Man fördert doch viel Überraschendes zu Tage, wenn man richtig in die Tiefe geht. Pepperl+Fuchs hat dabei so einiges an Fehlern bei Feldbusinstallationen entdeckt, womit selbst die Spezialisten kaum gerechnet haben. Andreas Hennecke, verantwortlich für das Produktmarketing für Feldbustechnik bei Pepperl+Fuchs vergleicht: „Das ist so wie mit einem schwarzen Schwan, von dem auch keiner geglaubt hat, dass es den gibt.“ Er spielt auf ein in Management-Kreisen bekanntes Buch an. Der Untertitel lautet: Die Macht höchst unwahrscheinlicher Ereignisse. Die gibt es in der Wirtschaft ebenso wie in der Geschichte.
Und eben auch in der Feldbustechnik, meint Hennecke. „Wir reden hier von Fehlerszenarien, die die meisten Anlagenbetreiber im Leben nicht erleben werden. Dennoch sind wir als Hersteller von Komponenten und Lösungen angetrieben, diese seltenen Szenarien zu studieren und beherrschbar zu machen.“ Er nennt die Möglichkeit, dass ein schlecht gelöteter Kontakt an einem Feldgerät jahrelang nicht auffällt, sich aber irgendwann doch löst. Oder eine Klemmstelle, die sich trotz aller Sorgfalt bei der Installation nach einigen Jahren durch Vibration lockert.
Andererseits gilt es auch die häufiger auftretenden Szenarien zu beherrschen, die beim normalen Umgang mit der Anlage auftreten: Kurzschlüsse und Kontaktprellen bei Gerätetausch beispielsweise sind gängige Ereignisse. Hier sorgt fehlertolerante Technik für mehr Komfort, etwa weil sie diese beherrscht und damit zum Beispiel weniger Vorschriften für sachgemäßes Arbeiten notwendig sind. Damit reduziert man auch Hektik und Druck, und so können Kontaktprellen oder Vibration dem Betrieb der Prozessautomation nichts anhaben. Das Plus an Komfort vermeidet also Fehler. Das wiederum erhöht die Verfügbarkeit, was sich in vielen Anlagen sehr schnell kostenmäßig bemerkbar macht.
Jeder Betreiber wünscht sich hundertprozentige Verfügbarkeit, und die Feldbusinstallation kann einen Teil dazu beitragen, die nächste Neun hinter dem Komma zu erreichen und damit die Produktivität zu sichern. Hennecke sagt: „Das ist leistungsfähiger als der Kurzschlussschutz, den wir vor fast 20 Jahren mit unserem Segment Protector eingeführt haben.“ Dinge wie Blitzschutz mit Selbstüberwachung und ein Leckage-Sensor, der vor Feuchtigkeit warnt, sind in den letzten Monaten auf den Markt gekommen.
Diagnose ins Feld vorgerückt
Auf der Hannover Messe hat nun Pepperl+Fuchs gerade einen weiteren wichtigen Baustein vorgestellt, der die Feldbusinfrastruktur noch sicherer, noch zuverlässiger und „noch komfortabler“ machen wird: eine diagnosefähige Feldbarriere mit zwölf Kanälen. Viele der bisherigen Begrenzungen im Ex-Bereich entfallen mit ihr. Sie ermöglicht in Zone 0 und 1 die maximal beim Feldbus erlaubten Kabelwege (1900 m) und Teilnehmerzahlen (bis zu 31). Wer eine verteilte Applikation automatisieren muss, kann sogar drei der neuen Feldbarrieren an einen Trunk, also an eine der Hauptleitungen des Feldbussystems hängen. Auch bei der Spur-Länge, früher ab 24 Feldgeräten auf ein Meter begrenzt, entfallen die Beschränkungen. Jetzt dürfen die Stichleitungen vom Feldbusverteiler zum Feldgerät bis zu 120 m lang sein.
Hennecke fasst zusammen: „Wir erlauben damit die maximale Designfreiheit ohne Einschränkung aus Gründen des Explosionsschutzes.“ Die Energiebilanz der neuen Feldbarriere erlaube das. Zudem sei das Handling nun sehr viel einfacher. Der Produktmarketing-Manager konkretisiert: „Das Gehäusedesign bietet einen großen Abstand zwischen Kabeldurchführung und Klemmenpunkt.“ So kann man das Kabel bequemer in einem Bogen von unten einführen und auf die Feldbarriere aufstecken. Das vereinfacht den Blitzschutzwechsel und die Nachrüstung von Messpunkten im laufenden Betrieb.
Lastmanagement für reibungslose Inbetriebnahme
Die neusten Feldbuskomponenten von Pepperl+Fuchs wurden jedenfalls alle „unter dem Vorzeichen des großen V’s“ entwickelt, verrät Hennecke. „Das V steht bei uns intern für Verfügbarkeit.“ Feldbarrieren schalten beim Anfahren eines Segments Verbraucher nacheinander zu. Diese Form von Lastmanagement verhindert, dass die Stromversorgung in dieser Phase überlastet wird. Heute sei es Stand der Technik, die Spurs der Reihe nach einzuschalten. FieldConnex setzt mit seiner internen Energiebilanzierung noch einen drauf: Sind bei zehn Spurs bereits 95 Prozent des Leistungsbudgets verbraucht, wird gar nicht begonnen, den elften noch zuzuschalten. Und geht der Laststrom im Betrieb an mehreren Feldgeräten nach oben, fängt die Feldbarriere an, Lasten mit geringer Priorität abzuwerfen. Auch der Segmentausfall durch Überlastung ist so ausgeschlossen. Jeder Ausgang der Feldbarriere verfügt über eine Überwachung der Feldbusphysik – direkt an den Spurs vor Ort, zusätzlich zum zentralen Advanced Diagnose Modul. Das, so Hennecke, gibt es so nur von Pepperl+Fuchs.
Das alles macht den Umgang mit der Feldbustechnik noch komfortabler. „Bedienungs- und Umgangskomfort“ nennt das Hennecke. Die Feldbusinfrastruktur passt sich durch mehr Fehlertoleranz bisherigen Gepflogenheiten an. Der neue Blitz- und Überspannungsschutz unterstützt Bequemlichkeit und Null-Fehlertoleranz ebenfalls. Man kann den Blitzschutz einfach und ohne zusätzliche Verdrahtung am Feldbusverteiler einstecken. Er selbst überwacht die Stärke der Stromstöße aus Blitzschlag und Spannungsspitzen und zeigt an, wenn sich seine Funktionsreserve erschöpft hat: über eine LED und noch besser über eine Meldung an das Diagnosemodul und Asset-Management-System. Kein Wartungsmann muss mehr mit dem Handheld durch die Anlage von Blitzschutz zu Blitzschutz laufen, um die Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Ähnlich wirkt der Leckagesensor ELS-1. Er ist so klein, dass man ihn nicht nur in Verteilerkästen, sondern auch in engen Gerätegehäusen unterbringt. Eindringende Feuchtigkeit zeigt er sofort an und vermeidet so Kurzschluss, Signaldämpfung oder langfristig Korrosion an Klemmen oder Elektronik. Auch er lässt sich ohne großen Aufwand anschließen, parallel zum Feldgerät oder an einen freien Ausgang am Segment Protector.
Damit sich Risiken und Fehlerquellen objektiv einschätzen lassen, haben die Experten bei Pepperl+Fuchs ein einfach anzuwendendes Werkzeug entwickelt. Nach Art einer vereinfachten FMEA-Analyse (Fehler-Möglichkeits- und Einflussanalyse) lassen sich mögliche und denkbare Fehlerquellen entsprechenden Schutzmethoden gegenüberstellen. Hennecke erläutert den Hintergrund: „Damit soll es jedem Anwender in der Entscheidungsphase ermöglicht werden, für sich die richtige Wahl für Komponenten, Diagnose, Redundanz etc. für die tatsächlich existierenden Risiken zu treffen.“ In Form von White Papers beschreibt der Hersteller viele Szenarien. Anwender und Entscheider sollen so über sinnvolle Auswahlkriterien informiert werden, um existierende Zweifel über Feldbustechnik auf einer Sachbasis zu diskutieren. Hennecke verdeutlicht: „Nur eine gute Kenntnis und Einschätzung der wirklich relevanten Risiken führt zu guten technischen Entscheidungen.“ So kann der Anwender auch auf die schwarzen Schwäne in der Feldbustechnik angemessen reagieren.
