Suchen

Anlagenplanung Automatisierung im P&ID vordenken

Autor / Redakteur: Burkhard Hunold, Niclas Krink* / Anke Geipel-Kern

Das P&ID ist das zentrale Dokument der Anlagenplanung. Dank einer neuen Engineering-Anwendung können jetzt Prozesszustände im P&ID visualisiert werden. Dadurch wird die direkte Kommunikation zwischen Verfahrens- und Automatisierungstechnik möglich und durchgängiges Engineering Realität. Ein Teil der automatisierungstechnischen Vorplanung kann so bereits in der P&ID-Software Plant Engineer durchgeführt werden.

Firmen zum Thema

(Bild: X-Visual)

Im chemischen und pharmazeutischen Anlagenbau arbeiten verschiedene Gewerke interdisziplinär gemeinsam an komplexen Projekten mit langer Laufzeit. Dabei erfordert vor allem der Übergang von der verfahrenstechnischen zur automatisierungstechnischen Planung einer Anlage einen hohen Wissenstransfer zwischen Ingenieuren unterschiedlicher Disziplinen.

Die verfahrenstechnisch benötigten Prozessbedingungen und Prozessabläufe müssen in diesem Zuge in Anforderungen und Spezifikationen an die Steuerungsprogrammierung übersetzt werden.

Niclas Krink, Projektmanager bei X-Visual Technologies
Niclas Krink, Projektmanager bei X-Visual Technologies
(Bild: X-Visual)

Dieser Übergang stellt nach wie vor eine Herausforderung dar, die über den gesamten Projektverlauf eine hohe Anzahl an Iterationen erfordert. An dieser Stelle fehlen Beschreibungsmittel, welche die unterschiedlichen Begriffswelten der Verfahrens- und Automatisierungstechnik aufeinander abbilden. Dies hat oft zur Folge, dass Programmierfehler erst auf der Baustelle erkannt und berichtigt werden. Dadurch verzögert sich der Projektablauf und die Kosten können immens steigen.

Unser Webinartipp: Anlagenautomatisierung bereits im P&ID vordenken am Dienstag, 7. April 2020, 11:00 - 11:45

Durchgängiges Engineering schaffen

Über den Projektzyklus hinweg beschreibt das Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) als ­zentrales Planungsdokument die ­Anlage, dessen visuelle Symbole gewerkeübergreifend universell verstanden werden. X-Visual Technologies hat in Kooperation mit Bayer eine Engineering-Anwendung entwickelt, die Prozesszustände visualisiert und so einen Teil der automatisierungstechnischen Vorplanung in der P&ID-Software Plant Engineer ermöglicht. Dieses Vorgehen schafft eine direkte Kommunikation zwischen Verfahrens- und Automatisierungstechnik, was essenziell für durchgängiges Engineering ist.

Automatisierungsabläufe im P&ID visualisieren

Basierend auf dem P&ID kann der Planer verfahrenstechnische und leittechnische Einrichtungsobjekte definieren, angelehnt an das physikalische Modell der DIN EN 61512/ISA-88. [1] Fließbildsymbole bzw. Einrichtungsobjekte, die vom Standpunkt der Leittechnik als eine einzelne Einheit betrieben werden, werden zu sogenannten Einzelsteuereinheiten gruppiert.

(Bild: X-Visual)

Dies kann z.B. ein gesteuertes Magnetventil oder eine Regeleinrichtung, bestehend aus einer Messstelle, einem Stellglied und einem PID-Regler, sein. Für diese Einzelsteuereinheiten werden leittechnische Betriebszustände definiert, die auf dem Fließbild in unterschiedlichen Farben visualisiert werden. Beispielsweise kann ein Magnetventil die Zustände „offen“ und „geschlossen“ besitzen.

(Bild: X-Visual)

Eine Menge von Einzelsteuereinheiten bilden eine Technische Einrichtung, die eine oder mehrere prozesstechnische Verarbeitungsaktivitäten ausführt. Leittechnisch werden diese Verarbeitungsaktivitäten durch Elemente der Prozedursteuerungen, sogenannten Technischen Funktionen, in Form von Schrittketten spezifiziert.

Konfiguration der Betriebszustände von Einzelsteuereinheiten in der Anwendung
Konfiguration der Betriebszustände von Einzelsteuereinheiten in der Anwendung
(Bild: X-Visual)

Die Anwendung erlaubt die Visualisierung von Anlagenzuständen, die bei der Ausführung dieser Funktionen durchlaufen werden. Zu diesem Zweck werden für jeden Funktionsschritt die angesteuerten Zustände der Einzelsteuereinheiten definiert. Komplexe Automatisierungsabläufe zur Anlagensteuerung werden so einfach am P&ID visualisiert. Zudem lassen sich die Informationen über den gesamten Projektverlauf leicht pflegen und erweitern.

Komplexe Automatisierungsabläufe werden am P&ID visualisiert.
Komplexe Automatisierungsabläufe werden am P&ID visualisiert.
(Bild: X-Visual)

Die Integration von automatisierungstechnischen Informationen in das P&ID bietet viele Möglichkeiten, das Anlagenengineering zu vereinfachen. Durch die Abbildung des Modells der DIN EN 61512 in der P&ID-Software ist es durch Schnittstellenprogrammierung denkbar, aus den im P&ID hinterlegten Informationen automatisiert Steuerungscodes zu generieren. Zukünftig unterstützt die Anwendung die Erstellung komplexer Ablaufdiagramme, angelehnt an die DIN EN 60848, die mit den Betriebszuständen auf dem P&ID verknüpf werden [2].

Das P&ID kann dank der neuen Anwendung als zentrales Dokument der Anlage ein gemeinsames Verständnis zwischen Verfahrens- und Automatisierungstechnik schaffen und somit eine reibungslose Projektabwicklung garantieren.

* * B. Hunold ist bei der Bayer AG in der Product Supply Pharmaceuticals Berlin, tätig. N. Krink ist Projektmanager bei der X-Visual Technologies GmbH, Berlin. Kontakt zu X-Visual: Tel. +49-30-403688232

(ID:46372180)