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Pactware überwacht Feldgeräte in einer Hydrazinhydrat-Anlage

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15.08.2014 Eine Produktionsanlage sollte so effizient wie möglich sein. Arkema, einer der führenden Hersteller von Hydrazinhydrat und seinen Derivaten, erweiterte kürzlich die Produktionsleistung seiner Fertigungsstätte im französischen Lannemezan und optimierte dabei zugleich den Fertigungsprozess.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Als Teil einer grundlegenden Modernisierung der Feldinstrumentie­rung einer Hydrazin­anlage in Frankreich wurde auch Pactware installiert.
  • Bald wurde deutlich, dass mit diesem Software-Tool Steuerungsvorgänge und Wartungs­arbeiten optimiert werden können, zum Beispiel bei der kontinuierlichen Überwa­chung von Ventilen.  

Als globales Chemieunternehmen und führender Chemiehersteller in Frankreich arbeitet Arkema täglich an der Zukunft der chemischen Industrie. Unter Verwendung einer verantwortlichen, innovativen Vorgehensweise produziert die Gruppe hochmoderne Spezialchemikalien und bietet den Kunden praktische Lösungen zu Herausforderungen wie dem Klimawandel, dem Zugang zu Trinkwasser, der Zukunft der Energie, der Erhaltung fossiler Brennstoffe und dem wachsenden Bedarf an Leichtmaterialien. Mit Niederlassungen in mehr als 40 Ländern, rund 14.000 Mitarbeitern und zehn Forschungszentren erwirtschaftet Arkema einen Jahresumsatz von rund 6,4 Mrd. €. Ein Portfolio mit international anerkannten Marken sichert Arkena die Führungsposition in all ihren Märkten

Entscheidung zur digitalen Feldbustechnik
Die Automatisierung der Anlage in Lannemezan stützt sich auf das I/A-
Series-Leitsystem von Invensys zusammen mit einer vielfältigen Feldinstrumentierung verschiedener Hersteller, wie Mettler Toledo, Fox­boro, Foxboro/Eckardt, Rosemount, Yokogawa, Vega, Samson, Masoneilan, Chauvin Arnouz und Siemens. Zu bestmöglicher Nutzung des Leitsystems sowie zur Optimierung der Prozessabläufe traf die Unternehmensleitung die Entscheidung, die gesamte Feldgerätetechnik unter Verwendung der Hart-Kommunikation auf eine digitale Basis zu stellen. Dadurch sollten auch die vielen herstellerspezifischen Konfigurationswerkzeuge durch ein einziges und für alle Geräte einsetzbares Tool mit einheitlicher Schnittstelle und einheitlicher Konfigurationssoftware ersetzt werden. Auch würde der Personaleinsatz in ex-gefährdeten Bereichen beim Laden herstellerspezifischer Software in Laptops entfallen. Darüber hinaus erwartete man, dass eine einheitliche Konfigurationstechnik durch Nutzung der Diagnosefähigkeiten einiger Feldgeräte beim Optimieren der Regelkreise helfen würde.

Installation von Pactware
Das Arkema-Management war sich bewusst, dass ein derartiges Projekt eine intensive Partnerschaft mit einem fachlich erfahrenen Unternehmen erfordert und kontaktierte hierfür Invensys. Nach einer genauen Situationsanalyse empfahl Invensys den Einsatz der FDT/DTM-Technologie zusammen mit der Rahmenapplikation Pactware zum einheitlichen Handhaben der Geräte und zum Optimieren des Kommunikationsweges zwischen der Engineeringstation des Leitsystems und den Feldgeräten. Diesem Vorschlag folgend wurde das FDT-Interface zusammen mit Pactware und dem Invensys-Valcare-DTM für die digitalen Stellantriebe (SRD991/SRD960) an der Engineering-Station (AW 70) installiert. I/O-Karten für die Hart-Kommunikation (Foxboro-Invensys FBM214 und FBM215) bildeten das Interface zwischen Feldgeräten und Leitsystem.

Ventil-Überwachung mittels Valcare-DTM
Dank der neu installierten Technologie war die Betriebsmannschaft von Arkema in der Lage, etwa 100 Ventile kontinuierlich auf die Differenz zwischen der aktuellen Ventilposition und der erforderlichen Soll-Position zu überwachen und die Ergebnisse mittels der AIM Historian Suite von Invensys als Histogramme zu archivieren. Im Falle einer anormalen Abweichung wird ein Alarm abgesetzt, woraufhin der DTM den Zustand automatisch analysiert, interpretiert und meldet. Eingebaute Drucksensoren der Stellantriebe können dann zum kontinuierlichen Überwachen der Differenz zwischen Versorgungsdruck und dem Ausgangsdruck am Aktor genutzt werden. Eine untypische Abweichung dieses Werts würde auf ein mechanisches Problem wie besondere Reibungsverhältnisse oder eine Leckage verweisen. Zwei spezielle Ventile, die zur allgemeinen Dampfversorgung bzw. zum Überwachen des Füllstands in der Säule dienen, wurden als besonders kritisch für den Prozessverlauf eingestuft und mit einem Stellantrieb mit integriertem Drucksensor (SRD960) bestückt. Diese Option ermöglicht im Zusammenspiel mit Pactware das fortlaufende Überwachen der Reibungsverhältnisse in Form der Differenz zwischen Ausgangsdruck und Federbereich. Eine untypische Abweichung dieses Wertes könnte auf ein mechanisches Problem bei diesen Ventilen verweisen und eine vorbeugende Wartung veranlassen.
Pilotfunktionen an digitalen Stellantrieben haben Arkema auch das Optimieren von Regelkreisen ermöglicht. Eine untypische Zykluszahl bei einem Wasserübertrager deutete auf ein Regelproblem hin, das durch Parameteränderungen behoben wurde. Eine derartige Überwachung von Gerätefunktionen hilft, das Zeitfenster des jeweils nächsten geplanten Anlagenstillstands bestmöglich zu nutzen: Beispielsweise unterstützt das Auswerten der Ventil-Histogramme das Festlegen von Prioritäten bei der Revision der Ventile.

Das Ergebnis kann sich sehen lassen
Durch die Installation der DTM auch von Feldgeräten anderer Hersteller wie Vega, Samson oder Yokogawa und den Einsatz von generischen DTM für die Emerson-Geräte konnte das gesamte Feldgeräte-Management der Hydrazin-Anlage deutlich verbessert werden. Die Gerätebedienung wurde vereinheitlicht und Steuerkreise wurden dank der in einigen Geräten integrierten Diagnosefunktionen optimiert. Die Überwachungsergebnisse werden durch Pactware aufbereitet und an der AW 70 Station dargestellt. Das Überwachen der Feldgeräte durch Pactware ermöglicht eine generell verbesserte Arbeitsplanung für den nächsten Anlagenstillstand und damit ein optimiertes Wartungskonzept mit sowohl reaktiven als auch vorausschauenden Wartungsarbeiten.
Gérard Nonnez, EIA Manager der Anlage in Lannemezan, fasst seine praktischen Erfahrungen wie folgt zusammen: „Nach Umstellung der Feldgeräte auf Digitaltechnik und Installation der FDT-Technologie zusammen mit Pactware waren wir in der Lage, alle Arbeiten während des Anlagenstillstands innerhalb der verfügbaren Zeitspanne zu erledigen. Der Einsatz einer einzigen Schnittstelle vereinfacht sowohl unseren Umgang mit den Geräten als auch den Nachweis der Gerätefunktion.“ Er fährt fort: „Das Einrichten spezieller Alarmfunktionen bei einigen Sensoren hat uns in die Lager versetzt, Funktionsstörungen frühzeitig zu ermitteln.“

Zur Technik:
Über Pactware

Leistungsfähige und kosteneffiziente Gerätehandhabung und -integration mit einer geeigneten Plattform ist ein zentrales Thema in feldbusbasierten Automatisierungssystemen.
„Gerätehandhabung“ oder richtige „Geräteverwaltung“ beschreibt heute ein breites Spektrum von Tätigkeiten mit intelligenten Feldgeräten, das von der Planung und Konstruktion, über Parametrierung und Implementierung, bis hin zur Anlagensteuerung und Wartung reicht.
Das Bedientool Pactware ermöglicht die Durchführung aller dieser Aufgaben online und zentral aus der Leitwarte oder von jedem anderen Platz in der Anlage oder offline in der Werkstatt zur zum Beispiel Vorabparametrierung der Feldgeräte vor deren Installation.
Pactware steht für anwenderfreundliche und selbster­klärende Geräteüberwachung. Das Tool agiert als „Frame Applikation” für die standardisierte FDT-Schnittstelle und vermittelt dem Anwender einen intuitiven Zugang zu den angeschlossenen Geräten. Softwaremodule in Form von gerätespezifischen DTMs (Device Type Manager), werden zur Überwachung von angeschlossenen Geräten eingesetzt und erlauben eine hochspezialisierte Steuerung.

Mehr über Pactware erfahren Sie hier

Heftausgabe: August 2014

Über den Autor

Stéphane Hernu, Business Development & Product Manager – Valve Positioner, Field Device, Schneider Electric
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