Kommunikation und Software

Transkript

1 Kommunikation und /2 HART-Kommunikationsprotokoll /3 PROFIBUS /4 /4 Übersicht /4 Anwendungsbereich /4 Bedienoberfläche /5 Funktion /5 Device Description Language /5 Zugriffsschutz /6 Diagnose und Asset Management /7 Integration /7 Zentrale Gerätebedienung /7 Kommunikation /8 Auswahl- und Bestelldaten Siemens FI

2 Kommunikation HART-Protokoll Übersicht Integration HART ist ein weitverbreiteter Kommunikationsstandard für Feldgeräte. Die Spezifizierung der HART-Geräte erfolgt durch die CF Siemens-Feldgeräte für die Prozessautomatisierung: Über HART ansteuerbare, in diesem Katalog aufgeführte (HART Communication Foundation). Der HART-Standard erweitert das analoge 4 bis 20 ma-signal Druckmessgeräte um aufmodulierte, industrieerprobte, digitale Signalübertragung. SITRANS P DS III SITRANS P MS Nutzen Temperaturmessgeräte Bewährte analoge Messwertübertragung SITRANS TF Gleichzeitige digitale Kommunikation mit bidirektionaler Datenübertragung SITRANS TK-H SITRANS TW Möglichkeit der Übertragung mehrerer Messgrößen aus einem Feldgerät (z. B. Diagnose-, Wartungs- und Prozessinformationen) SITRANS F MAGFLO 5000 Durchflussmessgeräte Anbindung an übergeordnete Systeme wie z. B. SITRANS F MAGFLO 6000 / I / I Ex d PROFIBUS DP SITRANS F MASSFLO / IP67 / Ex d Einfache Installation und Inbetriebnahme Füllstandsmessgeräte Nutzen in Verbindung mit Pointek CLS 500 Herstellerübergreifende Bedienung aller HART-Geräte durch standardisierte Parametersätze SITRANS Probe LR Per HART-DDL beschriebene HART-Feldgeräte sind über den SITRANS Probe LU Katalog der HCF in integriert. HART-DD (Device SITRANS LR 200 Description) in genormt, herstellerunabhängig SITRANS LR 300 und sehr weit verbreitet. Weitere HART-Feldgeräte sind über EDD (Electronic Device Description) in eingebunden SITRANS LC 500 SITRANS LR 400 Einfache Bedienung und Inbetriebnahme von Feldgeräten SITRANS PD 500 auch an schwer zugänglichen Einsatzorten Elektropneumatische Stellungsregler Erweiterte Diagnose-, Auswerte- und Protokollierfunktionen SIPART PS2 Anwendungsbereich Speisegeräte und Trennverstärker Geräte können auf verschiedene Weise angeschlossen werden: SITRANS I über die Dezentrale Peripherie - SIMATIC ET 200M - SIMATIC ET 200iSP - SIMATIC ET 200iS mit HART-Baugruppen oder mit Analogbaugruppen 4 bis 20 ma und HART Handheld Communicator, über HART-Modem, mit dem eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen PC bzw. Engineering System und dem HART-Gerät aufgebaut wird, über HART-Multiplexer, die im HART-Server der HCF enthalten sind. /2 Siemens FI

3 Kommunikation PROFIBUS Übersicht Funktion Dezentrale Automatisierungslösungen auf Basis offener Feldbusse gehören heute zum Standard in weiten Bereichen der Fertigungsindustrie und in der Verfahrenstechnik. Erst mit Feldbussen lassen sich die funktionalen Vorteile der digitalen Kommunikation vollständig nutzen, u. a. bessere Auflösung von Messwerten, Diagnosemöglichkeiten und Fernparametrierung. PROFIBUS ist heute der erfolgreichste offene Feldbus mit einer großen installierten Basis für einen breiten Anwendungsbereich. Die Normung nach IEC / EN bietet Ihnen Zukunftssicherheit für Ihre Investitionen. Nutzen Durchgängig modulares System vom Sensor bis in die Leitebene ermöglicht neue Anlagenkonzepte Problemlose Austauschbarkeit von Feldgeräten, die dem Standardprofil entsprechen, auch verschiedener Hersteller Vernetzung von Messumformern, Ventilen, Stellantrieben etc. Realisierung von eigensicheren Anwendungen durch den Einsatz des Feldbusses in explosionsgefährdeten Bereichen Einfache Installation von 2-Draht-Leitungen zur gemeinsamen Energiespeisung und Datenübertragung Reduzierte Verkabelungskosten durch Einsparungen bei Material und Verlegung Reduzierte Projektierungskosten durch zentrales, einfaches Engineering der Feldgeräte (PROFIBUS PA und HART mit, auch herstellerübergreifend) Rasche und fehlerfreie Montage Niedrigere Servicekosten dank einfacherer Verdrahtung und Anlagenstruktur sowie Möglichkeit umfangreicher Diagnose Stark reduzierte Inbetriebsetzungskosten durch vereinfachten Loop-Check Skalierung/Digitalisierung des Messwertes schon im Feldgerät; somit keine Umskalierung im SIMATIC PCS 7 notwendig Anwendungsbereich PROFIBUS eignet sich für die schnelle Kommunikation mit dezentraler Peripherie (PROFIBUS DP) in der Fertigungsautomatisierung ebenso wie für Kommunikationsaufgaben in der Prozessautomatisierung (PROFIBUS PA). Es ist das erste Feldbussystem, das mit identischen Kommunikationsdiensten Anforderungen beider Bereiche abdeckt. Die Übertragungstechnik des PROFIBUS PA ist auf die Belange der Prozessindustrie zugeschnitten. Interoperabilität zwischen Feldgeräten unterschiedlicher Hersteller und Fernparametrierung der Feldgeräte im laufenden Betrieb sind durch die genormten Kommunikationsdienste garantiert. Mit (Process Device Manager), einem durchgängigen und Hersteller übergreifenden Werkzeug zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebnahme und Diagnose von intelligenten Prozessgeräten am PROFIBUS, lässt sich eine Vielzahl von Prozessgeräten verschiedener Hersteller unter einer einheitlichen grafischen Bedienoberfläche projektieren. PROFIBUS PA ist in Standardumgebungen ebenso einsetzbar wie in explosionsgefährdeten Bereichen. Beim Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen müssen der PROFIBUS PA und alle angeschlossenen Geräte in der Zündschutzart Ex [i] ausgeführt werden. Das einheitliche Protokoll von PROFIBUS DP und PROFIBUS PA ermöglicht die Verknüpfung beider Netzwerke und damit die Kombination von zeitlicher Performance und eigensicherer Übertragungstechnik. PROFIBUS PA erweitert PROFIBUS DP mit prozessnahen Komponenten zum direkten Anschluss von Aktoren und Sensoren. Bei PROFIBUS PA wurde die RS 485-Übertragungstechnik durch eine andere für eigensichere Anwendung optimierte Übertragung ersetzt. Beide Techniken sind in den IEC international standardisiert. PROFIBUS PA verwendet das gleiche Kommunikationsprotokoll wie PROFIBUS DP; Kommunikationsdienste und Telegramme sind identisch. Bei PROFIBUS PA können die Informationen und die Energieversorgung für die Speisung der Feldgeräte über eine 2-Draht-Leitung geführt werden. Integration Über PROFIBUS ansteuerbare, aktuelle, in diesem Katalog aufgeführte Siemens-Feldgeräte für die Prozessautomatisierung: PROFIBUS PA Druckmessgeräte SITRANS P DS III PA Temperaturmessgeräte SITRANS T3K PA Durchflussmessgeräte SITRANS F MAGFLO 6000 / I / I Ex d SITRANS F MAGFLO TRANSMAG 2 SITRANS F MASSFLO 6000 / 1" / I Füllstandsmessgeräte Pointek CLS 200 Pointek CLS 300 SITRANS Probe LR SITRANS Probe LU SITRANS LR 200 SITRANS LR 300 SITRANS LR 400 SITRANS LC 300 SITRANS LC 500 Elektropneumatische Stellungsregler SIPART PS2 PROFIBUS DP Durchflussmessgeräte SITRANS F MAGFLO 6000 Füllstandsmessgeräte SITRANS LUC500 HydroRanger 200 MultiRanger 100/200 SITRANS Probe LU Siemens FI /3

4 Übersicht (Process Device Manager) ist ein durchgängiges und herstellerübergreifendes Werkzeug zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebnahme und Diagnose von intelligenten Feldgeräten und Komponenten. ermöglicht es, mit einer eine Vielzahl von Prozessgeräten unter einer einheitlichen Bedienoberfläche zu projektieren. Dies schafft Sicherheit und spart deutlich Kosten, sowohl bei der Investition, der Ausbildung des Personals als auch bei den Folgekosten. Anwendungsbereich ist auf folgende Arten einsetzbar: unabhängig vom Systemlieferanten auf einem Personal Computer oder Programmiergerät unter den Betriebssystemen Windows 5/8, NT, 2000 und XP. mit einer Option als integriertes Werkzeug in STEP 7, dem Projektier- und Programmierwerkzeug von SIMATIC S7. Auf diese Art ist auch in das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 integriert. ermöglicht mit der Routingfunktion den Zugriff von einer zentralen Engineeringstation auf alle kommunikationsfähigen Feldgeräte in der Anlage. Dies ist für Feldgeräte mit PROFIBUS PA oder HART-Kommunikation ebenso möglich wie für PROFIBUS DP Geräte wie z. B. die SIPART-Regler oder das Motorschutz- und Steuergerät SIMOCODE. Aufbau Bedienoberfläche Die Bedienoberfläche von ist nach Standard- Richtlinien von Microsoft Windows gestaltet und erfüllt die Anforderungen der Richtlinien VDI/VDE GMA Menüstrukturen und Toolbars finden sich hier ebenso wie eine Explorer-Sicht, die das Navigieren zwischen Parametergruppen vereinfacht. Selbst komplexe Geräte mit mehreren hundert Parametern sind dadurch übersichtlich und schnell bearbeitbar. Die Gestaltung der Bedienoberfläche richtet sich nach DIN V 1 25 bzw. an IEC. Innerhalb der Bedienoberfläche sind die Geräte mit unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen homogen und bedienerfreundlich dargestellt. Das Hauptaugenmerk gilt dabei der Effizienz. Die Bedienoberfläche unterstützt mehrere Sichten: STEP 7-Sicht Prozessgeräte-Netzsicht und -Anlagensicht Prozessgeräte-Netzsicht (oben) und -Anlagensicht (unten) Bei der Prozessgeräte-Netzsicht (im Bild oben) wird die hierarchische Struktur von Netzen, Kommunikationskomponenten bis zu den Prozessgeräten projektiert. Bei der Integration in STEP 7 können diese Daten übernommen werden, so dass doppelte Eingaben vermieden werden. Die in HW Konfig oder in der Prozessgeräte-Netzsicht projektierten Geräte werden automatisch auch in der Prozessgeräte- Anlagensicht (im Bild unten) mit ihren Messstellenkennzeichen angelegt. Diese Sicht ermöglicht den direkten Zugriff auf ein Prozessgerät anhand des Messstellenkennzeichens ohne über die Verbindungswege oder den Kommunikationsaufbau nachdenken zu müssen. Parametersicht Parametersicht In der Parametersicht lassen sich Parameter eines ausgewählten Prozessgerätes darstellen, modifizieren und speichern. Auch die Kommunikation zum Gerät wird hier aufgebaut. Diese Parameteranzeige wird nach einem Doppelklick auf ein Prozessgerät in einer der anderen Sichten gestartet. STEP 7-Sicht in HW Konfig Prozessgeräte werden innerhalb STEP 7 in HW Konfig projektiert und grafisch oder in Tabellenform dargestellt. /4 Siemens FI

5 Lifelist - Komfortable Sicht für Service und Inbetriebsetzung. LifeList Die Lifelist ist eine online erzeugte Netzwerksicht für die Identifizierung, Diagnose und Online-Parametrierung von Geräten. Aufgrund ihrer speziellen Ausrichtung ist die Lifelist die ideale Arbeitsumgebung für Service und Inbetriebsetzung. Sie ermöglicht das Scannen von PROFIBUS DP- und PROFIBUS PA-Strängen inklusive der unterlagerten Strukturen und stellt diese in übersichtlicher Form dar. Auch HART-Geräte, die über HART-Modem angeschlossen sind, lassen sich dabei einbeziehen. Kenntnisse über die Anlagenstruktur sind bei einem Serviceeinsatz somit keine zwingende Voraussetzung mehr. Ohne ein Projekt öffnen oder anlegen zu müssen, kann direkt aus der Lifelist die Parametrieroberfläche der Geräte aufgerufen werden. Damit sind sofort alle Offline- und Online-Funktionen der Geräte verfügbar. Funktion Die Darstellung der Geräteparameter und -funktionen ist für alle unterstützten Prozessgeräte einheitlich und unabhängig von ihrer Kommunikationsanbindung, z. B. über PROFIBUS DP, PROFIBUS PA oder HART-Protokoll. Kernfunktionen von sind: Einstellen und Ändern von Geräteparametern Vergleichen von Soll- und Istparametrierung Prüfen auf Plausibilität der Eingaben Darstellung der Diagnoseinformationen Parametrierdaten verwalten Inbetriebsetzungsfunktionen von Prozessgeräten wie z. B. Messkreistests mit der Simulation von Messwerten Zusätzlich ermöglicht auch eine Prozessbeobachtung, die angewählte Werte, Alarme und Zustandssignale des Gerätes auf dem Bildschirm anzeigt, wie z. B. Trendkurven und Echokurven. Device Description Language unterstützt alle per Electronic Device Description (EDD) beschriebenen Geräte. Die nach EN 5031 und IEC genormte EDD ist die international am meisten verbreitete standardisierte Technologie zur Geräteintegration. Sie ist zugleich Richtlinie der etablierten Organisationen für PROFIBUS (PNO: PROFIBUS-Nutzerorganisation) und HART (HCF: HART Communication Foundation). In sind die Geräte direkt über ihre EDD oder über den aktuellen Katalog der HCF integriert. In der EDD wird das Gerät funktionell und konstruktiv beschrieben. Anhand dieser Beschreibung erstellt automatisch seine Bedienoberfläche mit den spezifischen Geräteinformationen. Der aktuelle Gerätekatalog von umfasst mehr als 1000 Geräte von über 100 Herstellern weltweit. Zusätzlich können Geräte aller Hersteller jederzeit durch einfachen Import ihrer EDD in integriert werden. Auf diese Weise lässt sich das Gerätespektrum ständig halten. Zugriffsschutz unterstützt zwei verschiedene Benutzergruppen: Spezialist und Instandhalter. Der Instandhalter kann die Betriebsdaten modifizieren, der Spezialist kann auf alle Parameter und Funktionen zugreifen. Für die Benutzergruppe Spezialist kann als Zugriffsschutz ein Passwort frei vergeben werden. Siemens FI /5

6 Diagnose und Asset Management Diagnose und Asset Management umfasst alle Tätigkeiten und Maßnahmen, die dazu dienen, den Wert einer Anlage zu erhalten oder zu steigern. Dazu gehört neben Betriebsführung, Prozessführung und Verfahrensoptimierung vor allem die werterhaltende und wertsteigernde Wartung und Instandhaltung, das so genannte anlagennahe Asset Management. Aufgrund seiner umfassenden Funktionalität zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebsetzung, Diagnose und Wartung von intelligenten Feldgeräten und komponenten ist für das anlagennahe Asset Management besonders prädestiniert. Um aussagefähige und verlässliche Ergebnisse liefern zu können, benötigen Asset-Management-Systeme viele Basisinformationen. Diese liegen in realen Anlagen sehr heterogen und unstrukturiert vor und sind deshalb nur schwer zugänglich. ist in der Lage, die für das anlagennahe Asset Management relevanten Gerätedaten zu ermitteln und diese über eine einheitliche Schnittstelle in XML-Format an übergeordnete System zu übergeben. Basis dafür sind die vom Betriebssystem unabhängigen Gerätebeschreibungen (EDD Electronic Device Description). Die Gewinnung der Informationen und die Interpretation der Ergebnisse sind unabhängig vom Gerätetyp, d. h. es spielt keine Rolle, ob das Gerät ein Aktor oder Sensor bzw. ein PROFIBUS- oder HART-Gerät ist. ist jedoch weit mehr als nur ein Datensammler für übergeordnete Asset-Management-Systeme, sondern bietet auch selbst eine ganze Reihe von Asset-Management-Funktionen: Ermittlung von Differenzen zwischen den Offline-Daten und den aktuellen Parametern im Gerät Mehrsprachige Darstellung der aus den Geräten ausgelesenen Diagnosedaten (gerätespezifische Informationen und Profilinformationen) Uniforme Darstellung und Kennzeichnung der Diagnose- und Statusinformationen aller Geräte mit einheitlichen Symbolen Datenübermittlung an ein Asset-Management-System aktiviert durch dessen Anforderung Umfangreiche Protokollfunktionen Exportschnittstelle für alle Informationen Diagnose /6 Siemens FI

7 Integration Zentrale Gerätebedienung SIMATIC PCS 7 Engineering Station mit STEP 7, WinCC etc. mit Gerät auf der Werkbank Anlagenbus S7-400 S7-400 Stand-alone Rechner mit SITRANS F Feldbus PROFIBUS DP bis 12 Mbit/s HART-Protokoll DP/PA- Link SIPOS 5 Flash ET200 M (IM mit HART- Baugruppen) SIMOCODE ET 200iS RS 232/ RS 485 HART- Multiplexer PROFIBUS PA SIPART DR HART-Gerät Gas analyzer SITRANS P SITRANS T3K SITRANS F SIPART PS2 SITRANS LR Kommunikation in einer Automatisierungslösung mit Das Bild zeigt eine Übersicht über die möglichen Anschlusspunkte von in einer Anlage. Das - Logo zeigt, wo überall anschließbar ist. Mit können Sie das sog. Routing benutzen. Routing ermöglicht die Kommunikation von einer zentralen Engineering Station bis zu den Prozessgeräten. Das Umstecken der DP-Schnittstelle des PC an das jeweils richtige DP-Segment erübrigt sich und damit entfällt eine mögliche Fehlerquelle. Wegezeiten werden überflüssig, alle Gerätedaten können von einem zentralen Punkt aus erreicht werden. Insbesondere die Diagnosedaten der Geräte sind sofort verfügbar. So steigt die Anlagensicherheit entscheidend, während die Kosten für Wegezeiten deutlich sinken. Kundenerfahrungen zeigen, dass dadurch etwa 100 Messkreistests pro Tag mit einer Person durchgeführt werden können. Am Anlagenbus sind die PC/PG angeschlossen, auf denen installiert wird. Dies ist entweder eine Engineering Station ES oder eine Ingenieurkonsole mit. Das gemeinsame Arbeiten auf einer Projektdatenbasis zwischen verschiedenen PC/PG ist über LAN möglich. In der Feldebene sind Geräte unterschiedlich anschließbar: PROFIBUS PA-Geräte an DP/PA-Koppler und DP/PA Link oder HART-Geräte an den HART-Analogeingabe-/ausgabebaugruppen der ET 200M/iS/iSP. An herkömmlichen Analogeingabe-/ausgabebaugruppen sind ebenfalls HART-Geräte anschließbar. Rechts im Bild ist ein HART-Multiplexer dargestellt, über den alle angeschlossenen HART-Geräte erreicht werden können. Die Regler SIPART DR und der SIMOCODE stehen stellvertretend für PROFIBUS DP-Geräte. Der PROFIBUS DP ist hier an einem Automatisierungssystem SIMATIC S7-400 angeschlossen. An das S7-400 können mehrere DP-Segmente angeschlossen werden. Am Anlagenbus sind weitere SIMATIC S7-400 anschließbar. Kommunikation unterstützt mehrere Kommunikationsprotokolle und -komponenten zur Kommunikation mit folgenden Geräten: Geräte mit PROFIBUS DP-Interface Diese sind direkt am PROFIBUS DP angeschlossen. Ein Beispiel hierfür ist der Kompaktregler SIPART DR21. Geräte mit PROFIBUS PA-Interface z. B. der Druckmessumformer SITRANS P DS III Remote I/O Stationen wie. z. B. die ET 200M/iS/iSP Die von unterstützten PROFIBUS PA-Geräte werden über DP/PA Link oder DP/PA Koppler an das PROFIBUS DP- Segment angebunden. Parametrierbar sind die vollintegrierten PROFIBUS PA-Geräte sowie alle profilkonformen PROFIBUS PA-Geräte. Druck und Temperatur Füllstand und Durchfluss Aktoren Diskret-I/O Analysengeräte (nur PA-Profil Version 3.0) Geräte mit HART-Interface Diese Geräte können auf unterschiedliche Art angeschlossen werden: über die Dezentrale Peripherie SIMATIC ET 200M/iS/iSP mit den HART-Baugruppen, über ein HART-Modem, mit dem eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen PC bzw. Engineering Station und dem HART-Gerät aufgebaut wird, über Multiplexer, die die Telegramme transparent an die HART-Geräte weiterreichen. Siemens FI /7

8 Parametrierbar sind neben den vollintegrierten hartfähigen Geräten ebenfalls nahezu alle HART-Geräte, die bei der HCF registriert sind. Regler mit serieller SIPART DR-Kommunikation über RS 232 / RS 485. Es sind die Regler SIPART DR1, DR21 und DR22 über das sog. SIPART DR-Netz parametrierbar, das die serielle SIPART DR-Kommunikation nutzt. Eine Übersicht über die möglichen Anschlusspunkte von in einer Anlage zeigt das obige Bild. Auswahl- und Bestelldaten } Basissoftware V5.2 2) F) Basissoftware zur Bedienung und Parametrierung von Prozessgeräten und Komponenten, inkl. - Kommunikation über HART-Modem, - Kommunikation über RS 232, - Kommunikation über PROFIBUS- DP/PA -4TAGs 1) - PDM Dokumentation PDM Starter Package V5.2 für } SIMATIC PCS 7 F) Vorzugsvariante für SIMATIC PCS 7 mit: - Basissoftware - Integration in STEP 7 / PCS 7 - Routing über S ) -128 TAGs } Update V5.1 nach V5.2 2) F) Bestell-Nr. 6ES AX05-0YC0 6ES PX05-0YC0 6ES AX05-0YC3 Das Update wirkt auf die PDM-Basissoftware in Verbindung mit allen Kombinationen von PDM-Optionspaketen sowie auf das Starter Package Option(en) für V5.2 zur Erweiterung der Basissoftware V5.2 Integration in STEP 7 / SIMATIC PCS 7 } 6ES BX00-2XD0 (erforderlich, wenn die Integration von in HW Konfig genutzt werden soll)) Routing über S7-400 } 6ES CX00-2XD0 (erforderlich, wenn von einem zentralen Engineering-Arbeitsplatz über den Anlagenbus auf Geräte am PROFIBUS zugegriffen werden soll.) Kommunikation über Standard HART- Multiplexer (erforderlich, wenn HART-Geräte über einen HART-Multiplexer angesprochen werden sollen) } 6ES EX00-2XD0 TAG-Option(en) für V5.2 bis 128 TAGs 1) } 6ES XA00-2XD0 bis 512 TAGs 1) } 6ES XB00-2XD0 F) bis TAGs 1) } 6ES XC00-2XD0 bis TAGs 1) } 6ES XD00-2XD0 PowerPack zum Umstieg TAGs auf 512 TAGs } 6ES XB05-2XD5-512 TAGs auf 1024 TAGs } 6ES XC05-2XD TAGs auf 2048 TAGs } 6ES XD05-2XD TAGs auf TAGs unlimited } 6ES XH05-2XD5 V5.2 für Vorführzwecke Demo Version V5.2 (keine Kommunikation möglich.) } Ab Lager lieferbar } 6ES GX05-0YC8 1) Unter TAGs versteht man im Wesentlichen Endgeräte wie Messumformer, z. B. SITRANS P. 2) Ab Version 5.2 unterstützt die Basissoftware nur noch 4 TAGs. Bei Projekten mit mehr als 4 Tags ist zusätzlich eine der angebotenen TAG-Optionen erforderlich. F) Unterliegt Exportvorschriften: AL: N und ECCN: EARS. 7 /8 Siemens FI