Aufrufe
vor 4 Jahren

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

  • Text
  • Industrielle
  • Automation
INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

Bild: Shutterstock Um

Bild: Shutterstock Um die Handhabung von Feldgeräten noch weiter zu vereinfachen, wurde außerdem die Möglichkeit geschaffen, dass mit der Nutzung von Profile-GSDs alle für das Messprinzip spezifischen Diagnosen der NAMUR Spezifikation NE107 (Selbstüberwachung und Diagnose von Feldgeräten) verfügbar sind. Auch werden die Standard-Geräteparameter der NE131 (NAMUR-Standardgerät, das für 80 % der Einsatzfälle geeignet ist) unterstützt. PROFINET für die Prozessautomatisierung OFFEN FÜR DIE ZUKUNFT Innovative Instandhaltung, eine engere Kundenbeziehung oder neue Diagnosekonzepte basieren meist auf Ethernet-Lösungen. In der Prozessindustrie basiert die Automatisierung jedoch meist auf proprietären Lösungen. PROFINET bietet hier ein einfaches Konzept, um diese beiden Ansätze intelligent zu verbinden. Ohne Digitalisierung geht es selbst in der Prozessindustrie nicht mehr. Allerdings gelten – obwohl sich die Anforderungen im Markt drastisch geändert haben – in der Prozessautomatisierung immer noch die gleichen Regeln. So ist neben der hohen Verfügbarkeit (24/7) vor allem die Langlebigkeit vieler Anlagen eine Herausforderung. Flexibilität möchte die Branche dennoch, dies gilt insbesondere für den Austausch einzelner Feldgeräte, das auch im laufendenden Betrieb möglich sein sollte. Daneben spielen Redundanz und Skalierbarkeit und die Herausforderungen, die der Explosionsschutz in dieser Branche mit sich bringt, eine entscheidende Rolle. In der Branche, getrieben von PI, wurde in den vergangenen Jahren viel Aufwand betrieben, um ein strukturiertes Ethernet- Netzwerk zu entwickeln, das die besonderen Anforderungen der Prozessindustrie abdeckt. So existieren nun Lösungen für explosionsgeschützte Bereiche, auch Kommunikations- und Bussysteme sind für die typischen Prozessautomatisierungs-Topologien vorhanden. Gleichzeitig wurde mit dem PA Profil 4.0 eine Profil-Spezifikation entwickelt, die unabhängig vom Kommunikationsprotokoll ist. Operator Zu verdanken ist diese Entwicklung unter anderem der engen Zusammenarbeit zwischen PI und den Anwendern (Namur), damit praxisnahe Lösungen, die auch über viele Jahre Bestand haben, entwickelt werden konnten. Tatsache ist jedoch auch, dass immer noch in vielen Anlagen 4…20 mA und das Hart- Protokoll vorherrschen. Dies wirft einige Fragen auf: Wie lassen sich Industrie 4.0-Ansätze, Plant Asset Management-Lösungen oder Condition Monitoring-Systeme mit dieser Welt verbinden? Wie kommen die Betriebe mit den daraus folgenden höheren Datenströmen in der Anlage zurecht? Und wie finden diese neuen Technologien schneller den Weg in die Betriebe? EIN NETZWERK FÜR ALLE Über Ethernet und dem überlagertem PROFI- NET-Protokoll lassen sich nicht nur andere Netzwerke einbinden, etwa um vor- und nachgelagerte Produktionsschritte, wie z. B. Verpackungslinien zu integrieren, sondern eben auch Diagnosetools, Instandhaltungswerkzeuge oder einzelne zusätzliche Sensoren. Der Vorteil dabei ist, dass PROFINET mit diesen unterschiedlichsten Netzwerken Engineering Ethernet Plant Asset Management Aber: Die in den Betrieben derzeit vorliegenden Leitsysteme unterstützen die einfache Anbindung von ergänzenden Tools in der Regel nicht, z. B. zur Optimierung von Instandhaltungsmaßnahmen. Deren Einbindung würde in der Regel einen aufwendigen Installations- und damit verbundenen Engineeringprozess in Gang setzen. In vielen Betrieben tritt man daher auf der Stelle. 14 PI-Magazin 2 /2019 Controller Controller Ethernet Remote I/O Switch Classic I/O PROFINET Field Devices Motor Control Center Hohe Flexibilität mit PROFINET in der Prozessautomatisierung. Plant Access Point Proxy PROFIBUS PA PROFIBUS PA Field Devices

umgehen kann – im Gegenzug bedeutet dies für den Anwender, dass er nur noch ein einziges physikalisches Netzwerk kennen muss. Dafür hat PI explizit für Anwendungen in der Prozessindustrie in PROFINET wichtige Funktionen umgesetzt: Dazu gehören die skalierbare Netzwerk-Redundanz, die System-Redundanz oder die dynamische Rekonfiguration. Weiter ist der Austausch zyklischer und azyklischer Daten, die Integration von Feldbussystemen über Proxies, Zeitsynchronisation und Zeitstempelung sowie die Anlagen-Konfiguration während des laufenden Betriebs möglich. Auch wurden Diagnosekonzepte integriert. Zudem sind mittlerweile Controller und Remote IOs verfügbar. wurde vor zwei Jahren vorgestellt und ist nun ein gutes Stück voran gekommen. Abgesehen von den technischen Voraussetzungen ist es gelungen, alle Hersteller, sei es von Feldgeräten oder Leitsystemen sowie verschiedene Nutzerorganisationen, wie die Fieldcomm Group, ODVA und PI zusammenzubringen. Der Anwender bekommt also ein Konzept aus einem Guss. Mit den ersten Infrastruktur-Komponenten und Feldgeräten kann in 2021 gerechnet werden. In der zweiten Phase wird eine 100 Mbps Lösung erarbeitet, die für Durchflussmessgeräte oder spezielle Analysegeräte mit höherer Leistung nötig ist. Auch hier wird gerade das technische Konzept in Kooperation mit der Fachhochschule NordWest Schweiz erarbeitet. Die wichtigsten Anforderungen für Ethernet im Feld seitens der Prozessindustrie sind damit erfüllt. Jetzt gilt es nur noch, die Standardisierung des APL- Konzeptes durch die IEEE voranzutreiben. Doch auch hier ist man auf einem guten Weg. APL unterstützt alle IP-basierten Protokolle und ist kompatibel zu allen gängigen Architekturen, wie Namur Open Architecture oder Industrie 4.0. Auch sind schon erste Feldgeräte-Prototypen verfügbar, mit anderen Worten, die technischen Evaluierungen können starten. Sabine Mühlenkamp Schlussendlich stehen auch die Systemkomponenten bereit. So sind bereits heute zahlreiche Feldgeräte mit PROFINET verfügbar, wie Coriolis-Durchflussmesser oder MIDs, Hart-Multiplexer, Netzwerk-Infrastruktur oder Stellgeräte. Damit steht aus technologischer Sicht dem Einstieg in PROFINET nichts mehr im Weg. APL-ARCHITEKTUR IN EINER ANLAGE PROFINET ist also bereit für die Prozessautomatisierung, so ist sowohl die Konfiguration im laufenden Betrieb möglich als auch ein herstellerübergreifender Gerätetausch. Unabhängig davon, ob es sich um ein kleines Klärwerk oder eine große Chemieanlage handelt, lassen sich verschiedene Redundanzmechanismen implementieren. Jetzt fehlt nur noch der letzte Schritt: Um auch Branchen wie Öl & Gas oder Chemie zu bedienen, müssen weitere technische Voraussetzungen für Ethernet im Feldbereich geschaffen werden. Das fängt mit dem Kabel an. So sind in der Prozessautomatisierung längere Verkabelungsdistanzen bis zu 1.000 Metern gefordert. Gleichzeitig wird die 2-Leitertechnik mit dem bekannten Feldbuskabel (verpolungssicher und dem Anschluss von Loop powered-Feldgeräten) sehr geschätzt. Aber die Stromversorgung über den Bus und Eigensicherheit sind mit heutigem Ethernet noch nicht standardisiert realisierbar. Und hier kommt das APL-Konzept ins Spiel. Dies Erfahren Sie mehr unter: www.de.endress.com Wir unterstützen Sie optimal in Ihrer Anwendung mit unseren Produkten, Lösungen und Dienstleistungen. EINSATZ + OUTPUT Sie betreiben Ihren Prozess sicher, zuverlässig, ezient und umweltfreundlich. Kunden in aller Welt vertrauen uns, wenn es um ihre Anlagen geht. Uns verbindet ein gemeinsames Ziel: Wir wollen industrielle Prozesse besser machen. Jeden Tag, überall. People for Process Automation Besuchen Sie uns auf der SPS 2019 Halle 4A, Stand 135 PI-Magazin 2 /2019 15