Wie in der Fabrikautomation, wird früher oder später auch in der Prozessindustrie Profinet Profibus DP ablösen. Pepper+Fuchs stellt eine Lösung mit Profinet-Anbindung vor.

Kaum ist die digitale Kommunikation auch in der Prozessindustrie angekommen, steht schon der nächste Technologiewechsel ins Haus. Profibus DP gilt mittlerweile als etablierter Standard, der sich längst bewährt hat und in viele Prozessanlagen eingezogen ist. Doch Profinet geht noch einen entscheidenden Schritt weiter.
Dabei wird hier nicht das Rad völlig neu erfunden. Es handelt sich auch nicht um eine Revolution, die alles Bisherige infrage stellt. Vielmehr greift Profinet auf dieselben bewährten Technologien zurück, die sich schon beim Profibus DP bewährt haben. Man kann also hier eher von einer Evolution sprechen als von einer Revolution. Entsprechend gut stehen auch die Chancen für Anlagenbetreiber, sich schrittweise der Zukunft zu nähern und bei der Modernisierung und Neuinstallation bewusst auf zukunftssichere Infrastruktur-Komponenten mit Profinet-Gateway zu setzen.
Profinet ist im Grunde genommen eine Industrial Ethernet Variante, die gezielt um die Funktionalität von Profibus DP ergänzt wurde und hat sich in der Fabrikautomation bereits bestens bewährt. Damit lässt sich die Kommunikation auf der Leitebene nahtlos in die übrige IT-Landschaft des Unternehmens integrieren. Die Kommunikation mit dem Profibus PA auf der Feldebene erfolgt über Profinet-Gateways. Die dafür speziell definierte Proxy-Technologie ermöglicht die einfache und praktische Einbindung von in der Prozessautomation etablierter Bussysteme wie Profibus PA.

Von Big Data bis zum Internet der Dinge
Profinet ist auch noch aus einem anderen Grund der Weg in die Zukunft. In einer Prozessanlage fallen eine Unmenge an Daten an, die vor allem von intelligenten Feldgeräten geliefert werden. Doch derzeit bleibt ein Großteil davon noch weitgehend ungenutzt. Dabei bieten sich diese Daten geradezu an, um mithilfe von Big-Data-Lösungen in konkret nutzbare Informationen verwandelt zu werden. Informationen, die dann über Ethernet-basierte Systeme an jedem Ort zur Verfügung stehen und dabei eine Fülle neuer Anwendungen eröffnen, die sich derzeit erst ansatzweise abzeichnen.
Die strikte Trennung zwischen der IT-Welt auf der einen und der industriellen Automation auf der anderen Seite hat bisher eine durchgängige Nutzung dieser Daten erheblich erschwert, denn die Transparenz der Prozessanlage hört spätestens in der Leitzentrale auf. Profinet ist der Schlüssel, um derartige Beschränkungen aufzuheben.

Komplexität deutlich reduziert
Ein durchgängig homogenes System ist natürlich deutlich weniger komplex als eine heterogene Umgebung aus spezialisierten Systemwelten. Profinet ist ideal, um die bisher strikte Trennung zwischen Automationswelt und IT aufzuheben. Dabei kommuniziert die Feldebene weiterhin nach den bewährten Protokollen, Standards und Technologien, während Gateways den direkten Anschluss zu einer auf Industrial Ethernet basierenden Leitebene herstellen.
Die Hersteller von Infrastruktur-Komponenten wie Pepperl+Fuchs haben den Entwicklungstrend erkannt und beginnen zunehmend, ihre Lösungen für die Profinet-Welt vorzubereiten. Das Unternehmen aus Mannheim zählt zu den Vorreitern innovativer Technologien speziell im Ex-Bereich.

Power Hub mit Profinet-Gateway
Dazu gehört auch das Power Hub-Konzept. Dieses hat das Unternehmen jetzt gründlich überarbeitet und die gesamte Produktfamilie auf eine neue Basis gestellt. Die Stichworte dazu lauten: extrem kompakte Bauweise, unterschiedliche Redundanz-Konzepte und erstmals ein Profinet-Gateway.
Interessant ist dabei die Unterstützung der Linienredundanz und der S2 Systemredundanz von Profinet. Letztere beruht auf dem Prinzip, dass z. B. ein Gateway über getrennte Kommunikationswege mit zwei separaten Mastern verbunden wird. Dabei entsteht ein hochverfügbares System, ohne dass dafür zusätzliche Hardware erforderlich ist. Fällt ein Kommunikationsweg durch eine Kabelunterbrechung aus, wird automatisch der zweite Weg genutzt und die Kommunikation bleibt aufrechterhalten.
Profinet bietet darüber hinaus auch die Systemredundanz für eine hochverfügbare Kommunikation über bis zu 4 Kommunikationswege. Sobald Leitsysteme zur Verfügung stehen, die eine R2-Systemredundanz ermöglichen, wird Pepperl+Fuchs auch diese Lösung anbieten.

Transparente Kommunikation im Kompaktformat
Im Schaltschrank geht es immer eng zu. Pepperl+Fuchs hat daher bei der neuesten Generation seiner Power Hub Lösung die Größe der Komponenten nochmals reduziert. So wurden die bisherigen Segmentkoppler 2 und 3 durch ein neues Modell ersetzt. Es erfordert weniger Platz bei deutlich erweiterter Funktionalität. Als Ersatz für den bisherigen Segmentkoppler 1 gibt es den neuen Basis-Segmentkoppler. Er ist nur noch 20 mm breit und damit um den Faktor 4 kleiner als die bisherige Lösung.
Damit bietet Pepperl+Fuchs die derzeit kompakteste Feldbusstromversorgung auf dem Markt. Und das mit einer bisher unerreichten Energieeffizienz. Es ist der Anschluss von bis zu vier Feldbus-Segmenten möglich. Dadurch sinkt nicht nur die Anzahl der Schaltschränke. Wegen der geringen Wärmeleistung kann auf aktive Klimatisierung verzichtet werden, was sich zusätzlich positiv auf die Energiebilanz und die Verfügbarkeit des Systems als Ganzes auswirkt. Und sie erfordern erheblich weniger Aufwand bei Engineering und Installation.

Remote-Konfiguration und Ex-Sicherheit
Der neue Power Hub erlaubt die Konfiguration und Diagnose aus der Ferne über einen Device Type Manager oder Webserver. Außerdem stehen Konfigurationstools zur Einbindung in praktisch jedes Automationssystem zur Verfügung. Mit dem Advanced Diagnostic Modul kann der Power Hub in die ständige Überwachung der physikalischen Feldbusebene eingebunden werden.
Speziell für die chemische Industrie interessant ist die Möglichkeit zur eigensichere Energieversorgung für Ex-Bereiche der Zonen 0–2 (Div 1/2) und Feldgeräte nach den Klassifizierungen Ex ia, Ex ib und Ex ic. In Kombination mit dem High-Power Trunk-Konzept erlaubt der Power Hub eine eigensichere Stromversorgung der Instrumentierung nach IEC 60079-11 – und das für eine große Anzahl an Endgeräten, auch wenn diese über lange Kabelwege angebunden sind.
Alternativ steht auch die von dem Mannheimer Unternehmen mit entwickelte Dart-Technologie zur Verfügung, die wirksam jeden zündfähigen Funken im Ex-Bereich verhindert. Durch die hohe zur Verfügung stehende Wirkleistung realisiert Dart den eigensicheren High-Power Trunk, die ideale Kombination aus erreichbarer Kabellänge, Gerätezahl und Sicherheit.
Profinet sorgt also dafür, dass die technische Entwicklung weiterhin in Bewegung bleibt. Dabei braucht man nicht viel Fantasie, um sich das Szenario der unmittelbaren Zukunft vorzustellen: eine per Profibus PA vernetzte Feldebene, die über Gateways mit der Ethernet-basierten Profinet-Leitebene kommuniziert. Wobei diese Zukunft sicher auch völlig neuartige Big Data-Anwendungen bringen wird, von denen man bisher nur träumen kann.