Regelgüteanalyse: Prozesse schneller optimieren

Werden Produktionsdaten in ihrer Vielzahl erfasst, kann eine bisher nicht gekannte Transparenz in industriellen Prozessen erreicht werden. Letztendlich lassen sich dadurch auch die Verfügbarkeit, Effizienz und Produktivität steigern. Der cloudbasierte Service Control Performance Analytics ermöglicht eine effiziente Regelgüteanalyse.

Gerade für stark wertschöpfende Industrien, zu denen auch die Zellstoff- und Papierindustrie zählt, gilt die Steigerung der Produktivität als kritischer Treiber, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Produktions- und Prozessdaten müssen erfasst, gefiltert und strukturiert werden. Dadurch lassen sie sich mittels intelligenter Analyse in spezifische Mehrwerte übersetzen. 

Gut gepflegte Prozessleitsysteme unterstützen diese Analysen. Außerdem tragen sie durch entsprechend parametrierte Regelkreise dazu bei, Varianzen zu reduzieren und Anlagen optimal zu nutzen, und sie unterstützen dabei, die Prozessbedienbarkeit zu verbessern. Zur Überwachung der Regelgüte lassen sich manuelle oder automatische Mechanismen flächendeckend einsetzen. Je nach Unternehmensphilosophie bestehen allerdings innerhalb der Branche sehr unterschiedliche Auffassungen darüber, ob und wie viel in eine zuverlässige Regelgüteüberwachung investiert werden sollte. 

Ein Schlüssel zu erhöhter Produktivität

 

In der Prozessindustrie beträgt ein Lebenszyklus von Regelkreisen nicht selten bis zu 30 Jahre. Die fortlaufende Überwachung der Regelgüte im laufenden Anlagenbetrieb ist entscheidend, um die Leistungsfähigkeit aller Regelkreise der betrachteten Anlage transparent zu halten. So lassen sich Maßnahmen zur Wartung, Instandhaltung und Einstellung gezielt planen und fokussiert umsetzen. Neben den bereits am Markt etablierten SoftwareTools zur Überwachung der Regelgüte, die lokal in einer Anlage installiert werden können, gibt es nun auch einen neuen cloudbasierten Service: Control Performance Analytics (CPA). 

 

In großen Papierfabriken sind typischerweise weit mehr als 400 Regelkreise installiert. Verschiedene Studien belegen, dass in der Prozessindustrie, speziell in der Papier- und Zellstoffindustrie, durchschnittlich nur 50 Prozent der Regelkreise optimiert sind. Durch CPA konnte identifiziert werden, dass zwischen 61 und 86 Prozent der Regelkreise schlecht eingestellt waren. Einbezogen in diese Analyse wurden sechs Papier- und Zellstofffabriken in Schweden, Finnland, Deutschland und China.

Betriebskosten reduzieren

 

Nimmt man also an, dass etwa die Hälfte, das heißt bis zu 200 Regelkreise, nicht optimal eingestellt wären, würde solch eine Anlage extrem ineffizient betrieben werden und dies würde sich direkt in den Betriebskosten niederschlagen.

 

Typischerweise laufen etwa 30 Prozent aller Regelkreise sogar im Handbetrieb und etwa 25 Prozent arbeiten noch mit den Originalparametern aus der Inbetriebnahme. Pro Regler sind etwa 10 bis 14 Expertenstunden nötig – in Summe über eineinhalb Mannjahre, um erstmal den entsprechenden Regelkreis zu identifizieren, zu untersuchen und anschließend dessen Güte zu optimieren. 

Automatisch zu mehr Transparenz

 

Mit CPA entfällt der zeitaufwendige manuelle Prozess der Identifizierung. Durch die automatisch errechneten Optimierungsempfehlungen lässt sich der personelle Aufwand auf zwei bis vier Stunden ausschließlich für die Implementierung dieser Maßnahmen reduzieren. CPA führt solche Analysen automatisch durch und priorisiert dann jene Regelkreise, die von einem Regelungstechniker begutachtet werden müssen. CPA berechnet die Parameter und schlägt diese für eine Optimierung vor. Der Regelungstechniker kann sich dann auf die identifizierten Regelkreise konzentrieren und mit dem wichtigsten beginnen. Nach der Optimierung wird die Regelgüte weiterhin kontinuierlich aufgezeichnet, um Abweichungen zeitnah zu erkennen. 

 

Im „Pay-per-Use-Modell“ hat der Betreiber mit sogenannten „Reglermonaten“ zudem eine hohe Flexibilität in Bezug auf die Anzahl der zu analysierenden Regler über eine bestimmte Zeitspanne. Er kann beispielsweise pro Monat verschiedene Regler in unterschiedlicher Anzahl über variable Zeiträume betrachten.

 

Tatsächlich verbessern geringere Regelungs abweichungen nicht nur die Qualität des Produkts, sondern ermöglichen es auch, näher an den Produktionsgrenzen zu arbeiten. So lässt sich die Produktionstonnage erhöhen, aber auch der Energieverbrauch senken und es können Rohstoffe eingespart werden. 

Picture credits: Siemens AG

Abonnieren Sie unseren Newsletter

Bleiben Sie auf dem Laufenden: Alles was Sie über Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung wissen müssen.