Der Feldbus, gelungene Kommunikation. 28. Januar 2010

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1 Foundation Fieldbus Konferenz Der Feldbus, gelungene Kommunikation Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite Januar 2010 Dr. Niels Kiupel Evonik Degussa GmbH (AK2.6)

2 Mitglieder des AK 2.6 (Feldbus) Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 2 Jörg Degener Merck KGaA Bindert Douma Shell Global Solutions International B.V. Niels Kiupel Evonik Degussa GmbH Rüdiger Ohlhoff Bayer Schering Pharma AG Michael Pelz Clariant Produkte (D) GmbH Sven Seintsch BIS Prozesstechnik GmbH Oliver Weigel BASF SE Joachim Zobel Novartis Pharma AG

3 Feldbus, eine andere Art der Kommunikation Oh Nein, nicht schon wieder ein neues System Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 3 Feldbus

4 Agenda Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 4 Als der Feldbus Fahrt aufnahm Warum funktioniert der Feldbus nun? Konsequenz aus der Zusammenarbeit Rückmeldung aus Mitgliedsfirmen Geräteintegration bleibt ein Thema Forderung der NAMUR Was gibt es noch zu dem Thema?

5 Als der Feldbus Fahrt aufnahm Startschwierigkeiten Ziel: Erarbeitung eines einheitliches Feldbusses Ergebnis nach dem Feldbuskrieg: zwei Feldbusprotokolle (FF (H1) und Profibus PA) Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 5 Konsequenz: Frühere Konsolidierung auf ein Feldbus hätte Kosten reduziert und früher zur Einführung des Feldbusses geführt Kommunikation ist kein Selbstzweck, sondern das Vehikel, zur Erfüllung der eigentlichen Aufgabe

6 Jetzt fährt der Feldbus zuverlässig Nach Einigung auf eine gemeinsame Norm (IEC 61158) kann festgestellt werden: Feldbus ist ein Beispiel für eine gute Kommunikation Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 6 Warum funktioniert der Feldbus eigentlich inzwischen so gut?

7 Wie sind wir zu diesem Ergebnis gekommen? Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 7 Es existieren eindeutige Regeln für die Kommunikation Standardisierung, Normierung und Zertifizierung (stellt die Einhaltung der Regeln sicher) NE 74 (Feldbus), NE 105 (Geräteintegration) NE 107 (Diagnose), NE123 (Physical Layer) IEC Regelmäßige Untersuchung in Prüflabors Typprüfungen Anwenderstudien Machbarkeit/Kosten (FURIOS) Physical Layer Untersuchung

8 Erarbeitete Eigenschaften des Feldbus Einfach und robust Gute Standardisierung Nur Zweidrahtleitung Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 8 Verpolungssicher Einheitlicher Diagnosestandard (NE 107) Interoperabilität z.b. Profibus Profil 3.02 zertifiziert Diagnosetools ausreichend vorhanden Einfacher Ex-Schutz (FISCO)

9 Konsequenz für alle beteiligten Parteien Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Anwendern hat sich verbessert Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 9 Dabei spielt die NAMUR eine wichtige Rolle Ergebnis dieser Zusammenarbeit Langfristige wirtschaftliche Vorteile für beide Seiten Akzeptanz bei den Anwendern

10 Beispiel für gelungene Zusammenarbeit: Gerätetausch mit Profibus Profil 3.02 PLS Gerätebeschreibung Geräte Software Vers. 4 Test im Prüflabor steht noch an! Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 10 Gerätesoftware Version 4 Ok, ich liefere Version 4 Ich erwarte Version 4 Gerätetausch nach mehreren Jahren Gerätesoftware Version 3-8

11 Beispiel BASF SE Einsatz von Feldbus (Profibus PA und FF) ca. 30 Anlagen in Betrieb (inkl. großer Teilanlagen) mehrere Feldbusanlagen in Planung bzw. im Bau Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 11 Erfahrung und Potenzial Feldgerätemanagement & überwachung bewährt Zusatzinformationen speziell in Betriebsphase hilfreich Umfassendere Zustandsüberwachung Einsparungen über Anlagenlebensdauer erwartet Kosten/Nutzen Erwartung höher als bei konv. Technologie Empfehlung für BASF Feldbus in allen Neuanlagen (Randbedingungen: regionale Erfahrung, Ausbildung,...)

12 Beispiel Novartis Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 12 Ausbau von Produktionsanlagen mit FF und Profibus DP in Europa FF für Sensoren und Regelventile, Profibus DP für Magnetventilinseln und elektrische Antriebe Planung auch von nicht Ex Anlagen (BioTech) mit Bustechnologie weil kostengünstiger als 4 20 ma Erfahrungen Inbetriebnahme geht schneller, muss aber gut vorbereitet werden. Ausbildung ist entscheidend! Zentrale Datenhaltung mit Audit Trail vereinfacht GmP Compliance. Feldgerätediagnostik ist grosse Hilfe bei Startup und Fehleranalyse. Varianz in Geräteversionen ist handelbar aber immer noch kritisch. Potential FF Bus könnte schneller sein (Commissioning) Firmeninternen Standards um das Potential der Feldbusse auch für Maintenance zugänglich zu machen (Diagnostik, ecalibration)

13 Beispiel Shell Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 13 Einsatz von Feldbus (Foundation Fieldbus; Profibus; ASI) FF für Control und Asset Management / Global Profibus DP für Digital und MCC / Global ASI für schnelle Digitals / Middle East Profibus PA / Deutschland Erfahrung und Potenzial Ca FF Geräte in mehr als 100 Projekten Optimierung durch proaktive Instandhaltung (Geräteintegration mit selektiver Diagnostik) Beispiel: Nanhai > FF Geräte Feldbus in allen Anlagen Ferndiagnose < 0.1% Geräte Fehler Empfehlung für Shell (Neubau/Umbau) (Randbedingungen: eigene FF Richtlinen)

14 Rückmeldung aus den Mitgliedsfirmen Beispiele für erfolgreiche Umsetzung der Feldbuskommunikation an Hand folgender Firmen Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 14 Die Beispiele zeigen: Der Feldbus ist angekommen

15 Geräteintegration bleibt ein Thema Vorschlag für eine Lösung liegt bereits vor Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 15 Istzustand Sollzustand Einheitliche FDT Bedienoberfläche Gerätebeschreibung Geräte- HART beschreibung für Gerätebeschreibung PROFIBUS HART, Gerätebeschreibung PROFIBUS FF FDI-Projekt Bedienoberfläche FDI Gerätedefinition Integration aller bisherigen Varianten FDT Gerätedefinition FDT-Paket

16 Hinsichtlich der Geräteintegration fordert die NAMUR: Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 16 Ablösung der bisherigen Gerätebeschreibungsvarianten Durch EINEN Standard für beide Systeme KEINE Schaffung eines zusätzlichen Systems Integrationslösung zu den bisherigen Systemen Lebenszyklusmanagement Zertifizierung Keine Lizenzierung Schaffung einer Organisationsstruktur mit dem Ziel Einigung auf einen Standard im Rahmen der Geräteintegration Einhaltung des Standards Beteiligung aller bisherigen Organisationen

17 Gemeinsame Erklärung der NAMUR & WIB Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 17 Die Organisationen NAMUR und WIB haben hinsichtlich der Entwicklung des FDI Standards gemeinsame Vorstellungen, Auszug aus der Pressemitteilung: Aus diesem Grund unterstützten NAMUR und WIB die Entwicklung und den späteren Einsatz der FDI- Geräteintegrationstechnologie als Chance einer solchen einheitlichen Lösung zur Geräteintegration Um dies zu erreichen, ist die Erweiterung der EDDL Corporation zur FDI Corporation als sinnvoller Schritt zu begrüßen Handlungsfähige FDI Organisation ist erforderlich!

18 Geräteintegration bleibt ein Thema FDI-Projekt Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 18 Einheitliche Gerätebeschreibung Gerätebeschreibung FDT HART Bedien- Bedienoberfläche Gerätebeschreibung PROFIBUS für oberfläche HART, FDT-Paket Gerätebeschreibung PROFIBUS Qualität vor Schnelligkeit (aber und trotzdem FDI zeitnah) FF FDT Geräte- Gerätedefinitiodefinition es ist Januar 2010,.die NE 105 gilt

19 Alle profitieren von einer einheitlichen Lösung Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 19 Hersteller Deutlich reduzierter Aufwand bei der Erstellung und Pflege der Gerätetreibersoftware sowie der User Interfaces Anwender Reduzierte Anzahl an Gerätetreibervarianten Bessere Austauschbarkeit der Geräte Einheitliches User Interface Kommunikation ist kein Selbstzweck, sondern das Vehikel, zur Erfüllung der eigentlichen Aufgabe Wettbewerb muss über Produkte Preise und Lösungen stattfinden, nicht über Standards

20 Aus Fehlern lernen Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 20 Beim Thema Wireless Sensornetze zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung wie zu Beginn des Feldbusses ab Variante 1: Wireless HART Variante 2: ISA 100 Wiederholung der Fehler wie zu Beginn der Feldbuseinführung müssen unbedingt vermieden werden!!!

21 Ausblick: Feldbus für Schutzeinrichtungen Bisher noch Zukunftsmusik Erste Installationen sind in der Testphase In der Factory Automation bereits im Einsatz Zu wenig Feldgeräte und Systeme verfügbar Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 21 Schließt die Lücke zur vollständigen Umsetzung aller Signale via Feldbus Bisher müssen Schutzeinrichtungen klassisch aufgebaut werden Ermöglicht einen sinnvollen Betrieb bei gemeinsamer Nutzung von Betriebs- und Schutzeinrichtungen

22 Ausblick: Ethernet im Feld Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 22 Ethernet ist ein akzeptiertes Massenprodukt mit preisgünstigen Komponenten Produktions- und Unternehmensleitebene In Einzelfällen bereits in der Prozessindustrie verfügbar Z.B. mit Profinet Die Frage bleibt: Welche Vorteile ergeben sich durch die Nutzung, denn übliche Komponenten können nicht eingesetzt werden können Sonderlösungen für die Prozessindustrie erforderlich Anforderungen an ein Feldbus (u.a. NE74) müssen erfüllt sein Security Anforderungen müssen vorliegen Kompatibilität zur installierten Basis sicherstellen

23 Fazit Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 23 Neue positive Kommunikationskultur zwischen Organisationen, Herstellern und Anwendern Gelungene Feldbuskommunikation Einheitliche Geräteintegration auf gutem Weg Weiteres Verbesserungspotenzial durch Safety Feldbus erreichbar

24 Fazit Denn Und was soll als auch Feldweg genutzt begann. werden Dr. Niels Kiupel, Evonik Degussa GmbH, Seite 24 ist jetzt eine Autobahn