IM FOKUS Anlagenplanung,
IM FOKUS Anlagenplanung, Wartung, Instandhaltung Transparenz durch Digitalisierung Die Anlage immer im Blick Wenn es um die Steigerung der Anlagenverfügbarkeit geht, zählt vor allem eines: Information direkt von der Quelle. Daten über den Zustand jeder einzelnen Anlagenkomponente. Umfassendes Wissen, wie es nur digital erfasst, analysiert und aufbereitet werden kann. Ein umfassendes Plant Asset Management (PAM) ist daher die entscheidende Voraussetzung, um eine Prozessanlage insgesamt zuverlässiger und damit wirtschaftlicher und produktiver zu betreiben. Um eine Anlage wirtschaftlicher und produktiver betreiben zu können, sind Lösungen gefragt, die sich über den gesamten Lebenszyklus der Anlage auswirken. Von der Planung bis zum Engineering. Und von der Inbetriebnahme über den laufenden Betrieb bis hin zu Wartung und Instandhaltung. Einen entscheidenden Beitrag leisten dabei die eingesetzten Sensoren und Aktoren der Prozessanlage im Zusammenspiel mit den Schnittstellenkomponenten des Automationssystems. Die Funktionalität all dieser Komponenten bestimmt nicht nur die reibungslose Steuerung der Prozessabläufe. Sie kann auch ganz entscheidend dazu beitragen, ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden und die Verfügbarkeit der Anlage auf ein maximales Niveau zu heben. Die technische Basis dafür sind Feldgeräte, die weit mehr beherrschen als nur ihre eigentlichen Kernaufgaben. Sie erfassen nicht nur Prozessdaten und liefern die Signale zur Prozesssteuerung. Sie stellen auch wichtige Diagnosedaten bereit, die über Betriebszustand, Verschleißverhalten und Störungen informieren. Vor allem aber können sie entweder über eine konventionell analoge Anlagenverkabelung oder über ein modernes Bussystem kommunizieren. Derzeit ist es allerdings so, dass bei den meisten Prozessanlagen gut 85 % dieser Signale brach liegen. Dabei gibt es längst Lösungen, um in praktisch jeder Systemumgebung darauf zuzugreifen und zusätzliche Potenziale zu erschließen, die eine Anlage effizienter, wirtschaftlicher und zuverlässiger machen. Mit dem Hart-Loop-Konverter werden zusätzliche Prozess- und Statusinfor - mationen über vorhandene Leitungen zugänglich Pepperl+Fuchs bietet Re - mote-I/O-Systeme für verschiedene explosionsgefährdete Bereiche: FB-Remote- I/O ist für den Einsatz in Zone 1 zertifiziert, LB-Remote-I/O für den Einsatz in Zone 2, Class I, Div. 2 und nicht explosionsgefährdete Bereiche mittlerweile weltweit bewährt und gilt als vielseitige Brückentechnologie. Durch die Nutzung herkömmlicher Leitungen nach dem 4…20-mA-Standard für die Übertragung digitaler Signale ist nicht nur eine fließende Migration zu einer modernen Datenbus-basierten Infrastruktur möglich. Es können auch problemlos analoge und digitale Steuerungen nebeneinander betrieben und miteinander vernetzt werden. Vor allem aber ist Hart ein wirtschaftlicher Weg, um bestehende Investitionen zu schützen und bewährte analoge Feldinstrumente nahtlos in eine moderne Leittechnik einzubinden. Beispiel Modernisierung: Oftmals ist der Platz in der Leitwarte begrenzt und die bestehenden Feldgeräte sollen weiterhin eingesetzt werden. Über ein Remote-I/O-System können die oftmals vor Jahren bereits mit Hart ausgestatteten Feldgeräte eingebunden werden, deren volles Potenzial bis dato ungenutzt geblieben ist. Hart als Brückentechnologie Die Hart-Technologie (Highway Adressable Remote Transducer) ist das Bindeglied zwischen der analogen und digitalen Welt. Sie hat sich 52 cav 6-2016
Der Bollet ist ein schleifengespeister Ex-d-WirelessHart-Adapter für die Prozessautomation Die Hart-Kommunikation gehört zum erweiterten Funktionsbereich einer Remote I/O. Sie kann zusätzlich zu den 4…20-mA-Stromkreisen eingesetzt werden, wie sie zum Beispiel für die analogen Eingänge von Durchflussund Drucktransmittern oder die Ausgänge von Positionsgebern, I/P-Wandlern und analogen Anzeigen genutzt werden. Mittels Remote I/O lassen sich darüber hinaus zusätzliche Informationen über den Bus (z.B. Hart über Profibus) übertragen. Die im Hart-Signal enthaltenen Informationen reichen dabei von Skalierungsparametern für den Anfangs- und Endwert eines Bereichs bis zu umfangreichen Zusatzdaten, die über den Status, Sekundärvariablen und erforderliche Maßnahmen zur proaktiven Wartung Aufschluss geben. Diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten haben zur Entwicklung eines breiten Spektrums an Hart-kompatiblen Komponenten geführt, die vor allem im Bereich der Instandhaltung neue Konzepte erschließen. Ein typisches Beispiel dafür ist der Hart Loop Converter, wie ihn Pepperl+Fuchs im Programm hat. Er ist in der Lage, bis zu vier digitale Signale von Hart-kompatiblen Feldgeräten zu erfassen und kann drei davon in Form analoger 4...20-mA-Stromsignale in eine analoge SPS einspeisen. Mithilfe dieses Konverters ist es möglich, eine analoge Signalschleife mit mehreren digitalen Messwerten zu kombinieren, die simultan auf dem analogen Signal mittransportiert werden. So kann beispielsweise ein Drucksensor gleichzeitig auch Temperaturmesswerte bereitstellen. Auch der Hart Multiplexer von Pepperl+Fuchs ist Teil der Hart Interface Solution des Unternehmens. Er dient unter anderem dazu, die Informationen aus mehreren Feldgeräten abzufragen, zu speichern und einem PAM-System zur Verfügung zu stellen. Hart-kompatible Endgeräte sind auch ideal, um analog arbeitende Feldinstrumente wie zum Beispiel Ventile über ein und dieselbe Leitung digital anzusteuern. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel über ein PAM Partial- Stroke-Tests auslösen, um die Betriebsfähigkeit von Sicherheitsventilen sicherzustellen und damit die Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlage zu gewährleisten. Drahtlos bis in jeden Winkel Während ein Kernvorteil der Hart-Technologie darin besteht, digitale Kommunikations-Infrastrukturen auch über bereits vorhandene Verkabelungen realisieren zu können, bietet WirelessHart völlig anders geartete Vorteile. WirelessHart beruht auf einer maschenförmigen Netzwerkstruktur, bei der jedes beteiligte Gerät gleichzeitig als Router und Repeater dient. Durch diese inherente Flexibilität des Netzwerks bleibt der Datenverkehr auch bei lokal auftretenden Störungen erhalten. Wird zum Beispiel eine Verbindung vorübergehend durch einen Kran oder einen vorbeifahrenden LKW abgeschattet, werden die Datenpakete automatisch über andere Netzwerkkomponenten geroutet. Das erhöht ganz besonders in industriellen Umgebungen ganz erheblich die Übertragungssicherheit. WirelessHart ist eine interessante Alternative, um zum Beispiel Tankanlagen, Pipelines oder andere entfernt liegende Bestandteile einer Prozessanlage in ein PAM-System einzubinden. Dabei sorgen batteriegespeiste Adapter dafür, dass weder zur Kommunikation noch zur Energieversorgung kostspielige Kabelverbindungen erforderlich sind. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise auch schwer zugängliche Anlagenkomponenten überwachen. Ist bereits ein 4…20-mA-Loop vorhanden, bietet Pepperl+Fuchs auch schleifengespeiste Adapter an, bei denen die Energieversorgung direkt über die Stromschleife erfolgt. Typischerweise wird WirelessHart zur Überwachung von Prozessparametern eingesetzt, die zwar für den laufenden Prozess weniger kritisch sind, aber langfristig zu Qualität, Effizienz und Verfügbarkeit der Prozessanlage beitragen. Handheld für die Feldbus-Diagnose: Mit einem Klick die Installation im Blick. Einfach bedienbar unentbehrlich bei Prüfung und Analyse der Feldbusinstallation. Mehr Transparenz durch Datenbus Feldbussysteme vereinfachen nicht nur den Aufbau des Automationssystems und seiner Kommunikationsinfastruktur. Sie erleichtern auch ganz entscheidend die Montage, denn die aufwendigere Verkabelung jedes einzelnen Feldgeräts entfällt zugunsten eines durchgängigen Bussystems, das vom Control Room bis zur Feld-Ebene reicht. Doch dazu kommt noch ein weiterer entscheidender Aspekt: Moderne Feldgeräte liefern nicht nur Prozessdaten mit digitaler Präzision oder setzen Steuerimpulse in mechanische Vorgänge um. Sie können die Fülle von Informationen, die Aufschluss über ihren Betriebszustand, Wirkungsgrad und Verschleiß geben, durchgängig über ein digitales Protokoll übertragen. Diese direkt vor Ort erfassten Daten wirken sich zwar nicht unmittelbar auf den Produktionsprozess aus. Aber sie ermöglichen es, den Zustand der jeweiligen Komponente sichtbar zu machen und damit aussagekräftige Einblicke in den Betriebszustand der gesamten Anlage zu gewinnen. Ein feldbusbasiertes Automationssystem er- cav 6-2016 53
