|
|||
 
|
       |
||
|
 |
 Feldbus-Projekte in der Prozessindustrie erfolgreichDie bewährte 4…20 mA-Signalübertragung, erweitert durch HART-Kommunikation, eröffnet bereits viele Optionen für den wirtschaftlichen Betrieb einer Anlage. Zusätzliche Vorteile im gesamten Lebenszyklus von der Anlagenplanung, über Aufbau und Inbetriebnahme bis zum Betrieb mit umfangreichen Diagnosefunktionen bietet jedoch die durchgängige digitale Kommunikation bis zum Feldgerät. Der Feldbus setzt seinen Siegeszug in der Prozessindustrie vor allem aufgrund erheblicher betriebswirtschaftlicher Vorteile fort. Dank einiger Vorreiter wird nun auch in Chemieanlagen zunehmend der Feldbus als Kommunikationslösung eingesetzt. Und die Bilanz ist durchweg positiv: Erfolgreiche Projekte, wie die Ketek-Anlage in Frankfurt bei Sanofi-aventis, die Vitex-Anlage in Basel bei DSM, Novartis Pharma in Basel, aber auch die Purpur-Anlage bei Clariant in Frankfurt, beweisen, dass der Feldbus in der Prozessindustrie seinen vollen Wert entfaltet. Vielfältiges Einsparpotenzial Sah man vor Jahren die Hauptgründe noch beim Einsparen von Installationskosten, hat sich der Fokus heute entscheidend geändert. In einer Studie hat Shell abgeschätzt, dass in einem typischen petrochemischen Komplex die Kosten für die Instandhaltung dank einer erweiterten Diagnose durch die Feldbustechnologie signifikant gesenkt werden können. Ein Beispiel: Ein Prozent weniger Fixkosten bei der Instandhaltung bedeutet, eine Einsparung von rund vier Millionen Dollar erreichen zu können. Die Einsparungen werden typischer Weise in den CAPEX (Capital Expenditure, Investitionskosten) und OPEX (Operational Expenditure, Betriebskosten) erreicht, wobei die Einsparungen bei den Betriebskosten die interessanteren Möglichkeiten bieten. Dazu zählen insbesondere auch Kosten, die durch unvorhergesehene Abschaltungen verursacht werden. Diese lassen sich durch vorausschauende Instandhaltung und die höhere Systemverfügbarkeit durch die Verlagerung der Intelligenz ins Feld erreichen. Feldbussysteme ermöglichen Kosteneinsparungen sowohl in der Planungsphase, beim Engineering und beim Bau der Anlage als auch im Betrieb. Besonders viel versprechend sind die zahlreichen Möglichkeiten in punkto Diagnose. Um den Anlagenbediener nicht mit unnötigen und schwer interpretierbaren Informationen zu überfrachten, beschreibt die Namur-Empfehlung NE 107 eindeutig spezifizierte, einheitliche Statusmeldungen. Daneben können über die in NE 107 aufgeführte Klassifizierung hinaus detaillierte Diagnoseinformationen für proaktives Anlagenmanagement zur Verfügung gestellt werden. Mit geeigneten Funktionen im Leitsystem oder Plant Asset Management System kann eine individuelle Benachrichtigung unterschiedlicher Adressaten, beispielsweise der Bediener oder des Wartungspersonals erfolgen. Die Basis wird breiter Generell haben sich die Rahmenbedingungen für den Einsatz von Feldbustechnik verbessert. Die Auswahl an feldbusgeeigneten Geräten wird immer breiter, und mit der existierenden IEC-Norm 61158 wurde eine breite Basis geschaffen. Zwei Aspekte wirken förderlich auf den Einsatz der Feldbustechnik in der europäischen Prozessindustrie:
Der Einsatz des High-Power Trunk-Konzeptes trägt hohe Energie über die in erhöhter Sicherheit ausgeführte Hauptleitung. Feldgeräteanschlüsse erfolgen an die Feldbusbarriere in der Schutzart eigensicher mit allen damit verbundenen Vorteilen. Begrenzungen im Vergleich zu vollständig eigensicheren Feldbussegmenten in der Anzahl Feldgeräte und Leitungslängen sind damit praktisch aufgehoben. Stichwort: High-Power Trunk Beim Einsatz des Versorgungskonzeptes High-Power Trunk (Hauptleitung mit hoher Energie) geht man davon aus, dass Arbeiten an der Hauptleitung selten und wenn überhaupt, dann bei Erweiterungen oder bei umfangreicheren Wartungsarbeiten notwendig sind. Der Trunk wird mit dem Schutzkonzept erhöhte Sicherheit verlegt. Feldgeräte werden ausschließlich an Spurs (Stichleitungen zu jeweils einem Feldgerät) in der Schutzart eigensicher angeschlossen. Arbeiten an den Spurs können ohne entsprechendes Prozedere für Freigaben erfolgen. Die Eigensicherheit der Spurs wird über im Feld (Zone 1) montierte FieldConnex FieldBarriers realisiert. Aktive über den Trunk gespeiste Elektronik übernimmt die Energiebegrenzung und verhindert unerwünschte Rückwirkungen auf den Trunk und andere Spurs. Die Planung von Feldbussegmenten inklusive Feldgeräten kann über die Software Segment Checker erfolgen. Segment Checker überprüft die Energiebilanz des Feldsegmentes und die Machbarkeit der gewählten Konfiguration.
Weiterhin bieten moderne Feldbusbarrieren Schutzmechanismen wie eine Kurzschlussstrombegrenzung für jeden Ausgang, so dass im Fehlerfall die Kommunikation auf der Hauptleitung und zu anderen Feldbusteilnehmern sichergestellt bleibt. Dies kommt der Forderung der Anwender nach hoher Verfügbarkeit und Betriebssicherheit entgegen. Über 20 Millionen Knoten weltweit Mit zusammen über 20 Millionen installierten Knoten besetzen Profibus und Interbus heute bereits 75 Prozent des gesamten Feldbusmarktes. Dabei zeigt sich, dass der Feldbus in anderen Ländern bereits zum Alltag gehört. Speziell im asiatischen Raum gibt es eine ganze Reihe von Anlagen, in denen die Pepperl+Fuchs FieldBarrier zum Teil schon seit über einem Jahr im Einsatz ist. Erwähnenswert sind hier Shanghai Coking in China, Plaju Refinery in Indonesien, die Ölbohrplattformen Shell E11 und F13 in Malaysia sowie Thai Acrylic Fibre in Thailand. In Nordamerika ist der Explosionsschutz durch Eigensicherheit vergleichsweise wenig verbreitet, doch auch hier sind Anlagen mit der FieldBarrier in Betrieb wie z.B. bei Boehringer Chemicals in Virginia und BIOX in Ontario, Kanada. Die in den USA häufig angewendete Class I, Div. 2 entspricht etwa der Ex-Zone 2. Hier bietet der Pepperl+Fuchs Segment Protector die gleichen Vorteile wie eine Feldbusbarriere in Zone 1, angepasst an die Sicherheitsbetrachtungen der Zone 2. Investitionen durch Erfahrung sichern Für Anwender ist die Investitionssicherheit entscheidend. Auch die Integration von Geräten in übergeordnete Netzwerke, beschrieben in NE 105, wird in Zukunft einen wichtigen Aspekt darstellen. Jeder Anwender sollte sich vor dem Einsatz eines Feldbussystems bewusst machen, dass damit ein Know-how-Wechsel in Planung und Instandhaltung einhergeht. Wichtige Stichworte sind hier die Örtlichkeit und Funktionalität der Geräte im Feld, die die Bustopologie bestimmen.  Feldbusbarriere im Einsatz Testaufbauten und Trainingsprogramme bereiten Projekt- und Montageteams auf die neuen Aufgaben vor und sichern die Erfahrungen für Folgeprojekte. Das Vertrauen der Anwender in die Feldbustechnologie und ihre Vorteile, insbesondere im Asset Management, bei präventiver Wartung oder bezüglich der Lebenszykluskosten einer Anlage, muss weiter gestärkt werden. Aus diesem Grund unterstützt Pepperl+Fuchs Untersuchungen wie die FuRIOS Studie und wirkt aktiv bei der Profibus Nutzerorganisation und der Fieldbus Foundation mit. FuRIOS nannte bei ihrer Vorstellung auf der Namur-Hauptversammlung 2002 einige Wünsche an die Hersteller, denen mittlerweile Rechnung getragen wird. Der modulare FieldConnex Power Hub bietet Redundanz-, Isolations- und Diagnosekonzepte zur Optimierung der Feldbus-Verfügbarkeit; und konventionelle Signale werden über den FieldConnex Temperatur Multi-Input sowie den Fieldbus-Pneumatic Interface auf den Bus geschaltet. FuRIOS stellte 2002 schon fest, dass der Feldbus ohne Ventilanschaltbox nicht wirtschaftlich wäre. Die durchweg positiven Erfahrungen beim Einsatz von Feldbustechnologien werden, selbst mit der notwendigen Lernkurve bei Erstanwendern, weiter innovative Produkte für den Feldbuseinsatz hervorbringen. Der Siegeszug des Feldbus geht weiter.
|
