Feldgerätediagnose: Wunsch und Wirklichkeit Expertenrunde: Selbstüberwachung und Diagnose von Feldgeräten

Wie weit wird die NE 107 bereits in der Praxis angewendet? Zobel: Die Umsetzung der NE 107 ist in den internationalen Normen z.B. für Foundation Fieldbus (FF) und Profibus PA vorhanden. Wir – als Anwender – haben Lieferanten, die bis Ende dieses Jahres komplette Gerätepaletten umsetzen werden. Die Geräte sind also vorhanden und es gibt auch erste Anlagen, die diese bereits nutzen. Seintsch: Das Schöne an der NE 107 ist, dass über das Gerätedisplay und das Leitsystem und dann später auch in der Geräteintegration, dieselbe Symbolik verwendet wird und das Herstellerübergreifend. Damit ist es für den Anwender, der mit den Feldgeräten oder den Systemen zu tun hat, klar, mit was für einer Klassifizierung oder welchen Status er es zu tun hat. Das vereinfacht das Handling wesentlich. Müller: 2005 gab es die erste Version der NE 107, aber es benötigt Zeit, gesamte Produktfamilien auf die NE 107-Diagnosekategorien umzustellen. Man sieht heute, dass viele Gerätehersteller die NE 107 standardmäßig umsetzen. Neben der Darstellung im Leitsystem, gibt es parallel dazu die Darstellung im Asset Management System. Erben: Die Anhänge der NE 107 geben nur das wieder, was schon lange auf der Wunschliste steht und dienen uns als Leitfaden, in welche Richtung sich die Diagnose in den Feldgeräten entwickeln soll. Welchen Erfüllungsgrad haben die Geräte bereits? Seintsch: Die Anhänge sind Wünsche der Anwender. Dort sind auch Fehler beschrieben, die ich aus heutiger Sicht nur mit einem sehr hohen Zusatzaufwand diagnostizieren lassen. Wenn man auf die Umsetzung der Feldgeräte schaut, dann können die zwar bereits sehr viel diagnostizieren, z.B. Luftblasen in Corriolis-Durchflussmessern, Ablagerungen oder Abrasionen an dem Messrohren, aber sie machen keine eindeutige Zuordnung zu der wirklichen Ursache. Als Fehlermeldung bekomme ich am Ende nicht, dass ich Abrasionen am Messrohr habe, sondern, dass meine Messung wegdriftet. Die Diagnose muss ich als Anlagenfahrer eigentlich immer noch selber machen. Erben: Ich brauche immer Zusatzinformationen und an vielen Stellen eben auch den Erfahrungsschatz des Anwenders aus der Anlage. Erst durch die Kombination wird aus dem Ganzen ein Gesamtbild. Müller: Einige Diagnosen sind applikationsspezifisch, hängen also vom Prozesszustand ab und können unterschiedliche Ursachen haben. Oftmals kann in solchen Fällen das Gerät alleine nicht entscheiden, welche exakte Ursache vorliegt. Bevor man jedoch eine unsichere Diagnose anzeigt, gibt man eher keine ab. Das ist eine Maxime, die auch von den Anwendern immer an erster Stelle verlangt wird: Wenn ihr eine Diagnose liefert, dann muss sie zuverlässig sein. Zobel: Sehr viele Diagnosen werden bereits heute zuverlässig von den Feldgeräten detektiert. Um jedoch detaillierte Informationen auch zur Fehlerbehebung zu erhalten, ist es notwendig, aktiv mit einem Engineeringtool in die Gerätesoftware hineinzuschauen. Auf diese Weise ist es natürlich nicht möglich, durch die Alarmhistorie einer Anlage zu browsen und einen Überblick über den aktuellen \’Gesundheitsstatus\‘ einer Feldgeräteinstallation zu erhalten. Daher unsere Forderung, dass mit der Diagnose auch alle Detailinformationen des Assets automatisch mit weitergeleitet werden. Können das heutige Geräte bereits? Müller: Gerätehersteller bieten schon heute vielfältige Diagnoseinformationen und deren Abbildung auf die NE 107 an. Die NE 107-Kategorie alleine reicht jedoch nicht, um mit Diagnosen effizient umzugehen. Hier ist neben der Information über die Ursache insbesondere eine klare Empfehlung gefordert, wie ein Anwender mit dieser Diagnose umgehen soll. Erben: Die Standards, die z.B. von Profibus erarbeitet wurden, bieten die Möglichkeit, dass ich mit einer Wartungsmeldung gleichzeitig auch eine Detailinformation übertragen kann. Die Geräte selbst bieten diese Möglichkeit auch. Zobel: Die Wünsche der Anwender sind natürlich häufig der aktuellen Technik einen Schritt voraus. Wir müssen aber auch sehen, von wo wir herkommen: Von einem 4…20mA Signal bekommen wir maximal einen Ausfall oder einen Out of Range des Feldgerätes detektiert. Mit der Umsetzung der NE 107 werden nun alle anliegenden Diagnosen kategorisiert und an das Leitsystem gemeldet. Bislang konnte das nicht garantiert werden. Dass wir als Anwender jetzt mehr wollen, weil wir erkannt haben, wir können noch viel mehr mit diesen Informationen machen, entwickelt sich mit dem Grad, wie wir uns Diagnosen anschauen. Was können Sie mit den Daten, die Sie bekommen, machen? Seintsch: Die Information, die wir bekommen, ist, dass mit dem Gerät etwas nicht stimmt und wir dann gezielt in die Geräte über die entsprechende Integration mit EDD oder FDT gezielt den Fehler aus dem Gerät auslesen und eine entsprechende Instandhaltungsmaßnahme einleiten. Das geht sowohl mit FF als auch mit Profibus PA. Die große Herausforderung für die Zukunft wird sein, dass ich die Detailinformationen irgendwo zentral sammle, klassifiziere und dann noch Suchfunktionen darüber lege, um gezielt bei kritischen Anlagenzuständen abzufragen, wie haben sich die Geräte in diesem Augenblick verhalten. Hierfür brauchen wir Gerätehersteller und Systemhersteller im selben Boot. Alleine lässt sich das nicht bewältigen. Müller: Allerdings hat immer noch nur ein geringer Anteil der Feldgeräte einen Feldbusanschluss. Der größte Anteil ist immer noch 4…20mA oder Hart. Daher gibt es auch den Kundenwunsch, dass man die Hart-Informationen – die es ja schon gibt – auch nutzen kann. Wenn man sich nicht innerhalb von Sekunden Diagnoseinformationen anzeigen lassen will, wie z.B. bei der Ermittlung von?Korrosion in Feldgeräten, dann reichen auch die Hart-Übertragungsgeschwindigkeiten aus. Seintsch: Natürlich kann man durch die Anlage gehen und einzelne Hart Geräte auslesen. Das schöne an FF, Profibus PA und zukünftig Hart ist aber, dass ich die Informationen von meinen Geräten mitgeliefert bekomme, ohne dass ich raus ins Feld muss, keine große Freigabe brauche, um im Ex-Bereich den Laptop mitnehmen zu dürfen und auf irgendwelchen Kolonnen klettern muss, damit ich an die Geräte komme. Wie sieht für Sie die \’Diagnose von morgen\‘ aus? Seintsch: Morgen ist immer relativ. Wir fangen heute schon an, bestimmte Punkte gegenüber den Organisationen zu fordern. Wir haben erste Lösungsvorschläge bekommen, wie man unsere Forderungen umsetzen kann. Eine Spezifikation hat man schnell geschrieben. Allerdings gehen Geräteentwicklungen und Integration in Leitsystemen nicht von heute auf morgen. Erben: Was noch fehlt ist der Zugriff auf die Informationen. Wir haben heute mit Hart oder den Feldbussen die Möglichkeit, aus den Geräteintegrationen auf die Geräte zuzugreifen. Wir haben dort online immer einen aktuellen Stand, aber auch nur in dem Moment, wo ich gerade auf die Geräte zugreife. Ich habe auch die Möglichkeit, über andere Wege regelmäßig auf Geräte zuzugreifen. Dort fehlt aber noch der Weg, wie ich das standardisiert und mit einer entsprechenden Performance über eine Anlage bzw. über einen bestimmten Anteil von Geräten leisten und auswerten kann. Betrachten Sie dabei auch schon vorhandene Systeme, die auf dem Markt sind? Zobel: Wir schauen uns natürlich an, welche Diagnoseinformationen ein Lieferant bereits bieten kann und finden hier auch hervorragend ausgearbeitete Lösungen am?Markt. Leider sind diese Lösungen aber leitsystemspezifisch und häufig für Feldgeräte unterschiedlicher Hersteller anwendbar. Haben Sie Erfahrungen, ob vorhandene Asset-Managementsysteme z.B. von Siemens oder Emerson schon bereitgestellt werden? Zobel: Asset Managementsysteme sind am Markt vorhanden, jedoch ist es nur mit sehr hohem Aufwand möglich, Detailinformationen zu einer Diagnose automatisch zu sammeln und zu archivieren. Deshalb mussten wir mit der NE 107 den Weg gehen, den Informationstransport aus dem Feldgerät heraus zu standardisieren. Anwendbar ist das nicht nur für den Feldbus, auch für Hart und für Wireless kann dies genutzt werden. Müller: In den letzten Jahren haben wir in der Prozessautomatisierung viele Standardisierungsaktivitäten auf Feldgeräteebene gesehen, im Gegensatz zu Standardisierungen auf der Leitsystemebene – da war man bisher noch relativ zurückhaltend. Ich glaube, dass man nicht alles mit Feldgerätestandardisierung lösen kann, vor allem nicht die Schnittstellenproblematik in Leitsystemen. Da bedarf es noch etwas mehr Standards als bisher. Michael Pelz (Clariant): Ich habe das Gefühl auf der Geräteseite ist die linke Seite von Bild 1 bereits vorhanden. Wenn man sich aber die Leitsystemhersteller anschaut, hat man dort immer noch massive Probleme Standardschnittstellen zu finden, um Geräte anzubinden. Obwohl jeder Systemhersteller sein eigenes Asset-Managementtool hat, gibt es anscheinend Probleme, dort dem Anwender eine zweite Variante mit NE 107 zur Verfügung zu stellen. Das führt zu Problemen. Sehr viele Geräte können mittlerweile die NE 107, so dass wir – wie bereits anfangs gesagt – gegen Ende des Jahres wirklich eine vereinfachte Diagnose tätigen könnten, wenn die Leitsysteme eine Schnittstelle hätten, die Diagnose unterstützen würde, was sie aber heute nur zu einem kleinen Teil machen. Wenn wir schon über die Zukunft reden, dann reden wir hier über eine Zukunft was Feldgeräte bereits können. Die Leitsysteme – zumindest was ich mitbekommen habe – sind noch lange nicht soweit. Was wäre Ihr Wunsch für die Zukunft? Müller: Anwender, die Zeit in Diagnose applikationen investieren, um z.B. Erfahrungen zur Optimierung der Instandhaltung zu machen. Wir haben die Erfahrung gemacht, dass viele Diagnosen heute nicht genutzt werden, auch wenn sie bereits verfügbar sind. Erben: Wir brauchen – auf beiden Seiten – die Erfahrung, was man heute schon machen kann und wo noch Verbesserungspotenzial ist. Auf unserer Wunschliste ganz oben ist eine standardisierte Zugriffsmöglichkeit, um an die Gerätedaten, unabhängig vom Asset-Management oder Engineeringsystem des Leitsystems, zugreifen zu können. Sehr viel lässt sich durch historische Daten erreichen, die man gerätebezogen verwalten und miteinander vergleichen kann. Die OPC UA-Schnittstelle, wie sie bei FDI vorgesehen ist, wäre vielleicht der Weg, wie wir dorthin kommen könnten. Seintsch: Ein großer Wunsch ist es, dass wir die Schnittstellen vereinheitlichen und die Integration einfacher machen. FDI ist sicherlich ein Punkt, wo man ansetzen kann und was auch in der Namur als wichtiges Thema für die Zukunft gesehen wird. Zobel: Ich möchte, dass der Dialog mit den Leitsystemlieferanten und Geräteherstellern in dieser Form weitergeführt wird, um gemeinsam einen Weg zu finden, Diagnose aus dem Feldgerät effektiv zu nutzen. Wir sind auf einem guten Weg und müssen einfach weiter gehen. (peb)