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 Die große Migration – Feldbus integriert Ex-Schutz, SIL und analoge SignaleDer Feldbus wird in der Prozessautomatisierung immer öfter eingesetzt, Einschränkungen durch Explosionsschutzanforderungen sind kein Thema mehr und in Kürze machen neue Protokolle für sicherheitsgerichtete Feldbusanwendungen auch ein parallel verdrahtetes analoges Sicherheitssystem überflüssig. Kein Problem also für Neuanlagen auf der grünen Wiese. Doch was ist mit den vielen existierenden Anlagen mit analoger Signaltransmission? Hier bietet die Integration von Remote I/O Technik in den Feldbus eine ideale Plattform für Migration und Anlagenerweiterungen.  Pepperl+Fuchs Feldbustechnik "Die Feldbustechnik erwies sich als äußerst hilfreich, um den eng gestrickten Zeitplan beim Aufbau der Clariant Rubinrot Anlage einzuhalten" [1]. Offensichtlich sind diese drei namhaften Anwender von Prozessautomatisierungstechnik, so wie mittlerweile viele andere auch [4], überzeugt von der modernen, durchgehenden digitalen Datenübertragung vom Feldgerät zum Leitsystem mittels PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1. Zuvor mussten jedoch Lösungen für einige Bedenken gefunden werden, die in der 2002 durchgeführten FuRIOS Studie formuliert wurden [5]. Heute, im Jahr 2007, haben wir die Antworten zu:
High Power Trunk Konzept – das Ende des Energiemangels Explosionsschutz durch Eigensicherheit limitiert die Energie im Signalkreis derart, dass kein zündfähiger Funken entstehen kann. Was in einem konventionellen Loop mit einem Feldgerät, einem Kabel und einer Ex i Barriere kein Problem darstellt, ist im Feldbusnetzwerk mit bis zu 31 Geräten und 1900m Kabellänge schlicht und einfach unmöglich. Die Lösung wurde der NAMUR im November 2004 vorgestellt [2]: Feldbusbarrieren. Diese Verteiler bieten für jedes Feldgerät einen eigensicheren Anschluss, der zudem noch individuell gegen Kurzschluss gesichert ist. Die Verbindung zwischen den Barrieren, der so genannte Trunk, ist in erhöhter Sicherheit Ex e ausgeführt, welche die Einspeisung hoher Energie in die Zone 1 ermöglicht. Entsprechende High Power Trunk Konzepte für Zone 2 sind durch Segment Protectoren mit Anschlüssen in Ex nL (zukünftig Ex ic) ebenfalls möglich [6].  High Power Trunk Topologie, auch für SIL-Anwendungen Sicherheitsgerichtete Feldbusse – die Aufhebung der Parallelität Bei allen bisherigen Anlagen mussten konventionelle Verdrahtungen für die Sicherheitstechnik parallel zum Feldbusnetzwerk installiert werden. Das entfällt zukünftig. Für PA und H1 wurden, basierend auf der NAMUR Empfehlung NE 97, Protokolle bis hin zu SIL 3 entwickelt [7]. Die Anwendertests laufen, bald werden Prozess- und Sicherheitssignale in trauter Eintracht über ein gemeinsames Feldbuskabel übertragen werden. Und das Schöne daran: die Installationstechnik unterliegt keinerlei SIL Betrachtung! Planung und Wartung – Drag & drop mit Online-Diagnose Oft wurde befürchtet: Planung und Instandhaltung ändert sich mit Feldbus signifikant. Stimmt, beide werden deutlich einfacher! Die Auslegung eines Feldbussegmentes erfolgt virtuell am PC, inklusive automatischer Berechnung der Energiebilanz, Simulation von Fehlerfällen und Generierung von Gerätelisten. Software Design Tools wie der kostenfrei im Internet verfügbare Segment Checker (www.segmentchecker.com) bieten umfangreiche Gerätebibliotheken, aus denen das Segment mit wenigen Mausklicks zusammengestellt werden kann. Und das für Wartungsarbeiten unerlässliche Multimeter? Es wird ersetzt durch so genannte Advanced Diagnostic Modules, welche die Feldbusinstallation on-line überwachen, Sollwert-Abweichungen und potentielle Fehlerquellen sofort in der Warte melden und sogar die minimalen Alterungsprozesse in der Verdrahtung registrieren [8]. Auch der regelmäßige vorbeugende Ausbau von Feldgeräten wird durch die Auswertung der über den Feldbus zur Verfügung stehenden Diagnosedaten bald ein Relikt der Vergangenheit sein. Hohe Verfügbarkeit gewünscht – man nehme Redundanz Noch 2004 wurden auf der NAMUR Hauptversammlung redundante Feldbuskomponenten eingefordert [2]. Heute gibt es sie: SPS mit redundanten Feldbuskarten, Stromversorgungen wie den FieldConnex® Power Hub mit modular austauschbaren, redundanten Power Modulen [6, 8]; auf der Messe Interkama 2006 wurden sogar die ersten Systeme mit parallel ins Feld geführten Trunks vorgestellt. Analoge Signale – kein Problem mit Fieldbus Process Interfaces  FieldBarriers und Fieldbus Process Interfaces In existierenden verfahrenstechnischen Anlagen sind Millionenwerte an analogen und binären Feldgeräten im Einsatz, die man verständlicherweise nicht gerne verlieren möchte. Dies führte zur Entwicklung von Fieldbus Process Interfaces, welche die Signale mehrerer Sensoren oder Aktoren in einem einzigen Feldbustelegramm bündeln und damit effizient in die digitale Kommunikation integrieren. So erlaubt der FieldConnex® Temperature Multi-Input die Anbindung von acht Temperatursensoren. An moderne Feldbus-Remote I/O Systeme wie die LB/FB Serie können nahezu alle analogen Feldgeräte angeschlossen werden. Der modulare Aufbau dieser Systeme erlaubt eine optimale Anpassung an jede verfahrenstechnische Anlage. Hiermit können Migrationsstrategien entwickelt werden zur sukzessiven Modernisierung bestehender Anlagen von konventioneller Technik hin zu durchgängiger Feldbuskommunikation [9]. Literatur
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