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Verfahrenstechnik 5/2019

Verfahrenstechnik 5/2019

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 01 Äußerst diskret Digitale Signale einfach erfassen und sicher beherrschen Für Anlagenbetreiber in der Prozessindustrie ist es nicht nur entscheidend, eine Vielzahl unterschiedlicher diskreter Signale zur erfassen, sie müssen diese Komplexität auch sicher beherrschen. Genau für diese Aufgabe wurde der Fieldconnex Multi-Input/Output (MIO) entwickelt – die eigensichere, kompakte Komponente steht für einfaches Handling und hohe Effizienz. Autor: Andreas Hennecke, Product Marketing Manager, Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim Die Anzahl und Vielfalt diskreter Signale, die es in modernen Prozessanlagen zu erfassen und zu überwachen gilt, ist groß. So ist es bspw. entscheidend, jederzeit zu wissen, ob sich Ventile im geöffneten oder geschlossenen Zustand befinden. Tankklappen müssen mittels Namur-Sensoren kontrolliert werden. Gleiches gilt für die Kontakte von Schranktüren oder Zugänge zu Bereichen mit Apparaten und Anlagenteilen, die für den Prozess wichtig sind. Überlauf und Leerstand werden an Tanks mittels Schwinggabeln kontrolliert. Ebenso wichtig ist die Laufüberwachung von kritischen Motoren, die nicht ausfallen dürfen wie etwa Lüfter oder die Steuerung von Motoren für Rührwerke und Pumpen. Schon dieser kleine Ausschnitt der wirklichen Anforderungen vermittelt einen Eindruck von der Vielfalt und Komplexität, die es in Prozessanlagen zu beherrschen gilt. Für Signale mit hoher Energie erreicht man hier eine vollumfängliche Integration mittels Remote I/O-Technologie. Über Feldbusinfrastruktur mit Profibus PA und den Multi-Input/Output hingegen gelingt die Anbindung diskreter/eigensicherer Signale. So lassen sich sämtliche Feldgeräte und Daten einfach und problemlos in moderne Profibus- oder Profinet-Leitsysteme integrieren. Bei Pepperl+Fuchs in Mannheim arbeitet man beständig daran, die Handhabung solcher Installationen noch einfacher und sicherer zu machen. Mit der Entwicklung des Fieldconnex MIO ist dabei ein weiterer wichtiger Schritt gelungen. Das Gerät verbindet bis zu zwölf diskrete Ein- und Ausgangssignale mit dem Leitsystem. Es soll die einzige kompakte Feldbus-Komponente auf dem Markt sein, die eigensichere Ein-/Ausgänge für binäre Signale mit vier verschiedenen Funktionen bietet. So ist höchste Flexibilität beim Anlagendesign sichergestellt. Ventile und mehr Zu den Hauptanwendungen, die innerhalb von Prozessanlagen zu realisieren sind, zählt sicher die Überwachung von Ventilen. Starkstromventile werden dabei direkt über Remote I/O angeschlossen. Hierfür steht ein Modul zur Verfügung, das über einen Steuerausgang und zwei Eingänge für die Meldung der Endlage-Schalter verfügt. Bei Druckluftantrieb erfolgt die Ventilsteuerung über sogenannte Pilotventile, diese werden durch ein Signal mit geringer Energiemenge angesteuert und regeln die Druckluft. Insgesamt steuert der MIO bis zu vier Ventile inklusive Endlagerückmeldung und 34 VERFAHRENSTECHNIK 5/2019

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 02 Teilhubtest. Das Gerät verfügt über eine integrierte Losbrech- und Laufzeitüberwachung für Ventile und gibt Alarm, sobald Grenzwerte überschritten werden. Darüber hinaus halten die Teilhubtests selten angesteuerte Ventile gangbar. Diese Funktionen ermöglichen eine gezielte und vorausschauende Instandhaltung mit einer höchst effizienten Verlängerung der Wartungsintervalle. Darüber hinaus werden ungeplante Stillstände vermieden, was die Wirtschaftlichkeit der Anlagen deutlich erhöht. Neben Ventilen liefern natürlich noch eine Vielzahl weiterer Geräte diskrete Signale aus dem Feld, die es zu erfassen gilt. So ist über den Multi-Input-Output der Anschluss von bis zu vier Schwinggabeln zur Überlauf- und Leerstandüberwachung für Behälter möglich. Außerdem ist die Komponente über einen Frequenz-/Zähler-Eingang in der Lage, Signale von Impuls- und Frequenzgebern zu sammeln. Notwendig ist das z. B. bei der Stillstandsüberwachung von für den Prozess kritischen Motoren oder Ventilatoren. Bei Bedarf kann das Gerät aber auch bis zu zwölf einfache Namur-Sensoren über nur eine Feldbusadresse erfassen. Sie kommen bspw. bei der Überwachung von Tankdeckeln zum Einsatz. Die Vielfalt und Komplexität all dieser Signale kann über den Fieldconnex MIO ebenso effizient wie anwenderfreundlich erfasst und beherrscht werden. Einfaches Handling Alle Eingänge des Fieldconnex Multi- Input/ Output sind eigensicher und bieten eine höchst einfache, komfortable Handhabung, da sie en bloc oder einzeln konfiguriert werden können. Für ein effizientes Anlagendesign wird die Komponente in unmittelbarer Nähe zum Sensor installiert. Auf diese Weise werden der Verkabelungsaufwand und somit auch der Kosten- und Zeitaufwand für die Installation deutlich reduziert. Dank verbesserter Kabelführung und großzügig bemessenem Platz für die Klemmen ist ein einfacher Anschluss gewährleistet. Das System ist in den Gehäusevarianten Aluminium, GRP sowie Edelstahl verfügbar und auch für die Montage auf DIN-Hutschiene geeignet. Die Anbindung über Remote I/O-Technologie bietet hohe Leistung und Eigensicherheit gleichermaßen. Module für bis zu acht diskrete Eingangssignale stellen dabei eine hohe Kanaldichte und damit enorme Kosteneffizienz sicher. Legt der Betreiber vor allem Wert auf größtmögliche Verfügbarkeit, können Module mit nur einem Kanal eingesetzt werden. Neben diskreten Signalen werden über Remote I/O aber auch klassische 4–20-mA-Geräte an die Leittechnik angebunden. Die Kommunikation über Hart-Protokoll stellt hier zusätzliche Messgrößen zur Verfügung und ermöglicht die Ferndiagnose sowie eine -Parametrierung der Instrumentierung. Kommunikation der Zukunft Die Kommunikation via Profibus PA gewährleistet eine driftfreie und hochpräzise Übertragung von Mess- und Stellwerten. Diagnose- und Statusinformationen werden parallel übertragen und in die Leittechnik integriert. Die Konfiguration erfolgt hier ganz komfortabel über Proxy-Technologie, 01 Mit dem Fieldconnex Multi-Input-Output können bis zu 12 diskrete Signale erfasst und überwacht werden 02 Remote I/O für analoge und diskrete Signale via Profinet die exakt spezifiziert wie die Signale vom Profibus PA nach Profinet zu übersetzen sind. Da großer Wert auf einfaches Handling gelegt wurde, erfolgt die Konfiguration der Proxy automatisch mit dem Start der Anlage. Sie sind also faktisch konfigurationsfrei und können daher im Bedarfsfall „Diskrete Signale lassen sich in ihrer Vielfalt mit digitaler Übertragung effizient und zukunftssicher beherrschen.“ schnell und ganz ohne Aufwand ausgetauscht werden. Mehr und mehr wird in den kommenden Jahren die Ethernet-APL-Kommunikation Einzug ins Feld der Prozessautomation halten und den Weg ebnen für Industrie-4.0- Anwendungen – eine Zukunfts-Technologie, die mit den heutigen absolut kompatibel ist. Ihre Bandbreite von 10 Mbit/s liegt rund 300 Mal höher als bei der heute üblichen Kommunikation. Kabelwege sind dabei bis zu einer Entfernung von 1 000 m realisierbar. Und da für das neue Ethernet als Referenzkabeltyp das bereits vorhandene Profibus-PA-Kabel verwendet wird, ist auch die Grundlage für die Migration schon gelegt. Bereits bestehende Anlagen können so Zug um Zug aufgerüstet werden. Fotos: Pepperl+Fuchs www.pepperl-fuchs.com VERFAHRENSTECHNIK 5/2019 35

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