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Alarmmanagement in Produktionsanlagen

Schadensverhütung in Anlagen mit Mitteln der Prozessleittechnik

Dr. Udo Enste, LeiKon GmbH, Herzogenrath

Zur Schadensverhütung werden in verfahrenstechnischen Produktionsanlagen Messgeber genutzt, um anbahnende Probleme und nicht bestimmungsgemäße Betriebszustände rechtzeitig erkennen zu können. Mit prozessleittechnischen Systemen werden die Signale der Messgeber permanent auf unzulässige Über- oder Unterschreitungen von Grenzwerten oder auch auf Steigungsverletzungen der Signalverläufe überwacht. Resultat der Überwachung sind Meldungen oder Alarme, die Anlagenfahrer auf Probleme und damit auf einen Reaktionsbedarf in Form von grafischen Anzeigen an Beobachtungsbildschirmen in den Leitwarten und parallel in Form von akustischen Signalisierungen hinweisen.

Wird ein Alarm von einer Alarmquelle generiert, ist es die Aufgabe des Anlagenfahrers, möglichst schnell die Alarmierungsinformationen zu analysieren, Situationseinschätzungen durchzuführen, das zukünftige Anlagen- und Prozessverhalten bei verschiedenen ihm bietenden Reaktionsmöglichkeiten vorherzusehen und schließlich Aktionen für den Prozesseingriff durchzuführen.

Große verfahrenstechnische Anlagen in der Chemie, Hüttentechnik, Kraftwerkstechnik oder auch in der Abwassertechnik umfassen nicht selten eine Anzahl von 10.000 – 100.000 Messstellen pro Betrieb. In der Regel ist fast jeder dieser Messstellen eine potentielle Alarmierungsquelle.

Auf Grund des Einzugs moderner Prozessleittechnik zur Steuerung und Überwachung von Produktionsanlagen ist die Implementierung von Alarmen stark vereinfacht worden. Das führt in den Betrieben mittlerweile jedoch dazu, dass die Anlagenfahrer mit Alarmfluten, die zum Teil nutzlose oder eher unwichtige Alarme enthalten, so beansprucht werden, dass eine korrekte und damit schadensverhütende Reaktion kaum noch gewährleistet werden kann. Bis zu 2000 Alarme und Meldungen pro Tag sind in einer Leitzentrale keine Seltenheit. Die Konsequenz ist, dass Anlagenfahrer zunehmend genervt über Alarmfluten sind, so dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass Alarme von ihnen einfach quittiert oder deaktiviert werden ohne eine Reaktion auf das Alarmereignis einzuleiten. Dabei verlangen Alarme, die per Definition Meldungen von Abweichungen des Prozesses oder der Anlage sind, normalerweise eine unverzügliche Reaktion des Bedieners. Das Alarmproblem kann dabei pointiert so zusammengefasst werden: Alarmsysteme sind oftmals am wenigsten effektiv, wenn sie am dringendsten gebraucht werden.

Das Alarmmanagement umfasst alle planerischen und operativen Tätigkeiten, die die Wirksamkeit des Alarmwesens innerhalb eines Unternehmens bestimmen. Dazu zählen:

• die Auslegung von Alarmen
• die Umsetzung und Dokumentation von Alarmierungsvorgaben in Alarmmeldesystemen
• die Alarmverarbeitung im operativen Betrieb
• die Alarmanalyse
• und das Änderungsmanagement für Alarmauslegungen innerhalb eines kontinuierlichen Validierungs- und Verbesserungsprozesses.

Ein gutes Alarmmanagement soll den Anlagenfahrern und den Betriebs- verantwortlichen helfen:

• korrekt, das heißt rechtzeitig und zielorientiert auf abnormale Situationen zu reagieren
• Alarmfolgen nach abnormalen Situationen analysieren zu können, um damit zur kontinuierlichen Verbesserung des Produktionsprozesses beitragen zu können.

Die EEMUA, ein internationales Konsortium von Anlagenbetreibern der Prozessindustrie definiert folgenden Workflow zum Aufsetzen eines konsequenten, unternehmensweiten Alarmmanagements (s.[1]):

Alarm-Philosophie

Aufstellen von Grundregeln zur Auslegung und zum Umgang mit Alarmen. Resultat sollte ein unternehmens-spezifischer „Masterplan” für Alarmidentifikation und -auslegung, Umgang im operativen Betrieb und im Engineeringprozess sein.

Alarm-Identifikation

Identifikation und Dokumentation nötiger Alarmierungsstellen/ -situationen (oft Bestandteil einer Risikoanalyse) sowie Festlegung von Alarmgenerierungsarten.

Alarm-Auslegung

Festlegung von Freiheitsgraden der Alarmkonfiguration gespiegelt an den Vorgaben der Alarmphilosophie.

Alarm-Implementierung

Implementierung der Alarme im Alarmierungssystem (Prozessleitsystem) inkl. Umsetzung der Benutzerinterfaces, der Signalisierung sowie des Loggings von Alarmen.

Alarm-Analyse

Aufsetzen eines kontinuierlichen Analyseprozesses, um Überlastungen von Anlagenfahrern prädiktiv zu verhindern und geeignete Reaktionen in kritischen Situationen besser unterstützen zu können.

Alarm-Rationalisierung

Verbesserungsmaßnahmen und Änderungsmanagement nach Vorgabe der Alarm-Philosophie durchführen.

Die Einführung eines systematischen und nachhaltigen Alarmmanagements in Produktionsanlagen soll helfen, abnormale Prozess- und Anlagenzustände zu verringern sowie Anlagenfahrer zu entlasten und damit eine sicherere und kosteneffektivere Produktion zu gewährleisten. Um diese Ziele zu erreichen, ist die Senkung der Alarmfluten eine der dringendsten Aufgaben, die in den Betrieben umgesetzt werden muss. Zielvorgaben dazu wurden von der EEMUA wie folgt angegeben:

Zur Umsetzung eines geeigneten Alarmmanagements sind Richtlinien und Empfehlungen unterschiedlichster Organisationen erarbeitet worden (s. Literaturangaben). Den Verantwortlichen in den Betrieben muss klar sein, dass diese Empfehlungen auch juristisch mittlerweile zum Wissen des „Stands der Technik“ gezählt werden und entsprechend nach Störfällen zur Beurteilung im Rahmen von Ursachenanalysen und Ermittlung von Verantwortlichkeiten herangezogen werden können.

Literatur:

[1] EEMUA Publication 191: Alarm Systems: A Guide to Design, Management and Procurement.

[2] NAMUR Arbeitsblatt NA102: Alarm Management

[3] HSE Guidance: Better Alarm Handling

[4] VDS Merkblatt 2556: Sicherung von verfahrenstechnischen Anlagen mit Mitteln der Prozessleittechnik

Dr.-Ing. Udo Enste
LeiKon GmbH
Kaiserstr. 100
52134 Herzogenrath
www.leikon.de