Automatisierungs-Fachmann in einer Prozessanlage

Ethernet-APL-Geräte sollen der Digitalisierung der Prozessindustrie zum Durchbruch verhelfen. Bild: Endress+Hauser

Der 21. Oktober war ein stürmischer Tag – das Sturmtief Hendrik fegte über Deutschland und machte zahlreiche Feuerwehreinsätze notwendig. Und so passte der Vergleich von Stefan Gampp, Marketing Manager Automatisierung bei Endress+Hauser, gleich doppelt gut in die Situation der Pressekonferenz am besagten Donnerstag: Die analoge Kommunikation verglich er im Hinblick auf die Digitalisierung mit einem quer über der Landstraße liegenden Baum.

Damit aus Gerätedaten in Prozessanlagen tatsächlich ein Daten-Highway werden kann, braucht es eine neue Art der Kommunikation. Diese haben die Prozessautomatisierer mit Ethernet-APL gefunden. Die damit verbundenen Erwartungen auf Anbieter- und Anwenderseite sind groß: „Für datengetriebene Applikationen ist ein nahtloser Zugriff auf die Feldebene notwendig“, verdeutlicht Benedikt Spielmann, Marketing Manager Industrial Communication bei E+H Digital Solutions. Über die Schlüsselfaktoren für die Digitalisierung der Prozessindustrie und die Diskussion dazu berichten wir hier.

Neben einer gegenüber der bislang eingesetzten Hart- oder Feldbustechnik deutlich höheren Bandbreite und dadurch schnelleren Datenübertragung soll der Advanced Physical Layer den unternehmensweit genutzten Ethernet-Standard bis ins in die Feldgeräte bringen – und das unter den herausfordernden Bedingungen einer explosionsgefährdeten Umgebung. „APL wird zum Türöffner für den intelligenten digitalen Zwilling“, so Gampp.

Positive Zwischenbilanz aus dem Testbetrieb von Prototypen

Gerd Niedermayer, BASF
Gerd Niedermayer, BASF (Bild: BASF)

Für Gerd Niedermayer, Senior E&I Engineering Manager bei der BASF, der in Ludwigshafen ein Testlabor für den künftigen Ethernet-APL-Einsatz betreibt, haben sich die Erwartungen im Pilotbetrieb bereits bestätigt (siehe auch CT-Bericht hier): „Ethernet-APL ist 10.000 mal schneller als Hart und 300 mal schneller als der Feldbus“, so Niedermayer. Im Test mit den Prototypen hat sich bereits bestätigt, dass die Verkabelung von Feldgeräten sehr einfach ist und kein besonders geschultes Fachpersonal erfordert – eine Hürde, die vor allem bei Feldbusgeräten deutlich höher war. So kann laut Niedermayer beispielsweise ein Schlosser, der ein Durchflussmessgerät in eine Rohrleitung einbaut, das Gerät via Ethernet-APL auch gleich anschließen.

Auch der lange ersehnte Plug&Play-Gerätetausch funktioniert: Das System erkennt das neue Gerät automatisch und lädt die zugehörige Konfiguration via Field Device Integration, FDI. „In der Praxis ist das neue Gerät in weniger als einer Minute verfügbar“, so Niedermayer. Eine wesentliche Erwartung der Anwender ist allerdings die Möglichkeit, Sicherheitsanwendungen ebenfalls mit Ethernet-APL zu realisieren. Denn gerade bei Feldbusinstallationen wurden Sicherheitseinrichtungen bislang parallel klassisch via 4…20 mA verkabelt. „Wir wollen bei unseren regelmäßigen Sicherheitsbeurteilungen die Möglichkeit haben, installierte Messgeräte auch für Sicherheitsfunktionen nutzen zu können“, sagt der Anwender.

Komplettes Geräteportfolio bis Mitte 2022 angekündigt

Die SIL-Anforderung hat auch Endress+Hauser mit seinem Ethernet-APL-Portfolio im Blick, allerdings sind dafür noch weitere Entwicklungs- und Zertifizierungsaktivitäten notwendig. Zunächst hat der Hersteller angekündigt, bis Mitte 2022 ein komplettes Portfolio an Geräten für Durchfluss-, Füllstand-, Druck- und Temperaturmessung auf den Markt zu bringen. Außerdem soll Ethernet-APL in den Ökosystemen Fieldcare (Gerätekonfiguration), Field Xpert (Tablet PC) und Netilion (IIoT-Ökosystem) implementiert werden. Letzteres bildet die Basis für Cloud-Applikationen, mit denen Geräteinformationen auch über den M+O-Kanal der Namur Open Architecture („zweiter Kanal“) via Edge-Device (Field Edge SGC500) für Wartungs- und Optimierungszwecke gentutz werden können. Die wichtigsten Begriffe wie APL oder NOA erklären wir in diesem Beitrag.

Damit der Anschluss der neuen Geräte funktioniert, sind neben Feldgeräten allerdings auch Infrastrukturkomponenten notwendig. Diese hat Pepperl+Fuchs entwickelt und vorgestellt: Der Ethernet-APL Rail Field Switch kann beispielsweise in Ex-Zone 2 installiert werden und bildet die Nahtstelle zwischen einer bis zu 1.000 m langen 2-Drahtleitung mit Stromversorgung („Trunk“) und den bis zu 200 m entfernten Ex-i-Feldgeräten in Zone 0 („Spur“).

4...20 mA-Geräte weiterhin im Programm

Wie schnell der Umstieg von der klassischen 4 bis 20 mA-Verdrahtung auf Ethernet-APL dauern wird, ist offen, Endress+Hauser will das Ethernet-APL-Portfolio parallel zum bisherigen Geräteprogramm anbieten. Alleine auf Grund des enormen Bestands und der langen Laufzeit der Anlagen wird beides noch viele Jahre koexistieren. Doch sowohl auf Anwender- als auch auf Anbieterseite sind die Verlockungen der neuen Technik groß, von der analogen Landstraße auf den digitalen Daten-Highway zu wechseln.

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