Einbauen und vergessen

Markku Simula (Marketing-Manager), Ismo Niemelä (Produktmarketing-Manager) und Tuomo Honkanen (Systementwicklungsingenieur) Neles Controls Group FIN-00881 Helsinki, Finnland

Die jüngste technologische Herausforderung war die Entwicklung eines intelligenten Mittels zur unabhängigen Überwachung der Arbeitsweise von Ventilen. Verkörpert wird diese Möglichkeit im Field Browser, dem ersten System zur Überwachung von Veränderungen im Ventilverhalten und zur automatischen Meldung dieser Veränderungen an den Kunden und die Neles Controls Service Centers. Dies erfolgt durch E-Mail über die bestehenden Intranet- oder Internet-Verbindungen. Die in seiner Datenbank gespeicherten Informationen können auch zur Planung von Wartungsprogrammen herangezogen werden.

Der Field Browser wurde erstmals im Juni 1998 in Helsinki, Finnland, vorgestellt. In den letzten sechs Monaten wurde er in der Praxis in einer Zellstofffabrik erprobt und ist jetzt als handelsmässiges Produkt lieferbar.

„Schlaue“ Regelventile sind Präzisionsgeräte, die den Verfahrensablauf kontinuierlich regulieren. Sie gehören zu den wichtigsten Gliedern von Produktions- und verfahrenstechnischen Anlagen. Bisher wurde die Arbeitsweise solcher Regelventile durch genaues Betrachten Dutzender Computerbildschirme mit komplizierten Daten oder einfach gar nicht überwacht.

Die Entwicklung des neuen Überwachungs- und Wartungssystems Field Browser macht es jedoch möglich, dass diese Ventile noch um einiges „schlauer“ werden und noch mehr Betriebssicherheit und Geschwindigkeit sowie eine verbesserte Rückmeldung der Arbeitsweise gewährleisten. Zugleich verringern sie den Arbeitskräftebedarf und senken die Betriebskosten von Produktions- und verfahrenstechnischen Anlagen.

Mit dem Field Browser können über einen beliebigen Web-Browser wie Microsoft Internet Explorer oder Netscape Navigator „schlaue“ Betriebsgeräte an irgendeinem Standort über Intranet oder Internet auf Betriebsausfall überwacht und die Ergebnisse auf einem einzigen, leicht ablesbaren Bildschirm dargestellt werden. Mit dieser Online-Verbindung zu Ventilen oder anderen Regel- und Steuervorrichtungen lassen sich Fehlermeldungen automatisch erfassen. Bei anstehenden Problemen bekommt das Betriebspersonal direkte Warnsignale und zwar lange bevor ein Notabschaltzustand entsteht. Zu den typischen Fehlern, die ein Warnsignal auslösen könnten, gehört die erhöhte Reibung in einem Regelventil oder der Ausfall des Geräts.

Gleichgültig ob sich jemand in unmittelbarer Nähe des Problems befindet, zum Beispiel auf Abruf im Betrieb, oder sich auf einem anderen Erdteil aufhält, ob es Tag oder Nacht ist, diese Warnsignale erfolgen automatisch und werden unverzüglich durch E-Mail übertragen. Die Sendung erfolgt über OLE (Object Linking and Embedding), über DDE (Dynamic Data Exchange) auf eine Webseite oder auch als einfache Textmessage direkt an ein Mobiltelefon (Bild 2). Die vom Field Browser übermittelten Online-Parameter geben die an jeder kritischen Stelle vorliegende Zustandsveränderung an und sind klar und leicht zu lesen.

Der Field Browser arbeitet in Verbindung mit dem neuen Programm Valve Manager 2.1. Er überwacht schlechthin jedes an ihn über einen digitalen HART Multiplexer (HART = Hart Addressable Remote Transducer) oder Foundation Feldbus angeschlossene Betriebsgerät. Er sammelt Informationen über die Betriebszustände und erfasst diese dann in einem HTML Dokument (Bild 3). Dieses ist bei Bedarf überall in der Welt über das Internet abrufbar. Dessen Sichtbarkeit kann wahlweise auch auf das eigene LAN (Local Area Network) begrenzt werden.

Die neueste Version des Programms Valve Manager (Bild 4) bietet benutzerfreundliche, PC-gestützte Hilfsmittel für die Konfiguration und Analyse von Zustand und Arbeitsweise schlauer Regelventile von nur einem entfernt gelegenen Ort aus. Das Programm wird in Verbindung mit dem modernen fehlerselbsterkennenden Ventilstellungsregler auf Mikroprozessorbasis ND800 des Unternehmens eingesetzt. Die Multiplexer Netzwerk-Version des Valve Manager ermöglicht den Anschluss von bis zu 992 Ventilen an einen einzigen Computer.

Das Programm Valve Manager dient zur Online-Überwachung der Arbeitsweise von Regelventilen. Akkumulierende Trends bezüglich kritischer Parameter werden vom ND800 automatisch aufgezeichnet. Damit wird das Ausmass der Abweichung bewertet. Diese Informationen dienen dazu, Ventil- oder Verfahrensprobleme zu erkennen und zu beheben. Mit Valve Manager lassen sich auch aufkommende Probleme feststellen, bevor diese die Prozeßstabilität beeinträchtigen sowie Pläne zur prediktiven Wartung durchführen. Durch die vom Valve Manager ermöglichte Fernkonfiguration lassen sich die Ventile schnell und einfach kalibrieren sowie Ventileinstellungen ändern.

Der Schlüssel zum ND800 (Bild 1) ist ein digitaler Steueralgorithmus auf Basis eines mathematischen Modells. Ändert sich das Steuersignal, werden Ventilstellung und Stellantriebszylinderdruck vom Gerät gemessen und der Luftstrom zum Stellantrieb reguliert. Damit werden Geschwindigkeit und Genauigkeit der Stellung auf eine neue Befehlseinstellung optimiert. Wie die Erfahrung zeigt, verringert sich mit dem ND800 die verfahrenstechnische Schwankungsbreite um bis zu 50 Prozent im Vergleich zu Regelventilen mit analogen Stellungsreglern.

Die vom Field Browser erhaltenen Informationen werden in einer Datenbank gespeichert, die dem Kunden auch als Informationsbank zur Planung künftiger kostenwirksamer Wartungsprogramme sowie zum Zusammenstellen bzw. Auswerten des jetzigen oder früheren Betriebsverhaltens einzelner Ventile dient.

Der Ventilstellungsregler ND800 wird das Hauptprodukt sein, das im Oktober 1998 in Helsinki eröffneten Betrieb von Neles Controls (Bild 5) hergestellt wird. Er ist zur Plattform für die schnell grösser werdende Familie „smarter“ Produkte geworden, zu denen der Field Browser, der Valve Manager, das Notabschaltsystem ValvGuard und die Durchflussregelventile Nelflow gehören.

Das Unternehmen bietet ein Programm der Elektronik- und Softwareprodukte für das Lebenszyklus-Management von Ventilen und anderen Betriebsgeräten. Um dieses abzurunden, wird der Betrieb als nächsten Schritt ein Erfassungs- und Analysesystem für Produktdaten schaffen, das mit dem Sammeln von Informationen bereits in der Nelprof Ventildimensionierungs- und -auswahlphase beginnt.

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