Das raue Umfeld der chemischen und petrochemischen Industrie ist ein prädestiniertes Einsatzgebiet für den LoopAnalyzer von cts. © Secl/CCA3

Mit dem LoopAnalyzer bietet cts eine leistungsfähige und ausgefeilte Funktionalität für Service- und Prozessingenieure, um Regelkreise zu monitoren, zu analysieren, zu reparieren und zu optimieren.

Die automatisierte Fertigung eines Produktes, beispielsweise eines Smartphones, das aus einer Vielzahl an Einzelteilen zusammengesetzt wird, hat einen entscheidenden Vorteil: Die technischen Prozesse in den unterschiedlichen Produktionsphasen geschehen in der Regel sicht- und nachvollziehbar. Im Gegensatz dazu steht die Prozessindustrie vor einer „unsichtbaren“ Herausforderung, denn technische Prozesse sind für diesen Industriebereich schlichtweg nicht offensichtlich, da sie weitgehend im Verborgenen ablaufen. Dabei ist es gerade in diesem Fall von entscheidender Bedeutung, dass alle Regelkreise reibungslos funktionieren. Umso wichtiger ist es, Abweichungen gängiger Prozessgrößen, wie Druck, Temperatur und Durchfluss, Defekte und Fehlfunktionen frühzeitig zu erkennen und die Prozesse in Folge zu optimieren – insbesondere im rauen Umfeld der chemischen und petrochemischen Industrie.

Regelmäßiges Monitoring für maximierte Performance
Wenn eine Regelkreiskomponente nicht ordnungsgemäß funktioniert oder sogar komplett ausfällt, so hat dies eine verringerte Anlagenperformance und/oder eine uneinheitliche Produktqualität zur Folge. Dieser Aspekt erfordert regelmäßiges Monitoring und Tuning der Regelkreise – einschließlich der zugehörigen Sensoren und Aktoren. Darüber hinaus benötigt das Regelkreismonitoring ein Bündel an komplexem Expertenwissen: Kenntnisse in Regelungstechnik, Know-how in Instrumentierung und Ausrüstung und – nicht zuletzt – ein detailliertes Verständnis der Prozesstechnik.

Trotz ihrer komplexen und leistungsfähigen Funktionalität arbeiten moderne Automatisierungssysteme nicht von alleine oder reparieren sich gar selbst – Überwachung und Eingriffe von Menschen sind nach wie vor notwendig. Andererseits haben Anlagenpersonal und Betriebsingenieure heute weniger Zeit zur Verfügung, um sich während ihrer betrieblichen Routine auf solche präventiven Arbeiten zu konzentrieren. Dadurch bleiben die erheblichen Potenziale für höhere Anlagenperformance und Produktqualität genauso ungenutzt wie diejenigen für die Mengen- und daraus resultierende Kostenreduktion bei Energie und Rohstoffen.

Hochkomplexe Herausforderungen
Ein typischer Regelkreis hat eine Halbwertszeit von maximal sechs Monaten. Nach dieser Zeit ist die Performance von etwa der Hälfte der Regelkreise dauerhaft degradiert. Dieser Vorgang führt zu reduzierter Produktivität und Qualität.

Mehrere Studien der jüngeren Zeit zeigen auf, dass viele Anlagen folgende Verteilung für die Reglerperformance aufweisen: 30 Prozent manuelle Fahrweise, 15 Prozent außerhalb des Regelbereichs, 30 Prozent größere Schwankungen und nur 25 Prozent verbesserten den Prozess. Aus einer anderen Perspektive: Etwa 50 Prozent der Reglerparameter bleiben seit der Inbetriebnahme unverändert.

Performance-Steigerung abseits manueller Möglichkeiten
Manuelles Tuning von Regelkreisen scheint dabei ein probates Mittel der Wahl zu sein. Doch bedenkt man, dass die Anzahl der Regelkreise in einer Anlage der Chemie oder Petrochemie typischerweise bei einigen Dutzend beginnt und über mehrere Hundert bis zu Tausenden reicht, verliert diese Strategie deutlich an Attraktivität.

Eine manuelle, d. h. Schritt-für-Schritt-Analyse eines jeden einzelnen Regelkreises – basierend auf dem Leitsystem oder dem Prozessdatenmanagementsystem – erfordert einen erheblichen Arbeitsaufwand und ist sowohl für die Serviceingenieure als auch die Anlagenfahrer im Alltagsbetrieb schlichtweg nicht durchführbar. Zusätzlich zum reinen Mengenproblem kommt noch hinzu, dass das Bedienpersonal und die Serviceingenieure mit der Tatsache konfrontiert werden, dass jeder einzelne Regelkreis eine ganze Reihe von möglichen Fehlerquellen und Fehlerarten aufweist, um aus dem optimalen Betriebspunkt laufen zu können.

LoopAnalyzer liefert tiefe Einblicke in prozesstechnische Regelkreise
Abhilfe in diesem prozesstechnischen Dilemma verspricht nun ein neues Produkt aus dem Hause cts. Mit dem 2019 entwickelten LoopAnalyzer ermöglicht der erfahrene Spezialist für Prozess- und Fertigungsautomation ein automatisches Reglerperformance-Monitoring in Echtzeit.

Der LoopAnalyzer ist nicht nur problemlos in das Leitsystem integrierbar, sondern liefert zudem tiefe Einblicke in die Dynamik sämtlicher PID-Regelkreise. Dank seiner ausgefeilten Funktionalität bietet der LoopAnalyzer einen gut strukturierten Überblick über alle Regelkreiskomponenten und ermöglicht einen schnellen Drilldown, um eine detaillierte Ursachenanalyse durchzuführen.

Umfassende Leistungen
Die Leistungen seitens cts enden jedoch keineswegs mit der Lieferung und Installation der LoopAnalyzer-Software. Dank seiner langjährigen und breit gestreuten Expertise in Automatisierungstechnik, Regelungstechnik und Verfahrenstechnik sowie in der Softwareentwicklung ist das Unternehmen in der Lage, nicht nur maßgeschneiderte Analysen anzubieten, sondern darüber hinaus Konsequenzen frühzeitig abzuleiten und entsprechende Maßnahmen zu entwickeln. Auch Schulungen in regelungstechnischen Themen, der Parametrierung und dem Tuning von Regelungssystemen sowie Benutzerschulungen für Anlagenpersonal und Betriebsingenieure sind im Leistungsumfang integriert. (red.)