Zuverlässige Biogasanlagenautomatisierung mit iFIX und Proficy Historian

Der Einsatz von iFIX als SCADA-System ermöglicht schnelle und effiziente Anpassungen. Ein strukturiertes Engineering-Vorgehen zeichnet sich durch den durchdachten modularen Einsatz von Unterprogrammen und Objekten aus. Dies erhöht zwangsläufig die Übersichtlichkeit und Wartbarkeit der Anwendung. Die ORmatiC GmbH nutzte diese Vorteile sowohl bei der Inbetriebnahme als auch bei späteren Änderungen und Systemerweiterungen.

Die nachträgliche Neueingabe von Meldungen, Steuerbefehlen, Sollwerten, Grenzwerten und Störgrenzen kann vom Bedienpersonal im Rahmen des installierten Systems problemlos vorgenommen werden. Dies erfordert jedoch die entsprechende Zugriffsberechtigung.

Die übersichtliche Handhabung der Software ermöglicht es dem Bediener, notwendige Anpassungen von Anfang an vorzunehmen. Der Projektierungsaufwand reduziert sich im Vergleich zu vergleichbaren Projekten.

Die Ferndiagnose läuft als eigenständiger Task im Hintergrund. Die Systemdienste werden durch die Möglichkeit der drahtlosen Ferndiagnose abgerundet. Im Störungsfall kann der System- oder Anlagenzustand per Fernzugriff analysiert werden. Dies ermöglicht einen unterbrechungsfreien Echtzeit-Support für das System.

Vom Hauptbild der Prozessvisualisierung aus können zwei Arten von Unterbildern aufgerufen werden. Zum einen gibt es Funktionsbilder, die über Schaltflächen im oberen Bildschirmbereich ausgewählt werden und zusätzliche Funktionen für den Prozess enthalten. Zum anderen werden die Unterbilder durch Bedienbilder ergänzt, die direkt aus der Benutzeroberfläche aufgerufen werden und den jeweiligen Anlagenteil detaillierter darstellen. Die Bild-in-Bild-Technik wurde hier eingesetzt, um wichtige Detailinformationen einfach abzurufen. Die dynamisch animierten Bedienbilder zeigen dem Anlagenbediener den Betriebszustand einzelner Anlagenkomponenten sofort an.

Die Prozesssignale werden in Form von grafischen Tags in Prozessbildern dargestellt. Eine Beispielanwendung einer Biogasanlage mit iFIX umfasst über 1500 externe Ein- und Ausgabedatenpunkte. Nahezu jede Anwendungsstrategie kann mit verschiedenen Animationsverknüpfungen abgedeckt werden. Objekte und Objektgruppen inklusive ihrer Prozessverknüpfungen können zeitsparend in einer Bibliothek gespeichert, instanziiert und wiederverwendet werden.

Die umfangreichen Symbolbibliotheken von iFIX enthalten zudem Echtzeit- und historische Trenddiagramme als fertige Module. Historische Daten können angezeigt, gespeichert und ausgedruckt werden. Über vorgefertigte Module können zudem alle oder einzelne Störmeldungen als Zusammenfassung oder Historie angezeigt werden.

Die Systemsicherheit ist ein wesentlicher Aspekt von iFIX. ORmatiC nutzt den konfigurierbaren Passwortschutz von iFIX mit verschiedenen Zugriffsebenen. Dazu werden beim Start der Anwendung Benutzername und Passwort abgefragt, außerdem kann die Aktivitätsüberwachung aktiviert werden. Nach dem Anlaufzyklus des Systems kann der Bediener durch Änderung der Sollwerte in den automatischen Prozess eingreifen und ihn entsprechend den gewünschten technologischen Parametern beeinflussen.

Im Bedienermodus müssen alle Bedienbilder und die darin enthaltenen Aktoren umgeschaltet und die Leistung der Frequenzumrichter geändert werden. Auch Funktionsbilder, Alarme und Trends können abgerufen werden. Eine Parametrierung des Systems ist jedoch nicht möglich. Erst im Expertenmodus können Sie in die Parametrierebenen wechseln und prozessbezogene Einstellungen vornehmen. Allgemeine Parameter für die Beschickung des Fermentationsprozesses sowie Sollwerte, Betriebsstundenzähler, Temperaturgrenzwerte und technologische Parameter wie Regelparameter oder Füllmengen können an die sich ändernden Anforderungen angepasst werden.

Für Prozesspumpen und Ventile sind im Automatik- und Handbetrieb Verriegelungen eingebaut. Dadurch wird verhindert, dass im Handbetrieb eine Prozesspumpe geschaltet wird, ohne dass der zugehörige Medienfluss durch geöffnete Ventile frei ist. Ventile hingegen können nicht geschaltet werden, wenn eine Pumpe im zugehörigen Prozesskreislauf eingeschaltet ist. Verlässt ein geöffnetes Ventil die Endlage, wird die zugehörige Prozesspumpe sofort automatisch abgeschaltet.

Jedes hydraulische Steuerventil kann auf manuellen oder automatischen Betrieb eingestellt werden. Der Ein-/Ausschalter ist nur im manuellen Betrieb sichtbar und kann daher bedient werden. Die Prozesspumpen und Rührwerke verfügen über drei miteinander verriegelte Betriebszustände. Im Automatikbetrieb werden die Geräte als automatisches Programm in der SPS geschaltet. Der manuelle Betrieb schaltet die Geräte über die Prozessvisualisierung ab. Für den Wartungsbetrieb befindet sich am Schaltergehäuse ein lokaler Schalter zur lokalen Bedienung.

Gerade bei Biogasanlagen ist es wichtig, dass sich der Bediener schnell und einfach einen Überblick über den Anlagenzustand verschaffen kann. Das Betriebsberichtssystem soll sicherstellen, dass die Mitarbeiter die richtigen Informationen zum richtigen Zeitpunkt und in der gewünschten Form erhalten. Sowohl Manager als auch Sachbearbeiter benötigen regelmäßig ereignisorientierte Informationen über den Betrieb der gesamten Biogasanlage. Das Team erhält Fakten, die helfen, Trends zu erkennen, Kontrollen durchzuführen oder Planungen einzuleiten.

ORmatiC nutzt Proficy Historian zur zentralen Langzeitarchivierung und Auswertung von Prozesswerten, Meldungen und Alarmen, Bedienereingriffen und Chargenprotokollen. Proficy Historian erhält alle relevanten Informationen zur Speicherung direkt vom Prozessleitsystem. Nachträgliche Analysen von Störungen und Ausfallzeiten über einen Zeitraum von mehreren Monaten oder Jahren helfen, Schwachstellen im System zu identifizieren. Dies ermöglicht exakte Kostenkalkulationen und die Optimierung des Anlagenbetriebs.

Zur Auswertung der in der Datenbank gespeicherten Werte stehen umfangreiche, von ORmatiC entwickelte Analyse- und Berichtsfunktionen zur Verfügung. Alle Daten vom Proficy Historian Server sind einfach zugänglich und für flexible Ansichten beliebig kombinierbar. Individuelle Berichte und Auswertungen lassen sich einfach aus vordefinierten Formularen generieren. Die einzelnen Berichte richten sich zudem an unterschiedliche Adressaten – vom Management bis zum Sachbearbeiter.

Neben den reinen Abfragefunktionen bietet der flexible Berichtsgenerator zusätzliche Möglichkeiten zur inhaltlichen und visuellen Gestaltung der Ergebnisdarstellung. Basierend auf Microsoft Reporting Services verfügt er über aussagekräftige, vorgefertigte Standardberichte und flexible Auswertungen. Das Portfolio an Berichtstypen ist vielfältig. Zu den vordefinierten Berichten zählen Tages-, Wochen-, Monats-, Quartals- und Jahresberichte sowie Batch-Berichte.