Smart Data für mehr Effizienz in der Raffinerie

Die Eigentümer der chinesischen Raffinerie Qingdao setzen ab sofort auf Smart Data. Das chinesische Mineralölunternehmen Sinopec steigert so Qualität, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Anlage.

 

Schon heute sorgt das Prozessleitsystem der Raffinerie Qingdao dafür, dass das Bedienpersonal jederzeit die volle Kontrolle über die Anlage hat, und bietet direkten Zugriff auf alle relevanten Anlagen- und Prozessdaten. Damit kann der Eigentümer Sinopec problemlos den Betrieb an neue Anforderungen anpassen. Das macht die Anlage nicht nur effizient, sondern auch sehr flexibel.

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Typische Petrochemie-Anlage

Im täglichen Betrieb kommt es für Sinopec vor allem auf die Verfügbarkeit an. „Unsere Raffinerie ist eine typische Petrochemie-Anlage mit kontinuierlichem Prozess, bei dem wir in der Lage sein müssen, ihn über einen langen Produktionszeitraum mit hoher Zuverlässigkeit und niedrigen Ausfallraten zu fahren“, sagt Sinopec-Ingenieur Liu Yan Chang.

Hohe Anlagenverfügbarkeit

„Um die Verfügbarkeit weiter zu steigern, haben wir in der Schwefelrückgewinnungsanlage eine modellprädiktive Regelung, Advanced Process Control (APC) von Siemens eingeführt. Dadurch konnten wir dort den Verbrauch von Brenngas senken und außerdem das Asset Management und die Alarmbehandlung verschlanken“, sagt er.

Mit überzeugendem Ergebnis: Das tägliche Alarmaufkommen ist um 80 Prozent zurückgegangen und das verbesserte Condition Monitoring durch Simatic PCS 7  hat die Früherkennung von eventuellen Geräteschäden und von kritischen Situationen erleichtert. „Dieser Ansatz der vorbeugenden Wartung trägt zur Senkung der Instandhaltungskosten bei und hilft uns, Risiken und ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden“, sagt Liu Yan Chang.

Neue Teilanlagen problemlos eingebunden

Neben der zuverlässigen Leistung und der niedrigen Ausfallrate hebt der Manager den geringeren Bedarf an Ersatzteilen hervor. Die sehr gut strukturierte Bedienoberfläche und die ausgezeichnete Erweiterbarkeit des Systems hätten zudem die Einbindung neuer Teilanlagen vereinfacht. Und schließlich böte Siemens einen hochwertigen Service.

„Der Ansatz der vorbeugenden Wartung trägt zur Senkung der Instandhaltungskosten bei und hilft uns, Risiken und ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden.“
Liu Yan Chang, Ingenieur bei Sinopec

Die Raffinerie ist seit zehn Jahren ohne größeren Zwischenfall in Betrieb. Als wesentlichen Grund betrachtet Sinopec das redundante Design des Prozessleitsystems in Verbindung mit robusten Komponenten und fortschrittlichen Funktionen für das Asset Management, die Diagnose und die vorbeugende Instandhaltung. Darüber hinaus arbeite nicht nur die Anlage technisch sicher, sondern profitiere von der Defense-in-Depth-Sicherheitslösung gegen potenzielle Bedrohungen und Angriffe von außen.

Neues digitales Konzept

„In den vergangenen zehn Jahren haben wir unsere Systeme in mehrfacher Hinsicht aktualisiert, unter anderem im Hinblick auf Cyber-Sicherheit, Engineering und operative Aspekte“, sagt Chen Xin, I&A Manager der Raffinerie Qingdao. „Im nächsten Schritt werden wir an unserem Standort das neueste digitale Konzept einführen.“

 

Siemens wird Sinopec dafür eine integrierte Engineering- und Management-Plattform zur Verfügung stellen, in der das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 mit der Simulationssoftware Simit beispielsweise Operator Training (OTS) oder die „Wiederherstellung historischer Daten” ermöglicht. Weitere Komponenten sind Comos für das integrierte Engineering von Neuanlagen und den integrierten Betrieb der Assets von Bestandsanlagen sowie Comos Walkinside für die 3D-Visualisierung.

 

Big Data zu Smart Data machen

Zuletzt hatte Siemens eine innovative Lösung für die Big-Data-Analyse implementiert, um damit den Zustand der technischen Ausrüstung zu überwachen und die datengesteuerte vorausschauende Instandhaltung betriebswichtiger Assets zu unterstützen.

„In den vergangenen zehn Jahren haben wir unsere Systeme in mehrfacher Hinsicht aktualisiert. Im nächsten Schritt werden wir an unserem Standort das neueste digitale Konzept einführen.“
Chen Xin, I&A Manager der Raffinerie Qingdao

Maschinelles Lernen durch künstliche Intelligenz (KI)

Bei diesem neuen Konzept  werden auf der Grundlage von Siemens Predictive Analytics (SIEPA) Anlagen- und Maschinendaten mit den aktuellen Datenanalysefunktionen zusammengebracht. Zum Einsatz kommen dabei avancierte Funktionen wie maschinelles Lernen und visuelle Analytik.

Siemens Predictive Analytics ist ein entscheidender Baustein, um eine Anlage intelligent zu machen und den realen Einsatz von KI-Technologien in der Prozessindustrie voranzubringen. Wie von Sinopec gefordert, ist SIEPA (vormals EPA V2.0) damit nun ein offizielles Modul für das Asset Management und Teil von Sinopecs „Intelligent Plant Project 2.0“ für die Qingdao-Raffinerie.

 

Die Anwendung umfasst zwei Hauptfunktionen: Risikoprognose /Vorwarnung basierend auf maschinellem Lernen sowie die erweiterte Diagnose, die auf der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Die Integration von SIEPA unterstützt Sinopec so dabei, die Effizienz und Zuverlässigkeit in der Produktion zu steigern und das Intelligenzniveau der Anlage kontinuierlich zu verbessern.

 

Darüber hinaus erhält Sinopec zentralen Zugriff auf alle relevanten Daten über einen Ausrüstungsgegenstand oder Anlagenbereich und kann sich über die flexible und intuitive Bedienoberfläche zudem das Fachwissen und die Erfahrung seines Bedienpersonals zunutze machen. Anhand von historischen Daten und Korrelationen zwischen Messaufnehmern kann die App Informationen für eine Maschine oder Teilanlage generieren, analog den Erbinformationen in der DNA, die dann in einer Zustandsreferenzbibliothek (Status Reference Library) gespeichert werden.

 

Die Daten werden anschließend zu prädiktiven Modellen verarbeitet, die die Feststellung von Unregelmäßigkeiten und die Risikobewertung erlauben und gleichzeitig Einblicke in den Anlagenzustand und mögliche Probleme bieten. Die App trägt so dazu bei, ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen.

Die zum Mineralölunternehmen Sinopec gehörende Qingdao Refining & Chemical Co., Ltd, ist Betreiber einer der größten Raffinerieanlagen Chinas. Die 2008 angelaufene Anlage hat eine jährliche Verarbeitungskapazität von zwölf Mio. Tonnen Rohöl und erstreckt sich mit 22 Teilanlagen über ein Areal von 2,65 Quadratkilometern.

Das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 fasst alle Automatisierungssysteme der Anlage in einer einzigen, abgestimmten Plattform zusammen – angefangen bei den Feldgeräten und den operativen und sicherheitstechnischen Systemen über das Anlageninformationsmanagement bis zu Langzeit-Archivierungsservern.

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