← Zurück zur Kategorie Prozesssteuerung & Automatisierung

Überbrückung der Lücke zwischen HART Devices und IIoT, dem industriellen Internet der Dinge

Moore Industries-Logo

Von Tina Todd, Director of Engineering bei Moore Industries Worldwide

In den letzten Jahrzehnten hat die Einführung von Industrial Ethernet und drahtlosen Netzwerken in verfahrenstechnischen Anlagen und Automatisierungsanlagen dazu geführt, dass der Datenaustausch innerhalb einer Anlage und sogar in globalen Unternehmensnetzwerken zum Alltag geworden ist.

Dieser freie Informationsfluss hat neue Möglichkeiten für die Verwendung der zahlreichen Datenmengen in vorhandenen Feldgeräten in einem IIoT-Kontext (Industrial Internet of Things) eingeführt, um Smart Factory, Cloud Automation und Industry 4.0 zu ermöglichen.

Der Fluss von Prozess- und Diagnosedaten von intelligenten digitalen HART-Feldgeräten kann jetzt mit Steuerungs-, Asset-Management- und Dateninformationssystemen auf mittlerer und höherer Ebene geteilt werden, ohne dass teure Geräte für die Prozesssteuerungsschnittstelle aufgerüstet werden müssen.

Abbildung-1

ISA 95-Modell mit Kontroll- und Informationsebenen

Pflanze der Zukunft

Das typische Prozesssteuerungsmodell, bei dem Entscheidungen für den Prozess auf lokaler oder zentraler Ebene von SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) oder BPCS (Basic Process Control System) getroffen werden, ändert sich schnell. Diese Systeme sollten niemals die Datenmenge verarbeiten oder gar realisieren, auf die sie in naher Zukunft Zugriff haben würden.

Es gibt neuere ERP-, MES- und Asset-Management-Systeme, die einen Teil dieser Daten erfassen. Die kritischere Herausforderung für die lokalen Produktionsstätten ist jedoch das Personal. Da durch die Straffung der Kosten und des Overheads in vielen Produktionsstätten nur noch genügend Personal vorhanden ist, um die Anlage am Laufen zu halten, stehen den Produktionsstätten nicht mehr die für die Datenanalyse erforderlichen zusätzlichen Zeit-, Personal- und Ressourcen zur Verfügung.

Aus diesem Grund bieten Unternehmen Leasing- oder Jahresverträge an, bei denen alle Arten von Prozessdaten gesammelt, gespeichert und analysiert werden. Diese Daten sind Teil einer umfassenderen Predictive Analytics-Strategie, die nicht nur Betreiber vor bevorstehenden Problemen warnen kann, sondern auch zur Optimierung des Prozesses selbst verwendet wird.

Diese Art der Cloud-Automatisierung versucht, so viele Daten wie möglich zu sammeln, um die Betriebsausgaben und zukünftigen Investitionsausgaben für zukünftige Anlagenbauten zu reduzieren. Die Herausforderung bleibt also: Wie finden bestehende und neue Fertigungsanlagen einen kostengünstigen Weg, um kritische Betriebsdaten auf übergeordnete Informationssysteme zu übertragen? Die Antwort ist, die digitalen HART-Daten zu nutzen, die Sie bereits installiert haben, aber entweder nicht wussten, dass sie vorhanden sind, oder sich die Geräte-Upgrades für den Zugriff darauf nicht leisten konnten.

HART-Protokoll

Mit mehr als 40 Millionen installierten HART-Geräten weltweit werden bei HART ständig aktualisierte Revisionen erstellt, mit denen die Datenaustauschkapazität, die Geschwindigkeit, die Anzahl der Geräte in einem Netzwerk, die Unterstützung über Ethernet und die Wireless-Fähigkeit kontinuierlich verbessert werden. Es ermöglicht Endbenutzern den uneingeschränkten Zugriff auf Prozess- und Diagnosedaten, die für alle Bereiche der neuen Smart Factory freigegeben werden können, die IIoT-Bestrebungen unterstützen.

In vielen Fällen wurden HART-Instrumente einfach installiert, weil sie mit einem HART-Handheld-Kommunikator (HHC) einfach konfiguriert und diagnostiziert werden konnten. Das HART-Digitalsignal enthält jedoch häufig zusätzliche Prozessmessungen und andere Variablen, einschließlich Gerätestatus, Diagnosedaten, Alarme, Kalibrierungswerte und Warnmeldungen.

Eine einfache und kostengünstige Lösung zum Sammeln von HART-Informationen ist die Verwendung eines HART-Schnittstellengeräts. Diese HART-Schnittstellengeräte machen das Erfassen von HART-Daten zu einem relativ einfachen Unterfangen. Diese HART-Daten können dann dem Steuerungssystem, dem Asset Manager oder dem Plant Ethernet-Backbone zur Verfügung gestellt und dann mit übergeordneten Systemen oder Unternehmens-WANs (Wide Area Network) geteilt werden.

Abbildung-3

HART-zu-Ethernet-Gateways bieten eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit, wichtige HART-Daten mit übergeordneten Systemen auszutauschen.

HART-Schnittstellenoptionen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Schnittstelle zu HART-Smart-Field-Geräten herzustellen, um die digitalen Prozess- und Diagnoseinformationen abzurufen. Sie variieren von HART-fähigen 4-20mA-Eingangskarten, HART-Multiplexer (Mux) -Systemen, Einschub-SPS-Gateway-Karten, benutzerdefinierten codierten Softwareschnittstellen für das Asset Management und MES / ERP-Systemen bis hin zu eigenständigen Gateways, die die HART-Daten normalerweise in andere proprietäre Daten konvertieren oder offenes Industrieformat.

HART-Multiplexer sind weit verbreitet, und ihre Schnittstelle ist in der Regel eine benutzerdefinierte serielle RS-422-, RS-485- oder RS-232-Verbindung. Sie ist speziell für die Hardwareschnittstelle, das Asset-Management-System oder das Steuerungssystem eines bestimmten Herstellers konfiguriert. Jede dieser Optionen ist recht kostspielig und wird oft vermieden. Die teuerste, aber auch spezifischste HART-Schnittstelle ist eine, die von einem Programmierer geschrieben wurde und die dann an die genauen Benutzer- und Hardwarespezifikationen angepasst werden kann.

Standalone-HART-Gateways wie das HES-Ethernet-Gateway-System von Moore Industries bieten häufig die wirtschaftlichste Möglichkeit, HART-Daten von Feldgeräten zu extrahieren, sodass die Daten problemlos für übergeordnete Systeme verfügbar sind. Diese Produkte bieten in der Regel ein bis vier Kanäle oder Ports, über die mehrere HART-Geräte für eine maximale Datenkonzentration abgelegt werden können.

Für weitere Informationen über Moore Industries, Besuch www.miinet.com

Moore Industries-Europe, Inc

Interface-Feld-Prozesse mit Computer-basierten Systemen, Auslesegeräten und anderen Instrumenten

Unterschrift: Gold-Mitgliedschaft

Weitere Nachrichten

Hinterlasse einen Kommentar

Diese Seite verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahren Sie, wie Ihre Kommentardaten verarbeitet werden.

Via
Link kopieren