Industrial Engineering

Teil 2

Grundfließbilder und

Verfahrensfließbilder

Dipl.- Ing. Sven Franke

Industrial Engineering 2011 Sven Franke

Phasen des Planungsprozesses

Phasen eines Projektes bis zur Inbetriebnahme

1. • Vorüberlegungen

2. • Grobplanung

• KICK OFF MEETING

3. • Verfahrensdetailplanung

4. • Anlagendetailplanung

5. • Montage

6. • Inbetriebnahme

Wozu dienen Fließbilder?

• Schematische Darstellung einer Anlage

• Definition und Visualisierung von Schnittstellen der Aggregate

• Visualisierung der Stoff- und Energieströme

Darstellung des Prozesses

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Fließbildschemata

Fließbilderarten:

• Grundfließbild

• Verfahrensfließbild

• R+I-Fließbild (Rohrleitungs- und Instrumente Fließbild)

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Fließbildschemata

Fließbildschemata

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• Erforderliche Einrichtungen bestimmt

• Einfache Darstellung durch Rechtecke und Pfeile für Stoffe, Energieträger und Prozesse

Grobentwurf

Grundfließbild

Rechtecke dürfen darstellen: Verfahren (Ablauf zur Herstellung oder Beseitigung von

Stoffen/Produkt)

Verfahrensabschnitte (in sich geschlossener Teil des Verfahrens)

Grundoperationen (einfachster Vorgang bei Durchführung des Verfahrens)

Verfahrenstechnische Anlagen bei Anlagenkomplexen (Gesamtheit aller notw. Einrichtungen und Bauten inkl. Reserve für ein Verfahren)

Anlagenteile (technisches Ausrüstungsteil wie Apparat, Maschine)

Teilanlage (Teil von Anlage – kann teilw. Selbständig betrieben werden)

Notwendige Grundinformationen Benennung der Rechtecke sowie Ein- und Ausgangsstoffe

Fließrichtung der Hauptstoffe zwischen den Rechtecken

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Grundfließbild nach DIN 10628

• Einfachste Darstellung eines Prozesses

• Niedrigster Informationsgehalt

• Grundfließbilder stellen einzelne Verfahrensschritte dar

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Grundfließbild (Block diagram)

Verfahrens-

stufe

Energie

Rohstoffe

Hilfsstoffe

Energie

Produkte

Nebenprodukte

Grundinformationen (benötigte Informationen zur Erstellung):

• Sämtliche Teilanlagen,

Verfahrensstufen, Grundoperationen

• Ein- und Ausgangsstoffe

• Hauptstofffluss

Zusatzinformationen:

• Benennung der Zwischenprodukte/-stoffe zwischen den Verfahrensstufen

• Stoff- und Energieströme innerhalb des Prozesses

• Betriebsparameter, wie z.B. Druck, Temperaturen etc.

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Grundfließbild

Grundfließschemata - Grundinformationen

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Grundfließschemata

Grundfließschemata - Grundinformationen

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Grundfließschemata

unterschiedliche Linienbreiten

Aufgabe:

Zeichnen Sie ein Grundfließbild für die Behandlung von Rohmilch mit Fettstandardisierung. Das Grundfließbild soll sich auf die Prozesse des Maschineraums konzentrieren

Hinweis:

Die Maschinenraumprozesse zur Behandlung der Rohmilch bestehen aus der Milchannahme, der Milchpasteurisation, des Rahmkühlers und des Rahmerhitzers

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Grundfließbild

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Grundfließbild

Grundfließbild der Maschinenraumprozesse mit Grundinformationen, erstellt mit Microsoft Visio 2010

Kühlen Lagern Vorheizen Separieren Erhitzen KühlenKühlen

Kühlen Lagern

Erhitzen

Erhitzen

Rohmilch Milch

RahmRahmRohrahm

Homogenisieren

unterschiedliche Linienbreiten

Rechtecke dürfen darstellen:

Verfahren (Ablauf zur Herstellung oder Beseitigung von Stoffen/Produkt)

Verfahrensabschnitte (in sich geschlossener Teil des Verfahrens)

Grundoperationen (einfachster Vorgang bei Durchführung des Verfahrens)

Verfahrenstechnische Anlagen bei Anlagenkomplexen (Gesamtheit aller notw. Einrichtungen und Bauten inkl. Reserve für ein Verfahren)

Anlagenteile (technisches Ausrüstungsteil wie Apparat, Maschine)

Teilanlage (Teil von Anlage – kann teilw. Selbständig betrieben werden)

Notwendige Grundinformationen

Benennung der Rechtecke sowie Ein- und Ausgangsstoffe

Fließrichtung der Hauptstoffe zwischen den Rechtecken

Mögliche Zusatzinformationen Benennung der Hauptstoffe/Energie zwischen den

Rechtecken

Durchflüsse, bzw. Mengen der Stoffe oder der Energie

Charakteristische Betriebsbedingungen

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Grundfließbild nach DIN 10628

Grundfließschemata - Zusatzinformationen

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Grundfließschemata

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Grundfließschemata

Grundfließschemata - Zusatzinformationen

Aufgabe:

Vervollständigen sie ihr Grundfließbild mit plausiblen Zusatzinformationen.

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Grundfließbild

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Grundfließbild

Kühlen Lagern Vorheizen Separieren Erhitzen KühlenKühlen

Kühlen Lagern

Erhitzen

Erhitzen

Homogenisieren

Rohmilch20000 kg/h

4°C 55°C

3°C 90°C

76°C 4°C

Rohmilch20000 kg/h

Magermilch17000 kg/h

Rohrahm3000 kg/h

Rahm3000 kg/h

Milch17000 kg/h

200 bar5000 1/min

Grundfließbild der Maschinenraumprozesse mit Zusatzinformationen, erstellt mit Microsoft Visio 2010

Fließbildschemata

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• Erforderliche Einrichtungen bestimmt

• Einfache Darstellung durch Rechtecke/Pfeile für Stoffe, Energieträger und Prozesse

• Darstellung durch genormte graphische Symbole u. Fließlinien für Stoffe/Energie

Grobentwurf

Grundfließbild

Verfahrensfließbild

• Stellt Verfahrensschritte mit konstruktiven Merkmalen dar

• Rechtecke werden durch graphische Symbole ersetzt

• Sämtliche Mengen und Energiebilanzen der Anlage müssen vorliegen

Grundinformationen: • Erforderliche Apparate, Maschinen und Hauptflusslinien

• Energieträger

• Betriebsbedingungen der Anlage

• Ein- und Ausgangsstoffe inkl. der Mengenangaben

Verfahrensfließbild nach DIN 10628

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Zusatzinformationen: • Stoffe innerhalb des Verfahrens

• Energieströme und –mengen

• Wichtige Armaturen

• Weitere Betriebsbedingungen

• Stoffwerte

• Kennzeichnende Größen von Apparaten und Maschinen

Gestaltung: Gestaltung der Symbole nach DIN EN ISO 81714-1:1999

Normierte Zeichentabelle in DIN EN ISO 10628:2000

Spezielle Symbole in weiteren Normen z.B. für Milchwirtschaft in DIN 11490 oder für Zerkleinerungsmaschinen DIN 24903-3

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

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Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

Verfahrensfließbild nach DIN 10628

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Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

Verfahrensfließbild nach DIN 10628

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Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen (DIN EN ISO 10628)

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Auswahl an Bildzeichen

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

DIN 24901-3

DIN 24901-5

Auswahl an Bildzeichen

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

DIN 24901-4

Gestaltung: Gestaltung der Symbole nach DIN EN ISO 81714-1:1999

Normierte Zeichentabelle in DIN EN ISO 10628:200

Spezielle Symbole in weiteren Normen z.B. für Milchwirtschaft in DIN 11490 oder für Zerkleinerungsmaschinen DIN 24903-3

Notwendige Grundinformationen: Art und Bezeichnung der notwendigen Apparate u. Maschinen außer

Antriebsmaschinen durch Kennbuchstaben

Fließweg und –richtung der Ein- und Ausgangsstoffe u. Energie

Benennung und Mengenangaben / Durchfluss der Stoffe

Benennung von Energie und Energieträgern (keine Mengen!)

Charakteristische Betriebsbedingungen

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

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Beispiel - Verfahrensabschnitt

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Verfahrensfließschemata - Grundinformationen

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Kennbuchstaben zur Bezeichnung

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Verfahrensfließbild nach DIN 10628

Mögliche Zusatzinformationen:

- Benennung und Mengen, bzw. Durchflüsse der Stoffe zwischen den Verfahrensabschnitten - Durchflüsse, bzw. Mengen von Energien und Energieträgern - Anordnung wesentlicher Armaturen - Aufgabenstellung für MSR-Aufgaben an wichtigen Stellen - ergänzende Betriebsbedingungen - kennzeichnende Größen von Apparaten und Maschinen (außer Antriebsmaschinen), ggf. in getrennter Liste nach DIN 7200 - kennzeichnende Daten von Antriebsmaschinen ggf. in getrennter Liste - Plattformhöhe und ungefähre relative vertikale Position der Anlagenteile

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Verfahrensfließschemata - Zusatzinformationen

nach DIN EN ISO 10628:2000

Aufgabe:

Zeichnen Sie basierend auf ihrem Grundfließbild ein Verfahrensfließbild des Milcherhitzungsprozesses, mit dem Bildzeichen aus der vorgestellten Norm.

Hinweis:

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Verfahrensfließbild

cream

Standardized and pasteurized milk

Raw milk chillercentrifugal

seperator

cream

pasteurisationmilk pasteurisation

cream

homogeniser

milk

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Grundfließbild Milcherhitzer

Regenerator I

Seperator Homogenisator

Regenerator

IIErhitzer

Heizmedium

KreislaufKühler

Heißhalter

Eiswasser-

keislauf

Rohmilch

Pasteurisierte

Milch

Rohrahm

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Verfahrensfließbild Milcherhitzer

Fließbildschemata

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• Erforderliche Einrichtungen bestimmt

• Einfache Darstellung durch Rechtecke/Pfeile für Stoffe, Energieträger und Prozesse

• Darstellung durch genormte graphische Symbole u. Fließlinien für Stoffe/Energie

Grobentwurf

Grundfließbild

Verfahrensfließbild

R&I-Fließbild

• Rohrleitungen und Instrumentenfließschemata zeigt unter Berücksichtigung der MSR und des integrierten Energiefließschemas die technische Realisierung eines Verfahrens vor Ort am jeweiligen Werk

R&I-Fließbildschemata Rahmerhitzer

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R&I-Fließbildschemata nach DIN 10628

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Bestandteile: - graph. Darstellung der Apparate, Maschinen und Instrumente - Darstellung des Verrohrungssystems - Symbole für Mess-, Steuer-, Regel- und Anzeigefunktionen - Darstellung des gesamten Energiesystems

Notwendige Grundinformationen: - Funktion / Art von Apparaten, Maschinen, Antrieben, Fördereinrichtungen und der Reserve - Identifikationsnummern der Apparate, Maschinen und Antriebe - kennzeichnende Größen von Apparaten und Maschinen und Antriebsmaschinen, ggf. in getrennter Liste nach DIN 7200 - MSR-Funktionen mit Identifikationsnummern - Bezeichnung der Rohrleitungen (Druckstufe, Werkstoff, Nr.,...)

RI – Fließschemata - Grundinformationen

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R&I-Fließbildschemata nach DIN 10628

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Mögliche Zusatzinformationen: - Fließweg und –richtung, sowie Benennung und Durchflüsse oder Mengen von Energie und Energieträgern - Art wichtiger Geräte für MSR-Aufgaben

- wesentliche Werkstoffe von Maschinen und Apparaten

- Plattformhöhe und ungefähre vertikale Lage der Anlagenteile

- Referenzkennzeichnung von Armaturen

- Benennung der Anlagenteile

RI – Fließschemata - Zusatzinformationen

DIN EN ISO 10628:2000

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Mess-, Steuer- und Regelaufgaben in verfahrenstechnischen Fließbildern

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Die DIN 19226 definiert den Begriff der Regelung wie folgt: „Das Regeln, die Regelung, ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße (zu regelnde Größe), erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird.“

engl.: closed loop control

Unterschied der Regelung zur Steuerung: Eine Steuerung unterscheidet sich von der Regelung durch die fehlende Rückkopplung bzw. Rückführung (geschlossener Regelkreis). Auftretende Störgrößen und Veränderungen werden bei einer Steuerung nicht berücksichtigt.

engl.: open loop control

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Regelung vs. Steuerung

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Regelung vs. Steuerung