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
Industrial Engineering 2011 Sven Franke
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
Industrial Engineering 2011 Sven Franke
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