25.04.2019

Feldbus-Diagnosemöglichkeiten dank Stromversorgung

Intelligenz nutzbar machen

Die umfangreichen Diagnosefunktionen von Feldbusinstallationen liegen noch viel zu häufig brach. Im Rahmen notwendiger Modernisierungsarbeiten können sie jedoch problemlos nutzbar gemacht werden. Lückenlose Transparenz der Feldbusinfrastruktur und maximale Verfügbarkeit der Prozessanlage sind so gewährleistet.


Stromversorgung mit geringer Verlustleistung ermöglicht eine hohe Packungsdichte und reduziert die Investitionskosten.
Bild: Pepperl+Fuchs GmbH

Prozessanlagen weltweit sind dem Alterungsprozess unterworfen und müssen daher in regelmäßigen Abständen umfassend modernisiert werden. Dabei werden beispielsweise veraltete Teile des Leitsystems ausgetauscht, um erhöhte Anforderungen an die Technik zu realisieren. Üblicherweise finden solche Arbeiten im Rahmen eines ohnehin geplanten Stillstandes statt. Innerhalb des fest vorgegebenen Zeitrahmens muss dann die Anlagen durch den Einsatz neuer Technologien auch für die nächsten Jahre und Jahrzehnte zukunftssicher gemacht werden. Im Fokus stehen dabei natürlich auch Kosten, Aufwand und das termingerechte Wiederanfahren der Anlage.

Modernisierung im Schaltschrank

Wie das im Einzelfall aussehen kann, zeigt ein konkretes Beispiel aus der Gas- und Öl-Industrie. Der Betreiber einer Raffinerie musste feststellen, dass die verbauten Stromversorgungen in großem Umfang vor der Zeit ihren Dienst versagten. Da die Versorgung von vorneherein redundant ausgelegt war, führte der Ausfall nicht zum Stillstand, er stellte aber einen beständigen Unsicherheits- und natürlich auch einen erheblichen Kostenfaktor dar. Als Grund für die vorzeitigen Ausfälle identifizierte man die extrem hohe Verlustleistung der Geräte. Im Schaltschrank waren somit beständig zu hohe Temperaturen gegeben und die Elektronik einem übermäßigen Verschleiß ausgesetzt. Der Betreiber entschloss sich daher die vorhandenen Geräte durch eine Feldbusstromversorgung mit deutlich geringerer Verlustleistung zu ersetzen. Wie in der Prozessindustrie weit verbreitet, sind auch im genannten Fall die Feldgeräte über Foundation Fieldbus H1 an die Leittechnik angeschlossen. Der Feldbus ermöglicht so die digitale Datenkommunikation zwischen der Feldebene der Raffinerie und dem Leitsystem, außerdem versorgt er natürlich die Feldgeräte mit der erforderlichen Energie. Dabei bilden die Module zur Stromversorgung in den Leittechnikschränken das elektrische Rückgrat des gesamten Kommunikationssystems, daher muss ihnen bei allen Arbeiten ein besonderes Augenmerk gelten. Zentrale Aspekte, die man dabei stets berücksichtigen muss sind: die optimale Nutzung des Schrankraums, Kompatibilität, Installationsaufwand und natürlich die Eigenwärme. Beim Austausch der Geräte fiel die Wahl des Betreibers auf die FieldConnex-Feldbusstromversorgung. Sie überzeugte durch kompakte Bauweise sowie eine äußerst geringe Verlustleistung. Die Wärmeentwicklung der neu eingesetzten Power Hubs liegt damit um bis zu 75 Prozent unter der vergleichbarer Module. Die vorhandene Verdrahtung konnte dabei komplett am Platz belassen und auch weiterhin genutzt werden, was eine enorme Kostenersparnis bedeutet. Auf eine aktive Kühlung konnte ebenfalls ganz verzichtet werden. Die geringe Verlustleistung der Power Hubs erhöht außerdem die Lebensdauer der Geräte. Insgesamt wurden so durch die Modernisierung eine Reduzierung des Installationsaufwandes, kürzere Stillstandzeiten und ein geringerer Gesamtaufwand realisiert. Plant man heute eine Neuanlage, ist es entscheidend, den Aufwand für die Verdrahtung und die Prüfung beim Einbau der Module möglichst gering zu halten. Durch Reversed-Versionen des FieldConnex Power Hubs mit kompatiblen Steckern war ein einfacher und effizienter Austausch möglich.

Beschleunigte Fehlerkorrektur

Neben den genannten Primärzielen konnte auch auf andere Ebene eine Effizienzsteigerung der Anlage erreicht werden. Denn hier - wie in vielen bestehenden Prozessanlagen - wurde zwar der Feldbus eingesetzt, die Diagnosefähigkeit der Feldbusinfrastruktur aber längst nicht vollumfänglich genutzt. Dabei können diese Funktionen ganz erheblich zur schnellen Fehlersuche und vorausschauenden Wartung beitragen. Selbst die Möglichkeiten bereits erworbener Funktionalitätserweiterungen wie des Advanced Diagnostic Moduls (ADM) werden dabei häufig nicht ausgeschöpft. Modernisierungen sind daher der perfekte Zeitpunkt diesen Mangel abzustellen, um mittels der integrierten Diagnosefunktionen die bis dahin aufwändige Fehlersuche zu beschleunigen. Kommt dann künftig im laufenden Betrieb ein Prozesswert nicht in der Leittechnik an, können die Mitarbeiter vom Wartungsraum aus auf das ADM zugreifen. Schon hier zeigt sich dann, ob der Fehler im Bereich der Feldbuskommunikation liegt oder ob diese als Störungsquelle ausgeschlossen werden kann. Im Feld kann so deutlich schneller und gezielter nach der Ursache gesucht und diese behoben werden. Ergänzend dazu gibt es weitere wichtige Hilfsmittel, die helfen, Fehler im laufenden Prozess nicht nur zu erkennen, sondern proaktiv zu verhindern. Neben dem Surge Protector zum Schutz vor Überspannung ist das z.B. der Leckagesensor. Das Gerät kann dank kompakter Bauform im Instrumentenkopf aber auch im Schaltschrank eingebaut werden. Dort detektiert es eindringende Feuchtigkeit und meldet sie über das ADM an die Leittechnik. Der Sensor wird einfach angeschlossen und ohne Konfiguration in Betrieb genommen. Durch die Nutzung von Feldbus-Diagnose, ADM und weiteren intelligenten Komponenten ist so eine lückenlose Transparenz der Feldbusinfrastruktur und eine maximale Verfügbarkeit der Prozessanlage möglich.

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