PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Assetmanagement en beheer
Ede, 12 november 2009
PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Arnold Kroon - ABB b.v.
Welcome to the World of Communication
2
Markt werkingen PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Steeds hogere eisen door concurrentie en/of regelgeving Oplossingen die doorgevoerd worden Kosten reductie door consolidatie, herstructurering etc.
Meer samenwerken en outsourcing
Aanbrengen aanpassingen en verbeteringen in de Plant
Daarnaast minder kapitaal beschikbaar
Wat bedreigt dit?
Bestaande apparatuur hergebruiken
Vernieuwing van de bestaande Plant
Meer uit de bestaande Plant halen
STILSTAND
Welcome to the World of Communication
Oplossing?
ONDERHOUD 3
Incidenten in de Chemische Industrie PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Achterliggende oorzaken (% cases) Kwaliteit, conditie beschikbaarheid Material en Middelen
16
Ontwerp in relatie tot juiste gebruik
37
Onderhoudsmanagement
74
Procedures/werkwijzen
21
Omstandigheden die de kans op fouten verhogen
21
Housekeeping, orde, netheid
5
Strijdige doelstellingen
5
Communicatie
32
Organisatie
11
Opleiding en training
11
Gebrek aan afscherming tegen operationele verstoringen
16
Bron: Arbeidsinspectie , Dir. MHC, Beknopte analyse van de incidenten in de Chemische Industrie ,7-2003 Welcome to the World of Communication
4
Preventief onderhoud aan instrumenten PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Mogelijke besparingen bij onderhoud aan druk opnemers 35%
35%
Shell Global Solutions
28%
30% 25%
20%
20% 15% 10%
6%
6%
5% 0%
Routine check
No Problem
Calibration shift
Zero Off
Plugged lines
4%
Failed
63% van onderhoud aan instrumentatie leidt niet tot actie = waste of resources Welcome to the World of Communication
5
Doel: Alleen onderhoud wanneer dat nodig is! PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Predictive maintenance gebaseerd op gebruik en noodzaak en niet gebaseerd op tijd Regulier preventief onderhoud voorkomt storingen maar kan geen ongeplande stops voorkomen wanneer er onderhoud tussen de intervals nodig blijkt te zijn. Kortere tijd wanneer onderhoud alleen wordt uitgevoerd als het nodig is
Interval op basis van noodzaak
Vaste tijd Interval
Predictive maintenance op basis van Asset / Condition Monitoring Conventioneel regulier onderhoud
Langere tijd wanneer onderhoud wordt uitgevoerd op alle objecten nodig of niet Welcome to the World of Communication
6
Asset / Condition Monitoring: Biedt meerwaarde PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Reactive
Plant performance improvement
Preventive Predictive Proactive
Met Asset / Condition Monitoring is Predictive Maintenance mogelijk
Resultaat:
Conventioneel Onderhoud
Onderhoud op basis van Asset / Condition Monitoring
Migrate Welcome to the World of Communication
Minder stilstand en daarmee een hogere beschikbaarheid van de plant Lagere onderhoudskosten 7
Asset Monitoring – Hoe werkt het? PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
ERP-System
@
CMMS Computerized maintenance management system
Messenger
Asset Monitor Asset (deviceMonitor specific) Asset Monitor (device specific) (device specific)
Operator
Diagnosis & Status Data
Positioner / Valve
9 Create work order 9 Work order history 9 Maintenance status 9 Preventive maintenance,…
Service staff intern / extern Heat Exchanger
Motor Motor Control Center MNS iS
De device data komt beschikbaar via PROFIBUS Welcome to the World of Communication
8
Asset Monitoring – Hoe werkt het? PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Intelligente devices bewaken het proces en zichzelf Diagnose en status data van de apparatuur wordt verzameld Een apparaat specifiek asset monitor analyseert continue deze data aangaande kritische condities Bij detectie van een overschrijding van een conditie wordt deze beoordeeld, gemeld en vastgelegd Afhankelijk van de instellingen worden operator en/of onderhoudspersoneel geïnformeerd dit kan zowel onsite als remote Beschrijving van de overschrijding, de mogelijke oorzaak en voorgestelde oplossing komen beschikbaar Doorgifte aan CMMS pakketten Welcome to the World of Communication
9
Asset Monitoring – Uitvoeringsvorm PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Device diagnose data via de leverancier Algemeen asset formaat Berichten in real time Embedded help inbegrepen Beschrijving van de onderhoudstatus Mogelijk oorzaak Voorgestelde acties Prioriteit/Ernst van de melding Doorgifte aan CMMS Onderhouds Voorstel op basis van de bovengenoemde condities
Welcome to the World of Communication
10
ABB Standaard software componenten voor Asset Management – Asset Monitors PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Asset view with conditions and actual condition value
Condition details with possible cause & suggested action Hierarchical Asset View with propagating condition indication
Welcome to the World of Communication
11
Asset Optimale workflow PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Optimale onderhouds workflow; reduceert reparatie tijd en voorkomst fouten! Continue Monitoring van Condities Fout conditie rapporteren Alarmen Visualisatie Toegang tot gedetaileerde diagnose informatie
Fout rapportage naar CMMS Work order informatie/bewaking vanaf besturingssysteem
Analyseren Besluit
Meld
Rapporteren Actie Submit
Monitoring
Welcome to the World of Communication
12
Asset Monitoring - Wat bewaakt het? MNS iS LV Switchgear System PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
101 conditions are monitored on-line
Number
Description
Possible Cause
Suggested Action
#5.3 Operating conditions; Failure
Motor is stopped. Thermal overload of motor.
A problem in the related load could have caused this trip and / or a thermal overload i.e. mechanical or process overload, extreme ambient temperature, extreme dust pollution.
Check parameter settings, motor and mechanical components.
Measured Motor Starttime: 3.8 sec Thermal Image: 100 %. Time to reset this trip: 120 sec. TripCurrents: L1 900 A, L2 870 A, L3 760 A #7.1 Supply side, electrical; Out of specification
Motor functionality no longer guaranteed. Undervoltage alarm for motor.
A problem in the incoming supply could cause an undervoltage (i.e. medium voltage, transformer, incoming cables, incoming low-voltage feeder). Another problem area might be main busbar of the switchgear or distribution bar of the cubicle. Last problem area might be MStart itself with a severe connection failure.
Welcome to the World of Communication
Check if incoming feeder supplies correct voltage. If ok, check neighbor MStart of neighbor cubicles for correct voltage. If ok, check neighbor MStart of the same cubicle for correct voltage. If ok, check MStart maincircuit for severe damages. Check MStart contact system, internal connections and electrical devices.
13
Asset Monitoring - Wat bewaakt het? LV Circuit Breakers PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
77 conditions are monitored on-line
Number
Description
Possible Cause
Suggested Action
#6.18 Load side, electrical; Failure
Process and Installation: Automatic protection (I inst) led to a trip
Short circuit below this CB. This may be due to: - wire’s insulation broke down - conducting material introduced among phases (water, debris, etc.)
Check CB has not been damaged. Check contacts are not fused. Check the fault that cause the trip is not present anymore. Execute a trip or CB reset. Review the CB protection settings. Try to close the CB
#8.4 Supply / Load side, electrical; Maintenance required (now)
Process and installation: Protection against under voltage. The protection is timing to trip. Voltage lower than UV threshold.
Transformer error or load causing a voltage drop
Check transformer. Check loads.
#4.1 Contacts; Maintenance required (soon)
Functionality: Contact Wear percentage is > 80 %
Contacts used too much
Contact ABB Service.
#6.2 Load side, electrical; Maintenance required (now)
Process and installation: Harmonic distortion too high
Presence of loads with high harmonic distortion. Usually: computers and electronic devices in general, lighting systems with a large number of fluorescent lamps, systems with inverters and rectifiers, UPS, and systems for adjusting the speed of electric motors.
Check electric network. Consider the use of filters (voltage transformers)
Welcome to the World of Communication
14
Asset Monitoring - Wat bewaakt het? 2600T Multivariable / Pressure Transmitter PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Measures pressure, differential pressure and temperature 23 conditions are monitored on-line
Condition monitoring examples:
Number
Description
Possible Cause
Suggested Action
#1, #2 Compensation Sensors (Temperature, Static P) failed
The Accuracy could be underperforming. The transmitter produces the measure but compensated with the last valid known values.
The circuitry for the compensation is failed.
The Sensor should be replaced when possible.
#12 #13 High and Low Over Temperature
A Sensor Temperature Out of the operational limits has been detected. Excess temperature can cause reduced accuracy or degradation of device components and may require calibration / replacement.
Poor Installation, use of Remote Seals could be required.
The process or installation must be reviewed.
Welcome to the World of Communication
15
Asset Monitoring - Wat bewaakt het? Temperature Transmitter TFx12 PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Measures the temperature 15 conditions are monitored on-line
Condition monitoring examples: Number
Description
Possible Cause
Suggested Action
#7 Temperature Sensor, Failed
The primary signal of the sensor is no more produced. The transducer is not in condition to produce a valid measurement.
The sensor is broken or has a short circuit.
The sensor and the sensor connection should be checked immediately.
#6 Device needs maintenance, Soon
The device is reporting performance degradation that will soon require maintenance.
May be due to process / environmental conditions or period of time device has been in operation
Add device to maintenance schedule
#10 Sensor1 out of range, High
Device Functionality related. The measured sensor signal is above upper limit
Sensor1 is broken or the device is faulty.
The sensor and the device should be checked immediately.
Welcome to the World of Communication
16
Complete workflow door integratie PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Reparatie/actie uitgevoerd. Operator krijgt melding van de actie Probleem geïdentificeerd door de Asset Monitor
Optimale productie voor de gehele plant door Predictive Maintenance
Work order automatisch toegevoegd en gepland in CMMS (Bij noodzaak voor calibratie, additionele work order in DMS Actie Lijst) Geef de fout door aan CMMS
Lagere reparatietijd door Predictive Maintenance
Is probleem al gemeld aan CMMS? Is onderhoud al gepland?
Welcome to the World of Communication
17
Conclusie PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link
Voor betrouwbare Asset Management invulling is correcte data essentieel Correcte data is beschikbaar in de apparatuur PROFIBUS is een prima oplossing om de data beschikbaar te krijgen Asset Management hoeft niet tot veldapparatuur beperkt te blijven Netwerk apparatuur, PC configuraties en ook ondersteunende ICT infrastructuur kan worden betrokken Doel is het verminderen van de tijd dat een installatie ongepland tot stilstand komt zonder verdere indicaties
Welcome to the World of Communication
18
