Offene Feldbus-Design-Software
Feldbus-Planungssicherheit
Eine Anlagenplanung enthält auch die Planung von Feldbussegmenten, deren geographische Ausdehnung zu berücksichtigen sind. Dieser Schritt ist kritisch, da vorab bereits die Funktion der Installation verifiziert werden muss. Die neue Version der Feldbus-Design-Software Segment Checker gibt dem Planer und Betreiber Unterstützung und Sicherheit, noch bevor das erste Kabel gezogen wird.
Erfahrene Anlagenbetreiber der Prozessautomation bestätigten im Rahmen des NAMUR Symposiums im Mai 2016: Speziell der Verdrahtungs- und Loop-Check geht bei einer mit Profibus PA oder Foundation Fieldbus H1 ausgestatteten Anlage schnell von statten. Bei einigen hundert bis tausend Geräten kann das schon zwei Wochen der Inbetriebnahme einsparen. Dabei wiegen die eingesparten Ausgaben vergleichsweise gering, gegen die Möglichkeit die Anlage im laufenden Geschäftsjahr für zwei Wochen quasi kostenlos einzusetzen.*
31 Geräte an 120m Stichleitung
Ein Feldbussegment besteht aus Stromversorgungen und Feldverteilern. Angelehnt an die Idee von Stammleitungen mit vielen Aderpaaren trägt diese Leitung den Namen Trunk (engl.: Stamm). Der Trunk verbindet bis zu vier Feldverteiler mit der Stromversorgung im Leittechnikraum. Stichleitungen vom Feldverteiler zu den Instrumenten können dabei bis zu 120m lang sein. Den Explosionsschutz mit dem Prozessfeldbus realisieren dabei Feldbarrieren, die in Zone 1/Div. 1?2 installiert werden, und über Ausgänge verfügen, die nach der Zündschutzart Eigensicherheit Ex ia zertifiziert sind. Das Feldbus-Design-Werkzeug Segment Checker stellt alle diese Komponenten, wie Masterkarten, Stromversorgung, Kabel, Feldverteiler und Zubehör, grafisch dar und zeigt Laststrom und Spannung an jedem Segmentabschnitt an. Werden für einen zuverlässigen Betrieb notwendige Grenzen verletzt, weisen entsprechende Alarmmeldungen auf die Ursachen hin. Die Software überprüft auch die Stichleitungslänge, die in Abhängigkeit der geplanten Anzahl von Instrumenten bis zu 30, 60, 90 oder 120m betragen darf. Mit den Feldbarrieren der aktuellen Generation wird sogar diese Einschränkung überwunden: Durch die logische und galvanische Trennung der Ausgänge vom Trunk stehen für jede Stichleitung 120m zur Verfügung, auch bei voller Auslastung mit 31 Feldgeräten. Die Algorithmen für die Berechnung der nicht-linearen Lastverhältnisse beim Einsatz von Feldbarrieren wurden in der neuen Softwareversion nochmals verbessert.
Konfiguration im 1. Schritt
Man nehme die maximal erwarteten Kabellängen und die maximal gewünschte Anzahl von Instrumenten je Segment, lässt sich diese Konfiguration von der Software validieren und hat bereits im ersten Schritt alles getan. Aus den Anfängen der Prozessfeldbusse stammt die Empfehlung mit einem Gerätestrom von 20mA zu rechnen. Die Instrumentierung schafft heute jedoch mehr Messwert, bei weniger Verbrauch. 12 bis 15mA treffen es in der Regel besser. Genauer erfolgt die Planung mit den tatsächlichen Lastwerten der projektierten Feldgeräte. Für FF H1 ist die Bibliothek aller registrierten Instrumente im Download des Segment Checker bereits enthalten. Für Profibus PA können diese von den einzelnen Herstellern angefordert werden, entsprechende Bibliotheken sind aber bereits in Vorbereitung. Die Wahrscheinlichkeit, dass dieser abkürzende Schritt funktioniert ist groß. Mit 24 Feldgeräten an 120m Spurs und einer Umgebungstemperatur von 21°C weist die Software eine Trunklänge von über 600m nach. Sollte in einer Anlage nach mehr Geräten oder Kabeldistanz verlangt werden, kann durch die Veränderung von Kabellängen oder angeschlossenen Geräten in zwei oder drei iterativen Schritten eine technisch einwandfreie, normkonforme Konfiguration ermittelt werden. Mit einer Reserve von 20 Prozent ermöglicht diese Konfiguration 20 Feldgeräte je Segment. Wer es ganz genau wissen möchte, kann jedes Segment im Detail einzeln planen. Bei der Überprüfung der Installation mit den entsprechenden FieldConnex Diagnosewerkzeugen werden der projektierte mit dem gebauten Zustand verglichen. Die Überprüfung des Segments ist damit hochgenau und schafft damit die Voraussetzung für die höchstmögliche Fehlertoleranz im späteren Betrieb. Die Software Segment Checker läuft unter Microsoft Windows auf allen gängigen Versionen einschließlich Windows 10.
