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Feldbustechnik

PA-Profil V4.0 macht Profinet ab sofort fit für die Prozessindustrie

| Autor / Redakteur: Karl Büttner und Hartmut Flämig / Dr. Jörg Kempf

Es war an der Zeit, die Weichen neu zu stellen: Neue Technologien und praktische Anwendererfahrungen haben eine grundlegende Weiterentwicklung des PA-Profils angestoßen.
Es war an der Zeit, die Weichen neu zu stellen: Neue Technologien und praktische Anwendererfahrungen haben eine grundlegende Weiterentwicklung des PA-Profils angestoßen. (Bild: © hit1912, © envfx, © Sergey Nivens - stock.adobe.com; [M] GötzelHorn)

Es ist nur scheinbar eine kleine Komponente, denn ohne das branchenspezifische PA-Profil wäre der Einsatz von Feldbussen in der Prozessautomatisierung wesentlich aufwändiger. Es definiert Funktionalität und Parameter für verfahrenstechnische Geräte wie Transmitter, Stellantriebe, Ventile oder Analysengeräte, sodass Geräte unterschiedlicher Hersteller eingesetzt werden können. Nun wurde dieses Profil für zukünftige Anforderungen ertüchtigt.

Feldgeräte sind die eigentlichen Akteure in einer verfahrenstechnischen Anlage. Allerdings werden diese von den zahlreichen Anbietern zwar mit gleichen Mess- und Stellprinzipien, jedoch in unterschiedlichen Ausführungen ausgestattet. Diese Vielfalt – so willkommen sie für den Anwender ist – erschwert den Umgang mit den Geräten in der Anlage erheblich, besonders beim Gerätetausch.

Schon früh gab es daher die Forderung nach einer gemeinsamen Kernfunktionalität je Geräteklasse wie Druck- oder Durchflussmesser, Stellantriebe etc. Diese wurde in Form des weltweit bewährten „Profibus Profile for Process Control Devices“ umgesetzt, welches heute in Version 3.02 sehr erfolgreich eingesetzt wird. Über dieses PA-Profil lassen sich Geräte leichter in ein Leitsystem einbinden und die – durch das Profil vereinheitlichten – Gerätefunktionen durch das Leitsystem einfacher ansprechen.

Nun war es jedoch Zeit, die Weichen neu zu stellen. Neue Technologien, allen voran Industrial Ethernet, sowie praktische Anwendererfahrungen, vor allem seitens der Namur, haben eine grundlegende Weiterentwicklung des PA-Profils angestoßen. Diese Aufgabe wurde im Profil-Arbeitskreis von PI (Profibus & Profinet International) durch Entwicklungsspezialisten von zwölf Geräte- und Steuerungsherstellern bzw. einschlägigen Technologieprovidern und Instituten wahrgenommen und mit Offenlegung der Spezifikation durch PI unter dem Titel „Profile for Process Control Devices, Version 4.0“, Order Nr. 3.042 im Juni 2018 abgeschlossen.

Ideales Zusammenspiel mit Profinet

Das PA-Profil 4.0 erfüllt sowohl die Grundforderung nach Unabhängigkeit vom Kommunikationsprotokoll als auch die Anwenderwünsche nach vereinfachter Handhabung. Zudem funktionieren die bewährten Profileigenschaften auch im Zusammenspiel mit Profinet. Das Profildokument nutzt zur Darstellung der Profilinhalte wie bisher das Blockmodell mit dem Physical Block zur Beschreibung des Gerätes mit verschiedenen Kenndaten, den Funktions-Blöcken mit Parametern und Funktionen für die im Feldgerät erfolgende Messwert-Vorverarbeitung und den Transducer-Blöcken mit den Parametern und Funktionen für die eigentliche Feldgeräte-Aufgabe „Messen und Stellen“.

Bei der Entwicklung der Profilspezifikation wurde auf konsequente Trennung zwischen Applikationsschicht bzw. Gerätefunktionen und unterlagerten Kommunikationsprotokollen geachtet. Zusätzlich wurden einige vom Markt nicht angenommene bzw. nicht genutzte Eigenschaften aus dem Profil genommen, um es zu verschlanken.

Parameterauswahl auf Basis NE 131

Die im Profil verwendeten Parameter wurden aufs Wesentliche reduziert, und – mit Blick auf gleiches Geräteverhalten und einen sicheren Gerätetausch – mit dem Attribut „mandatory“ versehen. Die Parameterauswahl wurde durch Übernahme der in der aktualisierten NE131 für ein „Standardgerät“ festgelegten Parameter vorgenommen. Diese Kern-Parameter decken ca. 80% der üblichen Anwendungsfälle ab. Herstellerspezifisch können weitere Parameter in ein Profil-basiertes Gerät übernommen werden.

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