Öl- und Gas-Digitalisierung: Siemens WinCC Unified HMI für die Visualisierung von Produktionsdaten in Raffinerien

Öl- und Gasraffinerien arbeiten in einer der daten{0}intensivsten und sicherheitskritischsten Industrieumgebungen weltweit, in der bereits eine Verzögerung von 1{3}Sekunde beim Zugriff auf Produktionsdaten zu Umsatzeinbußen in Millionenhöhe, Nichteinhaltung von Vorschriften- oder Sicherheitsrisiken führen kann. Während die Industrie die Digitalisierung der Öl- und Gasindustrie mit HMI-Lösungen von Siemens beschleunigt, greifen Raffineriebetreiber auf robuste, skalierbare Visualisierungstools zurück, um Prozessrohdaten in umsetzbare Entscheidungen in Echtzeit umzuwandeln. Das Herzstück dieser Transformation ist das Siemens WinCC Unified HMI, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle der nächsten -Generation, die speziell auf die besonderen Anforderungen nachgelagerter Raffineriebetriebe zugeschnitten ist. In diesem Artikel wird erläutert, wie Siemens HMI Raffinerien eine beispiellose Transparenz der Produktionsdaten, betriebliche Effizienz und Risikominderung bietet, mit verifizierten Leistungsdaten, Fallstudien aus der Praxis und einer schrittweisen Validierung seiner Fähigkeiten in Live-Raffinerieumgebungen.

Die entscheidende Rolle der Echtzeit-Datenvisualisierung im modernen Ölraffineriebetrieb

Raffinerien verarbeiten 100.000 bis über 1 Million Barrel Rohöl pro Tag, mit Hunderten miteinander verbundenen Einheiten, darunter Rohöldestillation, Hydrocracken, katalytische Reformierung und Mischsysteme. Jede Einheit generiert jede Sekunde Tausende von Datenpunkten-von Temperatur, Druck und Durchflussraten bis hin zu Produktzusammensetzung, Gerätezustand und Emissionswerten. Herkömmliche Legacy-HMI-Systeme haben oft Probleme mit dieser Datenmenge, mit eingeschränkter Skalierbarkeit, langsamen Bildschirmaktualisierungsraten und isolierten Daten, die eine einheitenübergreifende Sichtbarkeit verhindern.

In diesem Umfeld ist die effektive Visualisierung von Produktionsdaten nicht nur ein betrieblicher Komfort-sondern ein zentraler Faktor für die Leistung einer Raffinerie. Betreiber benötigen eine einzige, einheitliche Schnittstelle, um die Prozessbedingungen live zu überwachen, Anomalien zu erkennen, bevor sie eskalieren, und Parameter anzupassen, um die Produktqualität aufrechtzuerhalten, den Energieverbrauch zu senken und strenge Umweltvorschriften einzuhalten. Die Visualisierung von Raffinerieprozessdaten mit Siemens WinCC Unified geht direkt auf diese Anforderungen ein und schließt die Lücke zwischen rohen Felddaten und fundierter Entscheidungsfindung auf allen Ebenen des Raffineriebetriebs.

Warum sich Siemens WinCC Unified HMI bei der Digitalisierung der Öl- und Gasindustrie auszeichnet

Siemens HMI ist seit Jahrzehnten eine vertrauenswürdige Lösung in der industriellen Automatisierung und die WinCC Unified-Plattform wurde speziell-entwickelt, um den sich wandelnden Anforderungen der Schwerindustrie wie der Öl- und Gasraffinerie gerecht zu werden. Im Gegensatz zu generischen HMI-Tools ist die Plattform darauf ausgelegt, den extremen Größenordnungen, Sicherheitsanforderungen und dem 24/7-Dauerbetrieb von Raffinerien gerecht zu werden, mit nativer Integration in das SIMATIC-Automatisierungsökosystem von Siemens und Systeme von Drittanbietern, die üblicherweise in nachgelagerten Anlagen verwendet werden.

Was die Lösung auszeichnet, ist ihr ausgewogenes Verhältnis von Skalierbarkeit, Benutzerfreundlichkeit und erweiterter Funktionalität,-alle auf einer modernen webbasierten-Architektur aufgebaut, die sowohl Vor--Vor-Ort- als auch Remote-Vorgänge unterstützt. Für Raffinerien, die sich im digitalen Wandel befinden, macht Siemens WinCC Unified HMI zur Überwachung der Raffinerieproduktion den Bedarf an mehreren getrennten Tools überflüssig und schafft eine einzige Quelle der Wahrheit für alle Produktionsdaten. Dieser einheitliche Ansatz reduziert die Schulungszeit für Bediener, minimiert die Integrationskosten und liefert messbare Verbesserungen der Betriebsleistung vom ersten Tag der Bereitstellung an.

Kernfunktionen von Siemens HMI für die Visualisierung von Raffinerie-Produktionsdaten

Jede Kernfunktionalität des Siemens WinCC Unified HMI wird mit überprüfbaren Leistungsdaten validiert, die auf die besonderen Anforderungen des Raffineriebetriebs zugeschnitten sind. Nachfolgend sind die wichtigsten Fähigkeiten aufgeführt, die den Wert für nachgelagerte Öl- und Gasanlagen steigern:

Hoch-Skalierbarkeit in Echtzeit-Daten-Tag-Verarbeitung

Raffinerien benötigen HMI-Systeme, die Hunderttausende Daten-Tags ohne Leistungseinbußen verarbeiten können, da jede Einheit im Raffinierungsprozess Tausende individueller Prozessvariablen generiert. Die Siemens HMI-Plattform bietet branchenführende Tag-Skalierbarkeit mit Unterstützung für bis zu 600.000 PowerTags und 200.000 interne Tags auf einem einzigen Unified PC RT-System, genug, um selbst die größten Raffineriebetriebe in vollem Umfang auf einer einzigen Plattform abzudecken.

In unabhängigen Leistungstests behält die Plattform eine konsistente Datenaktualisierungsrate von 100 Hz für 500.000 gleichzeitige Tags bei, wobei die Latenz bei der Bildschirmaktualisierung im Vergleich zu älteren HMI-Systemen in Raffinerieumgebungen mit hoher Auslastung um 78 % reduziert wird. Dies bedeutet, dass Bediener Live-Prozessdaten mit einer maximalen Verzögerung von 10 ms sehen, selbst in Spitzenproduktionszeiten mit Tausenden gleichzeitiger Datenpunktänderungen.

Integriertes Alarmmanagement und Sicherheitskonformität

Raffinerien unterliegen strengen globalen Sicherheitsvorschriften, darunter API RP 1167, IEC 61508 und OSHA-Standards für das Prozesssicherheitsmanagement, und erfordern ein robustes Alarmmanagement, um ungeplante Abschaltungen und Sicherheitsvorfälle zu verhindern. Siemens HMI umfasst ein natives Alarmmanagementsystem mit Unterstützung für bis zu 160.000 Controller-Alarme, 32 anpassbare Alarmklassen und vollständige Audit-Trail-Funktionalität, die jedes Alarmereignis, jede Bedienerbestätigung und jede Parameteranpassung protokolliert.

Die Alarmfilter- und Priorisierungsfunktionen des Systems reduzieren nicht{0}}kritische Alarmgeräusche für Raffineriebetreiber um 62 % und stellen so sicher, dass Sicherheits- und Prozessalarme mit hohem-Schweregrad sofort sichtbar und umsetzbar sind. Alle Alarmdaten werden in einer manipulationssicheren eingebetteten Datenbank gespeichert, die vollständig den Anforderungen an elektronische Aufzeichnungen der FDA 21 CFR Teil 11 entspricht, was behördliche Prüfungen und Compliance-Berichte für Raffineriebetreiber vereinfacht.

Nativer webbasierter-Zugriff für Remote- und Multi-Site-Vorgänge

Moderne Raffinerien benötigen sicheren Zugriff auf Produktionsdaten von -Kontrollräumen vor Ort, entfernten Betriebszentren und sogar mobilen Geräten für Außendiensttechniker und das Management. Siemens WinCC Unified HMI basiert auf HTML5-, SVG- und JavaScript-Webtechnologien und ermöglicht den nativen Multi-Client-Zugriff, ohne dass benutzerdefinierte Software von Drittanbietern oder VPN-Problemumgehungen erforderlich sind.

Die Plattform unterstützt bis zu 50 gleichzeitige Web-Client-Verbindungen mit einer Standard-Laufzeitlizenz, wobei die Datenübertragung über TLS 1.3 verschlüsselt wird, um vollständige Cybersicherheitskonformität zu gewährleisten. Für Raffineriebetreiber bedeutet dies sicheren Zugriff auf Live-Produktions-Dashboards, Alarmprotokolle und historische Trenddaten von jedem webfähigen Gerät aus, mit einer Verfügbarkeitsrate von 99,98 % im kontinuierlichen Raffineriebetrieb rund um die Uhr. Diese Funktion ermöglicht Siemens HMI direkt die Steuerung der Öl- und Gasproduktion in Echtzeit über Raffinerieportfolios mit mehreren Standorten hinweg, mit zentraler Sicht auf alle Anlagen von einem einzigen Betriebszentrum aus.

Integrierte-KPI-Analyse und Leistungsüberwachung

Um eine kontinuierliche Verbesserung voranzutreiben, müssen Raffinerien neben den Rohprozessdaten auch die wichtigsten betrieblichen KPIs in Echtzeit verfolgen und analysieren. Siemens HMI umfasst ein integriertes Performance Insight-Modul, das eine individuelle Berechnung und Visualisierung raffineriespezifischer KPIs ermöglicht, darunter Gesamtanlageneffektivität (OEE), mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF), Gesamtenergieverbrauch (CEC) und Produktausbeuteeffizienz.

Das Modul unterstützt zyklische oder ereignisgesteuerte KPI-Berechnungen, wobei die Ergebnisse direkt in den HMI-Dashboards über anpassbare Balkendiagramme, Trenddiagramme und Gantt-Ansichten angezeigt werden. Bei Raffinerieeinsätzen hat diese integrierte-Analysefunktion die Zeit zur Identifizierung von Prozessineffizienzen um 83 % verkürzt, da Bediener KPI-Änderungen über dieselbe Schnittstelle direkt mit Live-Prozessbedingungen in Beziehung setzen können. Beispielsweise kann das System einen Rückgang der OEE der Hydrocracking-Einheit um 2 % automatisch mit einer bestimmten Temperaturabweichung im Feed-Vorheizsystem verknüpfen und so sofortige Korrekturmaßnahmen ermöglichen.

Nahtlose Integration mit Raffinerie-DCS, SPS und Systemen von Drittanbietern

Raffinerien nutzen eine Mischung aus Automatisierungssystemen verschiedener Anbieter, darunter DCS-Plattformen, SPS, Durchflussmesser, Drucktransmitter und Laborinformationsmanagementsysteme (LIMS). Siemens WinCC Unified HMI ist für eine offene Integration konzipiert und bietet native Unterstützung für 128 gleichzeitige S7-SPS-Verbindungen und 50 Treiberverbindungen von Drittanbietern, was eine nahtlose Kommunikation mit nahezu allen gängigen Automatisierungs- und Instrumentierungssystemen für Raffinerien ermöglicht.

Die Plattform unterstützt nativ die Kommunikationsprotokolle OPC UA, Modbus, HART und PROFIBUS mit vorgefertigten Konnektoren für Siemens-SIMATIC-PCS-7-DCS-Systeme, die in großen Raffinerieprojekten auf der ganzen Welt weit verbreitet sind. Integrationstests in Raffinerieumgebungen haben gezeigt, dass das System die Datenintegrationszeit im Vergleich zu älteren HMI-Plattformen um 71 % verkürzt und eine Datengenauigkeit von 99,99 % beim Abrufen von Feldgeräten von Drittanbietern aufweist. Dadurch werden Datensilos in der gesamten Raffinerie beseitigt und sichergestellt, dass alle Produktionsdaten in einer einzigen, einheitlichen Visualisierungsoberfläche verfügbar sind.

Praxisnahe-Raffinerie-Fallstudie: Ergebnisse der Siemens WinCC Unified HMI-Implementierung

Projektübersicht

Die Fallstudie konzentriert sich auf eine Raffinerie mit einer Kapazität von 85.000 Barrel-pro-Tag (bpd) im Süden der USA, die mit einem 15-Jahre-alten Legacy-HMI-System betrieben wurde, das unter langsamen Datenaktualisierungsraten, isolierten Gerätedaten, hohem Alarmgeräusch und begrenzten Fernzugriffsmöglichkeiten litt. Die Hauptziele der Raffinerie bestanden darin, die Produktionstransparenz in Echtzeit zu verbessern, ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren, die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften zu verbessern und den Energieverbrauch in allen Prozesseinheiten zu senken. Die Anlage entschied sich für WinCC Unified HMI zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz der Raffinerie, mit vollständigem Einsatz in der Rohdestillationsanlage, dem Hydrocracker, dem katalytischen Reformer und den Mischvorgängen.

Implementierungsumfang

• Vollständiger Einsatz von Siemens WinCC Unified PC RT auf 6 Kontrollraum-Arbeitsstationen und 12 mobilen Client-Geräten im Feld
• Integration mit 18 SIMATIC S7-400-SPS und 3 200+ Feldinstrumentierungsgeräten in 4 Kernraffinerieeinheiten
• Benutzerdefinierte Dashboards für einheitsspezifische Prozessüberwachung, Alarmverwaltung, KPI-Verfolgung und Compliance-Berichte
• Vollständige Integration mit dem vorhandenen SIMATIC PCS 7 DCS und LIMS der Raffinerie für Produktqualitätsdaten

Verifizierte Leistungsergebnisse

Die folgende Tabelle vergleicht die Betriebsleistung der Raffinerie vor und nach der Siemens HMI-Implementierung mit 12 Monaten kontinuierlichen Live-Betriebsdaten:

Langfristige-Geschäftsauswirkungen

In den ersten 12 Betriebsmonaten erzielte die Raffinerie Gesamtkosteneinsparungen von 2,7 Millionen US-Dollar, was auf kürzere Ausfallzeiten, geringere Energiekosten, eine verbesserte Produktausbeute und einen geringeren Compliance-Arbeitsaufwand zurückzuführen ist. Dank der intuitiven, einheitlichen Benutzeroberfläche und standardisierten Visualisierungsvorlagen für alle Raffinerieeinheiten ermöglichte das System außerdem eine Reduzierung der Bedienerschulungszeit um 40 %. Seitdem hat die Raffinerie den HMI-Einsatz von Siemens auf ihre Abwasseraufbereitungs- und Tanklagerbetriebe ausgeweitet und dabei in allen zusätzlichen Einheiten konsistente Leistungsergebnisse erzielt.

Schritt-für-Schritt-Testprozess von Siemens HMI in einem vollständigen-Raffineriebetrieb

Um die Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Siemens WinCC Unified HMI vor der vollständigen Live-Bereitstellung zu validieren, führte die Raffinerie einen umfassenden 6{2}Phasen-Testprozess mit detaillierten Parametern und Pass/Fail-Kriterien für jeden Schritt durch. Diese Tests wurden in Zusammenarbeit mit zertifizierten Systemintegratoren von Siemens-und den internen Automatisierungs- und Betriebsteams der Raffinerie durchgeführt.

Phase 1: Einrichtung der Testumgebung und Hardwarevalidierung

Die Testumgebung wurde so aufgebaut, dass sie den Live-Produktionsaufbau der Raffinerie nachbildet, mit einer dedizierten Siemens WinCC Unified PC RT-Station, redundanten Servern, zwei Kontrollraum-Workstations und einem Test-SPS-Rack, das so konfiguriert ist, dass es zu den Live-S7-400-Controllern der Raffinerie passt. Die Hardware erfüllte die empfohlenen Spezifikationen für WinCC Unified V18, einschließlich eines Intel Core i7-10700-Prozessors, 32 GB RAM und 512 GB SSD-Speicher, sodass während des Tests keine Hardware-Engpässe auftraten.

Testkriterien: Das System muss den vollständigen Start in weniger als 60 Sekunden abschließen, wobei alle zentralen Laufzeitdienste aktiv sind und keine kritischen Fehler auftreten. Testergebnis: Das System schloss den Startvorgang in 38 Sekunden ab, wobei alle Dienste aktiv waren und keine kritischen Fehler auftraten, wodurch die Erfolgskriterien erfüllt wurden.

Phase 2: Funktionstest der Einheit

In dieser Phase wurde jede Kernfunktionalität des Siemens HMI einzeln validiert, mit spezifischen Tests für Tag-Verarbeitung, Bildschirmnavigation, Alarmmanagement und Datenprotokollierung.

• Tag-Verarbeitungstest:Es wurden 500.000 simulierte Prozessvariablen projektiert, mit zyklischer Wertaktualisierung alle 10ms. Das System wurde über 72 Stunden Dauerbetrieb auf Datengenauigkeit, Bildwiederholfrequenz und CPU-/Speicherauslastung überwacht. Testergebnis: Das System behielt eine Datengenauigkeit von 100 % über alle Tags bei, mit einer konsistenten Aktualisierungsrate von 100 Hz und einer CPU-Auslastung, die ihren Höhepunkt bei 22 % erreichte, deutlich unter dem maximalen Schwellenwert von 80 %.
• Alarmmanagementtest:Es wurden 10.000 simulierte Alarmereignisse ausgelöst, darunter 500 Sicherheitsalarme mit hohem -Schweregrad. Das System wurde hinsichtlich der Geschwindigkeit der Alarmanzeige, der Filtergenauigkeit und der Audit-Trail-Protokollierung validiert. Testergebnis: Alle Alarme wurden innerhalb von 5 ms nach der Auslösung angezeigt, mit 100 % genauer Priorisierung und Filterung sowie vollständiger Audit-Trail-Protokollierung jedes Ereignisses und jeder Bestätigung.
• Bildschirmnavigationstest:Es wurden 25 benutzerdefinierte Raffinerieprozessbildschirme mit durchschnittlich 1.200 Grafikobjekten pro Bildschirm konfiguriert. Die Bildschirmladezeit wurde sowohl beim ersten Laden als auch bei der anschließenden Navigation gemessen. Testergebnis: Die durchschnittliche Bildschirmladezeit betrug 420 ms, mit einer maximalen Ladezeit von 780 ms für den komplexesten Übersichtsbildschirm der Roheinheit, was den Anforderungen entspricht<1 second maximum threshold.

Phase 3: Integrationstests

In dieser Phase wurde die nahtlose Kommunikation zwischen dem Siemens HMI und den Live-Automatisierungs- und Instrumentierungssystemen der Raffinerie validiert, einschließlich SPS, DCS, Feldtransmittern und LIMS. 4-20mA-Standardsignale wurden in 100+ Feld-E/A-Module eingespeist, wobei die Werte in der HMI-Schnittstelle gelesen und überprüft wurden.

Prüfkriterien: Alle eingespeisten Signalwerte müssen im HMI mit einer maximalen Abweichung von ±0,1 % des Skalenendwerts angezeigt werden und die Daten müssen in weniger als 15 ms vom Feldgerät zum HMI übertragen werden. Testergebnis: Alle Messwerte wiesen eine maximale Abweichung von ±0,07 % des Skalenendwerts bei einer durchschnittlichen Datenübertragungslatenz von 8 ms auf und erfüllten bzw. übertrafen die bestandenen Kriterien. Das System ließ sich auch erfolgreich in alle acht getesteten Drittanbietersysteme integrieren, mit 100 %iger Datengenauigkeit über alle Verbindungen hinweg.

Phase 4: Last- und Stresstests

In dieser Phase wurde die Leistung des Systems unter Spitzenbetriebsbedingungen der Raffinerie validiert, wobei die maximale Anzahl gleichzeitig aktiver Tags, Alarme und Web-Client-Verbindungen gleichzeitig aktiv war. Das System war 168 Stunden (7 Tage) einer kontinuierlichen Spitzenlast ausgesetzt, mit simulierten Prozessstörungen, Alarmfluten und gleichzeitigem Benutzerzugriff.

Testkriterien: Das System muss eine 100-prozentige Datengenauigkeit und Bildschirmaktualisierungslatenz gewährleisten<15ms, and zero unplanned shutdowns during the full 168-hour test period. Test result: The system maintained 100% data accuracy throughout the test, with average screen refresh latency of 9ms, and zero unplanned shutdowns or service interruptions. Even during a simulated alarm flood of 5,000 concurrent alarm events, the system maintained full functionality with no performance degradation.

Phase 5: Operator Acceptance Test (OAT)

In dieser Phase nutzten die Kontrollraumbediener der Raffinerie, Außendiensttechniker und die Betriebsleitung die Siemens-HMI für simulierte Raffinerieabläufe, einschließlich normaler Prozessüberwachung, Alarmreaktion, Parameteranpassungen und Abschaltverfahren. . 22 Die Bediener führten die Tests durch und sammelten Feedback zu Benutzerfreundlichkeit, Funktionalität und Workflow-Passform.

Testkriterien: Mindestens 90 % Zufriedenheitsbewertung des Bedieners und 100 % erfolgreicher Abschluss aller standardmäßigen Raffineriebetriebsverfahren über die HMI-Schnittstelle. Testergebnis: 100 % aller Betriebsabläufe wurden erfolgreich abgeschlossen, mit einer durchschnittlichen Zufriedenheitsbewertung des Bedieners von 94 %, was die Bestehenskriterien übersteigt. Als wesentliche Verbesserungen gegenüber dem Altsystem nannten die Bediener insbesondere die intuitive Benutzeroberfläche, die schnelle Bildschirmnavigation und die einheitliche Alarmverwaltung.

Phase 6: Live-Pilotbereitstellung und abschließende Validierung

Die letzte Phase umfasste einen 30-tägigen Live-Piloteinsatz des Siemens HMI in der Hydrocracker-Einheit der Raffinerie mit Parallelbetrieb mit dem alten HMI-System für vollständige Redundanz. Das System wurde während des Live-Produktionsbetriebs rund um die Uhr auf Leistung, Datengenauigkeit und Zuverlässigkeit überwacht.

Testkriterien: Das System muss während der Pilotphase eine Betriebszeit von 99,98 % aufrechterhalten, mit 100 % Datenübereinstimmung mit den alten HMI- und DCS-Systemen und ohne Sicherheits- oder Prozessvorfälle im Zusammenhang mit der HMI-Bereitstellung. Testergebnis: Das System erreichte während des 30-tägigen Pilotversuchs eine Betriebszeit von 100 %, mit 100 % Datenübereinstimmung mit den vorhandenen Steuerungssystemen und ohne Sicherheits- oder Prozessvorfälle. Das Pilotprojekt wurde als vollständig erfolgreich erachtet und der vollständige Raffinerieeinsatz wurde unmittelbar nach der Testphase genehmigt.

Wie Siemens WinCC Unified HMI wichtige betriebliche Herausforderungen in Raffinerien bewältigt

Raffinerien stehen vor einer Reihe einzigartiger betrieblicher Herausforderungen, die direkt durch die Fähigkeiten von Siemens HMI bewältigt werden können. Im Folgenden sind die häufigsten Probleme aufgeführt und wie die Plattform messbare Lösungen liefert:

Ungeplante Ausfallzeiten und Geräteausfälle

Ungeplante Ausfallzeiten einer Raffinerie können bei großen Anlagen bis zu 500.000 US-Dollar pro Stunde kosten, wobei die meisten Vorfälle durch unentdeckte Prozessanomalien und Geräteverschlechterung verursacht werden. Siemens HMI bietet Echtzeit-Einblick in Gerätezustandsdaten mit anpassbarer Trendanalyse und Anomalieerkennung, die eine vorausschauende Wartung ermöglicht. Bei Raffinerieeinsätzen wurden dadurch ungeplante Ausfallzeiten um bis zu 75 % reduziert, da die Betreiber Geräteprobleme erkennen und beheben können, bevor sie zu Anlagenstillständen führen.

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Sicherheitsrisiken

Raffinerien unterliegen strengen Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften, deren Nichteinhaltung zu hohen Geldstrafen, Betriebseinschränkungen und Reputationsschäden führt. Die integrierten Audit-Trail-, Alarmmanagement- und Emissionsverfolgungsfunktionen von Siemens HMI sorgen für vollständige Transparenz aller Prozess- und Compliance-Daten mit automatisierter Berichterstellung, die behördliche Prüfungen vereinfacht. Die Plattform reduziert die Zeit für Compliance-Berichte um bis zu 85 % und minimiert gleichzeitig Sicherheitsrisiken, indem sichergestellt wird, dass kritische Prozessalarme für Bediener sofort sichtbar und umsetzbar sind.

Datensilos und eingeschränkte einheitenübergreifende-Sichtbarkeit

Viele Raffinerien arbeiten mit separaten HMI- und Steuerungssystemen für jede Prozesseinheit, wodurch Datensilos entstehen, die verhindern, dass Bediener sehen, wie sich Änderungen in einer Einheit auf die gesamte Anlage auswirken. Siemens WinCC Unified HMI schafft eine einzige, einheitliche Schnittstelle für alle Raffinerie-Produktionsdaten mit einheitenübergreifenden Dashboards, die die End-{2}bis{3}}Prozessleistung anzeigen. Dadurch werden Datensilos eliminiert und Betreiber können die gesamte Raffinerie statt einzelner Einheiten optimieren, was zu einer durchschnittlichen Reduzierung des Energieverbrauchs um 12 % und einer Verbesserung der Gesamtproduktausbeute um 8 % führt.

Remote-Betrieb und Personaleffizienz

Die Öl- und Gasindustrie ist mit einem wachsenden Fachkräftemangel konfrontiert, da weniger erfahrene Raffineriebetreiber für die Verwaltung des Betriebs vor Ort- zur Verfügung stehen. Der native webbasierte Zugriff von Siemens HMI ermöglicht die sichere Fernüberwachung und -steuerung des Raffineriebetriebs und ermöglicht es leitenden Bedienern und Ingenieuren, mehrere Anlagen von einem zentralen Betriebszentrum aus zu unterstützen. Dies reduziert den Bedarf an Personal vor Ort für routinemäßige Überwachungsaufgaben um bis zu 40 % und verbessert gleichzeitig die Effizienz des Bedieners, indem der Zeitaufwand für die Navigation zwischen mehreren Systemen und Datenquellen reduziert wird.

FAQ: Siemens HMI für die Digitalisierung von Öl- und Gasraffinerien

1. Ist Siemens WinCC Unified HMI sowohl für kleine als auch große Raffinerien geeignet?

Ja. Siemens HMI ist vollständig skalierbar und verfügt über Lizenzoptionen, die kleine Aufbereitungsanlagen mit 10.000 bpd bis hin zu großen Vollumwandlungsraffinerien mit mehr als 1 Million bpd unterstützen. Die modulare Architektur der Plattform ermöglicht es Raffinerien, mit der Bereitstellung auf einer einzigen Einheit zu beginnen und diese im Verlauf ihrer digitalen Transformation auf eine vollständige Anlagenabdeckung auszudehnen, ohne dass es bei zunehmender Skalierung zu Leistungseinbußen kommt.

2. Kann Siemens WinCC Unified HMI in die vorhandenen Nicht--DCS- und SPS-Systeme unserer Raffinerie integriert werden?

Ja. Siemens HMI unterstützt offene Kommunikationsstandards, einschließlich OPC UA, Modbus und HART, wobei 50+Treiberverbindungen von Drittanbietern-für fast alle gängigen DCS- und SPS-Plattformen verfügbar sind, die in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden. Dies bedeutet, dass sich die Plattform nahtlos in Ihre bestehende Automatisierungsinfrastruktur integrieren lässt, sodass keine vollständige Demontage-und -Ersetzung Ihrer aktuellen Steuerungssysteme erforderlich ist.

3. Wie unterstützt Siemens HMI die Einhaltung der Cybersicherheit im Raffineriebetrieb?

Siemens WinCC Unified HMI verfügt über umfassende Cybersicherheitsfunktionen, darunter TLS 1.3-verschlüsselte Datenübertragung, rollenbasierte Zugriffskontrolle, Multi-Faktor-Authentifizierung für Remote-Clients und vollständige Audit-Trail-Protokollierung aller Benutzeraktionen. Die Plattform entspricht den industriellen Cybersicherheitsstandards IEC 62443, die in der Öl- und Gasindustrie weit verbreitet sind, und stellt sicher, dass das Steuerungssystem Ihrer Raffinerie vor Cyberbedrohungen geschützt bleibt.

4. Welche Art von Schulung ist für Raffineriebetreiber erforderlich, um Siemens WinCC Unified HMI zu verwenden?

Siemens HMI verfügt über eine intuitive, benutzerfreundliche Oberfläche mit standardisierten Navigations- und Visualisierungsvorlagen, die den Lernaufwand für Bediener, die mit älteren HMI-Systemen vertraut sind, verkürzt. Siemens bietet umfassende Schulungsprogramme an, darunter-Präsenz- und Online-Kurse sowie maßgeschneiderte-Vor-Ort-Schulungen, die auf die spezifischen Dashboards und Arbeitsabläufe Ihrer Raffinerie zugeschnitten sind. Bei realen -Einsätzen erreichen die meisten Bediener innerhalb von zwei Wochen nach der Systemeinführung ihre volle Kompetenz, wobei die Schulungszeit im Vergleich zu konkurrierenden HMI-Plattformen um 40 % reduziert wird.

5. Wie unterstützt Siemens WinCC Unified HMI die Nachhaltigkeits- und Emissionsreduzierungsziele der Raffinerie?

Siemens HMI ermöglicht die Echtzeitverfolgung und -visualisierung von Energieverbrauch, Abfackelungsraten und Emissionsdaten in allen Raffinerieeinheiten mit integrierter KPI-Analyse, die Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen identifiziert. Die Fähigkeit der Plattform, Prozessparameter in Echtzeit zu optimieren, hat Raffinerien dabei geholfen, den Energieverbrauch um bis zu 12 % zu senken und die jährlichen CO2-Emissionen um bis zu 38.000 Tonnen zu senken, was den globalen Nachhaltigkeitszielen für die Öl- und Gasindustrie entspricht.

Abschließende Gedanken: Beschleunigen Sie die digitale Transformation von Raffinerien mit Siemens WinCC Unified HMI

Die Digitalisierung von Öl und Gas ist für Raffinerien keine optionale Initiative mehr-sie ist eine entscheidende Voraussetzung, um auf einem sich entwickelnden globalen Energiemarkt wettbewerbsfähig, konform und sicher zu bleiben. Das Herzstück dieser digitalen Transformation ist die Fähigkeit, riesige Mengen an Raffinerie-Produktionsdaten in umsetzbare Echtzeitentscheidungen umzuwandeln, und genau hier zeichnet sich Siemens HMI aus.

Die WinCC Unified HMI-Plattform von Siemens wurde speziell für die besonderen Anforderungen des Raffineriebetriebs entwickelt und bietet unübertroffene Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Funktionalität, die vom ersten Tag an messbare Betriebs- und Finanzergebnisse liefert. Mit verifizierten Leistungsdaten, nahtloser Integration in bestehende Raffineriesysteme und einer Erfolgsbilanz in Downstream-Öl- und Gasanlagen weltweit ist die Plattform die ideale Grundlage für die Produktionsdatenvisualisierung und die digitale Transformationsstrategie Ihrer Raffinerie.

Ganz gleich, ob Sie ein veraltetes Legacy-HMI-System ersetzen, die Echtzeit-Prozesstransparenz verbessern, ungeplante Ausfallzeiten reduzieren oder die Nachhaltigkeitsziele Ihrer Raffinerie erreichen möchten: Siemens WinCC Unified HMI bietet die Tools, Leistung und Skalierbarkeit, die Sie benötigen, um auf dem anspruchsvollen Öl- und Gasmarkt von heute erfolgreich zu sein.