Dezentrale Peripherie im Ex-Bereich

Dipl.-Ing. Oliver Merget

Durch die Möglichkeit, dezentrale Peripheriekomponenten direkt bis in Zo-ne 1 des explosionsgefährdeten Bereiches zu installieren, können Anwender mit erheblichen Kosteneinsparungen rechnen.

Die Siemens-Entwickler legten daher beim ET 200iS besonderes Augenmerk auf die Berücksichtigung offener Standards. Dadurch wird dem Anwender ein einfacher Einsatz und die Integration in eine offene und standardisierte Automatisierungsumgebung geboten. Bei Simatic ET 200iS zeigt sich dies durch die Verwendung des offenen Kommunikationsstandards Profibus, durch den Einsatz bereits am Markt eingeführter Komponenten zur physikalischen Ex-Trennung des Bussystems, durch die Hart-Implementierung nach PNO-Entwurf und durch die Integration in die weit verbreitete Simatic-Tool-Landschaft. Das ET 200iS benutzt in seiner Aufbaustruktur verschiedene Explosionsschutzarten. Hierdurch wird in der Praxis eine optimale Anpassung des Gerätes an die erforderliche Aufgabenstellung erreicht. Mit der Kombination Ex e, Ex d und Ex i wird ein Stationsaufbau mit bis zu 32 Elektronikmodulen unterstützt. Anschließen lassen sich in dieser Konfiguration bis zu 128 binäre bzw. 64 analoge Feldsignale der Schutzart Ex i, die sich in den Explosionszonen 0, 1 und 2 befinden können.

Das ET 200iS ist mit einem selbstaufbauenden Modulträger aus den so genannten Terminalmodulen konstruiert, die einen feinmodularen Aufbau ermöglichen. Mit diesen Modulen lässt sich jede Station sehr flexibel und solide aufbauen. Grundbestandteil jeder Station ist eine druckgekapselte Stromversorgung und ein Interfacemodul zur Busanschaltung. Der Anschluss der Prozessperipherie erfolgt ausschließlich über die Terminalmodule. Der Anwender kann hierbei zwischen Federzugtechnik und Schraubanschlusstechnik wählen. Alle Module lassen sich werkzeuglos im laufenden Betrieb austauschen. Gewechselte Terminalmodule werden nach dem Einbau automatisch wieder mit den ehemaligen Parametrierdaten versehen. Eine Verwechslung von Modultypen untereinander wird durch eine mechanische Kodierung verhindert.

Besonders im Fehlerfall wird durch das feinmodulare Konzept mit zwei oder vier Signalen je Modul der Ausfall von Messstellen während eines Modultausches minimiert. Da die Anschaltung an den Profibus als eigensichere Variante ausgeführt ist, lässt sich sogar eine komplette Station ohne Abschaltung des Bussystems austauschen oder hinzufügen. Die Kommunikation erfolgt über die offenen, nicht nur bei Simatic S7 bewährten Kommunikationsmechanismen bzw. die Profibus-DP-V1-Funktionalität. Dies macht einen zusätzlichen Servicebus überflüssig, da alle erforderlichen Daten zur Konfiguration und Parametrierung ebenfalls über den Profibus transportiert werden. Damit lässt sich die Peripheriestation sehr gut an ihre jeweiligen Aufgaben anpassen. In überzählige Kanäle muss nicht investiert werden, denn bei Bedarf kann eine Station leicht um weitere Module erweitert werden. Eine Erweiterung im laufenden Betrieb einer Anlage um weitere Stationen wird ebenfalls im Umfeld von Simatic unterstützt.

Siemens bietet ein reichhaltiges Modulspektrum an. So stehen 2-kanalige Eingangs- und Ausgangsmodule mit und ohne Hart-Funktionalität zur Verfügung. Weiter gibt es Eingangsmodule zum Anschluss von Widerstandsthermometern und Thermoelementen. An digitalen Modulen wird ein Namur-Eingangsmodul (4-kanalig) angeboten, das auf alle gängigen Kontaktarten einstellbar ist und ein Digitalausgangsmodul (2-kanalig), bei dem die Ausgänge auch parallel geschaltet werden können. Die Module liefern neben ihrem Prozesswert auch einen Zeitstempel, der eine zeitliche Verfolgung der Signale ermöglicht. Alle Module sind für den Einsatz im Temperaturbereich -20 bis +60 °C geeignet.

Zur Installation im Feld wird das angebotene Spektrum durch EEx-e-Schaltschränke in Edelstahlausführung in der Schutzart IP 65 abgerundet, in denen die in der Schutzart IP 30 ausgeführten ET 200iS eingebaut werden können. Die Schränke sind in mehreren Größen, mit und ohne Einbau von ET 200iS-Stationen, erhältlich. Für den Anwender ist nicht nur die vorhandene Hardwarebasis entscheidend. Daher ist das ET 200iS bestens in die hauseigene Automatisierungsfamilie Simatic S7 und das Leitsystem PCS7 integriert. Das schließt auch die zugehörigen Projektierungstools ein.

Die Konfiguration erfolgt beim Einsatz im Simatic-Umfeld über Step7, die Parametrierung über Simatic PDM (Process Device Manager), was eine Änderung der Parametrierung im laufenden Betrieb ermöglicht. Ebenfalls über Simatic PDM ist die Projektierung und Parametrierung der angeschlossenen Hart-Feldgeräte realisiert. Die Darstellung der Geräteparameter und Funktionen ist bei PDM einheitlich gelöst, ganz gleich, ob die Kommunikation über Profibus-DP, -PA oder Hart-Protokoll erfolgt.

Das Zusatztool PDM liegt als integrierte Version im ET 200iS-Starter-Paket bei. Hart-Feldgeräte lassen sich anschließen und werden voll unterstützt, das heißt, das Gerät verhält sich absolut transparent und Simatic PDM kann jederzeit via Profibus auf die Parameter und Hart-Daten der Geräte zugreifen.

Zunehmend wichtiger wird die Anforderung der Anwender, dass unternehmenseinheitliche Prozessperipherie auch beim Einsatz unterschiedlichster Leitsysteme möglich sein muss. Diesem Wunsch wird das ET 200iS dank seiner offenen Struktur gerecht. Die Festlegung der Moduleigenschaften erfolgt auch hier mit dem Prozess Device Manager PDM.

Halle 10.2, Stand B3-E14