Schnelle Hilfe für Industrieanlagen

Dr. Alexander Horch

Freitag Abend: Das Handy vibriert neben dem PC von Peter Helftermann. Der Ingenieur der ABB Service Organisation führt seine täglich anfallenden Arbeiten aus, als eine SMS ihm einen dringend anstehenden Auftrag meldet. Ein Drucktransmitter in einer von ihm betreuten Anlage ist aufgrund einer verstopften Druckzuleitung ausgefallen und das ABB-Instandhaltungssystem meldet dies automatisch per SMS. Ein solcher Ausfall kann zu kritischen Anlagenzuständen führen, da der Messwert auf dem letzten Wert ‚einfriert‘ und folglich falsche Informationen geliefert werden. Peter Helftermann quittiert den Auftrag per SMS und öffnet auf seinem PC den Instandhaltungsarbeitsplatz des Automatisierungssystems 800xA, der ihm unmittelbar die für seine Arbeit relevanten Informationen zur Verfügung stellt. Mit wenigen Mausklicks ist er in der Lage festzustellen, was genau zu tun ist und wo genau der Drucktransmitter in der Anlage installiert ist. Durch die Anbindung an ein computergestütztes Instandhaltungssystem (CMMS), z. B. SAP/PM, kann er die vom ABB-System generierte Alarmmeldung direkt in einen Arbeitsauftrag für die Wartungstechniker weiterleiten. Zwei Stunden später ist der Auftrag ausgeführt und der Transmitter funktioniert wieder einwandfrei.

Helmut Müller ist für die Instandhaltung einer Ethylenanlage verantwortlich. Nach einem langen Wochenende möchte er am Montag morgen sehen, welche wartungsrelevanten Probleme während der letzten zwei Tage aufgetreten sind. Er meldet sich auf dem Instandhaltungsarbeitsplatz des ABB-Systems an und überblickt alle relevanten Komponenten seiner Produktionsanlage in einer leicht erfassbaren Baumstruktur. Diejenigen Komponenten, für die eine Wartungsmeldung aufgelaufen ist, sind deutlich markiert. So kann der Ingenieur die notwendigen Arbeiten schnell bewerten und priorisieren. Ein Drucktransmitter und ein Stellungsregler sind zu überprüfen, ein Server hat ein Lastproblem und eine Pumpe ist auf einen möglichen Lagerschaden zu untersuchen. Weiterhin haben einige Regelkreise schlechte Performance gemeldet. Alle notwendigen Arbeitsaufträge müssen in das Instandhaltungssystem (SAP) eingegeben werden, damit sie in die Planung einbezogen werden können. Dazu kann Müller direkt aus dem Instandhaltungsarbeitsplatz einen Wartungsauftrag an das angeschlossene CMMS-System weiterleiten.

Die beiden Beispiele beschreiben typische Szenarien, wie sie von Instandhaltungspersonal in modernen Produktionsbetrieben mit Hilfe von Asset-Management-Funktionalitäten ausgeführt werden können. Um unter steigendem Kostendruck und bei sinkendem Personalstand die notwendigen Aufgaben effizient und effektiv ausführen zu können, sind vor allem zwei Dinge wichtig: Zum einen müssen die wichtigen Aufgaben leicht und schnell erkennbar werden, zum anderen müssen diese dann optimal unterstützt werden. Beide Anforderungen werden von modernen Leitsystemfunktionen wie im System 800xA erfüllt bzw. unterstützt.

Modernes Plant Asset Management, dessen wichtiger Bestandteil die klassische Instandhaltung ist, wird zunehmend auf alle Anlagenkomponenten ausgedehnt. Zunächst war der Fokus auf die klassischen Feldgeräte (Sensoren und Ventile) gerichtet, doch nun wird dieser mehr und mehr auf alle Komponenten wie Motoren, Pumpen, Wärmetauscher, Regler, Schalter, Antriebe und sogar Controller, Computer und Netzwerke ausgedehnt. Viele Unternehmen verfolgen ganz unterschiedliche Instandhaltungsstrategien, um die anfallenden Kosten für die Wartung auf der einen und für Betriebsausfälle auf der anderen Seite zu optimieren. Die Systeme müssen daher jede Strategie unterstützen. Außerdem sollten im Asset-Management-System alle Komponenten gleich behandelt werden. System 800xA mit seinen Kernfunktionen zum Device Management und zur Asset Optimization erfüllt diese Ansprüche. Ob reaktive, präventive oder prädiktive Instandhaltung, für jede Variante werden die zentral verwalteten Informationen schnell bereitgestellt. So genannte Asset-Monitore, die jeder Anlagenkomponente als sogenannte Aspekte zugeordnet sind, übernehmen die zentrale Verteilung aller Diagnose- und Statusinformationen der jeweiligen Komponente an das Asset-Optimization-System. Im Fall des oben beschriebenen Drucktransmitters wird die im intelligenten Transmitter erzeugte Diagnoseinformation ‚Plugged-impulse Line on + side‘ dem Anwender an der richtigen Stelle (dem zentralen Maintenance-Arbeitsplatz) auf verständliche Art und Weise mitgeteilt und die notwendige Aktion (Impulsleitung auf + Seite austauschen) vorgeschlagen. Komplexere Komponenten haben intelligente Asset-Monitore, indem beispielsweise durch modellbasierte Methoden verfügbare Messgrößen zur Fehlerdiagnose verwendet werden. Als Beispiel seien hier die automatische Analyse der Regelgüte von Regelkreisen oder die Vibrationsüberwachung von Pumpen genannt.

Durch die Verwendung standardisierter Asset-Monitore wird dem Anwender die Information für jeden einzelnen Asset in der gleichen Weise mitgeteilt. Der Zugang erfolgt von einem beliebigen Abnehmer des Automationssytems, aber immer ausgehend vom selben Strukturbaum, den ABB Asset Structure nennt. Dies ermöglicht – wie oben beschrieben – schnelle Übersicht und Aktionen. Auch Alarm- und Ereignismeldungen, Benachrichtigungen per E-Mail oder SMS, sowie die Anbindung an das Instandhaltungssystem (CMMS) werden so ausgelöst.

Mit dem System 800xA lassen sich aber nicht nur Probleme aufdecken, bevor sie relevante Auswirkungen auf den Prozess haben, auch Routineaufgaben können elegant und einfach im selben System ausgeführt werden. So wird auch die Kalibrierung von Sensoren mit demselben System komfortabel erledigt. Anstehende Kalibrierungsaufgaben werden durch die Asset-Monitore an den Instandhaltungstechniker gemeldet. Die Kalibrierungsprozeduren, die für jedes Gerät notwendig sind, werden vom 800xA-System in den tragbaren Kalibrator geladen und stehen dem Techniker im Feld zur Verfügung. Der Instandhalter kann somit alle Kalibrierungen mit einem Rundgang erledigen, ohne zwischendurch an seinen Arbeitsplatz zurückkehren zu müssen. Nach erledigter Arbeit werden die Kalibrierungsergebnisse wieder in das System gespielt und dem Instandhaltungsingenieur zur Bestätigung vorgelegt.

Durch das einheitliche Konzept der Asset-Monitore, die für jede Anlagenkomponente vorhanden sind oder erstellt werden, lassen sich Instandhaltungsinformationen einfach und übersichtlich verarbeiten. Besonders leicht lässt sich dies am Beispiel von Feldgeräten darstellen. Alle wichtigen Feldbusstandards enthalten für jedes feldbusfähige Gerät Standarddiagnosen, die im 800xA-System automatisch einen Asset-Monitor erhalten und somit dem Instandhaltungstechniker grundlegende Diagnosefunktionalitäten ohne zusätzlichen Aufwand zur Verfügung stellen kann. Verfügt das Gerät darüber hinaus noch über zusätzliche Diagnoseinformationen, werden diese durch einen zugehörigen Asset Monitor in das System eingespeist – wie beim eingangs erwähnten Drucktransmitter. Jedes Feldgerät, das ABB IndustrialIT zertifiziert ist, hat einen solchen Asset-Monitor, der dem Techniker die gerätespezifischen Diagnoseinformationen unmittelbar und übersichtlich zugänglich macht.

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cav: Bei der Produktentwicklung reagieren Sie nicht nur auf die aktuellen Markterfordernisse, sondern müssen schon frühzeitig Entwicklungstendenzen wie auch Reaktionen des Marktes abschätzen. Wo sehen Sie im Bereich Plant Asset Management die wichtigsten Trends?

Dr. Horch: Eine der wichtigsten Tendenzen ist die Verwendung offener Standards. Nur dadurch lassen sich die verschiedenen Assets in gemeinsamen Tools einbinden. Dabei geht es um die Ausweitung des Fokus in zweierlei Richtungen: Zum einen treten als Assets nach den Feldgeräten nun vermehrt auch Apparate und Maschinen in den Vordergrund und zum zweiten wird es in Zukunft neben der klassischen Information über den Zustand des Assets auch verstärkt um dessen Performance gehen. Es wird vermehrt Methoden und Tools geben, die nicht nur den Störungsfall eines Assets behandeln, sondern sich mit der Vorhersage von Störungen beschäftigen. Das konsistente und zentralisierte Handling und das Speichern von Daten sind die Lebensnerven eines Plant Asset-Management-Systems. Hier gibt es noch Entwicklungspotenzial, besonders auch was die Vernetzung und Integration mit anderen Systemen (Leitsystem, ERP, CMMS, etc.) anbetrifft.

cav: Wie reagiert ABB auf diese Trends? Welchen Stellenwert nimmt dabei das Forschungszentrum Ladenburg ein?

Dr. Horch: ABB treibt die Verwendung von offenen Standards aktiv voran und arbeitet in nahezu allen relevanten Gremien mit. Das Forschungszentrum ist maßgeblich an der Erarbeitung neuer Technologien beteiligt, auch und gerade über Standardisierungsgremien. Angestrebt ist eine einheitliche Behandlung aller Assets, d. h. Asset-Information wird dem Anwender in konsistenter Weise, unabhängig vom jeweiligen Asset angeboten. Die zentrale Datenhaltung, wie sie im ABB-System 800xA realisiert ist, stellt eine grundsätzliche Voraussetzung dafür dar. Die richtige Information erreicht auf die richtige Weise die richtigen Ziele. Um auch Drittsysteme zur Zustandsüberwachung einzubinden, hat ABB eine spezielle Standard-Schnittstelle entwickelt, die diese Information auf konsistente Weise einspeisen kann. Und schließlich arbeitet ABB eng mit führenden Universitäten und Institutionen zusammen, um die Herausforderung wirklicher prädiktiver Überwachung und Instandhaltung zu realisieren.

cav: Welche Neu- oder Weiterentwicklungen wird ABB auf der diesjährigen Achema vorstellen und welche Erwartungen stellt man an die Veranstaltung?

Dr. Horch: Auf der Achema wird ABB die neueste Version des Prozessleitsystemes 800xA vorstellen. Darin sind auch die neuesten Features im Bereich Asset Management integriert. Logischerweise vergeht von der Produktentwicklung bis zur Marktreife gerade im Bereich Prozessleittechnik aufgrund der notwendigen umfangreichen Tests und Freigaben immer einige Zeit. Entsprechend werden die aktuellen Entwicklungen, an denen die Forschung heute arbeitet, erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung „in die Serie“ einfließen. Nichtsdestotrotz rückt das Thema Asset Management verstärkt in den Fokus des Systemvertriebs. Aufgrund der Marktbe- obachtung erwartet ABB von der Achema eine verstärkte Nachfrage seitens der Kunden besonders aus den Prozessindustrien, der wir mit unserem Messeauftritt in Frankfurt Rechnung tragen.

Seminar „Moderne Instandhaltung“

Weitere Informationen zum Industrial IT System 800×4

Fachbuch „Prozessleittechnik in Chemieanlagen“

Achema 2006