Einsatz von Planungsdaten für Comissioning & Instandhaltung

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1 Fakultät ETIT, Institut für Automatisierungstechnik, Professur für Prozessleittechnik CAE in der Prozessautomatisierung Einsatz von Planungsdaten für Comissioning & Instandhaltung SS 2012, Dipl.-Ing. M. Graube

2 Agenda Inbetriebnahme Virtuelle Inbetriebnahme Instandhaltung Integration von Planungsdaten in andere Systeme Urbas/Doherr 2012 Folie 2

3 Inbetriebnahme (IBN) Ziel ist die produktionsfähige Anlage Überführung der mechanisch fertig gestellten Anlage in Dauerbetrieb Übergabe an Betreiber Ablauf 1. Anfahren mit Einstellung der Anlagenparameter auf Nennlast 2. Leistungsnachweis 3. Stabiler Dauerbetrieb Urbas/Doherr 2012 Folie 3

4 Einordnung in NA35 NA35 (Abwicklung von PLT-Projekten) Urbas/Doherr 2012 Folie 4

5 Einordnung in NA35 Urbas/Doherr 2012 Folie 5

6 Einordnung in NA35 Urbas/Doherr 2012 Folie 6

7 Einordnung in NA35 Urbas/Doherr 2012 Folie 7

8 Einordnung in das Phasenmodell NA35 Urbas/Doherr 2012 Folie 8

9 Zielstellung und Aufgaben der IBN Nach [Weber2006] Urbas/Doherr 2012 Folie 9

10 Zeitanteile [Wünsch2007] Urbas/Doherr 2012 Folie 10

11 Grobablauf [Wünsch2007] Urbas/Doherr 2012 Folie 11

12 Ablauf Inbetriebnahme Nach [Weber2006] Urbas/Doherr 2012 Folie 12

13 Anfahren und Einfahren Anfahrstrategie Inseln anfahren und schrittweise koppeln Rückkopplungen spät in Betrieb nehmen 60%-70% Nennlast von vorn nach hinten bei diskontinuierlichen Prozessen PLS: von unten nach oben Einfahren Optimierung Regler bei unzulässig schwankenden Prozessparametern Test sicherheitsgerichteter Steuerung unter heißen Bedingungen Urbas/Doherr 2012 Folie 13

14 Abfahren und Außerbetriebnahme Abfahren Überführung in nichtproduzierenden Zwischenzustand Temporäre Unterbrechung der Produktion Außerbetriebnahme Überführung in längerfristigen Stillstand Kalt, drucklos, leer Großreparatur, Rückbau Abfahren und Außerbetriebnahme sind Teil des bestimmungsgemäßen Betriebs Urbas/Doherr 2012 Folie 14

15 Virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) [Wünsch2007] Urbas/Doherr 2012 Folie 15

16 VIBN Simulationsfähige Teile der IBN vorziehen Software-in-the-loop Hardware-in-the-loop Möglichkeiten SPS emuliert/real Kommunikationssystem emuliert/real Simulationsmodell der Anlage notwendig Nutzung der CAE-Daten Detaillierungstiefe Urbas/Doherr 2012 Folie 16

17 Bewertung VIBN Keine Ersatz für reale IBN Faktor Mensch Realität!= Modell Höherer Aufwand in frühen Phasen Vorteile Verkürzte reale IBN Höhere Motivation Personalschulung Weiternutzung der Simulation zur Plausibilisierung und Prognosen Urbas/Doherr 2012 Folie 17

18 Instandhaltung (DIN 31051) Erhaltung oder Rückführung in funktionsfähigen Zustand Wartung Verzögerung des Abbaus des vorhandenen Abnutzungsvorrats Inspektion Feststellung und Beurteilung des Istzustandes Instandsetzung Rückführung in funktionsfähigen Zustand Verbesserung Steigerung der Funktionssicherheit ohne Funktionsänderung Urbas/Doherr 2012 Folie 18

19 Abnutzungsvorrat Urbas/Doherr 2012 Folie 19

20 Unterstützung bei Instandhaltung Mobile Informationssysteme (MIS) Zugriff auf Aktuelle Prozesswerte Historien Planungsdaten Kein digitaler Bruch Automatische Dokumentation der durchgeführten Tätigkeiten Integration in überliegende Systeme Kontextabhängige Informationen Anpassung an Umgebung Lärm Schmutz Sicherheit Urbas/Doherr 2012 Folie 20

21 MIS Beispiele Urbas/Doherr 2012 Folie 21

22 Engineeringfortschritt Fay et. al., Bewertung der Fähigkeit von Engineering-Werkzeugen zur Interoperabilität mit Hilfe einer Offenheitsmetrik, Automation Urbas/Doherr 2012 Folie 22

23 Integration von Planungsdaten Schnittstellen Informationsverlust Zeitverlust Optimale Aufgabenunterstützung durch jeweils spezialisierte Tools Gemeinsame Datenbasis Import/Export Schnittstellen Gründe gegen integrierte Tool-Suite Effizientere Einzeltools Vertragliche Gründe Urbas/Doherr 2012 Folie 23

24 Unternehmensübergreifende Integration Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen Über Lebenszyklus Auslagerung von Dienstleistungen Unternehmensinteroperabilität [DIN EN ISO ] Fähigkeit von in Unternehmungen kooperierenden Unternehmen miteinander zu kommunizieren und effektiv interagieren zu können. Urbas/Doherr

25 Werkzeugkette CAE-Werkzeug XML-Schnittstellen Comos Nativer Objekt XML Import Export (NOXIE) XML-Konnektoren CAEX Weiterverarbeitung Umwandlung XSLT Skripte XPath- / XQuery-Bibliotheken Import in andere Tools Urbas/Doherr 2012 CAE@PA Folie 25

26 Heterogenität Syntax Unterschiedliche Formate /22/12 Struktur Unterschiedliche Organisation D:22 M:02 Y:12 Semantik Unterschiedliche Bedeutung Pragmatik Unterschiedliches Handling Urbas/Doherr

27 Durchgängigkeit der Werkzeugkette VDI/VDE Nutzung von Werkzeugen (Zielzustand A) Durchgängige Werkzeugkette Auswertbare Planungsdaten (Zielzustand B) Elektronisch auswertbare Form (XML, Tabelle, API, ) Elektronischer Austausch (Zielzustand C) Zwischen Werkzeugen Arbeitsabläufen entsprechend Automatischer Austausch (Zielzustand D) Bei Änderungen Urbas/Doherr 2012 CAE@PA Folie 27

28 Literatur NA 35: Abwicklung von PLT-Projekten K. H. Weber, Inbetriebnahme verfahrenstechnischer Anlagen. Springer Berlin, M. Barth, Automatisch generierte Simulationsmodelle verfahrenstechnischer Anlagen für den Steuerungstest. Hamburg: Disseration, G. Wünsch, Methoden für die virtuelle Inbetriebnahme automatisierter Produktionssysteme. München: Dissertation, DIN EN ISO : Fortgeschrittene Automatisierungstechnologien und deren Anwendung, VDI/VDE : Engineering von Anlagen - Evaluieren und optimieren des Engineerings - Themenfeld Hilfsmittel, DIN 31051: Grundlagen der Instandhaltung, Urbas/Doherr 2012 CAE@PA Folie 28