CITplus - Für den professionellen Automatisierer ist die Information, die aus den Feldgeräten kommt wichtiger Bestandteil von Strategien zur Inbetriebnahme, Betrieb und Instandhaltung. Hierfür wird in der Prozessautomation der Feldbus Profibus PA oder Foundation fieldbus H1 eingesetzt. Dieser Artikel zeigt dem noch Unentschlossenen Analogien und Unterschiede, Tipps für die Praxis und handfeste Gründe, die bekannten Pfade zugunsten des Feldbus zu ­verlassen.

Mehr Geräte über ein Kabel ansprechen - in der Fabrikautomation ist das schon lange Usus. Die Produkte unseres täglichen Lebens - DVD-Spieler, Kaffeemaschinen oder elektrische Zahnbürsten - wären ohne diese Automation nicht mehr denkbar.

Was den Feldbus kennzeichnet
In der Prozessautomation, wo es auf dauerhaften und zuverlässigen Betrieb ankommt rückt die Installationstechnik eines Bussystems stärker in den Fokus von Installateuren und Instandhaltungsteams: Ein möglicher Ausfall der Feldbusphysik kann weitreichende Konsequenzen haben. Schon keine Lust mehr? Dann sollten wir darüber sprechen, warum in so vielen Prozessanlagen der Feldbus bis zum letzten Instrument reicht: Buchstäblich alle großen Anwender in der Kette der Energieversorgung setzen durchgängig auf den Feldbus: vom Bohrloch, der Raffinerie über das Tankschiff bis zum Kavernenspeicher oder Tanklager. Hierbei reden wir über die typischen Anforderungen an die Prozessautomation und ein Feldbussystem mit langen Distanzen und sehr rauen Umgebungsbedingungen. Die Stromversorgung und die Datenübertragung wird über eine verdrillte, geschirmte Zweidrahtleitung erledigt: Profibus PA oder Foundation Fieldbus H1.
Den Feldbus einsetzen heißt seine Anlage überschaubarer zu gestalten. Mehr Daten aus den Feldgeräten führen zu besseren Informationen für die Anlagenführung. Diagnosedaten ermöglichen bedarfsorientiertes Handeln. Ob Instrumentierung oder Anlagenteile ohne Kommunikation wie Pumpen oder Wärmetauscher - Anlagenfahrer und Wartungspersonal wissen mit dem Feldbus als Medium genauer wie es ihrer Anlage geht. Die Anlage läuft länger bei gleichzeitig niedrigeren Instandhaltungskosten.
Und was muss man dafür tun? Das Feldbussegment sollte in seiner Qualität gut und damit hoch verfügbar installiert sein. Und man trägt dafür Sorge, dass dies im Alltag einer Prozessanlage auch so bleibt.

Paralellen zu Bekanntem - Vorteilhaft Neues für die Praxis
Wo qualitativ Analogien und Unterschiede zwischen den Technologien zeigt die Tabelle.

Eine gesunde Installation ­beginnt mit ‚P‘
P wie Planung. Primär geht es um die notwendigen Leitungslängen und die Auslegung der Topologie nach den Vorschriften des Feldbusstandards IEC 61158-2. Ist die geographische Ausdehnung der Anlage bekannt kann und sollten diese Randbedingungen die Feldbusinstallation betreffend gleich überprüft werden. Dieser neue Schritt zahlt sich aus, denn es ist bereits vor der Installation klar, dass die Topologie auch funktioniert. Das führt zu einer verkürzten Installationszeit und einem schnelleren Loop-Check.
Bei dieser Überprüfungs- und Planungsarbeit unterstützen Planungswerkzeuge. Beispielsweise Segment Checker bietet viele Gerätebibliotheken. Das Feldbussegment wird nicht nur mit Schätzwerten sondern den tatsächlich geplanten Geräten geplant und validiert. (Download kostenlos unter www.­segmentchecker.com.)

Gekonnte Installation für dauerhaften Betrieb
Es gibt keine gesetzliche Grundlage und damit keinen Zwang, das Segment qualitativ hochwertig aufzubauen. Stets mit Schutzkleinspannung gespeist geht von der Feldbusinstallation unmittelbar keine Gefahr für Personen oder Gegenstände aus.
Die Motivation für eine gute Installation kommt deswegen intrinsisch aus der Anforderung an die Verfügbarkeit. Die wichtigsten Hinweise sind in den Regelwerken der Feldbusdachverbände und des VDI zusammengefasst:

• Richtlinien der Feldbusorganisationen Fieldbus Foundation AG 181 (www.­fieldbus.org) oder Profibus Installationsrichtlinie (www.profibus.com).
• VDI Richtlinie 2184: Zuverlässiger Betrieb und Wartung von Feldbussystemen

Installationsprüfung und ­Überwachung automatisiert
Unbedingt automatisierte Testwerkzeuge einsetzen. Sie sparen Zeit und Geld und ermöglichen einen Loop-Check der auf der Basis einer gut funktionierenden Kommunikation durchgeführt werden kann. Hier bietet sich für Foundation Fieldbus H1 oder PROFIBUS PA ein System mit viel Bedienungskomfort von Pepperl+Fuchs an: FieldConnex Advanced Diagnostics.
Das Advanced Diagnostic Modul (ADM) führt Prüfungen an der Feldbusphysik durch, dokumentiert die angeschlossenen Feldgeräte, protokolliert Abweichungen und kann mit der Planungsunterlage vergleichen. Das ADM weist mit Hilfe eines Expertensystems präzise auf Unregelmäßigkeiten in der Installation hin. Einfach, verständlich und im Klartext. Typische Installationsfehler wie schlechte Schirmung, Erdfehler, falsche Terminierung oder Kurzschlüsse sind dann schnell abgestellt.
Das Bussystem entweder laufend überwachen oder in regelmäßigen Abständen (1...2 im Jahr) prüfen - je nach Anforderung an die Verfügbarkeit und Belastung der Installation durch die Umwelt. Außerdem bitte unbedingt nach abgeschlossenen Wartungsarbeiten an Geräten oder einem Segment eine Wiederholungsprüfung laufen lassen. Denn mehr als 80 % der Ausfälle im Bereich Feldbus sind durch ungewollte manuelle Veränderungen verursacht, nicht etwa durch Alterung.

Der Explosionsschutz: Ein Kinderspiel
Für alle explosionsgefährdete Bereiche existieren eigensichere Lösungen. Explosionsschutz beim Feldbus ist besonders einfach seit der Einführung von Fisco, dem ‚Eigensicherheitskonzept für den Feldbus‘ (engl: Fieldbus Intrinsically Safe Concept). Neben einfachen Randbedingungen - es ist beispielsweise nur eine Speisung je Segment zulässig - bleibt dem Anwender lediglich die Dokumentation der Verwendung ausschließlich Fisco-zertifizierter Geräte. Damit ist der Nachweis der Eigensicherheit erbracht. Und das Arbeiten im laufenden Betrieb ist ebenfalls möglich.
Fisco verlangt die Einhaltung von Grenzwerten zu Spannung, Strom und Leistung sowie Kapazitäten und Induktivitäten. Diese sind durch das Zertifikat garantiert. Beim Kabel reicht die Herstellererklärung. Das vereinfacht die Zusammenschaltung von Feldbusgeräten, die heute praktisch alle Fisco-eigensicher sind.

Und jetzt?
Haben Sie doch Lust bekommen, Foundation Fieldbus H1oder Profibus PA auszuprobieren? So gut wie alle Lieferanten bieten Teststellungen für das Labor, die Werkbank oder den Schreibtisch im Büro. Oder besuchen Sie einen der öffentlichen Informationstage wie etwa Profibus Meet the Experts, die Foundation Fieldbus Konferenz oder die neu etablierte Feldbus-Lounge auf der Hannover Messe. Hier können Sie sich mit Könnern, Neulingen, Herstellern und Beratern austauschen und sich hautnah eine Meinung bilden.
Eine Bitte: Planen Sie für Ihren nächsten Um- oder Neubau in der Anlage den Feldbus bis zum Endgerät ein - egal für welchen Hersteller Sie sich entscheiden. Es wird sich sicher rechnen.