Mit automatischer Buserkennung

Ralf Krause

Während im Nicht-Ex-Bereich ein Feldgerät einfach an den Bus angeschlossen werden kann, herrschen im Ex-Bereich andere Bedingungen. Energie steht hier nicht im Überfluss zur Verfügung, die Bussysteme für den Ex-Bereich sind stark limitiert und die Entwicklung von intelligenten Feldgeräten mit den entsprechenden Schnittstellen ist sehr umfangreich und teuer. Zuerst wurden daher die sehr aufwändigen Feldgeräte busfähig gemacht. Da der Einsatz eines Feldbusses aber erst wirklich Sinn macht, wenn alle Einzelkomponenten busfähig sind, folgen in der Umsetzung nach und nach auch die einfacheren Geräte. Wurden z. B. binäre Funktionen wie Ventilsteuerungen oder Positionsabfragen über Sensoren oder analoge Signale von Temperaturtransmittern über ausgelagerte Remote I/O-Systeme angebunden, ist zunehmend der Trend nach direkter Anbindug auch dieser Signale an Bussysteme zu beobachten.

Neben dieser Entwicklung gibt es bis heute noch die Problematik, welches denn das richtige Bussystem sei. Entscheidend ist dabei, ob beim Einsatz eines Bussystems auch die geeigneten Feldgeräte zur Verfügung stehen und ob eine problemlose Einbindung möglich ist. In der Prozessindustrie haben sich als Bussysteme zwei Linien etabliert. Zum einen ist das der Profibus-PA und zum anderen der Foundation Fieldbus. Beide Systeme weisen unterschiedliche Eigenschaften auf und sind in der Regel nicht mit dem gleichen Feldgerät zu bedienen.

PR electronics stellt mit dem busfähigen Temperaturtransmitter Pretop 5350 erstmals ein Gerät vor, das an beide zuvor genannte Systeme angeschlossen werden kann und das eine automatische Erkennung des verwendeten Busses hat (Abb. 1). Durch die unterschiedlichen Protokolle von Profibus-PA und Foundation Fieldbus ist die Auswertung des Protokolls im Feldgerät möglich, die Umschaltung erfolgt automatisch. Die Busversorgung ist polaritätsunabhängig. Somit steht ein Feldgerät zur Verfügung, das an beiden etablierten Bussystemen eingesetzt werden kann. Das Setup des Transmitters erfolgt entweder über Siematic PDM beim Profibus oder bei FF über Delta V & Yokogawa CS1000/3000.

Der Einbau des Messumformers erfolgt in Köpfe Typ B, somit müssen auch für Feldgeräte an Bussystemen keine größeren Anschlussköpfe als für Standardapplikationen verwendet werden. Soll der Einbau nicht direkt in den Temperaturfühler erfolgen, stehen geeignete Feldgehäuse zur Verfügung.

Im FF kann der Transmitter als Slave (Basic) eingesetzt werden oder, im Fall einer Störung des Masters, dessen Funktion übernehmen (LAS). Diese Funktionalität steht nur im Foundation Fieldbus zur Verfügung. Ebenso stehen bei dieser Anschaltung zwei analoge Funktionsblöcke – ein analoger Block bei PA-Anschluss – und ein PID-Regler zur Verfügung. Die redundante Messung von zwei Temperaturfühlern ist bei beiden Bussen möglich. Die Verwendung von Bauteilen höchster Güte bei Referenz- und Widerstandskomponenten, führt mit = ±0,002% der eingelesenen Temperatur zu einem sehr guten Temperaturkoeffizenten des Messumformers.

Die Auflösung des Eingangssignals wird über einen 24-Bit-A/D-Wandler vorgenommen. Das bedeutet, im Gegensatz zu bisher üblichen 16-Bit-Wandlern, eine 266-fach höhere Auflösung. Hierdurch kann die Störfestigkeit und die Trennung von Signalrauschen deutlich verbessert werden. Zusätzlich wird die Effektivität bei der Kalibrierung während der Produktion verbessert.

An den Messumformer können PT100…1000 Widerstände, Thermoelemente der Typen B, E, J, K, L, N, R, S, T, U, W3 und W5 mit interner oder externer Vergleichsstelle sowie lineare Widerstandssignale im Bereich 0 bis 10 kW oder Potentiometer 0 bis 100 kW angeschlossen werden. Durch den Anschluss von zwei Temperaturfühlern können Differenztemperaturen, Mittelwerte oder redundante Messungen ausgeführt werden (Abb. 2). Reedkettenbasierte Niveaumesssysteme lassen sich durch den weiten Eingangsbereich bis100 kW einfach in Bussysteme integrieren.