Der digitale Frühling der Prozessanalytik

Der digitale Frühling der Prozessanalytik

23. März 2020

Die Prozessanalytik und die Digitalisierung haben bis vor kurzem nicht so recht zusammenfinden können.

Warum? Prozessanalysatoren, so wie Spektrometer, Chromatografen und auch pH-Elektroden sind eher komplexe Instrumente verglichen mit den sonst üblichen Sensoren der Feldinstrumentierung. Und daher ist die Prozessanalytik bei der Einbindung in leittechnische Systeme ein wenig sperrig.

Dem entgegen steht der hohe Nutzen der Prozessanalytik. Denn mit den Informationen der prozessanalytischen Instrumente (Stoffkonzentrationen und -zusammensetzung und deren gewollte und ungewollte Veränderungen im Laufe eines Prozesses) können wir effektiv, effizient und sicher durch diese Prozesse navigieren.

Mehr als nur Messdaten

Aber wenn diese Instrumente so wichtig sind, wie kommt der PAT-Spezialist durchgängig an die relevanten Daten und deren Historie? Damit sind nicht nur die Messdaten gemeint. Vielmehr sind alle Größen und Daten gemeint, die die Instrumente intern messen und erfassen, um zu beurteilen, ob der Messbetrieb ungestört läuft und die Messergebisse valide sind. Dies sind  sogenannte Vitaldaten. Interessant wäre auch, die Daten aller Komponenten einer analytischen Lösung zu erfassen und aus deren Zusammenhang weitere Informationen zu gewinnen. Dies kann Auskunft über den Zustand des gesamten Analysesystems geben: Vitaldaten eines integrierten Analysesystems.

Da kommt NOA – NAMUR Open Architecture – ins Spiel. NOA setzt für die Kommunikation aller Komponenten auf das etablierte Protokoll OPC UA. Für die einheitliche Beschreibung der Komponenten dient das Information Model PA-DIM. So soll nicht nur die gewünschte Offenheit und Interoperabilität erreicht werden. Vielmehr sollen auch die Voraussetzungen für die Begehrlichkeiten der PAT-Spezialisten nach durchgängig verfügbaren Daten und Instrumenten der Datenauswertung und -bewertung gewährleistet werden.

Aufholjagd läuft

Während es für nahezu alle Feldkomponenten bereits PA-DIM Information Models gab, sah es bis vor einiger Zeit bei der Prozessanalytik recht mau aus. Bisher gibt es noch kein PA-DIM Information Model für prozessanalytische Instrumente. Aber das wird sich bald ändern. Die Aufholjagd läuft. In einer konzertierten Aktion von NAMUR AK3.6 (Prozessanalytik) und dem ZVEI, also den Vertretern der Hersteller, stehen erste Information Models kurz vor der Fertigstellung.

Die Grundlage ist mit OPC UA und PA-DIM gelegt. Es bleiben die Fragen: Wie digitalisieren wir am besten? Wie kommen wir an die gewünschten Informationen?
Welche Instrumente können dafür eingesetzt werden: Datenverknüpfungen, Datenanalysen, Big DATA. Trendanalysen, vorausschauende Wartung, ein begleitender Weg der PAT von der Prozessentwicklung zum laufenden Prozess, Digital Twin. Woher kommen die APPS und wie werden sie eingesetzt und verknüpft? Derlei Aspekte gibt es viele. Doch wie das alles unter einen Hut bringen?

Einen zusammenfassenden Überblick über Kommunikations-Technologien im Kontext der Prozessanalytik verschafft ein kürzlich erschienener, zweiteiliger Fachbericht. Verfasst von Eifert, Eisen, Herwig und Maiwald in Advances in Process Analytics and Control Technologies.

Dieser ist sehr zu empfehlen.


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