Automation: 3D-Simulation für WirlessHart

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In der Prozessautomation ist WirelessHart ein bekannter Standard, um Feldgeräte wie Sensoren über Funk an die Anlagensteuerung und -überwachung anzubinden. Zu den besonderen Eigenschaften eines WirelessHart-Netzwerks zählt, dass es in der Lage ist, sich nach einer Änderung selbst zu organisieren, sich quasi selbst zu heilen. Pepperl+Fuchs hat nun mit einer Ergänzung seines WirelessHart-Programms mit einem Simulations-Tool auch die Inbetriebnahme und Änderung eines solchen Netzwerks erleichtert.

Pepperl+Fuchs ergänzt sein WirelessHart-Angebot mit dem 3D-Simulationtool WirelessNetworkChecker (WiNC) und einem Firmware-Update des bestehendem WirelessHart-Gateways. Zudem finden sich im Portfolio ein WirelessHart-Adapter, um konventionelle Feldgeräte über WirelessHart anzubinden, und ein Temperaturmessumformer. Das Gateway integriert einen DTM (Device Type Manager) und ein Webinterface. Ein Drahtlosnetzwerk auf WirelessHart-Basis lässt sich damit einfach planen und umsetzen (siehe Grafik).

Device Type Manager
Beginnend mit der Planung eines Netzwerks bietet die 3D-Simulation WiNC die Möglichkeit, die Reichweiten des Drahtlos-Netzwerks anhand von 3D-CAD-Daten der Anlage und darin platzierter Wireless-Geräte zu simulieren. Damit lässt sich der Geräteeinsatz optimieren und Single Point of Failure ausschließen, noch bevor das Netzwerk installiert ist. Engineering und Inbetriebnahme sind optimal vorbereitet und falsch eingeschätzte Reichweiten der WirelessHart-Geräte ausgeschlossen.
Für das Engineering bietet das Gateway ab der neuen Firmware ein flexibles Modbus Mapping. Das bedeutet, dass Modbus-Adressen extrahiert, nach Hart-Variablen oder Merkmalen sortiert, bearbeitet und importiert werden können. Fehler und Warnungen zeigt das Webinterface oder der DTM des Gateways an. Der DTM erlaubt auch ein Offline-Editing. Beiden Funktionen helfen, die Engineering-Phase deutlich zu verkürzen, beispielsweise durch die Möglichkeit, Planungsarbeiten zu parallelisieren.

Vorgehensweise
Um die Inbetriebnahme zu verkürzen, wird das in WiNC simulierte Netzwerk zunächst installiert. Bei der Installation hilft eine grafische Netzwerk-Diagnose im Webinterface des Gateways, in dem es Qualität und die Existenz der Verbindungen einzelner Geräte anzeigt. Zusätzlich kann der Planer in dieser Phase durch das manuelle Blacklisting entscheiden, auf welchen Kanälen das WirelessHart-Netzwerk funken soll. Es besteht auch die Option, die Anzahl der Nachbar-Geräte zu ermitteln und zu bestimmen, ob ein Gerät als Router agieren soll. Die neue Firmware bietet viele Möglichkeiten, das WirelessHart-Netzwerk zu gestalten, ohne auf die selbstheilenden und selbstorganisierenden Funktionen von WirelessHart zu verzichten.
Im Betrieb profitiert das System vom Hart-Protokoll. Parametrieren und Konfigurieren lassen sich die Feldgeräte einfach über Hart. Das Gateway kann mit jedem Leitsystem eingesetzt werden. Tools zur proaktiven Wartung finden sich im Gateway, beispielsweise die Abfrage der Batterielebensdauer. 

Die Toolchain für WirelessHart.

Um die Inbetriebnahme zu verkürzen, wird das in WiNC simulierte Netzwerk zunächst installiert. Bei der Installation hilft eine grafische Netzwerk-Diagnose im Webinterface des Gateways, in dem es Qualität und die Existenz der Verbindungen einzelner Geräte anzeigt. Zusätzlich kann der Planer in dieser Phase durch das manuelle Blacklisting entscheiden, auf welchen Kanälen das WirelessHart-Netzwerk funken soll. Es besteht auch die Option, die Anzahl der Nachbar-Geräte zu ermitteln und zu bestimmen, ob ein Gerät als Router agieren soll. Die neue Firmware bietet viele Möglichkeiten, das WirelessHart-Netzwerk zu gestalten, ohne auf die selbstheilenden und selbstorganisierenden Funktionen von WirelessHart zu verzichten.
Im Betrieb profitiert das System vom Hart-Protokoll. Parametrieren und Konfigurieren lassen sich die Feldgeräte einfach über Hart. Das Gateway kann mit jedem Leitsystem eingesetzt werden. Tools zur proaktiven Wartung finden sich im Gateway, beispielsweise die Abfrage der Batterielebensdauer.

Autorin: Irene Ruf, Produktmanagerin Remote Systems der Division Process Automation bei Pepperl+Fuchs in Mannheim
Bild: Pepperl+Fuchs

 

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