Prozess-Messtechnik

Intelligent und wirtschaftlich

Die Übertragung von relevanten Daten aus dem Feld ist der Schlüssel zu einer effizienten Kommunikation. Meist läuft der Weg aber über eine Vielzahl von Komponenten, die nicht nur die Geschwindigkeit reduzieren sondern auch erhöhter Pflege und Wartung bedürfen. Wie man dies mit intelligenten Auswertegeräten vermeiden kann, zeigt der folgende Beitrag.

Damit die Informationen aus prozesstechnischen Anlagen sicher ihren Weg in die Leit- und Steuerungsebene finden, werden normalerweise Zwischenbausteine wie Koppler, Repeater, Trenner, Remote I/Os und Bussysteme eingesetzt. Mit diesen Komponenten muss sich der Anwender dann aber auch beschäftigen. Allein die Bussysteme bedeuten einen hohen Aufwand bei Inbetriebnahme, Pflege und Wartung und entsprechende Kosten. Das Unternehmen Vega hat bereits vor Jahren Auswertgeräte entwickelt, die es ermöglichen 4 … 20 mA-Signale sowie HART-Informationen direkt ins Ethernet zu übertragen. Eine Lösung, die vor allem für kleine und mittlere Applikationen interessant ist und das Tor zum Industrial Ethernet öffnet.

Diese Lösung spiegelt den Gedanken der Einfachheit wider, den sich Vega auch bei seinem Gerätekonzept Plics auf die Fahnen geschrieben hat. Diese Auswertgeräte binden den Sensor im Feld auf der Basis der bestehenden Standards 4 … 20 mA oder HART an und koppeln direkt an Ethernet an. Das große Plus dieser Lösung: Ein einziger Baustein übernimmt die Kommunikation sowie die galvanische, bei Bedarf auch die Ex-Trennung – und sogar die Speisung der angeschlossenen Zweileiter-Sensoren. Mit Hilfe des Auswertgerätes lässt sich ein direkter Durchgriff von HART auf Ethernet realisieren und der Anwender muss sich nicht mit den genannten Komponenten beschäftigen. Und warum legt man das Industrial Ethernet nicht gleich bis zu den Sensoren und spart sich auch noch die wenige verbliebene Peripherie?

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Dafür gibt es im Wesentlichen drei Gründe: Erstens fehlen die Lösungen für „Power over Ethernet“. Das ist eine wichtige Forderung der Anwender speziell in der Prozessautomation. Die Industrie hat bereits reagiert und Speisungen definiert. Auf diesem Gebiet tut sich momentan einiges. Zweitens: Die Ex-Thematik ist noch nicht geklärt. Das heißt, circa ein Drittel aller Applikationen in der Prozessautomatisierung können gar nicht direkt an das Industrial Ethernet angekoppelt werden. Und Drittens: Für das Industrial Ethernet existiert auch nach über 35 Jahren noch kein Standard. Nach Ansicht des Schiltacher Unternehmens würde sich das Protokoll Modbus TCP/IP durchaus dafür eignen, Sensoren anzubinden.

Schnell und effizient

Bis zu einem „echten“ Industrial Ethernet, das eben bis an die Sensoren heranreicht, bietet HART on Ethernet von Vega eine einfache und übersichtliche Alternative, die eine schnelle und effiziente Problemlösung ermöglicht. Ein weiterer unschätzbarer Vorteil: Die Physik, die Topologie, die Kabel und die dazugehörigen Komponenten sind bestens bekannt und ein gängiger Standard. Nicht zuletzt lässt sich mit dieser Ausführung die komplette installierte Basis ohne großen Aufwand einbinden. Ganz gleich also, ob Neuanlage oder Modernisierung einer bestehenden Anlage: Das ist eine einfache Lösung. Diese Lösung haben die Schwarzwälder für kleinere oder mittelgroße Projekte optimiert, bei denen sich eine Feldbusinstallation nicht rechnet. Die Ethernet-Schnittstelle mit all ihrem Komfort und ihren Möglichkeiten bietet das Unternehmen für alle Auswertgeräte optional an. Seine Ethernetlösungen baut das mittelständische Familienunternehmen seit Jahren konsequent aus. Ein Zukunftsmarkt, der jedes Jahr eine steigende Zahl an Applikationen verzeichnen kann. Die Auswertgeräte übernehmen einfache Regelungs- und Steuerungsaufgaben und entlasten die SPS. Mit Vegamet (1- oder 2-kanalig), Vegascan (5- … 15-kanalig), Plicsradio (wireless) bietet das Unternehmen eine komplette Produktfamilie an. Alternativ zur Ethernetschnittstelle können Anwender auch eine serielle Schnittstelle zur Anbindung von Standardmodems (z. B. GSM/GPRS) verwenden. Damit hat Vega hat für jeden die richtige Technik in petto – verdrahtet für den Nahbereich sowie drahtlos für Fernbereiche über GSM/GPRS.

Jedes Auswertegerät ist mit einem hintergrundbeleuchteten Display sowie einer Vor-Ort-Bedienung, ähnlich der von der Plics-Sensorfamilie bekannten Plicscom-Bedienung, ausgestattet. Im HART-Multidropbetrieb lassen sich in Kombination mit Vegascan bis zu 15 Zweileitersensoren, ähnlich wie bei einem Feldbus 15, Geräte parallel am Zweileiter anschließen. Ein kleines Manko ist die Geschwindigkeit (0,5 Sekunden pro Teilnehmer). Für zeitunkritische Anwendungen wie typische Füllstand-, Temperatur- und viele Druckanwendungen ist HART-Multidrop jedoch ideal. Wer ein Geschwindigkeitsproblem hat, wechselt von Vegascan auf das 2-kanalige Veganet 625. Wer noch schneller sein muss, zum Beispiel bei Durchflussapplikationen, kann die 1-kanalige Version 624 einsetzen. Ein weiterer kleiner Unterschied zu echten Feldbussen, denn sie liefern den Status automatisch mit. Bei HART muss der Anwender gezielt danach fragen. Verschiedene Protokolle übertragen die Informationen ins Ethernet. Am häufigsten kommt dabei der De-facto-Standard Modbus über TCP/IP zum Einsatz.

Genauigkeitsverluste vermeiden

Aufgrund der reinen digitalen Signalübertragung können Genauigkeitsverluste, verursacht von Digital-/Analogwandler, vermieden werden. So geht bei der Umwandlung keine Messgenauigkeit verloren. Und das bedeutet mehr Sicherheit für den Anwender. Da die Lösung zudem auf gängigen Standards basiert, lassen sich Geräte eines jeden Herstellers anschließen. Beinahe überflüssig ist es, zu erwähnen, dass sich die Auswertgeräte (wie alle Produkte aus dem Hause Vega) als zentrale Komponenten ohne Einschränkung durchgängig mittels FDT-Technologie, beispielsweise mit PACTware, parametrieren lassen. Ein integrierter Web-Browser ermöglicht den einfachen Zugang via Standard Internet Browser. Die Anwender können von jeder beliebigen Stelle aus, etwa der Messwarte oder dem Büro, auf die Geräte zugreifen und Messwerte, Diagnose- und Statusinformationen abfragen. Das Ethernet erlaubt es sogar, den Messwertspeicher mit bis zu 200.000 Punkten innerhalb kürzester Zeit auszulesen.

Die Auswertgeräte bieten die Daten zudem in verschiedenen Formaten an: XML, http oder TXT und CSV [Excel]. E-Mail und SMS lassen sich zeit- (regelmäßig zu bestimmten Zeiten) oder ereignisgesteuert (zum Beispiel bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes) oder durch Fehlermeldungen auslösen. Eine Integration in das Visualisierungstool Web-VV ist ebenfalls möglich.

Lösung mit Mehrwert

Mit dem Veganet 391 kam dieses Jahr ein Gerät auf den Markt, das nach Anforderungen des Marktes speziell für Anwendungen in der Wasser- und Abwasserwirtschaft entwickelt wurde. In dieser „Mini-SPS“ stecken zehn Jahre Erfahrung und geballtes Anforderungswissen der Branche. So verfügt das Gerät beispielsweise über die Funktionen Durchfluss- und Durchflussmengenmessung sowie ein intelligentes Pumpenmanagement. Über den Messwertspeicher lassen sich Messwerte über einen längeren Zeitraum aufzeichnen.

Mit HART on Ethernet können Anwender mit kleinen und mittleren Applikationen Signale aus dem Feld schnell, effizient und kostengünstig ins Ethernet übertragen und alle damit verbundenen Vorteile nutzen. Clevere Auswertgeräte vereinfachen die Strukturen, erleichtern den Anwendern das Leben und sparen bares Geld. Die pfiffige Kommunikationslösung hat sich bereits in vielen Anwendungen im automatisierten Bestandsmanagement, in Tankfarmen und in der Wasser-/Abwasser-Branche bewährt. Juan Garcia, Vega/st

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