Automation > Schnelle und präzise Diagnosen – Umsetzung der NE 107 bei Remote I/O

Schnelle und präzise Diagnosen – Umsetzung der NE 107 bei Remote I/O

Feldgeräte effizienter warten

von André Fritsch

Diagnosedaten von Feldgeräten dienen hauptsächlich dem Zweck, Betriebsstillstände als einen der größten Verlustfaktoren heutiger Prozessanlagen so gut wie möglich zu vermeiden. Die Anwender- vereinigung NAMUR gab bereits 2005/06 die Empfehlung NE 107 zur Verwendung bestimmter einheitlicher und leicht verständlicher Statusanzeigen heraus. Trotz sukzes­siver Umsetzung auf verschiedenen Ebenen im Automatisierungsverbund standen entsprechend gestaltete Signale in den letzten ­Jahren aber längst noch nicht überall zur Verfügung. Vor allem eine ­Umsetzung der Empfehlung für die in Prozessanlagen häufig anzutreffenden Remote I/Os gab es bis vor Kurzem nicht.

Die NE 107 fordert darüber hinaus, dass Diag­nosen im Kontext konkreter Anwendungen stets in der Form und in dem Umfang gemeldet werden sollen, in der bzw. dem sie menschlichen Bedienern am effektivsten eine angemessene Reaktion erleichtern. Leitprinzip ist die Beschränkung auf die jeweils maßgeblichen Anzeigen. Erforderlich ist somit einerseits ein frei konfi­gurierbares Verhalten je nach Aufgabe und Ebene. Andererseits sollten bestimmte Standardisierungen über alle Szenarien hinweg für Übersicht sorgen. Die Empfehlung schlägt deshalb Farb- und Symbolkonventionen für Statussignale vor, damit Bediener fünf klassifizierte Zustände schnell und leicht erfassen können (Abb. siehe oben). Gemäß der Empfehlung meldet eine grüne Anzeige ein gültiges Prozesssignal im regulären Betrieb. Blau zeigt an, dass zwar ein gültiges Signal, jedoch auch Wartungsbedarf vorliegt. Gelb steht für ein Signal, das außerhalb der Spezifikation liegt. Ein vorübergehend ungültiges Signal bei Funktionsprüfungen wird orangefarben gekennzeichnet. Rot markiert ein ungültiges Signal im Fehlerfall.

Bewährte Konventionen und NE 107-Vorgaben verbinden

Die NE 107 wurde inzwischen teils in Prozessleitsystemen und weitestgehend auch in Asset Management-Systemen umgesetzt. Viele moderne Feldbusgeräte am Profibus PA oder Foundation Fieldbus H1 folgen der ­NAMUR-Empfehlung ebenfalls bereits oder werden das in Kürze tun. Für einige wichtige andere Feldbussysteme ist eine Umsetzung geplant (HART) oder spezifiziert (PROFINET, FF HSE/F-ROM). Bei Remote I/O-Technik hingegen waren Lösungen, die diese Empfehlung berücksichtigen, in den letzten Jahren nicht verfügbar. Für Feldgeräte und Remote I/O ist es wichtig, dass die an der NE 107 orientierte Gestaltung von Anzeigen mit der bisher schon weltweit eingeführten Praxis vereinbar bleibt.

Das neue Remote I/O-System IS1+ von R. Stahl folgt dieser Maxime. Es ist zum einen mit separaten Anzeigen für die Kanäle ausgestattet: Neben je einer gelben LED für digitale I/O-Signale gibt es noch je eine rote LED für Ein-/Ausgänge, die bei Leitungsfehlern NE 044 konform blinkt. Daneben verfügen IS1+-Module über einen Block mit drei LED für gerätebezogene Anzeigen, nämlich eine grüne Betriebs-LED, eine rote Fehler-LED und eine blaue Wartungs-LED. Die Letztgenannte dient einerseits dazu, durch Dauerlicht einen Austausch zu empfehlen, wenn dieser aufgrund von Schäden oder Verschleiß erforderlich wird, und sie signalisiert andererseits durch Blinken, dass ein System außerhalb seiner Spezifikation betrieben wird. Neben der Aktivierung der blauen LED sorgt das Modul bei Wartungsbedarf außerdem dafür, dass ein entsprechendes Diagnosetelegramm abgesendet wird. Auf übergeordneter Ebene, etwa im PLS oder im Asset Management-System, können diese Informationen dann ausgewertet werden.

Diagnosefeatures für proaktive Wartung nutzen

Das IS1+-System bietet vor allem auch den Vorteil einer integrierten Verschleißerkennung. Im Betrieb werden vom Remote I/O laufend alle relevanten Parameter des Moduls gemessen. In Abhängigkeit von diesen Bedingungen wird die tatsächlich realistische Lebensdauer ermittelt, indem das Maximum für den Nennbetrieb – im Falle dieses konkreten Systems 15 Jahre – gegebenenfalls entsprechend reduziert wird. Die an NE 107 orientierte Überwachungsfunktion meldet recht­zeitig, nämlich 12 Monate vor dem Eintreten, das sich abzeichnende Lebensende eines Moduls. So lässt sich meist bei der nächsten betrieblich günstigen Gelegenheit ein erforderlicher Austausch vornehmen.

Zugleich wird dank der differenzierten Diagnose auch vermieden, dass eigentlich noch lange funk­tionstüchtige Module unnötig in einem starren Turnus prophylaktisch ausgewechselt werden. Mit einem solchen System können Anwender nun zwar in den allermeisten ­Automatisierungsumgebungen in den Genuss der Vorteile der NAMUR-Empfehlung kommen. Speziell für den verbreiteten PROFIBUS DP ist jedoch eine Umsetzung der Empfehlung nicht vorgesehen. Das IS1+-System bietet allerdings auch für diesen Bus zumindest eine Lösung, um zyklisch einen Prozesswert ähnlich wie beim PROFIBUS PA oder Foundation Fieldbus H1 zu übermitteln.