beaufschlagt und die Prozessparameter eingestellt werden. Also ist es notwendig, die Anlagenbauteile und die Prozessschritte einander zuzuordnen, die jeweiligen Dokumentationen in eine dynamische Anlagen-Prozess-Dokumentation zu überführen, in der alle Produktionen, die auf der Anlage gefahren werden sollen, berücksichtigt sind, und die die notwendigen Auswertungen für die Erstellung der Behördendokumente liefert.
Durch die spiegelbildliche Strukturierung der Anlagen- und der Prozessdokumentation ist eine Zuordnung sehr einfach möglich: Die einzelnen Stoffsysteme der Steps werden den entsprechenden Baugruppen bzw. Systembaugruppen zugeordnet, woraus die Beaufschlagung mit chemischen Stoffen resultiert.
Die Verordnungsrelevanz aller Anlagen sowie Drücke und Temperaturen, die in den verschiedenen Anlagenteilen auftreten, können jetzt für jede Baugruppe und jede MSR-Einrichtung einzeln oder als Auswertung über Anlagenteile oder die ganze Anlage in Form von offiziellen Dokumenten oder z.B. internen Prüflisten ausgegeben werden.
Halle 4.2, Stand E3-E5
E cav 265
IM ÜBERBLICK Die Funktionen des RCPP-Moduls
• Prozessdokumentation: Step-Analyse, Herstellvorschriften, Materialflussanalyse, Gefahrstoffanalyse,
• Prüfbescheinigungen für Rohrleitungen nach DruckBehV,
• Gefahrstoffanalyse nach GefStoffV,
• Sicherheitsanalyse nach StörfallVO,
• Anzeige und Prüflisten für HBV-Anlagen, Befüll-/Entleerstellen, Lageranlagen und Rohrleitungsanlagen gemäß WHG/VAwS,
• Anzeige und Prüflisten für Befüll-/Entleerstellen und Lageranlagen gemäß VbF,
• Erstellung behördenrelevanter Fließbilder,
• Schichtbuch und Gefahrenmanagement.
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