Foundation Fieldbus im Umfeld der Plant Asset Management … · 2011. 2. 7. · Plant Asset Management Diagnose Marc Birkenkamp Foundation Fieldbus Konferenz, Bayer Kasino, Leverkusen,

BMS TS PCT

Foundation Fieldbus im Umfeld der Plant Asset Management Diagnose

Marc Birkenkamp

Foundation Fieldbus Konferenz, Bayer Kasino, Leverkusen, 26.01.2011

Plant Optimization • M.Birkenkamp • 2010-01-26 • Page 2

BMS TS PCT

Referent

Marc Birkenkamp

• Ausbildung zum Energieanlagenelektroniker bei der Hellermann GmbH• Studium der Elektrotechnik an der Hochschule Hamburg• Studium zum Wirtschaftsingenieur an der Hochschule Köln

Von 1998 bis 2000 Mitarbeiter der Bayer AGVon 2001 bis 2004 Mitarbeiter der Bayer MaterialScience AGVon 2004 bis 2007 Mitarbeiter der Lanxess Deutschland GmbHVon 2007 bis 2008 Mitarbeiter der Aliseca GmbHSeit 2008 Mitarbeiter der Bayer MaterialScience AG

Planungsingenieur von chemischen Anlagen im Bereich der MSR TechnikInstandhaltungsoptimierungsmanager und TeamleiterGlobale Koordination und globale Einführung von Condition MonitoringSystemenMitglied im NAMUR Arbeitskreis AK4.13 (Plant Asset Management)


BMS TS PCT

Inhalt

Organisation

Zahlen

Aufbau Standort Caojing

Definition und Verständnis

von Plant Asset

Management

FF im Umfeld von Plant

AssetManagement

Zusammen-fassung


BMS TS PCT

Corporate Center

Konzernvorstand

Bayer AG

Holding

Der Bayer-Konzern: Unternehmensstruktur

Bayer HealthCare AG

ServicegesellschaftenTeilkonzerne

Bayer MaterialScience AG

Bayer CropScience AG

Bayer BusinessServices GmbH

Bayer Technology Services GmbH

Currenta


BMS TS PCT

Bayer MaterialScience: Zahlen und Fakten 2009

Produktions-standorteca. 30

Mitarbeiterca. 14.300*

F&E

200 MioEuro

Umsatzca.7,4 Mrd.Euro

Gesamtinvest AsienCa 2,1 Mrd. Euro

bis 2012


BMS TS PCT

Umsatz 2009 nach Geschäftseinheiten

51%51%7,4 Mrd. Euro

25%

19%19%

1%1%3%3%

ThermoplasticPolyurethanes

Sonstiges 1%

Polyurethanes (PUR)

Polycarbonates (PCS)

Coatings, Adhesives,Specialties (CAS)

Inorganic Basic Chemicals (BC)


BMS TS PCT

Ausgewählte Produktionsstandorte BMS

Channelview, TXBaytown, TX

Santa Clara, MEX

Columbus, GA

South Deerfield, MA

Newark, OHSouth Charleston, WV

New Martinsville, WV Barcelona, ESPTarragona, ESP

Fos-sur-Mer, FRA

Filago, ITA

Map Ta Phut, THACuddalore, IND

Belford Roxo, BRA

Anyer, INA

MA = MassachusettsWV = West VirginiaOH = OhioGA = GeorgiaTX = Texas

Niihama, JPN

Sakai, JPN

Shanghai, CHNLin Yuan, TPE

Maasvlakte, NEDAntwerpen, BEL

Leverkusen, GER

BrunsbüttelKrefeld-Uerdingen

Bitterfeld

Laufenburg

LeverkusenDormagen

Taichung, TWNShenzen, CHN

Moskau


BMS TS PCT

Standort Caojing

PCSPUR MDIPUR TDICASInfra

Third PartyBC


BMS TS PCT

Engineering Guideline

Standard Topology for Zone 1


BMS TS PCT

Engineering Guideline

Shielding / Grounding in Zone 1


BMS TS PCT

Caojing FF Gesamtanzahl Geräte 2011-01

Gesamtanzahl Geräte: 10.850 Geräte


BMS TS PCT

FF-Stellungsregler pro System (3730-5)

Gesamtanzahl Geräte: 3.000 Stück


BMS TS PCT

Inhalt

Organisation

Zahlen



von Plant Asset

Management


AssetManagement

Zusammen-fassung


BMS TS PCT

Definition

Quelle: NAMUR AK 4.13, GMA FA 6.23

Verwalten der Assets über den gesamten Lebenszyklus hinweg.

Organisation des Einsatzes und Zustanderhaltens der Assets.

Erzeugen und Bereitstellen von Asset -Zustandsinformationen.

2

1

3

mit den Zielen:

Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Effizienz der Assets,A

einer Wertsteigerung durch erweiterte Nutzung und Verringern der Erhaltungskosten,

B

einer Reduzierung des Ersatzbedarfes durch optimalen Einsatz und bestmögliches Erhalten

C

Definition: Plant Asset Management

PAM NE 129VDI 2651


BMS TS PCT

NutzerPAM System

P

E

T

L

Aus Daten … werden Informationen … werden Entscheidungen

.

Anlage

NE 129


F


BMS TS PCT

Quelle: SAMI, CapGemini

RAM Reliability, Availybility, MaintainabilityRCM Risc Centered MaintenanceSRCM Streamlined Reliability Centered

MaintenanceOPM Outage Performance MonitoringSAMI Strategic Asset Management Inc.CMMS Computerised Maintenance

Managment System

PlantAsset

Management

Leitsysteme

Kommunikations-technologie

Informationshaushalt Anlagenequipment

Ingenieur-KonsolenEngineering-Systeme

Prozessferne Systemtechnologie

CAE-Systeme,Anlagen-dokumentation

MESERP

Integrations-technologie

DTMGSD, DD,

EDD, EDS, ...

objectrole

entitysystem

Betriebswirtschaftliche Systeme

FDT

Prozessnahe Systemtechnologie

FDI


Asset Gesundheits Dreieck und Interaktion mit Automatisierungssystemen


BMS TS PCT

Inhalt

Organisation

Zahlen



von Plant Asset

Management


AssetManagement

Zusammen-fassung


BMS TS PCT

Erwartungen an den Fieldbus für die Diagnose

Schneller Zugriff auf das Gerät und dessen Parameter– Handwerker bzw. Techniker sollten während des Loop-Checks schnell auf die

Geräteparameter zugreifen und bei Bedarf Werte simulieren – Schneller Aufruf der Parameter für Informationen und Änderungen während des

Betriebes

Eindeutige Fehlermeldung bei Störung– Das Gerät sollte zeitnah eine Störung des Gerätes an ein überliegendes System

melden– Das Gerät sollte innerhalb der Fehlermeldung die Ursache der Störung melden

Schneller Zugriff auf alle Daten der Geräte– Ein Export aller Geräteeinstellungen um daraus schnelle Überprüfungen der

Einstellungen nach z.B. Sicherheitsaspekten, Standardeinstellungen, etc zu erhalten

– Ein Export zur Analyse wichtiger Parameter zur Weiterverwendung im MES

Zeitsynchronisation mit dem Leitsystem– Gespeicherte interne Meldungen sollten mit einem Echtzeitstempel gespeichert

werden bzw. Datum und Zeit kann über Fieldbus ausgelesen werden


BMS TS PCT

Matrikon AMMatrikon CPMOSI PI System

AMS/PDM - SystemeAMS/PDM - SystemeDCS - SystemSIS - SystemSIS - System DCS - SystemDeltaV-Systeme AMS - SystemeSIS - System

OSI PI System Matrikon AMMatrikon CPMPdM Systems

(Vibration Database, Steam Trap, Valve

Monitoring..)

Meridium (2012)

AMS Portal

SAPNotification Reporting

Blockdarstellung Systemlandschaft Caojing

11.000 FF Geräte** z.B. 1220 Geräte für

MDI1 System


BMS TS PCT

Beispiel Ventildiagnose mit FF Geräten

1. Diagnose über Meldungsauswertung

2. Diagnose über Meldungstexte im Gerät

3. Diagnose über Parameterauswertungen

4. Übergreifende Diagnose (Zukunft?)


BMS TS PCT

Meldungen Gerät – DeltaV - AMS


BMS TS PCT

AMS trail für ein Ventil


BMS TS PCT

Auslesen der Alarm trails aus dem Gerät

DeltaV System

Positioner

Com.

PI System

Report

AMS System

OPC

FF

Im OSI PI System wurde für jeden Alarm und der entsprechenden Zeit ein PI-Tag angelegt -> 30 Meldungen werden im Stellungsregler gespeichert mit 30 Zeitstempeln = 60 PI Tags für ein Ventil

Es wurden 6 Ventile zyklisch alle 12 Stunden abgefragt, d.h. 360 Parameterwerte müssten über die FF Schnittstelle übermittelt werden

Emerson intern


BMS TS PCT

Erkenntisse des Alarm trails Auslesung hinsichtlich FF

Ein eindeutiger Text, der den Alarm beschreibt, fehlt und wird anscheinend nicht über das FF Protokoll übertragen – im Beispiel werden nur zwei Meldungen generiert

Die FF Schnittstellen bzw. die Kommunikationsschnittstellen kommen an ihre Grenzen, wenn man viele Parameter (hier Meldungen) von vielen Geräten auf einmal abfragt

Bei der Auslesung der Parameter im Gerät können keine Echtzeitabfragen getätigt werden, weil es keine Synchronisation mit der Echtzeit mit dem Gerät gibt und meistens kein Echtzeitdatum im Gerät vorhanden ist, d.h. man kann den Alarmen keine Echtzeit zuordnen


BMS TS PCT

Diagnose über Parameterauswertungen1.Versuch automatisches Auslesen via OPC

DeltaV System

Positioner

Com.

PI System

Report

AMS System

OPC

FF

Es wurden im OSI PI System mit Samson abgestimmte Parameter definiert, die kontinuierlich abgefragt werden sollen, z.B. Stressfaktor

Diese Parameter wurden alle 12 Stunden abgefragt und gespeichert

Es wurden nur 20 Ventile definiert mit 5 verschieden Variablen (auch Gerätelaufzeitparameter)


BMS TS PCT

Diagnose über Parameterauswertungen

2.VersuchManueller Export mit XML Datei und zusätzlicher externer Datenbank

DeltaV System

200 Positioner

Com.

AMS System

XML Datei

FF

Trovis Solution


BMS TS PCT

Erkenntnisse der Parameterauslesung hinsichtlich FF

Die FF-Schnittstelle ist sehr stabil, aber bei dem Versuch, alle Parameter aus den Geräten zu lesen, brachen interne Schnittstellen zusammen und ein Auslesen von größer 15 Geräten war vorerst nicht möglich

Das Auslesen des gesamten Parametersatzes eines Ventils dauert länger als 5 Minuten (über OPC sowie über AMS manuell)

Das Auslesen des gesamten Parametersatzes von mehreren Geräten dauert Stunden und kann nur über Nacht ausgelesen werden ( blockiert das AMS System)

Mit der DD Technik wurden am Anfang nicht alle Parameter übertragen. Mit der Einführung der EDD besteht die Möglichkeit, alle Parameter im vollen Umfang zu übertragen

Eine Aufbereitung der Daten innerhalb eines PIMS Systems ist sehr aufwendig und kostenintensiv

Schnittstellenprobleme bei Versionsänderungen!


BMS TS PCT

Übergreifende Diagnose (Zukunft)...und intelligente Alarmierung

DeltaV SystemCom.

AMS System

Alle Parameter bzw. alle Werte stehen allen FF-Geräten zur Verfügung

Alle Werte von FF Geräten können zur weiteren Diagnose in übergeordneten Systemen (PAMS) zeitnah genutzt werden

Standardisierung von Diagnoseparametern zur eindeutigen Identifizierung in anderen Systemen

Beispiel1 Ventil:

Der Stellungsregler benötigt für weitere Diagnosealgorythmen den Durchfluss, den Vordruck und die Dichte des Mediums, sowie die Meldung, dass die beiden Geräte für die Quellen im Spezifikationsbereich arbeitenBeispiel2:

Der Wärmetauschzulieferer gibt dem Anwender eine .PAM Datei für das *PAMS. Diese Berechnung erfordert x Parameter aus den verschiedenen Messgeräten

* Plant Asset Managment System


BMS TS PCT

Inhalt

Organisation

Zahlen



von Plant Asset

Management


AssetManagement

Zusammen-fassung


BMS TS PCT

ZusammenfassungDer Foundation Fieldbus ist stabil und hat sich in der Praxis bei der BMS bei ca. 11.000 Geräten bewährt

Das Protokoll bzw. die Kommunikation des Foundation Fieldbus ist für die aktuelle Standardanwendung schnell genug und überträgt bei einzelnem Bedarf zügig alle Parameter

Ein Massenauslesen der Parameter aller Geräte überfordert zur Zeit die Systeme, ist aber wichtig, um die Geräteeinstellungen regelmäßig zu überwachen und Abweichungen schnell zu erkennen

Die Meldungen müssen eindeutig sein und zu schneller Fehlerbehebung beitragen

Die Möglichkeit der Auslesung und Speicherung von mehreren Parametern zur eventuellen Trenddarstellung bzw. Erhebungen

Eine Verwendung mehrerer zur Verfügung stehender Parameter muss in übergeordneten Systemen möglich sein

Eine Upgradefähigkeit sollte immer möglich sein, d.h. vorhandene Systeme dürfen bei einer Versionsänderung nicht beeinträchtigt werden

Documents

Foundation Fieldbus im Umfeld der Plant Asset Management … · 2011. 2. 7. · Plant Asset Management Diagnose Marc Birkenkamp Foundation Fieldbus Konferenz, Bayer Kasino, Leverkusen,