Hart in Ethernet-Geschwindigkeit Hart-IP: Wegweisende Technologie oder nur ein Protokoll von vielen?

Autor / Redakteur: Thomas Hilz / Dr. Jörg Kempf

Digitale Kommunikationsprotokolle wie Feldbus und Hart sind auf dem Vormarsch. Daneben hat sich Wireless Hart als führendes Wireless-Protokoll für Prozessanwendungen etabliert. Bei der Implementierung von Wireless Hart Gateways oder beim nachträglichen Hinzufügen von Hart-Multiplexern in eine bestehende Infrastruktur sorgt Hart-IP als neues Standard-Protokoll für eine effiziente Integration.

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In einigen Prozessanlagen lassen sich bereits bis zu 1000 Wireless-Funksender finden, die über mehrere Gateways verteilt verwaltet werden. Hart-IP wird einen wichtigen Beitrag leisten, den Austausch von Daten und Informationen zu fördern und vor allem zu vereinfachen, womit es die Grundvoraussetzung für die Implementierung von Industrie 4.0 erfüllt.
In einigen Prozessanlagen lassen sich bereits bis zu 1000 Wireless-Funksender finden, die über mehrere Gateways verteilt verwaltet werden. Hart-IP wird einen wichtigen Beitrag leisten, den Austausch von Daten und Informationen zu fördern und vor allem zu vereinfachen, womit es die Grundvoraussetzung für die Implementierung von Industrie 4.0 erfüllt.
(Bild: Kempf/PROCESS)

Bei der Umsetzung neuer Technologien gilt die Prozessindustrie als eher zögerlich. Dessen ungeachtet prognostiziert eine im Februar 2013 veröffentlichte Studie von IMS Research eine Verdopplung des Einsatzes von Industrial Ethernet in der Prozessindustrie ausgehend vom Jahr 2011 bis ins Jahr 2016. Die Hart Communication Foundation (HCF) begegnet diesem Trend mit der Spezifikation des Hart-IP-Ethernet-Protokolls. Hart-IP bietet die Möglichkeit zur vereinfachten vertikalen Datenintegration vom Feldgerät bis hin zur Leitwarte. Das Protokoll unterstützt nicht nur den Zugang zu den Prozessvariablen eines Gerätes, sondern ermöglicht auch die Geräteparametrierung und den Zugriff auf erweiterte Diagnoseinformationen.

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Hürde Systemintegration

Bei der Systemintegration stoßen traditionelle SPS-Protokolle zunehmend an ihre Grenzen. Sie sind zeitaufwändig und eignen sich nicht für die moderne Verwaltung von Gerätedaten. Traditionell festverdrahtete Geräte liefern oft nur eine einzige Variable, den Prozesswert. Das Abbilden einer Variablen pro Gerät von einer Steuerung oder einem Modbus-RTU-Register in ein Prozessvisualisierungssystem stellt einen überschaubaren Aufwand dar.

Demgegenüber unterstützen z.B. Wireless-Hart-Geräte mehrere Messwerte, Steuersignale und Rückmeldungen mit oftmals zwei, drei oder sogar vier dynamischen Variablen jeweils mit einer zugeordneten Statusinformation. So stellt ein Temperaturgeber beispielsweise zwei oder mehr Temperaturwerte zur Verfügung, ein Druckgeber den aktuellen Druck und Differenzdruck, ein akustischer Sender Lautstärke und Temperatur oder ein Vibrationsgeber die Vibration, Beschleunigung und Temperatur. Das Abbilden dieser dynamischen Variablen multipler Geräte auf Modbus-Register oder auf OPC-Gruppen und -Datenpunkte ist heutzutage zeitaufwändig und fehleranfällig.

Hart-, aber auch Wireless-Hart-Geräte sind intelligent und sollten eine zentrale Konfiguration sowie Diagnose- und Batterieüberwachung unterstützen. Natürlich kann ein Handheld für die Gerätekonfiguration und Fehlersuche verwendet werden; für eine anlagenweite Verwendung ist dieses Vorgehen allerdings unpraktisch. Eine bessere Lösung ist eine Software zur intelligenten Geräteverwaltung. Modbus-Register und OPC-Datenpunkte können zwar für Prozessvariablen verwendet werden, sind aber nicht für eine intelligente Geräteverwaltung im Rahmen von Asset-Management-Systemen geeignet.

Mit der steigenden Bedeutung von Wireless Hart und der wachsenden Digitalisierung der Feldebene in Prozessanlagen rückt Hart-IP, das bereits seit Juni 2012 Teil der HCF Network Management Spezifikation ist, zunehmend in den Fokus von Anwendern und Systemanbietern. Mehr auf der nächsten Seite.

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