Das Industrial IoT bezieht sich auf vernetzte Maschinen oder Produktionseinrichtungen inklusive der dazu gehörenden Messtechnik. Zu seinen wichtigsten Vorteilen zählen die Aussicht darauf, schneller auf ineffiziente Vorgänge oder Probleme reagieren zu können sowie Zeit zu sparen und mit smarten Maschinendaten die Herstellungs- und Betriebsabläufe sowie ganze Wertschöpfungsketten effizienter zu steuern. Das alles soll mithilfe intelligenter Monitoring- und Entscheidungsprozesse nahezu in Echtzeit möglich sein. Soweit die Theorie. Wie aber sieht die Umsetzung – ganz konkret – aus der Perspektive eines Feldgeräteherstellers wie Vega aus?
Das Rad neu nutzen
Im Bereich Messen und Überwachen von Füllstand und Druck ist Vega für die individuellen Anforderungen der Prozessindustrie gut gerüstet. Der konsequent modulare Aufbau der Messsysteme ist dabei ein großer Vorteil. Um die jeweiligen Anforderungen der Anwender flexibel zu bedienen, müssen die Ingenieure nicht jedes Mal „das Rad neu erfinden“. Vega setzt auf Brückentechnologien wie etwa Bluetooth. Die zukunftsfähigen, erweiterbaren Systeme lassen sich auch in bestehende Anlagen integrieren. Für den Betreiber ist dabei wichtig, dass er zum einen nicht unbedingt große Summen investieren muss und sich die Lösung zum anderen nahtlos in bestehende Systeme integrieren lässt, ohne deren Sicherheit zu gefährden.
Vega bietet Bluetooth sehr umfassend und beinahe für sein gesamtes Sensorik-Portfolio in einem durchdachten, mehrstufigen Konzept an. So will das Unternehmen flexibel auf unterschiedliche Sicherheitsanforderungen reagieren. In diesem Sinne ist etwa das universelle Anzeige- und Bedienmodul Plicscom sowohl mit als auch ohne Bluetooth erhältlich. Bei der Ausführung mit Bluetooth ist die Funktion vorübergehend oder auch dauerhaft mittels Hardwareschalter deaktivierbar. Sie kann jedoch problemlos zu einem späteren Zeitpunkt erneut aktiviert werden. Ist sie an mehreren Sensoren eingesetzt, kann man sie sowohl mit, als auch ohne Funkoption verwenden. Bluetooth ist bereits auf der Interface-Ebene über PC, Laptop, Smartphone und auch Tablet sicher verschlüsselt. Darüber hinaus ist ein Sensorzugriff über Bluetooth nur mit Zugangscode möglich. Die Drahtlos-Technologie ist im Übrigen auch etwas für ältere Anlagen: Plicscom ist abwärtskompatibel für die Mehrzahl der bereits im Feld befindlichen Vega-Sensoren – und zwar zurück bis zum Baujahr 2002.
Sicher durch zweiten Datenkanal
Das Anzeige- und Bedienmodul Plicscom
ist die komfortable und wirtschaftliche Lösung, wo immer bestehende Anlagen, die heute meist nur über analoge 4…20 mA-Schnittstellen verfügen, schrittweise und doch nachhaltig digital vorangebracht werden sollen. Das Eigenschaftsprofil entspricht den Anforderungen der Namur nach Open Architecture. Der Verband fordert, dass IT-Komponenten schnell und flexibel intergrierbar sein müssten, da sie kurzlebiger sind als industrielle Prozessbausteine. Nur so könne es die Verfahrenstechnik schaffen, Schritt mit der 4.0-Entwicklung zu halten. Folgerichtig setzen auch die Vega-Initiativen direkt an diesem Punkt an: Bei bestmöglicher Anlagenverfügbarkeit, Sicherheit und schlanken Lösungen, die sich bei Bedarf unkompliziert hochrüsten lassen. Bluetooth bietet eine Kommunikationsform, die über einen separaten zweiten Datenkanal – und damit unabhängig vom Nutzkanal – läuft. Somit können Feldgeräte parallel zur bestehenden Prozesssteuerung analysiert werden, ohne in die Anlagensicherheit und Verfügbarkeit einzugreifen. Diese lokale Bluetooth-Kommunikation kann künftig zum kompletten Diagnosenetzwerk erweitert werden. Das bedeutet, dass auch für bestehende analoge Feldgeräte von Vega ein Diagnosezugriff von der Leitwarte bis hinunter in die Feldebene möglich sein wird. Damit können Anlagenbetreiber künftig schneller und zielgerichteter auf Störungen reagieren und durch Aufzeichnung der zahlreichen im Feldgerät verfügbaren Informationen Abweichungen im Prozess frühzeitig erkennen und angemessen gegensteuern.
Nie wieder leere Behälter
Ebenso flexibel im Einsatz, wenngleich in puncto digitaler Intelligenz einen großen Schritt voraus, ist das Inventory System von Vega. Es bietet eine durchgängige Zustandsüberwachung, die die Datenbasis für eine effiziente Prozessregelung, bis hin zur automatischen Nachbestellung, bildet. Genauer gesagt, kann es sie bilden. Denn auch das Inventory-System folgt in seinen Funktionen der jeweiligen Anwendung. Soll es den Lieferanten automatisch benachrichtigen, sobald Mindestfüllmengen unterschritten sind? Soll es „nur“ die Verläufe von Produktionszyklen über verschiedene Zeiträume, Standorte, Medien zuverlässig visualisieren und dem Anwender die Basis für seine weiteren Maßnahmen liefern? Oder sollen „einfach“ Wege zu entfernten Behältern verkürzt werden und Abfragedaten über längere Distanzen nutzbar sein? Oder aber geht es darum, den Bestand direkt in ein ERP-System zu integrieren? Die Optionen sind vielfältig und immer zu einem späteren Zeitpunkt erweiterbar. Ein Plus in Bezug auf die Sicherheit ist dabei die freie Wahl des Netzwerkbetreibers. Diese Aufgabe kann beim Anwender selbst liegen oder sie wird an die geschützte, immer aktuelle Vega-Cloud übertragen.
Ein Entwicklungsziel für Vega war Anwenderfreundlichkeit. Alle Messgeräte funktionieren nach dem Prinzip der Einfachheit. Auch das Inventory System steht für wenig Aufwand und viel Kompatibilität – immer nach dem Baukastenprinzip.
Potenzial zum künftigen Standard
Es ist alles andere als einfach, Feldgeräte über digitale Feldbusse, wie zum Beispiel Profibus PA oder Foundation Fieldbus, miteinander zu vernetzen und der Leitebene die Analyse- und Auswertdaten zur Verfügung zu stellen. Aufgrund ihrer hohen Komplexität und Kosten konnten diese Technologien bis heute die analoge 4…20 µmA-Schnittstelle, auch Jahrzehnte nach deren Einführung, als meistverwendete für Füllstand- und Druckmesstechnik, nicht verdrängen. Bluetooth weist innerhalb dieser Lücke als Brückentechnologie in die richtige Richtung. Es vermittelt zwischen der analogen Stromschnittstelle eines Feldgerätes und den Ethernet-basierten IT-Netzwerken, wie sie in nahezu allen Unternehmen heute Standard sind.
Doch weshalb werden Feldgeräte in der Prozessindustrie nicht schon heute für die direkte Anbindung an die bestehende IT-Infrastruktur fit gemacht? Beispielsweise durch eine Ethernet-Schnittstelle? Die bisherige Zweidraht-Technologie, auf Basis der 4…20 mA-Schnittstelle, hat einen entscheidenden Vorteil: Messwert und Versorgungsspannung können gleichzeitig über nur zwei Leitungen bereitgestellt werden. Sie sind dabei in der Zündschutzart „eigensicher“ auch Ex-geschützt.
Einen Ausweg zeigt hier der neue Standard Advanced Physical Layer (APL) auf. Auf Basis der Industrial Ethernet-Technologie soll eine eigensichere Zweidraht-Ethernet-Kommunikation künftig anspruchsvolle Anwendungen in der Prozessautomatisierung lösen. Ausgelegt sein wird sie, so der Plan, auf eine Reichweite von bis zu 200 m und eine Bandbreite von 10 Mbit/s – Stromversorgung inklusive. Unter dem Dach der Profibus Nutzerorganisation engagieren sich derzeit elf namhafte Industriepartner, darunter auch Vega, sowie die Organisationen FieldComm und ODVA. Ihr gemeinsames Ziel ist es, das Kommunikationsnadelöhr zwischen Feldgeräten und Leitebene zu beseitigen. Selbst, gesetzt den Fall, dass bis zu den ersten am Markt verfügbaren APL-Geräten noch Jahre ins Land ziehen sollten: Gelingt es, Aufbau und Administration solcher Netzwerke radikal zu vereinfachen, dann hat diese Technologie das Potenzial zum künftigen Standard für die Prozessautomation.
Suchwort: cav1118vega
Halle 7A, Stand 102
Autorin: Claudia Homburg
Marketing,
Vega Grieshaber
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