Dezember 2013
Für Automatisierer und Betreiber
  • Im Ausstellungsbereich des Namur-Sponsors Siemens wurde eine Konzeptstudie für eine Ethernet-Lösung gezeigt, bei der Feldgeräte über eine Distanz von 1.000 Metern per Zweileiterkabel angeschlossen werden.
  • Die Installation diente als Grundlage, um mit Anwendern und anderen Anbietern zu diskutieren, ob Ethernet mittelfristig exisitierende Feldbuslösungen ablösen kann.
  • Die Namur will gemeinsam mit den Verbänden VDI/VDE-GMA und ZVEI sowie der niederländischen Anwendervereinigung WIB die Diskussion über einen zukünftigen Ethernet-basierten Feldbus führen.

Den Stein dazu hatte des Sitzungssponsor Siemens ins Wasser geworfen: Im Ausstellungsbereich zeigte der Automatisierungsanbieter eine Konzeptstudie für eine Ethernet-Lösung, bei der Feldgeräte über eine Distanz von 1.000 Metern über eine Zweileiter-Verkabelung angeschlossen werden können. Beides Forderungen, wie sie in der Namur-Empfehlung 74 „Namur-Anforderungen an einen Feldbus“ beschrieben sind. Allerdings funktioniert die vorgestellte Technik derzeit noch nicht für Anwendungen im Ex-Bereich. Das Ziel von Ethernet im Feld: mehr Bandbreite als bei Profibus PA und Foundation Fieldbus und eine einheitliche Kommunikation im gesamten Unternehmen.

„Wir brauchen die große Bandbreite bei der Kommunikation ins Feld, weil wir immer mehr Intelligenz in die Feldgeräte bauen und, um diese dann nutzen zu können, die dafür notwendigen  Datenmengen übertragen müssen“, präzisiert Hans-Georg Kumpfmüller einen Beweggrund. Erste Aktivitäten dazu waren bereits auf der PI-Konferenz 2011 gestartet worden, als deutlich wurde, dass für die Prozessautomatisierung eine einheitliche Lösung für Ethernet-Anwendungen im Feld notwendig ist. In Bad Neuenahr wurde betont, dass durch den Dialog unter Herstellern und Anwendern vermieden werden soll, dass ein neuer Feldbuskrieg entsteht.

Alle an einen Tisch

Auf der Anwenderseite will man genau dies ebenfalls vermeiden. „Wenn angefangen wird, eine Technologie zu vermarkten, dann ist es für gemeinsame Bemühungen zu spät“, äußert sich Michael Pelz für den Arbeitskreis 2.6 „Feldbus“ der Namur, und sieht in der Konzeptstudie einen guten Ausgangspunkt, um die Diskussion darüber zu starten. Gemeinsam mit den Verbänden VDI/VDE-GMA und ZVEI sowie der niederländischen Anwendervereinigung WIB will die Namur die Diskussion über einen zukünftigen Ethernet-basierten Feldbus führen. Damit soll vermieden werden, dass verschiedene Lösungen für den Physical Layer und ein Wildwuchs an Kommunikationsprotokollen entstehen, wenn verschiedene Hersteller(-gruppen) eigene Entwicklungen vorantreiben.

„Die Namur wird Ethernet-in-the-Field nur empfehlen, wenn dafür nur ein einziger Physical Layer verwendet wird“, fordert Pelz. Die Anwender verweisen in diesem Zusammenhang auf die in der Namur-Empfehlung NE 74 formulierten Anforderungen an einen Feldbus für die Prozessautomatisierung, die auch von einer künftigen Ethernet-in-the-Field-Lösung erfüllt sein müssen. „Die Bandbreite muss beispielsweise unter unterschiedlichen Bedingungen sichergestellt sein und darf nicht vom eingesetzten System oder von installierten Leitungslängen abhängig sein“, verdeutlicht Pelz und ist sich sicher: „Ethernet im Feld wird kommen, aber bitte eine Lösung und nicht quick & dirty!“

Die Sorge der Anwender gilt vor allem der Investitionssicherheit, denn über die langen Zeithorizonte, die in Prozessanlagen üblich sind, müssen unterschiedliche Lösungen – von der klassischen 4..20-mA-Verdrahtung über FF und Profibus PA koexistieren können. Auch entsprechende Security-Konzepte werden für die Akzeptanz und somit den Einsatz von Ethernet im Feld dringend benötigt.

Zur Technik
Ethernet im Feld

Die Anforderungen an Feldbusse, die in Prozessanlagen eingesetzt werden, sind hoch. Die Namur hat diese bereits vor Jahren in der Empfehlung NE 74 formuliert. Unter anderem sind dies: Zweileiter-Verkabelung, 1.000 m Leitungslänge, Explosionsschutz usw. Bei der von Siemens auf der Namur-Hauptsitzung gezeigte Konzeptstudie wurde die Beschränkung von Ethernet auf maximal 100 m Leitungslänge überwunden und werden 1.000 m erreicht.

Die Idee stammt aus der Bahnindustrie, wo die Kommunikation auf Ethernet umgestellt werden soll, ohne dass die vorhandenen Zweidrahtleitungen ausgetauscht werden. Das auf vier Drähten basierende Standard-Ethernet wird dazu über einen Switch auf zwei Drähte umgesetzt, ohne das Protokoll anzutasten. Aufgrund der hohen Bandbreite des Ethernet lassen sich dann Feldbus- und Diagnoseinformationen sowie Softwarepakete für Updates ähnlich wie bei Profinet über eine Leitung übertragen. Bislang übliche Remote-IOs und deren Verkabelung oder aber DP/PA-Koppler (Profibus) entfallen.

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