Steuerung von Maschinen und Anlagen in der Prozessindustrie
Steuerungssysteme in der Prozessindustrie verwalten komplexe Anwendungen in oft kritischen Umgebungen. COMPLETE line bietet effiziente Lösungen für die Wartung, Um- und Nachrüstung bestehender Anwendungen sowie für die Entwicklung neuer, zukunftssicherer Anlagen.
Aufbau von Steuerungssystemen für die Prozessindustrie
Eine der Hauptaufgaben für die Steuerung im Prozessumfeld besteht in der Anbindung von Sensoren und Aktoren im Feld an die Steuerung unter Beachtung aller erforderlichen Sicherheitsanforderungen sowie die Ex-Zulassungen für verschiedene Normen und Zonen.
Eine Möglichkeit ist die klassische Point-to-Point-Verbindung mit Produkten aus dem Bereich der Verbindungstechnik und der Signalanpassung. Analoge Signale werden im Feld über für die Umgebung passende Verteilerkästen gesammelt und via Trunk-Kabel an die Leitwarte mit übergeordnetem Leitsystem übermittelt. Diese Lösung kommt in der Prozessindustrie in fast 80 % aller Fälle zum Einsatz, insbesondere in der Öl- und Gasindustrie.
Mit zunehmender Größe und Komplexität der Anwendung steigt auch der Verdrahtungsaufwand. Das ist einer der Gründe für die Nutzung dezentraler Systeme mit industrieller Netzwerkanbindung. Auch diese Systeme basieren noch häufig auf analogen Sensoren und Aktoren, obwohl die Steuerungstechnik zunehmend digitale Signale verwendet.
In der Chemie- und Pharmaindustrie übernimmt in vielen Fällen ein Remote-I/O-System die Sammlung der Daten. Diese Systeme verfügen in der Regel über eine Zulassung für Zone 2 oder sogar Zone 1. Sie erfassen analoge Daten prozessnah und ermöglichen eine effiziente Verbindung mit dem Leitsystem über den digitalen Bus. Die Axioline P-Station eignet sich optimal für die Kombination mit I/O-Systemen mit und ohne Ex-Zulassung und unter rauen Umgebungsbedingungen sowie im Temperaturbereich -40 bis 70 °C. Diese Lösung reduziert den Verdrahtungsaufwand gegenüber der klassischen Point-to-Point-Verdrahtungen deutlich.
Ein modulares Automatisierungskonzept steuert Verbraucher wie Kompressoren und Pumpen. Eine dezentrale Steuerung verarbeitet die gesammelten Daten direkt in der Anwendung und leitet nur die für die Leittechnik relevanten Daten weiter. Das reduziert den Datenfluss und steigert die Geschwindigkeit des Systems.
Eine durchgängig digitale Lösung bietet die Kombination aus digitalen Feldgeräten, PROFIBUS-PA-Feld-Switches und einem PROFINET-Gateway. Während der Feld-Switch den Anschluss und die Kommunikation mit digitalen Geräten unterstützt, ermöglicht das Profinet-Gateway die redundante Kommunikation mit der Leitebene. Damit ist der Weg frei für die Anbindung cloudbasierter Asset-Managementsysteme.
Selbst moderne Anlagen setzen meist einen Mix aus digitalen und analogen Feldgeräten ein. In diesem Fall unterstützen Multiplexer den Anschluss konventioneller I/O-Signale an das bestehende PROFIBUS-PA-Netzwerk. Sie verbinden 4-20-mA-Sensoren mit dem PROFINET-Gateway und machen analoge Signale digital verfügbar. So ermöglichen sie die nachhaltige Nutzung vorhandener analoger Systeme mit neuer digitaler Sensortechnik.
Die neue APL-Technologie "Advanced Physical Layer" ermöglicht eine direkte Ethernet-Anbindung des Feldgeräts und macht so eine Protokollkonvertierung überflüssig. Zusätzlich ermöglicht sie die Nutzung weiterer Daten der Feldgeräte und leitet sie an jeden definierten Stakeholder der Anlage weiter. Der protokollunabhängige APL-Field-Switch ist für den Betrieb mit funktionaler Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen konzipiert und zugelassen und stellt sichere Verbindungen zu APL-Geräten der Zone 0/1 gemäß dem 2-WISE-Standard her.