Was sind Interlocks?

Interlocks sind Schaltsperren oder (elektronische) Verriegelungen, die ungewollte Zustände, Abläufe oder Ereignisse verhindern. Es soll so vermieden werden, dass versehentlich bestimmte Aktionen ausgeführt werden, die Schäden an Umwelt, technischen Geräten oder Gefahr für Leib und Leben verursachen können. In der Prozessindustrie ist es besonders wichtig, dass entsprechende Informationen zu Interlock-Zuständen vorliegen. Dazu muss klar erkennbar sein, bei welchen Maschinen und Geräten Interlocks aktiviert oder deaktiviert sind. Bei instabilen Abläufen wie dem Hochfahren, dem Herunterfahren, der Instandhaltung, der Überprüfung und der Störungsbehebung können Interlocks häufiger Aktionen auslösen. Dies erfordert eine erhöhte Aufmerksamkeit und Konzentration bei den Bedienern. Da sich Anlagenzustände sehr schnell verändern, werden fortwährend Interlocks an Maschinen und Geräten aktiviert. Dies soll verhindern, dass bestimmte Prozesse gestartet oder gestoppt werden. Dies erhöht die Risikostufe verschiedenster Geräte und Maschinen und wirkt sich nicht nur auf die Sicherheit und die Qualität aus, sondern mindert auch die Effizienz der Betriebsabläufe.

Wenn ein Interlock ausgelöst wird, werden die Bediener im Kontrollraum über dieses Ereignis benachrichtigt. Um schnell Abhilfe zu schaffen, müssen zuverlässige und genaue Informationen zu den Ursachen der Interlock-Zustände zugänglich sein. Eine unsichtbare oder unklare Interlock-Logik ist sowohl für Bediener als auch für Anwender extrem frustrierend. Dies gilt insbesondere bei instabilen Abläufen während des Hochfahrens, bei Prozessstörungen und bei Übergängen, die die Produktionsleistung der Anlage beeinträchtigen können.

Typische Meldungen aus dem Kontrollraum

• „Wir sind bereit, Bereich X5, Einheit 3 zu starten. Sind für diesen Bereich/diese Einheit Interlocks aktiv?”

• „Wir prüfen die Auslöser bei Interlock IC10 und haben versehentlich Interlock IF30 ausgelöst.”

• „Der Gerätetechniker arbeitet an PT50, und ich dachte, Ventil X wäre das einzige betroffene Teil…”

• „Unsere Charge ist komplett, und wir müssen Tank A entleeren, aber Pumpe A10 startet nicht… Ziehen Sie den Ingenieur und das Wartungspersonal hinzu…”

Interlock-Informationen werden in der Regel in Form von kundenspezifischen Grafiken gespeichert, die aus der Ursache-Wirkungs-Matrix abgeleitet werden, um diese ‚ungewünschten’ Zustände zu beseitigen. Aufgrund ihrer begrenzten eingebauten Funktionalität und Drilldown-Funktionen können diese individuellen Grafiken die richtigen Informationen zur Störungsbehebung und Problemlösung nur in eingeschränktem Maße liefern. Kundenspezifische Grafiken sind schwer zu pflegen und gemäß den sich ständig ändernden Betriebsbedingungen auf dem neusten Stand zu halten. Deshalb können auftretende Probleme nicht schnell und effizient gelöst werden, obwohl große Mengen an Ressourcen hierfür aufgewendet werden.

Interlocks können zu Störungen und Verzögerungen im Produktionsprozess führen. Um dies zu ändern, ist ein dynamischerer Ansatz bei der Visualisierung von Interlock-Zuständen und der Bereitstellung von Informationen erforderlich. Hierbei ist wichtig, dass die Informationen einfach gepflegt und aktualisiert werden können und Bedienern, Wartungs- und Technikerteams jederzeit zur Verfügung stehen. Jede Störung kann zu Produktionsverzögerungen und -ausfällen führen und sich negativ auf die Produktionseffizienz und -kosten auswirken.

Dynamische Interlock-Visualisierung

Es ist eine bessere Überwachung der Interlock-Zustände gefordert, die eine aktive Ansicht aller Interlock-Informationen über einen Einzelzugangspunkt für die gesamte Anlage bietet. Der direkte Zugang zu Interlock-Informationen vom integrierten Steuerungs- und Sicherheitssystem (ICSS) im Kontrollraum aus ermöglicht eine bessere Auswertung und Problemlösung. Denn zuverlässige und genaue Informationen zu den Interlock-Zuständen sind jederzeit griffbereit. Yokogawa hat nun für seine Kunden eine Softwarelösung mit einem dynamischen Interlock-Visualisierungs-Tool entwickelt, mit dem sich Interlock-Daten schnell und effizient überwachen und analysieren lassen. So können ungewünschte Interlock-Zustände im Handumdrehen behoben werden.

Die Interlock-Benutzeroberfläche bietet eine allgemeine Statusanzeige für alle Interlocks über mehrere Anlagen hinweg für eine vollständige und umfassende Ansicht aller Interlocks. Zur raschen Behebung von unerwünschten Interlock-Zuständen können die Bediener direkt von den HMI-Bildschirmen im Kontrollraum aus auf Interlock-Informationen zugreifen. Diese werden in Echtzeit vom integrierten Steuerungs- und Sicherheitssystem (ICSS) erfasst. Die gleiche webbasierte Benutzeroberfläche steht auch Anwendern wie z.B. Wartungs- und Technikerteams außerhalb des Kontrollraums zur Verfügung und zeichnet sich durch eine verbesserte Sichtbarkeit der Interlock-Zustände für alle Abteilungen aus.

Navigation wird zum Kinderspiel

Die Software stellt alle Informationen übersichtlich dar und macht die Navigation durch die Interlock-Daten für die Anwender zu einem Kinderspiel. Dank der intuitiven Navigation und der eingebauten Logik in der Webanzeige können die Bediener per Drilldown alle Details zu Interlock-Daten, Aktionen und Auslösern abrufen, um so ungewollte Interlock-Zustände schnell zu beheben. In der Webanzeige lassen sich wichtige Maschinen, Geräte und Bereiche zur einfacheren Identifikation visuell hervorheben. So können sich die Bediener auf die Bereiche von hoher Bedeutung konzentrieren und so Produktionsverzögerungen und -unterbrechungen verhindern.

Bei dieser Softwarelösung müssen zudem keine individuellen Grafiken erstellt, verwaltet und gepflegt werden. Alle Interlock-Informationen stehen bereit auf der Bildschirmanzeige mit Out-of-the-Box Funktionalität und Drilldown-Funktionen, um bequem durch die Interlock-Hierarchie zu navigieren. Es handelt sich um eine höchst zuverlässige und solide Methode zur Bereitstellung von Interlock-Informationen, mit deren Hilfe sich alle Interlock-Ursachen und -Zustände durch Integration des ICSS schnell und einfach identifizieren lassen. Auf diese Weise werden dem Anwender zuverlässige Daten an die Hand gegeben.

Das Softwaretool ist einfach zu handhaben und verfügt über eine vereinfachte, bedienfreundliche Benutzeroberfläche mit diversen Konfigurations- und Verwaltungsfunktionen in einer einheitlichen Stand-Alone-Anwendung. Diese kann über mehrere Anlagen hinweg eingesetzt werden.

Vorteile

Verbesserte Anlagenabläufe durch schnellen und zuverlässigen Zugriff auf Interlock-Daten in einer einheitlichen Umgebung.

Weniger Produktionsstörungen durch schnelle Behebung von Produktionsverzögerungen und -ausfällen aufgrund von schwer zu identifizierenden Interlock-Abhängigkeiten. Anwender profitieren vom schnellen Suchen nach und Navigieren durch Informationen, mit deren Hilfe sich ungewollte Interlock-Zustände einfach und effizient beheben lassen.

Effektive Endanwender-Unterstützung durch schnellere Identifikation von Problembereichen zur Lösung von Problemen im Betriebsablauf.

Vereinfachte HMI-Anzeige – Kundenspezifische Anzeigegrafiken stellen eine enorme Belastung für das System dar; ein Austausch der bestehenden Lösung durch die neue Software spart Zeit und setzt Ressourcen frei.

Weniger vermeidbare Abschaltungen  durch die verbesserte Sichtbarkeit von Abschaltungsrisiken bei der Arbeit am ICSS oder im Feld. Bessere Ausführung von geplanten Arbeiten am Systemprozess oder im Feld durch die Identifikation von potenziellen Risiken einer Auslösung oder Aktivierung von Interlocks.

Audit-Trail aller Interlock-Änderungen – übersichtliche Anzeige aller an Interlocks vorgenommenen Änderungen mit benutzerdefinierten Bereichen für das Änderungsmanagement

Projektumfang

Yokogawa hat diese Lösung gemeinsam mit einem US-amerikanischen Chemiekonzern am Stammsitz des Unternehmens entwickelt, das eine der größten Anlagen dieser Art in Nordamerika betreibt. Im Rahmen eines umfassenden Modernisierungsprogramms standen mehrere große Automatisierungsprojekte auf der Agenda. Bei diesen galt es, die Dinge anders und besser zu machen. Bei einem dieser Projekte wurde überprüft, wie die Interlock-Überwachung verwaltet wird und ob die Möglichkeit besteht, es anders und besser zu machen. Zuvor wurde die Interlock-Überwachung mit Hilfe einer intern entwickelten individuellen Lösung durchgeführt, die in punkto Ressourcennutzung und Informationsfindung sehr eingeschränkt war. Dieser Ansatz erwies sich als wenig hilfreich, um die Dinge voranzubringen. Insbesondere weil sich IT-Systeme durch Software-Updates und -Upgrades fortlaufend verändern. Darum wurde ein völlig neuer Ansatz zur Interlock-Überwachung entwickelt. Bei diesem werden die Automatisierungsaspekte des Projekts nicht länger intern, sondern zusammen mit Yokogawa geregelt, um in Zukunft für mehr Stabilität und Unterstützung zu sorgen.

Es wurden verschiedene Kernbereiche identifiziert, um die Störungsbehebung und die Visualisierung von Interlocks zu verbessern und die Probleme mit der bestehenden Lösung zu bewältigen.

ICSS Engineering-Tools

Es war wichtig, dass die neue Lösung die Reaktionszeit zur Untersuchung von Interlock-Zuständen berücksichtigt. Sie sollte die Ressourceneffizienz verbessern und zuverlässiger und effektiver sein als die gegenwärtige Lösung.

Individuelle Interlock-Anzeigen

Individuelle Interlock-Grafiken sind sehr kostspielig in der Erstellung und erfordern ‚ständige‘ Pflege, um sie auf dem neuesten Stand zu halten. Zudem ist ihre Funktionalität sehr begrenzt, da es sich um statische Grafiken handelt, die nur wenig zur Problemlösung beitragen.

Eingebaute Funktionalität

Individuelle Grafiken verfügen über keine eingebaute Funktionalität und sind nur eingeschränkt nutzbar, insbesondere was die Drilldown-Funktionen betrifft.