Mögliche Fehler im Vorfeld verhindern – mit diesem Ziel hat Pepperl+Fuchs diagnosefähige Feldbuskomponenten entwickelt, die spezifische Fehler zuverlässig erkennen und isolieren und so für eine lückenlos transparente Feldbusinfrastruktur sorgen. Mit den intelligenten Komponenten gelangt die Diagnosefähigkeit bis ins Feldgerät und die Verfügbarkeit der Prozessanlagen wird deutlich erhöht.
Der Autor: Andreas Hennecke Produktmarketingmanager, Geschäftsbereich Prozessautomation, Pepperl+Fuchs
Jeder Anlagenbetreiber kennt und fürchtet sie – die typischen Fehlerszenarien in der Installation, die im täglichen Betrieb immer wieder zu Störungen führen. Ob Kurzschluss, Blitzschlag, Eindringen von Feuchtigkeit in Verteiler oder Kontaktprellen – im langjährigen und intensiven Austausch mit den Anwendern hat Pepperl+Fuchs all diese Fehlerarten genau studiert. Auf Basis fundierter Kenntnis wurde jetzt eine Generation diagnosefähiger Komponenten entwickelt.
Kurzschlüsse erkennen
Überlasten oder Kurzschlüsse sind ein zentrales Thema, wenn es um Störungen in der Feldbuskommunikation geht. Hier hat Pepperl+ Fuchs mit den intelligenten FieldConnex Segment Protectoren eine Generation von Geräten entwickelt, die über den bisher möglichen statischen, linearen Kurzschlussschutz weit hinausgeht.
Bei Impulsen, die durch lose Kontakte und vibrierende Anlagen entstehen, erkennen die Segment Protektoren die besondere Dynamik solcher Signale – so können sie schnell und zuverlässig als Störung identifiziert und isoliert werden. Auf diese Weise wird die Fehlerquelle ausgeschaltet, bevor sich die Störung auf andere Bereiche auswirkt und weitere Feldgeräte stillgelegt werden oder gar die gesamte Anlage in den sicheren Zustand fährt.
Ebenso sicher erkennen und isolieren die Segment Protektoren Kontaktprellen durch das Anschließen und Lösen von Verbindungen bei Wartungsarbeiten. Selbst schwer aufzuspürende, temporäre Fehler – wie etwa ein nachlassender Signalpegel aufgrund von eindringendem Regenwasser – identifiziert die intelligente Diagnose-Technologie ohne Probleme.
Blitzschutz, der sich selbst überwacht
Der FieldConnex Surge Protector bietet nicht nur Schutz vor Blitzschlag und Spannungsspitzen, er gibt auch Alarm, wenn seine Funktionsreserve erschöpft ist. So können Störungen und der Produktionsausfall von Prozessanlagen zuverlässig vermieden werden. Die automatische Selbstüberwachung des Surge Protectors misst hierfür die Zahl und Stärke von Stromstößen und berechnet exakt wann der Blitzschutz verbraucht ist.
Während zum Beispiel ein einziger heftiger Impuls von 20 kA einen sofortigen Austausch erforderlich macht, ist die Funktionsreserve erst nach rund 1000 leichten Stromstößen von 3 kA erschöpft. Bei verbrauchtem Blitzschutz meldet der Surge Protector den notwendigen Austausch und die Software verrät genau, wo innerhalb der Prozessanlage das Gerät ersetzt werden muss. Zeitaufwendige und kostenintensive manuelle Überprüfungen gehören damit der Vergangenheit an. Die Leistungsfähigkeit eines Surge Protectors kann allerdings durch eine Vielzahl kleinerer Stromstöße bereits nachlassen, bevor das Gerät endgültig versagt. Dies wiederum wirkt sich auf die Qualität des Physical Layers aus und kann zu unerwünschten Störungen führen. Advanced Physical Layer Diagnostics überwacht daher jede qualitative Veränderung der Surge Protectoren. Die vorhandene Feldbusinfrastruktur wird dabei genutzt, um die Informationen an den Leitstand weiterzugeben.
Sowohl die Installation als auch der Austausch der Surge Protectoren sind schnell und problemlos möglich. Die Geräte werden im Schaltschrank einfach am Feldbusverteiler aufgesteckt. Das verringert Zeit- und Kostenaufwand deutlich, da auf eine weitere Verdrahtungsebene verzichtet werden kann. Auch die nachträgliche Ausrüstung einer bestehenden Anlage mit Surge Protectoren ist so ohne zusätzliches Engineering möglich.
Frühwarnsystem ohne Lücken
Die ideale Ergänzung zu diesen Komponenten sind die intelligenten Leckagesensoren. Durch ihre kompakte Bauform können sie nicht nur an Feldinstrumente angeschlossen werden, sondern fügen sich auch problemlos in enge Verteilerkästen ein. Hier erfassen sie schnell und zuverlässig auch die kleinste Veränderung der Feuchtigkeit.
Herzstück dieser Technologie ist das Advanced Diagnostic Gateway. Hier werden die Diagnosesignale aller Komponenten gesammelt – das Gerät fungiert als Schnittstelle zwischen den Advanced Diagnostic Modulen und dem Leitstand. Erstmals bieten die Gateways jetzt aber auch eine I/O-Funktion, die es erlaubt, den Leittechnikschrank selbst zu überwachen. Damit wurde eine weitere wichtige Sicherheitslücke geschlossen.
Mit dieser lückenlosen Fehlererkennung hält die Diagnosefähigkeit Einzug ins Feld. Dabei werden alle Informationen ganz einfach über die reguläre Feldbuskommunikation übertragen, ohne dass Mehraufwand entsteht. Alle Komponenten sind für die Bussysteme Foundation Fieldbus H1 und Profibus-PA geeignet. Durch ihr perfektes Zusammenspiel können Fehler und Risiken künftig nahezu vollständig ausgeschlossen werden.
FieldConnex Advanced Diagnostics steht aber nicht nur für die höhere Verfügbarkeit von Prozessanlagen. Intelligente Installation ermöglicht auch eine verblüffend einfache Umsetzung. Die Komponenten müssen lediglich angeschlossen werden und laufen dann ohne weitere Konfiguration – weder Feldbusadresse noch Einbindung in die Leittechnik sind notwendig. Auch das Diagnose Gateway wird mithilfe automatischer Werkzeuge völlig unproblematisch integriert. Es konfiguriert sich selbst und findet die angeschlossenen Diagnosemodule eigenständig. Die Diagnose kann so ohne zusätzliches Engineering in Betrieb genommen werden – einfach, schnell und wirtschaftlich.
prozesstechnik-online.de/cav0513423
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