Vorhandene Intelligenz effektiv nutzen

Die Autorin: Sabrina Weiland Produktmarketing-Manager, Geschäftsbereich Prozessautomation, Pepperl+Fuchs

Prozessleitsysteme bestimmen als zentrale Komponenten die Produktivität und Flexibilität von Produktionsanlagen. Doch irgendwann kommt in jeder Anlage ein Zeitpunkt, an dem das Leitsystem das sinnvolle Ende seines Lebenszyklus erreicht. Dies kann aus mehreren Gründen der Fall sein. Oft werden Leitsysteme schlicht und einfach nicht mehr ausreichend gewartet, d.h., die Ersatzteilversorgung und der Support durch den Hersteller lassen nach oder werden zunehmend teurer. Hinzu kommt, dass bei den Nutzern von sogenannten Altsystemen sowie bei den Herstellern selbst, das Know-how darüber zunehmend schwindet. Häufig stoßen Leitsysteme aber auch an ihre Grenzen, weil bedingt durch ihre Systemarchitektur keine Erweiterungen mehr möglich sind. In anderen Fällen ist es der Wunsch nach einer homogenen Automatisierungslandschaft, weil im Lauf der Zeit Produktionslinien ausgebaut wurden oder neue Produktionsstandorte hinzukamen und so Leitsysteme unterschiedlicher Generationen oder gar unterschiedlicher Hersteller im Einsatz sind.

Bei jeder Modernisierung eines Prozessleitsystems schwingen jedoch auch Motivationen mit, wie die Integration von Asset-Management oder die enge Verknüpfung mit der Unternehmensleitebene, um die Flexibilität der Produk- tion zu erhöhen, die Unternehmensleistung nachhaltig zu verbessern, die Auftragsabwicklung zu verkürzen oder die Entwicklung der Betriebskosten im Hinblick auf das Unternehmensergebnis zu optimieren. Außerdem erfordern zunehmende Produktionskapazitäten sowie ein wachsender weltweiter Wettbewerb kurzfristige Verfügbarkeiten von Produktion und Leistung, was schnelle Entscheidungen immer schwieriger werden lässt. Daher werden Unternehmensabläufe zunehmend durch Software wie z. B. Scada-, ERP- oder SCM-Systeme unterstützt. Diese sind über ein Netzwerk direkt mit der Leitsystemebene zur Informationsbeschaffung verknüpft.

Das alles setzt natürlich voraus, dass mehr Daten aus der Feldebene zur Verfügung stehen, als dies in einer vorhandenen analogen Automatisierungsumgebung mit konventioneller 4…20 mA-Verdrahtung üblicherweise praktiziert wird. Was nun in den Focus rückt, ist ein adressierbarer Fernzugriff auf die Feldgeräte mit der Möglichkeit zur Zweiwegekommunikation und damit einhergehend, eine Feldbus-Installation, um auch Verdrahtungsaufwand zu sparen. Glücklicherweise bedeutet das nun nicht, dass Unternehmen in solchen Fällen ihre vorhandenen Feldgeräte komplett austauschen müssen. Modulare Remote I/O-Systeme, von denen es bei Pepperl+Fuchs die Varianten FB für Montage in der Zone 1 und LB für Zone 2 gibt, ermöglichen die kostengünstige Verbindung von Feldgeräten aus explosionsgefährdeten und sicheren Bereichen mit dem Prozessleitsystem über einen Feldbus. Ihre Aufgabe ist die Signalanpassung von Feldsignalen für Steuerungen bzw. Leitsysteme. Sie nehmen Signale von Namur-Initiatoren oder mechanischen Kontakten entgegen, messen analoge Werte wie Temperatur oder Füllstände und steuern IS-Leistungsspulen an. Darüber hinaus können über die Anschlusstechnik Aktoren mit erhöhter Sicherheit (Ex e) wie zum Beispiel Signalleuchten oder akustische Signalgeber angeschlossen werden, die eine größere Leistung benötigen.

Bei intelligenten Feldgeräten kann ein Remote I/O-System noch mehr leisten. Die Voraussetzung dafür bietet die Hart-Kommunikationstechnologie als globaler Standard, mit dem Hart-fähige Feldgeräte digitale Informationen über eine analoge Verdrahtung austauschen. Die Hart-Kommunikation ist ein Verfahren, das seit langem etabliert ist und heute von nahezu allen 4…20 mA-Feldgeräten unterstützt wird. Prinzipiell nutzt Hart das Frequenzumtastungsprinzip (FSK), um digitale Informationen auf Standardstromkreise mit 4…20 mA aufzusetzen. Die mittels Hart übertragenen Informationen können vom LB/FB-System weiterverarbeitet und übergeordneten Systemen zur Verfügung gestellt werden.

Ein Remote I/O-System besteht aus ein- und/oder mehrkanaligen Modulen, die beliebig auf eine Backplane gesteckt sind. Sie versorgt die Module mit Energie und bildet die Verbindung zwischen Modulen und dem Buskoppler. Die Backplanes werden von Pepperl+Fuchs in unterschiedlichen Größen angeboten, was einen modularen und platzsparenden Aufbau von zentral oder dezentral im Feld angeordneten Remote I/O-Stationen erlaubt. Platzsparend auch deshalb, weil die Module sehr kompakt sind. Ein Beispiel dafür sind die 8-kanaligen, digitalen Eingangsmodule, die mit lediglich 16 mm Breite nur noch halb so breit sind wie die Vorgängerbauform. Als Teil einer kompletten Reihe schmaler Module sorgen sie für eine effiziente Raumnutzung im Schaltschrank. Zu diesem Konzept passen auch die Universalmodule für analoge und digitale I/O. Für die Verarbeitung analoger sowie binärer Ein- oder Ausgänge sind diese als analoger Hart-kompatibler Ein- oder Ausgang sowie als digitaler Kontakteingang oder Magnetventilausgang konfigurierbar.

In Remote I/O-Modulen kommen verschiedene Bustechnologien zum Einsatz, um mit dem Master-Prozessleitsystem, einer SPS oder dem Scada-System zu kommunizieren. Die beliebtesten sind Profibus DP oder DP V1, Modbus RTU, Foundation Fieldbus H1 sowie Modbus TCP über Ethernet. Generell passen die Remote I/O-Systeme von Pepperl+Fuchs an jede verfügbare Leittechnik.

So erleichtern Remote I/O-Systeme von dieser Seite die Modernisierung von Prozessleitsystemen in erheblichem Umfang. Die vorhandenen Feldgeräte können in der Regel beibehalten werden und auch deren Verdrahtung ist weiterhin nutzbar.

Bei weiterreichenden Veränderungen von Anlagen mit dezentralen Remote I/O-Stationen sparen die Systeme bei der Verdrahtung, der technischen Projektierung und den Montagekosten. Anwender gewinnen mehr Kontroll- und Diagnosefunktionen und haben Fernzugriff auf ihre Hart-Feldgeräte.

Halle 7A, Stand 338

prozesstechnik-online.de/cav1113401