Offene Kommunikationsstrukturen für die Prozessindustrie
Remote I/O-System IS1+ und Namur Open Architecture
Die Namur Open Architecture (NOA) erweitert die klassische prozessindustrielle Automatisierungspyramide um eine durchgängige Kommunikationsstruktur, die einen schichtübergreifenden transparenten Datenaustausch von der Feld- bis in die Leitebene vorsieht. Auf diese Weise können Feldgeräte und Steuerungen in übergeordnete Monitoring- oder Optimierungskonzepte eingebunden und eine Cloudanbindung im Sinne der Industrie 4.0 realisiert werden. Grundlage dafür ist eine passende Schnittstellenausstattung der Feldgeräte - wie z.B. bei den Remote I/O-Systemen von R. Stahl, die schon länger über einen ähnlich wie bei NOA beschriebenen zweiten Kanal verfügen.
 Einbindung von Remote I/O in die Namur Open Architecture und Einsatz des Service-Bus als zweiten Kanal
Einbindung von Remote I/O in die Namur Open Architecture und Einsatz des Service-Bus als zweiten KanalBild: R. Stahl Schaltgeräte GmbH

Schon seit mehr als 30 Jahren hat der Explosionsschutz-Spezialist R. Stahl Remote I/O-Lösungen für explosionsgefährdete Bereiche im Programm. Obwohl sich die neueste System-Generation IS1+ gegenüber ihren Vorgängern durch zahlreiche Innovationen auszeichnet, besteht ihr zentraler Vorteil in einem langjährig bewährten, auf offenen Systemschnittstellen basierenden Grundkonzept. Es gestattet den Betrieb der Geräte mit nahezu jedem Automatisierungssystem, bietet umfangreiche Diagnosefunktionen mit hohem Mehrwert für Plant-Asset-Management-Anwendungen und ermöglicht über eine Service-Bus-Schnittstelle die parallele Übertragung von Diagnosedaten und HART-Informationen angeschlossener Feldgeräte. Speziell mit dem Service-Bus und der vollständigen Transparenz für das HART-Protokoll empfiehlt sich das Remote I/O-System IS1+ für moderne Anlagenkonzepte im Sinne der Namur Open Architecture.

 Multi-Protokoll-Talent: Die CPU von IS1+ integriert Protokollstacks für Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP und Profibus DP.
Multi-Protokoll-Talent: Die CPU von IS1+ integriert Protokollstacks für Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP und Profibus DP.Bild: R. Stahl Schaltgeräte GmbH

Zweiter Kanal für parallele Datenkommunikation

Der Service-Bus, im Umfeld der NOA auch als ‚zweiter Kanal‘ bezeichnet, ist keine neue Erfindung. Schon die ersten Remote I/O-Systeme, die R. Stahl bereits in den achtziger Jahren entwickelt hatte, verfügten über eine eigene Diagnose- und Konfigurationsschnittstelle bis in die Zone 1. Bei IS1+ wurde diese zunächst für die Gerätekonfiguration über Modbus RTU genutzt oder diente in Profibus DP-Umgebungen als separater Zugang für erweiterte Diagnostik und HART-Informationen. Seit 2003 lassen sich das Remote I/O-System und angeschlossene HART-Feldgeräte mittels DTM-Treibern wahlweise über den Service-Bus oder den Prozess-Bus in Field-Device-Tool-Applikationen (FDT) des Plant Asset Managements (PAM) einbinden. Während bei Profibus DP der zweite Kanal vorwiegend als separates physikalisches Netzwerk realisiert wird, da das Tunneln eines zusätzlichen Protokolls bei diesem Feldbus relativ aufwändig ist und von Automatisierungssystemen nur bedingt unterstützt wird, eröffnete die Ethernet-Ausstattung von IS1+ die Möglichkeit, Profinet-, Ethernet/IP- oder Modbus TCP-Netzwerke mit integriertem Service-Bus bis in die Zone 1 auszudehnen.

 Feldinstallation eines IS1+ Remote I/O-Systems mit Anbindung über Ethernet und Profinet-Protokoll - optional auch mit S2 Redundanz
Feldinstallation eines IS1+ Remote I/O-Systems mit Anbindung über Ethernet und Profinet-Protokoll – optional auch mit S2 RedundanzBild: R. Stahl Schaltgeräte GmbH

IP-Kommunikation bis in Ex-Bereiche

Das 100MBit/s-Ethernet ermöglicht der IP-Kommunikation den Weg bis in explosionsgefährdete Bereiche der Feldebene und kombiniert Prozess-Bus und Service-Bus effektiv miteinander. Durch den integrierten Webserver eröffnen sich interessante neue Use Cases für den Remote Zugriff. So vereinfachte der IP-basierte Datenverkehr nicht nur bei Inbetriebnahmen Remote Loop Checks bis zur Feldgeräteebene, ohne dass Personal im Feld anwesend sein musste – auch Firmware-Updates am anderen Ende der Welt ließen sich unter entsprechenden Security-Vorkehrungen von nun an per Internet durchführen. Weitere Möglichkeiten bestehen im Auslesen von Versionsständen, in der Kontrolle des korrekten Anschlusses von HART-Geräten auch ohne Leit- oder PAM-System oder im Vergleich von Soll-/ Ist-Bestückung der IS1+ Systeme. Insbesondere im Kontext von NOA-Aktivitäten und -Strukturen schufen zuletzt die neuesten, ‚mehrsprachigen‘ CPUs (Communication Processing Units) von IS1+ die Basis für eine ganze Reihe an Optionen.

 Schnittstellen-Vielfalt der IS1+ CPU - klassischer Profibus DP, 2 Ports für Ethernet-Ringe oder getrennter Ethernet Prozess-/Service-Bus sowie zusätzlicher USB-Anschluss
Schnittstellen-Vielfalt der IS1+ CPU – klassischer Profibus DP, 2 Ports für Ethernet-Ringe oder getrennter Ethernet Prozess-/Service-Bus sowie zusätzlicher USB-AnschlussBild: R. Stahl Schaltgeräte GmbH

Multi-Protokoll-CPU vereinfacht Migrationskonzepte

Speziell bei Migrationsvorhaben, etwa zur Infrastrukturmodernisierung oder der Netzwerkerweiterung mit verschiedenen Übertragungsprotokollen, sorgen die Multi-Protokoll-CPUs von IS1+ für deutliche Vereinfachungen. Diese integrieren sowohl die Protokollstacks für Profinet, EtherNet/IP und Modbus TCP als auch für den ‚Klassiker‘ Profibus DP, der in eigensicherer Ausprägung als RS485-IS seit den ausgehenden neunziger Jahren häufig bei Remote I/O-Installationen auch in Ex-Bereichen eingesetzt wird. Auf diese Weise kann IS1+ in Bestandsanlagen, die migriert werden sollen, weiterhin über Profibus DP mit dem Leitsystem kommunizieren, während parallel dazu ein Ethernet-Netzwerk aufgebaut wird. Dieses lässt sich als zweiter Kanal zur Übertragung erweiterter Diagnose- oder HART-Daten nutzen. Erfolgt dann die Umrüstung auf ein Ethernet-basiertes Leitsystem z.B. mit Profinet für alle Prozess-, Diagnose- und HART-Daten, ist die erforderliche Infrastruktur bereits vorhanden und die CPU-Baugruppe braucht lediglich per Schalter auf Profinet-Kommunikation umgestellt werden. Währenddessen gewährleistet der integrierte Webserver über den zweiten Kanal weiterhin den Zugriff auf die zusätzlichen Daten. Alternativ sorgt der IS1+ DTM wie bisher üblich für die bidirektionale Übertragung von HART-Variablen und sämtlicher HART-Informationen angeschlossener Geräte, wodurch die Remote-Konfiguration oder die Funktion von Audit Trail Applikationen gewährleistet bleiben.

Seiten: 1 2 3Auf einer Seite lesen

R. Stahl Schaltgeräte GmbH
http://www.stahl.de

Das könnte Sie auch Interessieren

Engineering, IIoT und 
Businessanwendung vereint

Engineering, IIoT und Businessanwendung vereint

Durch die Zusammenarbeit von Software AG und Logi.cals GmbH entstehen gemeinsame Technologien und Services für das systemübergreifende Engineering und den zentralen Betrieb. - Bild: Logi.cals GmbH Die Software AG mit Sitz in Darmstadt ist einer der größten Anbieter...