HART en 4 20 ma integreren in een PROFIBUS-installaties

PROFIBUS Nederland – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

HART en 4…20 mA integreren in een PROFIBUS-installaties

Edegem, 8 juni 2010

HART en 4…20 mA integreren PROFIBUS Belgium – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

De reden

De reden voor het initiëren van zo´n project kan het verbeteren van de productie en of veiligheid zijn.

De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

2


De Uitdaging Productie verlies beperken Snelle implementatie Bestaande instrumentatie behouden


3


€

tijd 90

10

00

20

Uitgangspunten bij initiële bouw Levenscyclus van 25 jaar Kosten baten verhouding Laatste stand van de techniek


4


€

20 MB

>500 GB

Windows Windows Windows Windows 1.0 95 ME 3.**

Windows Windows Windows 7 XP Vista

tijd 90

10

00

20

Algemene ontwikkelingen Computers Windows Internet


5


€

20 MB

>500 GB



tijd 90

00

10

20

Veranderingen in techniek HART communicatie voor kalibratie en parametrering Veldbustechnologie Koppeling MES/ERP


6


€

ATEX >500 GB

20 MB



tijd 90

00

10

20

Veranderingen in normen ISO 9000 ATEX richtlijnen REACH


7


Specificaties formuleren

Wat is er aanwezig Instrumentatie Analoog of HART Multicore kabels Service station of Asset Management ATEX eisen

Wat is het doel Asset Management Procesverbetering Procesautomatisering verbeteren Calibratie van instrumentatie online Diagnose van instrumentatie opnemen in het besturingssysteem en Asset Management Nieuwe richtlijnen implementeren


8


Praktische suggesties Meerjaren plan maken zodat aanpassing gedaan kan worden in kleinere projecten Infrastructuur voorzien maar nog niet volledig in gebruik nemen Kijken naar toepasbaarheid van technieken en materialen Kosten/baten niet uit het oog verliezen Opleiding plannen


9


Mogelijkheden HART intergreren op Profibus DP Profibus koppelen met Ethernet Uitbreiden met Profibus PA, Profinet Explosieveiligheid integreren


10

HART en 4…20 mA integreren Remote IO Profibus Ex-isolator DP

Ex e installatie voorschriften

Profibus-IS

DP

Profibus

PROFIBUS Belgium – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

Veilige Zone

Zone 2

Zone 1

Zone 0 De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

11


Case 1

Temperatuurmeting met Thermokoppels Ca. 200 st. in reactor Uit - Temperatuur multiplexers

meerkanalige units

weinig diagnose

In - Remote IO

nauwkeurigheid

veel diagnose

flexibele opstelling

Profibus DP

configuratie van kanalen via de bus

line monitoring

bereiken vrij definieerbaar

lengte kabel ca 200 mtr.


12


Case 2

Procesplant ombouwen in vol bedrijf 2 – 3 weken tijd voor ombouw Productie moet doorgaan Veldinstrumentatie behouden omzetten op Remote IO Ex zonering HART niet Ex signalen

Weinig of geen ruimte in bestaande schakelkasten parallel opbouwen signalen stuk voor stuk onmzetten

HART communicatie via Profibus DP V1 Service station op Profibus met Pactware of PDM Nauwkeurigheid


13

HYCO installatie met remote IO PROFIBUS Belgium – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

Profibus network Remote IO stations verdeeld over de plant Diverse veldsignalen Simpele integratie in Delta V


14

HYCO installatie met remote IO PROFIBUS Belgium – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

Asset Management HART communication via Profibus DP V1 or via separate network Redundantie van Profibus De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

15


Voordeel Aantal IO kaarten vermindert drastisch, wat blijft is een CPU met een aantal buskaarten. De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

16


Voor revamp

Na revamp

Door toepassing van een Remote IO systeem is de gehele installatie aangepakt, opgeruimd en overzichtelijk geworden. Bovendien geeft het de HART communicatie van de analoge instrumenten door aan het besturingssysteem. De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

17


Voordelen “Oud” = analoge techniek Bekende techniek Bekende installatie Multimeter, HART handheld “Nieuw” = veldbustechnologie Directer inzicht in de plant Betere procesvoering Meer diagnose beschikbaar Sneller reageren op afwijkingen, fouten voorkomen

HART geintergreerd => Asset Management Mogelijkheden om direct te koppelen met Ethernet Volledige ombouw verdelen over kleinere projecten De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

18


WirelessHART is “alleen maar” een uitbreiding van conventionele HART communicatie HART 7.1 specificeert ook de fysieke laag van transmissie

Idee Behoud van het bekende protocol Transformeer de gemoduleerde sinus van de 4..20 mA loop naar een radio en creeer de eerste wireless standaard voor Proces Automatisering


19


Doelstelling Open en interoperabele standaard Zelfde gebruiksgemak als gewone HART Wireless toegang tot bestaande HART instrumenten Zelfde configuratie, onderhouds, diagnose tools en procedures Geringe aanvullende training nodig Wereldwijd bruikbaar Hardware (Radios) direct beschikbaar


20


Licentie vrije 2.4GHz ISM Band uit de IEEE802.15.4 is gekozen als de geprefereerde radio frequentie Voordelen: Wereldwijd gebruik met weining uitzonderingen Goedkoop en beschikbaar, standaard IEEE802.15.4 Ontworpen voor zeer laag stroomverbruik = batterij gevoede instrumenten Nadelen: Beperkt bereik door kleine vermogen (50..200m, afhankelijk van omgeving) in industriële omgeving Al in gebruik zijnde frequentie band (WLAN, Bluetooth, ZigBee), daardoor is transmissie betrouwbaarheid < 100% De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

21

16 15 21

17

De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010 13 10 1112 14 13 15 1413 1015 14 13 15 1413 1015 14 13 15 1413 1015 14 15 7 8 9 10 7 1112 8 9 7 1112 8 9 10 7 1112 8 9 7 1112 8 9 10 7 1112 8 9 7 1112 89 14 20

STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 KFD2- KFD2- KFD2- KFD2- KFD2- KFD2- KFD213 10 1112 14 15 PWR PWR PWR PWR PWR PWR PWR 7 89 4 1 235 64 1 235 64 1 235 64 1 23 4 1 235 64 1 235 64 1 235 6 56 ON

14 20

16 15 21

17

22

18

ON

ON KFD2-HMM-16

4…20mA

RS 485

KFD2-HMM-16

4…20mA

13 19

18

ON

RS 485

13 19

STC4-Ex2 KFD2PWR 4 1 235 6

PROFIBUS Belgium – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

Oude situatie

HART en 4…20 mA integreren


Nieuwe situatie

RS 485

RS 485


23


Applicaties Niveau meting Corrosie monitoring

Klepstand detectie Temperatuur meting


24


Samenvatting Redenen om te integreren:

Verbeteren van de productie Nieuwe techniek met behoud van bestaande instrumentatie Veiligheid Technisch overzicht behouden

Mogelijkheden: Remote IO:

Ex, niet Ex HART via bus of multiplexer

Wireless HART:

Parallel aan analoge signalen met Wireless adapter Zelfs Ex toepasbaar Modbus - Profibus - Ethernet - ? We just have started


25

HART en 4 20 ma integreren in een PROFIBUS-installaties

Recommend Documents