Alarme effizient gestalten

Beim Einsatz moderner Prozessleitsysteme gerät die Kernaufgabe 'Bedienen und Beobachten' immer weiter in den Hintergrund. Integrationsprojekte dominieren den Alltag, das Potenzial für effektive Prozessfahrweise wird oft nicht ausgeschöpft. Darunter leidet vor allem das Alarm Handling. Alarmmanagement kann hier entscheidend zur Verbesserung der Lage beitragen.

Bild: M+W Process Automation/Fotolia

Eine ähnliche Situation werden viele Anwender schon erlebt haben: Fast jedes dynamische Element der Prozessgrafik blinkt, das Leitsystem zeigt unzählige Alarme an, im Sekundentakt kommen neue dazu und niemand stört sich daran. Denn die Meldungen gelten als nicht vertrauenswürdig, der Informationsgehalt geht gegen Null. Das führt zu Desinteresse des Bedienpersonals, Alarme werden übersehen. Spätestens nach dem ersten oder zweiten Zwischenfall, der zumindest kurzzeitige Produktionsunterbrechung und mühsame Recherche nach den Ursachen zur Folge hat, beginnt die Suche nach Lösungen, um das überlastete Alarmsystem in einen stabilen Zustand zu überführen.

Standards für die Alarmierung

Bereits seit Mitte der 1990er-Jahre widmen sich Institutionen verstärkt der Alarmproblematik und dem Zusammenhang zwischen Anlagenstörungen und ’schlechten‘ Alarmsystemen. Mit Veröffentlichung der EEMUA 191 ‚Alarm Systems – A Guide to Design, Management and Procurement‘ lag im Jahr 1999 der erste Leitfaden vor, der sich bald zum De-facto-Standard entwickelte. Wesentlich beeinflusst davon folgten Publikationen wie die Namur-Empfehlung NA102, ‚The Alarm Management Handbook‘ von Hollifield und Habibi und der vom ASM Consortium veröffentlichte Leitfaden ‚Effective Alarm Management Practices‘.

Langfristige Leistungsfähigkeit

Was jedoch fehlte, war ein Dokument, das über den Status eines Ingenieurleitfadens hinaus Akzeptanz in der Industrie fand. Mit dem Standard ANSI/ISA-18.2, der in IEC 62682 übernommen werden soll, wurde diese Lücke im Juni 2009 geschlossen. Das Papier legt in einem zehnstufigen Lebenszyklus-Modell Phasen fest, die die Leistungsfähigkeit eines Alarmsystems sicherstellen sollen. Der Projektstart kann dabei über ein Alarmkonzept, Anforderungen an Monitoring und Assessment oder die Prüfung der Abläufe vor Ort erfolgen. Neu dabei ist vor allem die Tatsache, dass es sich um einen Standard handelt, der nach bindenden ANSI-Richtlinien entwickelt wurde. Dabei sollen vor allem ausführliche Definitionen zum Thema Alarme Konsistenz und Klarheit auch abseits des Standards schaffen. Grundlage für Alarmmanagement nach ISA-18.2 ist die Einführung und Pflege eines Alarmkonzepts, auch als ‚Alarmphilosophie‘ bezeichnet.

Dazu zählen folgende Aspekte:

Regelmäßige Abgleiche des Alarmsystems mit diesen Anforderungen gelten als Voraussetzung für langfristig leistungsfähige Systeme.

Von Planung bis Live-Betrieb

Die Alarmidentifizierung hat dabei eher informativen Charakter. Erst die Klassifizierung und Parametrierung von Alarmen während der Rationalisierungsphase stellen sicher, dass das System den ISA-Anforderungen gerecht wird. Die Ergebnisse werden üblicherweise in einer Master-Alarmdatenbank festgehalten und über die gesamte Lebensdauer des Alarmsystems gepflegt. Bei Bedarf können die Informationen auch dem Bedienpersonal zugänglich gemacht werden, um etwa Ursachenforschung oder die richtige Alarmreaktion zu unterstützen. Während der Detailplanung wird dann das Alarmdesign vorgegeben und Empfehlungen etwa für Alarmhysterese oder -verzögerung gegeben. Ebenso behandelt werden Aspekte der Alarmdarstellung am HMI. Denn zum Erreichen von Operations Effectiveness gilt es in jedem Fall, Alarmmanagement und HMI-Design eng zu verknüpfen.

Die Implementierungsphase behandelt die Schritte, die beim Einrichten eines neuen Alarms oder Alarmsystems und beim Ändern vorhandener Konfigurationen zu beachten sind. In der Regel erfolgen hier die ersten Arbeiten am Leitsystem. Nicht zu vernachlässigen sind dabei Bedienertraining, Funktionstest und Dokumentation. Nach der erfolgreichen Implementierung folgt die Operationsphase, die auch als Ausgangspunkt für die Monitoring- und Assessmentphase dient. Ab diesen Zeitpunkt ist der Alarm online, und dem Bediener werden Störungen angezeigt. Gleichzeitig gilt es, das Vorgehen bei Wartungs- oder Testszenarien in der Maintenance-Phase festzulegen.

Betrieb und Wartung

Abschließend wird in Monitoring- und Assessment-Phasen (M&A) festgestellt, ob das Alarmsystem effizient arbeitet. Dazu wird die Systemleistung mit den Zielen der Alarmphilosophie abgeglichen. M&A erfordern die Bereitschaft der Verantwortlichen, mit regelmäßigen Reports und durch das Beseitigen von Alarmproblemen zur kontinuierlichen Verbesserung des Alarmsystems beizutragen. Dieser Projektschritt markiert häufig den Einstieg in den Lebenszyklus und die Inbetriebnahme einer Alarmmanagement-Software. Im Betrieb unterstützt dann das Änderungsmanagement die Verhinderung von unkontrollierten Eingriffen in das Alarmsystem. Schlechte oder fehlende Änderungskontrolle führt mittelfristig wieder zu Überlastung, daher sollten regelmäßige Audits Leistungsfähigkeit und Alarmierungsabläufe prüfen. Der ISO-Standard bietet hierzu zahlreiche Empfehlungen.

Gezieltes Alarmmanagement kann helfen, ungeplante Stillstände zu vermeiden. Bild: M+W Process Automation

Technologie anstatt Lizenzen

Leitsystemhersteller können das Rad der Zeit nicht zurückdrehen, um Probleme, die durch zu viele, kostenlos konfigurierbare Alarme verursacht werden, zu verhindern: Ein Lizenzmodell oder Zusatzkosten pro aktiviertem Alarm werden von der Industrie nicht akzeptiert. Stattdessen kommen Funktionen wie Shelving, zustandsabhängige Alarmierung oder Folgealarmunterdrückung als Standardfunktionen zum Einsatz. Der Umgang mit diesen Techniken erfordert allerdings Erfahrung und setzt den Einsatz interdisziplinärer Teams voraus.

Der Standard ISA-18.2 gibt hier Anleitung und Unterstützung und kann so wesentlich zur Verbesserung der Sicherheit in Prozessanlagen beitragen. Der Aufwand für die Umsetzung des Modells dürfte den Kosten entsprechen, die für die Entscheidung, einen Alarm auf einem Messtafelfeld anzuzeigen, anfallen. Insgesamt liegt der Vorteil der vorgestellten Methodik in Nachhaltigkeit und Kontinuität. Ohne diese Voraussetzungen wird die langfristige Leistungsfähigkeit eines Alarmsystems gefährdet. Damit wird auch das Alarmmanagement als MES-Analysemodul nach IEC 62264 vom Status einer ’nice-to-have‘- zu einer ‚must-have‘-Anforderung übergehen – und zusammen mit einer optimierten HMI-Gestaltung einen wichtigen Beitrag zu Operations Effectiveness leisten.

 

Anbieter für Automatisierungslösungen

M+W Process Automation GmbH zählt zu den führenden, herstellerunabhängigen Anbietern von Automatisierungslösungen für die produzierende Industrie. In enger Zusammenarbeit mit dem Anbieter PAS Inc. bietet das Ingenieurunternehmen in Deutschland unter anderem Lösungen für Alarmmanagement, Automatisierungskonfiguration sowie Steuerung und HMI.

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