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Alarmmanagement

Professionelles Alarmmanagement entlastet die Anlagenfahrer und sorgt für sichere Prozesse

25.01.2008 | Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Achtung Alarm! Bis zu 2000 Alarme und Meldungen pro Tag sind in einer Leitzentrale keine Seltenheit.
Achtung Alarm! Bis zu 2000 Alarme und Meldungen pro Tag sind in einer Leitzentrale keine Seltenheit.

Anlagenfahrern empfiehlt man im Alarmfall in erster Linie, einen klaren Kopf zu bewahren, obwohl solche Stresssituationen häufig zu vermeiden wären. Mit einem guten Alarmmanagement lässt sich die Anzahl der Alarme nicht nur reduzieren, sondern der eigentliche Prozess oft sicherer gestalten.

Anlagenfahrer sind zunehmend genervt über Alarmfluten, und so ist es nicht auszuschließen, dass doch manches immer wiederkehrende Signal einfach quittiert oder deaktiviert wird. Dabei verlangen Alarme, die per Definition Meldungen von Abweichungen des Prozesses oder der Anlage sind, normalerweise eine unverzügliche Reaktion des Bedieners. Die Praxis zeigt jedoch: „Von dem Alarmzustand, dass der Anlagenfahrer genau und ausschließlich solche Alarme erhält, sind wir in vielen Anlagen entfernt“, erklärt Dr. Hans Kurz von Evonik. Viel typischer sind Alarmfluten, sprich nutzlose, unwichtige oder gleichzeitige Alarme, die den Bediener eher verunsichern, aber nicht informieren.

Nun ist es jedoch nicht so, dass dieser Status unveränderlich ist. Bereits im Jahr 1999 veröffentlichte die Engineering Equipment and Materials Users Association (EEMUA) die Richtlinie EEMUA 191 zum Design, Management und zur Beschaffung von Alarmsystemen. Auch die Namur-Empfehlung NE 102 enthält eine Anleitung für Planer und Betreiber von verfahrenstechnischen Anlagen zur Konzipierung, Anwendung und Pflege von Alarmmanagementsystemen sowie eine Spezifikation für PLS-Hersteller. Beide sehen als Idealzustand einen Alarm innerhalb von zehn Minuten und pro Anlagenfahrer im Normalbetrieb.

Unterstützung von der Leittechnik

Auch die Leitsystemhersteller haben sich zu diesem Thema Gedanken gemacht, um das Alarmaufkommen für den Anwender auf ein vertretbares Maß zu reduzieren. Das System Simatic PCS7 z.B. erlaubt eine einfache Definition von Anlagen -und Betriebszuständen, die dann während der gesamten Anwendung zu Verfügung stehen. Abhängig vom Anlagenzustand können unnötige Meldungen/Alarme bereits im Controller unterbunden werden; außerdem lassen sich Meldungen auch am Objekt oder auf (HMI) Operator-Ebene direkt unterdrücken. Dabei werden die ausgeblendeten Alarme im historischen Archiv abgelegt. Das Wiedereinblenden der verborgenen Meldungen ist nach gewisser Zeit möglich.

Bei der Frage, welcher Alarm denn wichtig ist, unterstützen Alarmmanagementwerkzeuge wie PGIM Alarm Management (Power Generation Information Management) von ABB. Dabei können neben der Alarmrate und der Prioritätsverteilung weitere wesentliche Kennwerte erfasst werden, mit denen sich die Qualität eines Alarmsystems beschreiben lässt. Im System 800xA besteht die Möglichkeit, Alarme jeweils nur aus einem Teilbaum der Anlagenhierarchie anzuzeigen. „Dadurch kann man komfortabel Regeln definieren, mit denen Alarme zustandsabhängig unterdrückt oder redundante Alarme ausgeblendet werden können“, zählt Dr. Martin Hollender, Projektleiter Alarmmanagement im Forschungszentrum der ABB Deutschland in Ladenburg auf.

Trotzdem ist der Idealzustand von einem Alarm innerhalb von zehn Minuten nicht immer leicht zu erreichen, wie Tim Henrichs, Product Manager IA System Solutions bei Yokogawa, Ratingen, berichtet: „Dies ist prinzipiell nur möglich, wenn die entsprechenden Weichen schon in der Basic Engineering Phase gestellt werden. Das heißt, ein Anlagenbetreiber sollte sich im Vorfeld schon Gedanken über eine entsprechende Alarmphilosophie machen, so wie es in Dokumenten wie der EMUA191 oder NA102 beschrieben ist. Im Engineering des integrierten Online-Alarmmangement (CAMS) lassen sich solche Alarmphilosophien gemäß diesen Richtlinien umsetzen.“

Wissen, woher der Alarm kommt

Entscheidend beim Alarmmanagement ist die Fokussierung auf das Wesentliche. „Man unterscheidet zwischen leittechnischen und Prozessmeldungen bzw. Alarmen. Die Meldungen, die von Feldgeräten kommen, gehören zu den leittechnischen Meldungen und werden auf der Maintenance-Station sichtbar. Mit denen beschäftigt sich typischer Weise das Wartungspersonal“, erklärt Prof. Michael Bruns, Leiter Process Automation der Siemens-Division Industry Automation, Nürnberg.

Das Bedienpersonal erhält nur die für sie relevanten Ereignisse bzw. Meldungen, die vom Prozess kommen. Diese werden nach Meldeklassen wie Alarm, Warnung, Toleranz usw. unterteilt. Zusätzlich werden die Ereignisse nach Priorität unterteilt. Der Filter zur Ausblendung von Alarmen wird in der Prozessobjektsicht im Siemens-System mithilfe eines Kontrollkästchens definiert. Wird beispielsweise eine Teilanlage gewartet, so sind alle Meldungen, die während der Wartung aus dieser Teilanlage kommen, für den Operator irrelevant. Allgemein gilt, dass die Meldungen bzw. Alarme, die aus den Anfahr- bzw. Abfahrvorgängen oder Lastwechselvorgängen kommen, vom Operator gefiltert bzw. ausgeblendet werden.

Auch beim System von ABB wird nach der jeweiligen Aufgabe (Prozessführung, Diagnose und Wartung) unterschieden, so dass nur die jeweils relevanten Alarme angezeigt werden. „Somit kann eine Alarmliste so konfiguriert werden, dass Alarme von bestimmten Kategorien – beispielsweise Diagnosemeldungen von Feldgeräten – ausgeblendet werden, oder man stellt die Liste so ein, dass nur Alarme ab einer bestimmten Priorität angezeigt werden“, zählt Dr. Hollender einige Anwendungen auf. Der Leitsystemhersteller unterstützt aber nicht mit Regelungstechnik, sondern bietet als Dienstleistung an, die Anwender beim Alarmmanagement zu unterstützen.

Neben den Standard-Filterfunktionen (z.B. das Zusammenfassen von wiederkehrenden Alarmen, Sortierung nach Dringlichkeit oder die zeitliche Ausblendung unwichtiger Alarme) bietet das CAMS (Consilidated Alarm Management System) von Yokogawa zusätzlich die Möglichkeit, Filterfunktionen benutzerspezifisch zu konfigurieren. Optional kann der Anlagenfahrer online mit der Maus per Drag&Drop Alarme benutzerspezifisch temporär setzen. Bewährt sich dieser Filter, wird er als Favorit in der Alarmoberfläche abgespeichert.

Entlastung führt zu besseren Prozessen

Dass es sich lohnt, sich mit diesem Thema zu beschäftigen und ein Alarmmanagementsystem zu etablieren, zeigen zahlreiche Beispiele. Dabei sind auch die Anwender gefordert. Schlecht eingestellte Regelkreise, fehlerhafte Sensoren oder Prozessrauschen verursachen den typischen Flatteralarm, der durchaus zu vermeiden wäre. Ein weiteres Problem: „In der Design- und der Engineering-Phase werden oft zu viele Meldungen und Alarme konfiguriert“, weist Henrichs auf eine häufige Ursache für Alarmfluten hin. Erst in der Inbetriebnahme werden diese in der Regel optimiert.

„Die Umsetzung ist ein stetiger Verbesserungsprozess, dem das Management die entsprechend hohe Aufmerksamkeit widmen sollte“, bekräftigt Prof. Bruns und nennt weitere Vorteile wie eine sichere Prozessführung durch das Bedienpersonal und eine gezieltere Wartung, was die Verfügbarkeit der Anlage erhöht. Diese Erfahrung kann Dr. Kurz bestätigen. So wurden bei Evonik am Standort Marl nach einer Analyse der Top-40-Alarme die Alarmmeldungen um 72 Prozent reduziert.

Bei einem Alarmmanagement-Projekt in Wesseling wurde durch die Diskussion von Alarmmeldungen eine regelungstechnische Schwachstelle erkannt und daraus resultierend eine regelungstechnische Verbesserung umgesetzt. „Die daraus resultierende Alarmreduktion war lediglich ein kleiner Teil der gesamten Reduktion, doch wurde aus der regelungstechnischen Verbesserung wirtschaftlicher Nutzen erzielt; dies ist ein „Nebeneffekt“ des Alarmmanagement“, so Dr. Kurz. Bei einem Projekt am Standort Worms wurde das Thema Alarmmanagement in den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) integriert. Dies führt zu umfangreichen Maßnahmen, sei es bei der Alarmkonfiguration, der Leittechnik oder im Prozess. Hier gelang es, innerhalb von vier Monaten die Zahl der Alarme von 1000 auf 400 pro Tag zu reduzieren.

Dass solche Projekte keine Einzelaktionen sind, bestätigt Dr. Hollender. „Zunächst haben sich vorwiegend solche Kunden für Alarmmanagement interessiert, die durch gesetzliche Bestimmungen dazu verpflichtet waren, beispielsweise bei sicherheitskritischen Anlagen in Großbritannien oder Norwegen. Mittlerweile erkennt eine zunehmende Anzahl Anwender, dass gutes Alarmmanagement neben der Erhöhung der Sicherheit auch handfeste wirtschaftliche Vorteile bringt.“ Selbst wenn sich der Nutzen von Alarmmanagement nicht immer in barer Münze quantifizieren lässt – der Anlagenfahrer wird solche Maßnahmen in jedem Fall begrüßen. „Er bekommt mehr Zeit und Freiraum für die Führung des Prozesses und trägt damit zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und zur Qualitätsverbesserung der Produkte bei“, ist Dr. Kurz überzeugt.

Die Autorin ist redaktionelle Mitarbeiterin bei PROCESS.

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