Promotion in SSPS

Safety related Remote Process Monitoring & Control (sRMC)

Der Einsatz eines Früherkennungssystems ermöglicht, mehrere Anlagen aus einer zentralen Leitwarte zu überwachen und die Anzahl der Anlagenmitarbeitern für Kontrollgänge zu reduzieren.

In der chemischen, petrochemischen-, Öl- und Gasindustrie sowie im Kraftwerkssektor verursachen unzulässige Anlagenzustände, wie Gasleckagen oder Brände, jährlich enorme Schäden. Bisher werden diese unzulässigen Anlagenzustände bei Kontrollgängen durch die menschliche Sensorik, mit Hilfe von Wärmebildkameras oder Leckage-Suchgeräten lokalisiert. Diese Vorgehensweise ist nicht automatisiert und findet nur zu den jeweiligen Kontroll-Zeitpunkten statt. Die derzeitig in Produktionsanlagen verbauten, stationären Gasdetektoren oder Branderkennungs-Systeme registrieren lediglich die lokale Anwesenheit von Anomalien, informieren allerdings nicht über deren Gefährdungspotenzial. Eine intelligente und flächendeckende Erkennung von unzulässigen Anlagenzuständen bewirkt, dass diese unmittelbar im Entstehungsprozess detektiert, kategorisiert, bewertet und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Die Mitarbeiter, die Gebäude sowie die Umgebung können dadurch vor einer potenziellen Gasexplosion/Brand oder Exposition mit dem Gas bewahrt werden.

Im Forschungsprojekt „sRMC“ wird ein Früherkennungssystem zur automatisierten Detektion und sicherheitstechnischen Bewertung von unzulässigen Anlagenzuständen in chemischen Produktionsanlagen entwickelt – mit dem Fokus auf der Detektion von Gasleckagen. Die Grundlage für die zu analysierenden Daten liefern zusätzliche Sensoren, wie Kameras, Mikrofone und Wettersensoren, die die in den Anlagen verbauten Betriebssensoren ergänzen. Moderne Sensortechnik ist der menschlichen Sensorik teilweise weit überlegen. Eine Thermalkamera kann die für das menschliche Auge unsichtbare Infrarot-Strahlung sichtbar machen und Mikrofone detektieren den außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegenden Ultraschall. Künstliche Intelligenz ermöglicht, die erlernten unzulässigen Anlagenzustände mit Hilfe der zusätzlichen Sensorsysteme zu detektieren und identifizieren, wodurch eine Steigerung der globalen Detektionswahrscheinlichkeit und -genauigkeit sowie der Systemintegrität erreicht werden kann.

Neben der gesteigerten Anlagensicherheit ergeben sich auch enorme wirtschaftliche Vorteile. Der Einsatz eines Früherkennungssystems ermöglicht, mehrere Anlagen aus einer zentralen Leitwarte zu überwachen und die Anzahl der Anlagenmitarbeitern für Kontrollgänge zu reduzieren. Bei detektierten unzulässigen Anlagenzuständen können beschleunigt Gegenmaßnahmen eingeleitet und Schäden in der Anlage verringert oder ganz verhindert werden. Das Risiko von Dominoeffekten mit nachfolgenden Großschadensereignissen sowie finanzielle Einbußen durch Produktionsausfall werden ebenfalls reduziert und ein tertiärer Explosionsschutz wird überflüssig. Das Früherkennungssystem kann als automatisierte Predictive-Maintenance-Maßnahme die zeitaufwendige manuelle Leckage-Suche durch das Personal während einer Anlagenabstellung unterstützen und ein schnelleres Anfahren der Produktion, aufgrund kürzerer Stillstand-Zeiten ermöglichen.

Projekt-Daten sRMC

Promotion im Rahmen des Forschungs-Schwerpunktes: Smart Protection of Pressurized Systems (SPPS)
Beginn November 2020 / Projektzeitraum 4 Jahre

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