Das neue Foundation Fieldbus Diagnostic Power Conditioner System (DPC) ist in der Lage, langfristig Störungen wie Jitter oder Rauschen in Foundation-Fieldbus-Segmenten zu erkennen. Mit einer entsprechenden Alarmierung lassen sich feldbusbedingte Anlagenstörungen oder -ausfälle damit vollständig vermeiden. Darüber hinaus unterstützt das System den Anwender durch die schnelle Fehlerlokalisation bei der Inbetriebnahme einer Feldbusanlage.
Das DPC-System speist primär bis zu 16Segmente redundant mit jeweils maximal 800mA Ausgangsstrom und 30VDC Ausgangsspannung. Damit lassen sich in der Praxis auch Long-Distance-Segmente bis zu 1900 m realisieren. Die Diagnose-Einheit ADU (Advance Diagnostic Unit) nimmt rückkopplungsfrei das Feldbussignal mit seinen Charakteristiken auf. Um dies sicher zu stellen, wurde eine allseitige galvanische Trennung realisiert. Bei dieser werden nicht nur die einzelnen Segmente untereinander galvanisch getrennt, sondern die Trennung erfolgt auch zwischen den Segmenten und der Energieeinspeisung, zwischen den Segmenten und der ADU und auch zwischen den Segmenten und dem Bussystem, das die Diagnosedaten zum übergeordneten System übermittelt.
Um eine sichere Übertragung der ermittelten Diagnosedaten an das übergeordnete System zu gewährleisten, wird nicht der zu überwachende Foundation Fieldbus H1 verwendet, sondern High Speed Ethernet (HSE) als separater Diagnosebus. Dabei ändert sich nicht das Protokoll, sondern nur der Physical Layer. Heute wird Foundation Fieldbus High Speed Ethernet als Schnittstelle ins Leitsystem genutzt, um sehr viele H1-Segmente, die durch Linking Devices auf HSE umgesetzt werden, über eine Schnittstellenkarte an das Leitsystem anzuschließen. Ein zweites Einsatzgebiet ist der Anschluss von HSE Linking Devices an Asset-Management-Systeme. In diesem Fall werden nur die Diagnosedaten, Alarme und die Parametrierdaten aus den H1-Segmenten ausgekoppelt und über HSE an das Asset-Management-System übertragen. So kann das Asset-Management-System über eine Standard-Ethernet-Schnittstelle alle Daten mit den einzelnen Foundation-Fieldbus-Feldgeräten austauschen.
Standard-Funktionsblöcke und Standard-FF-Alarme
Die Schnittstelle zum Asset Management im DPC-System ist ein HSE Field Device. Auch dieses Feldgerät besitzt Foundation-Fieldbus-Funktionsblöcke, in dem die einzelnen Diagnosewerte abgebildet werden. Somit lassen sich die Physical-Layer-Diagnosedaten über die gleiche Blockbibliothek an das übergeordnete System übertragen wie schon seit Jahren von Druck-, Temperatur-, Füllstand- oder Durchflusstransmittern bekannt. Da die Segment-Diagnose von einem HSE Field Device bereit gestellt wird, werden die Werte über Standard-Funktionsblöcke übermittelt, alarmiert wird durch Standard-FF-Alarme.
Zur Diagnose des Foundation Fieldbus H1 misst das DPC-System alle Daten, die alle Aufschluss über die Güte eines Segmentes geben, wie Jitter, Rauschen, Welligkeit oder Signalamplitude. Da die elektrischen Messwerte sich meist während der Anlagenlaufzeit ändern, muss das DPC-System die Abweichungen zuverlässig erkennen. Ähnliches gilt auch für die Kommunikationsparameter wie die Anzahl an Frame Errors oder Token Sequence Errors. Für den Anlagenbetreiber ist es zudem hilfreich, online zu sehen, ob noch genügend freie Kommunikationszeit für ein weiteres Feldgerät auf einem Segment vorhanden ist.
Um dem Betreiber die nicht triviale Feldbusdiagnose anschaulich zu machen, werden die einzelnen Werte und Parameter über einen HSE Field Device DTM grafisch dargestellt. Dieser kann in den unterschiedlichsten FDT Frames dargestellt werden. Der DTM ermöglicht die Off- und Online-Parametrierung, eine Darstellung der einzelnen Messwerte und die Visualisierung der unterschiedlichsten Statistiken über Tortendiagramme.
