PROFIBUS für die Prozessautomation

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1 PROFIBUS für die Prozessautomation PROFIBUS Innovation PA Profil 3.02: wie bei 4-20 ma Meet the Experts Basel Dr. Jochen Müller Endress+Hauser Process Solutions AG

2 PROFIBUS PA Nah am Kunden Marktanforderung Schnelle Safety in PA Einheitliche kategorien (NE107) Einheitliche Geräteidentifikation Version Handling Up/ Download PROFIsafe für PA Condensed Status I&M Funktionen Erweiterungen Standard Feldgerät für die Prozessautomatisierung Lösung V V / 2005 V

3 Geräteintegration über den Lebenszyklus Endkunden- Sicht PLS PAM PLS PAM zuverlässige Funktion -25 Jahre Technologische Sicht V Entwicklung, zusätzliche Funktionalität V Zuverlässige Erfüllung der Funktion über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage, auch bei wechselnder Systemumgebung Gerätebeschreibungen (GSD, EDD/DTM) für Feldgeräte über gesamten Lebenszyklus Betrieb der Feldgeräte an verschiedenen Leitsystemen 3

4 Analyse: Geräteintegration und Komplexität Die Akzeptanz der Feldbustechnologie ist abhängig davon, ob sie so einfach oder einfacher ist, wie die existierende Technologie (4-20mA) Die Technologie muss sich noch stärker auf Endkunden fokussieren, welche wenig oder keine Erfahrung mit Feldbus haben Mehrwert Vereinfachung der Geräteintegration, Geräte kapseln noch mehr Komplexität Verbesserte Anwenderrichtlinien gibt konkrete Hilfestellungen in der Praxis Ziel: PROFIBUS PA ist der Feldbus mit der einfachsten Geräteintegration und dem komfortabelsten Gerätehandling 4

5 Automatische Übernahme der Eigenschaften des zu ersetzenden Geräts 4-20mA handling GSD, EDD/ DTM Gerätebeschreibung Geräte-Software Version 4 PLS keine Voraussetzung an DCS/PLS Samstag Nacht Versionskonflikt gelöst OK! Ich erwarte Version 4 Geräte-Software Version 4 Geräteersatz nach 10 Jahren Geräte-Software Version

6 Anwendung von Regeln zur Validierung der Kompatibilität von EDD/DTM und Gerät USB handling Herstellerübergreifende Regeln zur Überprüfung der Zuordnung Gerät und Treiber EDD/ DTM EDD/ DTM EDD/ DTM EDD/ DTM EDD/ DTM PAM EDD/ DTM Eindeutige Kennzeichnung und Zuordnung Device Driver Version 4 Validierung Device Software Version 4 6

7 Analyse: Bedeutung der Gerätediagnose Vorbeugende Instandhaltung ist von strategischer Bedeutung Feldgerätediagnose ist grundlegende Basis für Instandhaltungsaufgaben Plant Asset erlaubt eine effiziente Analyse von ereignissen Anforderungen an Verlässliche, aussagekräftige und standardisierte Informationen zur Bewertung des ereignisses informationen nach Nutzerrollen schlüsseln (Anlagenfahrer, Instandhalter) Anleitungen durch standardisierte Handlungsanweisungen Konfiguration von bestimmten (wenigen) ereignissen je nach Applikation im Prozess 7

8 NE107 - kategorien in PROFIBUS Maintenance Required Failure Function Check Out of Specification Host Anwendung, z.b. Prozessleitsystem, Condition Monitoring PROFIBUS Feldgeräte Detailierte -Ereignisse 8

9 Analyse: Zeiten für Optimierte Gruppierung von Parametern Schnellste Zeiten in der Prozessautomation (abhängig von Parameterzahl bis zu 5 mal schneller) MS2 Parameter Up-/Download : Inbetriebnahme Instandhaltung Minimierung der Übertragungszeiten Parameter Objekte Gruppierung von Parametern für optimierten Lese/Schreib-Zugriff 9

10 Was sagen unsere Kunden über PA 3.02? Conformance of market requirements First technology in market concerning of field devices contribute significantly to reducing the engineering and operating cost proactively minimizing life cycle costs 3.02 will be a standard requirement for devices PI is taking the lead in satisfying current customer requirements regarding digital field bus communication 10

11 in der Praxis bei 4-20 ma-geräten 1. Identifikation des ausgefallenen Feldgerätes Identifikation des Feldgerätetyps Identifikation des Prozessanschlusses (DN, PN) 2. Identifikation des Ersatzgerätes (vom Lager) Identifikation des Feldgerätetyps Identifikation des Prozessanschlusses (DN, PN) 3. Parametrierung/Konfiguration des Ersatzgerätes evtl. Vorkonfiguration in Werkstatt 4. Installation 5. Inbetriebnahme über Display, Handheld, Software-Tool (z.b. FieldCare, PDM) 11

12 in der Praxis bei PA 3.02-Geräten 1. Identifikation des ausgefallenen Feldgerätes Identifikation des Feldgerätetyps Identifikation des Prozessanschlusses (DN, PN) 2. Identifikation des Ersatzgerätes (vom Lager) Identifikation des Feldgerätetyps Identifikation des Prozessanschlusses (DN, PN) 3. Parametrierung/Konfiguration des Ersatzgerätes evtl. Vorkonfiguration in Werkstatt, PROFIBUS-Adresse 4. Installation 5. Inbetriebnahme über Display, Handheld, Software-Tool (z.b. FieldCare, PDM) 12

13 Beispiel: Industrieller Arbeitsablauf! Gerät zeigt ereignis ( Sensorbruch ) und muss ersetzt werden PROFIBUS PROFIBUS PA Profil auf Basis von automatischer Anpassung auf Vorgängervarianten Automatische Ident Number Anpassung Zuordnung von Gerät und Gerätetreiber (EDD/DTM) I&M Funktionen Inbetriebnahme des Ersatzgeräts PROFIBUS PA Profil 13

14 Beispiel für von Geräten bei einem Hersteller (E+H) = Validierung der Funktionalität von Geräten/Systemen gegen vereinbarte Standards Standard 124 Device Integration into Automation Architectures Standard 122 Compatibility and Identification of Digital Field Devices and their Operating Tools Standard 123 Electronic Name Plate Standard 150 Diagnostics and Status Information of Endress+Hauser Field Devices 14

15 Beispiel für von Geräten bei einem Hersteller (E+H) Basistests relevant für externe (nachfolgende Folien) Test der gesamten Gerätefunktionalität Test aller Beschreibungsdateien (GSD, EDD, DTM) Test der Geräteintegration in verschiedenen Umgebungen verschiedene Systeme (z.b. Leitsysteme, SPS, Plant Asset Systeme) und Versionen verschiedene Netzwerkkomponenten (Koppler, Link etc.) Kompatibilität Übereinstimmung zu internen Standards 15

16 Beispiele für PROFIBUS- bei PI PROFIBUS-PA Physical Layer Tests für MBP oder RS485 (elektrische Größen im Betrieb, Signalgrößen und -formen, Sender/Empfänger-Werte etc.) GSD (Funktionalität der GSD Funktionalität Gerät) Protokoll (Busübertragung, Ident Number Adaptation, Funktionstests etc.) Profilkonformität (Addressierung, Datentypen, Parameter Verhalten, Strukturierung und verpflichtende Blöcke) + I&M- Funktionen + Condensed Status and Diagnostic Messages + Kompatibilität Grundsätzliche Tests zur Inbetriebnahme, Integration und Interoperabilität EDD, DTM Konformität gegen Standard (IEC), Kompatibilität gegen Gerät Dynamik und Abhängigkeiten der Gerätekonfiguration 16

17 Was wird ab Profil 3.02 zusätzlich zertifiziert? Profil Version 3.02 fokussiert Vereinfachungen der Geräteintegration ( 4-20mA Handhabung ) proaktives Lebenszyklus wird integraler Bestandteil der Produktentwicklung bei der überprüft Umgang mit Beschreibungsdateien wird einfacher Kennzeichnung am Gerät welche Datei benötigt wird bei der überprüft Anwendung von Regeln zur Validierung der Kompatibilität von EDD/DTM und Gerät bei der überprüft : Automatische Übernahme der Eigenschaften des zu ersetztenden Geräts bei der überprüft Implementierung der NE107-kategorien in Geräten (Condensed Status & Diagnosis Messages) bei der überprüft Übertragungszeiten für Up/Download von Parametern interne Überprüfung 17

18 PROFIBUS-Technologie führend in Umsetzung von Marktanforderungen Profil Version 3.02 vereinfacht entscheidend den Umgang mit Feldbustechnologie über den Lebenszyklus von Anlagen PA ( 4-20mA 3.02 Handhabung ) = einfach wie 4-20mA Automatische Übernahme der Eigenschaften des zu ersetztenden Geräts unabhängig von + Multi-Variablen-Geräte Steuerung/Leitsystem Kompatibilitätsüberprüfungen verhindern falsche Zuordnung von Treiber und Gerät Einheitliche kategorien Schnellste der Feldbustechnologie (Hersteller-intern + PI) ist Basis für sichere Geräteintegration über den Lebenszyklus + + Flexibilität + schnelle Inbetriebnahme + reduziertes Engineering + 18