Betreiber von Wasserverteil- und Wasseraufbereitungsunternehmen stehen vor immer herausfordernderen Betriebsbedingungen. Auf der einen Seite nehmen die regulatorischen Anforderungen hinsichtlich der Trinkwasserqualität immer weiter zu. Auf der anderen Seite finden die Betreiber kaum noch qualifiziertes Personal. Vermehrt werden auch Quereinsteiger eingestellt, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Darüber hinaus besteht konstanter Kostendruck, da die Wasserverteil- und Wasseraufbereitungsunternehmen den jeweiligen Kommunen untergeordnet sind.
Somit müssen Betreiber immer weiter optimieren. Die Flüssigkeitsanalyse-Messtechnik spielt in diesem Kontext eine sehr wichtige Rolle. Die unterschiedlichen Online-Messparameter und Gesamtsysteme, die Endress+Hauser bereitstellt, liefern Kunden wichtige Einblicke zur Prozesssteuerung. Ein Ausfall der Flüssigkeitsanalyse-Messtechnik birgt große Risiken und erhöht die manuell durchzuführenden Tätigkeiten erheblich. Eine typische Reaktion auf einen Messtechnik-Ausfall stellt die manuelle Beprobung dar. Um Ausfällen vorzubeugen, müssen die Sensoren und Geräte einer vorbeugenden Wartung unterzogen werden.
Einen Überblick über diese Herausforderungen und Triebkräfte der Kunden liefert das allgemein bekannte Asset Management Dreieck. Die modellhafte Darstellung der Kundenperspektive wurde hier leicht abgewandelt und konkretisiert.
Lösungsansätze und Systemaufbau
Viele Wasserverteil- und Aufbereitungsunternehmen setzen vermehrt auf digitale Überwachungs- und Assistenzsysteme, um die Verfügbarkeit von kritischen Messeinrichtungen wie beispielsweise die Flüssigkeitsanalyse-Messtechnik zunächst zu erfassen und im Anschluss auf Basis von angepassten Wartungsstrategien zu optimieren. Viele Unternehmen haben erkannt, dass es zusätzlich zu den aktuell eingesetzten Prozessleitsystemen, weitere Lösungen braucht. In diesem Kontext ist es besonders wichtig zu erwähnen, dass Unternehmen nicht nur solche Assistenzsysteme einführen, sondern auch weitere Systemarchitekturen und Strukturen aufbauen müssen. Das bedeutet beispielsweise Investitionen in sogenannte Konnektivitätslösungen in Form von Edge Devices. Mithilfe der Edge Devices können Daten via Kundeninternet oder Mobilfunk nahtlos und unabhängig vom Prozessleitsystem von den Messstellen in cloudbasierte und lokale Anwendungen übermittelt werden. Die Anbindung der Edge Devices an die Messtechnik wird über die Feldbuskommunikationsschnittstellen realisiert. In der folgenden Darstellung sind die unterschiedlichen Ebenen und die Zusammenhänge nochmals kompakt dargestellt.
Aktuelle Situation und Herausforderungen
Bisher gibt es allerdings noch einige Herausforderungen und Stolpersteine für die Umsetzung des skizzierten Systemaufbaus. Wie bereits erwähnt, müssen die Edge Devices über die vorhandenen Feldbuskommunikationsschnittstellen an die Messgeräte angebunden und in die bestehende Automatisierungsinfrastruktur integriert werden. Die Anbindung der Edge Devices muss also über das ausgewählte Feldbuskommunikationsprotokoll zur Prozesssteuerung erfolgen. Dabei wird der existierende Kommunikationskanal genutzt und gegebenenfalls mit zusätzlichen Datenpunkten für die eingesetzten Edge Devices erweitertet. Diese Vorgehensweise ist oftmals mit größeren Engineering- und Programmieraufwänden verbunden. Zudem ist die Flexibilität eingeschränkt, da die existierende Feldbusschnittstelle genutzt wird. Aber nicht nur die initialen Aufwände müssen berücksichtigt werden, sondern auch der kontinuierliche Support- und Erweiterungsaufwand der Infrastruktur.
Endress+Hauser wird ab 2025 eine Konnektivitätslösung auf den Markt bringen, welche es den Kunden ermöglicht feldbus- und kommunikationsunabhängig Daten und Informationen der Flüssigkeitsanalyse-Messstellen in das IIoT Ökosystem Netilion zu übermitteln. Mit dem „Liquiline Edge Modul“ können Kunden auf einen parallelen und flexiblen Kommunikationskanal der Flüssigkeitsanalyse-Messstellen setzen, um ihren Betrieb und die Gerätewartungen zu optimieren. Die Unabhängigkeit zur eigentlichen Prozesssteuerung bleibt bestehen. Konfigurations- und Montageaufwände sind gering, da die Lösung als erweiterbare Einsteckkarte für den Mehrkanal- und Multiparameter-Messumformer Liquiline CM44, den Probenehmer Liquistation CSF48 und die nasschemische Analysatorenplattform Liquiline System CA80 erhältlich sein wird. Darüber hinaus ist das Liquiline Edge Module als Nachrüstoption für bestehende Messstellen verfügbar.
Digitales Wartungsmanagement
Die Erweiterung des IIoT Netilion Ökosystems mit der Liquiline Assist Anwendung komplettiert das Gesamtangebot für das Monitoring und die Optimierung des Betriebs sowie der Wartung von Flüssigkeitsanalyse-Messstellen. Die Anwendung wurde zudem für die speziellen Anforderungen von Flüssigkeitsanalyse-Messstellen geschaffen wie beispielsweise die kompakte Darstellung eines mehrkanaligen Messsystems. Die nahtlose Integrationsmöglichkeit mit dem Liquiline Edge Modul in die Anwendung reduziert den Integrationsaufwand und ermöglicht eine sehr schnelle Inbetriebnahme des Gesamtsystems. Der Einstieg in die Liquiline Assist Anwendung erfolgt über die Karten- und Event-Darstellung, in welcher die Standorte der Messstellen und dazugehörigen Anlagen visualisiert werden. Die umfangreichen Mess- und Diagnoseinformationen werden im Dashboard-Menü übersichtlich und kompakt dargestellt.
Pro Messstelle können für die maximal acht Messkanäle bis zu jeweils vier Datenpunkte angezeigt werden. Die Messstellen wiederum können der Anlagenkategorie zugeordnet werden. Somit lassen sich auch unterschiedliche Anlagen und Standorte eines Anwenderunternehmen in der Prozessindustrie visualisieren. Für die weiterführende Interpretation und Auswertung der Daten bietet die Anwendung eine intuitive Darstellungs- und Vergleichsmöglichkeit von unterschiedlichen Datenpunkten in einem Diagramm. So können beispielsweise Trends von unterschiedlichen Messinformationen verglichen werden. Des Weiteren stellt die Anwendung jederzeit den aktuellen Zustand der Messstelle dar. Hierbei setzt sie auf Heartbeat Technology. Der sogenannte „Sensor Health-Wert“ dient zur Einschätzung des Zustands des Sensors. Über das erweiterte Diagnosemonitoring werden alle weiteren Diagnosemeldungen kompakt dargestellt. Die Endanwender können die Informationen zur Planung von Wartungen und Kalibrierungen der Messstellen heranziehen. Somit wird die Effizienz der Betriebsabläufe verbessert.
