Emerson Connected ServicesDIAM Bochum09. Oktober 2019Ralf Küper-Rampp

© Emerson 2018

„Persönliches“ Condition Monitoring- Beispiel Fitness Tracker • Zusammenfassung der Ist-

Werte• Vergleich mit historischen

Werten möglich• Wöchentliche Auswertung per

Mail• Informationen zum Status • Als App auf dem Mobilgerät• Per Internet aufrufbar

• … vergleichbar mit vielen weiteren alltäglichen Lösungen

Application Map

Furnace Coke MonitoringdP across Venturis to prolong uptime

Tank MonitoringLevel, temperature, & leak

Batch Reactor / AgitatorTemperature, pressure, flow, & leak

Cooling Water SystemPressure, temp, pH, conductivity, etc.

Calibration Tank MonitoringPressure Gauge

Approximate FlowAcoustic Estimation

Noise MonitoringAcoustic Big Ear Project

Turbine MonitoringVibration, Pressure, temperature, etc.

Boiler MonitoringPressure, temperature, etc.

Blower MonitoringVibration, speed, louver position

Deaerator MonitoringPressure, temperature, etc.

Compressor MonitoringVibration, pressure, temperature, etc.

Condenser MonitoringPressure, temperature, etc.

Generator MonitoringVibration, power, temperature, etc.

Heat Exchanger MonitoringdP, temperature, flow etc.

Steam Trap MonitoringAcoustic, temperature, etc.

Zustandsüberwachung ermöglicht vorausschauende Wartung

Die Überwachung kritischer Anlagen mit Hilfe von vorausschauenden Technologien gepaart mit einem vorbeugenden Wartungsansatz stellt eine umfassende Lösung für die

Gesamtzuverlässigkeit dar.

Gerätewarnmeldung/-alarm

Zeit

Zust

and

Störungsbeginn

Vorausschauender Wartungsansatz Proaktiver Wartungsansatz

• Zeitfolgenanalyse• Online- (Vor-Ort-) Diagnose• Analyse

• Schwingung• Akustik• Prozessvariablen

Störung• Vorbeugende Wartung• Offline-Diagnose

Vorbeugender Wartungsansatz

Frühzeitige Anzeige einer möglichen Störung

Externer ExpertenServiceCloud basierend

ZentralisierteExpertiseVor Ort oder in der Cloud

Lokale ExpertenAutomation Netzwerk

Kunden CenterIntegriertes Operation CenterMonitoring und Diagnose Center

Externe Monitoring und AnalysePlatform

Diagnose oder

Arbeits-anweisung

Kunde

KundenDaten

Kunden Daten

Das Problem zum Experten bringen… und nicht den Experten zum Problem

Wie wir betriebliche Abläufe in Anlagen heute steuern und verbessern

Steuer-algorithmen

MES

Ventil betätigenPumpestarten

etc.

Sensoren

Produktions-prozess-regelung

Auf Experten

beschränkteAnalyse

MaßnahmeGrößtenteils

manuelleDaten

ZuverlässigkeitSicherheit

Energie

Geschlossenes System

Häufig offenes System

ENT-SCHEIDEN

HANDELNSEHEN

Kontinuierliche Verbesserung von

Kompetenz und Effizienz

Connected Services bieten Expertenanalyse zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Leistung kritischer Anlagen

Emerson Überwachung

Expertenanalyse

Kundenstandort

Reparaturempfehlungen, Zusammenarbeit oder

Dienstleistungen

Kundenstandort

Vor-Ort-Messung und Datenerfassung

Dreistufiger Prozess für ein erfolgreiches Überwachungsprogramm

1) Mit kritischen Anlagen und Anwendungen beginnen

2) Überwachung von Anlagen während des Betriebs(zwischen geplanten Wartungsarbeiten)

Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3 Jahr 4 Jahr 5

3) Geplante Wartungsarbeiten optimieren

Geringere Gesamtwartungs-kosten

Verbesserte Anlagenleistung

Größere Verfügbarkeit

Effiziente, geplante Wartung

Automatisierung verbindet Betrieb mit Geschäftsleistung

DatenNeue Sensoren schaffen eine neue, Sichtbarkeit des gesamten Betriebs in Echtzeit –und das kosteneffizient

KonnektivitätSicherer Fluss von Betriebs- und Anlagen-informationen im gesamten Betrieb

AnalyseIn Anwendungen eingebettete Modellierung und Fachkompetenz verbessert Entscheidungs-findung

KompetenzFlexibilität der Konzentration auf Kernkompetenzen; unternehmens-weite Nutzung interner und externer Expertise

MobilitätAnwender-spezifische Visualisierung und Werkzeuge zur Steigerung der Arbeitsleistung –überall

NAMUR Open Architecture Plantweb Digital Ecosystem

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Prevent Breakdown

Einschränkung

● Cybersecurity

● Altsysteme, OT & Infrastruktur

● Interoperabilität

● Datenschutz

● Neuinvestment

● Wahrgenommene Risiken

Connected Services

Sichere IT/OT Lösungen Connectivity-Architekturen, die die sichere Übertragung von Anlagendaten ermöglichen

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Wireless Plant Networks

Physically Independent Networks Secure First Mile

© 2017 Cisco and Emerson. All rights reserved.

50% der Automatisierungsmanager sagen: „die Digitalisierung

ermöglicht älteren Mitarbeitern, ihr Arbeitsleben zu verlängern

12% erwartete Umsatzsteigerung aus der

Digitalisierung von Anlagen in der industriellen

Automatisierung in den nächsten fünf Jahren

90% der Anlagen-manager glauben, dass die Digitalisierung ihren Firmen

mehr Möglichkeiten als Risikenbietet

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Prevent Breakdown

Herausforderung● Mangel an Experten und Zeit zur

Überwachung / Überprüfung der Anlagengesundheit

● Monitoren, Ziele & Energieverbrauchs- Report

● Fehler voraussehen

● Implementieren von Tochnologiefeatures

● Reduzierung manueller Aufgaben

Connected Services

Asset Monitoring Skalierbare Asset-Health-Monitoring-Ebenen und digitale Adoption

System Health Machinery Condition & PerformanceValve Health Steam Trap Corrosion &

Erosion Ultrasonic Meters

50% höhere Reparatur-kosten bei einem fehler-haften Asset gegenüberrechtzeitiger Erkennung

Technikspezialistenbenötigen 60% ihrer Zeit um Daten zu validieren

bevor sie sich auf das kritischste, den “Mehrwert”

fokussieren

Wartungskosten in Industrieanlagen verringern

sich zwischen 16 % - 10 % aufgrund Verbesserung von Preventiver und Prediktiver

Wartung

………………………………….

…………………………………….

CS Actionable insights

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Prevent Breakdown

Herausforderung

● Daten in Erkenntnisse wandeln

● Erkenntnisse in gezielteAktionen wandeln

● Instrumentierung (Blind Spots) & Datenfluss

● Fehler vorhersagen

● Nutzung von Technologie-features

Connected Services

Actionable Insights Verhindern, dass kleinere Probleme zu ungeplanten Störungen führen

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……………………………….

…………………………….

Reports Emergency Services

Advanced Repair / Replace

70% der Industrie-unternehmen sind nicht in der

Lage, Qualitätsoptimierung durch Big-Data-gesteuerte

Prozesse voranzutreiben

28% der Industrie-unternehmen sind in der Lage,

aus Daten prädiktive Wartungsentscheidungen zu

erstellen

81% ofder Anlangen-manager haben Schwierig-

keiten entsprechendqualifizierte Mitarbeiter zu

finden.

Plantweb Argumented Reality

LokalisierungIntegrierte Daten von

Plantweb Optics Live Remote Unterstützung

Plantweb Optics verbessert die Produktivität Ihrer Mitarbeiter durch verbinden der reale mit der digitalen Welt

Daten

ApplikationenEdge, vor-Ort und

Cloud

Konnektivität

Services Beratung und Implementierung

DIGITALE TRANSFORMATION

DIGITALES FUNDAMENT

As-a-Service-Modelle

Connected ServicesAsset-Expertise und verwertbare Einblicke

SoftwareCloud-gestützte Anwendungen

Asset-Performance-PlattformKonzernanalytik und Zusammenarbeit

Plattformen und Software

Produktions-optimierung

Anlagen Optimierung

Steuerungs- und Sicherheitssysteme

SCADA

Projekt-, Lifecycle-und Schulung

Services

Asset HealthVorkonfigurierte Analytik

Asset Health und EffizienzIntegrierte Multi-Asset-Analytik

Sichere Konnektivität

Datenintegration und CybersecurityEingebettete Sicherheit auf allen Ebenen

Branchenexpertise:Projekte und

Betriebsabläufe

Abschaltungen, Revisionen und

AusfallzeitenDigitale Strategie

und Cybersecurity

Sichere erste MeileSichere Datenpfade zu externen Anwendungen und Fachpersonen

Geräte- und MaschinendiagnostikZustandsbasierte Analytik

Digitale ZwillingeAnlagen- und Asset-Optimierung

Leistungsfähigkeit der MitarbeiterArbeitsprozesse auf digitaler Basis

PervasiveErfassung

Radar-füllstand

AufschnallTemperatur-

messung AkustikDruck-

messungGas

MessungSchwingungen Lokali-

sierungDurch-fluss

Ventil-stellung

Korrosions-überwachung

Intelligente Feldgeräte

PneumatikVentile

Messtechnologie

Das PLANTWEB Digital Ecosystem liefert das umfassendste Industrie 4.0-Portfolio

5151 –––––––––––––––––––––EMERSON WIRELESS PRODUCTS AVAILABLE TODAY

46,600+WIRELESS NETWORKS–––––––––––––––––––––––––––

––––––––––––––––––––––––––––OPERATING GLOBALLY

7–––––––––––––––––––––––

SOLUTIONS FOR PLANT OPERATIONS INCLUDING MOBILITY,

BRIDGING, TRACKING, SAFETY, DATA BACKHAUL AND VIDEO

11+ BILLIONOPERATING HOURS

––––––––––––––––––––

4100+–––––––––––––EMERSON WIRELESS EXPERTS

11PROVEN INTEGRATION WITH ALL

MAJOR AUTOMATION SUPPLIERS

146–––––––––––

OPERATING IN COUNTRIES

–––––––––––

––––––––––––––––––––––––––––––EMERSON HAS WON WIRELESS INFRASTRUCTURE CATEGORY 2009-2018 (10 CONSECUTIVE YEARS). CONTROL READERS’ CHOICE AWARDS10

Exemplarische Netzwerkstruktur• Pro Netzwerk gibt es nur ein* Gateway

* Bei redundanten Netzwerken gibt es zwei Gateways, wobei daszweite nur als Backup dient.

• Jedes Feldgerät stellt Sender und Empfänger dar. Bei Bedarf können Repeater gesetzt werden.

• Reichweite:- Bei freier Sicht: 230m- stark eigenschränkt: ca. 50-75m (u. Vorbehalt)

• Abstrahlwinkel: 45° um das Gerät herum

• Klassischer Stahlbau aus Chemieanlagen stellt kein Problem dar. Reflexionen sind dem Netzwerk dienlich.

• Grenzapplikationen: dicke Stahlbetonwände

Emerson Messtechnik mit Technologie

Sparen Sie Kosten bei der Planung, Installation, Inbetriebnahme und Wartung gegenüber verkabelten Lösungen!

Feldgeräte mit Technologie nach IEC-62591 Netzwerk Infrastruktur (Gateways)

Mobile Apps

Cisco Catalyst 1420

Neu

WIOC

Druck Temperatur Durchfluss

Stellung/Wege Anlagen-überwachung

248X

648

848TX

Füllstand

1410

WLAN Lösungen

PersonenOrtung

Tragbare Video/Sprache Video Mobile An-

wendungenAnlagen-

überwachung

3308 2160

WPG

20513051

3051S

Analyse

928 GasH²S, O²,CO

702HC

Korrosion

CorrLOG intrusiv

WT-210/ET-210Nicht-intrusiv

3051SL

Geräteintegration

775THUM

Kontakte

648X-Well

Neu

Vibration

705

Fisher-4320

7020/1-Signal

Frequenz-zähler

Akustik

708

BatterienAMS-9420

701P

3051SMV

Geräte mit WHG-Zulassung

Neu

Neu

1410D & 781 FIELD LINK

Neu

Personen Ortung

Korrosion

Kühlturm Gebläse

Luftgekühlte Wärmetauscher

Pumpen

Wärmetauscher

Fouling

Kavitation

Effizienz

Leistung

Smart Wireless Gateway

VibrationDruckTemp.DurchflussFüllstand Analyse

DruckTemp.DurchflussAnalyse

VibrationDruckTemp.DurchflussFüllstand

VibrationDruckTemp.DurchflussFüllstand

VibrationDruckTemp.DurchflussFüllstand

Plantweb Insight – Das Frühwarnsystem für Ihre Anlagen

Plantweb Insight aus der Sicht des Anwenders

Eine wachsende Anzahl an Applikationen zur Überwachung von Assets

Identify Status and Abnormal Conditions

Visualize Meter and Process Health

Monitor Pipe Integrity and Health

Digitally Transform Personnel Safety

Power Management

Echtzeit-Stellungsüberwachung von Handarmaturen

• Überwachung von Handarmaturen sehr aufwendig:– Mitarbeiter in Schutzkleidung m. Funkgerät entsenden– zeitaufwendig, teuer, unsicher– Produktwege ggf. unbemerkt falsch geschaltet

• Stellungsrückmeldung:– relativ teuer über ein verkabeltes System– kostengünstiger über eine WirelessHART Rückmeldeeinheit (!)

• Lösung: WirelessHART Rückmeldeeinheit– unkompliziert nachrüstbar (kein Gestänge od. Adapter zur Armatur)– keine Verkabelung erforderlich– 10 Jahre Batterielaufzeit (optional externe Spannungsversorgung möglich)– Schwenkwinkel oder Hub berührungslos erfassen (magnetisch induziert)– gleichermaßen für automatisierte Armaturen ohne Stellungsrückmeldung

Emerson Confidential 21

Echtzeit-Stellungsüberwachung von Handarmaturen

• Wegemanagement in Tanklägern• Wegestellung im Schlauchbahnhof• Klassische Auf-/Zu-Meldung von Handarmaturen, Armaturen mit Antrieb

Emerson Confidential 22

Wireless THUM Adapter

4-20mA HART-Geräte mit Wireless erweiterbar Messwert Übertragung, Diagnose und Alarme 2- und 4 Leiter Geräte anschließbar, min. HART5 Loop Powered – Keine Batterie, keine Wartung nötig. Der THUM Adapter ermöglicht die Überwachung von Warnmeldungen

wie z.B. Hubabweichung, Versorgungsdruck und Zustand der Elektronik.Online-Tests von Ventilen im Betrieb sowie Trenddarstellungen tatsächlicherVentilstellungen lassen sich durch AMS ValveLink und AMS Device Managerdarstellen und ermitteln.

Echtzeit-Überwachung von Regelventilen

AMS SuiteIntelligent Device

Manager

Echtzeit-Überwachung von Kondensatableitern• Störfall: Kondensatstau

– Kondensat wird aus dem Dampfsystem nicht mehr abgelassen– Reduzierung der Dampfenergie– Kondensatschläge

• Störfall: Undichtigkeit des Kondensatableiters– neben dem Kondensat wird auch Dampf entlassen– hohe Energieverluste– Typische Fehlerrate nicht-überwachter Kondensatableiter 10-30% (!)– Konsequenz für ein 32 bar Dampfnetz mit DN50 Ableitern,

ca. Energieverlust 500.000 €/anno

• Lösung: WirelessHART Akustik-Messumformer– unkompliziert von außen auf die Rohrleitung aufgeschnallt– keine Verkabelung erforderlich– Detektierung von Störfällen durch Schall- und Temperaturmessung– sofortig Auswertung der Messwerte über spezielle App-Lösung– sofortige Fehlerbehebung vor Erreichung kritischer Zustände

Emerson Confidential 24

Leverkusen >400 Geräte 99,99947% Zuverlässigkeit

Online Überwachung von Kondensatabscheidern zur Erfüllung von ISO-50001

Frühzeitige Erkennung von Undichtigkeit im Durchgang und Kavitationan Absperr- und Regel-Armaturen im eingebauten Zustand

• Undichtigkeit im Durchgang (konventionelle Erkennung)– oftmals nur im Stillstand überprüfbar (Messung des Druckverlustes über die Zeit).– Bei Doppelsitz-Armaturen über DBB-Funktionalität nach API 6D.– im ausgebauten Zustand auf Teststand (Messung Druckverlust, optische Wahrnehmung)

• Kavitation (konventionelle Erkennung)– oftmals erst nach Ausbau der Armatur– zufälliges Erkennen durch akustische Wahrnehmung beim Vorbeigehen– In beiden Fällen kann die Armatur bereits nachhaltig beschädigt sein

• Lösung: WirelessHART Akustik-Messumformer– unkompliziert von außen auf die Armatur aufgeschnallt– keine Verkabelung erforderlich– sofortige Detektierung von aufkommender Sitzleckage und/oder Kavitation (Druckabfall)– bei Kavitation können sofort Gegenmaßnahmen eingeleitet werden– bei frühzeitig erkannter Sitzleckage Armatur für den nächsten Wartungsstillstand vorsehen

Emerson Confidential 26

WirelessHART®

Gateway

BerstscheibenÜberwachung

Überdruck Ventil und Berstscheiben Überwachung

Überdruck Ventil-Überwachung

undichtesVentilAuslöse

Zeit

Plantweb Insight App zur kontinuierlichen Überwachung von Sicherheitsventilen

Sicherheitsventil online Überwachung

Echtzeit-Überwachung von Berstscheiben und Sicherheitsventilen

• Beispiel aus einer Raffinerie:

– Nachrüsten von 69 Akustik-Messumformern an sensiblen SRV‘s– Detektierung von 216 Auslösungen innerhalb von 15 Monaten– Identifizierung von 20 signifikanten Störfällen

– ROI der 69 Messumformer = 5 Monate Emerson Confidential 28

Berstscheiben-Überwachung mittels Reißdraht mit Diskret-Transmitter

29Emerson Confidential

Prozessleitsystem

Trend

Gateway

Kopfbrause

Augendusche

Notduschen-Überwachung zur schnellen Reaktion bei Unfällen

Emerson Confidential 30

Einfach zu installieren, online, einzigartig

Up to 100 sensors per

gateway

AktionAnalyseKommunikationMessungen

Online Wanddicken Messung zur Erkennung von Korrosion/Erosion

Bewerten

HandelnSehen

Fallstudie Raffinerie – Kürzere Stillstandszeit

• Kompressor-Druckstoßventil imHydrocracker

• Leistungsdiagnose auf Knopfdruck (PD One Button Sweep) erkennt einen Luftverlust im Stellglieduntersystem

• Dieser Zustand wurde früh erkannt

• Prüfung aller Armaturen und Zubehörteile, um Leckagen zu finden (Snoop Test)

• Anziehen loser Armaturen und Reparatur von Zubehörteilen, die undicht sein könnten

• Festgestellt, dass die Volumenstromverstärker eine Leckage aufwiesen

• Bypass und Austausch der Volumenstromverstärker

• Vermeidung einer unerwarteten Abschaltung, die einen Verlust von ca. € 4,9 Mio. ($ 5,6 Mio.) zur Folge gehabt hätte

Ventil/Anvendung Zustand Empfehlung Ergebnis

Digital Transformation Starter Packs

33Emerson Confidential

Vielen Dank für Ihr Interesse!Für Rückfragen stehe ich gerne zur Verfügung:

Ralf Kueper-RamppBusiness Manager Plantweb

Emerson Automation Solutions

Emerson Process Management GmbH & Co. OHG Katzbergstrasse 1 40764 | Langenfeld Germany

T +491726796055ralf.kueper@emerson.com