Sichere Datenübertragung bei großen Entfernungen: LWL-Koppler für sichere Profibus-Kommunikation

In der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie, sowie im Öl- und Gas-Bereich müssen Gefahren durch Explosionsschutzmaßnahmen verhindert werden. In der Mess- und Regeltechnik werden dabei vermehrt Remote I/O eingesetzt. Diese nutzen den PROFIBUS, der bei hohen Datenraten und großen Entfernungen Lichtwellenleiter für den sicheren Betrieb verwendet.

Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit

Weit verzweigte Anlagen werden wegen der hohen wirtschaftlichen Bedeutung häufig redundant aufgebaut und mit einem Leitsystem gesteuert. Da der PROFIBUS bei hoher Übertragungsgeschwindigkeit Kupferleitungen nur für kurze Entfernungen zulässt, bietet der Lichtwellenleiter eine ideale Alternative.

Drei prinzipielle Unterschiede zum Kupferkabel kommen in Anlagen der Prozesstechnik zum Tragen und machen deutlich, weshalb LWL hier die richtige Wahl ist.

• Erstens sorgen sie für eine vollständige galvanische Trennung zwischen dem Feld und der Messwarte.
• Zweitens können die kleinen Lichtenergien keine zündfähigen Funken oder heißen Oberflächen erzeugen.
• Und drittens können elektromagnetische Felder – anders als bei der Datenübertragung mit Kupferleitern – keine Störungen verursachen.

Darüber hinaus hat der hier vorgestellte Profibus-Repeater für Lichtwellenleiter einige Besonderheiten. Er kann sowohl als Punkt-zu-Punkt-Koppler als auch im redundanten Ring errichtet werden. Dabei ist er in der Lage Profibus-Störungen zu erkennen und selbsttätig für eine Redundanzumschaltung zu sorgen. Im prozessnahen Bereich der Remote I/O-Station werden meist kurze konventionelle Buskabel verwendet. Da die für Profibus DP verwendete RS 485-Schnittstelle nicht eigensicher ist, muss das elektrische Kabel bei der Installation in erhöhter Sicherheit wie Stromversorgungskabel verlegt werden.

Zusammenfassung

Die Lichtwellenleitertechnik ist der Schlüssel für den durchgängigen Einsatz leistungsfähiger Busse bis in den Ex-Bereich. Damit sind die in anderen Automatisierungsbranchen erreichten Effizienzsteigerungen auch uneingeschränkt in der Prozessautomatisierung möglich. Die deutliche Zunahme der LWL-Installationen in der Prozessautomatisierung wird sich fortsetzen, zumal ein Investitionsschub durch Modernisierung der Steuerungen zur Verlängerung der Anlagenlaufzeit zu erwarten ist.