Marco van der Zanden van Alfa Laval Nijmegen (links) en Niels Teeler (B&R Industriële Automatisering) bij het nieuwe datalogsysteem: ‘Voortaan kan in een handomdraai worden aangetoond of het reinigingssysteem aan boord voldoet aan de gestelde eisen.’ Foto: Gerard Verschooten
In de maritieme wereld worden de eisen met betrekking tot energie-efficiency en milieubescherming alsmaar strenger. Dus moeten aan boord steeds meer data worden verzameld en bewaard. Inspelend hierop ontwikkelde Alfa Laval Nijmegen, in nauwe samenwerking met B&R, een eigen datalogsysteem. Hiermee kan aan boord van zeewaardige schepen de emissie van schadelijke stoffen en de lozing van afvalwater zeer nauwkeurig worden gemeten, gemonitord, geanalyseerd en gerapporteerd aan auditoren in de diverse (S)ECA’s, de (Sulphur) Emission Control Areas, wereldwijd.
Alfa Laval ontwikkelt samen met B&R toekomstbestendig datalogsysteem
Alfa Laval Nijmegen, dochter van de Zweedse multinational Alfa Laval, is gespecialiseerd in het ontwikkelen en bouwen van inert-gassystemen en reinigingssystemen voor uitlaatgassen (EGC-systemen, Exhaust Gas Cleaning) voor zeewaardige schepen. De inert-gassystemen ontwikkelt en bouwt Alfa Laval voor bescherming van de vloeibare lading (olie of gas) in het ruim van schepen tegen ongewenste invloeden van buitenaf. De EGC-systemen zorgen ervoor dat de emissie van schadelijke stoffen voldoet aan het ECA SOx-niveau (voor zwaveldioxide) zoals vastgelegd in MARPOL Annex IV (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships). Het EGC-systeem is leverbaar in de uitvoeringen ‘closed loop’, ‘open loop’ en ‘hybride’. Bij het ‘closed loop’-systeem wordt drinkwater gebruikt om gassen te reinigen. Na reiniging wordt dit water niet geloosd op open zee, maar in het systeem hergebruikt. Bij het ‘open loop’-systeem daarentegen wordt opgepompt zeewater gebruikt om gassen te reinigen en daarna wordt het gebruikte water geloosd in de zee. Bij het hybride systeem is het mogelijk om te schakelen tussen ‘open loop’- en ‘closed loop’-modus, naar gelang de vaarlocatie.
Compliance
De eisen die wereldwijd gelden voor EGC-systemen in de zeevaart, worden in de verschillende ECA’s alsmaar strenger. Zo moeten real-time gemeten data volgens de internationale regelgeving gedurende achttien maanden worden opgeslagen in een systeem aan boord van het schip. De eigenaar van een schip moet namelijk te allen tijde rapporten kunnen genereren voor de auditor van de MEPC (Maritime Environment Protection Committee), om aan te tonen dat zijn systeem aan boord ‘compliant’ is met de geldende milieueisen in het betreffende gebied. Deze eisen kunnen per ECA verschillend zijn. Om per ECA het gevraagde rapport te genereren, moeten alle analoge ‘real time’ gemeten waarden zoals temperatuur, doorstroming en druk worden gelogd, conform opgaaf van een onafhankelijke certificeringsinstantie als Lloyds, DNV-GL of RINA. Niet alleen bepalen dergelijke instanties welke data er exact gelogd dienen te worden, ook geven ze aan hoe al deze data dienen te worden aangereikt aan de havenautoriteiten in de betreffende ECA.
Marco van der Zanden, project manager & automation coordinator Alfa Laval
Zoektocht
Gemiddeld wordt zo’n 100 Mb per dag aan real-time data opgeslagen, gemonitord en geanalyseerd. Niels Teeler, salesengineer bij B&R Industriële Automatisering, vertelt: ‘Tot voor kort werden al deze data opgeslagen in een plc aan boord, maar systemen als deze zijn niet bedoeld voor de opslag van zulke grote hoeveelheden data. Bovendien is er vanuit een plc niet snel een leesbaar rapport samen te stellen voor de auditor van MEPC. Dat was voor Alfa Laval Nijmegen de aanleiding op zoek te gaan naar een nieuw systeem.’ Marco van der Zanden, project manager & automation coordinator, verklaart: ‘Uitgangspunt was dat er een interactie moest kunnen plaatsvinden met het huidige B&R plc-systeem, zonder dat daarvoor kostbare interfaces moesten worden gebouwd. Verder moest de hardware van het nieuwe systeem geschikt zijn voor de opslag van grotere hoeveelheden data, en moest worden voldaan aan de maritieme scheepsclassificatie van onafhankelijke certificeringsinstanties. Voorts was een eis dat het nieuwe datalogsysteem niet alleen schaalbaar is, maar dat er ook makkelijk rapporten in eigen beheer mee kunnen worden samengesteld en gevisualiseerd. Ten slotte moest het een open systeem zijn dat eenvoudig te koppelen is aan andere systemen. Omdat Alfa Laval al jaren gestandaardiseerd is op B&R, was het logisch om als basis voor het nieuwe systeem te kiezen voor het procesautomatiseringssysteem APROL. Immers op die wijze kon relatief snel een plug & play-systeem worden ontwikkeld, dat te gebruiken is in combinatie met andere systemen van Alfa Laval.’
Werking
Het resultaat is een volledig in eigen beheer ontwikkeld ALREM datalogsysteem (Alfa Laval Report Emission Monitor). B&R’s Niels Teeler licht toe: ‘Met dit systeem kunnen alle proceswaarden die van invloed zijn op het systeem, voortaan worden ingelezen en opgeslagen in de MES-laag (het informatiesysteem voor procesbesturing, Manufacturing Execution System, red.). De plc dient dan uitsluitend nog voor de volledige besturing van het systeem.’ Van 150 tot 200 sensoren aan boord wordt dagelijks de ongeveer 100 Mb aan data verzameld. Met cyclustijden van 1 tot 1.000 ms worden alle data via X20 i/o-modules van B&R naar de plc gestuurd en door naar de MES-laag. Met behulp van deze data controleert de plc continu de exacte emissie van schadelijke stoffen en of de aanwezige afsluiters aan boord geopend of gesloten zijn. Zowel de gemeten data als de door de plc uitgevoerde berekeningen worden opgeslagen in de MES-laag.
Grootste uitdaging
Op de vraag wat de grootste uitdaging was bij de ontwikkeling van dit nieuwe datalogsysteem, vertelt Marco van der Zanden van Alfa Laval: ‘Dat was eigenlijk de realisatie van de interactie tussen de besturing vanuit de plc enerzijds en de monitoring van de vele sensoren anderzijds, plus het op de juiste wijze verzamelen van de grote hoeveelheden data. Na een intensieve ontwikkelperiode van een jaar zijn we hierin geslaagd en konden we eind januari 2017 vol trots het eerste datalogsysteem aan boord van een roll-on-roll-off-schip installeren. Met het nieuwe systeem kan voortaan in een handomdraai per ECA worden aangetoond of het reinigingssysteem aan boord van het schip voldoet (oftewel compliant is) aan de gestelde eisen in het vaargebied waar het schip zich op dat moment bevindt.’ Hoewel er wereldwijd inmiddels uniforme eisen gelden voor de uitstoot van SOx, zijn er ook nog steeds veel gebieden met eigen eisen. De ECA’s waar strengere regels gelden, blijven dus voorlopig nog in stand.
Marco van der Zanden van Alfa Laval: ‘Dat was eigenlijk de realisatie van de interactie tussen de besturing vanuit de plc enerzijds en de monitoring van de vele sensoren anderzijds, plus het op de juiste wijze verzamelen van de grote hoeveelheden data.
‘In tegenstelling tot de eerder genoemde EGC-systemen, gelden voor de inert-gassystemen van Alfa Laval vooralsnog geen extreem strenge milieu-eisen’, meldt Van der Zanden tot besluit. ‘De verwachting is echter dat die er op niet al te lange termijn wel komen. Voor het waswater zal dan moeten worden voldaan aan internationale IMO-regels (van de International Maritime Organization, red.). Met ons nieuwe datalogsysteem zijn wij hierop voorbereid.’
‘Het moest een open systeem zijn dat eenvoudig te koppelen is aan andere systemen’
Overigens kan het nieuwe datalogsysteem eenvoudig via de cloud data overzenden naar de vaste wal voor analyse van diverse processen aan boord of voor het doorvoeren van energie-efficiënte verbeteringen.
Lees verder Artikel uit de april uitgave van Link magazine
