Funktionales Engineering in integrierten Planungstools

Eines für Alles

18.05.2007 Die meisten Engineering Tools klammern das funktionale Engineering aus, zu dem in der Prozessleittechnik insbesondere die Fließbilder (R&I-Schemata) gehören. Doch für Entscheider aus den Planungsabteilungen von Anlagenbauern und -betreibern steht eine integrierte Planungs-Software schon seit Langem auf dem Wunschzettel. So eine Software sollte verschiedenste abteilungsübergreifende Daten in einer zentralen Ablage integrieren, die zu dem Planungstool gehört, das die Daten auch bearbeitet.

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Das sogenannte Plant Design, in dem bei der Verfahrenstechnik die R&I-Diagramme erstellt werden, musste bisher vorwiegend mit einem speziellen Tool ohne Verbindung zum übrigen planerischen Umfeld bewerkstelligt werden, dessen Daten der Projektingenieur mühselig in die weitere Anlagenplanung überführen muss. Dies führt zu enormen Kosten bei Änderungsplanungen und Datenabgleichen. Doch gibt es inzwischen erste Systeme zur Anlagenplanung, die alles aus einem Tool anbieten.

Die Aufgabenbereiche der Prozessleittechnik untergliedern sich in vier Schwerpunkte:

  • Plant Design oder auch Functional Engineering: Im Bereich der Verfahrenstechnik basiert es auf einem logischen 2D-Fließbild oder einem Anlagenlayout. Hier erfolgen die Basisfestlegungen wie beispielsweise Listen für Messungen und Verbraucher, logische Abläufe, Verknüpfungen von Funktionen und die Definitionen für das verfahrenstechnische und mechanische Equipment.
  • Basic Engineering: Hier geht es um die Spezifikation von PLT-Stellen und Betriebsmitteln, das Erzeugen von PLT-Plänen und eines Funktionsplanes (SFC/CFC).
  • Detail Engineering: Errichtung, Montage und Verkabelung werden festgelegt.
  • Maintenance: Für Wartung, Pflege und Instandsetzung muss gewährleistet sein, dass Änderungsanforderungen dokumentierbar sind (Redlining) und Wartungsinformationen leicht abgerufen oder hinterlegt werden können. Generell ist ein problemloser Zugriff auf sämtliche Dokumente auch im Kontext unterschiedlichster Tätigkeiten eine entscheidende Anforderung.

Branchenerfordernisse berücksichtigt

Engineering Base (EB) von Aucotec ist eines der ganz wenigen Systeme weltweit, die es geschafft haben, diese vier Punkte in sich zu vereinen. Die Software ist objektorientiert und datenbankbasiert. In seiner Branchenausprägung „Engineering Base Instrumentation“ bietet das Planungstool Gesamtlösungen von der Anlagenkonzeption und -kalkulation über das Erstellen von R&I-Diagrammen, die Gerätespezifikation und -bestellung bis hin zur elektrotechnischen Seite mit der Belegung und Verdrahtung von Maschinen- und Anlagenteilen auf Basis gemeinsamer Daten.

Alle für die PLT-Planung notwendigen Erweiterungen zur Erstellung von Fließbildern, Loops und Stellenplänen, Gerätespezifikationen und Montagezeichnungen sind in EB Instrumentation enthalten: Unterstützt wird außerdem das herstellerunabhängige Engineering von Funktionsplänen nach IEC 1131 oder nach der VGB-Richtlinie R 170 C. Zu den Branchenergänzungen gehören auch die Kopplung zum Auslegungsprogramm Conval oder die Möglichkeit, Berechnungs-Datenblätter direkt zu den Engineering-Objekten in der Datenbank abzulegen. Außerdem enthält es Integrationen zu HMI-Systemen sowie Feldbus- und Leitsystem-Engineeringtools. Damit weist sich EB Instrumentation als kompetentes Werkzeug aus für die Anlagenplanung in Chemie/Pharmazie, Kraftwerksbau, Grundstoffindustrie und anderen verfahrensorientierten Unternehmen.
Besonders im Plant Design, also dem funktionalen Engineering, sind nach Herstellerangabe noch echte Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung gegeben. Hier gibt es nämlich zwei Welten, die bislang nicht kompatibel sind. Wenn die Welt der 2D-Dokumentation für Funktionen und Betriebsmittel mit den 3D-Tools für Stahlbau, Aufstellungsplanung, Isometrien und Kabelverlegung „reden“ kann, ist ein enormer Sprung bei der Effizienz erreichbar. Um dieses Potenzial auszuschöpfen und den Bedürfnissen des Marktes gerecht zu werden, haben die Entwickler ihre Fühler bereits ausgestreckt. Das Software-Haus arbeitet unter anderem an einer rechnerübergreifenden Schnittstelle für unterschiedliche Dienstleister, basierend auf XML.
Die Kooperation des Herstellers mit ISD Software und Systeme, einem Anbieter der bekannt ist für CAD/PDM/CAM-Lösungen für den Prozess der Produktentstehung, ist ein weiterer Schritt auf diesem Weg. Das ISD-Produkt HiCAD next wird bei dieser Lösung die 3D-Planung auf das fertige Engineering von EB aufsetzen. Definitionen mit Bauteilekennung werden inklusive Deltamanagement in einem Browser angeboten, aus dem sie als Grafik per Drag&Drop in der 3D-Konstruktion platziert werden können.

Zuschnitt nach Maß

Die integrierte Planung erfordert in erhöhtem Maße die Möglichkeit, das Leistungsspektrum eines Engineering-Tools workflow-orientiert zu gestalten. Denn die Anforderungen an die Handhabung des Tools und natürlich die Budgets der verschiedenen Unternehmen haben eine enorme Bandbreite. Engineering Base und seine branchenspezifischen Ausprägungen tragen diesem Umstand Rechnung und bieten Lösungen für jede Aufgabenstellung. Das Modul Plant Design ist nur ein Beispiel für die Philosophie, eine prinzipiell offene, flexible und damit optimal auf unterschiedliche Bedürfnisse zuschneidbare Planungslösung zu bieten.

Engineering Base Instrumentation bietet durch umfangreiche Umgebungsdaten schon in der Grundausstattung eine flexibel einsetzbare Lösung. Zusammen mit führenden Unternehmen der Branche definiert, bietet der Hersteller eine normenkonforme und praxisbezogene Umgebung mit großen Symbolbibliotheken nach den gültigen IEC-Richtlinien wie IEC 1082 oder 1346. Bei den Umgebungsdaten für die Erstellung von R&I-Diagrammen orientiert sich EB an den Richtlinien der DIN19227, DIN28004 und der ISA S.5. Auf entsprechend vorbereiteten grafischen Schablonen findet der Anwender von Beginn an eine ihm auch visuell bekannte Arbeitsgrundlage vor.
Für die funktionsorientierte Sicht steht eine Baumstruktur zur Verfügung, die es gestattet, Anlagen und Teilanlagen in beliebiger hierarchischer Tiefe zu staffeln, innerhalb derer dann die einzelnen PLT-Stellen und die Anforderungen an die Verfahrenstechnik verwaltet werden. Das vollzieht sich in einem übersichtlichen Explorer per Drag & Drop oder über kontextsensitive Popup-Menüs mit Navigationsfunktionen vom Objektbaum in die grafischen Darstellungen und zurück. Ein großer Vorteil von EB Plant Design sind die weitreichenden Möglichkeiten, die funktionale Struktur über beliebige Ebenen zu gliedern.
Alle Daten können sowohl im Explorer als auch in der Grafik oder in Tabellen bearbeitet werden. Diese Listen lassen sich flexibel der Aufgabenstellung anpassen und als Vorlagen ablegen. Wie aus der Tabellenbearbeitung bei Office gewohnt, können Zelleninhalte, zum Beispiel Parameter für Ventile und Pumpen, einfach per Maus übertragen oder hochgezählt werden. Gerade bei den riesigen Datenmengen in der prozessleittechnischen Planung ist diese Arbeitsweise dem üblichen Editieren einzelner Objekte weit überlegen.

Automatisch immer auf dem neuesten Stand

Alle Objekte, die in der Datenbank verwaltet werden, lassen sich auf Grafiken unter verschiedenen Aspekten darstellen. Ob ein Objekt seine Spuren auf einem R&I-Schema oder einem Hallengrundriss hinterlässt, liegt – per Drag & Drop – in der Hand des Anwenders. EB ist jederzeit über alle Darstellungen eines Objektes im Bilde und bietet diese zur schnellen Navigation auf die jeweiligen Pläne an. Bei Änderungen an Daten zu einem Objekt, egal in welcher grafischen oder alphanumerischen Sicht diese eingebracht werden, aktualisiert Engineering Base alle Darstellungen automatisch. Diese konsequente Aktualität ist der entscheidende Vorteil datengetriebener Objektorientierung.

Heftausgabe: Mai 2007

Über den Autor

Olaf Streit , Produktmanager, Aucotec
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