Auf Basis der Plant-Lifecycle-Management-Lösung Comos hat die Division Engineering von Linde eine standardisierte und gleichzeitig flexible Applikation zur Berechnung von Druckverlusten in Rohrleitungen und Rohrleitungsnetzwerken implementiert und eingeführt.
Dr. Franz Malcher, Martin Rittmeister
Linde Engineering plant und realisiert Luftzerlegungsanlagen, petrochemische Anlagen, Wasserstoffanlagen und Erdgasanlagen vornehmlich auf der Basis eigener Technologien. Mit mehr als 3700 gebauten Anlagen zählt das Unternehmen zur Weltspitze im Anlagenbau. Dabei übernimmt Linde als Kontraktor Prozesskonzeption, Basic Engineering, Detailed Engineering, Beschaffung und Montageabwicklung bis hin zur schlüsselfertigen Anlage.
Die Definition möglichst automatisierter Arbeitsabläufe und deren Abbildung in IT-Systemen sind für Linde Engineering in Europa von existenzieller Bedeutung. Hier bieten Out-of-the-Box-Produkte jedoch nur Kompromisslösungen. Daher entschied sich das Unternehmen für die Plant-Lifecycle-Management-Lösung Comos. Um dem technologischen und methodischen Führungsanspruch gerecht zu werden, entwickelt die unternehmensinterne Informatik entsprechende Applikationen, die die Arbeitsprozesse beim Anlagenengineering optimal unterstützen.
Besondere Bedeutung bei der Prozesskonzeption und dem Basic Engineering hat dabei eine eigene Verfahrensauslegung und deren punktgenaue Unterstützung durch speziell dem Arbeitsablauf angepasste Software. Ein wichtiger Arbeitsschritt bei der Anlagenauslegung ist die Dimensionierung und Druckverlustberechnung für Rohrleitungen und Rohrleitungsnetzwerke in den bis zu 10 000 und mehr Rohrleitungen umfassenden Industriekomplexen.
Mit dem Ziel, die aktuell im Haus verwendeten Berechnungsmethoden für die Dimensionierung von Rohrleitungen zu vereinheitlichen und in einer standardisierten Applikation zu vereinen, entwickelte die hausinterne IT in enger Abstimmung mit dem Prozesseigner, der Betriebstechnik, eine Applikation, die über eine einheitliche Benutzer-oberfläche Berechnungsmethoden für einphasige und zweiphasige Strömungen sowie für komplexe Rohrleitungsnetzwerke, wie Fackelnetze oder Dampfsysteme, zur Verfügung stellt.
Objektorientierte Grafik
In einem interdisziplinären Team aus Ingenieuren, Physikern und Informatikern wurden die Anforderungen definiert, die Funktionen implementiert und in ständiger Abstimmung mit dem Fachbereich verfeinert. Nach ausgiebigen Tests, in denen die Richtigkeit der Ergebnisse der komplexen physikalischen Berechnungen nachgewiesen werden konnte, ging das Programm Lisa (Line Sizing Application) Anfang Februar 2010 in Betrieb.
Technologisch setzt Linde Engineering bei der Umsetzung der Anforderung auf die bereits vor über 10 Jahren erfolgreich eingeführte Plant-Lifecycle-Management-Lösung Comos der Siemens Industry Software. Für Lisa wurde Comos jedoch erstmals als reines Entwicklungs-Framework für verfahrenstechnische Funktionen verwendet. Das Unternehmen entschied sich für Comos, da diese Plattform ein effizientes CAE-Werkzeug darstellt, das es Linde Engineering erlaubt, Applikationen mit besonders hohen Ansprüchen an die grafische Benutzeroberfläche zu erstellen und zu konfigurieren. Dadurch werden Arbeitsprozesse im Prozess- und Equipment Engineering bestmöglich unterstützt.
Die grafische Benutzeroberfläche, die Objektstruktur, der Datenbankzugriff und die Schnittstellen wurden auf der Basis der Plant-Lifecycle-Management-Software Comos erstellt. Insbesondere die grafische Spezifikation der Druckverlustwege (Hydraulic Flow Diagram) konnte mit der vollständig daten- und objektorientierten Grafik von Comos optimal umgesetzt werden. Die Implementierung einheitlicher Berechnungsmethoden für verzweigte und nicht verzweigte Rohrleitungsnetzwerke in einem zentralen Methoden-Server wurde in .NET realisiert.
Die integrierte Laufzeit- und Entwicklungsumgebung und die flexible COM-Schnittstelle von Comos erlaubten dabei die effiziente Integration der einzelnen Komponenten und vor allem ein schnelles Prototyping für die Abstimmung der Ablaufsteuerung mit den Anwendern. Für eine einheitliche und standardisierte Dokumentation der Berechnungsergebnisse konnte der Reportgenerator und das integrierte Revisionsmanagement genutzt werden.
Effiziente Wiederverwendung
Zentraler Kern der Anwendung ist das selbst entwickelte Rechenmodul (DP-Server), das die gleichungsorientierte Simulation von Rohrleitungssystemen ermöglicht. Die Vereinheitlichung der Berechnungsmethoden für einphasige und zweiphasige Strömungen in Rohrleitungen und Rohrleitungsnetzwerken erhöht die Qualität der Dimensionierung und minimiert die Gesamtzahl der notwendigen Rechnungen. Für die Berechnung von 2-Phasen-Strömungen wird außerdem das ebenfalls hausinterne Stoffdatensystem GMPS direkt angesteuert.
Die zentrale Speicherung von Eingabe, Zwischenergebnissen und Endergebnissen in einer Datenbank erlaubt eine effiziente Wiederverwendung von bereits erarbeiteten Lösungen und die Bereitstellung von Standardvorlagen. Dadurch wird einerseits die Verwendung bewährter Konzepte gefördert, andererseits die Zeit zur Anpassung auf den jeweiligen Einsatzfall deutlich vermindert. Das einheitliche Layout der Ergebnisdokumentation und das integrierte Revisionsmanagement erhöhten die Qualität und Nachvollziehbarkeit der einzelnen Berechnungen.
„Die einheitliche grafische Benutzeroberfläche für die Spezifikation und Modellierung von Rohrleitungsverläufen mit allen relevanten Einbauten und Apparaten ermöglicht einen standardisierten Arbeitsablauf bei der Dimensionierung und Druckverlustberechnung von Rohrleitungen und Rohrleitungsnetzwerken“, erklärt Christoph Drechsel, der mit einem Team von Anwendern für die Spezifikation der Funktionalität verantwortlich zeichnet.
Online-Info www.cav.de/0710432
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