Ethernet-Gateways für zentrales Asset Management

Diagnose-Sammelstation

Viele Anwender aus den Bereichen Betrieb und Technik kennen das Szenario: Die verbauten Assets – speziell die Komponenten auf der Feldinstrumentierungsseite – erledigen ihren Zweck für lange Zeit tadellos. Kommt es jedoch zu einem ungünstigen Zeitpunkt zu einem unvorhergesehenen Problem, helfen meist nur direkte pragmatische Ansätze vor Ort, um die Situation näher zu bewerten und nicht selten einem Produktionsausfall vorzubeugen.

Falls auf der Aktor- oder Sensorseite ein wichtiges Feldgerät auf der Operator-Station einen für den Prozess nicht tolerierbaren Fehler erzeugt, kann dies mitunter zu weitreichenden Konsequenzen für die Anlagenverfügbarkeit sorgen. Im Extremfall führen diese zu einer längeren Abschaltung. In der Regel gibt es für genau solche Fälle entsprechende Handlungsempfehlungen, die vom Operator oder von modernen Prozessleitsystemen (PLS) direkt an die auszuführenden Personen in der Instandhaltung weitergeleitet werden. Häufig kann aber die daraus resultierende Aktivität nicht schnell und effektiv genug eingeleitet werden, weil vorhandene Automatisierungsinfrastrukturen meistens einen zentralen und übergeordneten Zugriff auf die fehlermeldende Komponente nicht zulassen. Der Gang vor Ort an die zu diagnostizierende Messstelle ist in den meisten Fällen somit unausweichlich. Je nach Umgebungsbedingungen und der entsprechenden Zoneneinteilung kann dies auch bedeuten, dass ein Instandhalter vor dem elektrischen Verbinden des Feldgerät mit einem Laptop eine erforderliche Feuerfreigabe beantragen muss. Jetzt könnte man zwar anprangern, dass ein Laptop vor Ort in der Anlage sowieso nichts verloren hat, und dass die zu überprüfende Komponente über das Display vor Ort oder über einen Zugriffspunkt im Schaltschrank diagnostiziert werden könnte. Die Variante mit dem Display mag beim einen oder anderen Fehlerbild noch zum Erfolg führen. Doch spätestens, wenn via Display auf komplexere Bedienebenen zugegriffen werden soll oder vielleicht die Komponente neu in Betrieb genommen werden muss, ist eine einfachere und übersichtlichere Nutzeroberfläche Pflicht. Alleine aufgrund dieser Fragestellung haben viele Endanwender, die für den reibungslosen Betrieb einer Prozessanlage verantwortlich sind, Technologien standardisiert, die ihnen Möglichkeiten bieten Feldgeräte herstellerübergreifend performant zu bedienen und zwar über alle etablierten Kommunikationsprotokolle hinweg. Ziel ist es, alle relevanten Daten sauber zu protokollieren und zu dokumentieren.

Zentrales Asset Management

Um das Beispiel mit dem Feldgerät aus der Prozessindustrie aufzugreifen: Es lassen sich heute alle analogen Geräte der Feldinstrumentierung, die das Hart-Protokoll unterstützen, mit FDT/DTM-basierten Softwaretools bedienen. Die Vernetzung von Assets über Bussysteme und Ethernet-basierte IT-Infrastrukturen wird auch zukünftig weiter wachsen. Schon vor einigen Jahren haben diverse Gateway-Komponenten den Weg zum zentralen Asset Management für den Normalanwender geebnet. Heute ist dessen Realisierung von einem zentralen rechnergestützten Zugriffspunkt auf Feldgeräte von Ethernet via Profibus DP auf die Feldebene ohne größeren Aufwand machbar. Das ist nicht nur den über Jahre etablierten Standards wie Profibus und Ethernet zu verdanken, sondern auch der höheren Anwenderakzeptanz. Diese liegt darin begründet, dass sich die Gateway-Zusatzkomponenten aus ihrer Funktion heraus sicher und ohne negative Rückwirkung auf die bestehende Steuerung und in ein Automatisierungsnetzwerk integrieren lassen. Das Ethernet Profibus Gateway SFG500 ist in Kombination mit einer Asset Health Funktion in der Lage, den Weg zwischen der Gerätediagnose im Feld und dem Ethernet zu ebnen. Das Gerät ist bestückt mit einer SD-Karte und der dazugehörigen, gespeicherten Asset Library. So kann sich der Anwender sämtliche Diagnosemeldungen der in der Anlage verbauten Feldgeräte auf einer Webseite visualisieren lassen. Damit ist die Diagnose-Visualisierungsseite auf der Browseroberfläche (z.B. Firefox, Chrome, IE) sozusagen der Spiegel des Gerätedisplays. Die Gerätezustandsinformationen können zentral auf einem separaten Asset Management System erfasst und Namur NE107 konform visualisiert werden. Völlig entkoppelt von einer vorhandenen Steuerung bzw. einem überlagerten PLS agiert das Gateway am jeweiligen Profibus-Segment wie eine autarke Diagnose-Sammelstation. Durch seine automatische Adaption an die vorhandenen Busparameter, die von der SPS vorgegeben werden, bleibt die bestehende Prozesssteuerung unbeeinflusst. Dieses Feature macht sich vor allem dann positiv bemerkbar, wenn eine bereits laufende Anlage mit den Gateways bestückt werden soll. Das System eröffnet dabei weitere Optionen hinsichtlich Asset Management Szenarien: So ist das neue Gateway nicht nur ein Spiegel der Klartextmeldungen aus dem vor-Ort-Gerätedisplay, sondern auch der Schlüssel für zentrales Asset Management. Speziell in chemischen Anlagen sind Feldgeräte in Zone 1 die Regel. In der Vergangenheit musste der Wartungstechniker im Vorfeld immer einen Freigabeschein für Tätigkeiten beantragen, die sich im Ex-Bereich abspielten – so natürlich auch die Vor-Ort-Verbindung mit einem intelligenten Sensor oder Aktor im Feld. Jetzt kann genau dieser Aufwand entfallen, da es nun möglich ist, sich über einen zentralen Maintenance Rechner via Ethernet mit dem selektierten 4 bis 20mA Hart-Feldgerät über das SFG500 und eine passende Remote I/O zu verbinden. Einem zentralen Feldgerätezugriff mit jeglichen damit verknüpften Tätigkeiten wie Geräteparameterbackup, Gerätetausch, Zustandsbewertung, mit z.B. einem Asset Management System wie FieldCare PAM und W@M steht somit nichts mehr im Wege.