Einführung

Nach vielen Jahren der Spekulationen und Diskussionen haben die sich rasant verändernden Marktbedingungen die digitalen und technologischen Landschaften so stark beeinflusst, dass Cloud-basierte Softwareanwendungen im Produktionsumfeld nun in aller Munde sind. Cloud-basierte Lösungen überwinden unnötige geografische, abteilungsbezogene oder hierarchische Grenzen und fördern den Zusammenhalt innerhalb eines Unternehmens und ermöglichen eine reibungslose Zusammenarbeit. Aus unternehmerischer Sicht optimieren das Cloud Computing und die Datenspeicherung die betriebliche Effizienz und die Zusammenarbeit derart, dass Unternehmen innovativ handeln können und der Konkurrenz stets einen Schritt voraus sind.

Analyse von A&E und PID-Reglern über die Cloud

Ein führender Agrarkonzern suchte nach einer Möglichkeit, Anlagenalarme und die Leistung der PID-Regler (Proportional-Integral-Differential-Regler) für mehrere seiner Produktionsanlagen weltweit von einem zentralen, in der Cloud gehosteten Kontrollzentrum aus zu analysieren. Ziel war es, die Alarmleistung zu analysieren und den Betrieb der PID-Regler von der Zentrale aus zu optimieren, während gleichzeitig weiterhin lokal auf die Anlageninformationen zugegriffen werden kann. So könnte ein zentraler Pool von Fachleuten Analysen, Empfehlungen und Best Practices standortübergreifend austauschen. Dabei würden Anlagendaten und -informationen vor Ort verfügbar sein, um den Anlagenbetrieb zu unterstützen, Prozesse zu verbessern und effektive Entscheidungen an der Basis zu treffen.

Cloud-fähige Lösung

Yokogawa hat eine einzigartige Lösung basierend auf einer Cloud-gesteuerten Umgebung entwickelt, die Daten von mehreren Produktionsstandorten an das zentrale Kontrollzentrum übermittelt.

Für eine bessere Auswertung von Alarm- und Ereignisdaten (A&E) sammelt ein sog. Process Historian Prozessdaten und A&E von der jeweiligen Anlagensteuerung. Die Daten aller Anlagen werden mit Hilfe einer sicheren und zuverlässigen Datenübertragungsmethode in einem unternehmensweiten Cloud-fähigen Historian zusammengeführt. Ein Softwarepaket für die Alarmberichterstattung und -analyse ermöglicht es, A&E für jede Anlage zu erfassen und zu überwachen, indem Berichte und Key Performance Data (KPIs) für weitere Analysen von der zentralen Leitstelle aus generiert werden.

Um die Leistung der PID-Regler zu steigern, wurde ein Diagnosetool zur Überwachung, Analyse und Meldung von Informationen eingesetzt, das die Feinabstimmung von 125 PID-Schleifen an den Produktionsstandorten ermöglicht.

Für einen besseren Datenzugriff werden die PID-Regelkreisleistung und A&E in einem kombinierten webbasierten Dashboard angezeigt, sodass sämtliche Kennzahlen für jeden Standort in einem zentralen Display abgebildet werden. Der anlagenübergreifende Zugang zu den Daten verbessert die Alarm- und Sicherheitspraktiken und behebt Fehler bei der Schleifenabstimmung. Das global agierende Anlagenmanagementteam hat dadurch einen lückenlosen Einblick in den Status jeder einzelnen Anlage und kann die Anlagenleistung analysieren und operative Verbesserungsmöglichkeiten identifizieren.

Zunächst musste sichergestellt werden, dass auf Alarme und PID-Daten zugegriffen werden kann, um Analysen durchführen und Verbesserungen erzielen zu können. Längerfristig schafft dies die Grundlage für einen weiteren Ausbau der Funktionalitäten wie Alarmreduzierung, Alarmrationalisierung und PID-Tuning.

Vorteile

Der anlagenübergreifende Zugriff auf Daten verbessert die Alarm- und Sicherheitspraktiken und verhindert Fehler beim Loop-Tuning. Durch die Überwachung und Analyse der Daten lassen sich weitere Verbesserungen umsetzen, die einen langfristigen Nutzen bieten und einen kontinuierlichen Mehrwert schaffen, so zum Beispiel:

• Sichere Alarmmanagementpraktiken

• Erhöhte Anlagenleistung

• Verbesserte Bedienereffizienz

• Optimierte Wartungsplanung

• Kostensenkungen

Ein zentrales Dashboard zeigt den aktuellen Status der Alarme und der PID-Reglerleistung von jedem Standort aus an und gibt einen visuellen Überblick über die Anlagenleistung. Dies sorgt für eine bessere Integration auch über viele verschiedene Standorten hinweg und unterstützt somit die strategischen Ziele des Unternehmens.

Durch die Analyse von Anlagendaten über mehrere Standorte hinweg können Prozesse und Geräte mit den tatsächlichen Anlagendaten abgeglichen und bewertet werden. Zudem können diese Informationen auch dazu verwendet werden, Best Practice-Prozesse zu etablieren, die an allen Standorten angewendet werden können, um erreichbare Ziele zu identifizieren und festzulegen und die Gesamtleistung zu beurteilen.

Systemarchitektur

Alarm- und Ereignisdaten sowie Prozessdaten verfügen über die gleiche Systemarchitektur.

Zusammenfassung

Cloud-Bereitstellung

Ziel der global agierenden Anlagenleitung war es, den aktuellen Status aller zehn Standorte in einem zentralisierten Cloud-basierten Datenzentrum abzurufen, um die Alarmleistung überwachen und den Betrieb ihrer PID-Regler verbessern zu können.

Business Intelligence Dashboard & Reporting

Im Mittelpunkt des Projekts stand ein kombiniertes Dashboard, das sowohl Alarme als auch Prozessdaten gleichzeitig anzeigt. Es können Berichte erstellt werden, die wichtige Leistungsdaten aufzeigen und innerhalb des globalen Managementteams ausgetauscht und verteilt werden können, um die Betriebsabläufe zu verbessern und Abgleiche zu ermöglichen. Konsistente und standardisierte Daten und Informationen aus den Steuerungssystemen und Betriebsstätten der zehn Standorte schaffen so einen echten Mehrwert für den Kunden.