Ihre Vorteile auf einen Blick:
- AutomationML-Schnittstelle, flexibel auf unterschiedliche Bibliotheken anpassbar
- Leitsystem-relevante Logiken schon im 2D-CAE definierbar
- Funktionsplan nicht mehr zwangsläufig notwendig
- Automatisierte Leitsystem-Konfiguration
- Automatisiert erstellbare Safety-Matrix
- Massive Zeitersparnis bei deutlich höherer Datenqualität
- Freie Ressourcen für mehr Projekte
- Zukunftsgerechtes AML-Verständnis sichert Interoperabilität langfristig
Herausforderung
Leitsysteme (DCS/Distributed Control System) regeln Anlagen wie ein Gehirn, das „seinen“ Körper bis ins kleinste Detail steuert und regelt. So komplex die Anlagensteuerung, so aufwändig ist die DCS-Programmierung. Mehrstufige Datenübertragungen und viel Handarbeit sind bislang erforderlich, um die notwendigen Logikinformationen zum DCS zu transportieren. Die fehlende Nahtlosigkeit beim Datenaustausch verschiedener Engineeringsysteme ist eine leidige Fehlerquelle und längst als DER kostentreibende „Bottleneck“ für Engineering-Effizienz identifiziert. Auch das „Commissioning“ einer Anlage wird dadurch erheblich erschwert.
Logisch!
Damit die Signale der Sensoren die beabsichtigte Wirkung bei den Aktoren auslösen, muss das DCS die entsprechenden Logiken kennen. Die „erfährt“ es aus dem Funktionsplan bzw. Logik-Diagramm, das aus den Festlegungen in den einzelnen Objekten im Fließschema (P&ID) gespeist wird. Der Funktionsplan (FUP) ist die Grundlage für die Generierung des Codes, der das Leitsystem des gewünschten Herstellers konfiguriert. Doch die Übertragung der Logiken zum passenden Automatisierungssystem geschieht heute meist noch manuell und in mehreren Stufen: Vom P&ID zum FUP und weiter zum DCS. Ändern sich Geräte, Signale oder sonstige Gegebenheiten, ist der Aufwand für die Datenpflege enorm. Selbst ohne Änderungen ist diese Phase sehr zeitraubend und fehleranfällig.
Lösung
© AUCOTECMit AUCOTECs kooperativer, objektorientierter Plattform Engineering Base (EB) lassen sich diese Logikverbindungen mühelos als Objekt in der Datenbank bzw. auf einem Plan definieren und daraus die Leitsystem-Programmierung ableiten. In Zusammenarbeit mit AUCOTEC-Kunden ist eine Lösung entstanden, welche die Logikinformationen automatisiert an das Leitsystem überträgt.
Der Norden macht’s vor
In Skandinaviens Öl- und Gas-Sektor, wo AUCOTEC-Kunden wie Kongsberg Maritime (KM) und Equinor (ehemals Statoil) zu Hause sind, werden seit Langem DCS-Logiken in sogenannten SCDs (System Control Diagrams) entworfen. Ein SCD ist quasi ein auf steuerbare Elemente heruntergebrochenes P&ID, das zusätzlich die logischen Funktionen und Verbindungen mit abbildet. Für diese nach dem NORSOK-Standard geplanten Diagramme wurde darüber hinaus eine AutomationML-NORSOK-Bibliothek ins Leben gerufen. Die mit Engineering Base im SCD geschaffenen Daten können so, samt Logik und Verbindungen, in einem definierten Format (AML-Bibliothek) an das DCS übertragen werden.
Prozess und Logik vereint
Voraussetzung dafür ist EBs universelles Datenmodell, das es überhaupt erst erlaubt, DCS-relevante Logiken bereits im CAE abzubilden. Denn die Plattform vereint alle Kerndisziplinen des Anlagen-Engineerings in diesem einzigartig durchgängigen und kooperativen Modell. Kein herkömmliches CAE-System ist bisher wie EB in der Lage, sämtliche Informationen, die zum „Füttern“ eines Leitsystems nötig sind, in einer Grafik darzustellen und von da aus im späteren Planungsprozess weiterzuverarbeiten.
Commissioning: einzigartig konsistente C&E-Matrix
In Skandinavien wird das SCD zurzeit üblicherweise noch in separaten Tools oder in reinem Visio erstellt. Nur mit der „single source of truth“ von EB ist es möglich, die Objekte der Geräte und Instrumentierung des P&IDs nahtlos im SCD zu nutzen. Ein weiteres großes Plus von EB ist, dass sich dieselben Objekte später in den Cause-&-Effect-(C&E-)Matrizen für die Inbetriebnahme weiterverwenden lassen, die wiederum bei der DCS-Programmierung helfen. Dadurch ist selbst in der Commissioning-Phase die vollständige Dokumentation leicht erreichbar und lässt sich gleichzeitig so schnell wie einfach anpassen. Das schafft bisher ungekannte Konsistenz.
So verkürzt EB neben der Leitsystem-Konfiguration auch die Inbetriebnahme-Phase massiv - dank bidirektionaler Verbindung mit dem DCS und einer vollintegrierten Lösung für stets aktuelle C&E-Matrizen. Nur so sind automatisierte Automation sowie virtuelle Inbetriebnahmen möglich. Diese Vorgehensweise ist einzigartig!
Universelles Datenmodell, universelle Sprache
Die bereits im EB-SCD verschmolzenen Funktions- und Prozessinformationen beschreiben also grafisch die DCS-Programmierung. Und der Automation-ML-Standard bildet die Brücke zum eingesetzten DCS. Das freie, neutrale und flexible Datenformat erlaubt das Entwickeln und Weitergeben verschiedenster Engineering-Informationen aus und in unterschiedliche Bereiche. Mit einem AML-Editor lässt sich in EB eine AML-Bibliothek aufbauen, der keine Grenzen gesetzt sind. Typen, Pins und Rollen können individuell definiert werden oder dem NORSOK-Standard folgen. Auf Knopfdruck exportiert EB die auf der Bibliothek basierenden SCD-Daten in eine AML-Datei. Diese Daten interpretiert dann das Automatisierungssystem, das ebenfalls AML versteht.
Das Verständnis von Automation ML ist dabei nur eine der vielen „Sprachen“, die EB als Verbindung zu den Leitsystemen gelernt hat. Das DCS-Portal der kooperativen Plattform bietet aber noch weitere Brücken zu Systemen wie ABB 800xA, Siemens PCS 7 und IEC 61850 und ist durch seinen generischen Ansatz ebenfalls frei anpassbar. Welche weitere Integration auch immer gebraucht wird, EB kann sie in sein Portal übernehmen.
© AUCOTECNutzen
© AUCOTECDie Möglichkeit, alle Leitsystem-relevanten Logiken schon im 2D-CAE vorzudefinieren, bietet enormes Potenzial. Sie sorgt für höchste Datenqualität und minimiert Übertragungs-Aufwände und -Fehler erheblich. Dazu lässt sich die Konfiguration des Leitsystems weitgehend automatisieren. Im Fall von nachträglichen Engineering-Änderungen fließen diese – ebenfalls automatisch – in alle beteiligten Disziplinen, auch die Leitsystem-Konfiguration, ein.
Die Nutzung der AML-Bibliothek nach dem NORSOK-Standard spart den Aufbau eigener Definitionen, wobei individuelle Erweiterungen möglich sind.
Mit der direkten Nutzung des SCD als Quelle für die Kontrollsystem-Programmierung und die Cause-&-Effect-Matrizen wird ein Funktionsplan in vielen Fällen obsolet.
Die Kombination dieser Fähigkeiten ergibt einen massiven, höchst wertvollen Zeit- und Qualitätsgewinn sowie freie Ressourcen für mehr Projekte. Zudem sichert EBs Verständnis des herstellerneutralen AML-Formats seine Interoperabilität auf lange Sicht.
