Digital tvilling giver renere havvand

Nye regler stiller strenge krav til skibes rensning af ballastvand.

CompactClean fra DESMI Ocean Guard gør det nemt for skibene at sikre det maritime miljø og overholde alle globale krav. Styringen er udviklet i et tæt partnerskab med Siemens, og al programmering er samlet ét sted.

Et skib fylder ballastanken med vand i en havn og sejler til en anden del af verden. Her tømmer det tanken, og ud med ballastvandet ryger smådyr, bakterier og måske endda livstruende vira. På den måde har fiskearter spredt sig til egne i verden, hvor de ikke har nogen naturlige fjender, og skrøbelige økosystemer er blevet påvirket negativt.

 

Den slags skal det være slut med. International Maritime Organization, en organisation under FN, har vedtaget strenge regler for rensning af ballastvand. Reglerne er ved at blive implementeret globalt, og derfor er alle skibe, der sejler i globalt farvand, i gang med at installere anlæg til rensning af ballastvandet.

 

Et godt sted at købe sådan et anlæg er hos DESMI Ocean Guard i Nørresundby. DESMI Ocean Guard har udviklet systemet CompactClean, der ved hjælp af pumper, et filter og kraftigt UV-lys renser selv ekstremt mudret vand. CompactClean kan kobles på eksisterende ballastanlæg, og hos DESMI Ocean Guard er der en gylden regel, som er gået igen i udviklingen af både anlægget og den digitale tvilling, som vi vender tilbage til om lidt:

Det skal være simpelt.
Mark Kalhøj Andersen, Technical Director hos DESMI Ocean Guard.

”CompactClean er helt vildt simpelt. Det er hele strategien. Anlægget er designet med udgangspunkt i et spørgsmål om, hvordan vi løser opgaven på den mest simple måde. Det samme gælder programmerne og programmeringen, som også skal være så simpelt og så fleksibelt som muligt. Det betyder, at vi i dag har én samlet software, der styrer hundredvis af forskellige anlæg med hundredvis af forskellige optioner,” siger han.

Nem opdatering og vedligeholdelse

Den gyldne regel om at gøre det simpelt har gennemsyret hele tankegangen. Både i anlæggets funktioner, fx pump ind, filtrer, UV-bestråling, opbevar, UV-bestråling, pump ud, og i betjeningen, i opdateringer og vedligeholdelse. Men krav om simplicitet for brugerne kan bygge på komplicerede løsninger. For eksempel havde DESMI Ocean Guard to ufravigelige krav til deres tekniske leverandør:

 

”Systemet skulle kunne genere operationsrapporter i pdf direkte fra HMI’en (Human Machine Interface), og så ville vi have én samlet programmeringsplatform til at programmere både PLC, HMI og andre komponenter på. Ved kun at bruge én platform reducerer vi kompleksiteten i opdateringerne – programmeringen er ikke nødvendigvis problematisk i opstartsfasen, men det gør det meget nemmere, når vi skal opdatere systemet og udrulle opdateringer,” siger Mark Kalhøj Andersen.

Hurtig rapport ved indsejling til havn

Ønsket om at kunne generere pdf’er skyldes, at det skal være nemt for søfolkene at printe en rapport, som beviser, at deres ballastvand er rent, når de anløber en ny havn. Mens de fleste systemer kan generere en XML- eller TXT-fil, var der forbavsende få, som umiddelbart kunne generere en pdf-fil. I dag kan pdf’er med en operationsrapport, der viser overholdelsen af alle myndighedskrav, overføres til et USB-stik direkte fra HMI’en. Samtidig generes en TXT-fil med det fulde datasæt, som de kan dykke ned i, hvis der har været problemer undervejs.

Partner snarere end leverandør

Valget af Siemens som leverandør til denne opgave viste sig at handle både om relationer som om PLC’er, HMI’er og programmeringsplatformen TIA-portalen. Fra Siemens side handlede det om at give DESMI Ocean Guard al den nødvendige viden og support til hurtigst muligt at få det bedst mulige produkt på havet.

 

”Vi er gået ind i det her som et partnerskab. Vi kender ikke alle regler for ballastvand og har ikke styr på fisk og bakterier, men vi har forsøgt at sætte os ind i deres forretning og identificere, hvad vi kan gøre noget ved. Så har vi forsøgt at finde guldkorn og skabe værdi sammen med DESMI, og mest af alt har det handlet om at klæde dem på til selv at håndtere fremtidens udfordringer,” siger Jakob Ranum, Account Manager i Siemens.

 

Den tilgang bekræfter Mark Kalhøj Andersen:

 

”Siemens har sat vores medarbejdere i stand til at kunne drive det selv, blandt andet gennem kurser i TIA-portalen. Vi ser Siemens som en samarbejdspartner mere end en leverandør, og det er i mine øjne forskellen på Siemens og mange andre. Og det var tydeligt fra starten, at begge partner ønskede et partnerskab om at udvikle det bedste produkt,” siger han.

Tester alle opdateringer i digital tvilling

Partnerskabet førte også til en fælles tur til SPS-messen i Nürnberg, hvor de blev introduceret til SIMIT, som er Siemens platform til virtuel idriftsættelse og træning. Allerede på messen begyndte de at tale om, at det burde være muligt at lave et træningsmodul til CompactClean i SIMIT.

 

Med hjælp fra en af Siemens samarbejdspartnere blev der opbygget en grundmodel, som DESMI Ocean Guard selv kunne bygge videre på. Det skete i tæt samarbejde med Anders Novi Handberg, Head Of System Architect Sales i Siemens, som har nedsat en særlig task force, der forankrer viden om DESMI Ocean Guards løsning og altid kan bistå med at skaffe den fornødne support.

 

Arbejdet har ført til, at der nu findes en digital tvilling af CompactClean, som i særdeleshed styrker oplæring i anlægget for medarbejdere og sikkerhedsaspektet ved udrulning af softwareopdateringer. SIMIT simulerer hardwaresystemet med alle rør og pumper, og det er kombineret med PLC SIM Advanced, der simulerer PLC-programmet.

 

”Vi har kun ét program med alle vores optioner i, og hvis vi sender et opdateret program ud til 100 skibe på én gang, så får det store konsekvenser, hvis der er fejl i. Nu kan vi teste og sikre på forhånd, at alle PLC- og display-programmer virker,” siger Mark Kalhøj Andersen.

Lær 80 % på en dag med den digitale tvilling

I hverdagen er det mest træningsfunktionen, der er i brug. Besætningen på skibe skifter relativt ofte, og derfor er der brug for, at mange forskellige personer kan betjene anlægget. Den digitale tvilling udgør kernen i et e-learningprogram, som DESMI Ocean Guard har udarbejdet. I programmet findes en 3D-model af selve anlægget, som brugerne kan klikke sig rundt på og blive bekendt med, og så er der en fuldstændig simulation af HMI’en, hvor alle funktioner kan trænes. 

Med en dags træning kan det her værktøj bringe alle, der skal betjene anlægget, fra 0 til 80 % viden og indsigt. De sidste 20 % kommer af at betjene det i praksis.
Mark Kalhøj Andersen, Technical Director hos DESMI Ocean Guard.

”Dem, der arbejder med det, skal bestå en prøve, og folk gider ikke papirer. Med en dags træning kan det her værktøj bringe alle, der skal betjene anlægget, fra 0 til 80 % viden og indsigt. De sidste 20 % kommer af at betjene det i praksis,” siger Mark Kalhøj Andersen og fremhæver også, at den digitale tvilling gør det nemt at udvide antallet af instruktionsvideoer.

 

”Vi bruger videosekvenser i træningen til for eksempel at vise, hvordan du skal håndtere en alarm på HMI’en, og det er så koblet sammen med billeder af anlægget. Med den digitale tvilling behøver vi ikke længere starte det fysiske anlæg i vores produktionshal op for at lave nye videoer.”

Skal virke offline

Foruden det computerbaserede e-learningprogram har DESMI Ocean Guard også udviklet en app, hvor brugerne kan se en 3D-model af anlægget, zoome ind på hver enkelt del og klikke på de enkelte komponenter for at få instruktioner i pdf. Ved hjælp af augmented reality er det også muligt at skanne rummet og placere et digitalt CompactClean-anlæg i fuld størrelse, som man kan bevæge sig rundt om, for at få en fornemmelse af anlægget.

 

Både appen og den digitale tvilling er designet til at køre i offline-mode, og det er der en særlig grund til.

 

”Som udgangspunkt er skibene ikke online, så det hele skal kunne køre offline, for den internetforbindelse de har på havet, har meget begrænset hastighed. Derfor har vi udviklet vores værktøjer, så vi kan distribuere dem som effektivt som muligt til kunder i hele verden ved at sikre, at skibene kan downloade dem, når de har internetadgang i havnen og få den fulde funktionalitet offline,” siger Mark Kalhøj Andersen og vender dermed tilbage til fordelen ved TIA-platformen som samlet værktøj:

 

”Opdateringerne er bare nemmere at programmere og rulle ud, når det hele er samlet ét sted. Med Siemens og TIA-portalen har vi kun ét stykke software, hvor vi integrerer alt i – så vi er rigtig glade for TIA-portalen og de muligheder, den stiller til rådighed.”

Prøv selv

E-learning: Vil du selv prøve styringen til CompactClean fra DESMI Ocean Guard 

Sådan virker CompactClean

CompactClean renser ballastvandet ved hjælp af et filter og kraftigt UV-lys. Når anlægget sættes i gang, åbner ventilerne, pumperne kører rundt, og der recirkulerer vand forbi UV-lamperne, mens de varmer op.

 

Når lamperne er klar, bliver vandet pumpet ind. Første stop er et finmasket filter, der filtrerer selv fint sand små dyr, zoo-plankton og andet fra og leder det tilbage i havet. Herefter bliver vandet ledt forbi UV-lamperne, hvor alle bakterier, plankton, vira og andet mikrobiologi slås ihjel, inden vandet bliver ledt til ballasttanken.

 

Når tanken tømmes, bliver vandet igen ledt forbi UV-lamperne, så der ikke er risiko for, at bakterier eller andet fra tanken bliver ført ud i havet på det nye sted.

Rent ballastvand redder økosystemer

Blinde passagerer i form af blandt andet fiskeyngel og muslinger i skibes ballasttanke har medført, at flere invasive arter har spredt sig til områder i verden, hvor de ikke har nogen naturlige fjender og dermed kan forårsage ubalance i økosystemet. Blandt de mest kendte eksempler er vandremuslingen (også kaldet zebramusling), som oprindeligt stammer fra Sortehavet, men nu både findes herhjemme og i særdeleshed har fået opmærksomhed på grund af invasionen i The Great Lakes i USA. Et andet eksempel er den amerikanske ribbegople, der blev transporteret den anden vej, og har gjort stort indhug i fiskebestanden i Sortehavet, hvor den ikke har nogen naturlige fjender.

Anvend TIA-portalen til at simulere, validere og optimere 

Sæt maskinen i drift virtuelt i TIA-portalen. Det mekaniske design, det elektriske design og automationsudviklingen sker parallelt ved hjælp af en digital tvilling. 

Komponenter fra Siemens

  • HMI: TP700, TP900 og TP1500 SIMATIC HMI Comfort med DESMI’s egen front
  • SIMATIC CPU 1512SP
  • SIMATIC ET 200SP I/O
  • SCALANCE
  • Industrial Cable Ethernet FastConnect
  • SIRIUS Pushbuttons and Indicator Lights
  • SIRIUS Circuit breaker
  • SIRIUS Direct starter, 3RM1
  • SIRIUS safety relay
  • SITOP PSU og PSE
  • 15” Panel PC Ex
  • WinCC Runtime

Kontakt

Digitale tvillinger skaber en hurtigere og mere effektiv udvikling af dit produktionsapparat. Hør om hvordan Siemens kan hjælpe dig i din digitale transformation. Har du spørgsmål, er vi altid klar til en uforpligtende dialog.