Der Feldbus – gelungene Kommunikation - Fieldbus Foundation
Der Feldbus – gelungene Kommunikation - Fieldbus Foundation
Der Feldbus – gelungene Kommunikation - Fieldbus Foundation
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Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 1<br />
<strong>Foundation</strong> <strong>Fieldbus</strong> Konferenz<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong>,<br />
<strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong><br />
28. Januar 2010<br />
Dr. Niels Kiupel<br />
Evonik Degussa GmbH (AK2.6)<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 2<br />
Mitglieder des AK 2.6 (<strong>Feldbus</strong>)<br />
• Jörg Degener Merck KGaA<br />
• Bindert Douma Shell Global Solutions<br />
International B.V.<br />
• Niels Kiupel Evonik Degussa GmbH<br />
• Rüdiger Ohlhoff Bayer Schering Pharma AG<br />
• Michael Pelz Clariant Produkte (D) GmbH<br />
• Sven Seintsch BIS Prozesstechnik GmbH<br />
• Oliver Weigel BASF SE<br />
• Joachim Zobel Novartis Pharma AG<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 3<br />
<strong>Feldbus</strong>, eine andere Art der <strong>Kommunikation</strong><br />
Oh Nein, nicht<br />
schon wieder ein<br />
neues System<br />
<strong>Feldbus</strong><br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 4<br />
Agenda<br />
• Als der <strong>Feldbus</strong> Fahrt aufnahm<br />
• Warum funktioniert der <strong>Feldbus</strong> nun ?<br />
• Konsequenz aus der Zusammenarbeit<br />
• Rückmeldung aus Mitgliedsfirmen<br />
• Geräteintegration bleibt ein Thema<br />
• Forderung der NAMUR<br />
• Was gibt es noch zu dem Thema ?<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 5<br />
• Startschwierigkeiten<br />
Als der <strong>Feldbus</strong> Fahrt aufnahm<br />
<strong>–</strong> Ziel: Erarbeitung eines einheitliches <strong>Feldbus</strong>ses<br />
<strong>–</strong> Ergebnis nach dem <strong>Feldbus</strong>krieg:<br />
<strong>–</strong> zwei <strong>Feldbus</strong>protokolle (FF (H1) und Profibus PA)<br />
• Konsequenz:<br />
<strong>–</strong> Frühere Konsolidierung auf ein <strong>Feldbus</strong> hätte Kosten reduziert und<br />
früher zur Einführung des <strong>Feldbus</strong>ses geführt<br />
• <strong>Kommunikation</strong> ist kein Selbstzweck, sondern das Vehikel,<br />
zur Erfüllung der eigentlichen Aufgabe<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 6<br />
Jetzt fährt der <strong>Feldbus</strong> zuverlässig<br />
• Nach Einigung auf eine gemeinsame Norm (IEC 61158)<br />
kann festgestellt werden:<br />
� <strong>Feldbus</strong> ist ein Beispiel für eine gute <strong>Kommunikation</strong><br />
Warum funktioniert der<br />
<strong>Feldbus</strong> eigentlich<br />
inzwischen so gut ?<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 7<br />
Wie sind wir zu diesem Ergebnis gekommen ?<br />
• Es existieren eindeutige Regeln für die <strong>Kommunikation</strong><br />
• Standardisierung, Normierung und Zertifizierung (stellt die<br />
Einhaltung der Regeln sicher)<br />
<strong>–</strong> NE 74 (<strong>Feldbus</strong>), NE 105 (Geräteintegration)<br />
<strong>–</strong> NE 107 (Diagnose), NE123 (Physical Layer)<br />
<strong>–</strong> IEC 61158<br />
<strong>–</strong> ….<br />
• Regelmäßige Untersuchung in Prüflabors<br />
<strong>–</strong> Typprüfungen<br />
• Anwenderstudien<br />
<strong>–</strong> Machbarkeit/Kosten (FURIOS)<br />
<strong>–</strong> Physical Layer Untersuchung<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 8<br />
Einfach und<br />
robust<br />
Verpolungssicher<br />
Erarbeitete Eigenschaften des <strong>Feldbus</strong><br />
Einheitlicher<br />
Diagnosestandard<br />
(NE 107)<br />
Gute<br />
Standardisierung<br />
Interoperabilität<br />
z.B. Profibus Profil<br />
3.02<br />
zertifiziert<br />
Nur Zweidrahtleitung<br />
Diagnosetools<br />
ausreichend<br />
vorhanden<br />
Einfacher<br />
Ex-Schutz<br />
(FISCO)<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 9<br />
Konsequenz für alle beteiligten Parteien<br />
• Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Anwendern hat<br />
sich verbessert<br />
• Dabei spielt die NAMUR eine wichtige Rolle<br />
• Ergebnis dieser Zusammenarbeit<br />
<strong>–</strong> Langfristige wirtschaftliche Vorteile für beide Seiten<br />
<strong>–</strong> Akzeptanz bei den Anwendern<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 10<br />
PLS<br />
Gerätesoftware<br />
Version 4<br />
Beispiel für <strong>gelungene</strong> Zusammenarbeit:<br />
Gerätetausch mit Profibus Profil 3.02<br />
Gerätebeschreibung<br />
Geräte Software<br />
Vers. 4<br />
Ok, ich liefere Version 4<br />
Ich erwarte Version 4<br />
Gerätetausch nach<br />
mehreren Jahren<br />
Test im<br />
Prüflabor steht<br />
noch an !<br />
Gerätesoftware<br />
Version 3-8<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 11<br />
Beispiel BASF SE<br />
• Einsatz von <strong>Feldbus</strong> (Profibus PA und FF)<br />
<strong>–</strong> ca. 30 Anlagen in Betrieb (inkl. großer Teilanlagen)<br />
<strong>–</strong> mehrere <strong>Feldbus</strong>anlagen in Planung bzw. im Bau<br />
• Erfahrung und Potenzial<br />
<strong>–</strong> Feldgerätemanagement & <strong>–</strong>überwachung bewährt<br />
<strong>–</strong> Zusatzinformationen speziell in Betriebsphase hilfreich<br />
• Umfassendere Zustandsüberwachung<br />
• Einsparungen über Anlagenlebensdauer erwartet<br />
<strong>–</strong> Kosten/Nutzen<strong>–</strong>Erwartung höher als bei konv. Technologie<br />
• Empfehlung für BASF<br />
<strong>–</strong> <strong>Feldbus</strong> in allen Neuanlagen<br />
(Randbedingungen: regionale Erfahrung, Ausbildung, ...)<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 12<br />
Beispiel Novartis<br />
• Ausbau von Produktionsanlagen mit<br />
FF und Profibus DP in Europa<br />
<strong>–</strong> FF für Sensoren und Regelventile, Profibus DP für Magnetventilinseln<br />
und elektrische Antriebe<br />
<strong>–</strong> Planung auch von nicht Ex Anlagen (BioTech) mit Bustechnologie weil<br />
kostengünstiger als 4…20 mA<br />
• Erfahrungen<br />
<strong>–</strong> Inbetriebnahme geht schneller, muss aber gut vorbereitet werden.<br />
Ausbildung ist entscheidend!<br />
<strong>–</strong> Zentrale Datenhaltung mit Audit Trail vereinfacht GmP Compliance.<br />
<strong>–</strong> Feldgerätediagnostik ist grosse Hilfe bei Startup und Fehleranalyse.<br />
<strong>–</strong> Varianz in Geräteversionen ist handelbar aber immer noch kritisch.<br />
• Potential<br />
<strong>–</strong> FF Bus könnte schneller sein (Commissioning)<br />
<strong>–</strong> Firmeninternen Standards um das Potential der <strong>Feldbus</strong>se auch für<br />
Maintenance zugänglich zu machen (Diagnostik, eCalibration)<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 13<br />
Beispiel Shell<br />
• Einsatz von <strong>Feldbus</strong> (<strong>Foundation</strong> <strong>Fieldbus</strong>;<br />
Profibus; ASI)<br />
<strong>–</strong> FF für Control und Asset Management / Global<br />
<strong>–</strong> Profibus DP für Digital und MCC / Global<br />
<strong>–</strong> ASI für schnelle Digitals / Middle East<br />
<strong>–</strong> Profibus PA / Deutschland<br />
• Erfahrung und Potenzial<br />
<strong>–</strong> Ca. 250.000 FF Geräte in mehr als 100 Projekten<br />
<strong>–</strong> Optimierung durch proaktive Instandhaltung (Geräteintegration mit<br />
selektiver Diagnostik)<br />
Beispiel: Nanhai<br />
>13.000 FF Geräte<br />
<strong>–</strong> <strong>Feldbus</strong> in allen Anlagen<br />
Ferndiagnose<br />
< 0.1% Geräte Fehler<br />
• Empfehlung für Shell<br />
(Neubau/Umbau)<br />
(Randbedingungen: eigene FF Richtlinen)<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 14<br />
Rückmeldung aus den Mitgliedsfirmen<br />
• Beispiele für erfolgreiche Umsetzung der<br />
<strong>Feldbus</strong>kommunikation an Hand folgender<br />
Firmen<br />
Die Beispiele zeigen:<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> ist angekommen<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 15<br />
Geräteintegration bleibt ein Thema<br />
Istzustand<br />
Sollzustand<br />
Einheitliche<br />
Gerätebeschreibung<br />
Geräte- HART<br />
beschreibung für<br />
Gerätebeschreibung<br />
PROFIBUS HART,<br />
Gerätebeschreibung<br />
PROFIBUS<br />
FF<br />
FF<br />
Vorschlag für eine Lösung liegt bereits vor<br />
FDI-Projekt<br />
Bedien-<br />
oberfläche<br />
FDI<br />
Geräte-<br />
definition<br />
Integration aller bisherigen Varianten<br />
FDT<br />
Bedienoberfläche<br />
FDT-Paket<br />
FDT<br />
Gerätedefinition<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 16<br />
Hinsichtlich der Geräteintegration fordert die NAMUR:<br />
• Ablösung der bisherigen Gerätebeschreibungsvarianten<br />
<strong>–</strong> Durch EINEN Standard für beide Systeme<br />
<strong>–</strong> KEINE Schaffung eines zusätzlichen Systems<br />
• Integrationslösung zu den bisherigen Systemen<br />
• Lebenszyklusmanagement<br />
• Zertifizierung<br />
• Keine Lizenzierung<br />
• Schaffung einer Organisationsstruktur mit dem Ziel<br />
<strong>–</strong> Einigung auf einen Standard im Rahmen der Geräteintegration<br />
<strong>–</strong> Einhaltung des Standards<br />
<strong>–</strong> Beteiligung aller bisherigen Organisationen<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 17<br />
Gemeinsame Erklärung der NAMUR & WIB<br />
• Die Organisationen NAMUR und WIB haben<br />
hinsichtlich der Entwicklung des FDI Standards<br />
gemeinsame Vorstellungen, Auszug aus der<br />
Pressemitteilung:<br />
<strong>–</strong> … Aus diesem Grund unterstützten NAMUR und WIB<br />
die Entwicklung und den späteren Einsatz der FDI-<br />
Geräteintegrationstechnologie als Chance einer<br />
solchen einheitlichen Lösung zur Geräteintegration…<br />
• Um dies zu erreichen, ist die Erweiterung der EDDL<br />
Corporation zur FDI Corporation als sinnvoller Schritt<br />
zu begrüßen<br />
<strong>–</strong> Handlungsfähige FDI Organisation ist erforderlich !<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 18<br />
Einheitliche<br />
Gerätebeschreibung<br />
Geräteintegration bleibt ein Thema<br />
• …es ist Januar 2010, ……<br />
FDI-Projekt<br />
Gerätebeschreibung<br />
FDT<br />
HART<br />
BedienBedien-<br />
Qualität vor Schnelligkeit oberfläche<br />
Gerätebeschreibung<br />
PROFIBUS für<br />
oberfläche<br />
HART,<br />
FDT-Paket<br />
Gerätebeschreibung<br />
PROFIBUS<br />
(aber<br />
und<br />
trotzdem<br />
FDI<br />
zeitnah)<br />
FF<br />
FF<br />
FDT<br />
GeräteGerätedefinitiondefinition<br />
…….die NE 105 gilt<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 19<br />
Alle profitieren von einer einheitlichen Lösung<br />
• Hersteller<br />
<strong>–</strong> Deutlich reduzierter Aufwand bei der Erstellung und Pflege der<br />
Gerätetreibersoftware sowie der User Interfaces<br />
• Anwender<br />
<strong>–</strong> Reduzierte Anzahl an Gerätetreibervarianten<br />
<strong>–</strong> Bessere Austauschbarkeit der Geräte<br />
<strong>–</strong> Einheitliches User Interface<br />
• <strong>Kommunikation</strong> ist kein Selbstzweck, sondern das<br />
Vehikel, zur Erfüllung der eigentlichen Aufgabe<br />
• Wettbewerb muss über Produkte Preise und Lösungen<br />
stattfinden, nicht über Standards<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 20<br />
Aus Fehlern lernen<br />
• Beim Thema Wireless Sensornetze zeichnet sich<br />
eine ähnliche Entwicklung wie zu Beginn des<br />
<strong>Feldbus</strong>ses ab<br />
<strong>–</strong> Variante 1: Wireless HART<br />
<strong>–</strong> Variante 2: ISA 100<br />
• Wiederholung der Fehler wie zu Beginn der<br />
<strong>Feldbus</strong>einführung müssen unbedingt vermieden<br />
werden !!!<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 21<br />
Ausblick: <strong>Feldbus</strong> für Schutzeinrichtungen<br />
• Bisher noch Zukunftsmusik<br />
<strong>–</strong> Erste Installationen sind in der Testphase<br />
<strong>–</strong> In der Factory Automation bereits im Einsatz<br />
<strong>–</strong> Zu wenig Feldgeräte und Systeme verfügbar<br />
• Schließt die Lücke zur vollständigen Umsetzung aller<br />
Signale via <strong>Feldbus</strong><br />
<strong>–</strong> Bisher müssen Schutzeinrichtungen „klassisch“ aufgebaut werden<br />
• Ermöglicht einen sinnvollen Betrieb bei gemeinsamer<br />
Nutzung von Betriebs- und Schutzeinrichtungen<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 22<br />
Ausblick: Ethernet im Feld<br />
• Ethernet ist ein akzeptiertes Massenprodukt mit<br />
preisgünstigen Komponenten<br />
<strong>–</strong> Produktions- und Unternehmensleitebene<br />
• In Einzelfällen bereits in der Prozessindustrie verfügbar<br />
<strong>–</strong> Z.B. mit Profinet<br />
• Die Frage bleibt: Welche Vorteile ergeben sich durch die<br />
Nutzung, denn<br />
<strong>–</strong> übliche Komponenten können nicht eingesetzt werden können<br />
<strong>–</strong> Sonderlösungen für die Prozessindustrie erforderlich<br />
• Anforderungen an ein <strong>Feldbus</strong> (u.a. NE74) müssen erfüllt<br />
sein<br />
<strong>–</strong> Security Anforderungen müssen vorliegen<br />
<strong>–</strong> Kompatibilität zur installierten Basis sicherstellen<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 23<br />
Fazit<br />
• Neue positive <strong>Kommunikation</strong>skultur zwischen<br />
Organisationen, Herstellern und Anwendern<br />
• Gelungene <strong>Feldbus</strong>kommunikation<br />
• Einheitliche Geräteintegration auf gutem Weg<br />
• Weiteres Verbesserungspotenzial durch Safety<br />
<strong>Feldbus</strong> erreichbar<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 24<br />
Fazit<br />
Denn Und was soll als auch Feldweg genutzt begann…. werden…<br />
… ist jetzt eine Autobahn<br />
<strong>Der</strong> <strong>Feldbus</strong> <strong>–</strong> <strong>gelungene</strong> <strong>Kommunikation</strong>
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