Sophie Zeune, Marketing Media Manager, Device Connectors bei Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg
Inhaltsverzeichnis 1. Zweidraht-Ethernet für die Prozessindustrie 2. Was bedeutet APL für die Feldgeräte? 3. Schutz vor Störeinflüssen 4. Aufbau sicherer Netzwerke
Prozesstechnische Feldgeräte wie Sensoren, Transmitter und Regelventile gibt es seit Jahrzehnten in optisch nahezu unveränderter Bauform. Kein Wunder – die Rohrwerke und Tanks, an die sie angeschlossen werden, sind genormt. Die Anlagen aus Stahl, Eisen und Beton sind zudem so langlebig, dass man sich keine Experimente erlauben kann – vor allem auch im Hinblick auf die erforderliche Robustheit unter den rauen Umgebungsbedingungen.
Dabei sind die Geräte im Kern deutlich intelligenter geworden. Typische Durchfluss- und Level-Transmitter oder auch Ventil-Positioner verbergen unter ihren harten Schalen inzwischen eine Vielzahl elektronischer und kommunikationstechnischer Komponenten. Mehrere Hundert Parameter warten in den Geräten darauf, eingestellt oder abgefragt zu werden. Neben der Übertragung des 4…20 mA-Signals wird seit rund 30 Jahren zumeist die HART-Technologie genutzt, aber auch Profibus PA, Foundation Fieldbus oder Modbus kommen hier zum Einsatz.
Mit der digitalen Transformation in der Prozessindustrie ist inzwischen die IP-basierte Kommunikation in den Vordergrund gerückt. Aus den Datenmengen sollen Mehrwerte generiert werden – und das bestenfalls ohne eine Vielzahl der sonst benötigten und aufwändig zu konfigurierenden Gateways. Als Konsequenz daraus ist die Forderung nach einer sicheren und leistungsfähigen Ethernet-Anbindung für die Feldgeräte entstanden.
Zweidraht-Ethernet für die Prozessindustrie
Seit etwa fünf Jahren arbeitet Phoenix Contact zusammen mit Zulieferern und Anwendern der über die NAMUR (Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie e.V.) organisierten Chemischen Industrie daran, Ethernet für die raue Umgebung der Prozessindustrie nutzbar zu machen. Die notwendigen Standards der APL-Technologie entstehen in einem gemeinschaftlichen Projekt von vier Feldbus-Organisationen und zwölf Industriepartnern. Der Grundstein dafür wurde bereits vor gut 15 Jahren geschaffen, als der Arbeitskreis Feldbus der NAMUR einige einfache Regeln aufstelle. Diese waren ursprünglich für einen Feldbus gedacht – sie lassen sich aber 1:1 auf die Anforderungen an ein Prozess-Ethernet anwenden.
Im Kern beschreiben die Regeln die bidirektionale Kommunikation und Energieversorgung über einen kurzschlussfesten und explosionsgeschützten Zweidraht über mindestens 1000 m. Inzwischen sind diese Anforderungen in den Arbeitskreisen um weitere Maßgaben erweitert worden:
