asset management durch intelligente verknüpfung von informationen

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Ü6.05 Innovative Werkstoffverbundsysteme im chemischen Apparatebau W. Hufenbach 1) (E-Mail: [email protected]) 1) Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, TU Dresden, Holbeinstraße 3, D-01062 Dresden DOI: 10.1002/cite.200750384 Neuartige Werkstoffverbundsysteme besitzen im Vergleich zu den klassi- schen Werkstoffen die größere Flexibili- tät zur Anpassung der Werkstoffstruk- tur an thermomechanische sowie mediale Belastungen und sind somit für Anwendungen im chemischen Appara- tebau prädestiniert. Da sowohl die Bau- teilstruktur als auch der Werkstoff- aufbau selbst gleichzeitig in einem iterativen Prozess entstehen, ist die durchgängige Betrachtung der einzel- nen Teilbereiche Werkstoffe, Konstruk- tion, Simulation und Fertigung bei der belastungsgerechten Bauteilentwicklung zwingend erforderlich. Während bisher das Verstärkungsgerüst der meisten Ver- bundwerkstoffe aus uni- oder bidirektio- nalen endlosfaserverstärkten Einzel- schichten aufgebaut ist, gewinnen neuerdings beanspruchungsgerechte textile 3D-Verstärkungshalbzeuge in Form von Preforms aus Multiaxialge- stricken, -gewirken und -geflechten und ihre faserschonende Einbindung in die einsatzangepasste Matrix zunehmend an Bedeutung. Die großen Vorteile tex- tilbasierter Werkstoffverbundsysteme hinsichtlich ihrer Gestaltungsfreiheit lassen sich nur durch Einsatz von neuen textilbasierten Konstruktionsprinzipien ausschöpfen, die aus einer gezielten Nutzung der textilen Verbundcharakte- ristik unter Beachtung neuer Textiltech- niken und angepasster Herstellungs- technologien resultieren. Denn erst hierdurch ist eine materialeffiziente Herstellung von leichten, sicheren und endkonturnahen Bauteilstrukturen mit hoher Funktionsintegration sowie Pro- duktqualität möglich. Durch die werk- stoffimmanente Einbindung von elektri- schen Funktionselementen bereits auf Halbzeugebene (smart materials) ist auch eine online-Überwachung des Be- anspruchungszustandes von chemi- schen Apparaten und Anlagen möglich. Asset Management V6.16 Asset Management durch intelligente Verknüpfung von Informationen Dr. T. Müller-Heinzerling 1) (E-Mail: [email protected]), Dr. B.-M. Pfeiffer 2) , H. Grieb 2) 1) Siemens AG, A&D CC CCG, G.-Braun-Straße 18, D-76187 Karlsruhe 2) Siemens AG, A&D ATS 32, Östliche Rheinbrückenstraße 50, D-76187 Karlsruhe DOI: 10.1002/cite.200750030 Das anlagennahe Asset Management spielt in den letzten Jahren eine zuneh- mende Rolle, da mit modernen Plant As- set Management Systemen ein Beitrag zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit geleistet werden kann. Aufgrund der kon- tinuierlichen Überwachung werden bei Störungen oder Wartungsbedarf der As- sets automatisch Meldungen generiert. Somit können frühzeitig und gezielt ge- eignete Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet werden, um die Verfügbarkeit der Produktionseinrichtung auf einem möglichst hohen Niveau zu halten. Jedoch blieb der Umfang der Diagno- sen bisher meist auf die Komponenten des Leitsystems und die Feldgeräte begrenzt. Um den Zustand echter Anlagen-Komponenten, wie z. B. Wär- metauscher, Pumpen, Kompressoren überwachen zu können, waren in der Regel zusätzliche Investitionen in spezi- fische und teure Mess- und Auswerte- technologien wie z. B. Vibrationssenso- ren, akustische Diagnoseeinrichtungen notwendig, die nur in Einzelfällen für große oder prozesskritische Aggregate zu rechtfertigen waren. Ein interdisziplinäres Team aus Auto- matisierungsexperten, Verfahrenstech- nikern und Maschinenbauern hat sich mit dieser Problematik auseinanderge- setzt. Das Ergebnis der Projektarbeit ist ein Konzept, wie in Zukunft auch As- sets, die selbst keine Zustandsinforma- tionen liefern, wie Motoren, Pumpen, Zentrifugen, Filter etc., einfach in das anlagennahe Asset Management einge- bunden werden können, ohne teure Zu- satzsensorik einsetzen zu müssen. Dies geschieht durch die Nutzung von schon im Leitsystem verfügbaren Daten und deren intelligente Verknüpfung zu dia- gnostischen Informationen. Dieser interessante Ansatz wird für zwei verbreitete Asset-Klassen (Kreisel- pumpen und Wärmetauscher) neben ersten Erfahrungsberichten aus den Pilotanwendungen vorgestellt. [1] T. Müller-Heinzerling, B.-M. Pfeiffer, H. Grieb, atp 2006, 48, 56. [2] B.-M. Pfeiffer, H. Grieb, K. D. Betten- hausen, Prozessnahes Performance- Management – vom Plant Asset-Mana- gement zur optimierten Betriebsfüh- rung, VDE-Kongress, Tagungsband, Aachen, Oktober 2006. Prozess-, Anlagen- und Apparatetechnik 1425 Chemie Ingenieur Technik 2007, 79, No. 9 © 2007 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de

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Ü6.05

Innovative Werkstoffverbundsysteme im chemischenApparatebauW. Hufenbach1) (E-Mail: [email protected])1)Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, TU Dresden, Holbeinstraße 3, D-01062 Dresden

DOI: 10.1002/cite.200750384

Neuartige Werkstoffverbundsystemebesitzen im Vergleich zu den klassi-schen Werkstoffen die größere Flexibili-tät zur Anpassung der Werkstoffstruk-tur an thermomechanische sowiemediale Belastungen und sind somit fürAnwendungen im chemischen Appara-tebau prädestiniert. Da sowohl die Bau-teilstruktur als auch der Werkstoff-aufbau selbst gleichzeitig in einemiterativen Prozess entstehen, ist diedurchgängige Betrachtung der einzel-nen Teilbereiche Werkstoffe, Konstruk-tion, Simulation und Fertigung bei derbelastungsgerechten Bauteilentwicklungzwingend erforderlich. Während bisher

das Verstärkungsgerüst der meisten Ver-bundwerkstoffe aus uni- oder bidirektio-nalen endlosfaserverstärkten Einzel-schichten aufgebaut ist, gewinnenneuerdings beanspruchungsgerechtetextile 3D-Verstärkungshalbzeuge inForm von Preforms aus Multiaxialge-stricken, -gewirken und -geflechten undihre faserschonende Einbindung in dieeinsatzangepasste Matrix zunehmendan Bedeutung. Die großen Vorteile tex-tilbasierter Werkstoffverbundsystemehinsichtlich ihrer Gestaltungsfreiheitlassen sich nur durch Einsatz von neuentextilbasierten Konstruktionsprinzipienausschöpfen, die aus einer gezielten

Nutzung der textilen Verbundcharakte-ristik unter Beachtung neuer Textiltech-niken und angepasster Herstellungs-technologien resultieren. Denn ersthierdurch ist eine materialeffizienteHerstellung von leichten, sicheren undendkonturnahen Bauteilstrukturen mithoher Funktionsintegration sowie Pro-duktqualität möglich. Durch die werk-stoffimmanente Einbindung von elektri-schen Funktionselementen bereits aufHalbzeugebene (smart materials) istauch eine online-Überwachung des Be-anspruchungszustandes von chemi-schen Apparaten und Anlagen möglich.

Asset Management

V6.16

Asset Management durch intelligente Verknüpfungvon InformationenDr. T. Müller-Heinzerling1) (E-Mail: [email protected]), Dr. B.-M. Pfeiffer2), H. Grieb2)

1)Siemens AG, A&D CC CCG, G.-Braun-Straße 18, D-76187 Karlsruhe2)Siemens AG, A&D ATS 32, Östliche Rheinbrückenstraße 50, D-76187 Karlsruhe

DOI: 10.1002/cite.200750030

Das anlagennahe Asset Managementspielt in den letzten Jahren eine zuneh-mende Rolle, da mit modernen Plant As-set Management Systemen ein Beitragzur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeitgeleistet werden kann. Aufgrund der kon-tinuierlichen Überwachung werden beiStörungen oder Wartungsbedarf der As-sets automatisch Meldungen generiert.Somit können frühzeitig und gezielt ge-eignete Instandsetzungsmaßnahmeneingeleitet werden, um die Verfügbarkeitder Produktionseinrichtung auf einemmöglichst hohen Niveau zu halten.

Jedoch blieb der Umfang der Diagno-sen bisher meist auf die Komponentendes Leitsystems und die Feldgerätebegrenzt. Um den Zustand echterAnlagen-Komponenten, wie z. B. Wär-metauscher, Pumpen, Kompressoren

überwachen zu können, waren in derRegel zusätzliche Investitionen in spezi-fische und teure Mess- und Auswerte-technologien wie z. B. Vibrationssenso-ren, akustische Diagnoseeinrichtungennotwendig, die nur in Einzelfällen fürgroße oder prozesskritische Aggregatezu rechtfertigen waren.

Ein interdisziplinäres Team aus Auto-matisierungsexperten, Verfahrenstech-nikern und Maschinenbauern hat sichmit dieser Problematik auseinanderge-setzt. Das Ergebnis der Projektarbeit istein Konzept, wie in Zukunft auch As-sets, die selbst keine Zustandsinforma-tionen liefern, wie Motoren, Pumpen,Zentrifugen, Filter etc., einfach in dasanlagennahe Asset Management einge-bunden werden können, ohne teure Zu-satzsensorik einsetzen zu müssen. Dies

geschieht durch die Nutzung von schonim Leitsystem verfügbaren Daten undderen intelligente Verknüpfung zu dia-gnostischen Informationen.

Dieser interessante Ansatz wird fürzwei verbreitete Asset-Klassen (Kreisel-pumpen und Wärmetauscher) nebenersten Erfahrungsberichten aus denPilotanwendungen vorgestellt.

[1] T. Müller-Heinzerling, B.-M. Pfeiffer,H. Grieb, atp 2006, 48, 56.

[2] B.-M. Pfeiffer, H. Grieb, K. D. Betten-hausen, Prozessnahes Performance-Management – vom Plant Asset-Mana-gement zur optimierten Betriebsfüh-rung, VDE-Kongress, Tagungsband,Aachen, Oktober 2006.

Prozess-, Anlagen- und Apparatetechnik 1425Chemie Ingenieur Technik 2007, 79, No. 9

© 2007 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de