PROFIBUS Nederland PROFIBUS, PROFINET HART en 4 20 ma integreren in een PROFIBUS-installaties Edegem, 8 juni 2010
De reden De reden voor het initiëren van zo n project kan het verbeteren van de productie en of veiligheid zijn. De dag 2010 2
De Uitdaging Productie verlies beperken Snelle implementatie Bestaande instrumentatie behouden De dag 2010 3
tijd 90 00 10 20 Uitgangspunten bij initiële bouw Levenscyclus van 25 jaar Kosten baten verhouding Laatste stand van de techniek De dag 2010 4
20 MB >500 GB 1.0 3.** 95 ME XP Vista 7 tijd 90 00 10 20 Algemene ontwikkelingen Computers Internet De dag 2010 5
20 MB >500 GB 1.0 3.** 95 ME XP Vista 7 tijd 90 00 10 20 Veranderingen in techniek HART communicatie voor kalibratie en parametrering Veldbustechnologie Koppeling MES/ERP De dag 2010 6
ATEX 20 MB >500 GB 1.0 3.** 95 ME XP Vista 7 tijd 90 00 10 20 Veranderingen in normen ISO 9000 ATEX richtlijnen REACH De dag 2010 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 De dag 2010 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 De dag 2010 9
Mogelijkheden HART intergreren op Profibus DP Profibus koppelen met Ethernet Uitbreiden met Profibus PA, Profinet Explosieveiligheid integreren De dag 2010 10
Remote IO Profibus Ex-isolator DP DP Veilige Zone Ex e installatie voorschriften Profibus Profibus-IS Zone 2 Zone 1 Zone 0 De 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. De dag 2010 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 De dag 2010 13
HYCO installatie met remote IO Profibus network Remote IO stations verdeeld over de plant Diverse veldsignalen Simpele integratie in Delta V De dag 2010 14
HYCO installatie met remote IO Asset Management HART communication via Profibus DP V1 or via separate network Redundantie van Profibus De dag 2010 15
Voordeel Aantal IO kaarten vermindert drastisch, wat blijft is een CPU met een aantal buskaarten. De 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 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 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 De dag 2010 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 De dag 2010 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 dag 2010 21
22 HART en 4 20 ma integreren Oude situatie RS 485 4 20mA RS 485 4 20mA KFD2-HMM-16 KFD2-HMM-16 STC4-Ex2 KFD2- PWR 4 1 23 5 6 ON ON ON ON STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 KFD2- KFD2- KFD2-13 10 7 1112 14 15 PWR PWR 8 9 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 STC4-Ex2 KFD2- KFD2- KFD2- KFD2- PWR PWR PWR PWR PWR 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 4 1 23 5 6 13 14 16 15 17 18 19 20 21 13 14 16 15 17 18 19 20 21 13 10 13 10 13 10 13 10 13 10 13 10 13 10 7 1112 14 15 7 1112 14 15 7 1112 14 15 7 1112 14 15 7 1112 14 15 7 1112 14 15 7 1112 14 15 8 9 8 9 8 9 8 9 8 9 8 9 8 9 De dag 2010
Nieuwe situatie RS 485 RS 485 De dag 2010 23
Applicaties Niveau meting Corrosie monitoring Klepstand detectie Temperatuur meting De dag 2010 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 De dag 2010 25