Studiedag. 14 april 2010 Leusden Assetmanagement

Studiedag 14 april 2010 Leusden Assetmanagement

Wat is Plant Assetmanagement? 3

Wat is Plant Asset Management? 4

5 Ochtendprogramma

De fabriek PAS PAM CM CMMS 6 DP PA LI PI LIC MOV FI

7 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement De toegevoegde waarde van een smart actuator Theo Bervoets Auma Benelux 14 april 2010 Leusden

Wat is een MOV? MOV staat voor: Motor Operated Valve MOV Vroeger werden... operators geinstrueerd via walkie-talkie of telefoon; afsluiters met de hand bediend. Vandaag de dag... zijn processen geautomatiseerd; bestuurt een DCS/PLC de productieprocessen; worden afsluiters op afstand bediend door actuators; gaan operators alleen in geval van storing de fabriek in. PC

Wat is een actuator? Wikipedia: een toestel dat invloed kan uitoefenen op zijn omgeving. Actuators zijn apparaten, welke met behulp van een externe energiebron, afsluiters geheel of gedeeltelijk openen resp. sluiten in één of meerdere stap(pen), teneinde de gewenste proceswaarde te verkrijgen. Voor het goed functioneren van een elektrische actuator is het definiëren van zowel de mechanische interface (MI) als de elektrische interface (EI) belangrijk. draaimoment (wel/geen reserve) flensaansluitingen MI aandrijfvormen... EI motorspanning/-soort wijze van aansluiten wijze van aansturen terugmeldingen... Principe conventionele elektrische actuator

Elektrische Interface: aansturing actuators PLC outputs open stop dicht setpoint tussenstand enable ESD... PLC inputs eindstand open eindstand dicht algemene storing draaimoment open draaimoment dicht thermische storing 4-20mA standmelding indicatie in bedrijf indicatie beschikbaar indicatie remote indicatie local tussenstand bereikt... Praktijkervaring in/outputs: minimaal toegepast; optioneel toegepast

Elektrische Interface: aansturingsconcepten PLC outputs open stop dicht of setpoint PLC inputs eindstand open eindstand dicht algemene storing Besturing: conventioneel/parallel veldbus/serieel Aandrijving: conventioneel smart (relais/schakelaars) (microprocessor/sensoren)

Signalering eindstanden conventioneel telrollenmechanisme met weg/eindschakelaars smart absolute encoder voor signalisatie stand/positie

Signaleren/meten van draaimoment conventioneel draaimomentschakelaars smart analoge draaimomentsensor

Sizing van een actuator De draaimomenten van de afsluiter dienen bekend te zijn. Het maximaal (in te stellen) draaimoment van de te selecteren actuator dient hoger te zijn dan het (maximale) losbreekmoment van de afsluiter: T max actuator [Nm] > T losbreek afsluiter [Nm] max. T max actuator D O T bereik actuator min. Voorbeeld draaimomentprofiel van een afsluiter Het draaimomentbereik van een actuator is als een venster in het draaimomentprofiel van een afsluiter te tekenen. Het in te stellen afschakelmoment van de actuator (richting OPEN resp. DICHT) dient minimaal gelijk te zijn aan het losbreekmoment resp. sluitmoment van de afsluiter.

Conventioneel vs smart draaimoment [Nm] max. correctieve actie draaimomentstoring conventioneel min. preventieve actie let op: afsluiter gaat zwaar! smart ingesteld draaimoment open/dicht

Toegevoegde waarde smart Gegeven: afsluiter heeft toenemend draaimoment in tussenstand Conventionele actuator Smart actuator Preventieve actie Preventieve actie niet/moeilijk mogelijk plan onderhoud aan de afsluiter in ter voorkoming van een draaimomentstoring Correctieve actie Het op locatie verhogen van het ingestelde draaimoment van de actuator. Correctieve actie Het vanuit de controlekamer verhogen van het ingestelde draaimoment van de actuator. Met intelligente (smart) actuators kan je problemen zien aankomen, want de historie is m.b.v. de ingebouwde sensoren en een microprocessor te meten en te registreren!

Voordelen van smart Voordelen voor de klant: gepland preventief onderhoud op basis van behoefte; voorkomen onnodig periodiek onderhoud; reduceren/voorkomen van storingen; hogere beschikbaarheid van de installatie; langere levensduur van apparatuur; gunstiger energieverbruik van apparatuur; lagere Cost of Ownership;... Bedankt voor uw aandacht. Smart actuators (>10 jaar leverbaar) zijn inmiddels ook te voorzien van een diagnosepakket met diagnosemeldingen overeenkomstig Namur richtlijn NE 107 (online plant asset management systemen).

19 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement De toegevoegde waarde van een smart instrument Jaap Westeneng Endress+Hauser B.V. 14 april 2010 Leusden

De fabriek PAS PAM CM CMMS 21 DP PA LI PI TI MOV FI LIC

De waarde van een smart instrument PAS PAM 22 ma (Current) % (Percent of range) Flow Totalizer 1 Totalizer 2 - FI LIC ma Configuratie (Current) % Diagnose (Percent of range) PV Control Simulatie (Primary value value) SV Valve Archivering (Secondary position value TV Setpoint Monitoring (Tertiary deviation value) e QV Total Device (Quaterly valve Status travel value)

De toegevoegde waarde van diagnostiek PAS PAM CM CMMS 23 DP PA LI PI TI MOV FI LIC

Diagnostiek van temperatuur 24 Sensor back-up Analoge uitgang sensor 1 Sensor 1 faalt Analoge uitgang gaat automatisch over naar sensor 2 Waarschuwing via communicatie protocol Via display Sensor 1 Sensor 2

Diagnostiek van temperatuur 25 Drift waarschuwing Analoge uitgang sensor 1 Sensor 1 Sensor 2 Waarschuwing via communicatie protocol Via display Drift Sensor 1 Sensor 2

Diagnostiek van temperatuur 26 Bewaking voedingsspanning Voedingsspanning komt onder aangegeven waarde Oorzaak, b.v. corrosie in de kabelverbinding Waarschuwing via communicatie protocol Via display V Sensor 1

Demo: temperatuur diagnostiek PAM 27 DP PA Lokaal Onderhoud (Communicatie Interface) TI

28 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement Integratie en meerwaarde van remote I/O en ontsluiten van HART informatie Michiel Kuijer Turck B.V. 14 april 2010 Leusden

De fabriek: Remote I/O met HART PAS PAM CM CMMS 30 DP PA LI PI LIC MOV FI

Beschikbaarheid van informatie 31 Ontsluiten van informatie Lokaal beschikbaar Centraal beschikbaar Stromingsrichting van de informatie

De fabriek: ontsluiten HART informatie 4-20mA PV SV TV QV 4-20mA PV SV TV QV PAS Remote I/O met HART PROCES 32 FI LIC

De fabriek: ontsluiten HART informatie Geen doorgang configuratie diagnose simulatie archivering monitoring PAM IP DP Remote I/O met HART configuratie diagnose simulatie archivering monitoring ONDERHOUD Centraal informatie beschikbaar 33 Lokale Onderhoud Tool (HART Modem) FI LIC Lokaal informatie beschikbaar

Voordelen Remote I/O met HART 34 Bestaande instrumentatie kan behouden blijven. kennis en ervaring E&I engineer blijft behouden Centraal informatie beschikbaar. tijdwinst door niet het veld in te hoeven (o.a. werkvergunning) Door toepassing van remote I/O ook digitale signalen eenvoudig te integreren voor b.v. klepstanddetectie. meer mogelijkheden met digitale I/O diagnose: kortsluiting en draadbreuk simulatie: testen van I/O trending: monitoren van signalen Meer informatie beschikbaar voor zowel: Proces b.v. van druktransmitter ook de mediumtemperatuur uitlezen Onderhoud configuratie (b.v. instellen meetbereik), diagnose en simulatie

Remote IO met HART 35 DEMO: HART over PROFIBUS over Ethernet Simulatiemogelijkheden met remote I/O Diagnose Trending

36 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement Automatisch bewaking van netwerk en apparaten Michiel Kuijer Turck B.V. 14 april 2010 Leusden

De fabriek: bewaking PROFIBUS DP PAS PAM CM CMMS 38 IP DP DP PA Geïntegreerde PROFIBUS diagnose LI PI LIC MOV FI

PROFIBUS als snelweg 39 Infrastructuur Problemen Informatievoorziening Keuzes Consequenties

PROFIBUS DP diagnose 40 Waarom diagnose (1)? Flexibiliteit Productiviteit Beschikbaarheid Veiligheid Prestaties Energie Grondstof Opslag Personeel Kapitaal Source: Bayer Technology Services Kosten

PROFIBUS DP diagnose 41 Waarom diagnose (2)? In het veld geïnstalleerde informatie servers Apparaat Diagnose Proces Diagnose Level 3 Installatie Diagnose Level 4 procesapparatuur Communicatie Diagnose Level 2 Fis her instrumentatie, actuatoren Level 1 elektronica communicatie Fis her

PROFIBUS DP diagnose 42 Wanneer diagnose? Bij het in bedrijf nemen Bij het in bedrijf houden: Storingen oplossen (reactief) Storingen voorkomen (proactief) Onderhoud efficiënt inplannen (predictief) Tijdens onderhoud ALTIJD!

PROFIBUS DP diagnose 43 Analyzer - xepi - cross Ethernet to PROFIBUS Interface Continu PROFIBUS diagnose met webserver Neemt geen PROFIBUS adres in en is niet zichtbaar voor de PLC / DCS. IP DP Draait parallel aan de besturing, PLC of DCS. Eenvoudige integratie in bestaande PROFIBUS netwerken, zonder aanpassingen in de PLC, DCS, GSD e.d..

PROFIBUS DP diagnose 44 Analyzer - xepi - cross Ethernet to PROFIBUS Interface Door permanente aansluiting op de PROFIBUS zijn ook sporadische storingen waarneembaar. sneller storingen identificeren en oplossen De logfunctionaliteit maakt het mogelijk storingen met datum- en tijdstempel vast te leggen in de xepi. PC hoeft niet permanent verbonden te zijn aan de xepi Eenvoudig te benaderen met webbrowser, geen separate software/licenties noodzakelijk. grote toegankelijkheid tot PROFIBUS diagnose informatie Op centrale locatie (vanachter het bureau) via Ethernet (Internet) en tijdens bedrijf de PROFIBUS beheren. niet meer met laptop het veld in tijdens STOPS (Ex-omgeving) E-mail voorziet in actieve melding indien storing optreedt. direct over storing geïnformeerd: minder kosten hogere beschikbaarheid

PROFIBUS DP diagnose 45 DEMO: E-mail Live list Busstatistieken Herhalingstelegrammen Fouten Bandbreedteverdeling Diagnoselijst

46 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement Toegevoegde waarde van PA tov HART Walter Stoops Pepperl & Fuchs 14 april 2010 Leusden

De fabriek: PROFIBUS PA PAS PAM CM CMMS 48 DP PA LI PI LIC MOV FI

PROFIBUS als snelweg 49 Infrastructuur Problemen Informatievoorziening Keuzes Consequenties

Minimaliseren risico s 50 Instrumentatie levenscylus 100% Alarmering Reactietijd Minimaal functioneren 0 Tijd

Toegevoegde waarde PA vs HART 51 Kwaliteit van meting Om kwaliteit van signalen SMART instrumenten te bepalen, kan men de analoge waarde vergelijken met de digitale waarde en een procentuele afwijking vaststellen die er maximaal mag optreden. PAS PAM DP PA Bij PA instrumenten geeft de transmitter zelf al aan wat de kwaliteit van de meting is omdat standaard de meetwaarde en een status byte worden gestuurd naar het PAS. LI PI

PROFIBUS DP PA verschil 52 Fysieke laag Fysieke laag is anders dan bij DP (afgeleide van RS485). De PA bus is MBP (Manchester coded Bus Powered) met een vaste baudrate 31,25 kbits, die de instrumenten voedt. Spanning PAS PAM DP Stroom PA Comm. signaal LI PI Onbalans Ruis Jitter Aarding

PA Diagnose 53 Installatie en commissioning Polariteit! Bus afsluiters! Bekabeling/ kortsluiting! Afwijkend gedrag instrumentatie! Operation Detectie op afstand EMC gevoeligheid! Corrosie verandert weerstand! Systeem aanpassing! Verval van isolatie! Vochtafzetting! Out of spec! Troubleshooting Fijn om te kunnen Meekijken op afstand! Meten voordat je het veld in gaat! Oscilloscoop? Handig!

PA Diagnose 54

PA Diagnose 55

PA Diagnose 56 Supervisie en diagnose Metingen, Trending, Alarmen Deel van de instrumentatie Online en in real-time met mogelijkheid om op afstand te benaderen controle kamer via Internet Simple-to-use FDT/DTM Kleurcodes als status indicators (NE107) Ingebouwde oscilloscoop voor meer detail

Integratie 57 PAS PAM DP PA LI PI

Integratie 58 PAS PAM DP PA LI PI

Toegevoegde waarde PA vs HART 59 Smart instrumentatie Kwaliteit van meting Fysieke laag wel effect op meting geen signalering Analoge meting Stroom door kring is enige parameter voor het al dan niet functioneren. NE 43 geeft aantal grenswaarden die indicatief zijn voor functioneren van transmitter Aardfout meting Baudrate HART Bij grote installaties veel tijd nodig om updates te maken Parameters PA instrumentatie Kwaliteit van meting Fysieke laag geen effect op meting wel op comm. signaal wordt gesignaleerd Digitale meting Geen omzetting van meetsignaal, status instrument geïntegreerd Online monitoring Baudrate PA Hoewel vaste baudrate voor PA, echte snelheid afhankelijk van DP kant Parameters

60 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement Plant Asset Management Systeem & strategie Jaap Westeneng Endress+Hauser B.V. 14 april 2010 Leusden

Doelstelling Plant Asset Management Plant Asset Definitie Plant Asset Management is een strategie die gericht is op een gestructureerde benadering voor het opereren en onderhouden van de bedrijfsmiddelen (Assets). Doel Plant Asset Management is gericht op het sterk verbeteren van beschikbaarheid en betrouwbaarheid van bedrijfsmiddelen tegen minimale kosten om gedurende de levensduur de opbrengst van het bedrijfsmiddel te maximaliseren. Functie Met Plant Asset Management wordt over het algemeen de onderhoudsactiviteiten aangeduid die de waarde van de productie faciliteit verhoogt of vasthoudt. Bedrijfsmiddelen zijn Technologie, Kapitaal en Mensen Plant Asset Management maakt het mogelijk om het risico van vroegtijdige productie uitval te bepalen en onderhoudsactiviteiten in te plannen. Manag ement

Positionering van PAM Plant Asset Proces Automatisering ERP-Level Enterprise Resource Planning MES-Level Manufacturing Execution Systems Verticale integratie EAM-Level Enterprise Asset Management MES-Level Management Operations Manag Onderhoud & Beheer Open standaard interfaces: XML (CIDX, Elemica, Oagis, Mimosa, ),FTP, HTTP, HTML, SMTP, SQL, ODBC, TCP/IP, Off-line Information ement Horizontale integratie Open standaard interfaces: PROFINet, HSE, Modbus TCP/IP, Ethernet IP, OPC (DA, AE, XML, DX, ), DDE, OLE., ODBC PCS-Level Process Control Systems PAM-Level Plant Asset Monitoring Open standaard interfaces: 4..20 ma, HART, PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus, AS-I, DeviceNet, ControlNet Field-Level Apparatus, Vessels, Piping, Pumps, Process Control Technology Equipment On-line Information

Gebruikersgroepen Plant Proces Automatisering Plant operators Informatie behoefte Functie Taak Proces Productie beheer en bewaking - kwaliteit Gewenste kwaliteit Gedefinieerde hoeveelheid Bepaalde tijd Minimale resources Maintenance - en Plant engineers Informatie behoefte Functie Taak Asset Onderhoud & Beheer Manag ement Status van Productie middelen Plant beschikbaarheid en betrouwbaarheid Onderhoudswerkzaamheden uitvoeren tegen minimale kosten Informatie scheiding voor de gebruikersgroepen leidt tot: Reduceren van het informatie aanbod vereist voor het uitvoeren van de taken; Verbetering van informatie beschikbaarheid en betrouwbaarheid; Verbetering van de kwaliteit van operator ingrepen.

De waarde van diagnostiek Waarom diagnose? Analyseren status informatie van apparatuur Met als doel het opsporen van oorzaken van mogelijke storing. Diagnostiek vormt de basis om storingen te verhelpen. Wat is de waarde van diagnostiek? Minimaliseert ad-hoc-onderhoud Maakt proactief onderhoud mogelijk Minimaliseert ongewenste stops Inspecties op basis van gebeurtenissen Reduceren van (onderhouds)kosten Vormt de basis van een Plant Asset Management strategie

De waarde van diagnostiek Optimalisatie Potentieel 47 Fit of the device Preventie 58 69 Beschikbaarheid 71 Planning onderhoud 73 Beslissing nemen 93 Snel bepalen van oorzaak storing Punten 97 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Bron: NAMUR klantonderzoek november 2005

Klant onderzoek naar onderhoudskosten Plant Asset DuPont rapporteert Voor een productie faciliteit is vandaag de dag onderhoud de laatst significante bestuurbare uitgave Voor veel productie faciliteiten geldt dat het onderhoudsbudget gelijk is aan 65% van de jaarlijkse netto winst Manag ement Studie bij Dow Chemicals Kosten van niet noodzakelijk onderhoud is ongeveer gelijkwaardig aan de winst van de productie faciliteit Reactie van Glaxo Smith Kline Instrumentatie met traceerbare diagnostiek helpt om onderhoud en kalibratie intervallen vast te stellen en een aanzienlijke bijdrage te leveren aan het reduceren van de onderhoudskosten.

Standaardisatie in diagnostiek OK Device is operating normally 1. Maintenance required (M = maintenance) 2. Check function (C = check) 3. Off-spec (S) 4. Failure (F = failure)

Diagnostiek volgens NE 107 Meetprincipe Voorbeeld Diagnostiek Transmitter head Resistance measurement Corrosion T Temperature Redundant PT100 Sensor drift C ph-probe Rise of the slope Date for re-calibration Pressure Add. Temperature Out of spec P Diff. pressure Measurement of cap. Sensor is broken Magflow Empty pipe detection Partly filled pipe F Vortex Frequency range Vibration Coriolis Coil current Build up/corrosion UMF clamp-on Frequency-/Amplitude Pulse No coupling to pipe Impedance Measurement of isolation Mechanical damage of probe Vibration [solid/liquid] Frequency range Build up or corrosion L microwave Amplitude Build up antenna Guided microwave Time of flight Broken probe Radiometric Dynamic impulse 3rd radiation recognition

PAM bewaakt status van productiemiddelen PAS PAM CM CMMS 70 DIAG IP DIAG DP DP DIAG PA ADM ADV. DIAG LI DIAG PI DIAG TI DIAG MOV DIAG FI DIAG LIC DIAG

CM bewaakt conditie van productiemiddelen PAM CM 71 DIAG COND IP DIAG DP DP DIAG PA ADM ADV. DIAG LI DIAG PI DIAG TI DIAG MOV DIAG FI DIAG LIC DIAG

CM initieert werkorder aan CMMS PAM CM CMMS 72 DIAG COND IP DIAG DP DP DIAG PA ADM ADV. DIAG LI DIAG PI DIAG TI DIAG MOV DIAG FI DIAG LIC DIAG

73 Ochtendprogramma

Studiedag Assetmanagement DEMO 14 april 2010 Leusden

75 Ochtendprogramma

Studiedag 14 april 2010 Leusden Assetmanagement

77 13:30 Welkom 0:05 Onderhoud beheersen door assetmanagment - voorstellen fabriek 0:15 Gebruikers/deskundigen aan het woord: Perry van der Meijden. 0:20 Maintenance Consultant Cofely West Industrie B.V. Discussie 0:10 Guido op 't Root 0:20 Team Leader Projects BP Raffinaderij Rotterdam B.V. Discussie 0:10 14:50 Pauze 0:30 Ing. (Gijsbert) G.A. de Jong 0:20 Projectleider Elektro-/Meet- en Regeltechniek Croda Industrial Specialities Europe Discussie 0:10 Forumdiscussie en samenvatting 0:15 16:05 Netwerken

van 78

Wat is Plant Assetmanagement? 79

Wat is Plant Asset Management? 80

De fabriek PAS PAM CM CMMS 82 DP PA LI PI LIC MOV FI

84 SHOW ME THE MONEY! Maintenance naar de next level Perry van der Meijden Maintenance Consultant

Asset Management? 85

Kostenbeheersing in Onderhoud 86 Consequence of failure Increasing effectiveness and efficiency Condition Time

Actie = Reactie 87 BUITEN IS HET FRIS. BINNEN IS HET 21 GRADEN WOW! DAT WAS EEN SNELLE BOCHT TOT GAUW! (BIJ UITZETTEN) ALS JE DOOR- SCHAKELT NAAR VIJF IS DAT ZUINIGER.

Actie = Reactie 88

Praktijkcasus 89 Pompinstallatie (bj 1994) 10 (proces) parameters o.a. Temperatuur Druk Flow Receptuur Motorvermogen.

Praktijkcasus 90 motorvermogen werkelijk / motorvermogen model 100% 90% 80% 100% 90% 80% 100% 90% 80% 100,0% 90,0% 80,0% 100,0% 90,0% 80,0% 70% 60% 70% 60% 70% 60% 70,0% 60,0% 70,0% 60,0% 50% 50% 50% 50,0% 50,0% 40% 40% 40% 40,0% 40,0% 30% 30% 30% 30,0% 30,0% 20% 20% 20% 20,0% 20,0% 10% 0% T = 0 10% 0% T + 60 dgn 10% 0% T + 90 dgn 10,0% 0,0% T + 102 dgn 10,0% 0,0% T + 111 dgn besparing 53.000

Lessons Learned 91 Asset Management als strategische beleidsfactor. Waarborg de kwaliteit van gegevens. Informatie is overweldigend: maak gebruik van automatisering Think big, Act small Asset Management: van Do the right things naar Do things right