Plant Asset Management Plant Asset Management: In der Diagnose mechanischer Assets schlummert ungenutztes Potenzial

In den vergangenen Jahren hat die Diagnose von Feldgeräten beim Plant Asset Management große Fortschritte gemacht, dagegen steckt die Überwachung von Process Units, also Pumpen oder Wärmetauschern, noch in den Anfängen.

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Das Thema Plant Asset Management nimmt in den Betrieben der Prozessindustrie einen großen Raum ein. „Um verlässliche Aussagen über den Zustand von Anlagenkomponenten machen zu können, müssen die einzelnen Assets über einen Mindestgrad an Intelligenz verfügen: Diagnosefunktionen und entsprechende Kommunikationsmittel und -wege sind Grundvoraussetzung“, nennt Svitlana Schmitt, Marketing Manager Simatic PCS 7 bei Siemens, die Vorgaben. Automatisierungs- und Netzwerkkomponenten sowie intelligente Feldgeräte oder PC-Stationen erfüllen diese Anforderungen bereits zuverlässig. Auch intelligente Feldgeräte beherrschen inzwischen fast alle die Klaviatur einer verlässlichen Diagnose und eindeutiger Informationen nach NE 107.

Die implementierte Diagnostik kann den Eigenzustand über Normwertvergleiche wiedergeben, sodass der Anwender stets im Bild ist, ob volle Funktionsfähigkeit, oder aber eine Abweichung vom gewünschten Normalzustand vorliegt. „Mechanische Anlagenkomponenten wie Pumpen, Motoren, Zentrifugen, Stellventile etc. verfügten leider nicht über diese Diagnose- und Kommunikationsmöglichkeiten“, beschreibt Schmitt das Problem. Anlagenbetreibern blieben bei solchen Assets bislang zwei Möglichkeiten, um einem Anlagenausfall durch Komponenten-Defekt vorzubeugen: entweder der Einsatz eines entsprechenden Redundanzkonzepts oder die Implementierung zusätzlicher Sensoren – beides Lösungen die einen erhöhten Kostenaufwand bedeuten.

Schlüsselfunktion für Prozessautomatisierung

An dieser Stelle kommt der Prozessautomatisierung eine Schlüsselfunktion zu. Potenzial bietet etwa die Verknüpfung spezieller Messergebnisse mit Prozessmesswerten, um verschleißfördernde Betriebszustände zu detektieren. „Bei der Einordnung lässt sich unterscheiden zwischen Tools, die z.B. als Algorithmen bzw. Funktionsobjekte im Kern des Leitsystems angesiedelt sind und solchen, die typischerweise auf einem separaten, am leittechnischen Netzwerk angeschlossenen Server als ergänzende Applikation installiert werden“, erklärt Herbert Fittler, Consultant bei Honeywell Process Solutions.

Eine weitere Differenzierung ergibt sich durch die Konzeption des Werkzeuges, je nachdem ob die Überwachungsobjekte als weitestgehend vordefinierte Elemente für bestimmte verfahrenstechnische Einheiten verfügbar sind, oder ob primär eine Softwareumgebung zur individuellen Konfiguration der apparativen Zusammenhänge geboten wird.

Beispielsweise überwacht und analysiert der PCS 7 Pumpmon-Baustein von Siemens Kreiselpumpen, indem die Sensor-Signale, die bereits im Leitsystem vorhanden sind, ausgewertet werden. Dazu gehören die elektrische Wirkleistung des Motors, der Durchfluss des Fördermediums, Eingangs- (Saug-) und Ausgangsdruck (Förderdruck) der Pumpe sowie ein Binärsignal, ob der Motor läuft, und die Temperatur des Fördermediums (insbesondere für Kavitationsüberwachung). Der Baustein kann für elektrisch angetriebene Kreiselpumpen sowohl mit konstanter als auch mit variabler Drehzahl verwendet werden. Grenzwertverletzungen des Pumpen-Nennarbeitsbereiches und Abweichungen vom erwarteten Kennlinienverlauf werden dem Anwender gemeldet und anhand von Bausteinausgängen einer Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt.

Alle Standardverfahren von PCS 7 können zur weiteren Verarbeitung der Ausgangssignale genutzt werden, z.B. arithmetische Berechnungen, Trendaufzeichnungen, Meldungsarchivierung usw. Der Baustein selbst hat eine reine Diagnosefunktion. Schmitt verdeutlicht, dass ein aktiver Eingriff in den Betrieb der Pumpe nicht vorgesehen sei. Somit kann ein Einsatz (auch als Nachrüstung) erfolgen, ohne dass eine Beeinflussung des Prozesses befürchtet werden muss.

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