Wireless Hart-Adapter ermöglichen die Aufrüstung Hart-fähiger Feldgeräte auf die Wireless Hart-Technologie, auch für Anwendungen, deren Energiebedarf bisher zu hoch war.
Dem drahtlosen Kommunikationsstandard Wireless Hart kommt in der Prozessautomation eine immer größere Bedeutung zu. Die Funktechnologie setzt auf dem etablierten Hart-Protokoll auf und lässt sich ganz einfach, nahtlos in jede bestehende Feldbusinfrastruktur einbinden. Wo immer Kabelverbindungen zu aufwendig oder gar nicht möglich sind, eröffnet die Wireless Hart-Technologie daher neue Anwendungsmöglichkeiten und neue Kommunikationswege.
Hart-fähige Messstellen können problemlos nachträglich angebunden werden. Selbst weit entfernte oder für Kabel unzugängliche Messgeräte sind so schnell und kostengünstig integrierbar. Und auch für Anlagen, die häufig umgerüstet werden müssen und für Feldgeräte, die nur vorübergehend genutzt werden, ist die Einbindung ohne großen Aufwand und teure Änderung der Verkabelung möglich.
Schnelle und kosten­günstige ­Anbindung
Beim Aufbau von Wireless Hart-Netzwerken spielen Wireless Hart-Adapter eine ganz zentrale Rolle. Sie lesen die Messwerte des angeschlossenen Feldgerätes über Hart oder übertragen das 4...20 mA-Signal in einen digitalen Wert, den sie weiterleiten. So ermöglichen sie die einfache und schnelle Aufrüstung von Hart oder 4...20 mA-Feldgeräten auf die Wireless Hart-Technologie. Bisher wurden diese Adapter über eine Batterie gespeist, die auch das angeschlossene Feldgerät mit Energie versorgte.
Um eine lange Lebensdauer dieser Batterien zu gewährleisten, ist zwar der Adapter selbst permanent in Betrieb und steht als Router innerhalb des Netzwerkes zur Verfügung. Die Feldgeräte werden jedoch nur eingeschaltet und mit Energie versorgt, wenn sie wirklich gebraucht werden. So können die Batterien Lebenszeiten von mehreren Jahren erreichen - natürlich abhängig von den Zeitintervallen, in denen Messungen vorgenommen werden und von der Dauer sowie der Betriebsspannung, die für den Messvorgang nötig sind. Bei Feldgeräten mit zu hohem Energieverbrauch stieß diese Technologie jedoch bisher an ihre Grenzen, da die Batterien der Adapter in solchen Fällen bereits nach kurzer Zeit verbraucht wären.
Mehr Energie für mehr ­Anwendungsmöglichkeiten
Pepperl+Fuchs wird Anfang 2014 eine neue Generation von Wireless Hart-Adaptern anbieten, die hier Abhilfe schafft. Die Geräte werden nicht über Batterie, sondern über ein elektronisch geregeltes Netzteil gespeist und eröffnen auf diese Weise ganz neue Anwendungsmöglichkeiten für die drahtlose Technologie. Selbst Messverfahren mit 4-draht Messgeräten, die viel Energie benötigen, können über die modifizierten Wireless Hart-Adapter ins Netzwerk integriert werden. Das ermöglicht zum Beispiel die Anbindung von Coriolis-Massedurchflussmessgeräten, die nicht nur für fast alle Medien geeignet sind - dank multivariabler Messung von Durchfluss, Dichte, Temperatur erfordern sie darüber hinaus weniger Prozessmessstellen.
Auch dort, wo der Produktionsprozess sekündlich ein Update der Messwerte verlangt, war die Einbindung ins Wireless Hart-Netzwerk über batteriebetriebene Adapter bisher nicht möglich. Da die Messgeräte dafür permanent eingeschaltet sein müssen, wäre die Lebensdauer der Batterien nach nur zwei bis vier Wochen erschöpft. Über die neuen fremdgespeisten Adapter ist das jetzt ebenso unproblematisch wie die Anbindung von Feldgeräte mit langer Messzeit oder von Repeatern an toten Punkten im Netzwerk.
Einfache Inbetriebnahme
Die Installation und Integration der neuen Wireless Hart-Adapter ist denkbar einfach. Nach der Konfiguration erkennen sie das Funksignal und bauen selbständig die Verbindung zu ihren Nachbarn im Netz auf. Das neue integrierte Weitbereichsnetzteil ermöglicht die Verbindung von bis zu vier Hart-Geräten im Multidrop-Verfahren. Es deckt Spannungen von 24 V bis 230 V ab und kann im Falle eines Stromausfalls den Funkbetrieb durch einen internen Energiespeicher für mindestens eine Stunde aufrechterhalten. Die fremdgespeisten Wireless Hart-Adapter werden zunächst für den sicheren Bereich verfügbar sein, Geräte mit Zulassung für die Zone 1 sind aber ebenfalls in Vorbereitung.

Wireless Hart auf einen Blick
Die Wireless Hart-Technologie basiert auf dem Kommunikationsstandard IEEE 802.15.4.
Die drahtlosen Netzwerke sind in Form einer maschenförmigen Struktur (Mesh Network) aufgebaut, bei der jeder Teilnehmer zugleich als Repeater fungiert. Auf diese Weise sind sehr weitläufigen Netzwerkstrukturen möglich.
Wenn Übertragungsstörungen auftreten, werden sie automatisch behoben, in dem die Signale um die Störstelle herum zum Empfänger weitergeleitet werden. So ist eine hohe Verfügbarkeit von Wireless Hart-Netzwerken gewährleistet.
Über Wireless Hart-Adapter ist die einfache und kostengünstige Aufrüstung von Hart-fähigen Feldgeräten möglich.
Adapter mit Weitbereichsnetzteil ermöglichen nun auch Anwendungen, deren Energiebedarf für batteriegespeiste Geräte zu hoch war.