Feldbuslösungen mit dem Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 Broschüre April 2010 SIMATIC PCS 7 Answers for industry.
Feldbuslösungen mit SIMATIC PCS 7 OS Multi-Clients Engineering Station Maintenance/ OS Server SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystem PROFIBUS DP PA Link FF Link Drives Remote I/O PROFIBUS PA FOUNDATION Fieldbus G_PCS7_XX_00247 Integration von PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus PROFIBUS DP wird in vielen Installationen zum Anschluss von Antrieben, Pumpen, Remote I/O und Analysegeräten verwendet. Somit hat SIMATIC PCS 7 eine durchgängige Architektur für die Einbindung aller dezentralen Geräte und Technologien. PROFIBUS DP ist ein fester und für den Anwender transparenter Bestandteil von SIMATIC PCS 7. Er ist gleichzeitig sowohl Systembus als auch ein offenes Kommunikationssystem. Diese Struktur ermöglicht die zentrale und auch dezentrale Konfiguration aller angeschlossenen Systeme und Geräte, unabhängig vom Hersteller. Außerdem unterstützt PROFIBUS DP die Übertragung des HART-Protokolls und ist das Bindeglied zwischen Feldbussystemen wie PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus zu SIMATIC PCS 7. PROFIBUS DP konnte seit mehr als 10 Jahren mit einer installierten Basis von fast 30 Millionen installierten Knoten seine überragende Zuverlässigkeit im Feld längst unter Beweis stellen. Das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 (ab V7.1 ServicePack 2) erlaubt seinen Kunden durch eine nahtlose Integration von PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus die freie Wahl der angeschlossenen Feldbus-Instrumentierung. Dabei profitieren PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus gleichermaßen von der übergeordneten PROFIBUS-Architektur. 2 Feldbuslösungen mit SIMATIC PCS 7
Aktive Feldverteiler PA Link / FF Link, redundant Automatischer Busabschluss PROFIBUS DP PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1 G_PCS7_XX_00248 Die aktiven Feldverteiler erhöhen maßgeblich die Verfügbarkeit und ermöglichen das Tauschen von Geräten sowie das Erweitern der Anlage im Betrieb Die aktiven Feldverteiler von SIMATIC sorgen für höchste Verfügbarkeit und eröffnen neue Dimensionen der Online-Änderbarkeit von Feldbussegmenten. Bei konventionellen Feldbus-Installationen sind Änderungen im laufenden Betrieb nur sehr eingeschränkt möglich. Beim Anschluss neuer Geräte ist höchste Vorsicht geboten. Kurzschlüsse oder Prellen der Anschlüsse während der Installation können zum Ausfall des gesamten Segmentes führen. Das Entfernen, Ersetzen oder Erweitern von Teilsegmenten der Hauptleitung im laufenden Betrieb ist prinzipbedingt nicht möglich. Dank der innovativen Eigenschaften der aktiven Feldverteiler von SIMATIC gehören diese Einschränkungen der Vergangenheit an. Diese verfügen über kurzschlussfeste Stichleitungsanschlüsse. Bei Drahtbruch oder Kurzschluss auf der Hauptleitung sorgt eine intelligente Logik automatisch für die Isolation der defekten Teilsegmente und den automatischen Busabschluss. Diese Eigenschaften erhöhen maßgeblich die Verfügbarkeit des Feldbussegments und eröffnen völlig neue Dimensionen der Änderbarkeit im laufenden Betrieb: Geräte können hinzugefügt oder getauscht werden. Die Hauptleitung kann während des Betriebes erweitert oder verkürzt werden. Für eine höhere Verfügbarkeit kann eine flexibel erweiterbare Feldbus-Ringtopologie aufgebaut werden. Ungenutzte Reserveanschlüsse müssen nicht eingeplant werden, da ein Segment jederzeit durch die Installation weiterer Feldverteiler für zusätzliche Feldgeräte erweitert werden kann. Aktive Feldverteiler 3
Architekturen Linienarchitektur Hierbei werden die Feldgeräte über die kurzschlussfesten Stichleitungen von bis zu 8 aktiven Feldverteilern mit einem Busliniensegment verbunden. Der letzte aktiviert dabei automatisch seinen Busabschlusswiderstand. Linienarchitektur mit Kopplerredundanz Der aktive Feldverteiler AFS (Active Field Splitter) verbindet ein Bus-Liniensegment mit zwei speisenden Feldbuskopplern FDC 157. Der AFS schaltet den Feldbus-Strang jeweils auf den aktiven der beiden redundanten Koppler um. Die Koppler können im laufenden Betrieb ausgetauscht werden. Ringarchitektur mit Buskoppler- und Medienredundanz Aktive Feldverteiler (Active Field Distributors) integrieren die angeschlossenen Feldgeräte über kurzschlussfeste Stichleitungsanschlüsse in einen Feldbus-Ring. Der Ring wird über die redundanten Buskoppler geschlossen. Koppler und können im laufenden Betrieb ausgetauscht werden. Die Funktion der Feldgeräte an den nicht betroffen wird dadurch nicht beeinträchtigt. Die Busterminierung des gesamten Segments erfolgt völlig automatisch. SIMATIC PCS 7 Automatisierungssystem AFS PA Link / FF Link PA Link / FF Link PA Link / FF Link PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1 is PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1 is Vorteile Automatische Terminierung Einfache und sichere Installation Vermeidung ungeplanter Anlagenstillstände durch hochverfügbare Ring-Architektur inkl. Feldbus- Koppler-Redundanz Die Topologie kann im laufenden Betrieb erweitert oder repariert werden. PROFIBUS DP PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1 is Mögliche Architekturen für PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus G_PCS7_XX_00249 4 Architekturen
Produkte Aktive Field Distributor der neuen Generation: is für den Einsatz in Zone 1 und 2 Die neue 6-kanalige Feldbarriere SIMATIC is ermöglicht nun auch hochverfügbare eigensichere Feldbusinstallationen Der is begrenzt die Energie in explosionsgefährdeten Bereichen an den Stichleitungen und trennt diese galvanisch von der Hauptleitung. Daher können über den is auch eigensichere Feldgeräte von einem High Power Feldbus- Koppler gespeist werden, wodurch wesentlich größere Mengengerüste möglich sind als mit einer eigensicheren Feldbus- Speisung. Der is kann in Zone 1 und 2 (bzw. Zone 21 und 22) montiert werden. Alle Stichleitungen sind in EEx ia ausgeführt und können bis in Zone 0 verlegt werden. Somit ist der Explosionsschutz nach dem FISCO-Modell ohne aufwändige Berechnungen implizit nachweisbar. Erste Feldbarriere mit integrierter Repeater-Funktion für eine noch robustere Feldbuskommunikation Beim SIMATIC is kommt ein integrierter Feldbus-Repeater zum Einsatz. Die Kommunikationssignale zwischen Hauptleitung und Stichleitung werden dabei in beiden Richtungen reproduziert. Dadurch wird ein wesentlich höherer Grad an Signalqualität und Rückwirkungsfreiheit zwischen den Stichund Hauptleitungen erreicht. Neben der maßgeblichen Erhöhung der Robustheit von Feldbussegmenten hat dieses Design weitere positive Eigenschaften: Alle Stichleitungen können auf die maximal zulässige Länge von 120 m (60 m bei FISCO) ausgelegt werden, unabhängig von der Anzahl der am Segment angeschlossenen Geräte. Die Hauptleitung kann unabhängig von den Stichleitungslängen auf max. 1 900 m dimensioniert werden. Der erste Stichleitungsabgang kann wahlweise als Stichleitung oder als Subsegment mit bis zu 500 m Länge betrieben werden. Das für PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus H1 zulässige Mengengerüst von bis zu 32 Teilnehmern kann auch für eigensichere Installationen ausgeschöpft werden. Der is eignet sich sowohl für Linientopologien als auch für den Aufbau einer Ring-Redundanz in sicheren und explosionsgefährdeten Bereichen. Produkte 5
Produkte Einfache Installation Innenansicht is Der aktive Feldverteiler is ist für den Einsatz in rauen Umgebungen konzipiert und lässt sich unkompliziert und sicher installieren. Druckguss-Gehäuse aus Aluminium in Schutzart IP66 für den Einsatz im Freien bei Temperaturen von -40 bis +70 C Zugelassen für den Betrieb in Zone 1 und 2 (bzw. Zone 21 und 22) Korrosionsfeste Kabelverschraubungen (M16) verhindern den Feuchtigkeitseintritt auch in rauen Umgebungen. Schraubklemmen-Terminal für den sicheren Anschluss des Feldbuskabels Integrierte Anschluss-Schiene zur einfachen Schirmauflage Aktiver Schutz Neben dem mechanischen Design enthält die intelligente Elektronik diverse einzigartige Mechanismen zur Sicherstellung der Verfügbarkeit des Feldbussegments: Automatische Busterminierung und Isolation von defekten Teilsegmenten 6 kurzschlussfeste Stichleitungsanschlüsse. Im Fehlerfall erfolgt Absenkung auf Prüfstrom (nur 5 ma). Die intelligente Entprell-Logik schützt Hauptleitung und Stichleitung untereinander vor Rückwirkungen beim Anund Abklemmen von Feldgeräten. Von außen sichtbare LED-Anzeigen für eine schnelle Diagnose des Leitungszustandes Sensorüberwachte Abdeckung der Hauptleitungsanschlüsse mit automatischem Lastabwurf ermöglicht im Ring das Öffnen der Hauptleitung bis in Zone 2 auch ohne Feuerschein. Unterstützung aller gängigen Erdungskonzepte Der Schirmanschluss erfolgt wahlweise entweder direkt über die Anschlussschiene oder kapazitiv über eine separate Anschlussklemme am Terminal. 6 Produkte
FOUNDATION Fieldbus Link Foundation Fieldbus ist jetzt analog zum PA Link nahtlos in SIMATIC PCS 7 integriert. Zur Anbindung dient der FF Link mit dem Feldgerätekoppler FDC 157 für integriertes Power Conditioning. Parametrierung und Konfiguration erfolgen zentral. Außerdem wird FOUNDATION Fieldbus vom SIMATIC PCS 7 Asset Management unterstützt. Die Diagnosebilder generiert das System automatisch. Mit den aktiven Feldverteilern sind die gleichen Architekturen wie bei PROFIBUS PA realisierbar. Dabei lassen sich alle Vorteile der Feldverteiler nutzen. Die Integration der Feldgeräte erfolgt über den SIMATIC Manager und SIMATIC PDM. Hierzu sind folgende Schritte erforderlich: Import der Gerätebeschreibung über den Device Integration Manager in den Katalog Konfiguration des FF Link Konfiguration des FF-Gerätes Parametrierung mit SIMATIC PDM Die Prozesswerte können in gewohnter Weise über die Kanaltreiber der SIMATIC PCS 7 Advance Process Library (APL) mit der Applikation verbunden werden. Die zugehörigen Diagnosetreiber werden automatisch durch das System generiert. "Control in the Field" Zusätzlich zum Bedienen und Beobachten von Prozesswerten kann der Anwender FF-Funktionsblöcke via Verschaltungseditor miteinander zu Control loops verbinden ("Control in the Field"). Die so erstellte Applikation läuft unabhängig vom übergeordneten Controller und Link Master. Gerätemanagement Das Gerätemanagement ist in SIMATIC PDM integriert und umfasst Funktionen und Aufgaben wie: Verwaltung der Gerätebeschreibung Geräteparametrierung Gerätezustandsanzeige LifeList Dokumentenmanagement SIMATIC Process Device Manager PDM unterstützt HART, PROFIBUS und FOUNDATION Fieldbus Zusammenfassung SIMATIC PCS 7 integriert nahtlos die beiden Feldbussysteme PROFIBUS PA und FOUNDATION Fieldbus. Der SIMATIC PCS 7-Kunde hat die freie Wahl des Feldbuskommunikationssystems mit der für ihn am besten geeigneten Instrumentierung. Zusätzliche Software oder Third-Party-Infrastrukturkomponenten werden nicht benötigt. Das skalierbare Redundanzkonzept mit dem einzigartigen Ring-Redundanz-Konzept bietet ein Höchtmaß an Robustheit und Verfügbarkeit. Der schnelle und zuverlässige PROFIBUS DP Backbone ermöglicht zentrale und auch dezentrale Systemkonfigurationen bei gleichzeitiger Anbindung weiterer herstellerübergreifender Komponenten. Das integrierte Asset Management erlaubt eine schnelle und zuverlässige Diagnose. FOUNDATION Fieldbus Link 7
Weitere Informationen Vertiefende Infos finden Sie im SIMATIC Guide Handbücher: www.siemens.de/simatic-doku Bestellen Sie weitere Druckschriften zum Thema SIMATIC unter: www.siemens.de/simatic/druckschriften Vertiefende technische Dokumentation auf unserem Service& Support Portal: www.siemens.de/automation/support Für ein persönliches Gespräch finden Sie Ansprechpartner in Ihrer Nähe unter: www.siemens.de/automation/partner Mit der Industry Mall können Sie direkt elektronisch per Internet bestellen: www.siemens.com/industrymall Siemens AG Industry Sector Industrial Automation Systems Postfach 4848 90026 NÜRNBERG DEUTSCHLAND www.siemens.com/simatic-pcs7 Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: E86060-A4678-A271-A1 3P.8215.15.11 / Dispo 09508 BR 0410 0.05 ROT 8 De Printed in Germany Siemens AG 2010 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.