PROZESSAUTOMATION SIMPLIFY PROCESSES FIELDCONNEX - INFRASTRUKTUR FÜR FOUNDATION TM FIELDBUS

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1 PROZESSAUTOMATION SIMPLIFY PROCESSES FIELDCONNEX - INFRASTRUKTUR FÜR FOUNDATION TM FIELDBUS

2 SIMPLIFY PROCESSES Die besten Lösungen sind häufig die einfachsten Der Feldbus ist ein perfektes Beispiel für Einfachheit im besten Sinne. Er ermöglicht direkte Kommunikation mit jedem einzelnen Feldgerät von der Leitwarte aus. Ein einziges Kabel reicht für die Stromversorgung des Feldgeräts und die Übermittlung sämtlicher Kommunikation aus. Diese Vielseitigkeit hat den Feldbus zur technologischen Voraussetzung moderner Prozessanlagen werden lassen. Er unterstützt nicht nur die Prozesssteuerung, sondern eröffnet auch vollkommen neue Möglichkeiten für das Gerätemanagement. Mithilfe des Feldbusses erhält das Prozesssteuerungssystem die vollständige Kontrolle über jedes einzelne Instrument. Feldgeräte können von der Leitwarte aus konfiguriert und überprüft werden. Statusinformationen und Prozessmesswerte sind jederzeit verfügbar. Vorbeugende Wartung ist endlich Wirklichkeit geworden. Im Vergleich zu konventioneller 4 20 ma- Technologie bietet der Feldbus ein sehr viel höheres Maß an Zuverlässigkeit und Genauigkeit. Skalierung ist nicht mehr notwendig, und Rekalibrierung gehören der Vergangenheit an. Neben der eigentlichen Prozesssteuerung bietet der Feldbus kosteneffiziente Vorteile für den gesamten Systemlebenszyklus. Die Systemplanung wird vereinfacht. Installation und Inbetriebnahme sind einfacher und weniger zeitaufwändig. Weniger Abschaltungen erhöhen Leistung und Verfügbarkeit der Anlage maßgeblich. Als international anerkannter Industriestandard wird der Feldbus von zahlreichen Herstellern unterstützt. Neue Technologien basieren auf denselben Standards. Dadurch werden die Investitionen in Installationen, Training und Technologie gesichert. Als gut etablierte Technologie bietet der Feldbus eine solide Kommunikationsinfrastruktur, die Innovation mit erwiesener Zuverlässigkeit verbindet. In zahllosen Anlagen in der ganzen Welt wird der Feldbus seit mehr als zehn Jahren mit großem Erfolg verwendet. Diese Broschüre verschafft Ihnen einen Über blick über FieldConnex, die innovative und umfangreiche Produktlinie von Pepperl+Fuchs für die Feldbuskommunikation.

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4 SYSTEMÜBERSICHT FOUNDATION FIELDBUS H1 HIGH-POWER TRUNK KONZEPT FELDBUS-INFRASTRUKTUR FÜR DIE PROZESSAUTOMATION Host / LAS Explosionsgefährdeter Bereich Zone 2/Klasse I, Div. 2 SEGMENTKOPPLER/ POWER SUPPLY INTEGRIERTER ABSCHLUSSWIDERSTAND SEGMENT PROTECTOR BIS ZU 12 SPURS PRO SEGMENT PROTECTOR SEGMENT PROTECTOR KURZSCHLUSSSCHUTZ HIGH-POWER TRUNK Ex nl FELDGERÄTE FELDGERÄTE Einfache E/A-Komponente Allgemeiner Produktionsbereich

5 Explosionsgefährdeter Bereich Zone 1/Klasse I, Div. 2 FIELDBARRIER MIT GALVANISCHER TRENNUNG Ex na Ex i Ex e HIGH-POWER TRUNK FIELDBARRIER MIT GALVANISCHER TRENNUNG Ex i SEGMENT PROTECTOR R-SP-E12 FELDGERÄTE Ex e Ex d INTEGRIERTER ABSCHLUSS- WIDERSTAND ÜBERSPANNUNGS- SCHUTZ PROCESS INTERFACES FELDBUS-VERTEILUNG POWER SUPPLY FELDGERÄTE Einfache E/A-Komponente FELDGERÄTE Explosionsgefährdeter Bereich Zone 0/Klasse I, Div. 1

6 FIELDCONNEX DIE FÜHRENDE FELDBUSINFRASTRUKTUR Profitieren Sie vom Fachwissen der Erfinder Der Feldbus ist eine führende Technologie mit Zukunft. FieldConnex ist der Inbegriff für Feldbustechnologie auf höchstem Niveau. Mit FieldConnex bietet Pepperl+Fuchs eine umfassende Produktpalette für effiziente Prozesssteuerung an. Mit über 60 Jahren Erfahrung in der Prozesssteuerung überrascht Pepperl+Fuchs den Markt immer wieder mit innovativen Lösungen. Technologien wie das High Power Trunk-Konzept wurden von Pepperl+Fuchs entwickelt und sind inzwischen industrieweit anerkannt. FieldConnex stellt die Summe unserer Erfahrung dar und umfasst hochgradig verlässliche Produkte, die für unsere Kunden spürbare Wettbewerbsvorteile bedeuten. Sämtliche Produkte von Pepperl+Fuchs wurden im Hinblick auf höchste Qualität und Verlässlichkeit entwickelt. Wir entwickeln und vertreiben nicht nur eine umfassende Palette von Systemkomponenten für den Feldbus, sondern fertigen sie auch in unseren eigenen Produktionsanlagen. Wir legen Wert auf eine Fertigungstiefe von 90% und haben damit die vollständige Kontrolle über die Gesamtqualität. Dies garantiert kurze Lieferzeiten und gibt uns die Möglichkeit, unsere Produkte an die individuellen Erfordernisse unserer Kunden anzupassen. Pepperl+Fuchs ist Technologiepartner aller großen Unternehmen der Prozessindustrie. Unsere Präsenz auf allen Kontinenten ermöglicht uns, umfassenden Support anzubieten und unsere Kunden mit unserem Know-how in den Bereichen Feldbus und Explosionsschutz zu unterstützen. Wenn Sie mit Pepperl+Fuchs Kontakt aufnehmen möchten, wenden Sie sich über direkt an uns.

7 INHALT EINFÜHRUNG FELDBUSTECHNIK Feldbus Definition und Design 8 Explosionsschutz mit dem High-Power Trunk Konzept 10 Physical Layer und Signale 12 PRAXIS UND PRODUKTBESCHREIBUNGEN Systemkomponenten 14 Advanced Diagnostics für den Physical Layer 16 Stromversorgung für den Feldbus 18 Feldbus-Verteilung im explosionsgefährdeten Bereich 20 Gehäuselösungen für die Feldbus-Verteilung 22 Process Interfaces 24 Terminierung, Verdrahtung und Überspannungsschutz 26 Feldbus-Training 27 ERGÄNZENDE PRODUKTE Foundation Fieldbus Modular I/O 28 Ethernet Isolator 29 MADE BY PEPPERL+FUCHS Eine treibende Kraft des Fortschritts 30

8 FELDBUSTECHNIK WORK STATION ETHERNET/TCP/IP MANAGEMENT INTERNET/INTRANET PC/VME FABRIKEBENE Buszykluszeit < 1000 ms HIGH SPEED ETHERNET (HSE) ZELLEBENE Buszykluszeit < 100 ms BETRIEB WARTUNG HOST/LAS LINKING DEVICE H1-BUS ALLGEMEINER PRODUKTIONSBEREICH H1-BUS EXPLOSIONSGEFÄHRDETER BEREICH FELDEBENE Buszykluszeit < 10 ms 8

9 FELDBUS DEFINITION UND DESIGN Die digitale Prozesssteuerung beruht auf einer dreistufigen Hierarchie. Auf der Administrations- und Fabrikebene hat sich Ethernet als wichtigstes Kommunikationsnetz etabliert, da es einen direkten Datenaustausch zwischen dem PLS- und dem ERP-System ermöglicht. Auf der Feldebene werden in der verarbeitenden Industrie am häufigsten die Feldbussysteme FOUNDATION Fieldbus H1 und PROFIBUS PA verwendet. Sie entsprechen dem internationalen Standard IEC (Feldbus für industrielle Leitsysteme). IEC definiert den Physical Layer des H1-Feldbus. Anforderungen an den H1-Feldbus: Übertragung von Daten und Energie über das gleiche zwei adrige Kabel Unterschiedliche Topologiestrukturen Interoperabilität aller Feldgeräte Explosionsschutz für den explosionsgefährdeten Bereich Unterteilung einer Infrastruktur in mehrere Segmente Anschluss von bis zu 31 Geräten pro Segment FELDBUS-INFRASTRUKTUR Segment Ein Feldbusnetzwerk ist in mehrere Segmente unterteilt, die normalerweise elektrisch voneinander unabhängig sind und über eine Gesamtkabellänge von bis zu 1900 m verfügen. Abhängig von unterschiedlichen Faktoren, wie beispielsweise der aktuellen Stromaufnahme, dem Kabeltyp, dem Explosionsschutz und der erforderlichen Antwort- bzw. Buszykluszeit, können an ein Segment bis zu 31 Geräte angeschlossen werden. wie beispielsweise dem Kabeltyp und der Gesamtanzahl der an das Segment angeschlossenen Geräte. Es wird empfohlen, pro Spur nur ein Gerät anzuschließen. Der IEC-Standard ermöglicht jede Art von Topologie, die Trunk- und Spurtopologie ist jedoch die für Prozessanlagen am häufigsten verwendete Topologie. Aufgrund ihrer klaren Struktur ist sie leicht zu verstehen und zu verwalten. BETRACHTUNGEN ZUR SEGMENTPLANUNG Der Entwurf einer Feldbusinfrastruktur beginnt mit den typischen Steuer- und Regelkreisen. In dieser Phase müssen die Anzahl der Geräte, der Kabelwiderstand und die Entfernungen sorgfältig in Betracht gezogen werden, um allen Entwurfskriterien des Feldbusstandards gerecht zu werden. Segment Checker ist ein allgemein akzeptiertes Segmentplanungstool, das den Entwurfsvorgang wesentlich beschleunigt. Es ist heute das Standardsoftwarepaket zum Planen und Dokumentieren von Feldbusnetzwerken und bietet wertvolle Funktionen zum Überprüfen des Entwurfs auf der Grundlage des ausgewählten Explosionsschutzes: Berechnung des Spannungsabfalls am Kabel Überprüfung von Kabellänge und Geräteanzahl Segment Checker sowie Standardbibliotheken für Feldinstrumentierung können unter heruntergeladen werden. Trunk Der Trunk auch als Home Run -Kabel bezeichnet ist in einer Feldbusstruktur das Hauptkabel zur Übertragung der Stromversorgung und Kommunikation in das Feld. Die Terminierung und Stromversorgungsanschlüsse eines Feldbusses sind mit dem Trunk verbunden. Spur Beim Spur handelt es sich um das Kabel, das ein Feldinstrument mit dem Trunk verbindet. Es kann bis zu 120 m lang sein. Die maximale Länge eines Spur ist von mehreren Aspekten abhängig, Mit der Software können außerdem benutzerdefinierte Bibliotheken für spezielle Geräte erstellt und gespeichert werden. Pepperl+Fuchs hat sich im Bereich Feldbustechnik und Prozessautomation aufgrund umfangreicher Erfahrung und Fachkenntnis weltweit als Marktführer etabliert. Wir bieten unseren Kunden umfassenden Support und teilen unser Fachwissen weltweit und rund um die Uhr. 9

10 DAS HIGH POWER TRUNK-KONZEPT HOST/LAS Power Supply SEGMENT PROTECTOR HIGH POWER TRUNK SPURS MIT ENERGIE- BEGRENZUNG UND KURZSCHLUSSSCHUTZ 10

11 EXPLOSIONSSCHUTZ MIT DEM HIGH-POWER TRUNK KONZEPT Das High Power Trunk-Konzept ist eine weit verbreitete Methode zum Aufbau von Feldbussegmenten in sicheren und explosionsgefährdeten Bereichen. Ein Teil des Konzepts ist die geschützte Installation des Trunk (USA: Div 2 Wiring Method) gemäß IEC (USA: NEC 505). Der Trunk wird gegen Kurzschlüsse an den Ausgängen oder Spurs geschützt und ist ohne Energiebegrenzung ausgeführt. Um eine Energiebegrenzung für den Explosionsschutz zur Verfügung zu stellen, werden alle Geräte über energiebegrenzende Feldverteiler, wie beispielsweise Segment Protectors oder FieldBarriers, mit dem Trunk verbunden. Diese Topologie ermöglicht das Arbeiten am Spur und am Feldgerät ohne Heißarbeitserlaubnisschein. Ein Zugriff auf den Trunk ist nicht erforderlich. Außerdem können mit dieser Topologie maximale Kabellängen und eine große Anzahl von Geräten eingesetzt werden, während der Trunk selbst vor möglichen Kurzschlüssen am Spur geschützt ist. VALIDIERUNG NACH FISCO UND ENTITY FISCO und Entity sind häufig verwendete Konzepte zur Validierung des Explosionsschutzes. Beide Standards werden in den IEC-Normen IEC und IEC beschrieben und definieren Attribute für die Feldbusinfrastruktur, die die Validierung vereinfachen. Systemplaner müssen hauptsächlich zwei Anforderungen beachten: (1) Pro Segment ist nur eine Stromquelle zulässig. (2) Alle Komponenten einschließlich der Kabel müssen gemäß dieser Standards ausgeführt sein. Für die Beachtung produktspezifischer Einschränkungen, wie beispielsweise Stromverbrauch, Design der Elektronik, parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, übernimmt der Hersteller die Verantwortung. Fast alle erhältlichen Feldgeräte entsprechen heute FISCO, Entity oder beiden Standards. Unabhängige Validierung des Explosionsschutzes pro Spur und Gerät Das High Power Trunk-Konzept vereinfacht die Validierung des Explosionsschutzes erheblich, da jeder Spur separat validiert wird, mit dem Feldverteiler als einzige Stromquelle und dem Feldgerät als einzigen Stromverbraucher. Für die Validierung des Explosionsschutzes ist lediglich zu überprüfen, dass die gesamte Feldbusinfrastruktur FISCO oder Entity konform ist. Bei Entity sind zusätzlich Leitungskapazitäten und -induktivitäten zu überprüfen. Dieses Konzept ermöglicht die gleichzeitige Verwendung von FISCOund Entity-Geräten. Es ist daher nicht verwunderlich, dass dreimal so viele Geräte unter Verwendung des High Power Trunk-Konzepts angeschlossen werden wie mit FISCO-Netzteilen, die die Leistung auf dem Trunk begrenzen. Das High Power Trunk-Konzept vereinfacht die Anwendung des Feldbusses Das High Power Trunk-Konzept bietet bei der Systeminstallation und im Betrieb eine Reihe von praktischen Vorteilen: Arbeit und Wartung der Feldinstrumente bei laufendem Betrieb ist ohne Feuerschein zulässig Maximale Kabellängen und Geräteanzahl in allen explosionsgefährdeten Bereichen Verwendung von kostengünstigen Power Supplies Einfaches Modifizieren und Erweitern der Anlage Gleichzeitige Verwendung von FISCO- und Entity-Geräten 11

12 PHYSICAL LAYER STÖRSIGNAL SIGNALPEGEL Versorgungsspannung TYPISCHE MESSUNGEN DES PHYSICAL LAYER Ideal OK Wert Signalpegel Rauschen Asymmetrie Jitter CRC-Fehler Framing-Fehler Beschreibung Der Spannungspegel des Datensignals. Pro Gerät gemessen Unerwünschte Störgröße. Pro Gerät oder pro Segment gemessen Differenz bei den Isolationsgraden zwischen den beiden Leitern und der Abschirmung. Erdfehler Abweichung des tatsächlichen vom optimalen Nulldurchgang. Pro Gerät und pro Segment gemessen Fehler bei der zyklischen Redundanzprüfung: Ein Telegramm, bei dem die Prüfsumme ungültig ist, d. h. bei dem mindestens ein ungültiges Bit erkannt wurde Ein Fehler oder eine Inkonsistenz in der Telegrammstruktur, beispielsweise ausgelöst durch eine Unterbrechung in der Mitte einer Übertragung. Ein Teil des Telegramms ging verloren Toleranz JITTER Bitfehler 12

13 PHYSICAL LAYER UND SIGNALE Das Feldbus-Protokoll gibt vor, dass Daten zu einem beliebigen Zeitpunkt von nur einem Gerät übertragen werden können. Die Informationen werden in Datenpaketen, auch Telegramme genannt, übertragen, in denen Adressinformationen und Prüfsummen enthalten sind, um die Richtigkeit der Übertragung sicherzustellen. Wenn festgestellt wird, dass ein Telegramm falsch, ungültig oder unvollständig ist, wird es zurückgewiesen und erneut übertragen. Der Laststrom der Feldgeräte beträgt mindestens 10 ma. Die Bits werden über eine Änderung des Laststroms von ± 9 ma als Rechtecksignal übertragen. Die fallenden und steigenden Flanken, die zeitsynchron vom Sender erzeugt werden, signalisieren dabei die Zustände 1 und 0. Die Abschlusswiderstände an jedem Ende des Trunkkabels übersetzen die Stromänderungen in eine im Kabel erkennbare Signalspannung. Zusätzlich werden von den Abschlusswiderständen Signal reflexionen unterdrückt, die sich auf die Qualität des Signals negativ auswirken können. Eine ordnungsgemäß entworfene und gewartete Feldbusinfrastruktur verfügt normalerweise über eine hohe Genauigkeit bei der Datenübertragung und kurze Zykluszeiten. Ein Anstieg an verlorenen oder zurückgewiesenen Telegrammen ist ein deutlicher Hinweis auf Probleme mit dem Physical Layer des Feldbusses. Ohne Onlinediagnosen bleibt eine Verschlechterung der Signalqualität häufig so lange unentdeckt, bis die Leistung der Anlage dadurch ernsthaft beeinträchtigt wird. Signalpegel Der Signalpegel beschreibt die tatsächliche Signalspannung, die von einem Gerät übertragen wird. Er kann an der Power Supply als Spannungsabfall im Kabel gemessen werden. Eine Änderung des Signalpegels kann ein Hinweis auf unbeabsichtigte Laständerungen im Segment sein. Störsignal Ein Störsignal mit niedriger oder hoher Frequenz weist auf unerwünschte Spannungen im Kabel hin. Die Ursache können aktive Komponenten im Segment oder elektromagnetische Interferenzen (EMI) sein, die durch Stromkabel und Frequenzumrichter erzeugt werden. Jitter Jitter beschreibt die zeitliche Genauigkeit für jedes einzelne Bit. Jitter ist ein Hauptleistungsindikator für den physischen Gesamtzustand des Netzwerks. Da alle Komponenten im Netzwerk bis zu einem gewissen Grad miteinander interagieren, beeinflussen Änderungen der elektrischen Werte eines Stromkreises auch die zeitliche Genauigkeit des Feldbusses. Die Abweichung der Istzeit von der Sollzeit bei der Übertragung eines Bits wird in μs gemessen und als Jitter bezeichnet. Eine kontinuierliche Überwachung des Physical Layer ist ein kosteneffizienter Schritt zu größerer Produktivität und Leistung einer Anlage. Sie wirkt sich in allen Phasen des Lebenszyklus eines Netzwerks positiv aus, von der Inbetriebnahme über die Onlineüberwachung bis hin zur Fehlerbehebung, und ist bei der Vermeidung von Anlagenausfällen von entscheidender Bedeutung. Das Überwachen der Qualität der Feldbussignale ist für die Instandhaltung der Feldbusinfrastruktur unabdingbar. Drei verschiedene Indikatoren weisen auf Probleme auf der Segment- und Geräte ebene hin: 13

14 SYSTEMKOMPONENTEN Advanced Diagnostic Module Zur Überwachung des Physical Layer eines Feldbusses Power Hub für vier Segmente Vollständig mit Redundanz, flexibel konfigurierbar. Zur Verwendung mit unter - schiedlichen Explosionsschutzkonzepten High-Density Power Hub Kompaktes Design und höchste Packungsdichte. Für viele Standardanwendungen Basisnetzteile Simplex-Module sind mit oder ohne Spannungsbegrenzung und galvanischer Trennung verfügbar. Montierbar auf Hutschiene Segment Protector R2 Einfacher Anschluss von Feldinstrumenten. Kurzschlussschutz für das Segment. Leistungsbegrenzung Ex nl Vorkonfigurierte Gehäuselösungen. Bereit zur Installation. Mit FieldConnex -Komponenten und Zubehör. Einschließlich Ex-Zertifizierung Aluminiumgehäuse für Segment Protector oder FieldBarrier zur Montage im Feld. Mit einer Auswahl von Kabeldurchführungen FieldBarrier in Edelstahlgehäuse. Eigensichere Verbindung von Geräten mit dem High Power Trunk. Galvanische Trennung Ventilanschaltung für vier eigensichere Ventile mit geringer Leistung Temperature Multi-Input Version für die Hutschieneninstallation Modularer Überspannungsschutz Vollständige Einheit für die Installation im Schaltschrank Feldbus- Abschlusswiderstand für die Installation im Feld mit robustem Einschraubgehäuse 14

15 Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sind die Hauptanforderungen in der Prozessindustrie. Dies ist insbesondere für die Feldbusinfrastruktur von Bedeutung, da sie die Grundlage für eine zuverlässige Kommunikation im Feld darstellt. Pepperl+Fuchs unterstützt die Prozessindustrie international seit über 60 Jahren. Wir bieten nicht nur Produkte für eine effizientere Prozesssteuerung an, sondern auch umfassenden Support sowie die Vermittlung von Fachkenntnissen auf der ganzen Welt. ZUVERLÄSSIGKEIT ALS WICHTIGSTE EIGENSCHAFT Innovative Lösungen sind kaum von Nutzen, wenn sie in der Praxis nicht den Herausforderungen beim Betrieb einer Anlage gerecht werden. Der Name Pepperl+Fuchs steht für erprobte Technologien auf der Grundlage von anerkannten Standards, die sorgfältig und in Hinsicht auf größtmögliche Zuverlässigkeit entworfen wurden. Jede Komponente des FieldConnex-Systems verfügt daher auch bei starker Beanspruchung im Produktionsprozess über eine außergewöhnlich lange Lebensdauer. Pepperl+Fuchs ist heute deswegen der bevorzugte Lieferant der wichtigsten Anlagenbauunternehmen und konnte auch die Experten der bekannten FuRIOS-Studie klar überzeugen. Pepperl+Fuchs ist Spezialist für die Bedürfnisse der Prozessindustrie. Unsere Produkte zeichnen sich durch ein einfaches und robustes Design aus, das hohe Qualität und Zuverlässigkeit über lange Zeiträume hinweg garantiert. Im Hinblick auf die Praxisanforderungen im Feld berücksichtigen wir auch scheinbar kleinste Details, um den Betrieb zu verbessern und die Installation zu vereinfachen. Auf den folgenden Seiten finden Sie eine Übersicht der FieldConnex-Systemkomponenten. Es sind Produktbeschreibungen und grundlegende Auswahlkriterien aufgeführt, um Sie bei der Auswahl der für Ihre Feldbus-Anwendung geeigneten Produkte zu unterstützen. 15

16 ADVANCED DIAGNOSTICS FÜR DEN PHYSICAL LAYER ZUM THEMA Die Vorgehensweise bei der Installation hat große Auswirkungen auf die langfristige Signalqualität der Feldbusinfrastruktur. Wartungsarbeiten, Feuchtigkeit, freiliegende Drähte von Litze oder Schirmung, Korrosion und andere Faktoren können langfristig zur Verschlechterung der Kommunikation und schließlich zur Instabilität des Netzwerks führen. Mit herkömmlichen tragbaren Diagnosegeräten ist nur eine grundlegende Analyse des Physical Layer möglich. Die langsame Verschlechterung der Signalqualität eines Feldbusses kann nur durch Echtzeitüberwachung erkannt werden. Die Systemverfügbarkeit wird bei dieser Herangehensweise maximiert, indem frühzeitig Meldungen ausgegeben werden, bevor sich die Änderungen negativ auf die Systemintegrität auswirken können. Tools zur Überwachung des Physical Layer eines Feldbus sind darüber hinaus in jeder Phase des Feldbus- Projekts von Nutzen, von der Installation und dem Betrieb bis hin zur Fehlerbehebung. Auf diese Weise muss das Installations- und Wartungspersonal nicht über tiefgreifendere Fachkenntnisse zur Feldbusinfrastruktur verfügen. Feldbusdiagnosetools mit Online-Überwachungsfunktionen werden normalerweise in die Stromversorgung des Feldbusses integriert. Hier kann das Modul alles vom Lastverhalten bis hin zu Störsignalen, Erdungsfehlern und Kriechströmen gegen Erde überwachen sowie den Gerätesignalpegel messen. Zustandsinformationen werden auf einfache Weise an das PLS übertragen. Advanced Diagnostic Module HD2-DM-A, integriert in den FieldConnex Power Hub Mobile Advanced Diagnostic Module DM-AM-KIT für die Einzelsegmentüberwachung Stand-alone Diagnostic Module KT-MB-DMA zur Nachrüstung von vorhandenen Feldbussystemen ANWENDUNGSDATEN Module HD2-DM-A DM-AM-KIT KT-MB-DMA DTM-FC.AD* Anwendung und Eigenschaften Plug-In-Modul für das FieldConnex Power Hub-System, das vier Segmente überwacht, mit Fernzugriff Mobiles Modul für den Check-out sowie die Fehleranalyse und -behebung für einzelne Segmente Stand-alone Modul und Motherboard für die Aufrüstung beliebiger Feldbussysteme. Bis zu vier Segmente Diagnostic Manager Professional Edition für FieldConnex Advanced Diagnostic Module - Assistent für die Inbetriebnahme einschließlich einer automatisierten Dokumentation - Detaillierte Messungen und Überwachung einzelner Geräte und Segmente - Detaillierte Ansicht sowie Fehleranalyse und -behebung mit integriertem Oszilloskop - Ferndiagnose inbegriffen Messwerte für die Physical Layer-Diagnose Zustand der Hilfsspannungsversorgung Segmentspannung und -strom Schleichender oder harter Erdfehler Rauschen Gerätesignalpegel Signalpolarität Signaljitter Zähler für die Kommunikationsstabilität Segment-Live-List CRC-Fehlerzähler (Cyclic Redundancy Check, zyklische Redundanzprüfung) Telegrammfehlerzähler Anzahl der empfangenen Telegramme 16

17 DAS ADVANCED DIAGNOSTIC MODULE Das FieldConnex Advanced Diagnostic Module (ADM) für das FieldConnex Power Hub-System bietet Echtzeitüberwachung und lokale Datenspeicherung der Physical Layer-Werte für bis zu vier Feldbus- Segmente. Es löst Alarmmeldungen automatisch aus und ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme der Knoten sowie den Fernzugriff für die Fehlerbehebung. DIAGNOSTIC MANAGER PROFESSIONAL EDITION Diagnostic Manager Professional ist eine intelligente assistentengestützte Softwareplattform, die zur schnellen Inbetriebnahme und effektiven Überwachung des Physical Layer entworfen wurde. Auf dem integrierten Segmentmonitor werden die Kommunikationsdaten pro Segment und Gerät angezeigt. Jedes Element wird deutlich als exzellent, gut oder als außerhalb der Spezifikation klassifiziert. Berichte, Alarmlisten und Historiendaten können für detaillierte Analysen exportiert werden. VEREINFACHTE INBETRIEBNAHME Der im Diagnostic Manager enthaltene Commisioning Wizard wird zur Messung des Gerätesignalpegels, der ordnungsgemäßen Terminierung und der Kabelkontinuität verwendet. Er erstellt ein Abnahmeprotokoll sowie eine umfassende Systemdokumentation und weist auf mögliche Installationsprobleme hin. Zur Überprüfung der Kabel und Knoten sind nur wenige Mausklicks erforderlich, wodurch der Zeitaufwand für die Systemkontrolle um mehr als 80% reduziert werden kann. Während der Inbetriebnahme werden vom Commissioning Wizard automatisch Messungen am Segment ausgeführt sowie Warnungsund Alarmpegel für jedes Segment und jede Komponente vorgeschlagen. Diese Pegel können geändert und an die jeweiligen Betriebsbedingungen der Anlage angepasst werden. Sie stellen die Referenzlinie dar, die im ADM dauerhaft gespeichert wird. GEZIELTE AKTION DURCH ECHTZEITÜBERWACHUNG UND TRENDANALYSE Die Referenzwerte werden kontinuierlich mit den tatsächlichen Werten verglichen. Alarme können als Sammelalarme an das PLS oder per Relaiskontakt übermittelt werden. In der Alarmliste wird eine Alarmhistorie mit Zeitstempeln angezeigt, auf mögliche Ursachen hingewiesen und Fehlerbehebungsmaßnahmen in Klartext angezeigt Im ADM werden in regelmäßigen Abständen Momentaufnahmen aller Werte aufgezeichnet. Es können Historiendaten von bis zu zwei Jahren gespeichert werden. Der Diagnostic Manager bietet verschiedene Analysefunktionen sowie Datenexport zum Wartungssystem und unterstützt somit proaktive Wartungsstrategien, um die Gesamtverfügbarkeit des Systems zu erhöhen und Wartungskosten zu verringern. FERNZUGRIFF FÜR BESCHLEUNIGTE, DETAILLIERTE FEHLERBEHEBUNG Der Diagnostic Manager bietet Online-Zugriff auf das Advanced Diagnostic Module. Dies ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Physical Layer eines Feldbusses direkt von der Leitwarte aus oder die Fernanalyse durch einen externen Feldbus- Experten. Neben der Messung und Anzeige wichtiger Netzwerkcharakteristiken, wie beispielsweise Crosstalk/Rauschen, Signaljitter und Resonanz, umfasst das ADM außerdem ein leistungsfähiges Feldbus-Oszilloskop für eine gründliche Analyse der Kommunikation im Netzwerk. Mit Feldbusspezifischen Triggern können auch komplexe oder zwischenzeitlich auftretende Fehler verfolgt werden, die ansonsten kaum feststellbar wären. Mit anderen Worten: Das ADM verbessert die Fehlerbehebung maßgeblich und bietet die Grundlage für schnelle Diagnosen und Reparaturen. Alarmhistorie mit Zeitstempeln. Mögliche Probleme sowie Anleitungen zum schnellen Erkennen und Beheben dieser Probleme werden in Klartext angezeigt. Die Segmentüberwachung mit Farbanzeige vereinfacht die Identifikation und macht den Physical Layer des Feldbusses übersichtlicher. Das integrierte Oszilloskop ermöglicht die Verfolgung von zwischenzeitlich auftretenden Kommunikationsproblemen. Dieser Link führt zu weiteren Informationen und zu den Datenblättern. 17

18 FELDBUS-STROMVERSORGUNG ZUM THEMA Das Power Supply ist ein entscheidendes Element jeder Feldbusinfrastruktur. Es liefert bis zu 31 V bei 500 ma zur Versorgung von bis zu 31 Geräten, die an ein Feldbussegment angeschlossen sind. Um die Verfügbarkeit zu erhöhen, ist in vielen Verarbeitungsanlagen eine redundante Stromversorgung erforderlich. Normalerweise wird das Power Supply in einem Schaltschrank in der Nähe der Leitwarte installiert, in dem der bis zu 1900 m lange Trunk endet. Der Entwurf muss für den langfristigen Betrieb mit geringer MTBF und niedriger Verlustleistung ausgelegt sein. Im Allgemeinen wird ein modulares Design bevorzugt, da dieses den Austausch defekter Komponenten ermöglicht, ohne den Betrieb der Anlage unterbrechen zu müssen. In explosionsgefährdeten Bereichen versorgen die FieldConnex Power Supplies die nach dem High Power Trunk Konzept ausgeführten Segmente. Power Hub MB-FB-4R mit 500 ma Ausgang, Redundanz und Advanced Diagnostic Module für vier Segmente. Die optionale Erdungs schiene verbindet das Feldbuskabel und den Schirm fest mit dem Power Hub Power Hub für vier Segmente, Simplex MB-FB-4 mit niedriger Verlustleistung typisch für alle FieldConnex- Power Supplies High-Density Power Hub MBHD-FB-4R Die kompakteste Version zur Versorgung von Feldbussegmenten mit integrierter Redundanz Basic Power Supplies KLD2-FBPS mit geringer Wärmeabgabe ermöglicht eine hohe Packungsdichte ANWENDUNGSDATEN Power Hub Motherboard V/500 ma V/500 ma V/360 ma V/500 ma Galvanische Trennung Nur Strombegrenzung Anzahl der Segmente CREST- Störsignal reduzierung Redundanz ADM-Option Attribut 500 ma-power Hub High-Density Power Hub Basis Stromversorgung Basis-Power Conditioner 1, 2, 4 Option Plug-In Höchste Ausgangsleistung und hochentwickelte Schaltungstechnik 4 Standard Plug-In Bis zu 25 V und hohe Packungsdichte 1 Mobil Alles in einem Gehäuse 1 Mobil Ausgangsstrom max. 1 A Kundenspezifische Motherboard-Lösungen mit PLS-spezifischen Anschlüssen sind verfügbar für: Emerson, Honeywell, Invensys und Yokogawa 18

19 FieldConnex-Power Supplies sind zum defacto Standard für Feldbusnetzwerke geworden. Um die bestmögliche Leistung sicherzustellen, verfügen sie über eine optimierte elektrische Symmetrie und wurden weitestgehend mit passiven Bauteilen entworfen. Impedanzgenerierung und galvanische Trennung gewährleisten eine minimale Verzerrung des Feldbussignals und erhöhen somit die Systemverfügbarkeit. FieldConnex-Power Supplies sind in zwei Versionen verfügbar: Power Supply-Module verfügen über galvanische Trennung und eine Auswahl von kontrollierten Ausgangsspannungen. Power Conditioner-Module sind mit einer Strombegrenzung ohne galvanische Trennung ausgestattet. Ihre Ausgangsspannung ist von der Hilfsspannungsversorgung abhängig. POWER HUBS FieldConnex-Power Hubs verfügen über eine hohe Ausgabeleistung, eine verbesserte Signalqualität und eine hochentwickelte Schaltungstechnik. Ihr modulares Design ist für fast alle Prozessanlagen geeignet und ermöglicht eine einfache Installation ohne zusätzliches Werkzeug. Alle Klemmen sind gesteckt ausgeführt. Alle wichtigen Anschlüsse sind mit Schrauben zur Befestigung versehen. PLS-spezifische Versionen mit speziellen Steckern oder integrierten Hostschnittstellen sind verfügbar. Der äußerst vielseitige 500 ma-power Hub ermöglicht den einfachen Anschluss von Feldgeräten an jedes PLS-System. CREST (Crosstalk and Resonance Suppression Technology) gewährleistet auch unter extremen Betriebsbedingungen eine bestmögliche Kommunikation. Der außerordentlich kompakte High-Density Power Hub wurde speziell für große Anlagen und Anwendungen entwickelt. Beide Modelle sind mit einer Reihe von einzigartigen Eigenschaften ausgestattet. Redundanz Das Motherboard kann über zwei Power-Module pro Segment verfügen. Diagnosefunktionen Selbstüberwachendes System mit Alarm und Berichten über Status der Stromversorgung, Kurzschlüsse oder Überlastbedingungen im Feldbus sowie unzureichende Eingangsspannung. Advanced Diagnostic Module optional verfügbar. BASIC POWER SUPPLIES FieldConnex-Power Supply und Power Conditioner wurden entworfen, um FOUNDATION Fieldbus H1-Geräte mit Spannung und Strom zu versorgen. Zur einfachen Installation verfügen die häufig verwendeten K-System-Gehäuse über steckbare Klemmen und einen Feldbus-Abschlusswiderstand. Dieser Link führt zu weiteren Informationen und zu den Datenblättern. 19

20 FELDBUS-VERTEILUNG IN EXPLOSIONSGEFÄHRDETEN BEREICHEN ZUM THEMA Mit FOUNDATION Fieldbus werden normalerweise acht bis 16 Geräte an ein Segment angeschlossen. Standardmäßig wird eine Trunk und Spur-Topologie verwendet. Es wird empfohlen, pro Spur nur ein Gerät anzuschließen. Sowohl die Buszykluszeit als auch die verfügbare Kabellänge eines Spur sind von der Anzahl der Instrumente pro Segment abhängig. EXPLOSIONSSCHUTZ MIT DEM HIGH POWER TRUNK-KONZEPT Die wichtigsten Elemente im High Power Trunk-Konzept sind die Segment Protectors bzw. FieldBarriers. Diese strombegrenzenden Feldverteiler werden in der Nähe der Feldgeräte montiert und bieten sowohl einen Kurzschlussschutz als auch eine Leistungsbegrenzung für den Explosionsschutz. Sie gewährleisten außerdem, dass der Segmentbetrieb auch bei fehlerhaften Bedingungen an einem Spur nicht ausfällt. FISCO und Entity sind die üblichen Konzepte zur einfachen Validierung des Explosionsschutzes. Das High Power Trunk-Konzept erweitert die etablierten FISCO- und Entity-Validierungsmethoden, indem jeder Spur-Anschluss separat verwaltet wird. Dies vereinfacht die Validierung und ermöglicht die gleichzeitige Verwendung nach Entity- und FISCO zertifizierter Geräte. Die FieldBarrier Das High Power Trunk- Konzept im Einsatz: Vier Ausgänge für eigensichere Feldbus-Feldgeräte Segment Protector R-SP-E12 Für Installationen mit erhöhter Sicherheit in Zone 1 T-Stecker: R2-Segment Protector mit innovativem T-Stecker für den Trunkanschluss und wohl definierten Platz für den Abschlusswiderstand R2-Segment Protector Prüfbuchsen an Trunk und Spur ermöglichen den problemlosen Anschluss von Messgeräten Der modulare Segment Protector rastet auf der Hutschiene mit internen Verbindungen zwischen den Modulen ein 20

21 FieldConnex Segment Protectors und FieldBarriers sind das Ergebnis langjähriger Erfahrung. Sie bieten größtmögliche Zuverlässigkeit für Segmente, auch bei einer großen Anzahl von Feldgeräten. Alle Feldbusverteiler einschließlich der eingebauten oder anschließbaren Abschlusswiderstände können auf einfache Weise auf Hutschienen montiert werden. LEDs zur Anzeige des Trunk- und Spur-Status vereinfachen den Betrieb und die Reparatur des Feldbusses. FIELDBARRIER Der FieldConnex FieldBarrier ist eine Innovation von Pepperl+Fuchs, die die Feldbusindustrie durch Einführung des High Power Trunk-Konzepts revolutioniert. Mit vielen Anlagen in Betrieb und vielen Betriebsstunden: Die Mehrheit der Feldgeräte, die im explosionsgefährdeten Bereich Zone 1/Klasse I, Div. 0 installiert sind, sind über FieldConnex FieldBarrier an den Feldbus angeschlossen. Ein wichtiges Sicherheitsmerkmal ist die IP30-Abdeckung für die Trunkklemmen, die ein unbeabsichtigtes Öffnen des Trunks verhindern. Kombinierter Kurzschlussschutz und Eigensicherheit für jeden Ausgang Galvanische Trennung zwischen Trunk und Ausgang SEGMENT PROTECTOR Die neuen Segment Protectors der R2-Serie verfügen über ein innovatives Design zur Verbesserung der Verfügbarkeit: Einfacher Anschluss mehrerer Segment Protectors Falsche Terminierung wird durch das Design verhindert, da der Abschlusswiderstand nur am T-Stecker des letzten Segment Protectors platziert werden kann Dauerhafte Installation durch Stecker mit Sicherheitsschrauben Prüfbuchsen ermöglichen den Anschluss von Diagnosetools wie beispielsweise dem Mobile Advanced Diagnostic Module ohne das in die Verdrahtung eingegriffen werden muss. Alle Feldgeräte in einem Segment sowie der R2-Segment Protector können ohne Störung des Anlagenbetriebs gewartet und ausgetauscht werden. ANWENDUNGSDATEN Anzahl von Hosts und Geräten Spur-Länge (Stichleitungslänge) m/400 ft m/300 ft m/200 ft m/100 ft m/3,28 ft Dieser Link führt zu weiteren Informationen und zu den Datenblättern. Installationskomponente Spur Anz. der Spurs Installiert in Feldgeräte installiert in R2 Segment Protector Ex nl 4 12 Zone 2/Div. 2 Zone 2/Div. 2 Modular Segment Protector Ex nl 2 26 Zone 2/Div. 2 Zone 2/Div. 2 FieldBarrier Ex i 4 Zone 1/Div. 2 Zone 0/Div. 1 Segment Protector R-SP-E12 Ex e 12 Zone 1/Div. 2 Zone 1/Div. 2 21

22 GEHÄUSELÖSUNGEN FÜR DIE FELDBUS-VERTEILUNG ZUM THEMA In vielen Prozessanlagen rund um die Welt müssen Segment Protectoren, FieldBarrieren und weiteres Zubehör für Anwendungen in explosionsge fährdeten und korrosiven Bereichen installiert werden. Dafür sind einbaufertige Lösungen auf der Basis zugelassener Komponenten sowie der Zusammenbau von Gehäusen gemäß den entsprechenden Vorschriften die für die explosionsgefährdeten Bereiche anzuwenden sind. Moderne Gehäuse sind bereits für explosionsgefährdete Bereiche zugelassen. Dies spart Zeit und Kosten für Planung, Konstruktion und Installation während gleichzeitig eine problemlose Implementierung des Feldbusses sichergestellt wird. Edelstahlgehäuse mit zwei Segment Protectors mit je zwölf Spurs Edelstahlgehäuse mit drei FieldBarriers mit je vier Ausgängen Edelstahlgehäuse mit FieldBarrier und einer Auswahl von Kabel verschraubungen aus Kunststoff oder Metall Polyestergehäuse mit Segment Protector Polyestergehäuse Auswahl isolierter Erdungsschienen und Überspannungsschutz abgebildet FieldBarrier im Aluminumgehäuse mit Kabelverschraubungen aus Metall. Sehr kompaktes Design für die Installation im Feld in der Nähe der Instrumente 22

23 FELDBUSVERTEILER WIR BRINGEN DINGE ZUSAMMEN POLYESTER GEHÄUSE (GRP) EDELSTAHL GEHÄUSE Feldbusprodukte von Pepperl+Fuchs werden in Prozessanlagen auf der ganzen Welt verwendet. Wir begleiten Sie vom Konzept bis zur Inbetriebnahme mit professionellem Service und danken es Ihnen mit unübertroffener Performance. Als Marktführer insbesondere bei Lösungen für explosionsgefährdete Bereiche bieten wir erstklassige Produkte in einer Vielzahl von Schränken und Gehäusen. Aufgrund unserer technischen Kompetenz sind wir in der Lage, kundenspezifische Lösungen zu entwickeln und zu fertigen. Ein Beispiel dafür ist das große Spektrum an kundenspezifischen Feldbusverteilern, die von uns hergestellt werden, um hervorragende Konsistenz und Qualität sicherzustellen....und LIEFERN LÖSUNGEN. Jede Prozessanlage ist einzigartig und stellt besondere Anforderungen. Dies gilt auch für die Konfiguration der Feldbusverteiler. Die Antwort von Pepperl+Fuchs auf spezielle Prozessanforderungen und individuelle Eigenschaften von Anlagen beruht auf dem FieldConnex- Feldbusverteilersystem. Dabei handelt es sich um eine modulare Lösung, die auf standardisierten Komponenten basiert und so entwickelt wurde, dass sie mit einer Vielzahl von Verbindungskonzepten verwendet werden kann. Das System ist darüber hinaus als zertifizierte Lösung erhältlich, die den besonderen Anforderungen explosionsgefährdeter Bereiche entspricht. Wegen des modularen Designs können Systementwickler den Feldbusverteiler für jede beliebige Anwendung und Anforderung anpassen, indem sie bestimmte Charakteristika wie Abmessung, Kabelverschraubungen, elektronische Komponenten und Überspannungsschutz auswählen. Diese einzigartige Lösung verringert nicht nur den technischen Aufwand. Sie ermöglicht außerdem eine reibungsfreie Installation vor Ort und trägt zur Reduzierung der Kosten in sämtlichen Phasen des Lebenszyklus eines Systems bei: Ex-zugelassene Feldbus-Installationslösungen für die Zonen 1/21/2/22 und Class 1./Div. 2. Kurze Lieferzeiten Kunden- und branchenspezifische Lösungen für die Feldbus-Verteilung. Auch Nicht-Ex-Lösungen verfügbar EDELSTAHLGEHÄUSE Unsere Edelstahlgehäuse sind bestens für den Einsatz in Anwendungen geeignet, deren Zubehör häufig gereinigt werden muss. Sie verfügen über vollkommen wasserdichte Versiegelungen und sind in hochgradig korrosiven Bereichen, in denen Standardgehäuse nicht ausreichen, die perfekte Wahl. Edelstahlgehäuse von Pepperl+Fuchs sind in Schutzart IP68 und Type 6 erhältlich. POLYESTERGEHÄUSE (GRP) GRP-Feldbusverteiler von Pepperl+Fuchs sind die richtige Wahl, wenn niedriges Gewicht und geringe Kosten ausschlaggebend sind. Sie stellen eine ideale Lösung für die meisten Installationen dar, die Schutzart IP66 und Typ 4X erfordern. ALUMINIUMGEHÄUSE Für nicht-korrosive Umgebungen sind Feldbusverteiler aus Aluminium eine noch preisgünstigere Lösung. Sie sind für die meisten Installationen, die die Schutzart IP66 und Type 4X erfordern, bestens geeignet. ELEKTRONIK KABEL- VERSCHRAU- BUNGEN ANSCHLUSS- KLEMMEN ÜBER - SPANNUNGS - SCHUTZ ZUBEHÖR Einfache Konfiguration von einbaufertigen Feldbusverteilern 23

24 PROCESS INTERFACES ZUM THEMA Effizienter Datenaustausch mit Feldgeräten ist eine wichtige Anforderung für jede Feldbusinfrastruktur. Näherungsschalter, Sicherheitsabsperrventile, Digitaleingänge, Ventile mit geringer Leistung und andere Geräte werden über Process Interfaces mit dem Feldbus verbunden. Mehrere konventionelle Signale werden über ein Process Interface und damit über eine Feldbusadresse angeschlossen. Die Integration in das PLS erfolgt mithilfe von EDDL- oder FDT/ DTM-Technologie. Aufgrund der Fähigkeit des Feldbusses, Energie und Kommunikation auf einer Zweidrahtleitung zu übertragen, sind Process Interfaces besonders in explosionsgefährdeten Bereichen eine preisgünstige Lösung. Sie können in der Nähe der Sensoren in Zone 1/Klasse I, Div. 2 installiert werden. Die Sensoren selbst können in Zone 0/Klasse I, Div. 1 angebracht sein. Ventilanschaltung FD0-VC-EX4.FF für vier eigensichere Ventile mit geringer Leistung Temperatur Multi-input RD0-TI-Ex8.FF zur Hutschienenmontage Pneumatic Interface für zwölf pneumatische Steuerventile ANWENDUNGSDATEN Process Interface Schutzart Anzahl der Ausgänge Installiert in Geräte installiert in Signale und Sensoren Ventilanschaltung Ex i 4 DO/8 DI Zone 1/Div. 1 Zone 0/Div. 1 Ventile mit niedriger Leistung, Digital I/O Pneumatic Interface Ex i Konfigurierbar Zone 1/Div. 1 Zone 1/Div. 1 Hochleistungsventile Temperatur Multi-Input Ex i 8 AI Zone 1/Div. 1 Zone 0/Div. 1 Widerstandstemperatursensoren in 2-, 3- oder 4-Leitungtechniktechnik, Thermoelemente, analoger Widerstand und Millivoltsignale 24

25 VENTILANSCHALTUNG FieldConnex-Ventilanschaltungen verbinden Magnetventile mit geringer Leistung mit einem Feldbussegment. Sie dienen dazu, Steuerbefehle in getrennte Ausgangssignale zur Betätigung des Ventils umzuwandeln. Zwei Endlagesensoren pro Ventil können ein Kabel gemeinsam verwenden. Ventilanschaltungen können in jeder Ventilstellung Teilhubtests ausführen und bei Überschreitung voreingestellter Grenzwerte sowie zusätzlich bei Leitungsbruch oder Kurzschluss Alarmmeldungen ausgeben. Durch galvanische Trennung zwischen dem Feldbussegment und den Ventilen können Einfachheit und Zuverlässigkeit der Anlage weiter erhöht werden. MERKMALE: Stromversorgung und Steuerung über das Feldbuskabel Bis zu vier Ventile über eine Feldbusadresse Galvanische Trennung zwischen Feldbus und Ventilen Integrierte Endlagenüberwachung mit zwei Sensoren Teilhubtest und andere Softwarefunktionen integriert Leitungsbruch- und Kurzschlussüberwachung für jedes konventionelle Signalkabel PNEUMATIC INTERFACE Das Pneunatic Interface ist ein typisches Beispiel einer Pepperl+Fuchs Gehäuselösung. Ein Gehäuse mit elektronischen Komponenten wurde für die einfache und sichere Verbindung von bis zu 32 Hochleistungsventilen entwickelt und kann in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Stromversorgung und Steuerung ausschließlich über Feldbus und Druckluft Vorkonfektionierte Anschlüsse für Hochleistungsventile am widerstandsfähigen Feldbusverteiler Auswahl aus 3/2- und 5/2-Weg-Magnetventilen FF Modular I/O-Lösungen bieten zusätzliche Leistung für den Betrieb von Sensoren und Bedienelementen (siehe Seite 28) TEMPERATUR MULTI-INPUT Der FieldConnex-Temperatur Multi-Input kann mit einer Vielzahl von Sensoren verwendet werden. Er integriert bis zu acht analoge Signale in das PLS und bietet hervorragende Datenkommunikation und Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen. Individuelle Parametersätze für jeden Eingang Kurze Aktualisierungszyklen Klemmstellenkompensation Ständige Überwachung von Sensor und Leitung Übertragung über bis zu acht AI-Funktionsblöcke oder einen MAI-Funktionsblock Trennung der Eingangspotenziale Eine umfassende und aktuelle Liste von Ventilen und Sensoren, die mit der Ventilanschaltung kompatibel sind, finden Sie unter 25

26 TERMINIERUNG, VERDRAHTUNG UND ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ ZUM THEMA SAUBERE TERMINIERUNG FÜR OPTIMALE FELDBUSQUALITÄT Eine einwandfreie Terminierung von Feldbussegmenten ist extrem wichtig. Ein Abschlusswiderstand an jedem Ende des Trunks werden Signalreflexionen von der Impedanz unterdrückt und die Signalqualität verbessert. Diese Impedanz wandelt ausserdem das als Stromänderung übertragene Datensignal in eine detektierbare Spannungsänderung um. Die vom Abschlusswiderstand erzeugte Last bestimmt die Signalspannung auf dem Kabel. Daher kann Überterminierung zu Signalpegeln führen, die am anderen Ende der Leitung nicht erkannt werden können. Falsche Terminierung erhöht außerdem den Signaljitter, wodurch Kommunikationsfehler entstehen können. Advanced Diagnostics erkennt sowohl falsche Terminierung als auch durch Alterung bedingte Impedanzänderungen. ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ Aufgrund ihrer Bauweise und ihrer exponierten Lage sind Prozessanlagenhäufig durch direkte oder indirekte Blitzschläge bedroht. Weitere Überspannungsrisiken sind durch elektrostatische Entladungen von Kunststoffmaterialien, Crosstalk von in der Nähe des Feldbuskabels verlegten Kabeln sowie Überspannungen von Netzleitungen bedingt. Derartige Verhältnisse können die Elektronik des Feldbusses beschädigen und sogar zum Abschalten der Anlage führen. Ein Überspannungsschutz trägt zur Verfügbarkeit einer Anlage bei, indem Leistungsüberspannungen verhindert oder auf ein Mindestmaß reduziert werden. Um größtmöglichen Schutz zu gewährleisten, sollten Geräte zum Überspannungsschutz zwischen Stromversorgung und Feldverteiler, zwischen Feldverteilern sowie an den Enden jedes Spur installiert werden. Um die Kosten für den Überspannungsschutz zu reduzieren, werden in einer Analyse die Teile der Anlage identifiziert, die einem hohen Risiko für Überspannungen ausgesetzt sind. Feldbusabschlusswiderstand für die Installation im Feld, mit robustem Einschraubgehäuse Modularer Überspannungsschutz Vollständige Einheit für die Installation im Schaltschrank 26

27 FELDBUSABSCHLUSSWIDERSTÄNDE FieldConnex-Abschlusswiderstände gemäß IEC garantieren zuverlässige Feldbuskommunikation. Bei ihrem Entwurf wurde Wert auf höchste Verfügbarkeit gelegt. Die notwendige Impedanz wird mithilfe eines Widerstands und mehrerer Kondensatoren erzeugt. Um die Systemverfügbarkeit weiter zu erhöhen, können Änderungen im Physical Layer, einschließlich Terminierungsfehler, durch Onlineüberwachung mit dem Advanced Diagnostic Module festgestellt werden. ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ FieldConnex-Überspannungsschutzgeräte sind modular aufgebaut und bestehen aus einer Basiseinheit und Schutzmodulen. Sie erfüllen das EMC-orientierte Blitzschutzzonen-Konzept gemäß IEC Systementwickler können festlegen, ob das Signal unterbrochen oder fortgesetzt werden soll, während das Schutzmodul von der Buchse entfernt wird. BRUCHSICHERE GEHÄUSE Dieser Link führt zu weiteren Informationen und zu den Datenblättern. Bei FieldConnex sind die Geräte in widerstandsfähige IP67-Gehäuse eingeschlossen, die für die Installation von Abschlusswiderständen oder Überspannungsschutzgeräten in explosionsgefährdeten Bereichen entwickelt wurden. Diese Komponenten sind mit verschiedenen Gewinden erhältlich und sind explosionsgeschützt. PRAXIS: FELDBUS-TRAINING Der Aufbau oder die Nachrüstung einer Prozessanlage mit feldbusbasierter Prozesssteuerung hat einen großen Einfluss auf die Planungs-, Installations- und Inbetriebnahmevorgänge. Pepperl+Fuchs bietet einen umfangreichen Transfer von Know-How an und vermittelt Wissen, Erfahrung und Fachkenntnisse zur Feldbustechnologie. Wir stehen unseren Kunden bei allen Themen von der anfänglichen Planung bis zur Inbetriebnahme mit einem Trainingsangebot zur Seite, das von der Vermittlung von Grundwissen bis zur detaillierten Produkthandhabung reicht. Geeignetes Training ist der Schlüssel zum Erfolg. Öffentliche Kurse werden in der Regel von öffentlichen Technik- und Fachverbänden angeboten. In kundenspezifischen und auf die Bedürfnisse des Teams vor Ort zugeschnittenen Trainings können praktische Details vermittelt werden, die für den Erfolg eines Projekts entscheidend sein können. 27

28 ERGÄNZENDE PRODUKTE FOUNDATION FIELDBUS MODULAR I/O Es gibt noch immer viele Feldgeräte ohne direkte Feldbusanbindung. FOUNDATION Fieldbus Modular I/O ermöglicht eine sehr kostengünstige Integration solcher Geräte in eine Feldbusinfrastruktur. Es überträgt alle Arten analoger und digitaler Signale, wie An/Aus- Zustandsinformationen und klassische 4 20 ma-signale an FOUNDATION fieldbus. Aufgrund der integrierten Stromversorgung ist FOUNDATION Fieldbus Modular I/O von der über den Trunk verfügbaren Stromversorgung unabhängig und belastet den Bus nicht. Außerdem ist es mit sämtlichen gängigen Explosionsschutzarten kompatibel. FOUNDATION FIELDBUS LB MODULAR I/0 Erfüllt die Anforderungen für Ex-Zone 2/Div. 2 Ausgänge zugelassen für Zone 1, Zone 0 und Div. 1 SIL 2 für Digital- und Analogausgänge 24 V DC Stromversorgung FOUNDATION FIELDBUS FB MODULAR I/0 Erfüllt die Anforderungen für Ex-Zone 1/Div. 2 Zündschutzart Ex-i und Ex-e Austausch von Modulen im laufenden Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich Integration von FieldBarrier und Modular I/O in ein Feldgehäuse Voll gekapselt für den Einsatz in Umgebungen erhöhter Anforderung 24 V DC- oder 120/230 V AC Stromversorgung FOUNDATION Fieldbus LB Modular I/O FOUNDATION Fieldbus FB Modular I/O 28

29 ETHERNET ISOLATOR Der FieldConnex-Ethernet-Isolator wurde speziell für temporäre Installationen, mobile Anwendungen und Apparate entwickelt, die häufig angeschlossen und getrennt werden müssen. Er verfügt über eine galvanische Trennung und eigensichere Energiebegrenzung sowie Plug-and-Play-Verbindungen bei 100 MBit/s sogar in explosionsgefährdeten Bereichen. Integrierte galvanische Trennung macht Potenzialausgleich und harte Erdung zwischen dem sicheren Bereich und der Installation im explosionsgefährdeten Bereich überflüssig. Hochentwickelte elektronische Schaltungen vereinen Haltbarkeit mit hoher Leistungsfähigkeit. Wegen seines hocheffizienten Designs mit extrem geringer Wärmeabgabe eignet sich der Ethernet-Isolator ideal für Schaltschränke mit wenig Platz. Der Ethernet-Isolator ist eine kostengünstige Alternative zu teuren und unflexiblen Installationen. TECHNISCHE SPEZIFIKATIONEN Zulassung für eigensicheres Ethernet in Zone 0 Installation in Zone 2 oder in feuerfestem Gehäuse (Ex d) in Zone 1 Zwei Ethernet-Isolatoren pro Verbindung Verbindungskabel Typ CAT5e, max. 100 m Länge Übertragungsrate 10/100 MBit/s, 10-BASE-T/100 BASE-TX Steckertyp 2 x RJ45 Halb-/Vollduplex und automatische Baudratenerkennung LEDs für Versorgung, Kommunikation und Übertragungsratenerkennung Umgebungstemperatur 40 C 60 C Ethernet-Isolator EI-0D2-10Y-10B Jetzt eigensicher für 100 MBit Fast Ethernet erhältlich 29

30 EINE TREIBENDE KRAFT DES FORTSCHRITTS MADE BY Pepperl+Fuchs Seit der Gründung ist Pepperl+Fuchs durch Erfindergeist geprägt. Wir sind eine treibende Kraft in allen Verbänden und Normungsgremien, in denen Standards der Feldbustechnologie gesetzt werden. Von uns wurde eine Vielzahl von Innovationen entwickelt, die den Feldbus zu einer zuverlässigen Infrastruktur für Prozesssteuerung und Asset Management Systeme gemacht haben. 30