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Lückenlose Transparenz: Intelligent Fieldbus

Lückenlose Transparenz: Intelligent Fieldbus

Feldbusdiagnose für jedes Leitsystem via Foundation Fieldbus

Feldbussysteme gewährleisten höchste Zuverlässigkeit und maximale Verfügbarkeit in der Prozessautomation. Für die typischen Fehlerszenarien, die dennoch im täglichen Betrieb vorkommen, hat Pepperl+Fuchs ein neuartiges Advanced Diagnostic Gateway (ADG) und eine neue Generation diagnosefähiger Komponenten entwickelt. Sie ermöglichen eine lückenlos transparente Feldbusinfrastruktur bei denkbar leichter Inbetriebnahme – ohne zusätzliches Engineering.

Mit der Entwicklung des neuen ADG konnte jetzt eine bisher bestehende Lücke in der Feldbusüberwachung geschlossen werden. Tatsächlich ist es sinnvoll, auch den Leittechnikschrank und die Umgebungsbedingungen engmaschig zu überwachen, um die maximale Verfügbarkeit von Anlagen sicherzustellen. Bei Prozessleitsystemen, die mit Feldbus ausgestattet sind, befinden sich aber im Schaltschrank lediglich die Busanschlüsse und die Stromversorgung. Signal-Ein- und -Ausgänge sind nicht vorhanden. Das neuartige Gateway verfügt nun erstmals über binäre Eingänge, die auch als Impulszähler oder zur Frequenzmessung verwendet werden können. Darüber hinaus sind analoge Sensoren anschließbar.

Integriert sind ein Luftfeuchtigkeitssensor und zwei Leistungsrelais zur Steuerung von Klimageräten. Sie sind flexibel für die Überwachung des Schaltschrankes und seiner Umgebung einsetzbar. So können die Eingänge individuell für Meldungen entsprechend NAMUR Empfehlung NE 107 konfiguriert werden und die Meldungen „Wartungsbedarf“ oder „Außerhalb der Spezifikation“ ausgeben.

Die Einrichtung der Automationsfunktion ist über einen frei konfigurierbaren IO-Transducer-Block möglich, der auch über fertig hinterlegte Konfigurationen parametriert werden kann. Wird zum Beispiel ein Grenzwert verletzt, der für einen Temperatureingang festgelegt wurde, wird ein Ausgangsrelais geschaltet. Weitere Beispiele für die Anwendung sind: Funktionsüberwachung des Ventilators mittels Frequenzeingang oder die Meldung des Fehlerkontaktes der Stationsversorgung.

Leittechnikintegration über FOUNDATION Fieldbus H1

Zusätzlich zur bisherigen Methode der Integration über Ethernet und einen Feldbusdiagnoseserver bietet das neue ADG auch FOUNDATION Fieldbus H1. Hierbei agiert das Gateway als FF-H1 Node und kommuniziert die Daten von bis zu 16 Diagnosemodulen / 64 Segmenten über eine Feldbusadresse. Dabei kann sich der Anwender nicht nur für eine Konfiguration und Inbetriebnahme von Feldgeräten über FDT/DTM-Technologie entscheiden. FieldConnex® Advanced Diagnostics unterstützt jetzt auch Enhanced Device Description Language (EDDL). Möglich wurde die Implementation der anspruchsvollen ADM-Funktionalität durch die aktuellen Erweiterungen der EDDL Technologie und die FOUNDATION fieldbus Diagnostics Profile Spezifikation (FF-912). So wird die Feldbusdiagnose in praktisch jedes Leitsystem über Standardfunktionalität integrierbar.


Abb.2.: Das Diagnosegateway: Mit frei konfigurierbaren Überwachungsfunktionen für den Leittechnikschrank.

Voller Funktionsumfang mit EDDL

Advanced Diagnostics bietet über FOUNDATION Fieldbus H1 mit EDDL eine Vielzahl von Features. Neben den Statusmeldungen nach NE 107 können Details inklusive des Expertensystemberichts direkt angezeigt werden. Auch der Commissioning Wizard, eine Funktion zur automatisierten Überprüfung aller Segmentmessungen und -parameter, kann über FF-H1 bedient werden. Dieses Tool führt automatisch Messungen an den Segmenten durch, schlägt Grenzwerte für jedes Segment und jede Komponente vor und speichert sie im ADM ab. „Unnormale“ Veränderungen der Feldbusphysik sind so jederzeit erkennbar. Qualität und "Funktionsreserven" des Feldbusses werden auf diese Weise durchgängig überwacht. Da zur Überprüfung der Kabel und Knoten nur wenige Mausklicks erforderlich sind, kann der Zeitaufwand für die Systemüberprüfung während der Inbetriebnahme ganz erheblich reduziert werden. So ist die Überprüfung der Feldbusphysik auch im laufenden Betrieb sinnvoll und möglich, wenn Wartungsarbeiten an einem Feldgerät vorgenommen wurden. Der Feldbus arbeitet gesichert und nachgewiesen mit bester Performance.

Darüber hinaus stehen auch Tools zum Segment Tag Import zur Verfügung. Sie können Tags und Geräte-IDs direkt aus dem Busverkehr auslesen – in diesem Fall könnte man sagen: „das ADM hört mit“. Für führende Leitsysteme der Firmen Yokogawa, Honeywell, Emerson und ABB bietet Pepperl+Fuchs kostenlose Softwarewerkzeuge zum Download an. Diese exportieren Topologie und Feldgeräteinformationen und fügen Tags für die Segmentüberwachung hinzu. Auf diesem Weg werden nicht nur die Gerätetags direkt aus der Leittechnik ausgelesen und importiert – das Segment wird zugleich als überwachbares Asset mit seinem Gerätetag angezeigt. Diagnosemodule werden automatisch Segmenten zugeordnet und Plant Asset Management oder Prozessleittechnik verbinden Meldungen unmittelbar mit der Segmentidentifikation. Dass ermöglicht das schnelle und präzise Auffinden und Beheben von Fehlern.

Weitere nützliche Funktionen, die auch über FOUNDATION Fieldbus H1 mit EDDL zur Verfügung stehen sind regelmäßige Firmware Updates des Modules sowie eine LED-Anzeige. So ist das Diagnosemodul, das gerade angesprochen und konfiguriert wird jederzeit sicher und schnell zu identifizieren.

Für das Oszilloskop sowie umfangreiche Historienmessungen, deren Datenvolumen schlicht zu groß ist, kann parallel Ethernet verwendet werden. Die Software sucht und findet die Ethernet Verbindung automatisch und ohne besondere Konfigurationsmaßnahmen. Der Bediener arbeitet in der gleichen Oberfläche. Die Verbindung wird im Hintergrund transparent aufgebaut und verwaltet.


Abb.3.: Feldbusbatterie, Energie für einen Tag Feldbusspeisung

Prüfungen vorab und ohne Leittechnik

Unmittelbar nach der Installation ist eine Überprüfung der Feldbusphysik sinnvoll oder gewünscht zu einem Zeitpunkt zu dem die Leittechnik noch nicht zur Verfügung steht. Hierfür dient die spezielle FF-H1 Kommunikation über Ethernet. Dieser Treiber erlaubt es beispielsweise mit einem Laptop direkt am Gateway die FF-H1 Kommunikation einzurichten. Danach können die Segmentqualität und die Kommunikation zu allen angeschlossenen Instrumenten überprüft werden. Alle Einstellungen können dann später über FF-H1 auch in die Leittechnik übertragen werden. Für während der Inbetriebnahme erzeugte Reports steht eine Import/Export Funktion zur Verfügung, sodass diese später ohne Umstände in das Plant Asset Management übernommen werden können.

Sollte noch keine Energieversorgung zur Verfügung stehen, kann mit Hilfe einer aufladbaren Batterie mit einstellbarer Spannung die Inbetriebnahme vorgenommen werden. Acht Stunden Betrieb eines Segments oder länger sind mit einer Ladung bequem möglich.

Weitere intelligente Features

Neue diagnosefähige Komponenten verfügen außerdem über Features wie: Progressiven Kurzschlussschutz und exzellente Fehlerisolierung, es gibt einen neuartigen Blitzschutz mit Selbstüberwachung und Leckagesensoren vermelden selbst kleinste Veränderung der Feuchtigkeit. Durch das intelligente Zusammenspiel all dieser neuen Komponenten, hält die Diagnosefähigkeit Einzug ins Feld und ermöglicht eine lückenlose Fehlererkennung. Die Zuverlässigkeit wird so weiter erhöht und Störungen der Feldbusinstallation sind nahezu ausgeschlossen. Dabei werden alle Informationen über die reguläre Feldbuskommunikation übertragen, ohne dass Mehraufwand entsteht.

Die neuen Komponenten sind alle für FOUNDATION Fieldbus H1 geeignet. Sie werden lediglich angeschlossen und laufen ohne weitere Parametrierung – ohne Feldbusadresse oder Leittechnikkonfiguration.

mehr Informationen:

Pepperl+Fuchs GmbH
Lilienthalstraße 200
68307 Mannheim

Telefon: +49 621 776-2222
Fax: +49 621 776 -272222
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Stichwörter:
FieldConnex Intelligent Fieldbus, FOUNDATION Fieldbus, FF-H1, Leittechnik, Physical Layer Diagnose, Gateway, ADM

C&M 4 / 2013

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 4 / 2013.
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