Innovative Regeltechnik

SONDERDRUCK

Digitalisierung von Industriearmaturen

Peter Arzbach
Monika Schneider
SAMSON AGSonderdruck

Digitalisierung von Industriearmaturen
Nichts hat unser Leben in den letzten Jahrzehnten so sehr beeinflusst wie die wachsenden Möglichkeiten zur Datenerfassung,-speicherung, -verarbeitung und -kommunikation. Neue Produkte und Systeme haben wir wie selbstverständlich in unseren Alltag
integriert. Prominenteste Beispiele sind Smartphone und Navigationssystem. Auch Streckenbeeinflussungssysteme auf unseren
Straßen haben Einfluss auf unser Verhalten. Hier werden Autos digital gezählt und ihre Geschwindigkeit ermittelt. Diese Datenwerden weitergegeben und zusammen mit Witterungsdaten analysiert. Als Folge wird die maximal zulässige Geschwindigkeit auf
einem Streckenabschnitt angepasst, sodass seine „Verfügbarkeit“ erhöht wird. Einfache Aussagen wie „Die Straße ist stark befahren“ sind längst überholt. Die Entwicklung von der analogen hin zur digitalen Technik ist auch bei Industriearmaturen zu beobachten. Die Stellung der Armatur kann z. B. bei Hubventilen an der angebrachten Hubanzeige abgelesen werden, dies ist direkt amGerät möglich. In den 1960er Jahren wurde die klassische Analogtechnik entwickelt, bei der ein analoges Signal den Sollwert
vorgab und ggf. zurückmeldete, die Geräte aber noch nicht mit Mikroprozessoren ausgestattet waren. Heute macht die Digitalisierung über den Stellungsregler die Armatur transparent, indem Ventildaten kontinuierlich gesammelt, bewertet und nutzbar gemacht werden. Daraus ergeben sich Möglichkeiten der Datenauswertung, die einen analytischen Blick auf die Armatur erlauben.
Ergänzt um weitere Informationen können Aussagen getroffen werden, die über eine reine Beurteilung des Armaturenzustands
hinausgehen, was letztlich zu einer Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit genutzt werden kann.
SAMSON als Hersteller von Ventilen und Anbaugeräten hat
den Nutzen durch Digitalisierung von Armaturen früh erkannt.
Seitdem steht das Thema im Fokus, und SAMSON beteiligt sichaktiv an seiner Umsetzung und Weiterentwicklung. Schon 1986
hat sich SAMSON zusammen mit anderen Industrieunternehmen an der Definition eines Feldbusses für die Automatisierungstechnik, dem späteren PROFIBUS, beteiligt. Die Kommunikation, wie sie z. B. Feldbusse bieten, ist ein wesentlicher Bestandteil der Digitalisierung, damit gesammelte Daten und/2

oder deren Auswertung weitergegeben werden können. Aktuell werden die Armaturen über ihre Anbaugeräte, im Wesentlichen über den Stellungsregler, digitalisiert. 1995 hat SAMSON
seinen ersten digitalen Stellungsregler mit HART®-Kommunikation auf den Markt gebracht. 2001 wurde das Produktportfolio
um die Bauart 3730 erweitert. In dieser Bauart sind Stellungsregler mit integrierter Diagnosefirmware und unterschiedlichen
Kommunikationsprotokollen zusammengefasst. 2012 fand die75. NAMUR-Hauptversammlung unter dem Thema „Aktorik“
statt. Der Hauptvortrag von Dr. J. Kiesbauer, Vorstand für Forschung und Entwicklung der SAMSON AG, widmete sich dem
Thema „Von der Handdrossel zum smarten Stellgerät“. Die imVortrag beschriebene Evolution des Stellgeräts wurde vonSAMSON in allen wesentlichen Entwicklungsstufen maßgeblichmit beeinflusst.
Heute sind vor allem anspruchsvolle Regelarmaturen mit Stellungsreglern bestückt. Demgegenüber stehen einfache Armaturen – beispielsweise Auf/Zu-Armaturen –, die noch immer in
erster Linie mit Magnetventilen und/oder Grenzsignalgebern
ausgerüstet sind. Ihre Digitalisierung ist lange nicht so weit fortgeschritten, wenngleich SAMSON auch hier Lösungen bietet,
beispielsweise den digitalen Grenzsignalgeber Typ 3738. FürSAMSON stellt sich die Aufgabe, die Anforderungen an die
digitale Vernetzung von Wertschöpfungsketten beim Kunden
nicht nur zu erfüllen, sondern auch innovative Lösungen zu entwickeln (Stichwort: Industrie 4.0). Einerseits müssen Armaturen
Informationen an das Gesamtsystem weitergeben, andererseits
müssen sie in der Lage sein, Informationen aus dem System zuempfangen. Im Fall von Auf/Zu-Armaturen ist noch ein StückWeg zurückzulegen, um den heutigen hohen Digitalisierungsstand von Regelarmaturen zu erreichen. Hier gilt es, einen wirtschaftlichen Nutzen zu generieren.
Die Digitalisierung erlaubt eine Rund-um-die-Uhr-Überwachungvon Armaturen. Direkt erfassbare Größen wie Sollwert, Istwert,Regeldifferenz und Antriebsdruck können kontinuierlich aufgenommen und in Zukunft noch um zusätzliche Informationen ergänzt werden. SAMSON hat über 100 Jahre Erfahrung im Ventilbereich und dadurch das notwendige Know-how, um die gewonnenen Daten zielgerichtet auszuwerten und daraus dierichtigen Schlussfolgerungen zu ziehen. Der Stellungsregler weist
den Anwender frühzeitig auf Fehlzustände im und am Ventil hin.
Meldungen wie „Innere Leckage“ oder „Defekt der Antriebsfedern“ erfordern keine weitere Interpretation der Daten durch denAnwender. Die Digitalisierung ermöglicht zusammen mit derqualitativ hochwertigen im Stellungsregler integrierten Ventildiagnose EXPERTplus eine Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit, daeventuelle Fehlzustände frühzeitig erkannt und behoben werden
können. Ziel ist es, zukünftig Fehlzustände sogar gänzlich zu vermeiden, was durch Ansätze wie vorrausschauendes Fahren derAnlage, aber auch proaktives Wartungsmanagement erreicht
werden kann. Hierzu sind entsprechende Informationen und Bewertungen der Armatur als Aktor in der Anlage nicht nur unabdingbar, sondern auch ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil.
Über das eigentliche Produkt hinaus beeinflusst die Digitalisierung bei SAMSON alle Bereiche von der Produktion bis hin zu
den Serviceleistungen. Als innovatives Unternehmen ist SAMSON
Vorreiter in der Weiter- und Neuentwicklung von Armaturen undAnbaugeräten. Moderne Serviceleistungen basieren auf Daten,

die während des Produkt-Lifecycles gesammelt werden, damit
die Wartung einer einzelnen Armatur bis hin zur Gesamtanlage
kalkulierbar und zielgerichtet durchgeführt werden kann.
Für zukünftige Entwicklungen wird es entscheidend sein, was mit
den gesammelten Daten geschieht. Die Digitalisierung ist kein
Selbstzweck – das alleinige Sammeln und Kommunizieren vonDaten reicht nicht aus. Daten müssen nutzbar gemacht werden.
Dazu ist es notwendig, wichtige von unwichtigen Daten zu trennen und die gewonnenen Daten zielgerichtet zu analysieren. Umbelastbare Aussagen über den Zustand einer Armatur machenzu können, müssen der Datenauswertung fundierte Armaturenkenntnisse zu Grunde liegen. Bei SAMSON fließt das Wissen
von Ventil-, Antriebs- und Stellungsreglerspezialisten sowie dasKundenwissen über den Prozess gleichermaßen in die Diagnosefirmware EXPERTplus ein. Der unumstrittene Nutzen derartig gewonnener Diagnoseergebnisse kann um ein Vielfaches gesteigert werden, wenn sie in den Prozess, sowie das Anlagen- undWartungsmanagement einfließen. Dazu müssen einerseits dietechnischen Herausforderungen (Beherrschung der Datenmenge, Schaffung einer einheitlichen Kommunikationsschnittstelle)gelöst werden. Andererseits müssen sich Unternehmen im großen Umfang auf die Digitalisierung einlassen und ihre Grenzen
definieren. Welche Daten möchte man transparent machen?
Sind die Daten ausreichend geschützt? Wie viel UnternehmensKnow-how möchte man preisgeben? Diese und ähnliche Fragen,die wir heute schon aus unserem privaten Umfeld kennen, müssen bei SAMSON und von den Kunden beantwortet werden,
damit die Digitalisierung bis zur letzten Konsequenz genutzt werden kann.
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Telefon: 069 4009-0 · Telefax: 069 4009-1507 · E-Mail: samson@samson.de · Internet: www.samson.de
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